中红外光谱技术在浓香型白酒原酒关键指标分析中的应用

• 作者: 周军 杨洋 姚瑶 李子文 王健 侯长军
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 化学
• 关键词: 白酒 中红外光谱分析技术 定量分析 波段筛选
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 页码范围: 764-768
• 页数: 5页
• 分类号: O657.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2022)03-0764-05

摘要

基于中红外光谱分析技术对浓香型白酒原酒中总酸及己酸乙酯的关键指标含量进行检测分析,采用标准正态变换(SNV)方法对数据进行预处理,结合组合间隔偏最小二乘波段选择法(SiPLS)及遗传算法(GA)对各指标的特征吸收波长进行筛选,最终采用偏最小二乘法(PLS)建立分析模型,通过决定系数R2、预测标准偏差(RMSEP)、性能和标准差之比(RPD)以及实际生产的独立测试样品对所建模型效果进行评价,探索中红外光谱分析技术结合波段筛选用于白酒原酒关键指标的定量分析效果.结果表明:采用中红外全光谱397～4000 cm-1波段所建模型效果并不理想,总酸及己酸乙酯模型的RMSEP值分别达到0.156及0.981,R2仅有0.666及0.453,RPD值为1.731及1.213,代表模型整体的相关拟合效果并不理想,预测误差较大,无法应用于实际生产.而采用GA在SiPLS波段优化基础上进一步进行特征变量筛选后,所建模型效果有了非常显著的提升,总酸及己酸乙酯两项指标的GA-SiPLS模型均体现出了较高的预测精度,R2分别提升到了0.993及0.997,RMSEP值分别降低到0.023及0.077,RPD值提升至11.739及15.455,变量数也分别从935个降低到55及40个,在保留关键信息变量,体现原酒中总酸及己酸乙酯指标特征吸收的同时,有效减轻了模型的复杂程度,同时提高了模型运算速度及预测效果,充分体现了波段筛选对于中红外光谱分析技术应用于白酒原酒关键指标定量分析的重要性,也说明了中红外光谱技术结合波段筛选在白酒品质控制及原酒成分分析中的巨大潜力.考虑到白酒成分复杂,大部分关键品质指标含量相对较低,而中红外吸收区域的基频吸收强度具有比倍频、合频吸收强数十倍的特点,中红外光谱可能比其余光谱技术更适用于白酒液体样品的快速分析,为白酒酿造过程的品质控制提供技术借鉴,同时为酒类品质的快速分析方法开拓提供新的思路.