为47.46～60.82,酒样色彩饱和性较高。不同地区和不同品种的干红葡萄酒在颜色相关指标的主成分图上分布差异显著。金山赤霞珠葡萄酒的L*、a*等CIE参数均显著低于其他酒样,而花色苷、总黄酮等酚类物质显著高于其他酒样,酒体呈暗紫红色,明显区别于其他地区;玉泉营梅鹿辄葡萄酒的b*、hab较低,总花色苷显著高于其他酒样,酒体明亮,呈胭脂红色。各地葡萄酒颜色差异显著,具有各自特有的颜色特征。摘 要 为探究贺兰山东麓地区赤霞珠及梅鹿辄葡萄酒的颜色特征差异,以贺兰山东麓5个地区的‘赤霞珠’及‘梅鹿辄’葡萄为实验材料,测定其CIELAB色空间参数、酚类物质含量,并进行主成分分析。结果表明,贺兰山东麓葡萄酒CIELAB参数受品种及地区影响显著,具有较低的L*,而a*、b*较高,葡萄酒颜色较暗,红色色调较高;为47.46～60.82,酒样色彩饱和性较高。不同地区和不同品种的干红葡萄酒在颜色相关指标的主成分图上分布差异显著。金山赤霞珠葡萄酒的L*、a*等CIE参数均显著低于其他酒样,而花色苷、总黄酮等酚类物质显著高于其他酒样,酒体呈暗紫红色,明显区别于其他地区;玉泉营梅鹿辄葡萄酒的b*、hab较低,总花色苷显著高于其他酒样,酒体明亮,呈胭脂红色。各地葡萄酒颜色差异显著,具有各自特有的颜色特征。
颜色作为评价红葡萄酒质量的重要感官指标,可提供葡萄酒品质、类型、营养价值等信息[1-2],是消费者最先感受的葡萄酒特征[3-4]。而CIELAB色空间法由L*(明度)、a*(红/绿)和b*(黄/蓝)进行空间定义[5-6],颜色的色彩变化可用a*和b*描述,层次变化用L*描述[7-8]。因此,基于CIELAB色空间法的葡萄酒颜色研究对葡萄酒工艺探索、质量控制、产地鉴别、风格认定等具有一定意义[9-13]。
CIELAB色空间为葡萄酒颜色特征的直观表征创造了条件,广泛应用于葡萄酒颜色特征描述及分级[5,14-16]。李运奎等[6]应用CIELAB色空间法,构建了红葡萄酒高清色彩平面,可直观地表征红葡萄酒的颜色特征;陈晓艺等[16]采用CIELAB均匀色空间法量化了贺兰山东麓产区13个红葡萄酒的颜色指数,初步建立了均匀色空间下红葡萄酒颜色的量化分级。李伟等[9]研究发现贺兰山东麓赤霞珠葡萄酒陈酿过程中,随酒龄增加,L*、b*值呈上升趋势,a*呈降低趋势。李斌斌等[17]研究发现冷浸渍可显著提高a*值,并增强颜色饱和度。赵宇等[18]对新疆、宁夏和乌海产区干红葡萄酒的色泽、花色苷等进行差异分析,发现宁夏产区的干红葡萄酒具有较高的
及花色苷含量。
贺兰山东麓是我国葡萄酒地理标志产品保护产区,其风土赋予葡萄酒了独特特性及高品质。目前对贺兰山东麓葡萄酒的研究主要集中在香气分析、工艺优化、微生物多样性差异等,但对不同品种不同小产区红葡萄酒颜色特征报道较少。因此,本研究以贺兰山东麓产区中5个地区的赤霞珠及梅鹿辄葡萄酒为研究对象,利用CIELAB色空间参数分析葡萄酒颜色差异,获得贺兰山东麓不同产区葡萄酒样品的颜色特征;并探究CIELAB色空间参数与酚类物质的相关性,明确酚类物质对颜色的影响。以期获得可以区分不同小产区葡萄酒样品的信息,初步明确各小产区颜色特征,为宁夏贺兰山东麓葡萄酒颜色的研究提供支撑。
供试葡萄:‘赤霞珠’葡萄、‘梅鹿辄’葡萄,分别来自玉泉营、青铜峡、金山、金沙、园林场的葡萄园。南北行向,常规管理。葡萄理化指标见表1。
表1 葡萄果实理化指标含量
Table 1 The physical and chemical indexes of grapes
注:同列不同小写字母表示Duncan多重比较在P<0.05水平差异显著(下同)。
品种地区可溶性固形物/°Brix还原糖含量/(g/L)总酸含量/(g/L)总酚含量/(mg/g)花色苷含量/(mg/g)园林场23.2±0.00d218.20±1.23d7.42±0.05a91.30±0.55ab6.55±0.15c玉泉营23.8±0.00c219.35±2.14d6.45±0.10c90.65±0.28b5.81±0.15d赤霞珠青铜峡24.7±0.00b228.82±1.12b6.63±0.03b97.71±2.74a8.16±0.50a金沙 24.6±0.01b226.39±0.55c5.66±0.03e91.64±1.45ab6.33±0.27c金山 24.8±0.00a235.76±2.32a6.39±0.05d97.68±0.74a7.37±0.13b园林场22.1±0.00d213.15±1.25d6.50±0.15a85.58±0.45d6.96±0.24d玉泉营22.9±0.01c208.62±1.66e5.63±0.05d82.76±1.33e7.74±0.15b梅鹿辄青铜峡24.0±0.01b228.55±2.00b5.93±0.08c94.01±2.22a8.05±0.40a金沙 24.1±0.00b222.68±1.24c5.76±0.12d90.90±2.83b7.21±0.56c金山 25.2±0.01a239.25±1.85a6.05±0.02b89.20±0.98c7.58±0.61bc
试剂:没食子酸、(+)-儿茶素、芦丁、对二甲基肉桂酸(p-dimethylaminocinnamaldehyde,p-DMACA),美国Sigma公司;Na2CO3、AlCl3、NaNO2、甲醇、氢氧化钠、焦亚硫酸钠,天津市奥博化工有限公司。所有试剂均为分析纯。商业果胶酶EX、酵母F15、乳酸菌LACTOENOS B7、偏重亚硫酸钾,法国Laffort公司。
UV2600紫外分光光度计,上海天美科学仪器有限公司;ME204分析天平、FE-20K pH计,梅特勒-托利多国际贸易(上海)有限公司;1580R高速冷冻台式离心机,基因有限公司。
1.3.1 采样与葡萄酒酿造
采样方法:2018年9月23日至9月24日,选取各地区的‘梅鹿辄’葡萄随机采样60 kg;2018年9月29日至9月30日,选取各地区的‘赤霞珠’葡萄随机采样60 kg。
干红葡萄酒酿造工艺:各地区的葡萄原料20 kg除梗破碎入罐(20 L玻璃罐),重复3次。添加EX果胶酶30 mg/L,偏重亚硫酸钾50 mg/L,于10～15 ℃下冷浸渍3 d后,添加200 mg/L F15酿酒酵母于20～25 ℃下酒精发酵,当比重降至0.993后分离皮渣,添加10 mg/L LACTOENOS B7乳酸菌于(19.0±0.5) ℃下进行苹果酸乳酸发酵。苹果酸乳酸发酵结束后分离转罐,(4.0±1.0) ℃保藏1个月后进行检测分析。
1.3.2 葡萄酒常规理化指标的测定
参照GB/T 15038—2006中方法测定葡萄酒中还原糖(以葡萄糖计)、总酸(以酒石酸计)、挥发酸(以乙酸计)、酒精度、pH等指标,均重复测定3次。
1.3.3 葡萄酒酚类物质含量的测定
葡萄酒中总酚含量采用Folin-Ciocalteu法测定(以没食子酸计),总单宁含量采用Folin-Denis法测定(以单宁酸计),总花色苷含量采用pH示差法测定(以二甲基花翠素-3-葡萄糖苷计)[19-20],总类黄酮含量参考LIANG等[21]的方法测定(以芦丁计),总黄烷-3-醇含量采用p-DMACA-盐酸法测定(以儿茶素计)[20],均重复测定3次。
1.3.4 葡萄酒CIELAB颜色参数的分析
酒样经0.22 μm水系滤膜过滤,置于1 cm光径石英比色皿中,以纯水作为参比,在400～780 nm UV-Visible谱段连续扫描,扫描间隔1 nm,每个酒样重复3次。计算选用CIE 1964 做标准,根据光谱值找出450、520、570、630 nm波长处的4个吸光度,依据公式建立CIE颜色坐标系,继而得到L*(亮度)、a*(红绿色调)、b*(黄蓝色调)
(饱和度)和hab(色调角)等参数值[5-6]。
采用Excel 2013进行数据统计,通过IBM SPSS Statistics 23对数据进行分析,利用Origin 2021软件绘图,利用Color Express对CIELAB色空间参数进行表征。
由表2可知,5个地区的2种葡萄酒的酒精度、残糖和挥发酸等常规理化指标符合GB/T 15037—2006。在此基础上,可进一步对酒样颜色特征进行分析和直观表征。
表2 干红葡萄酒基本理化指标分析
Table 2 Routine physical and chemical indexes of dry red wine treated differently
注:CS-G、CS-B、CS-M、CS-Q、CS-L分别代表金山、金沙、青铜峡、玉泉营、园林场地区的赤霞珠干红葡萄酒;ML-G、ML-B、ML-M、ML-Q、ML-L分别代表金山、金沙、青铜峡、玉泉营、园林场地区的梅鹿辄干红葡萄酒(下同)。
处理总酸含量/(g/L)挥发酸含量/(g/L)还原糖含量/(g/L)酒度/%pH值CS-G8.12±0.05d0.47±0.01a3.30±0.02a17.29±0.21a3.69±0.01bCS-B8.27±0.02c0.28±0.01c2.25±0.13c11.59±0.24cd3.63±0.01dCS-M7.78±0.05e0.30±0.01b2.60±0.00b11.91±0.24bc3.66±0.01cCS-Q8.75±0.05a0.27±0.00d1.54±0.02d11.25±0.56d3.61±0.00eCS-L8.47±0.05b0.30±0.01b2.13±0.12c12.36±0.11b3.72±0.01aML-G8.98±0.09a0.43±0.02a4.16±0.17b16.02±0.18a3.75±0.00bML-B8.41±0.14b0.31±0.01c5.69±0.04a13.61±0.22c3.66±0.01eML-M8.17±0.09c0.22±0.01d3.07±0.01c14.06±0.08b3.74±0.00dML-Q7.90±0.09d0.29±0.01c4.06±0.07b13.97±0.09b3.72±0.01cML-L7.37±0.02e0.35±0.00b2.51±0.01d11.40±0.14d3.81±0.01a
5个地区赤霞珠、梅鹿辄干红葡萄酒样品在400～780 nm可见光区的吸收光谱见图1。10个酒样在400～600 nm具有很强的吸收能力,吸收蓝色(435～480 nm)和绿色(500～560 nm)的波长,同时透射或反射红色(>620 nm)的波长;且各酒样吸收光谱趋势相近,说明酒中的呈色物质成分相近[7]。各酒样在501～521 nm出现最高峰,表明酒样中二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷依然占据较高[6];各地赤霞珠葡萄酒的吸光度要显著高于同地区的梅鹿辄葡萄酒(金沙除外),这反映了赤霞珠葡萄酒酒体的红色色调相比于黄色色调占比更高、酒体紫红色更明显、酒体更亮丽;其中金山、金沙两地的葡萄酒吸光度显著高于其他酒样,说明酒中花色苷含量高于其他地区酒样[6]。CS-G酒样在564 nm出现第二高峰,且显著高于其他酒样,说明酒体呈色较其他酒样更偏紫色色调。
图1 酒样在可见光区的吸收光谱图
Fig.1 Visible absorption spectra of wine samples
CIELAB参数可从色泽深浅明暗程度反映葡萄酒的颜色状况[18]。由CIELAB色空间法得到贺兰山东麓5个地区赤霞珠、梅鹿辄干红葡萄酒的颜色特征参数,结果见表3。品种及地区均对葡萄酒的
及hab有显著影响(P<0.05),且两者间存在交互作用。
表3 酒样CIELAB参数
Table 3 CIELAB parameters of wine samples
处理L∗a∗b∗C∗abhab/°ΔLΔaΔbΔE∗abCS-G14.60±0.27e46.82±0.23d7.77±0.42c47.46±0.3d9.42±0.45c13.33±0.51a10.31±0.50a13.08±0.69a21.33±0.99aCS-M25.01±0.1d55.02±0.11c20.50±0.1ab58.72±0.13c20.43±0.05a2.92±0.17b2.11±0.20b0.35±0.27bc3.62±0.28bCS-Q26.51±0.07c56.21±0.06b20.23±0.06b59.74±0.05b19.80±0.06b1.42±0.19c0.93±0.22c0.61±0.34b1.82±0.36cCS-L28.83±0.03a56.96±0.23a20.94±0.25a60.69±0.28a20.19±0.17ab-0.9±0.22e0.18±0.18d-0.09±0.05c0.93±0.21dCS-B27.93±0.25b57.13±0.27a20.85±0.29a60.82±0.35a20.05±0.17ab0.00±0.00d0.00±0.00e0.00±0.00bc0.00±0.00eML-G29.14±0.09d56.12±0.35c22.14±0.17b60.33±0.28b21.53±0.26b-2.38±0.09b0.29±0.27a-2.44±0.15d3.42±0.18cML-M33.82±0.06a56.38±0.27c20.64±0.16c60.04±0.2bc20.11±0.23c-7.06±0.04e0.04±0.18a-0.94±0.09b7.13±0.05cML-Q29.41±0.05c56.94±0.08b12.27±0.09e58.25±0.08d12.16±0.08e-2.65±0.13c-0.52±0.14ab7.43±0.17a7.91±0.18aML-L32.80±0.05b57.48±0.33a24.58±0.41a62.52±0.46a23.15±0.23a-6.03±0.13d-1.06±0.42b-4.88±0.33e7.84±0.35bML-B26.76±0.09e56.42±0.09c19.70±0.09d59.76±0.05c19.25±0.1d0.00±0.00a0.00±0.00a0.00±0.00c0.00±0.00d
L*表示酒样明暗程度,与葡萄酒的色泽深浅呈负相关[17]。由表3可见,供试酒样明度较低,酒体颜色较深,光泽度一般,且各地区葡萄酒的明度L*差异显著。各地区的梅鹿辄葡萄酒的明度L*均高于赤霞珠葡萄酒(金沙除外),其中青铜峡梅鹿辄葡萄酒的L*要显著高于其他地区,而园林场赤霞珠葡萄酒的L*显著高于其他地区,颜色较其他酒样更为明亮;金山地区的赤霞珠葡萄酒的L*为14.60,显著低于其他酒样,酒体颜色最暗。
a*表示酒样红绿程度,干红葡萄酒a*值越大,其红色调越强;b*表示酒样蓝黄程度,b*越高说明酒体中黄色色调越高。10个酒样的a*在46.82～57.48,b*在7.77～24.58,说明各地区干红葡萄酒的红色色调、黄色色调较高;且a*、b*在各地区间酒样中差异显著。金山赤霞珠酒样的a*、b*为46.82、7.77,均显著低于其他酒样。
色度
表示酒样颜色的色彩饱和程度,为吸收光谱集中于波峰的情况,数值越大,说明色彩饱和度越高,颜色越鲜艳[22]。各酒样的色度集中在47.46～60.82,说明酒体色彩饱和性较高,颜色鲜艳,且差异较小。色调hab表示酒样色彩的倾向,为吸收光谱的波峰位置[22]。各地区酒样的hab值差异显著,集中在9.42～23.15,酒样均呈现红色色调。按陈晓艺等[16]方法进行颜色色相定量,金山地区赤霞珠葡萄酒hab值<10°,为紫红色;玉泉营地区赤霞珠葡萄酒、梅鹿辄葡萄酒及金沙地区的梅鹿辄葡萄酒hab值在10°～20°,为胭脂红色;其他酒样均为宝石红。
分别以金沙地区的赤霞珠、梅鹿辄酒样为基准,进行色差计算分析以评估由地区引起的颜色变化。由表3可知,品种及地区均对葡萄酒的ΔL*、Δa*、Δb*及
有显著影响(P<0.05)。赤霞珠酒样中,
说明各地区的葡萄酒样红色调较强,颜色的饱和度更好,金山的ΔL*、Δa*及Δb*值均显著高于其他地区,说明其颜色最暗最深,而其他地区的ΔL*、Δa*及Δb*值差异较小;5个地区的梅鹿辄酒样中的ΔL*、Δa*及Δb*值差异显著,酒体间存在色差,总色差代表酒样间颜色总体差异程度[4],不同地区赤霞珠酒样的差异显著,其中,金山地区的为21.33>6.0,说明金山与金沙地区的酒样颜色具有强烈色差[8],青铜峡地区酒样颜色具有较大色差
梅鹿辄酒样中,除金沙地区外
具有较大色差),青铜峡、玉泉营、园林场地区的
各酒样颜色具有强烈的大色差。
以L*、a*、b*进行颜色特征的直观表征,如图2所示。各地区酒样颜色投影点均分布在(50～60,10～25),L*主要分布在15～25,说明葡萄酒样品以红色色调为主,并表征出年轻红葡萄酒特征[8]。不同地区赤霞珠葡萄酒及梅鹿辄葡萄酒样品颜色投影点分布较为松散,颜色差异较为明显,其色度
及色调hab差异显著,各酒样色彩饱和性较高,颜色鲜艳。此时无需选择某个酒样作参考,可直观看出CS-G、ML-Q颜色与其他酒样颜色存在显著差异。
图2 不同地区干红葡萄酒样的CIELAB色空间分布图
Fig.2 CIELAB color space distribution of dry red wine samples from different regions
利用Color Express软件在CIELAB颜色空间内准确定位5个地区赤霞珠、梅鹿辄干红葡萄酒的L*、a*、b*,得到在自然条件下酒体颜色的直观表征(自然白光、10°观察视角),各地区酒样颜色品质直观可见。
如图3所示,可明显区分2个品种的葡萄酒颜色,5个地区的梅鹿辄葡萄酒颜色艳丽,黄色色调较高,而5个地区的赤霞珠葡萄酒红色色调较重,呈紫红色,且颜色较暗。且同一品种下,不同地区葡萄酒颜色差异显著,可明显区分,其中不同地区的梅鹿辄葡萄酒差异更为显著。
图3 酒样的特征颜色图
Fig.3 Feature color of ten wine samples
注:第一行从左至右依次为:金山、青铜峡、玉泉营、园林场、金沙的赤霞珠干红葡萄酒;第二行从左至右依次为:金山、青铜峡、玉泉营、园林场、金沙的梅鹿辄干红葡萄酒。
酚类物质的组成和含量与葡萄酒的品质密切相关,黄烷醇、单宁等多酚类物质可提供涩味,同时具有稳定颜色,抗氧化的功能,花色苷则决定了葡萄酒的颜色[23]。由图4可知,贺兰山东麓各地区葡萄酒中酚类物质含量差异显著,同一地区不同品种葡萄酒的酚类物质含量存在显著差异;各地区赤霞珠葡萄酒中总黄酮、总黄烷-3-醇含量在584.27～1 015.60 mg/L、105.64～223.86 mg/L,差异显著;梅鹿辄葡萄酒中的总花色苷含量差异显著,在131.51～208.13 mg/L;金山地区的赤霞珠葡萄酒中酚类物质含量均显著高于其他地区,总酚含量较青铜峡、玉泉营、园林场、金沙地区的要高29.64%、36.38%、41.70%、31.45%,其总黄酮、总黄烷-3-醇含量较其他地区显著高54.0%以上;金沙地区的梅鹿辄葡萄酒中总酚、总黄酮、总黄烷-3-醇含量显著高于其他地区,其总黄酮含量较玉泉营地区显著高41.11%,而玉泉营地区梅鹿辄葡萄酒花色苷含量显著高于其他地区,分别较金山、青铜峡、园林场、金沙地区高28.35%、10.92%、58.26%、14.02%。
a-赤霞珠;b-梅鹿辄
图4 不同地区赤霞珠、梅鹿辄干红葡萄酒中酚类物质含量
Fig.4 Contents of phenolic substances in Cabernet Sauvignon and Merlot dry red wine in different regions
将葡萄酒酚类物质指标与颜色参数进行相关性分析(图5)可知,不同地区及品种葡萄酒的酚类物质与CIE颜色参数之间有一定的相关性。酚类物质很大程度上影响着葡萄酒颜色,
与单宁等酚类物质呈极显著的负相关,说明酒中单宁等酚类物质含量增高,葡萄酒的明亮度L*、黄色调b*、饱和度将降低[24]。
图5 酚类物质与颜色相关性分析
Fig.5 Correlation analysis of wine phenolics and color
注:*代表极显著相关(P<0.01)。
将不同地区酒样颜色及酚类物质指标进行主成分分析,提取2个主成分时,其累积方差贡献率为93.93%,能够反映大多数数据的变异信息。所有参数及葡萄酒样品在PC1和PC2图上的分布情况见图6。大多数CIE参数值在PC1的负方向,总黄酮等酚类物质在PC1的正方向,CIELAB参数与酚类物质呈显著负相关;PC1占总方差的1/2以上,因此区分各参数作用明显[3]。CS-L、CS-Q等大多数酒样与
等同在第二象限,关联性较强;ML-B、CS-G分布在第一、四象限,与总黄酮、总酚等关联性较强;ML-Q与hab、a*在相反方向,ML-L则与总花色苷呈反方向。
图6 颜色相关指标主成分分析
Fig.6 Principal component analysis of color related indicators
颜色作为直观影响消费者判断的红葡萄酒重要参数,产区及品种是其主要影响因子[4]。通过对贺兰山东麓不同小产区的赤霞珠葡萄酒和梅鹿辄葡萄酒CIELAB色空间相关参数分析可知,品种及地区均对葡萄酒的CIELAB色空间相关参数有显著影响,且两者间存在交互作用。不同地区酒样的色度及色调hab差异显著,各酒样色彩饱和性较高,颜色鲜艳;各地区赤霞珠及梅鹿辄酒样颜色具有强烈色差。主成分分析表明CIELAB参数与酚类物质呈显著负相关,CS-L、CS-Q等大多数酒样与等CIE参数关联性较强,ML-B、CS-G与总黄酮、总酚等关联性较强,ML-Q具有较低的hab、a*,ML-L具有较低的总花色苷,酒体明亮,呈胭脂红色。通过CIELAB色空间法对贺兰山不同产区赤霞珠及梅鹿辄葡萄酒颜色的分析,可更直观地判断不同产区葡萄酒颜色,初步明确了各产区葡萄酒颜色特征,为宁夏贺兰山东麓红葡萄酒颜色的研究提供支撑。但对贺兰山东麓各产区花色苷的组成与结构分析还不够深入,对贺兰山东麓红葡萄酒颜色对各类成分的响应机理还需进一步研究。
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ABSTRACT To investigate the differences in color characteristics of Cabernet Sauvignon and Merlot wines in the eastern foot of Helan Mountain, Cabernet Sauvignon and Merlot wines from five regions in the eastern foot of Helan Mountain were used as experimental materials.The CIELAB color space parameters, phenolic content, and principal component analysis(PCA) were measured.Results showed that the CIE parameters of wines from the eastern foot of Helan Mountains were significantly affected by variety and region, with lower brightness(L*), while red hue value(a*) and yellow hue value(b*) were higher, the wines were darker and had higher red 
was 47.46-60.82, and the wine samples had higher color saturation.The distribution of the principal components of color-related indexes of dry red wines from different regions and varieties differed significantly.L*, a*, and other CIE parameters of Cabernet Sauvignon Wine in Jinshan was significantly lower than other wine samples, while phenolic substances such as anthocyanin and total flavonoids were significantly higher than other wine samples, and the wine was dark purple-red in color, which was obviously different from other regions.b* and hab of Merlot in Yuquanying were lower, and total anthocyanin was significantly higher than other wine samples, and the wine was bright, carmine color.The color of the wines varied significantly from region to region, with their own unique color characteristics.