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葡萄酒是一种对人体健康有益的饮料酒。近代我国葡萄酒产业发展迅速,消费量位居世界第五,与此同时,葡萄酒掺假现象层出不穷,给监管部门和消费者带来了困扰。本文以葡萄酒中乙醇氢同位素作为研究对象,针对葡萄酒真实性检测鉴定问题,开发了乙醇蒸馏系统,采用乙醇同位素分析-同位素比质谱法(Ethanol Isotope Measurement-Isotope Ratio Mass Spectrometry,EIM-IRMS)和点特异性天然同位素分馏核磁共振法(Site-specific Natural Isotope Fractionation-Nuclear Magnetic Resonance,SNIF-NMR)对葡萄酒中乙醇氢同位素进行测定,以探究两种方法对葡萄酒真实性的鉴别能力,为我国葡萄酒真实性鉴定检测标准的建立奠定基础。乙醇蒸馏系统开发:以乙醇回收率和蒸馏馏分乙醇浓度两个指标开发乙醇蒸馏系统,并测定蒸馏系统是否保留乙醇同位素信息(是否发生同位素分馏)。如采用普通蒸馏系统蒸馏乙醇-水溶液,测定蒸馏前后溶液中乙醇质量,计算乙醇回收率为84.44%~98.88%,平均值为94.14%,馏分乙醇浓度为48.64%~69.28%(w/w),平均值为53.08%(w/w);快速蒸馏仪结合除水试剂除水的方法蒸馏乙醇-水溶液,乙醇回收率为97.31%~98.03%,平均值为97.56%,蒸馏后馏分的乙醇浓度为10.10%~10.25%(w/w),平均值为10.19%(w/w),除水试剂对馏分乙醇浓度的改变并不明显,两种蒸馏方法在得到高回收率的同时无法获得高浓度乙醇馏分。延长普通蒸馏系统中蒸汽到冷凝管的路径,并通过冷凝口温度反馈调节加热强度,得到改进后的乙醇蒸馏系统,乙醇回收率为89.85%~91.12%,平均为90.59%,馏分中乙醇浓度为83.33%~97.71%(w/w),平均值为85.38%(w/w),改进后乙醇蒸馏系统与普通蒸馏法、快速蒸馏法相比,在保证较高乙醇回收率的同时,提高了馏分中乙醇浓度,测定蒸馏前后乙醇总氢同位素结果显示,改进蒸馏系统蒸馏前后乙醇无同位素分馏。葡萄酒乙醇不可交换氢同位素检测:不同来源的水配制乙醇-水溶液,测定乙醇总氢同位素,发现乙醇羟基位点氢与水中氢发生交换,影响乙醇氢同位素值,证明乙醇羟基位点不能作为葡萄酒真实性鉴别的依据。在葡萄汁中掺糖来模拟真实葡萄酒样品和掺假葡萄酒样品,样品发酵后应用改进蒸馏系统蒸馏,EIM-IRMS测定馏分中乙醇不可交换氢同位素。同一天测定样品5次,RSD为0.30%~0.81%,平均为0.43%;连续测定5天,RSD为0.08%~0.59%,平均为0.38%,表明方法精密度良好。样品乙醇不可交换氢同位素检测结果表明,掺糖葡萄汁发酵样品乙醇氢同位素值低于真实葡萄汁发酵样品,二者平均相差6.17‰,证明该方法能够鉴别葡萄酒中掺糖现象。在3个不同国家的实验室对相同的蒸馏样品进行了EIM-IRMS测定,方法日内精密度为0.24%~0.47%,日间精密度0.32%~0.39%,方法精密度良好;样品乙醇不可交换位点氢同位素检测结果显示,掺糖葡萄汁发酵蒸馏样品与真实葡萄汁发酵蒸馏样品乙醇不可交换氢同位素值平均相差6.26‰,进一步证明EIM-IRMS测定乙醇不可交换位点氢同位素达到了鉴别葡萄酒真实性的目的。葡萄酒乙醇甲基氢同位素和亚甲基氢同位素检测:SNIF-NMR测定不同浓度乙醇溶液结果表明,乙醇溶液中含水量越高,检测时间越长,因此检测葡萄酒乙醇氢同位素需要制备高浓度乙醇样品。对蒸馏后的真实葡萄酒样品和掺糖葡萄酒样品进行SNIF-NMR检测,结果表明真实样品和掺糖样品的乙醇甲基位点氢同位素相差1.98 ppm,表明方法能够对真实样品和掺糖样品进行区分。与SNIF-NMR相比,EIM-IRMS具有辨别掺假能力强、设备成本低、测定时间短、样品制备简单、样品消耗量低等优点,因此更适于葡萄酒真实性鉴定。本文开发了一套高回收率、高乙醇浓度的葡萄酒乙醇蒸馏系统,EIM-IRMS与SNIF-NMR对真实葡萄酒样品和掺假葡萄酒样品乙醇氢同位素测定结果表明,乙醇特定位点氢同位素能够鉴别葡萄酒真实性,且EIM-IRMS对乙醇不可交换氢同位素的测定能够更好地鉴别葡萄酒真实性,为我国葡萄酒真实性检测体系完善和检测标准的建立提供了方法和数据支持。