紅外光譜品葡萄酒 | 讓口感“有據(jù)可循”

作者： 2019年11月14日 來(lái)源：全球化工設(shè)備網(wǎng) 瀏覽量：
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一杯紅酒，一盞甘醇，葡萄酒的品鑒既是一門(mén)藝術(shù)，也是一門(mén)科學(xué)。葡萄酒的主要成分是水和酒精，除此之外，還含糖和甘油(均為發(fā)酵的殘留物)，酸類物質(zhì)，包括單寧在內(nèi)的多酚類物質(zhì)，以及其他更少量的酯類等。葡萄酒的香
　　一杯紅酒，一盞甘醇，葡萄酒的品鑒既是一門(mén)藝術(shù)，也是一門(mén)科學(xué)。葡萄酒的主要成分是水和酒精，除此之外，還含糖和甘油(均為發(fā)酵的殘留物)，酸類物質(zhì)，包括單寧在內(nèi)的多酚類物質(zhì)，以及其他更少量的酯類等。葡萄酒的香氣主要來(lái)自于其中的酯類，而口感則主要由其他的物質(zhì)決定。比如，糖類影響其甜度，酸類影響其酸度，多酚類物質(zhì)產(chǎn)生苦澀感，而甘油賦予了葡萄酒厚度。這些成分及其含量綜合決定了葡萄酒的口感。
 
　　除了視覺(jué)、嗅覺(jué)和味覺(jué)的體驗(yàn)，科學(xué)研究如何從數(shù)據(jù)上分析葡萄酒組成？紅外光譜給出了其特有的品鑒方式！
 
　　01“紅外光譜品葡萄酒”切實(shí)可行
 
　　紅外光譜法，基于化合物官能團(tuán)振動(dòng)過(guò)程中偶極矩變化產(chǎn)生的特征吸收，為不同的化合物提供了特定的紅外光譜特征，被形象的稱作“指紋圖譜”，既可定性，還可定量。譬如，酸類物質(zhì)的特征官能團(tuán)是羰基，紅外峰在1710cm-1 左右;多酚類物質(zhì)的特征官能團(tuán)是多個(gè)共軛苯環(huán)，紅外峰在1610cm-1 左右;糖和甘油的特征官能團(tuán)是C-O，紅外峰在1000cm-1 左右。這些譜峰的吸光度，同其含量成正相關(guān)。由此可見(jiàn)，葡萄酒影響口感的化合物都有紅外特征，因此可使用紅外光譜法分析葡萄酒組成。
 
　　BCEIA互動(dòng)體驗(yàn)區(qū)，珀金埃爾默現(xiàn)場(chǎng)演繹了紅外光譜分析葡萄酒組成的過(guò)程，吸引了很多業(yè)內(nèi)人士圍觀。實(shí)驗(yàn)中，使用移液槍精確將2µl的葡萄酒滴在Spectrum Two紅外光譜儀的ATR附件的金剛石晶體上。約5分鐘后，酒精和水揮發(fā)完畢，剩余的化合物附著在晶體表面，即可啟動(dòng)掃描程序，采集ATR紅外光譜。圖1右是某品牌赤霞珠葡萄酒的ATR紅外譜圖，可以明顯的看到其酸類、多酚類、糖和甘油的特征。


 
　　圖1. 左: PerkinElmer Spectrum Two紅外光譜儀，將葡萄酒樣品滴加在晶體上即可進(jìn)行檢測(cè)。右：某品牌赤霞珠葡萄酒的紅外光譜圖，顯示了其酸類、多酚類、糖和甘油等物質(zhì)的特征。
 
　　葡萄酒中的各類物質(zhì)并不是單一的，而是由很多成分組成。譬如，檸檬酸、蘋(píng)果酸、酒石酸、乳酸等是常見(jiàn)的酸類;白藜蘆醇、花青素、槲皮素、原花青素等是常見(jiàn)的多酚類;葡萄糖、蔗糖、果糖等是常見(jiàn)的糖類;而單寧實(shí)際上也是一種酸，但具有多酚的結(jié)構(gòu)。這些成分的紅外特征又不相同。圖2為常見(jiàn)糖類和甘油的紅外譜圖。雖然他們的主要官能團(tuán)類似，但具體結(jié)構(gòu)的差異還是體現(xiàn)了特征紅外光譜。因此，可通過(guò)進(jìn)一步分析，獲得葡萄酒各類成分更細(xì)節(jié)的組成和含量信息。


 
　　圖2. 葡萄酒中主要糖類和甘油的紅外譜圖
 
　　紅外光譜法不會(huì)對(duì)葡萄酒本身的化合物產(chǎn)生干擾，會(huì)如實(shí)體現(xiàn)其真實(shí)的光譜特征。譬如果糖就可以直觀的觀測(cè)到其紅外特征，而色譜方法分析時(shí)需要將果糖還原成葡萄糖從而無(wú)法檢測(cè)到真實(shí)的糖類成分。如圖3，在1000cm-1 左右的糖和甘油的光譜峰區(qū)間，只有坤爵桃紅葡萄酒有明顯的果糖特征，而其他的赤霞珠、西拉、美樂(lè)、雷司令等只有甘油的特征，完全符合這些干紅葡萄酒的含糖量低的特點(diǎn)。


 
　　圖3.坤爵桃紅葡萄酒的紅外譜圖體現(xiàn)了其果糖成分的光譜特征，而其他干紅葡萄酒則主要是甘油的光譜特征。
 
　　綜上可見(jiàn)，紅外光譜法可以體現(xiàn)出影響葡萄酒口感的各種化合物的種類和含量的信息，因此“紅外光譜品葡萄酒”是一個(gè)切實(shí)可行的方法，其將比較主觀的品酒師品酒變成譜圖顯示的紅外品酒，更直觀也更可量化。
 
　　02專家紛紛稱贊紅外光譜法


 
　　圖4. 專家對(duì)“紅外光譜品葡萄酒”技術(shù)很感興趣，紛紛點(diǎn)贊
 
　　在BCEIA互動(dòng)展區(qū)，有不少專家和觀眾都對(duì)這種方法產(chǎn)生了濃厚的興趣。大家紛紛反映，這種方法可以將市場(chǎng)上勾兌的劣質(zhì)酒和假酒同真正的釀造葡萄酒區(qū)分開(kāi)，而不會(huì)再良莠不分。
 
　　北京大學(xué)劉鋒教授仔細(xì)了解了這種方法后，也表示認(rèn)同，她認(rèn)為這種方法快速、客觀、直接，在葡萄酒品牌保護(hù)、葡萄酒質(zhì)量分級(jí)、葡萄酒工藝改進(jìn)等方面都可以發(fā)揮重要作用。甚至，她還提出了可以使用大數(shù)據(jù)方法將葡萄酒的銷售趨勢(shì)、購(gòu)買(mǎi)人群同葡萄酒的紅外光譜建立聯(lián)系，從而為企業(yè)預(yù)期生產(chǎn)安排、精準(zhǔn)投放廣告、迎合市場(chǎng)口味等方面作為重要參考。
 
　　儀器評(píng)議專家
 
　　鄭國(guó)經(jīng)教授 首鋼北京冶金研究院
 
　　符斌教授 礦冶總院測(cè)試所
 
　　高介平教授 礦冶總院測(cè)試所
 
　　劉鋒教授 北京大學(xué)
 
　　辛仁軒教授 清華大學(xué)
 
　　周群副教授 清華大學(xué)
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