王 宏，陳曉藝，張軍翔

賀蘭山東麓年輕紅葡萄酒的CIELab顏色空間特征

王 宏，陳曉藝，張軍翔*

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

采用CIELab系統(tǒng)方法得到寧夏賀蘭山東麓年輕紅葡萄酒的顏色空間參數(shù)，并研究花色苷與顏色參數(shù)的相關(guān)性。以賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)2012年份不同品種的10 個(gè)年輕紅葡萄酒為材料，采用紫外分光光度計(jì)和pH示差法計(jì)算得出CIELab顏色空間參數(shù)以及總花色苷含量，通過(guò)相關(guān)性分析對(duì)葡萄酒各個(gè)顏色參數(shù)和總花色苷進(jìn)行研究。結(jié)果表明：不同葡萄酒樣品的明度L*、紅度a*、黃度b*、飽和度C ab和色調(diào)角Hab等空間參數(shù)不同，表現(xiàn)出不同的顏色特征；總花色苷含量在161.2～287.8 mg/L，與參數(shù)L*、a*、Cab均呈顯著相關(guān)性，決定年輕紅葡萄酒的明度、色度及飽和度。

CIELab參數(shù)；花色苷；年輕紅葡萄酒

葡萄酒的感官質(zhì)量包括葡萄酒顏色、香氣和口感。其中，顏色是重要的感官品質(zhì)，可以通過(guò)顏色獲得葡萄酒的類型、原料品種、釀造方法、酒的品質(zhì)和酒齡等信息[1-4]?；ㄉ召x予葡萄酒紅色并決定著紅葡萄酒的色澤，因此研究葡萄酒的顏色及其花色甘的變化規(guī)律，對(duì)于葡萄酒釀造過(guò)程中的質(zhì)量控制，葡萄酒的鑒別以及風(fēng)格特色的認(rèn)定意義重大[5]。

傳統(tǒng)方法測(cè)定葡萄酒顏色主要是采用分光光度計(jì)法，在420、520、620 nm波長(zhǎng)處分別測(cè)定吸光度，通過(guò)色度=（A420nm＋A520nm＋A620nm）×10；色調(diào)=（A420nm/ A520nm）這2 個(gè)指標(biāo)來(lái)表達(dá)葡萄酒的顏色特征[6]。這樣的測(cè)定方法存在顏色描述上的盲區(qū)，并不能完全真實(shí)地反映出葡萄酒的各個(gè)顏色特征，故不可以作為國(guó)際的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。CIE1976Lab（或L*a*b*）系統(tǒng)是慣常用來(lái)描述人眼可見(jiàn)的所有顏色的最完備的色彩模型，現(xiàn)已被世界各國(guó)正式采納，并作為國(guó)際通用的測(cè)色標(biāo)準(zhǔn)，它適用于一切光源色或物體色的表示與計(jì)算。其中參數(shù)a*表示紅綠色程度；b*表示黃藍(lán)色程度；L*表示明暗程度；Cab表示飽和度；Hab表示色調(diào)角，紅色為0 à（360 à）；黃色為90à ；綠色為180 à；藍(lán)色為270 à?！疎*ab表示總色差，反映了L*、a*、b*的綜合色差值。在葡萄酒顏色客觀評(píng)價(jià)中，CIELab均勻顏色空間是公認(rèn)的最佳葡萄酒顏色評(píng)價(jià)方法，每一顏色由L*（明亮度），a*（紅色/綠色）和b*（黃色/藍(lán)色）三坐標(biāo)空間定義[7-9]。

葡萄酒的顏色主要取決于葡萄酒中的花色素苷、酚類物質(zhì)、單寧等。目前在葡萄酒中已鑒定出錦葵色素，矢車菊素，芍藥素，花翠素和矮牽牛色素至少5 種典型性花色素苷單體[10]?；ㄉ剀?、單寧含量高，葡萄酒的顏色就深，色度值也就越高；反之就低[11]。因此花色苷的含量與葡萄酒的顏色密切相關(guān)，影響著葡萄酒的顏色參數(shù)。花色苷的含量與CIELab顏色空間參數(shù)的相關(guān)性需要進(jìn)一步明確。

賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)是中國(guó)葡萄酒新興產(chǎn)區(qū)，對(duì)產(chǎn)區(qū)紅葡萄酒的顏色特性研究較少。本實(shí)驗(yàn)基于CIELab系統(tǒng)，分析寧夏賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)的10 個(gè)年輕紅葡萄酒樣品的CIELab顏色空間參數(shù)，以獲得賀蘭山東麓不同葡萄酒樣品的顏色特征。同時(shí)分析總花色苷含量與顏色空間參數(shù)的相關(guān)性，明確花色苷對(duì)顏色的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

以2012年寧夏黃羊?yàn)┊a(chǎn)區(qū)采收的葡萄（赤霞珠4 個(gè)、梅鹿輒2 個(gè)、蛇龍珠2 個(gè)、黑比諾和西拉各1 個(gè)）為原料的10 個(gè)年輕紅葡萄酒樣品，采用傳統(tǒng)工藝釀制后瓶?jī)?chǔ)陳釀，來(lái)自寧夏西夏王有限公司。

氯化鉀、鹽酸、三水醋酸鈉、醋酸（均為國(guó)產(chǎn)分析純） 北京為民生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV2450分光光度計(jì) 日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 光譜分析

分析檢測(cè)10 個(gè)年輕干紅葡萄酒樣品的吸光度。檢測(cè)條件：0.45 ?m濾膜過(guò)濾，0.2 cm石英比色皿裝稀釋10 倍后的葡萄酒樣品，連續(xù)掃描（400～700 nm）UV-VIS譜段，掃描間隔1 nm，蒸餾水為空白對(duì)照組。

計(jì)算選用CIE1964 10àstandard observer，iluuminant D65做標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)光譜值找出450、520、570、630 nm波長(zhǎng)處的4 個(gè)吸光度（A），根據(jù)以下公式計(jì)算出三色值X、Y、Z值，繼而得CIE1976Lab參數(shù)L*、a*、b*[12]，其計(jì)算見(jiàn)公式（1）～（7）?！疞*值為正數(shù)表明偏亮，值為負(fù)數(shù)表明偏暗；’a*值為正數(shù)表明偏紅，值為負(fù)數(shù)表明偏綠；’b*值為正數(shù)表明偏黃，值為負(fù)數(shù)表明偏藍(lán)。

式中：A為吸光度；τ為透光率；X、Y和Z是根據(jù)國(guó)際光學(xué)委員會(huì)（Commission Internationale de L'Eclairage，CIE）推薦的公式計(jì)算200～700 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紅、綠、黃三原色刺激值；X0、Y0、Z0是CIE推薦的標(biāo)準(zhǔn)白光的顏色三刺激值，X0=94.825，Y0= 100，Z0=107.381。

1.3.2 總花色苷（total anthocyanins，ACY）測(cè)定[13]

花色苷隨pH值的改變發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。pH 1時(shí)，花色苷均呈有色狀態(tài)，在520 nm波長(zhǎng)處有最大吸收峰；pH 4.59時(shí)，花色苷轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)色查爾酮形式，在520 nm波長(zhǎng)處無(wú)吸收峰，因此可用pH示差法計(jì)算溶液中總花色苷含量。

分別用pH 1.0的緩沖液（0.2 mol/L KCl-HCl（25∶67，V/V）和pH 4.5的緩沖液（0.2 mol/L NaAc·3H2O-0.2 mol/L HAc（1∶1，V/V）將2 mL樣品液稀釋至20 mL，混勻，在520 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以2 mL蒸餾水加18 mL相應(yīng)緩沖液作為空白對(duì)照組。

按式（8）、（9）計(jì)算總花色苷含量（以矢車菊色素-3-葡萄糖苷計(jì)）。

式中：A為吸光度；26 900為矢車菊色素-3-葡萄糖苷的摩爾消光系數(shù)；449.12為矢車菊色素-3-葡萄糖苷的摩爾質(zhì)量/（g/mol）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 19.0軟件對(duì)各參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 CIELab顏色參數(shù)分析

2.1.1 樣品可見(jiàn)波段吸光度變化規(guī)律

圖1 葡萄酒樣品在400～700 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸光度的變化曲線Fig.1 Absorbance curve of wine samples in the wavelength range of 400－700 nm

由圖1可知，10 個(gè)葡萄酒樣品吸光度在400～520 nm波段不斷增大，520 nm左右達(dá)到最大，在520～700 nm波段吸光度顯著下降，當(dāng)波長(zhǎng)接近700 nm時(shí)，吸光度逐漸趨于零。

2.1.2 樣品CIELab參數(shù)

表1 葡萄酒樣品CIELab參數(shù)值與總花色苷含量Table 1 CIELab parameters and total anthocyanin contents of wine samples

由表1可知，10 個(gè)葡萄酒樣品的明亮度L*值都很高，說(shuō)明葡萄酒都具有很好的 光澤。L*最大的是黑比諾為89.54，顏色最亮，其次是西拉和蛇龍珠2，最小的是赤霞珠3為71.93，顏色最暗；色度a*值表示葡萄酒的紅色色調(diào)，最大是赤霞珠3為27.31，其次是梅鹿輒的兩個(gè)樣品，最小是黑比諾為13.27；色度b*值表示葡萄酒的黃色色調(diào)，樣品的數(shù)值在1.52～3.64之間，最大值是梅鹿輒2，其中梅轆輒和赤霞珠b*值相近，最小是西拉。飽和度Cab值是色度a*和色度b*的綜合指標(biāo)，表示葡萄酒顏色的色彩飽和程度，飽和度最大的是赤霞珠3為27.54，其次是梅鹿輒的兩個(gè)樣品，最小是黑比諾為13.60。葡萄酒樣品的飽和度Cab值和色度a*值接近且大小排位順序相同，這也是年輕紅葡萄酒的特征。10 個(gè)樣品色調(diào)角Hab在4.64 à～12.06 à之間，更靠近0 à即接近紫紅色色調(diào)。Hab最大的是黑比諾為12.06 à，說(shuō)明黑比諾相對(duì)于其他9 個(gè)樣品顏色沒(méi)有那么紅，最小是西拉為4.64 à，說(shuō)明西拉最靠近紫紅色。

以L*和Hab值最大的黑比諾為例作為基值對(duì)供試10 個(gè)酒樣進(jìn)行色差計(jì)算分析，根據(jù)CIE1976Lab顏色空間系統(tǒng)給出的色差值單位（National Bureau of Standards Unit，NBS）范圍，當(dāng)NBS的絕對(duì)值在0.0～0.5之間，（微小色差）感覺(jué)極微；0.5～1.5，（小色差）感覺(jué)輕微；1.5～3.0，（較小色差）感覺(jué)明顯；3～6，（較大色差）感覺(jué)很明顯；6以上，（大色差）感覺(jué)強(qiáng)烈，以此描述葡萄酒樣品之間的色差程度。由結(jié)果可知明度差’L*和色度差’a*較大，’L*均為負(fù)值，說(shuō)明其他9 個(gè)供試葡萄酒樣品的顏色均暗于黑比諾，只是顏色深淺程度不同而已，其中赤霞珠3的’L*=－17.61，相對(duì)于黑比諾顏色最暗最深；’a*均為正值，說(shuō)明與黑比諾相比較，其他酒樣的顏色皆紅于黑比諾，且赤霞珠3的’a*=14.04，顏色最紅；’b*值變化很小，色差不明顯；總色差’E*ab較大，可以看出赤霞珠3和梅鹿輒的兩個(gè)樣品與黑比諾的總色差最大，顏色也最容易區(qū)分。除了’b*在0.05～1.32之間，色差感覺(jué)輕微外，其他色差參數(shù)’L*和’a*感覺(jué)均比較明顯，總色差’E*ab感覺(jué)強(qiáng)烈。

圖2為色度參數(shù)a*和b*組成的顏色平面圖以及L*明度圖。其中a*和b*取值最大為60，L*取值范圍為0～100。

圖2 CIE色度圖和L*明度值圖Fig.2 CIE chromaticity and L*value diagrams

結(jié)合表1的數(shù)值，將10 個(gè)葡萄酒樣品的色度值和明度值表示在色度圖和明度圖上，分布區(qū)域范圍如圖3所示，供試的10 個(gè)賀蘭山東麓葡萄酒樣品的a*、b*值均落在圖內(nèi)方框區(qū)域，分布比較集中，樣品呈紫紅色色調(diào)；L*值落在明度圖的上端區(qū)域（圖內(nèi)箭頭區(qū)域），顏色都比較亮。結(jié)合a*、b*和L*值可知，赤霞珠3顏色最深最紅最暗，黑比諾顏色最淺最亮。

圖3 葡萄酒樣品色度及明度分布Fig.3 Chromaticity and brightness distribution of wine samples

2.2 總花色苷含量與CIELab各個(gè)參數(shù)值的相關(guān)性分析

2.2.1 樣品總花色苷含量

表2 總花色苷與CIELab各參數(shù)之間Pearson顯著性相關(guān)分析Table 2 Pearson correlation analysis between total anthocyanins and CIELab parameters

由表2可知，賀蘭山東麓年輕紅葡萄酒的總花色素苷的含量在161.2～287.8 mg/L，其中黑比諾樣品含量最低，赤霞珠3、蛇龍珠1樣品含量最高。

2.2.2 總花色苷含量與CIELab各個(gè)參數(shù)值的相關(guān)性

由表2可知，CIE參數(shù)之間有一定的相關(guān)性，明度L*與色度a*、飽和度Cab之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，葡萄酒顏色越紅，越深，亮度越低；色調(diào)角Hab越小，葡萄酒顏色越靠近紫紅色色調(diào)。色度a*與色調(diào)角Hab呈顯著負(fù)相關(guān)，顏色越深，色調(diào)角Hab越小，說(shuō)明在年輕紅葡萄酒中紫紅色是主要的色調(diào)?；ㄉ蘸艽蟪潭壬嫌绊懼咸丫祁伾偦ㄉ张c明度L*呈顯著負(fù)相關(guān)，與色度a*、飽和度Cab呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明在年輕紅葡萄酒中ACY含量越高（紫）紅色色調(diào)越大，葡萄酒亮度越低，顏色越暗。

3 結(jié)論與討論

CIE1976Lab（或L*a*b*）系統(tǒng)是慣常用來(lái)描述人眼可見(jiàn)的所有顏色的最完備的色彩模型，逐漸在評(píng)價(jià)葡萄酒顏色中應(yīng)用[6,9]。本實(shí)驗(yàn)采用CIELab系統(tǒng)對(duì)賀蘭山東麓年輕干紅葡萄酒顏色進(jìn)行了測(cè)定，供試的10 個(gè)年輕紅葡萄酒具有較高的明亮度L*，范圍在71.93～89.54之間，樣品呈現(xiàn)很好的光澤；色度a*較高（13.27～27.31），色度b*較低（1.52～3.64），通過(guò)CIELab表示的色度圖分析供試樣品的顏色分布，樣品都呈紫紅色調(diào)，這與侯小歌等[14]研究結(jié)果相近。不同品種在顏色上表現(xiàn)出差異，黑比諾顏色表現(xiàn)出較小的色度a*、飽和度Cab，較大的色調(diào)角H ab，西拉具有較小的色調(diào)角Hab，赤霞珠具有較大的色度a*、飽和度Cab，數(shù)據(jù)也客觀地反映了葡萄酒品種顏色外觀特征。同品種不同樣品如赤霞珠CIELab參數(shù)存在一定的差異，這可能受葡萄園種植水平、釀造技術(shù)的影響[15-18]，這也表明CIELab參數(shù)對(duì)葡萄酒產(chǎn)區(qū)進(jìn)行區(qū)分，還需要進(jìn)一步研究。

花色苷賦予了紅葡萄酒的紫紅色，花色苷的含量在某種程度上影響著葡萄酒的顏色特性。賀蘭山東麓年輕紅葡萄酒ACY與參數(shù)L*、a*、Cab均顯著相關(guān)，在年輕紅葡萄酒中總花色苷含量決定著葡萄酒顏色的深淺和紅色特征。但總花色苷與色度b*幾乎不相關(guān)，實(shí)驗(yàn)的10個(gè)樣品的b*值在1.52～3.64之間，這是因?yàn)闃悠凡捎昧诵录t葡萄酒的原因。韓富亮等[19]對(duì)赤霞珠在陳釀期顏色變化的研究中得出隨著葡萄酒的陳釀期增長(zhǎng)，花色苷對(duì)b*、Hab值的影響要大于對(duì)L*、a*和Cab值，色度b*應(yīng)該是在酒齡的鑒別中起到重要的作用。要想進(jìn)一步說(shuō)明寧夏賀蘭山東麓干紅葡萄酒顏色CIELab各個(gè)參數(shù)值與具體哪種花色苷之間有聯(lián)系，且花色苷對(duì)L*、a*、b*、Cab值的貢獻(xiàn)到底有多大，還需要后期大量采集樣品，并對(duì)新紅葡萄酒進(jìn)行跟蹤性實(shí)驗(yàn)。

[1] BROUILLARD R, CHASSAING S, FOUGEROUSSE A. Why are grape/fresh wine anthocyanins so simple and why is it that red wine color lasts so long?[J]. Phytochemistry, 2003, 64(7): 1179-1186.

[2] 李華. 葡萄酒品嘗學(xué)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2006: 25-28.

[3] BOULTON R. The copigmentation of anthocyanins and its role in the color of red wine: a critical review[J]. American Journal of Enology and Viticulture, 2001, 52(2): 67-84.

[4] GONNET J F. Color effects of co-pigmentation of anthocyanins revisited: a calorimetric definition using the CIELAB scale[J]. Food Chemistry, 1998, 63(3): 409-415.

[5] BAKKER J, PRESTON N W, TIMBERLAKE C F. The determination of anthocyanins in aging red wines: comparison of HPLC and spectral methods[J]. American Journal of Enology and Viticulture, 1986, 37(2): 121-126.

[6] 于慶泉, 段長(zhǎng)青. 蛇龍珠葡萄酒釀造過(guò)程中顏色變化規(guī)律研究[J].中國(guó)釀造, 2006, 15(11): 28-30.

[7] 鄭元林, 楊淑蕙, 周世生, 等. CIE1976LAB色差公式的均勻性研究[J]. 包裝工程, 2005, 26(2): 48-49.

[8] PéREZ-MAGARI?O S, GONZ?LEZ-SANJOSé M L. Application of absorbance values used in wineries for estimating CIELAB parameters in red wines[J]. Food Chemistry, 2003, 81(2): 301-306.

[9] 陶永勝, 張莉. 不同種類紅葡萄酒CIELab參數(shù)與花色素苷化合物的相關(guān)分析[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 43(20): 4271-4277.

[10] MORENO-ARRIBAS M V, POLO M C. Wine chemistry and biochemistry[M]. New York: Springer, 2009: 439-441.

[11] 梁冬梅, 李記明, 林玉華. 分光光度計(jì)法測(cè)葡萄酒的色度[J]. 中外葡萄與葡萄酒, 2002(3): 9-13.

[12] PéREZ-CABALLERO V, AYALA F, ECH?VARRI J F, et al. Proposal for a new standard OIV method for determination of chromatic characteristics of wine[J]. American Journal of Enology and Viticulture, 2003, 54(1): 59-62.

[13] 孫建霞, 張 燕, 孫志健, 等. 花色苷的資源分布以及定性定量分析方法研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2009, 30(5): 263-268.

[14] 侯小歌, 于慶泉, 段長(zhǎng)青, 等. 發(fā)酵容器對(duì)赤霞珠干紅葡萄酒中花色苷的影響[J]. 食品科學(xué), 2006, 27(8): 154-158.

[15] GUTIéRREZ I H, S?NCHEZ-PALOMO L E, ESPINOS A A V. Phenolic composition and mag nitude of copigmentation in young and shortly aged red wines made from the cultivars, Cabernet Sauv ignon, Cencibel, and Syrah[J]. Food Chemistry, 2005, 92(2): 269-283.

[16] MELéNDEZ M E, S?NCHEZ M S, I?IGUEZ M, et al. Psychophysical parameters of colour and the chemometric characterisation of wines of the certified denomination of origin“Rioja”[J]. Analytica Chimica Acta, 2001, 446(1): 157-167.

[17] GóMEZ-PLAZA E, GIL-MU?OZ R, LóPEZ-ROCA J M, et al. Color and phenolic compounds of a young red wine. Influence of winemaking techniques, storage temperature, and length of storage time[J]. Journ a l of Agricultural and Food Chemistry, 2000, 48(3): 736-741.

[18] RIVAS E G P, ALCALDE-EON C, SANTOS-BUELGA C, et al. Behaviour and characterisation of the colour during red wine making and maturation[J]. Analytical Chimica Acta, 2006, 563(1): 215-222.

[19] 韓富亮, 段長(zhǎng)青. 葡萄酒釀造過(guò)程中花色苷變化與顏色變化的關(guān)系[D].北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué), 2008.

Characteristic Analysis of Young Red Wine from the Eastern Foot of Helan Mountain Based on CIELab Color Space Parameters

WANG Hong, CHEN Xiao-yi, ZHANG Jun-xiang*
(College of Agriculture, Ningxia University, Yinchuan 750021, China)

Our present study used CIELab system to obtain the color space parameters of young red wine from the Eastern Foot of Helan Mountain and to explore the correlation between anthocyanins and color parameters. Ten different young red wine samples made from different grape varieties grown at the Eastern Foot of Helan Mountain in 2012 were tested. Ultraviolet spectroscopy and pH-differential method were used to determine the CIELab color space parameters and total anthocyanins. A correlation analysis was made between total anthocyanins and color space parameters. The results showed that different wine samples had different color space parameters, such as L*, a*, b*, Cab and Hab, suggesting different color characteristics. Total anthocyanin contents (TAC) were 161.2－287.8 mg/L, which showed a significant correlation with the parameters L*, a* and Cab, and determined luminosity, hue and sa turation of young red wine.

CIELab parameters; anthocyanins; young red wine

TS262.6

A

1002-6630（2014）09-0020-04

10.7506/spkx1002-6630-201409005

2013-06-30

國(guó)家自然科學(xué)基金地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目（31260392）

王宏（1989—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槠咸雅c葡萄酒。E-mail：wanghongpjj@126.com

*通信作者：張軍翔（1973—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槠咸雅c葡萄酒。E-mail：zhangjunxiang@126.com