CIE 1976(L*a*b*)色空間方法在賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)紅葡萄酒顏色評價中的研究與應(yīng)用

王飛，張昂*，劉燁，王志剛，劉芳

（1. 秦皇島出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術(shù)中心，河北秦皇島 066004；2. 綏芬河出入境檢驗檢疫局，黑龍江綏芬河 157300；3. 濟(jì)南海能儀器股份有限公司，濟(jì)南 250100）

CIE 1976(L*a*b*)色空間方法在賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)紅葡萄酒顏色評價中的研究與應(yīng)用

王飛1，張昂1*，劉燁2，王志剛3，劉芳1

（1. 秦皇島出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術(shù)中心，河北秦皇島 066004；2. 綏芬河出入境檢驗檢疫局，黑龍江綏芬河 157300；3. 濟(jì)南海能儀器股份有限公司，濟(jì)南 250100）

用CIE 1976(L*a*b*)色空間L*a*b*量化分級法對賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)干紅葡萄酒顏色進(jìn)行了量化分級，顏色可分為等15種，葡萄酒色度值L*在4.0～42.7、a*在35.48～175.86、b*為6.93～49.61，在a*-b*坐標(biāo)中顯示為紅-黃混合色。該方法對所有樣品均可量化分級，相比人工目視方法32.2%的分辨率、難以用語言分類而言，有較大優(yōu)勢。對賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)干紅葡萄酒顏色資源進(jìn)行了量化后的分級和分析比較，驗證了CIE 1976(L*a*b*)色空間L*a*b*量化分級法的實用性。

CIE 1976(L*a*b*)；L*a*b*量化分級法；賀蘭山東麓；葡萄酒；顏色

賀蘭山東麓是我國重要的葡萄酒產(chǎn)區(qū)，是經(jīng)國家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)的地理標(biāo)志產(chǎn)品。其特有的土壤及氣候條件非常有利于葡萄中糖分和酚類物質(zhì)的累積，釀造的葡萄酒香氣濃郁、純正，口感醇厚、有較強的結(jié)構(gòu)感，酒體顏色呈深紫色、深紅、深寶石紅。

顏色是葡萄酒分級中重要的質(zhì)量指標(biāo)[1]，與花色苷和酚類含量、酒齡、葡萄品種、品質(zhì)及風(fēng)味等[2-3]關(guān)系密切，尤其是描述分析葡萄酒感官質(zhì)量與風(fēng)格的有效手段[4]。葡萄酒的顏色評價方法較少，量化分級更是缺乏研究[5]。現(xiàn)階段主要有感官+語言評價法[6]和分光光度計法單波長測定法[7-9]，前者缺乏量化標(biāo)準(zhǔn)、隨意性大[10]，后者不能反映真實的顏色。國家標(biāo)準(zhǔn)[11-13]中沒有顏色的數(shù)字化色空間測定方法，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[14]雖建立了數(shù)字化測定方法，但缺乏量化分級方法[10]，有文獻(xiàn)[5]進(jìn)行分級探討，但尚未見到系統(tǒng)的分類和應(yīng)用實例。

本文依據(jù)CIELAB色空間的色度學(xué)原理，建立了基于色度學(xué)方法的CIE 1976(L*a*b*)色空間L*a*b*量化分級法[10]，并應(yīng)用于賀蘭山東麓葡萄酒顏色研究。該分級方法表達(dá)出了葡萄酒顏色的色度學(xué)屬性，可以再現(xiàn)和保存顏色數(shù)據(jù)。用于葡萄酒顏色分類，為葡萄酒顏色評價和新產(chǎn)品研發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

W100紅酒測定儀：濟(jì)南海能儀器股份有限公司；比色皿。

1.2 測量條件

按照SN/T 4675.25-2016標(biāo)準(zhǔn)[14]對樣品前處理，將樣品在8000 r/min離心10 min，吸取上清液約10 mL，經(jīng)0.45 μm水性濾膜過濾，待測。

1.3 儀器條件

光譜范圍380～780 nm；△λ5 nm；D65。

1.4 試驗樣品及測定

116個干紅葡萄酒酒樣取自賀蘭山東麓銀川市及吳忠市，葡萄酒試樣的CIE 1976(L*a*b*)色度值參數(shù)測量與計算，是通過在光譜范圍380～780 nm、△λ5 nm條件下測量的吸光度值，計算出葡萄酒在CIE 1964標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)的三刺激值X、Y、Z，再按照公式（1）、（2）、（3）計算葡萄酒CIE 1976(L*a*b*)色空間的L*、a*、b*。

色度值計算公式見（1）～（3）：

式中：L*、a*、b*分別為樣品在CIE 1976(L*a*b*)色空間中的心理明度坐標(biāo)值（明度值）、心理彩度坐標(biāo)值（紅-綠色品指數(shù)值）、心理彩度坐標(biāo)值（黃-藍(lán)色品指數(shù)值）；X、Y、Z為樣品的色刺激值；X10、Y10、Z10分別為CIE 1964標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者中的色刺激值。

2 結(jié)果與分析

2.1 L*a*b*法量化分級參數(shù)及驗證

對賀蘭山東麓銀川市及吳忠市116個干紅葡萄酒酒樣，用W100紅酒測定儀進(jìn)行色度值測定，同時葡萄酒試樣的CIE 1976(L*a*b*)色度值按色度學(xué)原理進(jìn)行分級。一般人對色差大于1.5可以很好的區(qū)別，以專業(yè)品酒員的色差分辨能力為1.0（色差分辨能力≥1.0可分辨）、眼睛長時間分辨能力不變?yōu)槔?號樣品開始按照標(biāo)號順序比較相鄰樣品之間分辨能力。

表1數(shù)據(jù)顯示，人工方法有37個可以分辨，僅占總數(shù)的32.2%，且無法對顏色進(jìn)行量化描述。CIE 1976(L*a*b*)色空間的L*a*b*法量化分級方法對全部樣品可以分為共計15種，明顯優(yōu)于人工分類，而且分級代表的參數(shù)可以復(fù)原當(dāng)時的顏色。

2.2 基于CIE 1976(L*a*b*)色空間的L*a*b*法量化分級

葡萄酒顏色的CIE 1976(L*a*b*)色空間L*a*b*量化分級方法與傳統(tǒng)常用的語言描述方法對比見表2。

CIE 1976(L*a*b*)色空間L*a*b*量化分級方法將葡萄酒顏色分為1690個級別，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人眼的分辨能力，可以充分的表達(dá)出不同顏色的葡萄酒區(qū)別。

2.3 樣本的色度值分布

將賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)干紅葡萄酒的色度值L*、a*、b*分布繪圖，見圖1。將色度值a*和b*繪制心理彩度坐標(biāo)圖，見圖2。

表1 干紅葡萄酒的CIE 1976(L＊a＊b＊)色空間的色度值參數(shù)

續(xù)表1

續(xù)表1

表2 賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)干紅葡萄酒的CIE 1976(L＊a＊b＊)色空間的L＊a＊b＊量化分級體系

圖1數(shù)據(jù)可見，明度值L*在4.0～42.7，其最低值為4.0，接近不透明狀態(tài)，大部分在20～40。紅-綠色品指數(shù)值a*的分布在35.48～175.86，在色品圖（圖2）上處于第一象限。黃-藍(lán)色品指數(shù)值b*為6.93～49.61，均為正值，在色品圖（圖2）上處于第一象限。

明度是明暗差別基調(diào)上的色彩對比方式，一般分為低明度、中明度和高明度。明度值在20～40，部分L*值小于10。L*值屬于低明度范圍，由黑色及暗（深）灰組成，心理感受是具有厚實、沉靜、莊重而內(nèi)向之感。a*和b*是色空間的紅-綠色品指數(shù)和黃-藍(lán)色品指數(shù)，a*正值代表紅色，b*正值代表黃色。a*值35.48～175.86、b*值6.93～49.61，在色品圖（圖2）上處于第一象限，顏色表現(xiàn)為紅色與黃色的混合色。

圖1 賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)干紅葡萄酒的CIE 1976(L*a*b*)色空間的色度值L*、a*、b*分布圖

圖2 賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)干紅葡萄酒的CIE 1976(L*a*b*)色空間的心理彩度坐標(biāo)

綜合以上數(shù)據(jù)分析，賀蘭山東麓的干紅葡萄酒，顏色屬性為低調(diào)弱對比，具有沉著、厚重、分量、深度的色彩感覺，大部分酒樣顏色偏紅色，少部分因為a*在170左右呈現(xiàn)濃烈的紅色。酒體顏色以洋紅、櫻桃紅色、覆盆子紅等以紅色為主混有黃色的混合顏色為主，紅色醇厚；酒體透光率很低、吸光度值高，酒體較暗、微亮、濃稠、厚重。圖2顯示，顏色傾向于分布、集中在2個區(qū)域，有明顯的代表性，顏色分布過于集中、雷同，缺乏紅-黃色之間的均勻過度顏色，視覺沖擊力度不夠。顏色控制工藝在明度和純度方面有進(jìn)一步發(fā)展的空間。

3 討論與結(jié)論

賀蘭山東麓紅葡萄酒顏色在色度學(xué)上屬于低調(diào)弱對比、顏色紅偏黃色、以醇厚的紅色為主，酒體透光率低、濃稠、厚重；用心理彩度坐標(biāo)圖對顏色進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其集中在兩個小范圍的區(qū)域，說明顏色品種類似、顏色品種進(jìn)一步豐富的空間很大。研究中還發(fā)現(xiàn)個別品種酒體厚重、濃稠、透光度非常低，測定的a*值不同于于慶泉等[7]和陳曉藝[8]研究，與釀造原料如染色葡萄中呈色物質(zhì)含量高、透明度低有關(guān)，致使計算結(jié)果不同于滕秀金等[15]的研究數(shù)據(jù)。

CIE 1976(L*a*b*)色空間L*a*b*分級法在葡萄酒顏色中的初步應(yīng)用表明，可實現(xiàn)葡萄酒顏色的數(shù)字化評價和分級，方法辨識程度高、簡單、快捷、準(zhǔn)確，使國標(biāo)要求得以實現(xiàn)。該方法分類與人工評價的對應(yīng)度不夠貼切，不完善之處有待進(jìn)一步的實踐檢驗、修正。數(shù)字化分級方法有利于葡萄酒顏色資源的開發(fā)、利用和保存，可實現(xiàn)自動分級，對開發(fā)更豐富品種的葡萄酒顏色和提升產(chǎn)業(yè)實力提供技術(shù)支持。

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Research and application of the CIE 1976(L*a*b*) color space system on the quantitative classification of the color of wine from the eastern foot of Helan mountain

WANG Fei1, ZHANG Ang1*, LIU Ye2, WANG Zhigang3, LIU Fang1
（1. Qinhuangdao Enter-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Qinhuangdao, Hebei 066004; 2.Suifenghe Enter-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Heilongjiang, Suifenghe 157300; 3. Jinan Hainon Instruments Co.,Ltd, Jinan 250100）

Quantitative classification of the color of dry red wine samples from the eastern foot of Helan mountain were achieved by the CIE 1976(L*a*b*) color space system. Wine color were classified aswith the L*, a*and b*values ranging from 4.0 to 42.7, 35.48 to 175.86, and 6.93 to 49.61,repectively.The a*-b*coordinate system showed a secondary color from red and yellow. For the color characteristics of all samples, the accuracy of eye recognition was only 32.2%, whereas the accuracy of quantitative classification method based on the CIE 1976 (L*a*b*) system was 100%. The results proved that the CIE 1976 (L*a*b*) method was practical and could be used for the quantitation, classification, conservation and comparison of color resources of dry red wines from the eastern foot of Helan mountain.

CIE 1976(L*a*b*); quantitative classification method of L*a*b*; eastern foot of Helan mountain; wine;color

TS262.61

A

10.13414/j.cnki.zwpp.2017.06.002

2017-07-14

河北省科研計劃項目（編號：16275519）

王飛（1964-），男，高級工程師，研究方向：化學(xué)分析中顏色變化。E-mail: hhciq@163.com

*通訊作者：張昂（1982-），男，高級工程師，博士，研究方向：葡萄酒分析檢測。E-mail: zhanganggrape@hotmail.com