鉴别红葡萄酒中添加人工色素或天然色素的简易方法

胡秀峰，康晓鸥，韦丽红，李占臣，梅　博，甄　月，刘　静，张　倩

（河北大学化学与环境科学学院，河北保定071000）

鉴别红葡萄酒中添加人工色素或天然色素的简易方法

胡秀峰，康晓鸥，韦丽红*，李占臣，梅博，甄月，刘静，张倩

（河北大学化学与环境科学学院，河北保定071000）

目的：鉴别红葡萄酒中是否添加合成人工色素以及天然色素（以葡萄皮红色素为例）。方法：对葡萄酒样品、人工色素模拟酒和天然色素模拟酒样品在碱性测试试纸上显示的颜色进行表征并对比。结果：当测试试纸显示的颜色为红色时，该红葡萄酒样品中含有人工色素；当测试试纸显示的颜色为蓝色，并在室温下暴露在空气中5min后不变色，则该红葡萄酒样品中添加天然色素，在5min内若由蓝色变为黄色，则说明该红葡萄酒样品中未添加天然色素，为全葡萄汁酿制而成。结论：该法简易快速，适合初步定性鉴别红葡萄酒中是否掺杂色素使用。

红葡萄酒，人工色素，天然色素，试纸，鉴别

人们长期饮用红葡萄酒可以降低癌症的发病率和心脑血管引起的死亡率，以及延缓衰老［1-2］。然而饮用假红葡萄酒，就会给人体带来危害，包括一般毒性、致泻性和致癌性［3］。2011年第三季度广东省酒类检测中心对广东省流通环节酒类市场进行监督抽查剔除纯标签不合格后的抽样合格率为73.3%［4］。目前，一些厂家采取在葡萄酒中添加天然色素如葡萄皮红色素或黑米色素的方法，以提高葡萄酒的颜色和外观品质。在天然色素的萃取、纯化和防止氧化过程中，一般会使用化学合成原料，这些化学原料也会对天然色素的结构和安全性产生一定的负面影响［5］。

潘维莹等［4］对检验红葡萄酒中人工色素的方法进行了总结，主要有纸上层析法、毛细管电泳法等，这些方法都取得较好效果，但没有涉及检测天然色素。天然色素的检测方法主要有高效液相色谱法（HPLC）［6］，检测花色苷结构还可用快原子轰击质谱法（FAB-MS）和核磁共振法（NMR）［7］。

上述检测红葡萄酒中的色素方法都需要专业的仪器、试剂及操作人员，不适合在消费者的日常生活中使用。由于红葡萄酒中花色素苷在p H＞11的碱性环境中去质子化形成蓝色的醌型结构显示蓝色［8］，人工色素没有上述性质，天然色素具较强抗氧化性的特点。本研究提出一种同时能鉴别红葡萄酒中是否添加人工色素和天然色素的快速简易，适于消费者操作的方法。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

测试试纸（长度38～42mm，宽度8～12mm，厚度0.1～0.2mm，pH＞12） 北京中技惠民科技发展有限公司；空白试纸（长度38～42mm，宽度8～12mm，厚度0.1～0.2 mm，pH=7） 杭州特种纸业有限公司；法莱雅干红葡萄酒法国CORDES酒庄；张裕品丽珠干红葡萄酒烟台张裕葡萄酒酿酒有限公司；白洋河干红葡萄酒烟台白洋河酿酒有限责任公司；西夫拉姆黑比诺特级酒庄干红葡萄酒2002烟台威斯诺查尔斯酒业有限公司；长城解百纳特酿3年干红葡萄酒中粮集团；葡萄皮红色素诸城龙云天然食品色素有限公司，食品级；柠檬黄色素、胭脂红色素、亮蓝色素、诱惑红色素上海染料研究所有限公司，食品级；焦糖色素河南新乡科兴添加剂有限责任公司，食品级。

RM 200QC色值测试仪爱色丽亚太有限公司；LC-20A液相色谱日本岛津；125HS佳能数码相机日本。

1.2模拟酒样品基础液配制

按乙醇体积分数为12%，酒石酸浓度为7g/L配制净化水溶液，再用1mol/L的NaOH溶液将此溶液的pH调至3.4。

1.3配制天然色素模拟酒样品

取1000m L模拟酒样基础液，溶解3.86g天然色素（葡萄皮红色素）。

1.4配制人工色素模拟酒样品

取1000m L模拟酒样基础液，依次溶解柠檬黄色素0.0015g、胭脂红色素0.092g、亮蓝色素0.015g、诱惑红色素0.096g，焦糖色素0.038g。

1.5试纸颜色的表征

移取5m L待测的5种红葡萄酒、人工色素模拟酒和天然色素模拟酒样品于洁净的比色管中观察其颜色。用镊子分别夹持一张空白试纸与一张测试试纸浸渍于20m L样品溶液中2s后提出，于白色的瓷盘中，观察空白试纸上的颜色。立即用RM 200QC色值测试仪检测样品在测试试纸上显示的颜色的ΔL、Δa、Δb值，并且每隔0.5m in，利用数码相机记录测试试纸的颜色，直到5m in。样品颜色的ΔL表示颜色明暗取向，其值越大，颜色越亮，反之越暗；Δa表示颜色红绿取向，其值越大，颜色越红，反之越绿；Δb表示颜色黄蓝取向，其值越大，颜色越黄，反之越蓝。

1.6花色苷含量测试方法

利用HPLC方法分析葡萄酒中花色苷含量，色谱条件：测定波长535nm；流速1m L/m in；柱温30℃；流动相A：乙腈∶水∶甲酸=10∶80∶7；流动相B：乙腈∶水∶甲酸= 50∶40∶7；洗脱程序：0m in，0%B；15m in，30%B；25m in，50%B；30min，0%B；35min，0%B。样品经0.45μm滤膜过滤后进样分析，重复3次［9］。

2　结果与讨论

2.1葡萄酒显色表征结果

如表1所示葡萄酒外观颜色，法莱雅与长城酒样呈深宝石红色，张裕与白洋河酒样呈宝石红色，西夫拉姆酒样为深红色，葡萄酒样品的颜色与葡萄品种、葡萄的成熟程度以及葡萄酒的酒龄有很大关系［10］，所以每一款葡萄酒的颜色有一定差异。

表1　7种待测样品的颜色Table 1　The color of samples

表2　样品在空白试纸上显示的颜色Table 2　The color of samples on blank paper

表3　样品在测试试纸上显示的颜色Table 3　The color of samples on test paper

从表2可见，5种葡萄酒酒样和2种模拟酒样品在空白试纸上的显色与各自样品本身颜色接近。这是由于空白试纸为中性，对各个样品的pH影响不大，对试纸上样品的颜色并无影响，故样品在试纸上的颜色与其本身颜色接近。

表4　样品中花色苷的含量Table 4　The contentof anthocyanins in the samples

5种葡萄酒酒样和2种模拟酒样品在测试试纸上显示的颜色结果见表3。在表3中可见，人工色素模拟酒在测试试纸上显示出红色，法莱雅和张裕酒样在测试试纸上显示的颜色偏棕褐色，而白洋河、西夫拉姆、长城和天然色素模拟酒的样品，在测试试纸上均显示蓝色。

人工合成色素由于不含有花色苷，化学性质比较稳定，其显色几乎不受pH的影响，因而在碱性试纸上仍然呈现红色，不会变色［11］。因此，人工色素模拟酒很容易从7种样品中筛选出来。

2.2样品中花色苷含量测定

除人工色素模拟酒样品外，其他6种样品均含有花色苷，因而在碱性试纸上没有显示红色，但在碱性试纸上显示的颜色也有差异，这与花色苷含量有关。利用HPLC方法测得5种葡萄酒样品和2种模拟酒样品的花色苷含量见表4。

红葡萄酒中常见的基本花色苷主要有五种：飞燕草色素、矢车菊素、矮牵牛素、芍药色素、锦葵素，而花色苷随pH的变化发生结构上的转换，这几种结构分别为：Ionizedquinonoidal anhydrobase（蓝色）、Neutral quinonoidalanhydrobase（紫色或浅紫色）、Flavylium cation（红色）、Carbinol pseudobase（无色）及Chalconepseudobase（无色）［12］。红葡萄酒的pH在3～4之间，因而显红色，而碱性条件下花色苷以蓝色结构为主，所以红葡萄酒能在碱性试纸上显蓝色［13］。

测试试纸呈碱性，由表4及表3对比可知，人工色素模拟酒样品中花色苷含量很少，在测试试纸上显示红色，法莱雅和张裕酒样花色苷含量较少，在测试试纸上显示的颜色偏棕褐色，而花色苷含量较多的酒样白洋河、西夫拉姆、长城和天热色素模拟酒的样品，在测试试纸上显示蓝色。

由于天然色素模拟酒为葡萄皮红天然色素溶液，为进一步观察花色苷含量变化在测试试纸上的显示颜色情况，在模拟酒基础液中，分别添加不同剂量的葡萄皮红色素，观察在测试试纸上显示的颜色，结果见表5。

表5　不同浓度天然色素模拟酒在试纸上显示的颜色Table 5　The color on the test paper about differential concentration of natural pigmentextracted from red grape skin in simulation wine

由表5可见，随葡萄皮红色素浓度由小到大，花色苷含量由少到多，在测试试纸上显示的颜色也由棕褐色渐变为蓝色。这与5种葡萄酒样品和2种模拟酒样品在测试试纸上的显示颜色与其花色苷含量有关的结论一致。

图1　测试试纸ΔL值随时间的变化Fig.1　The value ofΔL on test paper with time

图2　测试试纸Δa值随时间的变化Fig.2　The value ofΔa on test paperwith time

图3　测试试纸Δb值随时间的变化Fig.3　The value ofΔb on test paperwith time

2.3样品在测试试纸上的颜色变化

由表3可见，利用样品在测试试纸上显示的红色可以将含有人工色素模拟酒的样品在5种葡萄酒样品和2种模拟酒样品筛选出来。但是，通过5种葡萄酒样品和天然色素模拟酒样品在测试试纸上显示的颜色还无法确认哪种是天然色素模拟酒样品。

在提取天然色素过程中，普遍加抗氧化剂，防止天然色素因氧化而变色，不同样品在测试试纸上的氧化变色结果见图1～图4。随时间变化，除天然色素模拟酒之外，其他红葡萄酒样都有不同程度上的逐渐变色现象，在经过5m in后，逐渐转变为不同程度的黄色。

图4　测试试纸色值随时间变化Fig.4　The value of color on test paperwith time

从图1～图3可见，5种红葡萄酒样在测试试纸上显示的颜色在5m in内变化趋势基本相同，即ΔL值减小，Δa与Δb值增大，说明随时间的增长，样品在测试试纸上显示的颜色因不同程度的氧化而逐渐偏亮偏浅，偏红，偏黄。这是由于花色苷在碱性条件下，不稳定，容易被空气中的氧气氧化。由图4可见，天然色素模拟酒样的ΔL、Δa与Δb值在5m in内基本无变化。与上述5种红葡萄酒样的变化对比明显不同。这可能是由于葡萄皮红色素（天然色素）在提取过程中，为防止其氧化，添加了抗氧化剂，故天然色素模拟酒样品抗氧化能力强，其在测试试纸上显示的颜色不易被氧化，几乎保持初始的颜色。

据此，可以将含有天然色素模拟酒样品与5种葡萄酒样品区分出来。

2.4鉴别红葡萄酒中色素的简易方法应用

取一条试纸，点滴样品2滴或浸入欲检测的20m L样品半秒后取出，观察试纸颜色并将之暴漏在空气中观察5m in后的测试试纸上的颜色，结果见表6。测试试纸上显示的颜色为红色，则样品中添加有人工色素；若测试试纸上显示的颜色为蓝色，且暴漏在空气中5m in中内不褪色，则该样品中添加有天然色素；若测试试纸上显示的颜色为蓝色，且5m in内由蓝色渐变为黄色，则样品中不含色素物质。

表6中Δa差值为样品最终颜色的Δa减初始颜色的Δa的结果，Δb差值与ΔL差值如上。前5种样品和天然色素模拟酒的Δa差值均在1.0以上，说明颜色有变红趋势，而人工色素模拟酒基本无变化。前5种样品的Δb差值均在3.0以上，说明最终颜色比初始颜色偏黄，而人工色素模拟酒和天然色素模拟酒的Δb差值分别为0.1和-0.4，变化甚小。前5种样品的ΔL差值均在-1.0以下，说明颜色均变浅，而人工色素模拟酒和天然色素模拟酒分别为0.2和0.7，颜色变化不明显。由此可以区分天然色素模拟酒、人工色素模拟酒与其他葡萄酒样品。

表6　样品在测试试纸上的显色Table 6　The color of samples on test paper

表7为国家食品质量监督检验中心和中国食品发酵工业研究所对4种匿名葡萄酒样品的检验结果，由表7可见，两种检测方法的判定结果相同。说明试纸鉴别的方法具有一定的可靠性。

表7　葡萄酒样品检测结果对比Table 7　The comparison of two test results for red wine

3　结论

根据红葡萄酒中花色苷在碱性环境中去质子化形成蓝色的醌型结构显示蓝色、人工色素没有上述性质以及天然色素具较强抗氧化性的特点，观察测试试纸上的颜色就可鉴别出红葡萄酒中是否掺杂人工色素或天然色素。当测试试纸为红色时，证明红葡萄酒样品中含有人工色素；当测试试纸为蓝色且于室温在空气中5min后不变色，则该样品中含有葡萄皮红天然色素，若由蓝色变为黄色，则说明样品中不含有添加的天然色素。该法简易快速，无需专业仪器设备及专业人员。但该法有一定局限性，红葡萄酒与人工色素、天然色素混合掺杂的比例还不能准确鉴别。此法仅适合完全为色素勾兑的红葡萄酒的鉴别。

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Sim ple and easymethod to identify artificial colors or naturalpigment in red wine

HU Xiu-feng，KANG Xiao-ou，WEILi-hong*，LIZhan-cheng，MEIBo，ZHEN Yue，LIU Jing，ZHANG Qian
（College of Chemistry and Environmental Science，HebeiUniversity，Baoding 071000，China）

Ob jective：The paperwas to identify the artificial colors synthesized from chem icals or natural pigment extracted from red g rape skin in red w ine.Method：Com paring and characterization the coloron testpaper about red w ine sam p lewere researched.Results：If the coloron testpaperwas red，there were artificialcolors in red w ine sam p le.If the coloron testpaperwas b lue after5m inutes in the airat room tem perature，therewere naturalpigment in red w ine sam p le.If the color on testpaperwas b lue at firstbut thatwas g radually getting yellow w ith 5m inutes in the air at room temperature，there were no natural p igment extrac ted in red w ine samp le.conc lusions：This method was simp le and fast，suitab le for identifing whether artificialcolors ornaturalpigmentwas doped in w ine. Key words：red w ine；artificial colors；naturalp igment；the test paper；identify

TS261.7

A

1002-0306（2015）06-0078-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.06.009

2014-10-29

胡秀峰（1964-），男，博士，副教授，研究方向：食品安全应用研究。

韦丽红（1964-），女，本科，高级实验师，研究方向：食品安全应用研究。

科技部创新基金资助项目（11C26211100052）。