昌黎原产地葡萄酒三维荧光光谱及电子舌特征研究

论文摘要

葡萄酒是一种成分复杂的酒精饮料，具有很高的营养保健价值，而且越来越多的消费者关心其质量保证。但是目前我国对葡萄酒原产地域产品保护的力度不强，葡萄酒原产地命名及其保护制度相关的法律法规还不够完善，国内葡萄酒的整体质量较低，市场上的葡萄酒质量良莠不齐，存在很多以次充好的现象。在此情况下，急需建立一种灵敏、快捷、准确、无损且环保的检测方法来鉴别真伪葡萄酒、不同等级的葡萄酒，乃至不同产地的葡萄酒。三维荧光光谱技术和电子舌技术具有较高的灵敏性、良好的选择性以及对样品的无损坏性，受到广泛的关注和应用。论文的研究目的是通过三维荧光光谱技术和电子舌技术检测昌黎原产地华夏葡萄酒有限公司和越千年葡萄酒有限公司提供的单品种干红葡萄酒，建立不同品种、不同酿造年份和不同生产厂家干红葡萄酒的三维荧光光谱和电子舌特征图谱，对原产地域葡萄酒进行辨识，并据此建立一种方便快捷、科学可靠的区分鉴别不同葡萄酒的方法，为国家实施原产地域葡萄酒的保护提供科学依据，也为葡萄酒的整体特征评价与分析检测提供新的技术方法。研究中使用荧光光度计F-7000和多频脉冲电子舌系统分别检测昌黎原产地不同品种、不同酿造年份及不同生产厂家的干红葡萄酒，得到如下结论：1、三维荧光光谱法分析相同酿造年份的不同品种、不同生产厂家干红葡萄酒三维荧光光谱技术检测同一酿造年份的不同品种干红葡萄酒得到：2004年及2005年酿造的5种干红葡萄酒所产生荧光峰的数量不同，且各个峰点荧光强度有显著差异。2004．年酿造的干红葡萄酒中佳美激发波长260nm和335nm处产生2个荧光峰；赤霞珠、山普斯、西拉和梅尔诺在激发波长263nm、290nm和329nm左右出现3个荧光峰；2005年酿造干红葡萄酒中佳美在在激发波长269nm和332nm处产生2个荧光峰；西拉在激发波长290nm和329nm处产生2个荧光峰；而赤霞珠、山普斯和梅尔诺分别在激发波长263nm、290nm和329nm左右出现3个荧光峰。各个荧光峰点荧光强度不同三维荧光光谱技术检测2005年不同生产厂家的干红葡萄酒得到：不同厂家酿造的赤霞珠、梅尔诺干红葡萄酒荧光峰出现在激发波长260 nm、290 nm和329 nm左右出现3个荧光峰，各个荧光峰点的荧光强度有着明显差异。可以区分供试的不同生产厂家的葡萄酒。三维荧光光谱技术能够通过光谱中的荧光峰数量及不同的荧光强度表征不同品种葡萄酒之间的差异，并以此为依据区分供试的不同品种干红葡萄酒。2、三维荧光光谱法分析不同酿造年份的赤霞珠干红葡萄酒分析不同酿造年份的赤霞珠干红葡萄酒的三维荧光光谱表明不同酿造年份酒样由于不同生长年份中以气候为主导因素，使得葡萄原料差异较大，从而引起不同酿造年份酒样中荧光物质差别较大，而不同酿造年份酒样的贮藏时间不同，也会引起不同年份酒样荧光物质成分有所变化，表现在三维荧光光谱上可以看到：1993年酿造酒样在激发波长296nm和326 nm左右出现2个荧光峰；1996年酿造酒样在激发波长329nm左右出现1个荧光峰；2001、2004和2005年酿造的酒样分别在激发波长260nm、290nm和329nm出现3个荧光峰，但是不同酿造年份的酒样各个峰点的荧光强度差异明显。所有酒样都在激发波长329 nm左右有荧光峰出现。结果表明三维荧光光谱可以表征不同酿造年份赤霞珠干红葡萄酒之间的差异，并以此为依据区分供试的不同酿造年份酒样。3、主成分分析不同品种、不同生产厂家及不同酿造年份干红葡萄酒的三维荧光光谱主成分分析不同品种、不同生产厂家及不同酿造年份干红葡萄酒的三维荧光光谱数据提取的前三个主成分：主成分1（PC1）、主成分2（PC2）和主成分3（PC3）的信息占有率均达75％以上，PCA得分图表明三维荧光光谱技术可以区分不同品种、不同酿造年份及不同生产厂家的干红葡萄酒。4、多频脉冲电子舌系统分析昌黎原产地不同品种、不同生长厂家及不同酿造年份干红葡萄酒本研究通过多频脉冲电子舌系统对昌黎原产地不同品种、不同厂家、不同年份的干红葡萄酒进行区分辨识，以铂电极、金电极、银电极、钛电极、钯电极、镉电极、铝电极和铜电极作为工作电极，每个工作电极在1 Hz，10 Hz和100 Hz三个频率段下进行扫描，数据处理采用主成分分析方法，结果显示以镉电极的1Hz频率段，银电极的100Hz频率段，钛电极100Hz频率段和金电极的10Hz频率段作为多频脉冲电子舌的最佳传感器阵列，对葡萄酒的区分辨识效果较好。多频脉冲电子舌系统通过选择不同的金属电极作为传感器阵列，结合多元统计方法，在葡萄酒检测方面做了初步探索，为电子舌在此方面的应用提供实验基础与理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 葡萄酒分析
• 1.1.1 葡萄酒的成分
• 1.1.2 葡萄酒的特有成分
• 1.1.3 仪器分析在葡萄酒分析中的应用
• 1.2 三维荧光光谱分析的原理
• 1.2.1 荧光光谱的基本原理
• 1.2.2 荧光物质的激发光谱、发射光谱和三维荧光光谱
• 1.2.3 影响荧光的因素
• 1.2.4 葡萄酒成分与荧光分析
• 1.3 电子舌简介
• 1.3.1 电子舌概念和特点
• 1.3.2 电子舌基本原理
• 1.3.3 电子舌研究进展
• 1.4 本研究的目的及意义
• 第二章 昌黎原产地相同酿造年份不同品种干红葡萄酒的三维荧光光谱研究
• 2.1 试验方法
• 2.1.1 试验仪器
• 2.1.2 仪器参数
• 2.1.3 数据分析及处理方法
• 2.2 试验材料
• 2.2.1 样品采集
• 2.2.2 样品制备
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 2004年不同品种干红葡萄酒的三维荧光光谱和等高线光谱分析
• 2.3.2 2005年不同品种干红葡萄酒的三维荧光光谱和等高线图谱分析
• 2.3.3 主成分分析不同品种及不同生产厂家干红葡萄酒的三维荧光光谱
• 2.4 结论
• 第三章 昌黎原产地不同酿造年份赤霞珠干红葡萄酒的三维荧光光谱研究
• 3.1 试验方法
• 3.1.1 试验仪器
• 3.1.2 仪器参数
• 3.1.3 数据分析及处理方法
• 3.2 试验材料
• 3.2.1 样品采集
• 3.2.2 样品制备
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 不同酿造年份赤霞珠干红葡萄酒的三维荧光光谱和等高线图谱
• 3.3.2 主成分分析不同酿造年份赤霞珠干红葡萄酒的三维荧光光谱
• 3.4 结论
• 第四章 昌黎原产地干红葡萄酒的多频脉冲电子舌研究
• 4.1 试验仪器及材料
• 4.1.1 样品采集
• 4.1.2 试验仪器
• 4.1.3 试验试剂
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 电极处理方法
• 4.2.2 样品检测
• 4.2.3 多频脉冲电位扫描模式
• 4.2.4 数据分析及处理方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 多频脉冲电子舌单电极在不同频率段分析昌黎原产地干红葡萄酒
• 4.3.2 多频脉冲电子舌传感器阵列分析昌黎原产地干红葡萄酒
• 4.3 结论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.1.1 三维荧光光谱对昌黎原产地不同品种干红葡萄酒的区分
• 5.1.2 三维荧光光谱对昌黎原产地不同酿造年份赤霞珠干红葡萄酒的区分
• 5.1.3 多频脉冲电子舌对昌黎原产地不同干红葡萄酒的区分
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介