紫外/可見光分光光度計用於葡萄酒品質檢測

發佈:2015-08-06, 週四
EMC-61PCS-UV

紅酒、白酒已經成為國人日常生活上常接觸的餐桌飲品,縱使台灣的葡萄酒製酒業並不發達,但國人對於葡萄酒的消費需求,已經不容小覷,對於葡萄酒的品質需求與日俱增。對於酒商來說,鑑識葡萄酒的成分品質,往往也成為防偽、維持商譽的必要手段。

紫外/可見光分光光度法」具有許多優點,包括:

  • 容易操作使用
  • 只需​​要簡單的樣品前處理
  • 具有可靠的精度
  • 量測速度快

由於「紫外光/可見光 分光光度計 (UV-Vis Spectrophotometry)」這種儀器的價格已經相當大眾化,讓紫外/可見光分光光度法逐漸廣泛地被用於品管,甚至生產線的常態品質控制上。其中,在食品業的品質管理相關應用,紫外/可見光分光光度計已經越來越普及。

葡萄酒的品質可以透過量測其顏色的強度,色調,以及CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) 制定的「L*a*b*色彩空間」來判斷。顏色強度用來判斷葡萄酒顏色的深淺,而色調則是用來判斷葡萄酒色澤的量度單位。此外,L*a*b*色彩空間,是最常用用來度量顏色值的標準之一。 L*值是光度或亮度的測量值,用0表示純黑色,100表示純白色。a*值用來顯示顏色偏紅或偏綠。正數的a*值代表顏色偏紅,而負數的a*代表顏色偏綠。b *值則是黃 - 藍色的度量單位。正b*值表示顏色偏黃,負值b*表示顏色偏藍。 

酒的品質可以從分光光度計的光譜結果中,各波長的吸收值,結合數學運算式,計算出這些色彩量度-色彩的強度、色調、L*a*b*色彩空間,等等。經過與標準樣品(已知品質的紅酒、白酒樣品)的光譜特徵比對後,便能分析受測樣品的差異。

最簡單的方法,是量測 UV-Vis 光譜中的三個可見光波長吸收值,420 nm (黃色),520 nm (紅色), 620 nm (藍色光),或者掃描整個光譜區段,而計算出更精準的顏色資料。

下圖是將紅酒白酒玫瑰紅酒,分別置入「掃描式紫外/可見光分光光度計」中的10mm光徑的比色管,所量測出來的結果(若單純只是測這三個波長的吸收值,也不考慮未來性的話,建議使用「經濟型紫外/可見光分光光度計」,價格低、需要的預算不高,即可獲得最佳性價比)。

 

紅酒、白酒、玫瑰紅酒的光譜圖
紅酒、白酒、玫瑰紅酒的光譜圖

從波長420 nm,520 nm,620 nm 所獲得的吸收值,經過簡單計算,可以得到兩種色彩特徵值,即色彩強度色調

色彩強度 = A420 + A520 + A620

色調 = A420 / A520

整理為下表:

樣品酒類

420 nm
吸收值

520 nm
吸收值

620 nm
吸收值

色彩強度
Density

色調
Hue

紅酒

2.1248

2.4427

0.5801

5.1476

0.8699

白酒

0.2901

0.0844

0.0252

0.3997

3.4372

玫瑰紅酒

0.3603

0.3607

0.0610

0.7820

0.9989

若加上單寧酸 (Tannin) 試劑,可進一步透過分光光度計識別待測物與對照組紅白酒的單寧酸色調異同(一樣檢測可見光波長部份),進一步獲得更多的特性資料。

掃描式的光譜儀,能夠更進一步將380nm-780nm區間的掃描反射值,以更精確的計算方式,可得到 L*a*b*色彩空間的座標位置。這個方法不在本文的討論範圍。類似的應用,同樣可以套用在其他關於食品色彩分析的用途,作為品管、快速篩選的用途。由於操作簡單、單價不高,無論實驗室進口商連鎖超市,都非常適合拿來當作品管檢驗儀器。由於應用繁多,不勝枚舉,若要獲得進一步的資料,歡迎聯絡勢動科技,我們將指派專業人員為您服務,謝謝!