一種用三維指紋圖譜鑒別特定產(chǎn)地特定品種葡萄酒的方法與流程

本發(fā)明屬于酒類檢測領(lǐng)域，具體涉及一種用三維指紋圖譜(高效液相色譜法、氣相色譜法和紫外可見分光光度法)鑒別特定產(chǎn)地特定品種葡萄酒的方法。

背景技術(shù)：

葡萄酒是世界上最早的飲料酒之一，在世界各類酒中占據(jù)著十分顯赫的位置，其產(chǎn)量在世界飲料酒中列第二位。葡萄酒酒精含量低、營養(yǎng)價值高，是最健康、最衛(wèi)生的飲料，所以它一直是飲料酒中優(yōu)先發(fā)展的品種之一。葡萄酒(特指紅葡萄酒)不僅具有飲料酒的飲用、滋補功能，而且適量飲用葡萄酒還有保健功能。

葡萄酒跟人們的生活息息相關(guān)，因此，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到人民的身體健康。葡萄酒是以新鮮葡萄或葡萄汁經(jīng)酵母部分或完全發(fā)酵釀制而成的，其酒精體積分?jǐn)?shù)通常為8～16％。

但近年來，部分商家在商業(yè)利益的驅(qū)使下，制售假葡萄酒，給消費者的身心健康帶來了威脅。一種制假方式是用一種或多種低端葡萄酒混合后貼高端產(chǎn)品的標(biāo)簽以次充好，另外一種是用水、色素、酒精、香精來調(diào)制所謂的葡萄酒，生產(chǎn)原料中唯獨沒有造葡萄酒必備的葡萄原汁。無論是哪種制假方法，都對消費者的消費權(quán)益和身心健康造成侵害。

葡萄酒成分多，具有類似中草藥的復(fù)雜體系，但葡萄酒因其葡萄品種固定、種植技術(shù)穩(wěn)定和生產(chǎn)工藝的一致，葡萄酒的質(zhì)量還是具有均一性和穩(wěn)定性的。因此借鑒中藥研究方法，把建立指紋圖譜方法引入葡萄酒的檢測體系中。葡萄酒指紋圖譜的建立，不需要對葡萄酒各組分物質(zhì)的定性分析，只需對葡萄酒中主要化學(xué)成分的組成和含量利用現(xiàn)代分析技術(shù)如色譜分析技術(shù)反映出來，再從宏觀上進行分析確定各組分間的差異。

葡萄酒成分大致可分為揮發(fā)性成分和不揮發(fā)性成分兩大類，揮發(fā)性成分包括醇類、酯類、有機酸類、揮發(fā)性酚類、硫醇類、萜烯醇類等；不揮發(fā)性成分包括黃酮類、氨基酸、糖類、色素、維生素、微量金屬等。由于葡萄酒成分十分復(fù)雜，很難通過單一的檢測方法進行產(chǎn)地的溯源和質(zhì)量鑒定，目前，毛細管柱—氣相色譜分析葡萄酒中揮發(fā)性成分是葡萄酒分類鑒定、質(zhì)量控制以及了解葡萄酒香氣特點的重要手段。而葡萄酒中不揮發(fā)性成分可通過液相色譜分析進行鑒定。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用三維指紋圖譜(高效液相色譜法、氣相色譜法和紫外可見分光光度法)鑒別特定產(chǎn)地特定品種葡萄酒的方法，該方法通過對多批次特定產(chǎn)地特定品種的葡萄酒樣品進行數(shù)據(jù)收集，利用HPLC和UV建立該產(chǎn)地該品種葡萄酒中提取物的特征指紋圖譜，利用GC法建立該產(chǎn)地該品種葡萄酒二氯甲烷提取物的特征指紋圖譜，最終建立該葡萄酒的共有模式圖譜；將待測葡萄酒樣品的指紋圖譜與該共有模式圖譜進行比較，即可鑒別真假。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種用三維指紋圖譜鑒別特定產(chǎn)地特定品種葡萄酒的方法，包括以下步驟：

(1)收集多批次的相同品牌或不同品牌的特定產(chǎn)地特定品種葡萄酒，分別用高效液相色譜法、氣相色譜法、紫外可見分光光度法提取各批次該葡萄酒的液相圖譜、氣相圖譜和紫外-可見光吸收光譜；

(2)建立該葡萄酒的共有模式圖譜；

2-1：氣相部分

提取各批次該葡萄酒氣相色譜中的共有峰，以所有共有峰峰面積之和為分母，每個成分的峰面積做分子，處理后為歸一化面積；歸一化面積大于1％為篩選條件，得到若干個指紋特征峰，為該葡萄酒氣相部分的共有模式圖譜；

2-2：液相部分

提取各批次該葡萄酒液相色譜中的共有峰，以所有共有峰峰面積之和為分母，每個成分的峰面積做分子，處理后為歸一化面積；歸一化面積大于0.7％為篩選條件，得到若干個指紋特征峰，為該葡萄酒液相部分的共有模式圖譜；

2-3：紫外-可見光吸收光譜部分

取各批次吸收光譜中各波長吸光值的平均值，建立紫外-可見光吸收光譜的共有模式圖譜；

(3)待測的聲稱是相同產(chǎn)地相同品種的葡萄酒，分別用高效液相色譜法、氣相色譜法、紫外可見分光光度法提取其液相圖譜、氣相圖譜和紫外-可見光吸收光譜，與步驟(2)得到的共有模式圖譜進行比對，依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)判斷其真?zhèn)危?/p>

3-1：氣相部分

待測葡萄酒的氣相圖譜應(yīng)含有共有模式圖譜的全部指紋特征峰，同時以相對含量計算各個指紋特征峰的相似度，差值法應(yīng)全部大于0.9；

3-2：液相部分

待測葡萄酒的液相圖譜應(yīng)含有共有模式圖譜的全部指紋特征峰，同時以相對峰面積計算各個指紋特征峰的相似度，差值法應(yīng)全部大于0.9；

3-3：紫外-可見光吸收光譜部分

待測葡萄酒的紫外-可見光吸收光譜與共有模式圖譜進行比較，差值法應(yīng)全部大于0.9；

若待測葡萄酒的氣相圖譜、液相圖譜和紫外-可見光吸收光譜與共有模式圖譜比對都全部合格，則可以判定待測葡萄酒的確是相同產(chǎn)地相同品種的葡萄酒。

步驟(1)所述的多批次至少需要9個批次；

步驟(1)所述的特定產(chǎn)地是指葡萄酒的主產(chǎn)區(qū)，諸如河北秦皇島、山東煙臺、法國波爾多等等；

步驟(1)所述的特定品種是指赤霞珠葡萄酒、梅洛葡萄酒、西拉葡萄酒等等；

步驟(1)和(3)中，葡萄酒樣品做氣相色譜時，樣品的處理步驟如下：

向玻璃離心管加入3mL樣品、7mL二級水和60μL 0.02％(v/v)的內(nèi)標(biāo)溶液4-甲基-2-戊醇，然后加入4.5g優(yōu)級純硫酸銨以提高萃取效率和消除乳化現(xiàn)象，然后加入0.5mL二氯甲烷，于渦旋震蕩儀1100r/min渦旋10min后放入離心機以2500r/min離心10min，取下層二氯甲烷層至300μL微量進樣瓶中用于氣相分析；

氣相色譜標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制備：

1、2％(V/V)單標(biāo)母液的配制：各精密吸取表1中的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(純度為99％左右)2mL于100mL容量瓶中，用無水乙醇定容；

2、0.02％(V/V)內(nèi)標(biāo)溶液的配制：精密吸取1.00mL 2％(V/V)4-甲基-2-戊醇于100mL容量瓶中，用無水乙醇定容；

3、混合標(biāo)液的配制：按表1中各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)量濃度配制，最終混合標(biāo)液中含12％乙醇，并用酒石酸和0.2M NaOH調(diào)節(jié)pH值至3.2；

表1：混合標(biāo)液中各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)量濃度

氣相色譜條件是：40℃保持5min后以3℃/min升溫至190℃，保持10min；載氣為高純氮氣，流速1.5mL/min；進樣量0.5μL；進樣口200℃；分流模式：不分流進樣；

步驟(1)和(3)中，葡萄酒樣品做高效液相色譜時，樣品的處理步驟如下：

將葡萄酒樣品用磷酸調(diào)節(jié)pH值至2.3，采用SDB-L固相萃取小柱，上樣10ml，不吹干；用磷酸鹽緩沖溶液(pH值2.3)5ml清洗，清洗2次，吹干；用甲醇洗脫三次，每次1ml，吹干；收集洗脫液在55℃條件下，吹至1ml；

液相色譜條件是：

流動相組成：甲醇-磷酸鹽緩沖液(0.2％H₃PO₄+0.05M NaH₂PO₄，用磷酸調(diào)節(jié)pH值2.3)；洗脫梯度為：在保留時間為0min、80min、90min、100min、120min時，磷酸鹽緩沖液和甲醇的比例分別為98：2，42：58，10：90，98：2，98：2；流速：1.0ml/min；進樣量：10μl；檢測波長：300nm；柱溫：25℃；

步驟(1)和(3)中，葡萄酒樣品做紫外-可見光吸收光譜時，樣品的處理步驟如下：

取2ml葡萄酒樣品于50ml容量瓶中，加入0.4M磷酸1.7ml，用pH值2.0的磷酸二氫鈉-磷酸緩沖液定容；

紫外-可見光吸收光譜的檢測方法是：

先用空白對照溶液在波長200-800nm下進行基線校正，然后再將處理后的樣品在波長200-800nm下進行掃描，掃描步長為1nm；

步驟(3)所述的差值法，其計算公式如下：

其中，n為特征峰數(shù)目或步長，A和B為比較對象；

當(dāng)本發(fā)明方法用于鑒別秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒時，步驟(3)中，氣相部分差值法應(yīng)全部大于0.9670，液相部分差值法應(yīng)全部大于0.9380，紫外-可見光吸收光譜部分差值法應(yīng)全部大于0.9650。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果：

本發(fā)明通過利用HPLC和UV法建立葡萄酒不揮發(fā)類物質(zhì)成分的指紋圖譜，利用GC法建立葡萄酒香氣等揮發(fā)性成分的指紋圖譜。通過對兩種類型(揮發(fā)性成分指紋圖譜和非揮發(fā)性物質(zhì)指紋圖譜)指紋圖譜數(shù)據(jù)進行分析和擬合，建立一種三維指紋圖譜技術(shù)鑒別特定產(chǎn)地特定品種葡萄酒的方法。本發(fā)明具有靈敏、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、精密度高、重現(xiàn)性好等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒9個批次的氣相色譜。

圖2是秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒9個批次的液相色譜。

圖3是秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒9個批次的紫外-可見光吸收光譜。

圖4是秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒氣相部分的共有模式圖譜。

圖5是秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒液相部分的共有模式圖譜。

圖6是××品牌批次20120527葡萄酒的液相圖譜。

圖7是××品牌批次20120527葡萄酒的氣相圖譜。

圖8是××品牌批次20120527葡萄酒的紫外-可見光吸收光譜。

圖9是××品牌批次20111211葡萄酒的液相圖譜。

圖10是××品牌批次20111211葡萄酒的氣相圖譜。

圖11是××品牌批次20111211葡萄酒的紫外-可見光吸收光譜。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1

一種用三維指紋圖譜鑒別秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒的方法，包括以下步驟：

(1)收集9個批次的不同品牌秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒，分別用高效液相色譜法、氣相色譜法、紫外可見分光光度法提取各批次該葡萄酒的液相圖譜、氣相圖譜和紫外-可見光吸收光譜；

氣相色譜的樣品處理步驟如下：

向玻璃離心管加入3mL樣品、7mL二級水和60μL 0.02％(v/v)的內(nèi)標(biāo)溶液4-甲基-2-戊醇，然后加入4.5g優(yōu)級純硫酸銨以提高萃取效率和消除乳化現(xiàn)象，然后加入0.5mL二氯甲烷，于渦旋震蕩儀1100r/min渦旋10min后放入離心機以2500r/min離心10min，取下層二氯甲烷層至300μL微量進樣瓶中用于氣相分析；

氣相色譜標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制備：

1、2％(V/V)單標(biāo)母液的配制：各精密吸取表1中的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(純度為99％左右)2mL于100mL容量瓶中，用無水乙醇定容；

2、0.02％(V/V)內(nèi)標(biāo)溶液的配制：精密吸取1.00mL 2％(V/V)4-甲基-2-戊醇于100mL容量瓶中，用無水乙醇定容；

3、混合標(biāo)液的配制：按表1中各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)量濃度配制，最終混合標(biāo)液中含12％乙醇，并用酒石酸和0.2M NaOH調(diào)節(jié)pH值至3.2；

表1：混合標(biāo)液中各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)量濃度

氣相色譜條件是：40℃保持5min后以3℃/min升溫至190℃，保持10min；載氣為高純氮氣，流速1.5mL/min；進樣量0.5μL；進樣口200℃；分流模式：不分流進樣；氣相色譜儀(美國PerkinElmer公司，帶PSS分流進樣口、襯管2mm內(nèi)徑和FID檢測器)；TotalChrom色譜工作站(美國PerkinElmer公司)；ZB-WAX毛細柱30m×0.25mm×0.25μm(美國)。

高效液相色譜的樣品處理步驟如下：

將葡萄酒樣品用磷酸調(diào)節(jié)pH值至2.3，采用SDB-L固相萃取小柱，上樣10ml，不吹干；用磷酸鹽緩沖溶液(pH值2.3)5ml清洗，清洗2次，吹干；用甲醇洗脫三次，每次1ml，吹干；收集洗脫液在55℃條件下，吹至1ml；

液相色譜條件是：

流動相組成：甲醇-磷酸鹽緩沖液(0.2％H₃PO₄+0.05M NaH₂PO₄，用磷酸調(diào)節(jié)pH值2.3)；洗脫梯度為：在保留時間為0min、80min、90min、100min、120min時，磷酸鹽緩沖液和甲醇的比例分別為98：2，42：58，10：90，98：2，98：2；流速：1.0ml/min；進樣量：10μl；檢測波長：300nm；柱溫：25℃；色譜柱：Phenomenex Gemini 5 C18

紫外-可見光吸收光譜的樣品處理步驟如下：

取2ml葡萄酒樣品于50ml容量瓶中，加入0.4M磷酸1.7ml，用pH值2.0的磷酸二氫鈉-磷酸緩沖液定容；pH值2.0的磷酸二氫鈉-磷酸緩沖液的配制方法如下：分別配制0.2M磷酸二氫鈉溶液和0.4M磷酸溶液，按78：122ml比例混合，測緩沖液實際pH值，若pH值有偏差再調(diào)至2.0。

此外，空白對照溶液是：取2mL 10％乙醇溶液于50ml容量瓶中，用pH值2.0的磷酸二氫鈉-磷酸緩沖液定容。

紫外-可見光吸收光譜的檢測方法是：

先用空白對照溶液在波長200-800nm下進行基線校正，然后再將處理后的樣品在波長200-800nm下進行掃描，掃描步長為1nm。

9個批次葡萄酒的氣相色譜圖如圖1所示；

9個批次葡萄酒的液相色譜圖如圖2所示；

9個批次葡萄酒的紫外-可見光吸收光譜如圖3所示；

(2)建立該葡萄酒的共有模式圖譜；

2-1：氣相部分

提取各批次該葡萄酒氣相色譜中的共有峰(共有69個)，以所有共有峰峰面積之和為分母，每個成分的峰面積做分子，處理后為歸一化面積；歸一化面積大于1％為篩選條件，得到9個指紋特征峰，為該葡萄酒氣相部分的共有模式圖譜(圖4)；

9個指紋特征峰及其歸一化面積分別是：1號峰1-丙醇1.1％，2號峰異丁醇6.0％，3號峰為內(nèi)標(biāo)(4-甲基-2-戊醇)，4號峰異戊醇40.5％，5號峰乳酸乙酯14.8％，6號峰1.0％，7號峰r-丁內(nèi)酯1.6％，8號峰琥珀酸二乙酯2.6％，9號峰苯乙醇12.7％，10號峰13.4％(6號、10號為未知峰，未做定性試驗，不影響指紋圖譜建立)；

2-2：液相部分

提取各批次該葡萄酒液相色譜中的共有峰，以所有共有峰峰面積之和為分母，每個成分的峰面積做分子，處理后為歸一化面積；歸一化面積大于0.7％為篩選條件，得到24個指紋特征峰，為該葡萄酒液相部分的共有模式圖譜(圖5)；

24個特征峰及其歸一化面積分別為：1號峰1.4％，2號峰9.1％，3號峰1.3％，4號峰9.3％，5號峰2.6％，6號峰4.8％，7號峰9.8％，8號峰2.9％，9號峰3.9％，10號峰4.7％，11號峰0.9％，12號峰10.8％，13號峰2.2％，14號峰3.3％，15號峰0.8％，16號峰2.9％，17號峰1.4％，18號峰3.9％，19號峰2.6％，20號峰1.1％，21號峰1.6％，22號峰2.1％，23號峰1.1％，24號峰1.9％；

2-3：紫外-可見光吸收光譜部分

取各批次吸收光譜中各波長吸光值的平均值，建立紫外-可見光吸收光譜的共有模式圖譜(圖3中的R即為共有模式圖譜)；

(3)待測的××品牌聲稱是秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒(批次：20120527)，分別用高效液相色譜法、氣相色譜法、紫外可見分光光度法提取其液相圖譜(圖6)、氣相圖譜(圖7)和紫外-可見光吸收光譜(圖8)，將它們與步驟(2)得到的共有模式圖譜進行比對：

3-1：氣相部分

待測葡萄酒的氣相圖譜含有共有模式圖譜的全部指紋特征峰，同時以相對含量計算相似度，差值法為0.9889，大于0.9670，符合要求；

3-2：液相部分

待測葡萄酒的液相圖譜含有共有模式圖譜的全部指紋特征峰，同時以相對峰面積計算相似度，差值法為0.9884，大于0.9380，符合要求；

3-3：紫外-可見光吸收光譜部分

待測葡萄酒的紫外-可見光吸收光譜與共有模式圖譜進行比較，差值法為0.9717，大于0.9650，符合要求；

待測葡萄酒的氣相圖譜、液相圖譜和紫外-可見光吸收光譜與共有模式圖譜比對都全部合格，可以判定待測葡萄酒的確是秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒。

實施例2

一種用三維指紋圖譜鑒別秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒的方法，包括以下步驟：

秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒的共有模式圖譜見實施例1；

(3)待測的××品牌聲稱是秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒(批次：20111211)，分別用高效液相色譜法、氣相色譜法、紫外可見分光光度法提取其液相圖譜(圖9)、氣相圖譜(圖10)和紫外-可見光吸收光譜(圖11)，與共有模式圖譜進行比對：

3-1：氣相部分

待測葡萄酒的氣相圖譜含有共有模式圖譜的全部指紋特征峰，同時以相對含量計算相似度，差值法為0.9959，大于0.9670，符合要求；

3-2：液相部分

待測葡萄酒的液相圖譜含有共有模式圖譜的全部指紋特征峰，同時以相對峰面積計算相似度，差值法為0.9485，大于0.9380，符合要求；

3-3：紫外-可見光吸收光譜部分

待測葡萄酒的紫外-可見光吸收光譜與共有模式圖譜進行比較，差值法為0.9689，大于0.9650，符合要求；

待測葡萄酒的氣相圖譜、液相圖譜和紫外-可見光吸收光譜與共有模式圖譜比對都全部合格，可以判定待測葡萄酒的確是秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒。

實施例3

一種用三維指紋圖譜鑒別秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒的方法，包括以下步驟：

秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒的共有模式圖譜見實施例1；

(3)待測的××品牌聲稱是秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒，分別用高效液相色譜法、氣相色譜法、紫外可見分光光度法提取其液相圖譜、氣相圖譜和紫外-可見光吸收光譜，與共有模式圖譜進行比對：

3-1：氣相部分

待測葡萄酒的氣相圖譜含有共有模式圖譜的全部指紋特征峰，同時以相對含量計算相似度，差值法為0.8550，小于0.9670，不符合要求；

3-2：液相部分

待測葡萄酒的液相圖譜含有共有模式圖譜的全部指紋特征峰，同時以相對峰面積計算相似度，差值法為0.7600，小于0.9380，不符合要求；

3-3：紫外-可見光吸收光譜部分

待測葡萄酒的紫外-可見光吸收光譜與共有模式圖譜進行比較，差值法為0.8744，小于0.9650，不符合要求；

待測葡萄酒的氣相圖譜、液相圖譜和紫外-可見光吸收光譜與共有模式圖譜比對都全部不合格，可以判定待測葡萄酒非秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒。

實施例4

一種用三維指紋圖譜鑒別秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒的方法，包括以下步驟：

秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒的共有模式圖譜見實施例1；

(3)待測的××品牌聲稱是秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒，分別用高效液相色譜法、氣相色譜法、紫外可見分光光度法提取其液相圖譜、氣相圖譜和紫外-可見光吸收光譜，與共有模式圖譜進行比對：

3-1：氣相部分

待測葡萄酒的氣相圖譜含有共有模式圖譜的全部指紋特征峰，同時以相對含量計算相似度，差值法為0.3988，小于0.9670，不符合要求；

3-2：液相部分

待測葡萄酒的液相圖譜含有共有模式圖譜的全部指紋特征峰，同時以相對峰面積計算相似度，差值法為0.4180，小于0.9380，不符合要求；

3-3：紫外-可見光吸收光譜部分

待測葡萄酒的紫外-可見光吸收光譜與共有模式圖譜進行比較，差值法為0.7826，小于0.9650，不符合要求；

待測葡萄酒的氣相圖譜、液相圖譜和紫外-可見光吸收光譜與共有模式圖譜比對都全部不合格，可以判定待測葡萄酒非秦皇島產(chǎn)赤霞珠葡萄酒。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。