賀蘭山東麓新紅葡萄酒顏色品質(zhì)綜合評價與相關(guān)性分析

葛 謙，吳 明，趙子丹*，牛 艷，吳 燕，茍春林，張鋒鋒，陳 翔

（1.寧夏農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所，寧夏 銀川 750002；2.寧夏回族自治區(qū)食品檢測中心，寧夏 銀川 750001）

3結(jié)論

賀蘭山東麓新紅葡萄酒顏色品質(zhì)綜合評價與相關(guān)性分析

葛 謙1，吳 明2，趙子丹1*，牛 艷1，吳 燕1，茍春林1，張鋒鋒1，陳 翔1

（1.寧夏農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所，寧夏 銀川 750002；2.寧夏回族自治區(qū)食品檢測中心，寧夏 銀川 750001）

采用高效液相色譜法測定葡萄酒中6種花色苷組分及含量。結(jié)果表明，葡萄酒顏色感官得分與花翠素（Dp）、花色苷總含量（ACY）呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與3'甲基花翠素（Pt）、3'5'-二甲基花翠素（Mv）、總色素（WCA）呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與花葵素（Pg）、花青素（Cy）、3'甲基花青素（Pn）不相關(guān)（P＞0.05）。 通過主成分分析，將15個顏色參數(shù)簡化為3種主成分，第一主成分是由Dp、Cy、3'甲基花翠素（Pt）、Pg、Mv、顏色感官評分（S.V）、紅/綠色分量（a*）、飽和度（c*）、聚合色素（PPC）、總色素（WCA）、葡萄酒顏色（WC）11個相關(guān)程度較高的變量所構(gòu)成，第二主成分是由藍(lán)/黃色分量（b*）和色調(diào)（H*）構(gòu)成，第三主成分是由Pn和L*構(gòu)成，累積貢獻(xiàn)率達(dá)78.72%，并得到3個主成分和15種顏色參數(shù)的線性組合關(guān)系。

葡萄酒；花色苷；主成分分析；品質(zhì)評價

顏色作為葡萄酒品質(zhì)評價最重要的指標(biāo)之一，是消費(fèi)者購買的重要因素之一，且葡萄酒顏色品質(zhì)的穩(wěn)定性也決定了葡萄酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在潛力?；ㄉ兆鳛槠咸丫浦饕噬镔|(zhì)，主要存在于紅色、紫色葡萄漿果皮中最靠近表皮3～4層細(xì)胞的液泡中[1-4]，使其呈現(xiàn)出紅色、磚紅色、紫紅色等不同顏色[5-8]。在自然界中，花色苷常以糖苷形式穩(wěn)定存在，主要有5種花色苷形成的糖苷及其衍生物：花青素（cyanidin）、花翠素（delphindin）、甲基花青素（peonidin）、甲基花翠素（petunidin）和二甲花翠素（malvidin）[9-10]。 通過葡萄酒的顏色可以初步獲得葡萄酒的類型（如原料品種、釀造工藝、陳釀時間、酒齡及酒的品質(zhì)）等重要信息[11-14]。目前對顏色的表述，國際葡萄與葡萄酒組織（international vine and wine organization，OIV）推薦，國際照明協(xié)會（commission international de I’eclairage，CIE）制定的CIELab法，即L*、a*、b*值分別代表亮度、紅/綠色分量、藍(lán)/黃色分量，通過視覺感知的3個特定品質(zhì)屬性：色調(diào)、亮度和色差來客觀評價葡萄酒的顏色及其變化[15-18]。

寧夏賀蘭山東麓葡萄產(chǎn)區(qū)是我國第三個葡萄酒原產(chǎn)地保護(hù)產(chǎn)區(qū)，也是近年來備受國內(nèi)外關(guān)注的新興葡萄酒產(chǎn)區(qū)，因此，對該產(chǎn)區(qū)主要品種的紅葡萄酒進(jìn)行分析研究對于提高產(chǎn)區(qū)內(nèi)葡萄酒的品質(zhì)具有重要意義[19-22]。本研究以19個不同品種、不同產(chǎn)地的賀蘭山東麓新紅葡萄酒為研究對象，結(jié)合顏色感官評價，探究分析了不同品質(zhì)紅葡萄酒顏色參數(shù)特征；通過相關(guān)性分析和主成分分析，考察了影響賀蘭山東麓新紅葡萄酒顏色品質(zhì)特征的關(guān)鍵因子，并建立了線性回歸模型，以期為寧夏賀蘭山東麓葡萄酒的識別和葡萄酒顏色的系統(tǒng)研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 新紅葡萄酒樣品

本試驗(yàn)19個紅葡萄酒，均取自賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)不同葡萄酒莊的2016年份年輕的紅葡萄酒。為規(guī)避葡萄酒氧化褐變，保證葡萄酒樣品品質(zhì)的穩(wěn)定性及統(tǒng)一性，葡萄酒在釀造階段完成后，經(jīng)過2個月的后熟進(jìn)行樣品采集，樣品信息見表1。

表1 葡萄酒樣品信息Table 1 Information of wine samples

1.1.2 標(biāo)準(zhǔn)品與試劑

甲醇、乙腈（均為色譜純）：德國Merck公司；鹽酸（優(yōu)級純）：上海化學(xué)試劑有限公司；檸檬酸、磷酸氫二鈉、三水醋酸鈉、氯化鉀（均為分析純）：北京為民生物科技有限公司。6種花色苷標(biāo)準(zhǔn)品：美國Chromadex公司，詳細(xì)信息見表2。

表2 花色苷標(biāo)準(zhǔn)樣品信息[23]Table 2 Informations of anthocyanins standard sample

1.2 儀器與設(shè)備

Waters 2695高效液相色譜儀（配2475紫外檢測器及Xcalibur1.2數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）：美國Waters公司；凱航HH-8數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州市凱航儀器有限公司；FRQ-1006單槽超聲波清洗機(jī)：杭州法蘭特超聲波科技有限公司；Mili-Q型超純水機(jī)：美國密理博公司。

1.3 方法

1.3.1 葡萄酒顏色、總色素、聚合色素的測定[24]

葡萄酒顏色（winecolor，WC）：將40μL的乙醛加入4mL的酒樣中，45 min后于波長520 nm處測定吸光度值，吸光度值越大表示葡萄酒易被氧化的不穩(wěn)定的花色苷含量越高。

總色素（totalcolorofpigments，WCA）：將9mL的0.1mol/L鹽酸溶液加入到1 mL的酒樣中，4～5 h后測定波長520 nm處的吸光度值。吸光度值越大表示葡萄酒離子化的花色苷含量越高。

聚合色素（polymeric pigment color，PPC）：將15 mg NaHSO3加入5 mL的酒樣中，1 min后測定波長520 nm處的吸光度值。吸光度值越大表示花色苷和其他酚類物質(zhì)發(fā)生聚合反應(yīng)生成的色素含量越高。

1.3.2 CIE1976Lab法測定葡萄酒顏色特征[25-26]

將葡萄酒過4.5μm濾膜，取1mL酒樣加入9mL蒸餾水，分別于波長450 nm、520 nm、570 nm、630 nm處測定吸光度值A(chǔ)450nm、A520nm、A570nm、A630nm，以蒸餾水作空白對照。參考相關(guān)文獻(xiàn)計算CIE1976Lab顏色參數(shù)L*、a*、b*、c*、H*，L*，a*，b*分別代表亮度、紅/綠色分量、藍(lán)/黃色分量，通過視覺感知的3個特定品質(zhì)屬性色調(diào)、亮度和色差來客觀評價葡萄酒的顏色及其變化，c*、H*分別表示飽和度和色調(diào)。

1.3.3 高效液相色譜法測定葡萄及葡萄酒中6種花色苷[27]

色譜條件：采用Agilent-ZORBAXSB-C18色譜柱（4.6mm×250 mm，5 μm）；柱溫：40℃；檢測波長：525 nm；流動相A：乙腈，流動相B：0.1%磷酸水溶液；流速：0.8 mL/min，梯度洗脫，洗脫程序見表3；進(jìn)樣體積：5 μL。

表3 梯度洗脫程序Table 3 Gradient elution program

樣品前處理方法：稱取5.00 g葡萄酒于150 mL三角瓶中，加入無水乙醇∶鹽酸∶水（2∶1∶1，V/V）提取劑25 mL，搖勻，超聲30 min（50 kHz、120 W）后，于100℃沸水浴冷凝回流1 h。取出樣品冷卻至室溫，經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾后待測。

定性定量方法：6種花色苷以保留時間定性，根據(jù)峰面積采用外標(biāo)法定量，花色苷總含量（totalanthocyanins，ACY）為6種花色苷含量之和。

1.3.4 葡萄酒感官質(zhì)量的評定

葡萄酒顏色感官質(zhì)量評定主要對葡萄酒的明亮度、澄清度等顏色方面進(jìn)行顏色感官評價，由25名經(jīng)過感官培訓(xùn)的人員組成品嘗小組，每個品嘗成員按照文獻(xiàn)[28]中的感官評價標(biāo)準(zhǔn)分別對19個葡萄酒樣品進(jìn)行顏色感官評定，滿分為10分。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0進(jìn)行描述性分析、相關(guān)性分析、主成分分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 賀蘭山東麓新紅葡萄酒顏色品質(zhì)描述性分析

以顏色感官評價得分（sensoryevaluation，S.V）為依據(jù)，將19個賀蘭山東麓新紅葡萄酒分為一般品質(zhì)、中等品質(zhì)、優(yōu)質(zhì)品質(zhì)3個組，進(jìn)行描述性分析，結(jié)果見表4。由表4可知，從低分組到高分組，葡萄酒中Dp、Cy、Pt、Pg、Pn、Mv、ACY、L*、a*、b*、c*、WC、WCA、PPC呈現(xiàn)遞增趨勢，只有H*表現(xiàn)為先下降后升高的趨勢，初步說明葡萄酒不同組分花色苷單體（Dp、Cy、Pt、Pg、Pn、Mv）含量越高，顏色越明亮（L*）、越鮮艷（c*）偏度系數(shù)（Skewness）用來指出一個分布以其平均值為中心的不對稱程度，偏度系數(shù)=0為對稱分布，偏度系數(shù)＞0為正偏分布，偏度系數(shù)＜0為負(fù)偏分布[29]。峰度系數(shù)是用來表示與正態(tài)分布相比較時，峰值集中或平坦分布的程度，峰度系數(shù)=3為正態(tài)峰，峰度系數(shù)＞3為高狹峰，峰度系數(shù)＜3為低闊峰[29]。在表4中，一般、中等、優(yōu)質(zhì)品質(zhì)組的偏度系數(shù)變化范圍分別為-2.13～2.07、-2.44～2.46、-0.72～1.92，峰度變化范圍分別為-1.07～4.91、-1.09～6.26、-1.83～4.29，說明在高品質(zhì)葡萄酒分組中，大部分顏色參數(shù)為正偏分布，分布集中在低數(shù)值方面，不對稱的尾端向較大值延伸；優(yōu)質(zhì)品質(zhì)組顏色參數(shù)多為低闊峰，僅b*和H*為高狹峰，說明對賀蘭山東麓葡萄酒品質(zhì)的描述性分析具有相對準(zhǔn)確的判斷分析。

表4 賀蘭山東麓新紅葡萄酒顏色品質(zhì)描述性統(tǒng)計Table 4 Descriptive statistics of color quality of new red wine in eastern foot of Helan Mountain

2.2 賀蘭山東麓葡萄酒花色苷及顏色參數(shù)測定結(jié)果

表5 賀蘭山東麓葡萄酒花色苷及顏色參數(shù)測定結(jié)果Table 5 Determination results of anthocyanin and color parameters of the wine in the eastern foot of Helan Mountain

續(xù)表

由表5可知，葡萄酒樣品從1號至19號顏色感官評分依次增高，花色苷各組分及顏色參數(shù)大體呈現(xiàn)遞增趨勢，只有H*表現(xiàn)為先下降后升高的趨勢。 其中，Dp、Cy、Pg、a*、C*在15號葡萄酒樣品中含量最高，分別為65.76mg/L、106.12mg/L、1.72 mg/L、52.81、52.81；Pt、Pn、ACY在17號葡萄酒樣品中含量最高，分別為46.64mg/L、26.94mg/L、419.98mg/L；Mv、H*、WC分別在13、2、18號葡萄酒樣品中表現(xiàn)最高，b*和PPC在16號葡萄酒樣品中含量最高。 15、16、17、18均來自優(yōu)質(zhì)品質(zhì)組，進(jìn)一步說明葡萄酒花色苷各組分及顏色參數(shù)（a*、b*、C*、PPC、WC）含量越高，葡萄酒感官評價越好。4號葡萄酒L*和2號葡萄酒H*在所有葡萄酒中為最高，但感官評價較為一般，說明4號葡萄酒顏色過于明亮，而2號葡萄酒色調(diào)過高，從而導(dǎo)致感官評分結(jié)果較為一般。

2.3 賀蘭山東麓葡萄酒花色苷及顏色參數(shù)相關(guān)性分析

表6 賀蘭山東麓葡萄酒花色苷及顏色參數(shù)相關(guān)性分析Table 6 Correlation analysis of anthocyanin and color parameters of the wine in the eastern foot of Helan Mountain

對19個賀蘭山東麓葡萄酒樣品進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表6。由表6可知，顏色感官得分（S.V）與Dp、ACY呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與Pt、Mv、WCA呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與Pg、Cy、Pn不相關(guān)，說明Dp、Pt、Mv、ACY、WCA含量的高低對葡萄酒顏色感官有積極作用，而Dp、Pt、Mv三種色素均為大體呈現(xiàn)藍(lán)-紅色，說明對于優(yōu)質(zhì)葡萄酒顏色藍(lán)色和紅色為人們所接受并喜愛的，橙色（Pg、Cy、Pn）為相對不很愉悅的顏色組成。L*與Pn、PPC、WCA、WC呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），說明葡萄酒顏色越深、聚合色素含量越高，橙紅色的Pn色素含量越高，葡萄酒酒體顏色的鮮亮程度越差。a*與Dp、Mv、b*、c*呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與Pt、Pg、ACY、PPC、WCA呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），說明葡萄酒酒體顏色偏紅色的程度與Dp（紅-藍(lán)色）、Mv（紅-藍(lán)色）、酒體顏色的鮮亮度和飽和度以及葡萄酒明亮程度有著密切聯(lián)系。c*與Dp、Cy、Pg、Mv、ACY、a*、PPC、WCA、WC呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；與Pt呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；H*與Cy呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與a*、b*呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），說明葡萄酒酒體的飽和度綜合了Dp、Cy、Pg、Mv、ACY因素，而酒體顏色越偏紅色和黃色，酒體色調(diào)越低。

2.4 賀蘭山東麓新紅葡萄酒顏色參數(shù)主成分分析

將19個賀蘭山東麓新紅葡萄酒顏色參數(shù)進(jìn)行主成分分析，得到主成分的特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率，結(jié)果見表7。由表7可知，特征值＞1的共計3個主成分，第1主成分的特征值為7.857，累積貢獻(xiàn)率為52.378%，第2主成分的特征值為2.397，累積貢獻(xiàn)率為68.359%，第3主成分的特征值為1.555，累積貢獻(xiàn)率為78.724%，說明3個主成分能夠較好地代替反⒊原始數(shù)據(jù)絕大部分信息。因此構(gòu)成賀蘭山東麓新紅葡萄酒顏色參數(shù)指標(biāo)由最初15個降到了3個不相關(guān)的主成分，成功達(dá)到了降維目的。

表7 各主成分的特征值和累積貢獻(xiàn)率Table 7 Characterisic values and accumulative contribution rate of the principal components

通過將主成分的載荷矩陣旋轉(zhuǎn)之后得到旋轉(zhuǎn)成分載荷矩陣，載荷系數(shù)更接近1或者更接近0，能夠?qū)⒌玫降闹鞒煞指玫慕忉尯兔兞?，結(jié)果見表8。由表8可知，第一主成分（PC1）主要是由Dp、Cy、Pt、Pg、Mv、S.V、a*、c*、PPC、WCA、WC 11個相關(guān)程度較高的變量所構(gòu)成，其因子載荷量介于0.252～0.897，PC1涵蓋了絕大多數(shù)顏色參數(shù)信息，且所有顏色參數(shù)均呈正向分布，即PC1越大，此類參數(shù)值越大。第二主成分（PC2）主要是由b*、H*2個相關(guān)程度較高的變量構(gòu)成，其因子載荷量分別為0.024、0.003，b*代表了黃藍(lán)色程度，+b表示黃色，-b表示藍(lán)色，H*代表了酒體顏色的色調(diào)，在第二主成分PC2坐標(biāo)軸上b*和H*均呈正向分布，因此，PC2主要是結(jié)合b*描述了葡萄酒色調(diào)特征。第三主成分（PC3）主要是由Pn和L*構(gòu)成，因子載荷量分別為-0.084、0.124，Pn主要呈現(xiàn)橙-紅色，L*代表了酒體顏色明亮程度，Pn在PC3上呈負(fù)向分布，而L*呈正向分布，說明Pn越大，葡萄酒的明亮度越低，因此，PC3主要是結(jié)合Pn描述了葡萄酒的明亮程度信息。得分系數(shù)反⒊各個指標(biāo)對主成分影響程度的判定依據(jù)，通過得分系數(shù)將各個變量進(jìn)行線性組合，建立關(guān)于PC1、PC2、PC3與葡萄酒顏色參數(shù)這15個變量得分系數(shù)模型：

表8 主成分載荷矩陣Table 8 Component matrix of principal components

2.5 賀蘭山東麓新紅葡萄酒顏色參數(shù)聚類分析

對19個賀蘭山東麓新紅葡萄酒樣品顏色品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行聚類分析，結(jié)果見圖1。由圖1可知，當(dāng)類間距為5時，19個樣品分為A、B、C、D共4類。 A類聚集了5、13、17、18號葡萄酒，該類葡萄酒中Dp、Cy、Pt、Pg、Mv、ACY含量均表現(xiàn)較高，且S.V和WCA也較高，主要聚集了花色苷各單體含量高、顏色感官評價好的優(yōu)質(zhì)葡萄酒，這與2.1中以顏色感官評價得分分組結(jié)果基本吻合，僅5號葡萄酒表現(xiàn)出花色苷各單體含量高，顏色感官評價得分較低。B類聚集了6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、19號葡萄酒，是描述較為普遍的中、優(yōu)品質(zhì)葡萄酒顏色參數(shù)特征的一類。相較2.1的分類，說明了顏色感官評分具有一定誤差，通過葡萄酒顏色參數(shù)的定性描述，能夠較為準(zhǔn)確的評價葡萄酒品質(zhì)特征。C類聚集了1、3、4號葡萄酒，該類葡萄酒花色苷各單體含量低，顏色感官評分差，酒體顏色明亮且偏藍(lán)色調(diào)，色相為負(fù)值表現(xiàn)為較為單一的特征，是描述葡萄酒品質(zhì)較低的一類。2號葡萄酒單獨(dú)為一類（D類），該葡萄酒a*和b*為最低，分別為-7.76，-37.33，H*最高，為78.25，是描述酒體顏色偏綠色和藍(lán)色，顏色感官評分較差，色相單一的一類低品質(zhì)酒。

圖1 19種新紅葡萄酒聚類分析Fig.1 Cluster analysis of 19 kinds of new red wine

3結(jié)論

通過描述性統(tǒng)計分析，從低品質(zhì)組到高品質(zhì)組，葡萄酒中Dp、Cy、Pt、Pg、Pn、Mv、ACY、L*、a*、b*、c*呈現(xiàn)遞增趨勢，只有H*表現(xiàn)為先下降后升高的趨勢。通過相關(guān)性分析，顏色感官得分（S.V）與Dp、ACY呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與Pt、Mv、WCA呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與Pg、Cy、Pn不相關(guān)。通過主成分分析，將賀蘭山東麓葡萄酒分為三類，第一主成分（PC1）主要是由Dp、Cy、Pt、Pg、Mv、S.V、a*、c*、PPC、WCA、WC構(gòu)成。第二主成分（PC2）主要是由b*、H*構(gòu)成。第三主成分（PC3）主要是由Pn和L*構(gòu)成，并建立了得分系數(shù)模型，這為掌握賀蘭山東麓紅葡萄酒顏色指標(biāo)特征提供了理論依據(jù)，對不同等級紅葡萄酒顏色評價提供了數(shù)據(jù)支撐。

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Comprehensive evaluation and correlation analysis of color quality of new red wine in the eastern foot of Helan Mountain

GE Qian1,WU Ming2,ZHAO Zidan1*,NIU Yan1,WU Yan1,GOU Chunlin1,ZHANG Fengfeng1,CHEN Xiang1
（1.Quality Standards and Testing Institute of Agricultural Technology,Yinchuan 750002,China;2.Ningxia Hui Autonomous Region Food Testing Center,Yinchuan 750001,China）

The components and contents of six kinds of anthocyanin in the wine were determined by HPLC.The results showed that the color sensory score of wine had a very significant positive correlation with delphinidin （Dp）and total anthocyanins（ACY）（P＜0.01）,and significant positive correlation with petunidin （Pt）,malvidin （Mv）and total color of pigments（WCA）（P＜0.05）,but no correlation with pelargonidin （Pg）,cyaniding （Cy）and peonidin （Pn）（P＞0.05）.Through principal component analysis,fifteen color parameters were simplified as three kinds of principal components.The first principal component was composed of 11 variables with high correlation degree （including Dp,Cy,Pt,Pg,Mv,sensory evaluation （SV）,a*,c*,polymeric pigment color（PPC）,WCA and wine color（WC））.The second principal component was composed ofb*andH*.The third principal component was composed of Pn andL*.The accumulative contribution rate was up to 78.72%.A linear combination relationship of three principal components and 15 color parameters was obtained.

wine;anthocyanins;principal component analysis;quality evaluation

TS262.6

0254-5071（2017）12-0034-06

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.12.008

2017-09-15

寧夏回族自治區(qū)自然基金項目（NZ15108）；寧夏農(nóng)林科學(xué)院寧陜合作項目（DWHZC-2017004）

葛 謙（1988-），女，助理研究員，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全及品質(zhì)評價。

*通訊作者：趙子丹（1985-），女，助理研究員，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。