專利名稱：一種基于多電極傳感技術(shù)的黃酒酒齡鑒別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多電極傳感技術(shù)用于黃酒品質(zhì)的檢測方法，尤其是多電極傳感技術(shù)用于黃酒酒齡鑒別的方法。
背景技術(shù)：
黃酒是我國歷史上最古老的酒種，是世界三大釀造酒(黃酒、葡萄酒和啤酒)之一。在黃酒釀造過程中，由于原料品種、糖化發(fā)酵劑種類、釀造方法、釀造季節(jié)、地域(環(huán)境)條件等諸多因素的影響，使黃酒種類繁多，其風(fēng)味物質(zhì)和香味特征不盡相同。為了評定出黃酒的質(zhì)量等級和優(yōu)劣狀況，以推向社會，供消費者選擇，需要對黃酒品質(zhì)實行科學(xué)的檢測和評價。黃酒的品質(zhì)評定的內(nèi)容主要是理化指標(biāo)檢測和人工感觀品評。理化指標(biāo)的檢測一·般都采用化學(xué)方法，雖然化學(xué)方法客觀可信，但具有步驟繁瑣、檢測時間長、檢測費用高等缺點，不能對黃酒的品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行實時、在線檢測。感官品評容易受到專家的經(jīng)驗、性別、年齡、精神狀態(tài)、身體狀況甚至地域環(huán)境等因素的影響，從而影響感官品評結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。電子舌技術(shù)作為一種快速、客觀的檢測方法，近年來逐步應(yīng)用于黃酒品質(zhì)的評判。申請?zhí)枮?00510050865. X，“一種用于黃酒分類的電化學(xué)及信號分析處理方法”，該專利需配置黃酒和氫氧化鈉的混合溶液，步驟繁瑣。此外，黃酒和氫氧化鈉會發(fā)生反應(yīng)，會影響電極獲取黃酒樣品本身的信號，削弱樣本之間的差異，從而影響檢測效果。黃酒的成分組成信息復(fù)雜，該專利使用單個電極獲取的黃酒樣品信息不夠充分。申請?zhí)枮?01110203695. X，“一種黃酒酒齡的檢測方法”，該專利使用了六個工作電極，并且需要結(jié)合黃酒的pH、電導(dǎo)率和總糖對黃酒的酒齡進(jìn)行定性分析，提取的特征值較多，步驟較為繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于多電極傳感技術(shù)的黃酒品質(zhì)檢測方法，特指用于黃酒酒齡的評判分析，與以上兩個專利在傳感器信號響應(yīng)機理或特征信息提取方面有著本質(zhì)不同。該方法不需要對黃酒的化學(xué)組分進(jìn)行分析，簡化了實驗步驟。本發(fā)明分別提取不同工作電極測試黃酒的循環(huán)伏安曲線特征值，并結(jié)合化學(xué)計量學(xué)評判黃酒的酒齡。本發(fā)明是基于多電極傳感技術(shù)的黃酒酒齡鑒別方法，具體實施步驟如下
(I)以銀/氯化銀為參比電極，鉬絲為對電極，玻碳、金和鉬電極為工作電極，構(gòu)成一個多電極傳感陣列系統(tǒng)，各電極和電化學(xué)恒電位儀相連。(2)取一定量的黃酒樣品于電化學(xué)檢測池中,將多電極傳感陣列插入黃酒樣品中，進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安掃描，得到各電極檢測黃酒的循環(huán)伏安曲線。循環(huán)伏安掃描的范圍為-O. 5疒I. 6V，起始電位和末電位均為-O. 5V，先從負(fù)電位掃描到正電位，再從正電位掃描到負(fù)電位，掃描速率為O. 05V/s^0. 2V/s。(3)分別提取玻碳、金和鉬電極檢測黃酒的循環(huán)伏安曲線特征值，包括整個循環(huán)伏安曲線的面積S，從負(fù)電位掃描到正電位時曲線的電流的平均值Ml和標(biāo)準(zhǔn)偏差D1，以及從正電位掃描到負(fù)電位時曲線的電流的平均值M2和標(biāo)準(zhǔn)偏差D2。每個電極得到5個特征值，玻碳、金和鉬三個工作電極共得到15個特征值，即每個黃酒樣品的電極傳感信號特征值有15個。(4)對所提取的特征值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理，應(yīng)用特征值與黃酒酒齡相關(guān)聯(lián)，通過化學(xué)計量學(xué)方法，如判別函數(shù)分析評判黃酒的酒齡。本發(fā)明的優(yōu)點是多電極傳感技術(shù)可以快速、方便、準(zhǔn)確的評判黃酒的酒齡，樣品無需預(yù)處理，該方法可以克服傳統(tǒng)理化分析及人工感官品評的局限性，以及克服傳統(tǒng)單電極檢測的不全面性。為黃酒的質(zhì)量評判提供了有效、簡便的新方法，檢測靈敏度和準(zhǔn)確性得到較大提聞。



圖I本發(fā)明方法的裝置原理圖；其中I —玻碳電極，2 —金電極，3 —鉬電極，4 —對電極，5 —參比電極，6 —黃酒樣品。圖2玻碳電極測試黃酒樣品的循環(huán)伏安曲線。圖3金電極測試黃酒樣品的循環(huán)伏安曲線。圖4鉬電極測試黃酒樣品的循環(huán)伏安曲線。圖5判別函數(shù)分析(DFA)區(qū)分4種不同酒齡黃酒的前兩個判別函數(shù)得分圖。
具體實施例方式實例
(I)如圖1，本發(fā)明以銀/氯化銀為參比電極5，鉬絲為對電極4，玻碳電極I、金電極2和鉬電極3為工作電極,構(gòu)成一個多電極傳感陣列系統(tǒng)；各電極和電化學(xué)恒電位儀相連；通過計算機，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，得到各工作電極掃描黃酒的曲線；對曲線進(jìn)行特征提取后，再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。(2)所測試的黃酒為“旦陽”牌的4個不同年份的黃酒，分別為3年、5年、8年和10年陳黃酒。每種黃酒為30個樣本，共120個樣本。(3)取IOmL的黃酒樣品6于電化學(xué)檢測池中，將多電極傳感陣列插入黃酒樣品中，進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安掃描，得到各電極檢測黃酒的循環(huán)伏安曲線。循環(huán)伏安掃描的范圍為-O. 5疒I. 6V，起始電位和末電位均為-O. 5V，先從負(fù)電位掃描到正電位，再從正電位掃描到負(fù)電位，掃描速率為O. lV/s。玻碳、金和鉬電極測試黃酒的循環(huán)伏安曲線分別如圖2、圖3和圖4所示，從圖中可以看出，黃酒樣品與各工作電極之間均存在氧化還原反應(yīng)，在
I.IV處出現(xiàn)了明顯的氧化峰。黃酒中一些具有氧化還原特性的物質(zhì)，如碳水化合物、氨基酸、酚類物質(zhì)會與電極表面發(fā)生反應(yīng)；不同黃酒中的氨基酸、碳水化合物等活性成分的具體濃度和成分不一樣。因此，電極測試不同黃酒樣品時產(chǎn)生的峰電流也會不同。(4)分別提取玻碳、金和鉬等三個工作電極測試黃酒的循環(huán)伏安曲線特征值，包括整個循環(huán)伏安曲線的面積S，從負(fù)電位掃描到正電位時曲線的電流的平均值Ml和標(biāo)準(zhǔn)偏差D1，以及從正電位掃描到負(fù)電位時曲線的電流的平均值M2和標(biāo)準(zhǔn)偏差D2。每個電極得到5個特征值，玻碳、金和鉬三個工作電極共得到15個特征值，即每個黃酒樣品的電極傳感信號特征值有15個。(5)對所提取的特征值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理，通過判別函數(shù)分析(DFA)處理4個年份黃酒樣品的傳感器特征值。圖5顯示了第一、第二判別函數(shù)的得分圖，從圖中可以看出，DFA可以區(qū)分不同年份的黃酒。說明，多電極傳感技術(shù)結(jié)合合適的化學(xué)計量學(xué)方法可以快速、準(zhǔn) 確的評判黃酒的酒齡，該方法是可行的。
權(quán)利要求
1.一種基于多電極傳感技術(shù)的黃酒酒齡鑒別方法，其特征如下 (1)以銀/氯化銀為參比電極，鉬絲為對電極，玻碳、金或鉬電極為工作電極，構(gòu)成一個多電極傳感陣列系統(tǒng)，各電極和電化學(xué)恒電位儀相連； (2)取黃酒樣品于電化學(xué)檢測池中，將多電極傳感陣列插入黃酒樣品中，進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安掃描，得到各電極檢測黃酒的循環(huán)伏安曲線； (3)提取玻碳、金和鉬電極循環(huán)伏安曲線的特征值，對所提取的特征值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理，應(yīng)用特征值與黃酒的酒齡相關(guān)聯(lián)，通過化學(xué)計量學(xué)方法對黃酒的酒齡進(jìn)行判別分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種基于多電極傳感技術(shù)的黃酒酒齡鑒別方法，其特征在于步驟(2)中循環(huán)伏安掃描的范圍為-O. 5V^1. 6V，起始電位和末電位均為-O. 5V，先從負(fù)電位掃描到正電位，再從正電位掃描到負(fù)電位，掃描速率為O. 05V/s^0. 2V/s。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種基于多電極傳感技術(shù)的黃酒酒齡鑒別方法，其特征在于步驟(3)中提取各工作電極循環(huán)伏安曲線的特征值包括整個循環(huán)伏安曲線的面積S，從負(fù)電位掃描到正電位時曲線的電流的平均值Ml和標(biāo)準(zhǔn)偏差Dl，以及從正電位掃描到負(fù)電位時曲線的電流的平均值M2和標(biāo)準(zhǔn)偏差D2 ;每個電極得到5個特征值，玻碳、金和鉬三個電極共得到15個特征值，即每個黃酒樣品的電極傳感信號特征值有15個。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種基于多電極傳感技術(shù)的黃酒酒齡鑒別方法，其特征在于步驟(3)中，化學(xué)計量學(xué)方法是判別函數(shù)分析。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于多電極傳感技術(shù)的黃酒酒齡鑒別方法，步驟如下(1)以銀/氯化銀為參比電極，鉑絲為對電極，玻碳、金或鉑電極為工作電極，構(gòu)成一個多電極傳感陣列系統(tǒng)，各電極和電化學(xué)恒電位儀相連。(2)取黃酒樣品于電化學(xué)檢測池中，將電極陣列插入樣品中，進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安掃描。掃描的范圍為-0.5V~1.6V，起始電位和末電位均為-0.5V，掃描速率為0.05V/s~0.2V/s。(3)分別提取玻碳、金和鉑電極測試黃酒樣品所得循環(huán)伏安曲線的特征值。(4)對所提取的特征值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理，結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法對黃酒的特征屬性進(jìn)行判別分析。本發(fā)明簡化了實驗步驟，并在靈敏度、可靠性和重復(fù)性方面有了很大提高。
文檔編號G01N27/27GK102879445SQ201210363460
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者陳全勝, 歐陽琴, 趙杰文 申請人:江蘇大學(xué)