一种酱香型白酒酒醅优劣顶空聚类鉴别方法

本发明属于分析化学仪器领域，具体涉及一种酱香型白酒酒醅优劣顶空聚类鉴别方法。

背景技术：

1、传统的酒醅发酵质量判别主要依赖人的感官分析，在此过程中主要存在以下难点：一是对品评人员专业知识和经验要求高，且不同人员的感官存在一定差异；二是酒醅样品数量众多，导致品评工作量巨大，因此，基于风味分析，构建一套适用于生产需求的酒醅质量判别方法势在必行。

2、酒醅是由多种不同有机和无机成分构成的复杂基质，主要包括蛋白质、多糖、细胞外基质分子和微生物等。目前多采用llme结合gc-ms的方法已完成了酒醅中90余种、大曲中200余种风味物质的定性，物质的组分包括醇、酸、酯、醛、酮、呋喃、吡嗪、芳香族和酚类等。但对于上述酒醅风味物质的定量研究仍存在挑战，其原因在于风味物质种类多、性质差异大且浓度低，基于gc-ms的检测方法需要对其进行提纯、富集等前处理，富集材料或萃取方法具有一定选择性，降低了风味物质的定量覆盖度，并且复杂前处理工序难以避免部分样品的损失，影响定量结果重复性，同时，上述繁琐的前处理也导致单个样品检测时间过长，无法满足生产过程大量样品的分析需求；因此，需要发展高灵敏、快速、高效的检测手段进行酒醅发酵质量判别。

3、软电离质谱可获得分析物的分子离子或准分子离子，具有谱图简单、解析容易等优势，无需或仅需简单样品前处理即可实现复杂气体的快速分析。软电离质谱的核心是软电离源，主流的软电离源有高气压光电离(hppi)和质子转移反应电离(ptrci)，两者的工作气压(102pa)相比gc-ms使用的ei源(10-3pa)更高，具有更高的源内分子数密度，检测灵敏度可达ppt-ppb量级，其中hppi适合于光电离截面较高的芳香族、呋喃、吡嗪、酚等化合物的分析，ptrci则对质子亲和势较高的醇、酸、醛、酮、酯类等化合物具有较好的电离效果。

4、鉴于此，本发明公开了一种酱香型白酒酒醅优劣顶空聚类鉴别方法，本方法无需任何预处理过程及大量的有机溶剂，直接称取一定量酒醅样品加入顶空瓶内，选择合适的顶空条件，利用ptr光化学电离源-飞行时间质谱进行检测，通过聚类分析可得到酒醅优劣等级的判别，为酒醅发酵质量的快速判别提供技术支撑。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种酱香型白酒酒醅优劣顶空聚类鉴别方法，本方法直接称取一定量酒醅样品加入顶空瓶内，选择合适的顶空条件，利用ptr光化学电离源-飞行时间质谱进行检测，通过聚类分析可得到酒醅优劣等级的判别。本发明建立的方法样品无需任何预处理过程及大量的有机溶剂，能够快速将酱香型白酒酒醅进行优劣等级的分类，为酱香型白酒酒醅优劣的初步判断提供了强有力的手段。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种酱香型白酒酒醅优劣顶空聚类鉴别方法，分别取0.5-1微升的待检测酒醅样品，加入顶空热解析-ptr光化学电离源-飞行时间质谱仪的进样装置内，设置检测条件，利用ptr光化学电离源-飞行时间质谱进行检测，检测数据通过聚类分析得到酒醅优劣等级的分类结果，与样品实际产酒量进行对照，将酒醅分为优、中、劣三个等级，

4、采用快速ptr光化学电离源-飞行时间质谱仪全谱采集数据，顶空进样装置平衡温度40～80℃；取样针头温度60～100℃、清洗时间0.5～1.0min；定量环温度80～150℃、体积1～5ml、进样时间0.3～1.0min、平衡时间0.01～0.1min；传输管温度80～180℃；ptr光化学电离源-飞行时间质谱仪条件为质子转移反应光化学电离源，真空紫外灯电压为1000～2000v，高纯氦气水鼓泡流量50～200ml/min，电离区气压2.0×102～5.00×102pa，离子源温度150～180℃，采集时间为1～5min，mcp电压为3700～4800v，检测区气压7.00×10-6～3.00×10-4pa；

5、将质谱采集到的全谱数据导入聚类分析软件中，根据质谱背景基线设定阈值，0～2000counts以内，除去是零的点数据，进行聚类分析。

6、将聚类分析结果与样品实际产酒量进行对照，获得最终分类结果。

7、优等酒醅为产酒率＞50％，中等酒醅为42％≤产酒率≤50％，劣等酒醅为产酒率＜42％，其中，产酒率＝酒醅产酒量/酒醅原料量。

8、所述的聚类分析软件为spssau、sas等，聚类分析模式可以是主成分分析[principal component analysis-x(pca-x)]、偏最小二乘回归分析[partial leastsquares discrimination analysis(pls-da)]或正交偏最小二乘判别分析[orthogonalpls-da(opls-da)]等；

9、采用顶空热解析-ptr光化学电离源-飞行时间质谱仪包括便携式气相色谱、光电子诱导h3o+试剂离子化学电离源、离子传输系统和飞行时间质量分析器。

10、与现有技术相比，本发明申请的优势在于：本发明采用的方法检测样品无需任何预处理过程及大量的有机溶剂，直接称取一定量酒醅样品加入顶空热解析-ptr光化学电离源-飞行时间质谱仪的进样装置检测并采集数据，通过聚类分析软件进行分析可得到酒醅优劣等级的判别，该方法操作简单、检测过程快捷，为酱香型白酒酒醅优劣的初步判断提供了强有力的手段。

技术特征：

1.一种酱香型白酒酒醅优劣顶空聚类鉴别方法，其特征在于，分别取0.5-1微升的待检测酒醅样品，加入顶空热解析-ptr光化学电离源-飞行时间质谱仪的进样装置内，设置检测条件，利用ptr光化学电离源-飞行时间质谱进行检测采集数据，检测数据通过聚类分析得到酒醅优劣等级的分类结果，与样品实际产酒量进行对照，将酒醅分为优、中、劣三个等级，具体方法如下：

2.根据权利要求1所述的酱香型白酒酒醅优劣顶空聚类鉴别方法，其特征在于：所述的聚类分析软件为spssau、sas等，聚类分析模式可以是主成分分析[principal componentanalysis-x(pca-x)]、偏最小二乘回归分析[partial least squares discriminationanalysis(pls-da)]或正交偏最小二乘判别分析[orthogonal pls-da(opls-da)]等。

3.根据权利要求1所述的酱香型白酒酒醅优劣顶空聚类鉴别方法，其特征在于：采用的快速ptr光化学电离源-飞行时间质谱仪包括顶空进样装置、光电子诱导h3o+试剂离子化学电离源、离子传输系统和飞行时间质量分析器。

4.根据权利要求1所述的酱香型白酒酒醅优劣顶空聚类鉴别方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种酱香型白酒酒醅顶空聚类分析方法，本方法样品无需任何预处理过程及大量的有机溶剂，直接称取一定量酒醅样品加入顶空瓶内，选择合适的顶空条件，利用PTR光化学电离源‑飞行时间质谱进行检测，通过聚类分析可得到酒醅优劣等级的判别。本发明建立的方法能够快速判别酱香型白酒酒醅优劣，为酱香型白酒酒醅优劣的初步判断提供了强有力的手段。

技术研发人员：李杨,李海洋,花磊,蒋吉春,李金旭
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/10/14