贺兰山东麓新红葡萄酒颜色品质综合评价与相关性分析

葛 谦，吴 明，赵子丹*，牛 艳，吴 燕，苟春林，张锋锋，陈 翔

（1.宁夏农产品质量标准与检测技术研究所，宁夏 银川 750002；2.宁夏回族自治区食品检测中心，宁夏 银川 750001）

3结论

贺兰山东麓新红葡萄酒颜色品质综合评价与相关性分析

葛 谦1，吴 明2，赵子丹1*，牛 艳1，吴 燕1，苟春林1，张锋锋1，陈 翔1

（1.宁夏农产品质量标准与检测技术研究所，宁夏 银川 750002；2.宁夏回族自治区食品检测中心，宁夏 银川 750001）

采用高效液相色谱法测定葡萄酒中6种花色苷组分及含量。结果表明，葡萄酒颜色感官得分与花翠素（Dp）、花色苷总含量（ACY）呈极显著正相关（P＜0.01），与3'甲基花翠素（Pt）、3'5'-二甲基花翠素（Mv）、总色素（WCA）呈显著正相关（P＜0.05），与花葵素（Pg）、花青素（Cy）、3'甲基花青素（Pn）不相关（P＞0.05）。 通过主成分分析，将15个颜色参数简化为3种主成分，第一主成分是由Dp、Cy、3'甲基花翠素（Pt）、Pg、Mv、颜色感官评分（S.V）、红/绿色分量（a*）、饱和度（c*）、聚合色素（PPC）、总色素（WCA）、葡萄酒颜色（WC）11个相关程度较高的变量所构成，第二主成分是由蓝/黄色分量（b*）和色调（H*）构成，第三主成分是由Pn和L*构成，累积贡献率达78.72%，并得到3个主成分和15种颜色参数的线性组合关系。

葡萄酒；花色苷；主成分分析；品质评价

颜色作为葡萄酒品质评价最重要的指标之一，是消费者购买的重要因素之一，且葡萄酒颜色品质的稳定性也决定了葡萄酒产业发展的内在潜力。花色苷作为葡萄酒主要呈色物质，主要存在于红色、紫色葡萄浆果皮中最靠近表皮3～4层细胞的液泡中[1-4]，使其呈现出红色、砖红色、紫红色等不同颜色[5-8]。在自然界中，花色苷常以糖苷形式稳定存在，主要有5种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]。 通过葡萄酒的颜色可以初步获得葡萄酒的类型（如原料品种、酿造工艺、陈酿时间、酒龄及酒的品质）等重要信息[11-14]。目前对颜色的表述，国际葡萄与葡萄酒组织（international vine and wine organization，OIV）推荐，国际照明协会（commission international de I’eclairage，CIE）制定的CIELab法，即L*、a*、b*值分别代表亮度、红/绿色分量、蓝/黄色分量，通过视觉感知的3个特定品质属性：色调、亮度和色差来客观评价葡萄酒的颜色及其变化[15-18]。

宁夏贺兰山东麓葡萄产区是我国第三个葡萄酒原产地保护产区，也是近年来备受国内外关注的新兴葡萄酒产区，因此，对该产区主要品种的红葡萄酒进行分析研究对于提高产区内葡萄酒的品质具有重要意义[19-22]。本研究以19个不同品种、不同产地的贺兰山东麓新红葡萄酒为研究对象，结合颜色感官评价，探究分析了不同品质红葡萄酒颜色参数特征；通过相关性分析和主成分分析，考察了影响贺兰山东麓新红葡萄酒颜色品质特征的关键因子，并建立了线性回归模型，以期为宁夏贺兰山东麓葡萄酒的识别和葡萄酒颜色的系统研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 新红葡萄酒样品

本试验19个红葡萄酒，均取自贺兰山东麓产区不同葡萄酒庄的2016年份年轻的红葡萄酒。为规避葡萄酒氧化褐变，保证葡萄酒样品品质的稳定性及统一性，葡萄酒在酿造阶段完成后，经过2个月的后熟进行样品采集，样品信息见表1。

表1 葡萄酒样品信息Table 1 Information of wine samples

1.1.2 标准品与试剂

甲醇、乙腈（均为色谱纯）：德国Merck公司；盐酸（优级纯）：上海化学试剂有限公司；柠檬酸、磷酸氢二钠、三水醋酸钠、氯化钾（均为分析纯）：北京为民生物科技有限公司。6种花色苷标准品：美国Chromadex公司，详细信息见表2。

表2 花色苷标准样品信息[23]Table 2 Informations of anthocyanins standard sample

1.2 仪器与设备

Waters 2695高效液相色谱仪（配2475紫外检测器及Xcalibur1.2数据处理系统）：美国Waters公司；凯航HH-8数显恒温水浴锅：常州市凯航仪器有限公司；FRQ-1006单槽超声波清洗机：杭州法兰特超声波科技有限公司；Mili-Q型超纯水机：美国密理博公司。

1.3 方法

1.3.1 葡萄酒颜色、总色素、聚合色素的测定[24]

葡萄酒颜色（winecolor，WC）：将40μL的乙醛加入4mL的酒样中，45 min后于波长520 nm处测定吸光度值，吸光度值越大表示葡萄酒易被氧化的不稳定的花色苷含量越高。

总色素（totalcolorofpigments，WCA）：将9mL的0.1mol/L盐酸溶液加入到1 mL的酒样中，4～5 h后测定波长520 nm处的吸光度值。吸光度值越大表示葡萄酒离子化的花色苷含量越高。

聚合色素（polymeric pigment color，PPC）：将15 mg NaHSO3加入5 mL的酒样中，1 min后测定波长520 nm处的吸光度值。吸光度值越大表示花色苷和其他酚类物质发生聚合反应生成的色素含量越高。

1.3.2 CIE1976Lab法测定葡萄酒颜色特征[25-26]

将葡萄酒过4.5μm滤膜，取1mL酒样加入9mL蒸馏水，分别于波长450 nm、520 nm、570 nm、630 nm处测定吸光度值A450nm、A520nm、A570nm、A630nm，以蒸馏水作空白对照。参考相关文献计算CIE1976Lab颜色参数L*、a*、b*、c*、H*，L*，a*，b*分别代表亮度、红/绿色分量、蓝/黄色分量，通过视觉感知的3个特定品质属性色调、亮度和色差来客观评价葡萄酒的颜色及其变化，c*、H*分别表示饱和度和色调。

1.3.3 高效液相色谱法测定葡萄及葡萄酒中6种花色苷[27]

色谱条件：采用Agilent-ZORBAXSB-C18色谱柱（4.6mm×250 mm，5 μm）；柱温：40℃；检测波长：525 nm；流动相A：乙腈，流动相B：0.1%磷酸水溶液；流速：0.8 mL/min，梯度洗脱，洗脱程序见表3；进样体积：5 μL。

表3 梯度洗脱程序Table 3 Gradient elution program

样品前处理方法：称取5.00 g葡萄酒于150 mL三角瓶中，加入无水乙醇∶盐酸∶水（2∶1∶1，V/V）提取剂25 mL，摇匀，超声30 min（50 kHz、120 W）后，于100℃沸水浴冷凝回流1 h。取出样品冷却至室温，经0.22 μm微孔滤膜过滤后待测。

定性定量方法：6种花色苷以保留时间定性，根据峰面积采用外标法定量，花色苷总含量（totalanthocyanins，ACY）为6种花色苷含量之和。

1.3.4 葡萄酒感官质量的评定

葡萄酒颜色感官质量评定主要对葡萄酒的明亮度、澄清度等颜色方面进行颜色感官评价，由25名经过感官培训的人员组成品尝小组，每个品尝成员按照文献[28]中的感官评价标准分别对19个葡萄酒样品进行颜色感官评定，满分为10分。

1.3.5 数据处理

采用SPSS 19.0进行描述性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 贺兰山东麓新红葡萄酒颜色品质描述性分析

以颜色感官评价得分（sensoryevaluation，S.V）为依据，将19个贺兰山东麓新红葡萄酒分为一般品质、中等品质、优质品质3个组，进行描述性分析，结果见表4。由表4可知，从低分组到高分组，葡萄酒中Dp、Cy、Pt、Pg、Pn、Mv、ACY、L*、a*、b*、c*、WC、WCA、PPC呈现递增趋势，只有H*表现为先下降后升高的趋势，初步说明葡萄酒不同组分花色苷单体（Dp、Cy、Pt、Pg、Pn、Mv）含量越高，颜色越明亮（L*）、越鲜艳（c*）偏度系数（Skewness）用来指出一个分布以其平均值为中心的不对称程度，偏度系数=0为对称分布，偏度系数＞0为正偏分布，偏度系数＜0为负偏分布[29]。峰度系数是用来表示与正态分布相比较时，峰值集中或平坦分布的程度，峰度系数=3为正态峰，峰度系数＞3为高狭峰，峰度系数＜3为低阔峰[29]。在表4中，一般、中等、优质品质组的偏度系数变化范围分别为-2.13～2.07、-2.44～2.46、-0.72～1.92，峰度变化范围分别为-1.07～4.91、-1.09～6.26、-1.83～4.29，说明在高品质葡萄酒分组中，大部分颜色参数为正偏分布，分布集中在低数值方面，不对称的尾端向较大值延伸；优质品质组颜色参数多为低阔峰，仅b*和H*为高狭峰，说明对贺兰山东麓葡萄酒品质的描述性分析具有相对准确的判断分析。

表4 贺兰山东麓新红葡萄酒颜色品质描述性统计Table 4 Descriptive statistics of color quality of new red wine in eastern foot of Helan Mountain

2.2 贺兰山东麓葡萄酒花色苷及颜色参数测定结果

表5 贺兰山东麓葡萄酒花色苷及颜色参数测定结果Table 5 Determination results of anthocyanin and color parameters of the wine in the eastern foot of Helan Mountain

续表

由表5可知，葡萄酒样品从1号至19号颜色感官评分依次增高，花色苷各组分及颜色参数大体呈现递增趋势，只有H*表现为先下降后升高的趋势。 其中，Dp、Cy、Pg、a*、C*在15号葡萄酒样品中含量最高，分别为65.76mg/L、106.12mg/L、1.72 mg/L、52.81、52.81；Pt、Pn、ACY在17号葡萄酒样品中含量最高，分别为46.64mg/L、26.94mg/L、419.98mg/L；Mv、H*、WC分别在13、2、18号葡萄酒样品中表现最高，b*和PPC在16号葡萄酒样品中含量最高。 15、16、17、18均来自优质品质组，进一步说明葡萄酒花色苷各组分及颜色参数（a*、b*、C*、PPC、WC）含量越高，葡萄酒感官评价越好。4号葡萄酒L*和2号葡萄酒H*在所有葡萄酒中为最高，但感官评价较为一般，说明4号葡萄酒颜色过于明亮，而2号葡萄酒色调过高，从而导致感官评分结果较为一般。

2.3 贺兰山东麓葡萄酒花色苷及颜色参数相关性分析

表6 贺兰山东麓葡萄酒花色苷及颜色参数相关性分析Table 6 Correlation analysis of anthocyanin and color parameters of the wine in the eastern foot of Helan Mountain

对19个贺兰山东麓葡萄酒样品进行相关性分析，结果见表6。由表6可知，颜色感官得分（S.V）与Dp、ACY呈极显著正相关（P＜0.01），与Pt、Mv、WCA呈显著正相关（P＜0.05），与Pg、Cy、Pn不相关，说明Dp、Pt、Mv、ACY、WCA含量的高低对葡萄酒颜色感官有积极作用，而Dp、Pt、Mv三种色素均为大体呈现蓝-红色，说明对于优质葡萄酒颜色蓝色和红色为人们所接受并喜爱的，橙色（Pg、Cy、Pn）为相对不很愉悦的颜色组成。L*与Pn、PPC、WCA、WC呈显著负相关（P＜0.05），说明葡萄酒颜色越深、聚合色素含量越高，橙红色的Pn色素含量越高，葡萄酒酒体颜色的鲜亮程度越差。a*与Dp、Mv、b*、c*呈极显著正相关（P＜0.01），与Pt、Pg、ACY、PPC、WCA呈显著正相关（P＜0.05），说明葡萄酒酒体颜色偏红色的程度与Dp（红-蓝色）、Mv（红-蓝色）、酒体颜色的鲜亮度和饱和度以及葡萄酒明亮程度有着密切联系。c*与Dp、Cy、Pg、Mv、ACY、a*、PPC、WCA、WC呈极显著正相关（P＜0.01）；与Pt呈显著正相关（P＜0.05）；H*与Cy呈显著正相关（P＜0.05），与a*、b*呈显著负相关（P＜0.05），说明葡萄酒酒体的饱和度综合了Dp、Cy、Pg、Mv、ACY因素，而酒体颜色越偏红色和黄色，酒体色调越低。

2.4 贺兰山东麓新红葡萄酒颜色参数主成分分析

将19个贺兰山东麓新红葡萄酒颜色参数进行主成分分析，得到主成分的特征值、贡献率和累积贡献率，结果见表7。由表7可知，特征值＞1的共计3个主成分，第1主成分的特征值为7.857，累积贡献率为52.378%，第2主成分的特征值为2.397，累积贡献率为68.359%，第3主成分的特征值为1.555，累积贡献率为78.724%，说明3个主成分能够较好地代替反⒊原始数据绝大部分信息。因此构成贺兰山东麓新红葡萄酒颜色参数指标由最初15个降到了3个不相关的主成分，成功达到了降维目的。

表7 各主成分的特征值和累积贡献率Table 7 Characterisic values and accumulative contribution rate of the principal components

通过将主成分的载荷矩阵旋转之后得到旋转成分载荷矩阵，载荷系数更接近1或者更接近0，能够将得到的主成分更好的解释和命名变量，结果见表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个相关程度较高的变量所构成，其因子载荷量介于0.252～0.897，PC1涵盖了绝大多数颜色参数信息，且所有颜色参数均呈正向分布，即PC1越大，此类参数值越大。第二主成分（PC2）主要是由b*、H*2个相关程度较高的变量构成，其因子载荷量分别为0.024、0.003，b*代表了黄蓝色程度，+b表示黄色，-b表示蓝色，H*代表了酒体颜色的色调，在第二主成分PC2坐标轴上b*和H*均呈正向分布，因此，PC2主要是结合b*描述了葡萄酒色调特征。第三主成分（PC3）主要是由Pn和L*构成，因子载荷量分别为-0.084、0.124，Pn主要呈现橙-红色，L*代表了酒体颜色明亮程度，Pn在PC3上呈负向分布，而L*呈正向分布，说明Pn越大，葡萄酒的明亮度越低，因此，PC3主要是结合Pn描述了葡萄酒的明亮程度信息。得分系数反⒊各个指标对主成分影响程度的判定依据，通过得分系数将各个变量进行线性组合，建立关于PC1、PC2、PC3与葡萄酒颜色参数这15个变量得分系数模型：

表8 主成分载荷矩阵Table 8 Component matrix of principal components

2.5 贺兰山东麓新红葡萄酒颜色参数聚类分析

对19个贺兰山东麓新红葡萄酒样品颜色品质参数进行聚类分析，结果见图1。由图1可知，当类间距为5时，19个样品分为A、B、C、D共4类。 A类聚集了5、13、17、18号葡萄酒，该类葡萄酒中Dp、Cy、Pt、Pg、Mv、ACY含量均表现较高，且S.V和WCA也较高，主要聚集了花色苷各单体含量高、颜色感官评价好的优质葡萄酒，这与2.1中以颜色感官评价得分分组结果基本吻合，仅5号葡萄酒表现出花色苷各单体含量高，颜色感官评价得分较低。B类聚集了6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、19号葡萄酒，是描述较为普遍的中、优品质葡萄酒颜色参数特征的一类。相较2.1的分类，说明了颜色感官评分具有一定误差，通过葡萄酒颜色参数的定性描述，能够较为准确的评价葡萄酒品质特征。C类聚集了1、3、4号葡萄酒，该类葡萄酒花色苷各单体含量低，颜色感官评分差，酒体颜色明亮且偏蓝色调，色相为负值表现为较为单一的特征，是描述葡萄酒品质较低的一类。2号葡萄酒单独为一类（D类），该葡萄酒a*和b*为最低，分别为-7.76，-37.33，H*最高，为78.25，是描述酒体颜色偏绿色和蓝色，颜色感官评分较差，色相单一的一类低品质酒。

图1 19种新红葡萄酒聚类分析Fig.1 Cluster analysis of 19 kinds of new red wine

3结论

通过描述性统计分析，从低品质组到高品质组，葡萄酒中Dp、Cy、Pt、Pg、Pn、Mv、ACY、L*、a*、b*、c*呈现递增趋势，只有H*表现为先下降后升高的趋势。通过相关性分析，颜色感官得分（S.V）与Dp、ACY呈极显著正相关（P＜0.01），与Pt、Mv、WCA呈显著正相关（P＜0.05），与Pg、Cy、Pn不相关。通过主成分分析，将贺兰山东麓葡萄酒分为三类，第一主成分（PC1）主要是由Dp、Cy、Pt、Pg、Mv、S.V、a*、c*、PPC、WCA、WC构成。第二主成分（PC2）主要是由b*、H*构成。第三主成分（PC3）主要是由Pn和L*构成，并建立了得分系数模型，这为掌握贺兰山东麓红葡萄酒颜色指标特征提供了理论依据，对不同等级红葡萄酒颜色评价提供了数据支撑。

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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

宁夏回族自治区自然基金项目（NZ15108）；宁夏农林科学院宁陕合作项目（DWHZC-2017004）

葛 谦（1988-），女，助理研究员，硕士，研究方向为农产品质量安全及品质评价。

*通讯作者：赵子丹（1985-），女，助理研究员，硕士，研究方向为农产品质量安全。