近红外光谱分析技术测定白酒中酸酯总量

中国白酒具有以酯类为主体的复合香味，以曲类、酒母为糖化发酵剂、利用淀粉质，也就是糖质为原料，经过蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、陈酿和勾兑而酿制成各类酒。严格意义上来讲，由食用酒精和食用香料勾兑而成的配制酒不能算做是白酒。白酒主要集中在长江上游和赤水河流域的贵州仁怀、四川宜宾，四川泸州三角地带有着规模**、质量**的蒸馏酒产区，分别为中国三大名酒的茅、五、泸，其白酒产业集群扛起了中国白酒的半壁江山。中国的白酒可细分为以下香型：酱香型、清香型、浓香型、老白干香型、米香型、凤香型、兼香型、董香型、其它香型。

白酒作为世界**的蒸馏酒之一，因其特殊的风味和口感，深受人们欢迎，其品质也得到人们的**关注。酸酯总量其实就是白酒中酯类和有机酸的总和。白酒中的有机酸和酯是重要的呈香、呈味物质、有机酸和酯与醇在自然条件下会发生可逆的转化反应，这种反应在一定时间内，有利于让产品质量风味趋于稳定，口感更加醇厚。酸酯总量能够反应白酒在储藏过程品质的变化，是白酒检测中一项关键指标。

目前，针对白酒或者烈酒中的酸类、酯类、醇类等物质的检测主要采用气相色谱法或者酸碱滴定法来进行测量，上述方法存在分析周期长、操作繁琐、检测单一、存在环境污染等不足之处。近红外光谱分析技术做为一种快速高效的分析手段，它具有具有操作简单、分析快速、样品无损检测、结果重复性好、环保无污染等优势，对降低成本、提高效率、保护环境等方面具有重要的意义和作用。近些年已逐渐被应用到传统的中国白酒酿造行业中，在白酒品质检测集组分定量分析方面发挥了重要的作用。利用近红外光谱技术对烈酒中的有机酸进行检测研究，采用近红外光谱建立了白酒中总酯的快速检测模型，利用近红外技术构建了白酒基酒中典型醇及己酸、乙酸的近红外预测模型。

白酒中的有机分子有如O-H、N-H、C-H等含氢基团，含氢基团的倍频和合频吸收区主要集中在700nm至2500nm，也就是近红外光谱区，通过扫描样品的近红外光谱可以得到样品中含氢基团的特征信息，因此采用傅里叶变换近红外光谱仪检测近红外线被样品吸收的情况可以得到样品的近红外吸收光谱图。再对光谱进行一定的预处理和优化，可减弱或消除其他非目标因素对光谱造成的影响。

采用德国Bruker MPA II型近红外光谱仪建立白酒中酸酯总量的近红外预测模型，可达到快速检测酸酯总量的目的，实现生产实时监测。建立模型的主要步骤有：

1.依据国标GB/T10345-2022中酸酯总量的测定方法-指示剂法来测定建模集及验证集白酒样品中的酸酯总量。原理是以碱中和试样中的游离酸，再加入一定量的碱，加热回流使酯类皂化，以酸中和剩余的碱。通过计算碱的总消耗量得出酸酯总量。

2.白酒样品的近红外光谱采集：采用Bruker MPA II傅里叶变换近红外光谱仪采集白酒样品的光谱图。仪器预热半小时后以空气为参比，选择1mm光程的石英比色皿中，使用Bruker MPA II傅里叶变换近红外光谱仪以及OPUS分析软件进行光谱采集。分辨率设置为8cm-1，扫描次数为16次，每个样品采集3次，用所得平均光谱进行分析。

3.光谱数据预处理及建立模型：为提高所采集光谱的有效信息，提高模型的可靠性和稳定性，对采集过程中存在的一些导致基线漂移和光谱不重复干扰因素进行处理，选择合适的谱区建立模型。可以利用OPUS分析软件的自动功能，选择检验模型的**谱区、波段和**预处理方法。

建模集白酒样品可通过交叉检验来建立模型，用模型的预测值和前面采用国标法测定的化学真值的决定系数R2和交叉检验标准偏差（RMSEV）来评价模型质量。**用**的验证集样品来对模型进行外部验证，将模型计算的结果与国标法测定的化学值进行比较，验证模型的可靠性。

建立了成品酒的酸酯总量的近红外模型后可为白酒中酸酯总量的快速测定提供依据。这一检验模型可在化验室等离线的的环境中使用，也可在生产工艺流程中在线使用，实现生产线上酸酯总量的实时监测。近红外光谱仪在测试方面具有诸多优势，可为白酒行业的快速分析提供新思路。目前近红外光谱分析技术在检测酒醅的水分、酸度、淀粉、残糖、总酯和酒精度，成品酒中总酸、总酯、酒精度、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯和甲醇等，原料例如粉碎玉米粒中水分、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、粗纤维、淀粉含量、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、脂肪酸值、净能、消化能、总含硫氨基酸等等指标中都已经有了成熟的应用。