1、浅析白酒行业中近红外光谱技术的应用摘要：下文主要结合笔者多年的工作实践经验，简单的介绍了近红外光谱分析技术以及主要步骤，并对近红外光谱技术在白酒行业应用前景进行了展望。 关键词：近红外光谱技术 步骤 展望 白酒 引言 白酒是我国传统的饮料酒，其香味组分极其复杂，组分种类之多，含量跨度之大，堪称世界蒸馏酒之冠。同时，白酒的生产为固态开放式自然发酵， 生产过程中对产品质量影响来自于原材料、工艺控制、微生物代谢、人工误差等多个方面，因此对原材料品质控制、发酵过程参数控制、白酒酒质控制等都要依靠分析技术。传统的化学分析方法分析时间长，而且分析结果的准确度和精密度都受到限制。近红外光谱分析技术的应用提高
2、了白酒产品质量及其相关参数分析的速度及准确度。近红外光谱分析技术广泛应用于白酒产品及其生产原料、 发酵过程中酒醅成分、白酒总酸总酯以及白酒的等级、年份、香型的应用现状，将来在白酒行业的应用前景将更广泛。 1、近红外光谱分析技术简介 近红外（Near Infrared Reflectance，简称 NIR）是指波长在 7802526 nm 范围内的电磁波，是人们认识最早的非可见光区域。习惯上又将近红外光划为近红外短波（7801100 nm）和长波（11002526 nm）两个区域。现代近红外光谱是 90 年代以来发展最快、最引人注目的光谱分析技术。与传统分析方法相比，它具有分析速度快，非常适合大
3、批量样品的分析测试；分析效率高，一张光谱图可以同时计算出样品的多个性质指标，具有多组分同时分析的能力；测试过程中不破坏样品，为无损检测，样品可重复使用；测试时不发生化学反应，不使用化学试剂，不产生污染；对操作者技能要求低，没有较高的专业要求，排除了分析中许多需要专业人员操作的技术障碍。因此，现代近红外光谱技术已广泛应用于农产品、食品、烟草、药物分析、石油化工等领域，在国外酿酒行业、以及国内啤酒、葡萄酒等行业也有非常广泛的应用。 2、近红外光谱分析的主要步骤 近红外光谱分析技术是一种间接测量技术， 它是应用化学计量学方法建立校正模型， 从而实现对未知样品的定性或定量分析。 主要步骤包括：采集制备
4、有代表性的校正集， 并测量其近红外光谱。采用标准方法测定待测成分的浓度 （物化性质） ，将其作为参考值。根据校正集样品的测量光谱和被测量的参考值，通过化学计量学方法建立校正模型。检验模型，最常用的方法是内部交叉检验，所谓内部交叉检验是每次从建模样品集中依次剔除 n 个样品，用剩下的样品建立模型预测被剔除的 n 个样品， 所有样品都被剔除并预测过。测量未知待测样品的近红外光谱， 将其代入所建立的符合要求的模型，计算得到待测样品的浓度。模型的升级与维护，进一步校正模型。 采用近红外光谱分析样品时模型的建立及其测定未知样品的流程图见图 1。 3、近红外光谱技术在白酒行业应用前景展望 对于应用传统的固
5、态自然发酵、机械化程度不高、感官品评仍是重要检验手段的白酒行业，如果能有效地将具有迅速、便捷、不破坏样品、具有强大的化学计量辅助手段的近红外分析技术应用于原材料检验、生产过程控制、产品辅助检验等领域将是对白酒行业科技含量提高的极大推动。 1）在原材料检验方面的应用展望 白酒酿造的主要原料为高粱、小麦等谷物类原料，进厂原料需要检验水分、淀粉、蛋白质等组分。由于茅台酒酿造的特殊要求，进厂高粱的支链淀粉检测也是一个重要指标。作为一项在农产品领域有成熟应用的技术，近红外光谱技术在进厂原料检测方面将有很大的应用前景，不仅可以提高检验速度，同时也可加大检验数量和力度。随着近红外光谱技术在原材料检验方面应用
6、的深入，这项技术还有望在作物育种等方面发挥重要作用。 2）应用于发酵过程控制的展望 白酒是一个传统的自然发酵过程，在过程中受到水份、原料、微生物等各种因素的影响，传统的控制过程主要是通过对温度、酸度、还原糖、淀粉、水份、糖化力、液化力等进行检测18，根据这些指标的监测情况进行发酵过程的监控和控制。对于应用近红外光谱技术对这些检测指标的测定方法已有文献16表明开发成功，这样可以充分应用近红外技术便捷、快速的特点实时对发酵过程监测。但是作为自然开放式的发酵过程，仅对以上指标进行监控并不足以监测整个发酵过程的进程，很多过程控制还要依靠感官评价的方法，例如成品曲及半成品曲的质量评价（依靠黄、白、黑颜色
7、鉴别） 、堆积发酵成熟度（依靠发酵温度和闻香判别） 、摘酒浓度的控制（看花摘酒）等等，作为一种可以进行综合模糊评价的技术，再辅以化学计量学的强大功能，近红外光谱技术可以与感官评价相结合应用于以上过程，使发酵过程控制更为规范化、科学化。3）应用于半成品酒及成品酒质量检测的展望 一般当年生产的新酒需要进行分级或分型后再进行贮存，贮存后的基酒还需要进行勾兑，经过理化检验及合格后方能出厂。新酒的分型分级、勾兑过程及成品酒出厂检验等过程目前一般都依靠感官品评、理化检验、气相色谱分析等手段，近红外光谱技术在这一领域的应用将具有很大的潜力。 综上所述，可以将近红外光谱技术在白酒生产及检验中的应用总结为图 2
8、。 在这一体系中由于近红外光谱技术的引进，原材料检验和发酵过程控制指标可以实现在线检测，检测数据传给质量控制中心，由中心使用各个指标已建立的近红外光谱模型给出测定结果；基酒分型、勾兑过程控制及出厂酒检验采用近红外光谱技术与感官品评、理化检测、气相色谱分析等常规手段结合进行质量控制；各个近红外模型需要适时使用常规方法进行修正以保证模型的实用性。这一体系的建立既充分利用近红外光谱技术迅速、便捷、可提取综合信息等特点，也发扬了感官品评、理化检验等常规方法灵敏、直观的特点，使质量检验工作更高效、更完善、更科学、更公正。 4、结束语 综上所述，由于食品质量安全问题频频发生，严重影响了人们的生活和健康，所以在线、快速、准确的检测产品质量将成为未来检测手段的发展方向。并且随着对近红外检测技术知识的更加深入，建模算法的不断升级，仪器配套化学计量学软件功能的不断优化，所有问题都将得到解决，近红外光谱技术也会更广泛的应用于白酒行业，同时也将不断推动白酒行业的发展。
