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白酒是我国特有的一种蒸馏酒。白酒中除含大量的乙醇和水外,其香味成分是仅占总量2%左右数百种化合物的集合,如醇、酯、酸、羰基化合物、酚类、微量元素等,其中又以醇和酯的含量相对较多,约为千分之几,其它组分多在万分之几甚至百万分之一以下。由于这些微量芳香成分是形成白酒独特风味的主要原因所在,所以开展白酒中微量芳香成分的研究意义重大。本论文在查阅国内外文献的基础上,运用三维荧光光谱、高效液相色谱和气相色谱.质谱联用分析技术,结合相关的化学模式识别手段,研究白酒的指纹图谱构建方法,并运用于江西白酒的区分鉴别及质量控制;同时,采用等离子体原子发射光谱及离子色谱分析技术,研究白酒中微量元素及有机酸新的分析方法。其主要研究内容如下:
1.运用三维荧光光谱技术对江西五个不同生产厂家的23个白酒样品进行了测定,获得了它们的指纹图谱,提取其11个特征参数作为变量,引用主成分分析法对白酒样品进行分类,并用反传人工神经网络对未知样品进行预报。结果表明,不同厂家生产的白酒其三维荧光指纹图谱存在显著差异,主成分分析法能对样品进行正确分类,从而建立了识别不同厂家白酒的新方法,能有效地控制白酒样品的质量。此外,主成分分析还用于优化反传人工神经网络,统计多次预报的结果,表明经优化的反传人工神经网络能对未知样品的来源进行准确预报。
2.采用高效液相色谱法对江西五个不同生产厂家的23个白酒样品进行了测定,构建了它们的指纹图谱,并运用系统聚类分析法及基于主成分分析-投影判别法对白酒的指纹图谱进行了模式识别研究。结果表明,不同厂家生产的白酒其高效液相色谱指纹图谱存在一定差异,且系统聚类分析法和主成分分析-投影判别法均可以较好地区分各不同厂家的产品,为白酒品种与质量的鉴定判别提供了一种新的手段。
3.采用顶空进样,结合GC-MS分析技术,建立了江西五个不同生产厂家的23个白酒样品的指纹图谱,并运用系统聚类分析及逐步判别分析对白酒的指纹图谱进行了模式识别研究。结果表明,不同厂家生产的白酒其GC-MS指纹图谱既有较好的相关性,又存在一定差异,且系统聚类分析及逐步判别分析均能对样品进行正确分类,判别函数回判准确率为100%,从而建立了识别不同厂家白酒的方法,为白酒质量控制提供了一定的科学依据。
4.运用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)建立了江西白酒中B,As,Ba,Co,Ni,Cu,Be,Sr,Cr,Li,Se,Pb,Bi,Cd,Mn,Zn,Mg,Fe,K,Na,Ca,Al等22种微量元素分析的新方法,考察了不同厂家生产的白酒中微量元素含量的差别。实验结果表明,白酒经少量硝酸消化,样品消解完全,可以满足ICP-AES检测的要求。结果的相对标准偏差为0~5.24%,加标回收率为96.95%~107.6%,方法具有较好的准确度和精密度,且不同厂家生产的白酒中所含微量元素有一定的差异,如章贡酒中Zn、Mg、K、Na、Ca、Al含量均低于其他厂家生产的白酒,只有4号章贡酒样品含有少量的Bi;8号四特酒样品含Na较高于其它白酒样品;15号李渡酒样品中的Cu,Fe,K含量最高;而临川贡酒中的Al含量明显高于其他生产厂家白酒。本章研究结果为进一步探讨白酒质量与微量元素之间的关联性提供了理论依据。
5.建立了非抑制型电导检测离子排斥色谱法测定白酒中6种有机酸(草酸、酒石酸、苹果酸、甲酸、琥珀酸、乙酸)的方法。以Ion Pac ICE-AS6色谱柱为分离柱,选用背景较低的稀苯甲酸溶液为淋洗液,考察了淋洗液浓度、流速、色谱柱温度对分离和测定有机酸的影响。通过实验确定最佳的色谱条件为:1.0mmol/L苯甲酸溶液作为淋洗液,流速0.45mL/min,柱温35℃。所测有机酸的检测限为0.0341~0,9045mg/L,相对标准偏差在0.13%~5.12%之间(n-5),回收率为90.75%~108.5%,方法具有较好的准确度和精密度。该法用于江西五个不同生产厂家23个白酒样品中有机酸的测定,结果令人满意。