揭开真相：利用新一代核磁共振筛选技术进行葡萄酒分析

颜色、香气、芳香以及口感中最微妙的味道——葡萄酒让我们真正体验到了大自然的复杂性。仅凭味觉和嗅觉就能推断出葡萄品种、产区或年份，这是一门难度极高的学问，至今仍是世界上少数专家的专利。

然而，挑剔的消费者不必完全依赖自己对口味的判断，事实上他们也不希望这样。在食品方面，消费者相信高质量的产品和制造商的信息。

最近，Labor&more采访了位于德国Rheinstetten的布鲁克NMR应用总监Manfred Spraul博士，探讨了核磁共振（NMR）技术为质量分析提供的新可能性。 (Labor&more 是面向化学、制药业、生物技术和食品加工业等科学领域决策者的欧洲领先杂志）。

Labor&more：“Spraul博士，布鲁克的第二代 WineScreener™荣获2013年斯图加特Intervitis Interfructa创新奖，请问该分析程序能带来什么优势？”

Manfred Spraul博士：“众所周知，葡萄酒分析只需几分钟就能通过一次测量获得各种与质量和安全相关的参数。传统分析针对葡萄酒的特定已知化合物或特性。NMR方法不仅能提供相同的目标参数，还能在同一次测量中进行统计分析，例如利用真实样品的统计模型对葡萄酒进行分类和鉴别。这样就可以验证葡萄品种、地理原产地和年份。”

Labor&more：“您曾对德国的雷司令酒进行过研究，研究结果如何？”

Manfred Spraul博士：“首先，为了保证产品质量，必须核实酒瓶标签上的信息，检查特定化合物的浓度是否符合OIV（Organisation ¬International Du Vin）或其他国家权威机构的标准。对于雷司令来说，有一种国际模式可以检测葡萄品种，而与原产地无关。德国和奥地利也有根据真实样品制作的模型。原产地还可以细分为定义非常严格的地区。此外，还可以区分年份。目前已有2001和2012年份的模型；系统记录真实样本的工作始于2011年。同样重要的是，统计过程可以可靠地记录非目标搜索对象的未知化合物。它还能检测是否大量添加了其他葡萄品种。”

Labor&more：“‘指纹图谱’对于全新的NMR筛选过程有何意义，您与 Winespin-Analytics 共同建立的数据库有何作用？”

Manfred Spraul博士：“‘指纹图谱’记录了NMR可见的化合物及其在葡萄酒或果汁中的比例。核磁共振分析的一个显著特点是其独特的可重复性。该技术可同时可靠地检测出多种化合物的浓度变化，从而可以检测出产品的地理来源等信息。通过多标记方法，核磁共振可以可靠地检测简单和更复杂的伪造品。而传统方法只能记录几个甚至一个参数，无法做到这一点。偏离正常值的情况需要得到很好的描述。从统计学意义上讲，这意味着需要许多真实样本才能描述正常情况下出现的变化。这就是联合数据库的意义所在。现在，更多的国际合作伙伴也在就该数据库开展合作。”

Labor&more：“何时以及为何需要为NMR筛选提供准确的pH值？”

Manfred Spraul博士：“NMR谱图与pH值有关。如果能精确控制pH值，就可以消除这种依赖性，从而更清楚地看到因产地、年份和葡萄品种而产生的任何变化。统计模型在检测偏差方面更为准确。对于葡萄酒而言，pH值对NMR数据的影响几乎完全消除。”

Labor&more：“迄今为止，我们是如何解决仅用1-2毫升样品就能准确调节pH值的问题的？”

Manfred Spraul博士：“要达到所需的重现性，制备人员必须高度集中注意力并具备丰富的经验。取适量样品（葡萄酒 = 900微升），加入100微升缓冲液，振荡混合。通过微型 pH 电极滴定，手动将目标pH值调整为pH参考溶液。然而，使用1N试剂意味着，为了达到小于0.03pH单位的pH精度，必须从100µl移液管中滴入½滴，甚至只有1/4滴。此外，在分配试剂和检查得出的 pH 值之间，每次都必须摇动样品。”

Labor&more：“这听起来非常耗时。您提出了全新的‘一站式滴定’方法，可以自动调整预先设定的pH值。这与现有方法有何不同？”

Manfred Spraul博士：“最近推出的BTpH装置大大简化了准备工作。现在，唯一需要做的准备工作就是将正确的等分样品放入1.8毫升的低温瓶中，然后将容器放入振动器中。获得专利的pH电极的独特之处在于三个毛细管，我们将其整合在一起，用于分配缓冲液、酸和碱。电极轴的外部直径小于5毫米，使我们能够在1.8毫升低温瓶和2毫升深孔板等小型容器中进行滴定。”

Labor&more：“哪个测量过程用于记录pH值调整的目标值？”

Manfred Spraul博士：“BTpH设备采用ISFET（离子敏感场效应晶体管）技术的电极。这些电极非常坚固耐用，甚至可以承受短时间的干燥储存。ISFET电极还具有所谓的壁效应，玻璃电极有时会导致pH值轻微失真。”

Labor&more：“今后，该进程是否能够提供更多的服务？”

Manfred Spraul博士：“ISFET电极的范围及其坚固耐用的特性表明，完全自动化似乎是合乎逻辑的。”

Labor&more：“你们最初开发该装置是为了分析葡萄酒。您还打算将pH值分析仪应用于哪些领域？”

Manfred Spraul博士：“在蜂蜜的分析中已经证明，精确调节pH值可以显著改善分析结果。烈酒也有同样的效果。”

Manfred Spraul 博士出生于1953年，曾在德国卡尔斯鲁厄大学攻读技术化学，并于1982年获得博士学位。之后，他在布鲁克分析测量技术公司（现更名为布鲁克BioSpin GmbH）开始了职业生涯，担任NMR和LC应用专家。1987年，他成为布鲁克在Rheinstetten的NMR应用小组经理，自2002年起担任布鲁克的NMR应用总监和全球耦合技术协调员。2012年，他被任命为应用NMR、应用NMR方法开发和联用业务开发部主管。Manfred Spraul 博士发表了 105 篇论文，目前拥有 13 项专利。在他的领导下，由一个工作小组开发的核磁共振技术获得了许多奖项，例如最近因葡萄酒筛查器获得了 Intervitis / Interfructa 2013 创新奖。