全文摘要
本发明涉及一种葡萄酒酒石酸氢钾稳定性检测方法，特征在于，步骤包括：S1、取待检测冷冻罐酒于容器中；S2、将容器置于‑4.5℃环境下静置沉降5‑10小时；S3、取酒样上清液，倒入洁净的三角瓶中，将三角瓶置入盛有‑5℃冰盐水的塑料烧杯中，过滤，滤液注入透明玻璃瓶中；S4、将待冷冻酒在‑10℃条件下保持结冰状态7h；S5、将冷冻酒液放置在常温自来水中解冻至无冰，置于‑4.5℃温度条件下，静置沉降30min；S6、进入暗室用强光手电筒照射，从各个方向观察酒体。本发明准确性更高；具有设备投入成本低、可实现多样品同时检测，检测效率高的优势。
主设计要求
1.一种葡萄酒酒石酸氢钾稳定性检测方法，特征在于：其具体步骤包括：S1、取待检测冷冻罐酒于容器中；S2、将容器放置于-4.5℃温度环境中，静置沉降5-10小时；S3、取酒样上清液，倒入洁净的三角瓶中，将三角瓶置入盛有-5℃冰盐水的塑料烧杯中，采用与车间生产时同型号的过滤板进行过滤，滤液注入透明玻璃瓶中；S4、将待冷冻酒放入冰箱冷冻室中，在-10℃条件下保持结冰状态7h；S5、将冷冻酒液放置在常温自来水中解冻至无冰，置于-4.5℃温度条件下，静置沉降30min；S6、进入暗室用强光手电筒照射，从各个方向观察酒体，有结晶状沉淀，则判定葡萄酒酒石酸氢盐稳定性不合格；没有晶体沉淀，则判定葡萄酒酒石酸氢盐稳定性合格。
设计方案
1.一种葡萄酒酒石酸氢钾稳定性检测方法，特征在于：
其具体步骤包括：
S1、取待检测冷冻罐酒于容器中；
S2、将容器放置于-4.5℃温度环境中，静置沉降5-10小时；
S3、取酒样上清液，倒入洁净的三角瓶中，将三角瓶置入盛有-5℃冰盐水的塑料烧杯 中，采用与车间生产时同型号的过滤板进行过滤，滤液注入透明玻璃瓶中；
S4、将待冷冻酒放入冰箱冷冻室中，在-10℃条件下保持结冰状态7h；
S5、将冷冻酒液放置在常温自来水中解冻至无冰，置于-4.5℃温度条件下，静置沉降 30min；
S6、进入暗室用强光手电筒照射，从各个方向观察酒体，有结晶状沉淀，则判定葡萄酒 酒石酸氢盐稳定性不合格；没有晶体沉淀，则判定葡萄酒酒石酸氢盐稳定性合格。
2.如权利要求1所述的一种葡萄酒酒石酸氢钾稳定性检测方法，特征在于：
所述步骤S1到步骤S2的过程中，采用内置有冰袋的保温箱作为转运箱，将装有酒液的 容器放置于所述转运箱中进行中转。
3.如权利要求1所述的一种葡萄酒酒石酸氢钾稳定性检测方法，特征在于：
所述步骤S4中，所述7h的计时起始点为自酒样完全结冰时。
4.如权利要求1所述的一种葡萄酒酒石酸氢钾稳定性检测方法，特征在于：
用于冷冻的玻璃瓶每次使用完先用清水清洗干净，然后倒入少量碱液浸泡瓶底5min， 再放入超声波清洗器中清洗干净。
设计说明书
技术领域
本发明涉及葡萄酒检测技术领域，具体地说，是一种葡萄酒酒石酸氢钾稳定性检 测方法。
背景技术
酒石酸氢盐是葡萄酒中含量最高的盐类，在葡萄酒中通常呈现过饱和状态，在贮 存过程中酒石酸氢盐会缓慢结晶析出，如果这种结晶析出发生在葡萄酒装瓶后，往往会使 消费者产生误解。因此，在生产过程中提前将葡萄酒中的酒石酸氢盐去除，防止在装瓶后产 生晶体沉淀是一项非常重要的葡萄酒酿造技术，而葡萄酒的酒石酸氢盐稳定性也成为一项 重要的质量控制指标。
因葡萄酒酒石酸氢盐稳定性没有统一的标准检测方法，葡萄酒生产企业采取的都 是各自的经验方法。目前使用较多的两种葡萄酒酒石酸氢盐稳定性检测方法分别为冷冻法 和电导率饱和温度法。
冷冻法原理：酒石酸盐过饱和是造成葡萄酒酒石沉淀的原因，根据酒石酸盐溶解 度随温度的下降而降低的特点，将葡萄酒在低温下处理一段时间后观察有无结晶沉淀，来 检测葡萄酒的酒石稳定性。
冷冻法操作过程：将待测葡萄酒使用0.45um滤膜或滤板趁冷过滤后，放置于-18℃ 冰箱中，待酒液完全结冰后继续保持结冰状态5小时，取出后常温水浴解冻，解冻后立即在 暗室用手电筒观察瓶底是否有结晶状沉淀，如果没有晶体沉淀，则判定葡萄酒酒石酸氢盐 稳定性合格。
电导率饱和温度法原理：葡萄酒的电导率反映单位体积葡萄酒溶液中离子总数的 多少，而结晶会使导电离子从溶液中析出而导致电导率下降，因此可用葡萄酒电导率来体 现酒石酸氢盐溶解情况。饱和温度是指液体处于饱和状态时对应的温度，当液体温度大于 饱和温度时，液体不饱和即稳定；当液体温度低于饱和温度时，液体过饱和即不稳定。葡萄 酒国家标准规定葡萄酒宜贮存温度为5～25℃，如果按照国标温度要求贮存，只要保证葡萄 酒酒石酸氢盐饱和温度小于5 ℃即可保证葡萄酒在市场上不出现酒石沉淀。酒石酸氢钾饱 和温度设置为5 ℃，即当葡萄酒的饱和温度为5℃及以下时，则葡萄酒呈酒石酸氢盐稳定状 态。
电导率饱和温度法操作过程：将待测葡萄酒使用0.45um滤膜或滤板趁冷过滤后， 在0～30℃范围内测定样品电导率，温度每升高0.5℃记录一次电导率结果；将样品重新降 温至-5℃，加入过量的酒石酸氢钾维持-5℃搅拌1h，再次在0～30℃范围内测定样品电导 率，温度每升高0.5℃记录一次电导率结果；绘制0～30℃范围内两条的电导率曲线，曲线相 交点即为饱和温度，当饱和温度≤0℃时则葡萄酒酒石酸氢盐稳定性合格。
目前使用的冷冻法和电导率饱和温度法各具优缺点。冷冻法优点：检测设备简单， 占用人工少，可多个样品同时检测；缺点：检测步骤较多，对检验人员的经验要求高，结果受 环境及操作过程影响大，准确率低。电导率饱和温度法优点：设备读取数据，检测受环境和 操作过程影响小，可真实反映酒的酒石稳定性；缺点：检测设备价格高，一台设备一次仅能 检测一个样品，检测效率低。
发明内容
本发明是在现有冷冻法基础上进行参数和过程优化，进而提出了一种高准确性葡 萄酒酒石酸氢盐稳定性检测方法，该检测方法对于葡萄酒酒石酸氢盐稳定性的检测更加准 确，保证葡萄酒产品质量。
本发明采用的技术方案如下：
一种葡萄酒酒石酸氢钾稳定性检测方法，特殊之处在于，
其具体步骤包括：
S1、取待检测冷冻罐酒于容器中；
S2、将容器放置于-4.5℃温度环境中，静置沉降5-10小时；
S3、取酒样上清液，倒入洁净的三角瓶中，将三角瓶置入盛有-5℃冰盐水的塑料烧 杯中，采用生产时的过滤方式进行过滤，滤液注入透明玻璃瓶中；
S4、将待冷冻酒放入冰箱冷冻室中，在-10℃条件下保持结冰状态7h；
S5、将冷冻酒液放置在常温自来水中解冻至无冰，置于-4.5℃温度条件下，静置沉 降30min；
S6、进入暗室用强光手电筒照射，从各个方向观察酒体，有结晶状沉淀，则判定葡 萄酒酒石酸氢盐稳定性不合格；没有晶体沉淀，则判定葡萄酒酒石酸氢盐稳定性合格。
所述步骤S1到步骤S2的过程中，如需转运酒液，采用内置有冰袋的保温箱作为转 运箱，将装有酒液的塑料瓶放置于所述转运箱中进行中转。
所述步骤S4中，所述7h的计时起始点为自酒样完全结冰时。
为了避免放入冰箱冷冻室的玻璃瓶因频繁使用瓶底积聚酒石酸氢钾颗粒和杂质 影响沉淀观察和结果判断，用于冷冻的玻璃瓶每次使用完先用清水清洗干净，然后倒入少 量碱液浸泡瓶底5min，再放入超声波清洗器中清洗干净。
本发明的一种葡萄酒酒石酸氢钾稳定性检测方法，通过对现有冷冻法的参数和过 程优化，提供了一套更为科学准确的检测方法，该方法与传统冷冻法相比，将葡萄酒冷稳定 检测结果准确率由75%提高到92.5%，准确性更高；与电导率饱和温度法比较，具有设备投入 成本低、可实现多样品同时检测，检测效率高的优势。
附图说明
图1：样本1的电导率曲线图；
序列1：酒样添加酒石酸氢钾（晶种）前电导率随温度变化曲线；序列2：酒样添加酒 石酸氢钾（晶种）后电导率随温度变化曲线；
图2：样本9的电导率曲线图；
序列1：酒样添加酒石酸氢钾（晶种）前电导率随温度变化曲线；序列2：酒样添加酒 石酸氢钾（晶种）后电导率随温度变化曲线；
图3：样本31的电导率曲线图；
序列1：酒样添加酒石酸氢钾（晶种）前电导率随温度变化曲线；序列2：酒样添加酒 石酸氢钾（晶种）后电导率随温度变化曲线；
图4：40个样本误判率的Poreto图；
图5：冷冻温度X1检测结果残差图；
图6：检测结果与冷冻温度的区间图（均值的95%置信区间）；
图7：冷冻时间X2检测结果残差图；
图8：检测结果与冷冻时间的单值图；
图9：检测结果的箱线图；
图10：检测结果与解冻方式的区间图；
图11：检测结果与待过滤酒样温度的区间图；
图12：冷冻酒样体积X5检测结果残差图；
图13：冷冻温度X1和冷冻时间X2进行因子交互作用分析图（标准化效应的Pareto 图，响应为Y判定一致率，α=0.05）；
图14：电导率合格情况下的响应优化分析图；
图15：电导率不合格情况下的响应优化分析图；
图16：准确率均值分析结果图；
图17：准确率散布分析结果图。
具体实施方式
以下结合各种图表给出本发明葡萄酒酒石酸氢钾稳定性检测方法的具体检测过 程，以对本发明的检测原理有更加深入的理解。
S1、取待检测冷冻罐酒于350ml塑料瓶中，放置在有冰袋的保温箱中；
S2、将待检测葡萄酒放置在-4.5℃冰箱中进行静置沉降，时间控制在5-10小时；
S3、将酒样上清液倒入洁净的三角瓶中，将三角瓶放置在盛有-5℃冰盐水的塑料 烧杯中，按照兰格蠕动泵操作程序进行操作，用与车间相同型号的过滤板如606滤板进行过 滤，将其注入200ml的透明玻璃瓶中；
S4、将待冷冻酒放入冰箱冷冻室中，在-10℃的温度条件下保持结冰状态7h，所述 7h的计时起始点为自酒样完全结冰时；
S5、放置在常温自来水中解冻无冰后，取出在-4.5℃温度环境下，静置沉降30min；
S6、进入暗室用强光手电筒照射，从各个方向观察酒体。有结晶状沉淀，则判定葡 萄酒酒石酸氢盐稳定性不合格；没有晶体沉淀，则判定葡萄酒酒石酸氢盐稳定性合格。
本实施例提供的一种高准确性的葡萄酒酒石酸氢钾稳定性检测方法，其方案的形 成主要是通过以下几个过程实现：
1、利用高准确性的电导率饱和温度法检测结果作为真值，确定现有冷冻法的准确 率为75%。
2、通过IPO流程分析获得影响冷冻法准确性的25个影响因子，通过因果矩阵分析 确定6个重要因子（冷冻温度、冷冻时间、冷冻样品瓶洁净度、解冻方法、待过滤酒样温度控 制、酒样体积），通过定量筛选确定5个关键因子（冷冻温度、冷冻时间、冷冻样品瓶洁净度、 解冻方法、待过滤酒样温度控制），其中关键因子“冷冻样品瓶洁净度”通过快赢改善手段实 现。所述快赢改善手段是指：为了避免放入冰箱冷冻室的玻璃瓶因频繁使用瓶底积聚酒石 酸氢钾颗粒和杂质影响沉淀观察和结果判断，用于冷冻的玻璃瓶每次使用完先用清水清洗 干净，然后倒入少量碱液浸泡瓶底5min，再放入超声波清洗器中清洗干净。
3、对关键因子“冷冻温度”和“冷冻时间”进行DOE试验，确定最优组合参数为“-10 ℃、7小时”；通过标准测试矩阵优选方案确定解冻方式为“水浴解冻后-4.5℃静置30min后 观察 ”，待过滤酒样温度控制方式为“将待过滤样品放置在-5℃盐水浴保温，过滤过程中温 度﹤－3℃ ”。
4、再次利用高准确性的电导率饱和温度法检测结果作为真值，确定改善后冷冻法 的准确率为97.5%。
以下分为几个部分，具体介绍一下探究形成本发明检测方法的详细过程：
一、对现有冷冻法的评估
因电导率饱和温度法的检测结果的真实性和准确性，本申请将其作为检测结果的 真值对现有方法进行评估与优化。
1、葡萄酒冷稳定性检测结果准确率的定义
将葡萄酒冷稳定性检测结果准确率设定为Y；
将合格判为不合格（即Ⅰ类错误）的比例设定为y1;
将不合格误判为合格（ Ⅱ 类错误）的比例设定为y2。
则：Y=冷冻法和电导率饱和温度法检测结果判定一致性的批次数\/检测总批次数 ×100%。
选取40个样本，分别用冷冻法和电导率饱和温度法进行稳定性判定，结果如表1所 示。表中，g：无结晶沉淀；f：有少量结晶沉淀；ff：有中等数量结晶沉淀；fff：有大量结晶沉 淀。
结论：40个样本分别用冷冻法和电导率饱和温度法进行稳定性判定，结果表明，其 中30个样本检测结果一致，10个样本检测结果不一致，其中将合格判为不合格（即Ⅰ类错误） 7个，将不合格误判为合格（即Ⅱ 类错误）3个。
套用公式得到以下数据：
Y = 30\/40 ×100% = 75%
y1 = 7\/40 ×100% = 17.5%
y2 = 3\/40 ×100% = 7.5%
以上是利用高准确性的电导率饱和温度法的检测结果作为真值，确定了现有冷冻 法的检测准确率仅为75%。
2、对葡萄酒冷稳定性检测结果准确率的分析
从40个样本的检测结果中，分别抽取样本1、样本9和样本31的检测过程进行具体 分析，并给出上述三个样本的电导率检测数据变化及对应的电导率曲线图。
样本1的电导率饱和温度法检测结果如表2所示，样本1的电导率曲线如图1所示；
结果表明，样本1的冷稳定结果为g，冷冻法和电导率饱和温度法的判定结果均为 合格，结果一致，样本1的酒石酸氢盐检测结论为稳定。
样本9的电导率饱和温度法检测结果如表3所示，样本9的电导率曲线如图2所示；
结果表明，样本9的冷稳定结果为g，冷冻法检测结果判定为合格，电导率饱和温度 法检测结果判定为不合格，结果不一致，样本9的酒石酸氢盐检测结论为不稳定。
样本31的电导率饱和温度法检测结果如表4所示，样本31的电导率曲线如图3所 示；
结果表明，样本31的冷稳定结果为fff，冷冻法和电导率饱和温度法的检测结果均 判定为不合格，结果一致，样本31的酒石酸氢盐检测结论为不稳定。
对40个样本的误判率进行图表分析，误判率的Poreto图参考图4，可以得到的结论 是：冷稳定性检验结果的误判均集中在冷冻法检测结果为f和g时，因此，后期的分析主要基 于该状态的酒质进行。
二、探索影响冷冻法检测结果的因素
基于现有冷冻法的检测方法，对其过程进行IPO流程分解，并结合5M1E因子分析方 法，按照对检测结果影响的程度，找到25个可控因子，如表5所列：
将上述25个因子通过因果矩阵筛选出6个重要因子和5个关键因子，5个关键因子 分别是冷冻温度X1、冷冻时间X2、解冻方法X3、待过滤酒样温度X4、冷冻酒样体积X5。
以下通过实验具体分析这5个关键因子对检测结果的影响。
1、冷冻温度X1对检测结果的影响
测量指标：x1（ -10℃, -20℃，-30℃)
开展日期：2017年9月20-25日
[样本量]：共10个
[量具]：冷稳定性检验
[测量方法]：冷冻法检测，目测沉淀量给出判定结果
检测结果残差图见图5，检测结果与冷冻温度的区间图见图6；
[测量结论]：冷冻温度X1对检测结果有显著影响，X1冷冻温度是关键因子。
2、冷冻时间X2对检测结果的影响
测量指标：x2（3h, 5h，8h，16h)
开展日期：2017年9月12-16日
[样本量]：共10个
[量具]：冷稳定性检验
[测量方法]：冷冻法检测，目测沉淀量给出判定结果
检测结果残差图见图7，检测结果与冷冻时间的单值图见图8，检测结果的箱线图 见图9；
[测量结论]：冷冻时间X2对检测结果有显著影响，X2冷冻时间是关键因子。
3、解冻方式X3对检测结果的影响
测量指标：x3（水浴解冻后立即观察，水浴解冻后-4.5 ℃放置30min后观察，10℃ 冰箱解冻后放置12h观察)
开展日期：2017年9月27-10月9日
[样本量]：共10个
[量具]：冷稳定性检验
[测量方法]：冷冻法检测，目测沉淀量给出判定结果
检测结果与解冻方式的区间图见图10
[测量结论]：解冻方式X3对检测结果有显著影响，X3解冻方式是关键因子。
4、待过滤酒样温度X4对检测结果的影响
测量指标：x4（ -4.5℃, 0℃，4.5℃)
开展日期：2017年9月27-10月9日
[样本量]：共10个
[量具]：冷稳定性检验
[测量方法]：冷冻法检测，目测沉淀量给出判定结果
检测结果与待过滤酒样温度的区间图见图11
[测量结论]：待过滤酒样温度X4对检测结果有显著影响，X4待过滤酒样温度是关 键因子。
5、冷冻酒样体积X5对检测结果的影响
测量指标：x5（ 100ml, 200ml，400ml)；
开展日期：2017年10月10-15日；
[样本量]：共10个；
[量具]：冷稳定性检验；
[测量方法]：冷冻法检测，目测沉淀量给出判定结果；
检测结果残差图见图12；
[测量结论]：冷冻酒样体积X5对检测结果无影响，X5冷冻酒样体积不是关键因子。
至此，筛选到四个影响检测结果的关键因子，分别是冷冻温度X1、冷冻时间X2、解 冻方式X3和待过滤酒样温度X4。
本发明通过对冷冻温度、冷冻时间DOE试验设计，对冷冻温度和冷冻时间进行优 化，确定合理的参数。利用标准测试矩阵对解冻方式和待过滤酒样温度控制的改进措施进 行评分，选取最优方案。
1、对冷冻温度X1、冷冻时间X2进行DOE试验设计，因子试验水平设置见表6，运行序 和试验结构见表7。
对冷冻温度X1和冷冻时间X2进行因子交互作用分析，分析结果见图13，结果显示 X1冷冻温度对结果准确性作用显著，X2冷冻时间对结果准确性的作用也接近显著，可以进 一步进行优化。
对于电导率合格情况下进行响应优化分析，响应优化器结果见图14和图15，结果 显示冷冻温度为-10度，冷冻时间为3小时时冷稳定判定准确性最高，但该条件对于电导率 不合格情况则准确性很差，总体最优化效果显示，冷冻温度为-10℃，冷冻时间为7h时检测 判定准确性最高。进一步进行均值及散布分析，分析结果见图16和图17，分析结果显示冷冻 温度为-10℃，冷冻时间为7h时均最佳，确定为最优条件。
2、利用标准测试矩阵对解冻方式X3和待过滤酒样温度X4的改进措施进行评分，选 取最优方案，见表8。
经过优选方案确定解冻方式最佳方案为水浴解冻后-4.5℃放置30min后观察，待 过滤酒样温度控制最佳方案为将待过滤样品放置在-5℃盐水浴保温，过滤过程中温度﹤－3 ℃。
三、确定改进方案
冷冻温度X1----冷冻温度设置为-10℃；
冷冻时间X2----从酒样完全结冰开始计时，冷冻7h；
解冻方式X3----水浴解冻后-4.5℃放置30min后观察；
待过滤酒样温度控制X4----将待过滤样品放置在-5℃盐水浴中保温，酒样温度 ＜-3℃。
四、改进效果验证
通过对比得出，葡萄酒冷稳定性检测结果准确率Y由改进前的75%提高到改进后的 97.5%；合格判为不合格（即Ⅰ类错误）的比例y1由改进前的17.5%降低到2.5%；不合格误判为 合格（ Ⅱ 类错误）的比例y2由改进前的7.5%降低为0%。
本发明的一种葡萄酒酒石酸氢钾稳定性检测方法，具有以下几个特点：
1、简单易行，成本投入低；
2、使用第二方法验证，能够真实反映酒石酸氢盐稳定性；
3、应用IPO流程分析、C＆E矩阵、定量筛选和DOE试验等分析工具对检验过程和检 验结果进行科学分析，检测方法更科学，检验结果准确性得到有效保证；
4、检测方法经过试验数据摸索和科学工具的分析，方法更科学系统；
5、与传统冷冻法比较准确性更高；
6、与电导率饱和温度法比较设备投入成本低，可实现多样品同时检测，检测效率 高。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910010403.7
申请日:2019-01-07
公开号:CN109342433A
公开日:2019-02-15
国家:CN
国家/省市:37(山东)
授权编号:CN109342433B
授权时间:20190412
主分类号:G01N21/84
专利分类号:G01N21/84
范畴分类:31E;
申请人:中粮长城葡萄酒（蓬莱）有限公司
第一申请人:中粮长城葡萄酒（蓬莱）有限公司
申请人地址:265608 山东省烟台市蓬莱市长城路1号
发明人:栾红蕾;程军;孙辉;丁浩;闫浩;陈景辉
第一发明人:栾红蕾
当前权利人:中粮长城葡萄酒（蓬莱）有限公司
代理人:吕静
代理机构:37225
代理机构编号:烟台双联专利事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计