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基于微量元素含量及其分布是一种用于食品产地识别的有效方法。为了探讨基于微量元素含量及其分布对我国葡萄酒产地识别的可行性与有效性,本文利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)检测技术,系统研究了不同品种的葡萄和葡萄汁、灌溉水、土壤、不同产地葡萄酒中微量元素含量及其分布,以及不同生产工艺中微量元素的含量变化,并借助SPSS软件对检测结果进行了多元统计分析。具体研究内容如下:
一、建立了电感耦合等离子体质谱测试葡萄酒中多元素的分析方法。通过对密闭消解、敞口消解、乙醇基体匹配直接稀释三种前处理方法的比较研究,表明三种方法对葡萄酒中的多元素测试结果具有一致性(R>0.99)。乙醇基体的ICP-MS增敏行为研究显示,1%的乙醇介质除了对Cr、As、Se等高电离能元素的信号增敏比较明显外,对大部分元素的信号无显著影响。6个不同酒样的测试结果表明,1%乙醇基体改进直接稀释测As与酸消解法测试结果一致,不经过乙醇基体匹配的结果是酸消解法的测试结果的3倍。实际工作中,可以选择不同的分析方法,但采用直接稀释时,要考虑乙醇的基体匹配。
二、以河北沙城产区葡萄庄园为例,探讨了葡萄庄园土壤、灌溉水、葡萄、葡萄汁之间的元素分布及相关性。研究表明,葡萄品种不同,不会影响产地判别。稀土元素在葡萄汁和土壤中呈显著性相关(R>0.99),可以用来指示产地。葡萄对稀土元素的吸收没有改变稀土配分模式,对稀土元素没有产生分异。葡萄品种不同,对稀土元素的吸收模式相同,不存在选择性吸收。灌溉水中稀土元素含量变化不大。葡萄中的稀土元素大部分来源于对土中稀土元素的吸收。28个微量元素在土壤、葡萄、葡萄汁、灌溉水中的变化趋势和分布一致,指示了葡萄成长过程中微量元素从土壤中有迁移。不同的葡萄品种对微量元素的吸收不同。
三、研究了白玉霓葡萄原料生产白葡萄酒和宝石解百纳葡萄原料生产红葡萄酒工艺过程中微量元素含量的变化。分析结果表明,在生产过程中添加果胶酶和酵母会对微量元素的含量有明显提高,在发酵期结束后含量趋于稳定,微量元素在工艺中的引入机理还需要进一步深入的研究。
四、用多元统计中主成分分析、聚类分析、判别分析的方法,探讨了产地与微量元素的含量及其分布的关系。得出以下认识:
(1)来自河北、烟台、甘肃产地的葡萄酒样品有其各自的特征。对葡萄酒中49个微量元素的统计结果显示,5个主成分的积累方差贡献率达到93.5%,概括了绝大部分元素的信息。可以用5个主成分代表所有元素的信息。
(2)利用聚类分析和判别分析实现了对3个产地15个葡萄酒样本的区分,所建立的判别函数对15个葡萄酒样本进行回代检验,整体的正确判别率为100%。
(3)对产地判别较好的指标分别为Al、Mn、Fe、Zn、Cr、Co、Ni、As、Zr、Pb、Bi,其次为Na、Mg、Si、P、K、Rb、Li、Be、B、Ti、V、Cu、Ga、Nb、Mo、Ba、Tl和稀土总量。用Al、Mn、Fe、Zn、Cr、Co、Ni、As、Zr、Pb、Bi这11个元素对来自河北11个酒样、山东烟台8个酒样、甘肃7个酒样,共26个葡萄酒样品进行判别分析,这11个元素对河北沙城、山东烟台和甘肃的判别正确率分别为82%、100%和71%。