光度滴定法测定葡萄酒中的总酸

丁奇，马立利，周阳，周欣燃，王颖，邵鹏，贾丽

(北京市理化分析测试中心，北京 100089）

葡萄酒是由葡萄酿造而成的一种低酒精度的发酵酒，具有圆润的口感和愉悦的香气，其富含有花青素、黄酮类、酚类等多种活性成分，在抗癌、抗氧化、抗糖尿病、降血压、降血脂等方面具有良好的效果［1–6］。总酸是衡量葡萄酒品质的重要指标，其中有机酸和无机酸的种类及含量对葡萄酒风味形成发挥了重要作用，而有机酸除具有一定的生理功能外，还参与部分功能活性成分的生成［7–8］。对葡萄酒中总酸的检测分析对于葡萄酒的质量保证、风味研究具有重要意义。

目前，葡萄酒中总酸的检测方法有连续流动分析法、近红外光谱法、电位滴定法、指示剂法等［9–11］。连续流动分析法具有快速、灵敏、稳定的优点，广泛应用于环境、食品等领域，但该方法设备精密程度较高，在应用过程中会出现基线波动、异常峰形、蒸馏模块状态异常等问题［12］；近红外光谱法是一种能同时检测多种组分的分析技术，具有适应性好、分析迅速、测试成本低等优点，但对于低含量物质检测存在灵敏度低等缺陷［13］；电位滴定法及指示剂法在测定葡萄酒中总酸时操作步骤比较繁琐、耗时，且测试过程中影响因素较多［9］。光度滴定法具有操作简便、测定时间短、效率高等特点，在食品［14］、环境［15］、药物［16］、矿产［17］等领域中均有应用，具有灵敏度低、准确性高等优势。光度滴定法利用光学传感器记录待测溶液颜色变化而引起吸光度变化绘制滴定曲线，在滴定曲线上得到吸光度突变点，当达到滴定终点后仪器自动停止，其原理遵循朗伯–比耳定律［18］。

笔者利用光度滴定法对葡萄酒中总酸含量进行测定，为葡萄酒品质鉴定技术提供了一种新的选择。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

滴定分析仪：ZDJ–600G型，北京先驱威锋技术开发公司。

超纯水系统：Elix 10型Milli-Q超纯水系统，美国密理博公司。

移液枪：量程为100～1 000 μL，德国赛多利斯集团。

氢氧化钠标准溶液：0.100 3 mol／L，北京通广伟业科技有限公司。

L-酒石酸：纯度（质量分数）为99%，上海麦克林生化科技有限公司。

酚酞：纯度（质量分数）为98%，上海麦克林生化科技有限公司。葡萄酒样品：市售。实验用水为一级水。

1.2 实验方法

1.2.1 光度滴定法测定

移取10 mL葡萄酒于100 mL烧杯中，加入0.2 mL酚酞溶液（0.01 g／mL），再加入水50 mL，放入一枚转子后置于滴定分析仪上，插入光度电极（检测波长为640 nm）并开启磁力搅拌器，用氢氧化钠标准溶液进行滴定，滴定过程中溶液会发生颜色改变从而引起吸光度的变化，利用仪器记录并自动识别滴定终点，记录消耗的氢氧化钠标准溶液的体积，计算总酸含量。同时取50 mL一级水做空白试验。

1.2.2 电位滴定法测定

参照GB／T 15038—2006方法［11］，移取10 mL葡萄酒于100 mL烧杯中，加入一级水50 mL，放入一枚转子后置于电位滴定仪上，插入电极并开启磁力搅拌器，用氢氧化钠标准溶液滴定至pH为8.2时，记下消耗氢氧化钠标准溶液的体积，计算总酸含量，同时取50 mL一级水做空白试验。

1.2.3 结果计算

葡萄酒中总酸含量按式（1）计算：

式中：ρ——葡萄酒中总酸含量（以酒石酸质量浓度计），g／L；

c——氢氧化钠标准溶液的浓度，mol／L；

V1——葡萄酒滴定时消耗氢氧化钠标准溶液体积，mL；

V0——空白试验消耗氢氧化钠标准溶液体积，mL；

V2——移取样品体积，mL；

75——酒石酸的摩尔质量，g／mol。

2 结果与讨论

2.1 光度电极检测波长的选择

利用光度滴定法测定葡萄酒中总酸含量时，首先要确定其检测波长。酒石酸是葡萄酒中含量较多的酸性物质［19］，GB／T 15038—2006中规定葡萄酒的总酸含量以酒石酸计，因此利用酒石酸与氢氧化钠的滴定反应来确定其最佳吸收波长，利用光度电极固有的8个波长（470、502、520、574、590、610、640、660 nm） 分别测定初始溶液和滴定终点反应液，通过仪器记录的电信号数值，发现在640 nm处这两种溶液电信号差别最大，所以选择检测波长为640 nm。

2.2 取样体积

分别移取2、5、10、15 mL葡萄酒样品进行试验，结果表明，当取样体积为2、5 mL时，吸光度突变点不如其它取样体积明显，不容易判断滴定终点，确定标准溶液滴定消耗体积时会存在较大的偏差；而取样15 mL时滴定时间相对较长且消耗氢氧化钠标准溶液较多。综合考虑，选择取样体积为10 mL。

2.3 酚酞对光度滴定的影响

光度滴定法是利用光度电极识别待测液颜色变化进行测定的，而在酸碱滴定过程中通常加入酚酞作为颜色指示剂。但在用氢氧化钠标准溶液滴定葡萄酒总酸时，发现无酚酞指示剂存在也能引起葡萄酒颜色的改变。研究表明，葡萄酒的颜色发生变化，是因为随着氢氧化钠的逐渐加入，葡萄酒主要成分花色苷的性质发生了改变［20］，因此有无酚酞存在均能进行测定。试验得到使用和不使用酚酞指示剂时，葡萄酒中总酸的测定结果分别为6.09 g／L和6.17 g／L，相对偏差为0.6 %，测定结果相近，表明使用酚酞与否不影响葡萄酒中总酸含量的检测。但在确定光度滴定法的检出限时，是以向空白溶液中加入酒石酸方式进行的，在没有酚酞存在的情况下，滴定过程中溶液颜色不会发生变化，无法利用光度电极确定滴定终点，因此本实验加入酚酞作为指示剂。

2.4 方法比对

利用光度滴定法与GB／T 15038—2006 《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的电位滴定法分别测定葡萄酒样品溶液，对两种方法进行检出限、精密度、准确度等方面的比对，并对两种方法测定数据进行配对样品T检验统计分析。

2.4.1 检出限

方法检出限是指用特定方法可靠地检出目标物的最低浓度或含量，它是检验分析方法及评价仪器性能的重要指标［21］。按照HJ 168—2020［22］分别确定葡萄酒中总酸的光度滴定法、电位滴定法［11］的检出限。利用空白加标试验，连续7次平行测定，计算得光度滴定法的检出限为0.07 g／L，与电位滴定法检出限（0.05 g／L）相当。

2.4.2 方法精密度

光度滴定法和电位滴定法测定葡萄酒样品中总酸的测定结果列于表1。由表1可知，6次平行测定的平均值分别为6.64、6.72 g／L，相对标准偏差分别为1.15%、1.82%，符合GB／T 15038—2006［11］规定（小于3%），且光度滴定法的精密度更好。

表1 葡萄酒中总酸含量测定方法的精密度试验结果

2.4.3 方法准确度

在葡萄酒中添加3个浓度水平的酒石酸进行加标回收试验，加标质量浓度分别为0.50、1.50、3.00 g／L，每个水平分别用光度滴定法、电位滴定法各平行测定3次，以平均值作为测定值，测定结果列于表2。由表2可知，光度滴定法的加标回收率为92.0%～97.0%，电位滴定法的加标回收率为95.3%～99.7%，表明两种方法均准确、可靠［21］。

表2 葡萄酒中总酸含量测定加标回收试验结果（n=3）

2.4.4 配对样品t检验

利用光度滴定法和电位滴定法分别对两种品牌的葡萄酒进行6次重复测定，然后对测定数据采用SPSS软件进行配对t检验，测定数据及t检验结果列于表3。由表3可知，两种滴定方法测定数据均服从正态分布，通过统计学分析得出葡萄酒–1样品t=–0.619，P=0.563，葡萄酒–2样品t=–1.734，P=0.143，P值均大于0.05，说明两种滴定方法测定结果不存在显著性差异，光度滴定法适用于葡萄酒中总酸含量的测定。

表3 光度滴定法和电位滴定法测定葡萄酒中总酸数据及统计结果

3 结语

建立了葡萄酒中总酸含量测定的光度滴定法，其检测波长为640 nm，取样体积为10 mL，指示剂为酚酞。结果表明，该方法与国家标准规定的电位滴定法在检出限、精密度、准确度及实际样品测定等方面不存在显著性差异，但该方法操作简便，检测快速，效率更高，有推广价值。