葡萄酒中糖分和有机酸的含量测定研究

1.引言

葡萄酒作为一种古老的酒类制品，具有丰富的文化和历史背景。近年来，随着人们对健康生活的追求和对饮食品质要求的提高，葡萄酒的消费量逐渐增加。而葡萄酒中的糖分和有机酸含量是影响其口感和风味的重要因素，同时还影响着葡萄酒的质量和风格。糖分不仅影响着葡萄酒的甜度和口感，还对其酒精度和发酵过程起到重要调节作用。有机酸对葡萄酒的口感、风味和质感起着关键作用。不同种类和含量的有机酸可以赋予葡萄酒不同的酸度和风味特征，如柠檬酸、苹果酸、酒石酸等。有机酸的含量和比例不仅与葡萄品种有关，还受到葡萄生长环境、酿造工艺和陈年过程的影响。因此，对葡萄酒中糖分和有机酸的含量进行研究具有重要的理论和应用价值。

2.葡萄酒中糖分和有机酸含量测定的意义

2.1糖分含量测定的意义

葡萄酒中的糖分是由葡萄中的果糖和葡萄糖等单糖组成的。它是葡萄酒口感的重要组成部分之一，对葡萄酒的甜度和口感产生了重要影响。通过测定糖分含量，我们可以对葡萄酒的甜度进行定量描述，帮助消费者选择适合自己口味的葡萄酒。糖分含量不仅可以反映葡萄酒的甜度，还可以反映葡萄酒的发酵程度。在葡萄酒的酿造过程中，葡萄汁中的糖分被酵母菌转化为酒精和二氧化碳。糖分含量的测定可以判断葡萄酒的发酵是否完全，从而评估葡萄酒的质量。若糖分含量较高，则说明葡萄酒发酵不完全，可能存在发酵停滞或其他酵母菌问题，影响葡萄酒的品质。此外，糖分含量还对葡萄酒的保存和稳定性具有重要意义。高糖分的葡萄酒更容易发酵，产生二氧化碳，增加瓶内压力。若瓶内压力过高，则可能导致葡萄酒瓶塞被弹出，损坏葡萄酒的质量。因此，糖分含量的测定可以指导葡萄酒的保存和处理方法。对于高糖分的葡萄酒，相关人员可以采取控制温度、降低酵母菌活性或进行二次发酵等方法，以保证葡萄酒的稳定性和质量。

2.2有机酸含量测定的意义

常见的有机酸包括苹果酸、柠檬酸、酒石酸等。这些有机酸在葡萄酒中起着重要的作用，对葡萄酒的风味和口感有着关键影响。首先，有机酸可以为葡萄酒提供酸度。葡萄酒的酸度是评估葡萄酒质量的重要指标之一，它能够使葡萄酒更加清爽、口感更加平衡。有机酸含量的测定可以直接反映葡萄酒的酸度水平，帮助消费者选择适合自己口味的葡萄酒。其次，有机酸还对葡萄酒的风味起着重要作用。不同种类的有机酸具有不同的风味特点，如苹果酸呈酸爽的味道，柠檬酸呈酸甜的味道。有机酸含量的测定可以帮助消费者了解葡萄酒的风味特点，选择符合自己口味的葡萄酒。再次，有机酸含量还可以反映葡萄酒的新鲜程度和质量。新鲜的葡萄酒通常含有较高的有机酸，而老化的葡萄酒则有可能酸度降低。因此，有机酸含量的测定可以评估葡萄酒的质量和保存状态。若有机酸含量较低，则可能意味着葡萄酒已经老化或者保存不当，影响了葡萄酒的口感和品质。最后，有机酸含量的测定还可以揭示葡萄酒的产地特征和品种特征。不同品种的葡萄和不同产地的葡萄酒通常具有不同的有机酸组成和含量。通过测定有机酸含量，我们可以了解葡萄酒的品种特征和产地风味，帮助消费者更好地选择适合自己口味的葡萄酒。

综上所述，糖分和有机酸含量的测定对于葡萄酒的口感、甜度、发酵程度、保存稳定性、风味特征等方面具有重要的意义，为葡萄酒的品质评估和消费者的选择提供了有价值的信息。

3.实验部分

3.1主要仪器与试剂

3.1.1仪器

高效液相色谱仪，型号为LC-20AT。电子天平，型号为AR224CN、XS205。

3.1.2试剂

甲醇、硫酸、氨水、氢氧化钠。

3.2实验方法

3.2.1固相萃取柱的活化

将固相萃取柱插在固相萃取装置上，并加入2-3mL甲醇。甲醇的添加速度应适度，一般为每分钟4滴到6滴的慢速下滴。这样可以保证样品在固相材料上充分溶解和吸附。当甲醇滴完时，再加入2-3mL超纯水，并以相同的慢速度继续滴入固相萃取柱中。此步骤的目的是用超纯水洗去甲醇中的杂质，同时保证样品在固相材料上的稳定吸附。当超纯水即将滴完时，再加入2-3mL浓度为1%的氨水。当滴至液面高度约为1mm时，要及时关闭控制阀，以免溶剂滴干。

通过以上步骤，我们可以实现对样品的固相萃取。甲醇的加入有助于样品的溶解和吸附，同时帮助清洗固相材料；超纯水的加入用于洗去甲醇中的杂质，使得样品在固相材料上的吸附更加纯净和稳定；氨水的加入有助于调节样品的pH值，增强固相萃取的效果。需要注意的是，在滴液的过程中要控制滴液的速度，避免过快或过慢。同时，在添加甲醇、超纯水和氨水时要保持适当的体积，并在即将滴完时关闭控制阀，以防止溶剂滴干，这样可以保证固相萃取过程的稳定和有效性。

3.2.2样品溶液制备

糖醇的洗脱：首先，以缓慢的速度将4mL超纯水滴入柱中，直到液面高度约1mm。然后，继续以缓慢的速度滴加4mL超纯水，分两次进行洗脱，所有洗脱液都会被收集在一个10mL容量瓶中。接下来，取出容量瓶，使用氢氧化钠溶液（6.3.6）调节洗脱液的pH值至6左右。最后，使用超纯水将洗脱液定容至10mL。

有机酸的洗脱：首先，将一个容量为10mL的瓶子放置在接取处。接下来，将4mL的硫酸溶液（6.3.1）分两次缓慢滴入瓶子中，以洗脱有机酸。然后，将瓶子中的洗脱溶液完全抽干。在取出瓶子后，使用氢氧化钠溶液（6.3.6）将溶液的pH值调节至6左右。最后，用超纯水将溶液定容至10mL，这样得到的洗脱液即为有机酸分离的样液。

3.2.3样品测定

糖、醇的测定：使用Xtimate Sugar-H 7.8*300mm 5um色谱柱，在30℃的柱温下进行测定。流动相为硫酸溶液（0.0015mol/L），流速为0.5mL/min。进样量为20μL。使用示差检测器作为检测器。在测定前，装上色谱柱，并调整柱温至30℃。以0.5mL/min的流速通入流动相，使其达到平衡。待系统稳定后，按照上述色谱条件依次进样。首先，将糖和醇混合标准液系列溶液分别进样，并以标样浓度对峰面积作为标准曲线。然后，将待测样品溶液进样，确保样品中糖和醇的含量在标准系列范围内。根据保留时间进行定性分析，并根据峰面积使用外标法进行定量分析。

有机酸的测定：使用Xtimate Sugar-H色谱柱，柱温设定为55℃。流动相使用硫酸溶液（浓度为0.0075mol/L），流速设置为0.3mL/min。检测波长选择210nm。进样量为50μL。检测器使用紫外检测器。在系统稳定后，按照上述色谱条件依次进样。首先，进样有机酸标准系列溶液，并以标样浓度对峰面积作为标准曲线。然后，进样待测样品溶液（注意样品中有机酸的含量应控制在标准系列范围内）。根据峰的保留时间进行定性分析，根据峰的面积使用标准曲线进行定量分析。

3.2.4标准溶液配置

糖、醇标准储备液的制备：首先，分别称取蔗糖、葡萄糖和果糖标准品各0.05g。然后，将每种标准品加入50mL容量瓶中。最后，用超纯水加至容量刻度线，使溶液体积达到50mL。经过这样的制备过程，所得到的溶液中含有蔗糖、葡萄糖和果糖的浓度均为1g/L。

糖、醇标准系列溶液的制备：首先，取出之前制备好的糖、醇标准储备液。然后，分别将这些储备液用超纯水稀释成含糖浓度为0.05g/L、0.10g/L、0.20g/L、0.40g/L和0.80g/L，以及甘油浓度为0.20g/L、0.40g/L、0.80g/L、1.60g/L和3.20g/L的混合标准系列溶液。制备方法是将适量的储备液取出，加入容量瓶中，然后用超纯水加至容量刻度线，使溶液体积达到50mL。

制备有机酸标准储备液：分别称取柠檬酸、酒石酸、苹果酸、琥珀酸、乳酸、醋酸各0.05g，并加50mL容量瓶中。然后，用超纯水加至容量刻度线，使溶液体积达到50mL。经过这样的制备过程，所得到的溶液中含有柠檬酸、酒石酸、苹果酸、琥珀酸、乳酸、醋酸的浓度均为1g/L。

制备有机酸标准系列溶液：将各有机酸标准储备液取出，分别加入容量瓶中，然后用超纯水加至容量刻度线，使溶液体积达到50mL。根据需要的浓度，稀释成浓度为0.05g/L、0.10g/L、0.20g/L、0.40g/L、0.80g/L的混合标准系列溶液。

通过制备有机酸标准系列溶液，可以建立浓度与响应信号之间的标准曲线，从而对未知样品中的有机酸进行定量分析。需要注意的是，在制备有机酸标准储备液和有机酸标准系列溶液的过程中，应严格按照操作规程进行，避免交叉污染和误差的产生。同时，在实验过程中要保证仪器的准确性和稳定性，确保实验结果的可靠性。

3.3结果验证

3.3.1线性结果

进糖醇各标准系列工作液20μL，有机酸各标准系列工作液50μL，记录目标物的峰面积，以峰面积为纵坐标，标准溶液的浓度为横坐标，进行线性回归。结果见表1。

3.3.2检出限

逐级稀释标准溶液，采用信噪比法来测定样品中组分的检出限，当信噪比为3±1即为检出限。各浓度标准溶液连续进样2次，计算信噪比。结果见表2。

3.4评价与验证

3.4.1线性评价

在GB/T 15038-2006附录D中，对葡萄酒中糖分和有机酸的测定，要求线性回归方程的相关系数R必须≥0.99。这意味着测定结果与参考方法之间的线性关系非常强，我们可以通过线性回归方程准确预测样品的糖分和有机酸含量。在本实验中，相关方程和相关系数见表1，均符合标准方法的要求，这说明该分析方法具有良好的线性关系，能够准确测定葡萄酒中的糖分和有机酸含量。

3.4.2精密度评价

根据GB/T 15038-2006附录D的规定，葡萄酒中糖分和有机酸的测定精密度应≤10%。在本实验中，精密度范围为0.3%-4.2%，结果满意。这意味着在重复测定相同样品时，测定结果的变异程度较小，并且测定结果稳定可靠。因此，该分析方法具有良好的精密度，可以准确评估葡萄酒中的糖分和有机酸含量的变化。

结论

上述验证结果表明本院具备按照GB/T 15038-2006附录D《葡萄酒中糖分和有机酸的测定》开展该项目的能力，能够准确测定葡萄酒中的糖分和有机酸含量，提供可靠的分析结果和数据支持。

作者简介

刘群（1990-），女，汉族，湖南常德人，工程师，硕士研究生；研究方向：槟榔安全性及产业技术研究与应用。