專利名稱：一種基于多電極傳感技術的黃酒酒齡鑒別方法
技術領域：
本發明涉及一種多電極傳感技術用于黃酒品質的檢測方法，尤其是多電極傳感技術用于黃酒酒齡鑒別的方法。
背景技術：
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、糖化發酵劑種類、釀造方法、釀造季節、地域(環境)條件等諸多因素的影響，使黃酒種類繁多，其風味物質和香味特征不盡相同。為了評定出黃酒的質量等級和優劣狀況，以推向社會，供消費者選擇，需要對黃酒品質實行科學的檢測和評價。黃酒的品質評定的內容主要是理化指標檢測和人工感觀品評。理化指標的檢測一·般都采用化學方法，雖然化學方法客觀可信，但具有步驟繁瑣、檢測時間長、檢測費用高等缺點，不能對黃酒的品質指標進行實時、在線檢測。感官品評容易受到專家的經驗、性別、年齡、精神狀態、身體狀況甚至地域環境等因素的影響，從而影響感官品評結果的準確性和穩定性。電子舌技術作為一種快速、客觀的檢測方法，近年來逐步應用于黃酒品質的評判。申請號為200510050865. X，“一種用于黃酒分類的電化學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生反應，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。申請號為201110203695. X，“一種黃酒酒齡的檢測方法”，該專利使用了六個工作電極，并且需要結合黃酒的pH、電導率和總糖對黃酒的酒齡進行定性分析，提取的特征值較多，步驟較為繁瑣。

發明內容
鑒于此，本發明提供了一種基于多電極傳感技術的黃酒品質檢測方法，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機理或特征信息提取方面有著本質不同。該方法不需要對黃酒的化學組分進行分析，簡化了實驗步驟。本發明分別提取不同工作電極測試黃酒的循環伏安曲線特征值，并結合化學計量學評判黃酒的酒齡。本發明是基于多電極傳感技術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，構成一個多電極傳感陣列系統，各電極和電化學恒電位儀相連。(2)取一定量的黃酒樣品于電化學檢測池中,將多電極傳感陣列插入黃酒樣品中，進行電化學循環伏安掃描，得到各電極檢測黃酒的循環伏安曲線。循環伏安掃描的范圍為-O. 5疒I. 6V，起始電位和末電位均為-O. 5V，先從負電位掃描到正電位，再從正電位掃描到負電位，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伏安曲線特征值，包括整個循環伏安曲線的面積S，從負電位掃描到正電位時曲線的電流的平均值Ml和標準偏差D1，以及從正電位掃描到負電位時曲線的電流的平均值M2和標準偏差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行標準化預處理，應用特征值與黃酒酒齡相關聯，通過化學計量學方法，如判別函數分析評判黃酒的酒齡。本發明的優點是多電極傳感技術可以快速、方便、準確的評判黃酒的酒齡，樣品無需預處理，該方法可以克服傳統理化分析及人工感官品評的局限性，以及克服傳統單電極檢測的不全面性。為黃酒的質量評判提供了有效、簡便的新方法，檢測靈敏度和準確性得到較大提聞。



圖I本發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伏安曲線。圖3金電極測試黃酒樣品的循環伏安曲線。圖4鉬電極測試黃酒樣品的循環伏安曲線。圖5判別函數分析(DFA)區分4種不同酒齡黃酒的前兩個判別函數得分圖。
具體實施例方式實例
(I)如圖1，本發明以銀/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,構成一個多電極傳感陣列系統；各電極和電化學恒電位儀相連；通過計算機，經A/D轉換將模擬信號轉換為數字信號，得到各工作電極掃描黃酒的曲線；對曲線進行特征提取后，再進行數據分析。(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于電化學檢測池中，將多電極傳感陣列插入黃酒樣品中，進行電化學循環伏安掃描，得到各電極檢測黃酒的循環伏安曲線。循環伏安掃描的范圍為-O. 5疒I. 6V，起始電位和末電位均為-O. 5V，先從負電位掃描到正電位，再從正電位掃描到負電位，掃描速率為O. lV/s。玻碳、金和鉬電極測試黃酒的循環伏安曲線分別如圖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，在
I.IV處出現了明顯的氧化峰。黃酒中一些具有氧化還原特性的物質，如碳水化合物、氨基酸、酚類物質會與電極表面發生反應；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伏安曲線特征值，包括整個循環伏安曲線的面積S，從負電位掃描到正電位時曲線的電流的平均值Ml和標準偏差D1，以及從正電位掃描到負電位時曲線的電流的平均值M2和標準偏差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行標準化預處理，通過判別函數分析(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、第二判別函數的得分圖，從圖中可以看出，DFA可以區分不同年份的黃酒。說明，多電極傳感技術結合合適的化學計量學方法可以快速、準 確的評判黃酒的酒齡，該方法是可行的。
權利要求
1.一種基于多電極傳感技術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，構成一個多電極傳感陣列系統，各電極和電化學恒電位儀相連； (2)取黃酒樣品于電化學檢測池中，將多電極傳感陣列插入黃酒樣品中，進行電化學循環伏安掃描，得到各電極檢測黃酒的循環伏安曲線； (3)提取玻碳、金和鉬電極循環伏安曲線的特征值，對所提取的特征值進行標準化預處理，應用特征值與黃酒的酒齡相關聯，通過化學計量學方法對黃酒的酒齡進行判別分析。
2.根據權利要求書I所述的一種基于多電極傳感技術的黃酒酒齡鑒別方法，其特征在于步驟(2)中循環伏安掃描的范圍為-O. 5V^1. 6V，起始電位和末電位均為-O. 5V，先從負電位掃描到正電位，再從正電位掃描到負電位，掃描速率為O. 05V/s^0. 2V/s。
3.根據權利要求書I所述的一種基于多電極傳感技術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伏安曲線的特征值包括整個循環伏安曲線的面積S，從負電位掃描到正電位時曲線的電流的平均值Ml和標準偏差Dl，以及從正電位掃描到負電位時曲線的電流的平均值M2和標準偏差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.根據權利要求書I所述的一種基于多電極傳感技術的黃酒酒齡鑒別方法，其特征在于步驟(3)中，化學計量學方法是判別函數分析。
全文摘要
本發明公開了一種基于多電極傳感技術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，構成一個多電極傳感陣列系統，各電極和電化學恒電位儀相連。(2)取黃酒樣品于電化學檢測池中，將電極陣列插入樣品中，進行電化學循環伏安掃描。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伏安曲線的特征值。(4)對所提取的特征值進行標準化預處理，結合化學計量學方法對黃酒的特征屬性進行判別分析。本發明簡化了實驗步驟，并在靈敏度、可靠性和重復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 優先權日2012年9月26日
發明者陳全勝, 歐陽琴, 趙杰文 申請人:江蘇大學