颜色作为红葡萄酒重要的感官特性，与葡萄酒的结构、丰满度以及成熟程度有密切的关系，是鉴别葡萄酒品质及酒龄的重要依据[1]。研究葡萄酒的颜色对于葡萄酒发酵工艺优化、陈酿过程调控以及品质鉴定与提升都有重要意义[2-3]。

CIELab颜色空间参数是由国际照明委员会(Commission International de I’eclairage, CIE)在1976年公布的一种色彩模式，基于人类生理特征、用数字化的方法来描述人对颜色系统的视觉感应。所有颜色都可以在一个三维的均匀色空间内由L*(明亮度)、a*(红色)和b*(黄色)三坐标定义[4-5]，是国际葡萄与葡萄酒组织(International Organization of Vine and Wine, OIV)推荐的客观评价葡萄酒颜色的方法，广泛应用于葡萄酒颜色特征描述及分级中[2,5-10]。花色苷是红葡萄酒主要呈色物质，其含量、种类和比例决定着红葡萄酒的颜色[11-13]。游离花色苷含量越高，葡萄酒的颜色越红(紫)，色彩饱和度越高，反之就低[14-15]。在葡萄酒陈酿过程中，游离花色苷含量逐渐降低，通过酰化修饰、聚合和共呈色等作用形成更加复杂的花色苷衍生物[16-20]，颜色逐渐由红色向黄色色调转移(称为“黄移”)，分析数据表现为色调或者色调角增加，并趋于稳定[21-22]。虽然葡萄酒的颜色在陈酿过程中最终会趋于黄色色调，但其“黄移”的速度可以看成是否保持稳定性的标志，也是其重要的陈酿特性。一般情况下葡萄酒色调增加的速度越快，花色苷减少速度越快，反映出其颜色的陈酿稳定性越差，反之陈酿稳定性越好[23-25]。

贺兰山东麓作为中国葡萄酒新兴产区，主要产品为陈酿型干红葡萄酒。贺兰山东麓新红葡萄酒颜色深、紫色色调明显[2]。本研究选取贺兰山东麓同一酒庄相同陈酿工艺条件下、10个不同年份的赤霞珠干红葡萄酒，利用CIELab颜色空间参数并分析花色苷组分的变化，研究其颜色陈酿特性。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

选用贺兰山东麓贺兰晴雪酒庄10个年份的赤霞珠干红葡萄酒作为待测样品。酒样分别是2005、2006、2008、2009、2010、2011、2012、2013、2014、2015年；在2017年进行实验分析，即酒龄分别为12、11、9、8、7、6、5、4、3、2年。所有酒样在橡木桶陈酿约12个月后装瓶，并在相同酒窖进行陈酿(温度12～18 ℃，相对湿度60%～80%)。酒样常规理化指标(见表1)符合GB/T 15037—2006[26]标准，均为合格的葡萄酒样品。

乙腈、甲醇，均为色谱纯，美国Thermo Fisher Scientific公司；花色苷标准品用二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷(malvin-3-O-glucoside, Mv-3-O-Glu)，美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

UV2450型分光光度计，日本岛津公司；Agilent1100型高效液相色谱仪，美国安捷伦公司；Ultra-Ⅱ C18色谱柱(250 mm×4.6 mm×5 μm)，美国瑞斯泰克公司。

1.3 检测指标及方法

1.3.1 CIELab法测定葡萄酒颜色

测定方法参照文献[2]和[10]。酒样经0.45 μm滤膜过滤，置于0.2 cm光程石英比色皿中(用蒸馏水作为参比)，测定供试酒样在450、520、570、630 nm波长处的吸光度，通过式(1)至式(8)计算出三色值X、Y、Z值，继而得CIELab参数L*、a*、b*[27]。

表1 10个年份赤霞珠干红葡萄酒酿酒学参数

Tab.1 Oenological parameters of Cabernet Sauvignon dry red wines of 10 vintages

年份酒精度/%ρ(干浸出物)/(g·L-1)pHρ(总酸)∗/(g·L-1)ρ(总酚)/(mg·L-1)200512.5330.373.595.032089.44200612.8732.373.565.132317.22200813.4734.433.715.202970.00200914.4331.403.527.432578.33201013.0729.533.436.601967.22201113.3337.103.575.172431.11201215.1737.303.457.272631.11201314.6337.433.725.632708.89201414.7733.273.625.472572.78201513.2734.433.515.372586.67

*以酒石酸计。

τ=10-A，

(1)

X=19.717τ450+1.884τ520+42.539τ570+
32.474τ630-1.841，

(2)

Y=7.950τ450+34.764τ520+42.736τ570+
15.759τ630-1.180，

(3)

Z=103.518τ450+4.190τ520+0.251τ570-
1.831τ630+0.818，

(4)

L*=116[(Y/Y10)1/3-0.137 9]，

(5)

a*=500[(X/X10)1/3-(Y/Y10)1/3]，

(6)

b*=200[(Y/Y10)1/3-(Z/Z10)1/3]，

(7)

/a*)。

(8)

式(1)中，τ为透光率，A为吸光度；式(2)至(7)中X、Y、Z是根据公式计算200～700 nm波长范围的红、绿、黄三原色刺激值，X10、Y10、Z10是CIE推荐的标准白光的三种颜色刺激值，X10=94.825，Y10=100，Z10=107.381。

1.3.2 总花色苷含量的测定

用pH示差法测定总花色苷含量[2]。

1.3.3 游离花色苷含量的测定

用高效液相色谱测定游离花色苷含量[28]。

葡萄酒样经0.45 μm水系滤膜过滤，然后直接装入进样瓶中待测。

Ultra-Ⅱ C18色谱柱(250 mm×4.6 mm×5 μm)；流动相A为V(水)∶V(乙腈)∶V(甲酸)=87∶3∶10，流动相B为V(水)∶V(乙腈)∶V(甲酸)=40∶50∶10。梯度洗脱程序0～4 min，6%～15% B；4～13 min，15%～25% B；13～20 min，25%～50% B；20～35 min，50%～80% B；35～40 min，80%～100% B；40～45 min，100%降至6% B。检测波长535 nm，柱温35 ℃，流速1.0 mL/min，进样量10 μL。

1.4 数据处理

利用Color Express软件对CIELab颜色空间参数进行表征；通过IBM SPSS Statistics 20数据分析软件对花色苷含量、酒龄、色调角进行相关性分析并建立回归模型。

2 结果与讨论

2.1 陈酿过程中贺兰山东麓赤霞珠干红葡萄酒颜色变化

由CIELab法得到贺兰山东麓10个年份赤霞珠干红葡萄酒的颜色特征参数，结果见表2。L*表示葡萄酒的明亮度，10个酒样整体明亮度较高，酒体光泽度良好，总体上随陈酿时间呈增加趋势。a*代表酒样红色程度，总体上随陈酿时间呈下降趋势；b*代表酒样的黄色程度，总体上随着陈酿时间呈增加趋势。色调角反映色彩特征，是葡萄酒颜色判别的综合指标，红葡萄酒的色调角介于0°～90°之间，其值越小代表葡萄酒的颜色越倾向于紫红或宝石红色，反之则更倾向于棕红色或砖红色[2,5]。10个酒样的值在13.63°～41.60°之间，变化较大，总体趋势随酒龄而增加，其中2015年(陈酿2年)值最小为13.63°，2013年(陈酿4年)增加到31.21°，变化幅度较大。2009年(陈酿8年)的酒样达到40.52°，随后年份趋于平稳。

利用Color Express软件在CIELab颜色空间内准确定位10个年份的赤霞珠干红葡萄酒的L*、a*、b*，得到直观的颜色表征及陈酿过程中颜色的变化规律，结果如图1。在陈酿过程中葡萄酒的颜色有明显变化，并呈现出由紫红色色调向黄色色调逐渐变化的规律。红色色调最明显的是2015年的葡萄酒，表现为紫红色；陈酿前4年颜色变化最明显，迅速向黄色色调转变；在2009年(陈酿8年)达到明显的黄色色调，随后稳定在棕红色和砖红色，与陈晓艺等[10]对红葡萄酒颜色量化分级标准相吻合。法国波尔多地区陈酿10年的干红葡萄酒还有明显的红色色调[29]；李运奎等[9]对中国多个产区红葡萄酒颜色的研究中，宁夏产区的葡萄酒同样表现出较高的黄色色调；综合来看，贺兰山东麓赤霞珠干红葡萄酒的颜色陈酿稳定性较差。

表2 10个年份赤霞珠干红葡萄酒CIELab颜色空间参数值

Tab.2 CIELab color space parameters of Cabernet Sauvignon dry red wines of 10 vintages

年份陈酿时间/aL∗a∗b∗H∗ab/(°)20051264.9930.3425.3240.8520061167.9029.2624.9540.462008964.5229.3327.9441.602009868.7827.3525.9740.522010765.2830.8120.3133.392011657.2937.4019.6630.732012558.6235.9321.1230.452013452.6238.9329.5731.212014359.3035.8317.3225.802015253.6144.0610.6813.63

图1 10个年份赤霞珠干红葡萄酒CIELab颜色表征
Fig.1 CIELab color characteristics of Cabernet Sauvignon dry red wines of 10 vintages

2.2 贺兰山东麓赤霞珠干红葡萄酒陈酿过程中花色苷变化

以2015年色谱为例，花色苷的色谱见图2，可以看出各花色苷分离度良好，峰形对称，可以很好地进行定性定量分析。选择保留时间为12.68±0.15 min的Mv-3-O-Glu为参考峰，参考文献[28]确定葡萄酒样中花色苷的种类及出峰顺序，以Mv-3-O-Glu为标样，其标准工作曲线为y=0.051 0x-0.614 8(R2=0.999 5)，得到10个不同年份葡萄酒中花色苷含量。表3给出了不同陈酿年份葡萄酒中花色苷的含量，其中Mv-3-O-Glu含量最高，决定了赤霞珠葡萄酒的颜色；9种基本花色苷、乙酰化花色苷和香豆酰花色苷在葡萄酒陈酿过程中除Mv-3-O-Glu外没有明显的变化规律，Mv-3-O-Glu在陈酿过程中呈下降趋势；总花色苷含量最高的样品为2015年葡萄酒，197.85 mg/L，在陈酿前4年(2013年)含量迅速下降至71.18 mg/L；在陈酿8年(2009年)下降至16.53 mg/L，之后趋于稳定,变化趋势与颜色一致。结合陶永胜等[7]和梁娜娜等[8]的研究，花色苷含量和组成与葡萄酒颜色参数具有相关性，本研究确定了贺兰山东麓产区赤霞珠干红葡萄酒花色苷组成和含量导致红葡萄酒颜色“黄移”的变化规律。

注：1.花翠素-3-O-葡萄糖苷(Dp-3-O-Glu)， 2.花青素-3-O-葡萄糖苷(Cy-3-O-Glu)，3.甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷(Pt-3-O-Glu)，4.甲基花青素-3-O-葡萄糖苷(Pn-3-O-Glu)， 5.二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷(Mv-3-O-Glu)，6.甲基花青素-3-O-(6-O-乙酰)-葡萄糖苷(Pn-3-O-Gl-Ac)， 7.二甲花翠素-3-O-(6-O-乙酰)-葡萄糖苷(Mv-3-O-Gl-Ac)，8.甲基花青素-3-O-(6-O-对香豆酰)-葡萄糖苷(Pn-3-Couglu)， 9.二甲花翠素-3-O-(6-O-对香豆酰)-葡萄糖苷(Mv-3-Conglu)。
图2 2015年葡萄酒样品花色苷HPLC色谱
Fig.2 HPLC chromatogram of anthocyanins in wine sample of 2015

2.3 贺兰山东麓赤霞珠干红葡萄酒酒龄的判别

贺兰山东麓赤霞珠干红葡萄酒在陈酿过程中的颜色与花色苷含量的变化具有一定的规律性，总花色苷含量的下降促使颜色“黄移”，体现在色调角的增大。对贺兰山东麓赤霞珠干红葡萄酒的陈酿年份与花色苷含量、色调角进行相关性分析，酒龄与花色苷含量呈极显著负相关(P>0.01)，与色调角呈极显著正相关。

表3 10个年份葡萄酒单体花色苷含量

Tab.3 Anthocyanin concentrations in wines of 10 vintages mg/L

ρ(花色苷)年份2015201420132012201120102009200820062005Dp-3-O-Glu—1.521.992.662.502.37—0.03——Cy-3-O-Glu—1.450.751.863.002.18————基本花色苷Pt-3-O-Glu—12.10——2.54—————Pn-3-O-Glu3.28—————————Mv-3-O-Glu154.8783.6022.7919.4017.0812.051.001.020.18—乙酰化花色苷Pn-3-O-Gl-Ac7.80—3.313.53——3.362.050.67—Mv-3-O-Gl-Ac—3.523.49—1.881.68————香豆酰化花色苷Pn-3-Couglu3.281.0611.72————0.321.15—Mv-3-Conglu———2.08——2.061.190.77—总花色苷197.85142.3671.1846.6251.2222.616.5321.0415.4215.25

“—”表示未检出；花翠素-3-O-葡萄糖苷(Dp-3-O-Glu)，花青素-3-O-葡萄糖苷(Cy-3-O-Glu)，甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷(Pt-3-O-Glu)，甲基花青素-3-O-葡萄糖苷(Pn-3-O-Glu)，二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷(Mv-3-O-Glu)，甲基花青素-3-O-(6-O-乙酰)-葡萄糖苷(Pn-3-O-Gl-Ac)，二甲花翠素-3-O-(6-O-乙酰)-葡萄糖苷(Mv-3-O-Gl-Ac)，甲基花青素-3-O-(6-O-对香豆酰)-葡萄糖苷(Pn-3-Couglu)， 二甲花翠素-3-O-(6-O-对香豆酰)-葡萄糖苷(Mv-3-Conglu)。

建立酒龄与花色苷含量及色调角的回归方程，对贺兰山东麓赤霞珠干红葡萄酒酒龄进行判定。图3给出了酒龄与花色苷含量(a)、色调角的回归方程和曲线，两种回归方程分别为y=647.98x-1.584和y=14.375ln(x)+7.441 6，R2分别为0.948 1和0.898 5，拟合度均较好。利用回归方程可以通过葡萄酒中总花色苷的含量或色调角对贺兰山东麓赤霞珠干红葡萄酒的年龄进行简单的判定。

图3 陈酿时间与花色苷含量、色调角的关系
Fig.3 Correlation among ageing time with anthocyanin concentrations and

3 结 论

通过对贺兰山东麓10个垂直年份赤霞珠干红葡萄酒CIELab颜色空间参数和花色苷含量进行分析，得到产区赤霞珠干红葡萄酒的颜色陈酿特性。贺兰山东麓赤霞珠干红葡萄酒在陈酿前4年色调角快速增加，颜色由紫红色快速向(黄)红色转变，陈酿4～8年色调“黄移”减弱；陈酿8年以后，葡萄酒颜色趋于稳定，呈棕红色。(游离)花色苷含量在陈酿过程中迅速下降，其下降趋势与葡萄酒颜色“黄移”规律一致。从颜色的变化来看，贺兰山东麓的赤霞珠干红葡萄酒与法国波尔多地区相比稳定性略差，与之前对宁夏产区葡萄酒颜色稳定性的研究结果相一致。通过建立的酒龄与花色苷含量、色调角间的回归方程，可以对贺兰山东麓赤霞珠干红葡萄酒年龄进行判定。

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Determination of Color Change During Aging of Cabernet Sauvignon in Eastern Foothill of Helan Mountain

LI Wei1,3, XI Xiaomin2, LI Hui1,3, ZHANG Junxiang2,3,*

(1.School of Agriculture, Ningxia University, Yinchuan 750021, China;2.Wine School, Ningxia University, Yinchuan 750021, China;3.Ningxia Grape and Wine Research Institute, Yinchuan 750021, China)

Abstract： The color characteristics and anthocyanins changes during aging of Cabernet Sauvignon dry red wine at the eastern foothill of Helan mountain were studied. The CIELab parameters of Cabernet Sauvignon dry red wines in 10 vertical years (2005 to 2006, 2008 to 2015) from the same winery at the Eastern Foothill of Helan mountain were measured. Spectroscopy and liquid chromatography was employed to analyze the composition and content of anthocyanins. The results showed that the lightness (L*) and yellow color (b*) were increased and red color (a*) was decreased with increasing of wine ageing. The comprehensive index Hue angle showed an increasing trend, which increased significantly in the first 4 years of aging, and stabilized after the 8th year. This was also reflected in the color of wine. In the first 4 years, the color of wine rapidly changed from purple-red to yellowish red, and stabilized to brown-red color after 8 years. The content of total anthocyanins in wine had a decreasing trend, the highest was 197.85 mg/L in 2015 wine samples, which was rapidly decreased to 71.18 mg/L at the first 4 years during aging. After 8 years of aging, the anthocyanins content was decreased to 16.53 mg/L and tended to be stable, and the change of anthocyanins was consistent with that of “yellow shift”. From the color change, the stabilization of Cabernet Sauvignon dry red wine in the eastern foothill of Helan mountain was slightly less than that in Bordeaux, France, while it was consistent with the results in previous research on the color stability of wine in Ningxia. The regression equation among wine age, and total anthocyanins content was established, and the fitting degree was good, which could be used as a simple method to determine the wine age of Cabernet Sauvignon dry red wine at the eastern foothill of Helan mountain.

Keywords： Cabernet Sauvignon; anthocyanins; ageing; wine; eastern foothill of Helan mountain

中图分类号： TS262.6

文献标志码：A

doi:10.3969/j.issn.2095-6002.2020.02.006

文章编号：2095-6002(2020)02-0041-07

引用格式：李伟， 席晓敏， 李辉， 等. 贺兰山东麓赤霞珠干红葡萄酒陈酿过程中颜色变化研究[J]. 食品科学技术学报，2020,38(2):41-47.

LI Wei, XI Xiaomin, LI Hui, et al. Determination of color change during aging of Cabernet Sauvignon in eastern foothill of Helan mountain[J]. Journal of Food Science and Technology, 2020,38(2):41-47.

收稿日期： 2019-06-06

基金项目： 宁夏回族自治区重点研发计划重大项目(2016BZ06)； 贺兰山东麓葡萄酒特色酿造工艺研究项目(021604220003)。

第一作者： 李 伟，男，硕士研究生，研究方向为葡萄与葡萄酒。

*通信作者： 张军翔，男，教授，博士，主要从事葡萄与葡萄酒方面的研究。

(责任编辑：李 宁)