近红外在酱香白酒酒醅检测中的应用

王秋云，朱建猛，胡胜祥，黄贵燚，祝汉征

（贵州贵酒有限责任公司质量部，贵州贵阳 550200）

酒糟检测技术目前处于实验室传统滴定方法，该方法耗时长、处理过程繁琐、手工操作较为复杂，且对测定人员的操作技术要求高，不利于实现对酒糟快速、及时的检测分析。提升检测的自动化和智能化程度，成为检测行业创新发展的方向。运用近红外技术对酒糟进行在线扫描建模、实现对比高效分析，开创了行业关于酱香型酒醅分析的新方法。

1 材料与方法

1.1 材料

用BUCHI 近红外光谱法对酱香白酒中入窖和出窖酒醅样品中的水分、酸度、淀粉和还原糖等化学成分含量进行分析，提高酒醅检验效率。

仪器配置：固体样品NIRFlex Solids+高性能样品杯。波长：4000～10000 cm-1；分辨率：8 cm-1；扫描次数：固体样品32次。

测量要求：将样品倒入培养皿样品杯中进行压样后测量，每个样品测量二次光谱，每条光谱采集前都进行相同的压样测量。

1.2 测定方法

1.2.1 测定样品谱图

入窖、出窖酒醅样品谱图见图1、图2。

图1 入窖酒醅样品原始谱图

图2 出窖酒醅样品光谱谱图

从光谱本身来看，信号较强，由于在实验装样过程中采用勺子轻微压紧样品并且杯底平整无空隙，装样2/3以上样品杯，很大程度上避免了外来光对光谱的散射影响。

1.2.2 行业标准

利用BUCHI公司的建模软件NIRCal5.4自带的自动建模软件分别对7个轮次的出入窖酒醅的光谱数据进行处理，利用化学计量学方法建立标准曲线，其模型的具体参数符合固态发酵酒醅通用分析方法（TCB/J 004—2018）的近红外分析要求（表1）。

预测标准偏差。SEP 越小，结果越准确。有文献要求SEP/SEC≤1.2[1]。若光谱方法的预测值为y^,则参考方法的实际值在[y^±SEP]范围的概率为67%左右，在[y^±2×SEP]范围为95%左右。

表1 酒醅近红外分析技术要求

2 结果与讨论

2.1 出入窖酒醅手工检测与近红外分析（表2）

表2 结合表1 分析，表2 手工检测与近红外之间从标准偏差SEP 来看，入窖酒醅水分各轮次的SEP 都是在SEP≤1.00 %以内；各轮次酸度都是在SEP≤0.30 mmol/10 g 以内；各轮次还原糖的SEP 都是在SEP≤0.30 %以内；各轮次淀粉的SEP 都是在SEP≤1.50%以内。

表3 结合表1 分析，表3 手工检测与近红外之间从标准偏差SEP 来看，7 个轮次的出窖水分的SEP 都是在SEP≤1.00%以内；7 个轮次的出窖酸度的SEP 都是在SEP≤0.30 mmol/10 g；7 个轮次的出窖还原糖的SEP 都是在SEP≤0.30%以内；7 个轮次的出窖淀粉的SEP 都是在SEP≤1.50 %以内，根据实际情况显示，在建一轮次出窖模型时，由于时间关系建模所用的数据少于其他轮次。

整体看，出窖所建模型都比入窖好，在建模的整体过程中各轮次出窖建模所用的数据比入窖建模所用数据多，导致建模后入窖的SEP较大。

2.2 酒醅中化学成分的预测分析（表4）

合并轮次出入窖酒醅样品，用BUCHI 的近红外进行光谱的采集，每个样品进行二次的光谱扫描。用标准的化学方法对各指标的含量进行测定。然后对各属性进行模型的建立，通过对未知样品的测定来对模型进行评价。

表2 入窖手工检测与近红外数据分析

表3 出窖手工检测与近红外数据分析

表4 出池酒醅中化学成分的预测

表4 的出窖酒醅化学成分的预测分析，是用四到七轮次的出窖数据整合建的模型，通过整合得出，水分、酸度、还原糖、淀粉各指标的有效光谱数分别增加了832、822、865、848 个样；模型的范围分别增加了45.69～53.5、2.47～3.94、0.63～2.32、9.65～26.79；SEP/SEC分别为1.00、1.11、1.00、1.00。

表5 的入窖酒醅化学成分的预测分析，是用四到六轮次的入窖数据整合建的模型，通过整合可以得出，水分、酸度、还原糖、淀粉各指标的有效光谱数分别增加了566、552、507、555 个样；模型的范围分别增加了40.76～51.92、0.8～3.58、2.17～3.85、16.2～24.75；SEP/SEC分别为1.00、1.00、1.00、0.90。

表5 入池酒醅中化学成分的预测

3 小结

根据行业对BUCHI 近红外分析仪的使用标准要求，预测标准偏差，SEP 越小，结果越准确，有文献要求SEP/SEC≤1.2，即SEP 与SEC 比值≤1.2，结果越准确。通过表2、表3、表4、表5 分析来看，不管是单独建模还是整合建模，只要建模所用有效数据越多，建的模型越准确，而且BUCHI 近红外分析仪具有较高的应用价值，可以快速高效完成样品检测。

其近红外分析仪突出特点：（1）许多物质在近红外区域的吸收系数很小，使分析过程简单。（2）近红外区内光散射效应及穿透深度大，使得近红外光谱技术可以用漫反射技术对样品直接测定。（3）分析过程的投资及操作费用低。（4）既可用于样品定性分析，也可以得到精度较高的定量结果。（5）分析过程不破坏样品，不用试剂，不会污染环境。（6）测定速度极快，作为快速检测手段是其他方法无法比拟的。

随着科技的发展，传统的化学分析法分析时间长，分析结果准确度、精密度受到限制。近红外光谱分析技术的应用可提高白酒产品质量及其相关参数分析的速度及准确度。现代科技逐渐代替传统检验技术，BUCHI 近红外分析仪在酱香白酒酒醅检验中是值得推广和应用的。