快速測(cè)定啤酒麥芽中庫(kù)爾巴哈值的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種快速測(cè)定啤酒麥芽中庫(kù)爾巴哈值的方法。該方法包括：在設(shè)定的建模條件下，獲取具有代表性麥芽樣品的近紅外光譜圖譜信息，并用傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)理化方法測(cè)量樣品的可溶性氮含量和總氮含量；選擇合適的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，分別建立譜圖信息和樣品可溶性氮和總氮之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，也就是定量模型；采用驗(yàn)證樣品完善模型性能，再利用此模型對(duì)未知樣品可溶性氮和總氮分析，依照庫(kù)值計(jì)算公式得出庫(kù)值。該方法操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、快速，可在30s內(nèi)完成單個(gè)樣品的測(cè)量，實(shí)用性較強(qiáng)，能解決啤酒釀造企業(yè)及麥芽生產(chǎn)企業(yè)的迫切需求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】快速測(cè)定啤酒麥芽中庫(kù)爾巴哈值的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于食品檢測(cè)領(lǐng)域，涉及一種釀酒原輔料快速檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種快速測(cè)定啤酒麥芽中庫(kù)爾巴哈值的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]啤酒麥芽的庫(kù)爾巴哈值(Kolbach Index)即蛋白質(zhì)溶解度，簡(jiǎn)稱(chēng)庫(kù)值(K.1)，它是用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)定糖化法制得協(xié)定麥汁后測(cè)定的總可溶性氮的含量與麥芽總氮含量的比值，用百分?jǐn)?shù)表示，它反映了麥芽中蛋白質(zhì)的分解程度，是判定麥芽品質(zhì)的限定指標(biāo)。
[0003]麥芽發(fā)芽時(shí)麥粒中蛋白質(zhì)的分解是否適當(dāng)是決定麥芽和啤酒質(zhì)量的主要因素，如果麥芽庫(kù)值偏低，則表明麥芽溶解不良，其結(jié)果是浸出物收得率低，酒味不醇和，泡持性較差，而且易產(chǎn)生蛋白質(zhì)渾濁。如果蛋白質(zhì)分解過(guò)度，則會(huì)引起酵母早衰，酒味淡白?？梢?jiàn)，麥芽庫(kù)值的測(cè)定對(duì)啤酒釀造企業(yè)及麥芽制造企業(yè)至關(guān)重要。
[0004]通常麥芽庫(kù)值的測(cè)定方法按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《啤酒麥芽QBT1686-2008》的方法檢測(cè)，該方法耗時(shí)較長(zhǎng)，步驟繁瑣且需要大量化學(xué)試劑，檢測(cè)成本較高，不能滿足生產(chǎn)實(shí)際需要。專(zhuān)利號(hào)CN103278470B提出通過(guò)測(cè)定麥芽水溶性蛋白和FAN含量判斷小麥庫(kù)值的方法，王加春報(bào)道的《改進(jìn)啤酒麥芽庫(kù)爾巴哈值測(cè)定方法的技術(shù)研究》(釀酒，2009年第6期，50?52)提出在樣品消化過(guò)程中添加硒粉的方法，這些方法雖然與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法相比簡(jiǎn)化了步驟，但仍然需要數(shù)小時(shí)檢測(cè)及較多的化學(xué)試劑。因此，需要找到一種更為快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)方法來(lái)測(cè)定麥芽庫(kù)值，以適應(yīng)啤酒工業(yè)的快速發(fā)展要求。
[0005]近紅外光譜技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展較為迅速的一種快速無(wú)損檢測(cè)方法，具有操作簡(jiǎn)單、速度快、效率高、樣品前處理簡(jiǎn)單、無(wú)需化學(xué)試劑等優(yōu)點(diǎn)，既可以完成定量分析，又可以進(jìn)行定性鑒別。目前廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、食品、藥品、石油化工等行業(yè)，市場(chǎng)前景較好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種快速測(cè)定啤酒麥芽中庫(kù)爾巴哈值的方法。
[0007]本發(fā)明提供的快速測(cè)定啤酒麥芽中庫(kù)爾巴哈值的方法，包括如下步驟:
[0008]I)將啤酒麥芽標(biāo)準(zhǔn)品用近紅外光譜儀進(jìn)行近紅外光譜掃描，收集所得光譜，得到啤酒麥芽標(biāo)準(zhǔn)品的近紅外光譜圖庫(kù)；
[0009]2)測(cè)定啤酒麥芽標(biāo)準(zhǔn)品中可溶性氮和總氮的含量，即得到近紅外模型的參比值數(shù)據(jù)集，再將步驟I)所得啤酒麥芽標(biāo)準(zhǔn)品的近紅外光譜圖庫(kù)與所述啤酒麥芽標(biāo)準(zhǔn)品的參比值信息在設(shè)定的建模條件下利用化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件分別建立啤酒麥芽中可溶性氮含量和總氮含量的定量模型；
[0010]其中，所述設(shè)定的建模條件包括:
[0011]a、光譜預(yù)處理方法為 MSC、Savitzky-Golay 一階導(dǎo)數(shù)、Savitzky-Golay 二階導(dǎo)數(shù)和 SNV ；
[0012]b、變量壓縮方法為主成分分析法和偏最小二乘法；
[0013]C、化學(xué)計(jì)量學(xué)方法為PLS、PCR、SVM和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法；
[0014]3)將待檢啤酒麥芽樣品在與所述步驟I)相同的近紅外光譜掃描條件下進(jìn)行近紅外光譜掃描，將所得光譜輸入2)所得啤酒麥芽中可溶性氮含量和總氮含量的定量模型中，得到所述待檢啤酒麥芽樣品中的可溶性氮含量和總氮含量，
[0015]按照如下公式得到所述待檢啤酒麥芽樣品的麥芽庫(kù)爾巴哈值:
[0016]
庫(kù)爾巴哈值(%)=可X 100%。
[0017]上述方法的步驟I)掃描步驟中，掃描范圍為lOOOOcnT1?4000CHT1，掃描次數(shù)為32次；每個(gè)樣品平行測(cè)定2次；
[0018]建模樣品的2次掃描光譜均加入建模光譜庫(kù)。
[0019]所述步驟2)中，啤酒麥芽標(biāo)準(zhǔn)品中可溶性氮和總氮的含量的測(cè)定方法均為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法GBT1686-2008中的測(cè)定麥芽中的可溶性氮和總氮含量；
[0020]另外，可按照如下步驟驗(yàn)證步驟2)建立的定量模型的準(zhǔn)確性:
[0021]a、取未參與建模的具有代表性的樣品作為驗(yàn)證樣品，在與所述步驟I)相同的樣品前處理及光譜采集條件下，采集驗(yàn)證樣品的近紅外光譜；
[0022]b、用與所述步驟2)相同的方法計(jì)算啤酒麥芽標(biāo)準(zhǔn)品中可溶性氮和總氮的含量，得到驗(yàn)證樣品的實(shí)際測(cè)量值，構(gòu)建驗(yàn)證樣品的近紅外模型的參比值數(shù)據(jù)集；
[0023]C、根據(jù)步驟a所得驗(yàn)證樣品的近紅外光譜，利用所述步驟3)所得定量模型預(yù)測(cè)驗(yàn)證樣品的可溶性氮含量和總氮含量，得到驗(yàn)證樣品的近紅外模型預(yù)測(cè)值；
[0024]d、比較驗(yàn)證樣品的近紅外模型預(yù)測(cè)值和實(shí)際測(cè)量值，若兩組數(shù)據(jù)之間相對(duì)誤差處于合理范圍，則表明所建定量模型可用，通過(guò)計(jì)算可溶性氮和總氮比值的百分?jǐn)?shù)即可得到庫(kù)值；
[0025]若相對(duì)誤差超出合理范圍，則需優(yōu)化調(diào)整建模條件，重復(fù)步驟2)直至定量模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度可接受。
[0026]上述方法中，所用啤酒麥芽均為釀制啤酒時(shí)所用作為原料的麥芽。
[0027]本發(fā)明為麥芽庫(kù)值測(cè)定提供一種全新的準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法，對(duì)整個(gè)啤酒釀造行業(yè)意義重大。該方法采用近紅外的方法同時(shí)測(cè)定麥芽可溶性氮和總氮的含量，然后通過(guò)計(jì)算公式得到庫(kù)值。
[0028]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0029]1、樣品分析速度快、效率高，采用本方法可在30秒內(nèi)完成麥芽庫(kù)值的測(cè)定，大大提聞檢測(cè)效率。
[0030]2、本發(fā)明無(wú)需復(fù)雜前處理、大大節(jié)約了人力、物力成本。
[0031]3、操作步驟簡(jiǎn)單、不使用任何化學(xué)試劑，提供了一種可靠綠色的麥芽庫(kù)值分析方法。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為建模用的麥芽樣品可溶性氮的光譜圖。
[0033]圖2為麥芽可溶性氮近紅外預(yù)測(cè)模型效果圖。
[0034]圖3為建模用的麥芽樣品總氮的光譜圖。
[0035]圖4為麥芽總氮近紅外預(yù)測(cè)模型效果圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。所述方法如無(wú)特別說(shuō)明均為常規(guī)方法。所述原材料如無(wú)特別說(shuō)明均能從公開(kāi)商業(yè)途徑獲得。
[0037]實(shí)施例1、
[0038]以北京燕京啤酒集團(tuán)公司采購(gòu)的啤酒麥芽作為測(cè)定對(duì)象。
[0039]根據(jù)企業(yè)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)QB/T1686-2008得出啤酒麥芽庫(kù)爾巴哈值得計(jì)算公式如下:
[0040]

【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)定啤酒麥芽中庫(kù)爾巴哈值的方法，包括如下步驟: 1)將啤酒麥芽標(biāo)準(zhǔn)品用近紅外光譜儀進(jìn)行近紅外光譜掃描，收集所得光譜，得到啤酒麥芽標(biāo)準(zhǔn)品的近紅外光譜圖庫(kù)； 2)測(cè)定啤酒麥芽標(biāo)準(zhǔn)品中可溶性氮和總氮的含量，即得到近紅外模型的參比值數(shù)據(jù)集，再將步驟I)所得啤酒麥芽標(biāo)準(zhǔn)品的近紅外光譜圖庫(kù)與所述啤酒麥芽標(biāo)準(zhǔn)品的參比值信息在設(shè)定的建模條件下利用化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件分別建立啤酒麥芽中可溶性氮含量和總氮含量的定量模型； 其中，所述設(shè)定的建模條件包括: a、光譜預(yù)處理方法為MSC、Savitzky-Golay一階導(dǎo)數(shù)、Savitzky-Golay 二階導(dǎo)數(shù)和SNV ； b、變量壓縮方法為主成分分析法和偏最小二乘法； C、化學(xué)計(jì)量學(xué)方法為PLS、PCR、SVM和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法； 3)將待檢啤酒麥芽樣品在與所述步驟I)相同的近紅外光譜掃描條件下進(jìn)行近紅外光譜掃描，將所得光譜輸入步驟2)所得啤酒麥芽中可溶性氮含量和總氮含量的定量模型中，得到所述待檢啤酒麥芽樣品中的可溶性氮含量和總氮含量， 按照如下公式得到所述待檢啤酒麥芽樣品的麥芽庫(kù)爾巴哈值:庫(kù)爾巴哈值(%) =X 100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟I)掃描步驟中，掃描范圍為lOOOOcnT1?^OOcnT1，掃描次數(shù)為32次；每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品平行測(cè)定2次。
【文檔編號(hào)】G01N21/359GK104181125SQ201410428693
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】賈鳳超, 宋全厚, 林智平, 王敬生, 尹建軍, 周青梅, 王靜, 侯玉柱, 李宗鵬, 王健 申請(qǐng)人:北京燕京啤酒股份有限公司, 中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院