基于CIELab色空間法分析海底陳釀對葡萄酒色澤的影響

湯曉宏，丁燕，高德艷，魏彥鋒，蔣錫龍，王超萍，胡文效，慕茜*

（1. 山東省葡萄研究院，山東濟南 250100；2. 齊魯工業大學（山東省科學院）生物工程學院，山東濟南 250353）

葡萄酒的顏色是葡萄酒最直接的感官指標，也是決定消費者喜好的首要表觀特征。國際上進行顏色評價的方法體系很多，例如：CIELab色空間、RGB色空間和Munsell色彩體系等[1-3]，其中CIELab色空間是利用L*、a*、b*三個不同的坐標軸，指示顏色在幾何坐標圖中的位置及代號[4]，可準確反映肉眼不能識別的顏色變化，被廣泛應用于食品及葡萄酒的相關研究[5-6]。吳璐璐等[7]利用CIELab色空間法闡明了10個產區、 4個品種共13款陳釀干紅葡萄酒的花色苷組成和顏色特征之間的相關性。李偉等[8]利用CIELab 色空間法對‘赤霞珠’干紅葡萄酒陳釀過程中顏色變化規律進行了研究，并構建了回歸模型，通過總花色苷或色調角對陳釀年份進行預判。

海藏作為一種新的葡萄酒儲藏方式，在國內尚屬首次提出并成功實施。海洋能為葡萄酒儲藏提供恒溫、恒濕、陰暗等條件，并通過洋流震動和海底產生的自然壓力，加劇分子間的碰撞，加速各類酯化反應的進程，促進葡萄酒的成熟，從而使葡萄酒的口感更加醇厚細膩，回味悠長[9-10]。本文基于CIELab系統，分別分析了酒窖陳釀和海底陳釀的CIELab顏色空間參數、總花色苷、總酚、色度、色調等顏色相關指標，以顏色參數的變化來量化海底陳釀與酒窖陳釀的差異，避免在葡萄酒的顏色評估中，因釀造師或品酒師自身視覺和經驗帶來的主觀性誤差，以期為海底陳釀方式提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

原料：2019年份的海藏和窖藏葡萄酒由煙臺時代葡萄酒有限公司提供。海藏酒的投放地址位于黃渤海交界處海域，在海平面以下18 m處；海水水質一級，年均溫在15 ℃左右，處于中等陰影，海底窖藏時間為12個月。窖藏葡萄酒存放于恒溫（15 ℃）、恒濕（60%～70%）、陰暗避光的酒窖。干白葡萄酒由‘長相思’和‘霞多麗’混釀，干紅葡萄酒由‘赤霞珠’‘小味兒多’‘西拉’和‘美樂’混釀。

pH1.0緩沖液：0.2 mol·L-1KCl與0.2 mol·L-1HCl按照體積比（25∶67）混勻備用；pH4.5緩沖液：0.2 mol·L-1NaAc·3H2O與0.2 mol·L-1HAc按照體積比（1∶1）混勻備用；測試酒樣同pH的緩沖液：0.2 mol·L-1磷酸氫二鉀與0.1 mol·L-1檸檬酸按比例配制；試驗所用試劑均為分析純，購自國藥集團化學試劑有限公司；試驗用水為去離子水。

1.2 儀器與設備

UV-5200紫外可見分光光度計，上海元析儀器有限公司；R18型高速冷凍離心機，北京白洋醫療器械有限公司。

1.3 試驗方法

葡萄酒干浸出物、酒精度、殘糖、揮發酸、pH、總酸、游離SO2、總SO2等參照GB/T 15038—2006 葡萄酒、果酒通用分析方法[11]。 總酚測定利用福林酚（Folin-Ciocalteu）試劑法[12]。總花色苷測定：采用pH示差法[13]。色度與色調：分別測定葡萄酒樣在420、520、620 nm波長處的吸光度值，三者之和即為該酒樣的色度值，前兩者吸光值之比即為色調值[14]。葡萄酒顏色測定：采用CIE 1976（L*a*b*）色空間法[15]。

1.4 數據處理

采用Microsoft Office Excel 2003和SPSS 17.0進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 葡萄酒樣理化指標

由表1中數據發現，海藏葡萄酒的各項基本理化指標有變化，但整體未呈現出明顯的變化規律。白葡萄酒方面，海藏酒比窖藏酒的殘糖降低37%，總SO2升高20.7%，其他指標變化不明顯；紅葡萄酒方面，海藏后酒度、殘糖、總SO2、pH、游離SO2、總酸等指標明顯降低，干浸出物、總SO2差異不顯著。結果顯示，海藏對紅葡萄酒的影響大于對白葡萄酒的影響。

表1 葡萄酒基本理化指標Table1 Physical and chemical indexes of wine

2.2 葡萄酒顏色分析

2.2.1 可見波段吸光度變化規律/酒樣可見吸收光譜特征由圖1可知，在420～520 nm波長范圍內，紅葡萄酒的吸光度值隨波長的增加而增加，在波長為520 nm時達到最大值；在520～780 nm波長范圍內，吸光度值顯著下降，當波長接近780 nm時，吸光度逐漸趨于零。白葡萄酒樣的吸光度值在380～780 nm范圍內一直呈下降趨勢，逐漸趨于零。通過對比發現，海藏酒和窖藏酒的吸光度值表現相同的變化趨勢，但同一波長條件下海藏處理的葡萄酒吸光度值低于窖藏組。

2.2.2 常規顏色指標與CIELab 顏色參數分析

白葡萄酒是以青皮葡萄或紅皮葡萄去皮后的清汁發酵而成，花色苷可忽略不計。依據常規顏色指標，海藏處理后干紅葡萄酒的總酚、色調沒有明顯變化趨勢，總花色苷含量下降。總色度值的大小代表葡萄酒顏色的深淺，檢測常規顏色指標表明，海藏處理后葡萄酒的總色度減小，海藏后葡萄酒顏色整體變淺。

在CIELab體系中，顏色參數L*代表物質明暗程度，L*數值越大，表示顏色亮度越高，顏色越淺；L*數值越小，表示亮度越暗，顏色越深。表2顯示，海藏處理之后葡萄酒的明亮值L*增加，說明經過海藏的葡萄酒顏色亮度增加，顏色變淺，這與常規窖藏葡萄酒顏色指標結果一致，證明了此方法的可靠性。

表2 葡萄酒樣CIELab參數Table 2 CIELab parameters of wine samples

顏色參數a*、b*代表彩度坐標，a*＞0表示與紅色相關，a*＜0表示與綠色相關；b*＞0表示與黃色相關，b*＜0表示與藍色相關。結果顯示，干白葡萄酒的a*值從正向趨近于零，向負向綠色趨近，這與干白葡萄酒實際顏色相符；干紅葡萄酒的a*＞0，且海藏后a*值增大，說明干紅葡萄酒的顏色品質有所提高。這是因為干紅葡萄酒色度a*值越大，代表紅葡萄酒的顏色越鮮艷，外觀品質越好[16]。海藏和窖藏葡萄酒樣的b*值都大于零，說明酒樣呈現黃色色調。在葡萄酒的顏色范圍內，b*值的高低與葡萄酒的黃色程度呈正相關[17]。

顏色參數C*ab代表彩度（飽和度），表示物體表面顏色的濃淡。測定結果顯示，干紅葡萄酒的C*ab值大于干白葡萄酒，說明干紅葡萄酒的顏色更濃，飽和度更高。

顏色參數hab代表色調（色相），是指能夠比較確切地表示某種顏色色調的名稱[18]。hab越接近0度表示顏色越靠近紅色。結果顯示，窖藏干紅葡萄酒的hab值最接近0，說明該酒樣的顏色最接近紫紅色。

顏色參數ΔE*ab代表色差值，反映不同顏色刺激大腦產生的視覺差別。在葡萄酒的顏色評價體系中，當ΔE*ab＞3時，說明樣品間的顏色差異可通過肉眼直接辨識[19-21]。測定結果顯示，海藏處理后葡萄酒樣品的色差值ΔE*ab＞3，其中干白葡萄酒色差為4.53，小于干紅葡萄酒色差7.6，視覺感知強烈。

2.2.3 CIELAB色度與明度分布圖

由圖2（左）可知，海藏和窖藏葡萄酒的色度主要分布在2個區域，其中干白葡萄酒樣品位于75～90°的黃色區域，干紅葡萄酒位于15～30°的紅色區域。海藏干白葡萄酒的色度角最大，為87.65°，但相較于窖藏僅增加0.2°。海藏處理對干紅葡萄酒的色度角影響較大，海藏干紅葡萄酒的色度角為24.4°，與對照相比增加4.73°。

由圖2右側圖可知，4個酒樣的L*值主要分布于7.70～97.27。其中干紅葡萄酒分布于深色區（較暗），顏色最深最暗的是窖藏干紅，L*值為7.7；干白葡萄酒分布于淺色區（較亮），顏色最淺最亮的是海藏干白，L*值為97.27。

2.2.4 葡萄酒顏色參數相關性分析

因海藏條件對干白葡萄酒的顏色影響較小，此處只對海藏干紅葡萄酒的顏色參數進行相關性分析。

由表3可知，總酚、總花色苷、色度與顏色參數a*、C*ab呈極顯著正相關，總酚、總花色苷含量越高、總色度值越大，葡萄酒紅色越深。總酚、總花色苷、色度與顏色參數L*、hab呈極顯著負相關，總酚、總花色苷含量越高、總色度值越大，顏色參數L*和hab的值越小，表示葡萄酒亮度越暗，顏色越深，越接近紅色。總色度與彩度C*ab呈正相關，色調與hab呈正相關，說明傳統顏色指標與CIELab顏色空間參數有一定的相關性。hab與L*呈現極顯著正相關，與a*、C*ab呈極顯著負相關。

表3 各顏色參數的相關系數Table3 Pearson correlation coefficients of color parameters

3 討論與結論

葡萄酒的陳釀過程實質上是一個氧化過程，主要受葡萄酒酚類組成和貯藏條件的調節，通過緩慢的氧化過程以提高紅酒的品質，而過度的氧化則會導致品質的急劇下降[22]。本試驗將傳統窖藏陳釀和海底陳釀的葡萄酒樣品進行對比分析，結果顯示：酒精度、總酸、殘糖、揮發酸、干浸出物、游離SO2、pH、總SO2、色調、總酚等指標略有變化，但整體并無規律可循。吸收光譜是葡萄酒中所有有色成分所呈現的宏觀顏色特征，與葡萄酒酒齡、酒種、成分、品種、工藝等有緊密關系，并與CIELab參數相關[23]。

花色苷主要來自于紅色、紫色葡萄果皮中最靠近表皮的3～4層細胞的液泡中[24]。花色苷是賦予葡萄酒靚麗色澤的主要物質，新鮮紅葡萄酒的顏色較鮮艷，呈紫紅或寶石紅色調。隨著陳釀的進行，單體花色苷逐漸向酰化花色苷和吡喃花色苷等復雜花色苷轉化[25]，而花色素苷化合物在 520 nm 下有最大吸收峰[26]，經過海藏處理的葡萄酒吸光度值發生了明顯變化，整體低于窖藏組，說明海藏條件不僅加速了單體花色苷的轉化，同時也引起了其它呈色物質的變化。

表征葡萄酒顏色的相關指標呈現出明顯的變化規律，海藏陳釀的葡萄酒總體表現為：總色度減小，顏色參數L*值增大。對于白葡萄酒而言，海藏陳釀之后顏色參數a*、b*、C*ab、hab減小，而紅葡萄酒卻與此相反，這可能與兩種不同類型的葡萄酒中花色苷含量及組成差異有關，具體是哪種或哪幾種花色苷的變化引發海藏后葡萄酒顏色CIELab參數值的變化，還需進一步分析花色苷的具體組成。

在葡萄酒成熟和陳釀過程中，葡萄花青素逐漸被更穩定的低聚體和聚合色素所取代，這些色素將年輕葡萄酒最初的鮮紅色調轉變為磚紅色調[8,26-27]。海底陳釀后的葡萄酒顏色變淺，向磚紅陳釀色調靠近，說明海藏條件有助于葡萄酒的成熟。