影响葡萄酒质量的理化指标分析

刘家保，陈中华，李云云

（1.安徽新华学院公共课教学部，安徽 合肥 230088；2.安徽新华学院商学院，安徽 合肥 230088）

1 引 言

解决问题的思路是根据样本数据，求出参数βj的估计值（j＝0，1，…，k），从而得到y对x1，…，x2，xk的线性回归方程。根据品酒员给出的外观、口感、香气、平衡／整体的分数将葡萄酒划分为差、较差、尚好、较好、很好5个等级，根据得票数，建立模型。最后通过线性回归方程，得出各种理化指标对葡萄酒等级的影响。

2 模型的建立与求解

选择10个专业品酒员分别对红葡萄酒27个酒样品和白葡萄酒28个酒样品进行打分，打分的规则为外观分析15分 （包括澄清度5分和色调10分），香气分析30分 （包括纯正度6分、浓度8分和质量16分），口感分析44分 （包括纯正度6分、浓度8分、持久性8分和质量22分）和平衡／整体评价11分。通过10个专业品酒员的打分求其每个酒样品的平均分，如表1所示。

表1 酒样的平均分

2.1 葡萄酒等级划分标准

由上述的评分，确定酿酒葡萄的等级质量由外观分析、香气分析、口感分析和平衡／整体评价4个因素构成，即X＝ ［口感、外观、香气、平衡／整体］对每个因素的评价按差、较差、尚好、较好、很好5个等级 （或按百分制）评定，即Y＝ ［差 （40～50分），较差（50～60分），尚可（60～70分），较好（70～80分），很好 （80分以上）］。采用强制决定法确定各质量因素的权重，分别为口感44%，外观15%，香气30%，平衡／整体11%，即A＝ ［0.44，0.15，0.3，0.11］。

按照评分标准，用MATLAB绘出差、较差、尚好、较好和很好这5个等级的得票数，如图1、图2所示。

2.2 数学模型的建立

葡萄酒等级的划分主要从花色苷、单宁和总酚［7］等方面进行评价，将酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标各成分用数学变量依次表示为x1，x2，…，xk。

（1）设随机变量y与一组 （k个）变量x1，…，x2，xk有关系：

其中ε是随机项，服从正态分布N（0，∂2）。

如果 （y1；x11，x21，…，xk1），…，（yn；x1n，x2n，…，xkn）是一个容量为n的样本，

图1 红葡萄各酒样品的得票数

则有：其中β0，β1，…，βk为未知参数，写成矩阵形式为：

其中：

（2）使用因变量的观察值与估计值之间的离差平方和达到最小来求β0，β1，…，βk，

解决问题的思路是根据样本数据，求出参数βj的估计值（j＝0，1，…，k），从而得到y对x1，…，x2，xk的线性回归方程：

（3）从表1，2中，可以得到对于红葡萄酒酒样品21、9、23、20、3品评相对较好而对酒样品6、8、15、18、11品评相对较差，对于白葡萄酒酒样品5、9、17、10、28品评相对较好而对酒样品13、12、8、11、16品评相对较差。

2.3 数学模型的简化求解

（1）通过对上述的数据分析，得出影响葡萄酒等级主要受总酚、单宁和总酸参数的影响，对总酚、单宁和总酸参数分别用x1、x2和x3表示，可得线性回归方程为：

（2）求解回归参数的标准方程如下：

图3 红葡萄酒的单宁影响程度图

图4 白葡萄酒的单宁影响程度图

图5 红葡萄酒的总酚影响程度图

图6 白葡萄酒的总酚影响程度图

图7 红葡萄酒的总酸影响程度图

图8 白葡萄酒的总酸影响程度图

从而得到线性回归方程：

2.4 问题解决

通过对红、白葡萄酒酒样品的主要成分的分析，可以看到，不同等级间参数存在着差异。特别是总酚、单宁和总酸参数对不同等级呈极显著相关。数据分析表明总酚、单宁和总酸与葡萄酒的等级划分呈明显的正相关，即总酚、单宁和总酸含量越高，葡萄酒的等级越高。

3 结束语

在葡萄酒的感官评价中，由于品酒员间存在评价尺度、评价位置和评价方向等方面的差异，导致不同品酒员対同一酒样的评价差异很大。本文选取了10个专业品酒员分别对红葡萄酒27个酒样品和白葡萄酒28个酒样品进行品评打分，减少了误差，并选取了关键的理化指标参数进行分析，使问题得到了简化。

［1］马佩选.葡萄酒质量与检验［M］.北京：中国计量出版社，2002：20-56.

［2］李记明，李华.葡萄酒成分分析与质量研究［J］.食品与发酵工业，1994，（02）：30-35.

［3］郭其昌，郭松泉.葡萄酒的质量等级法［J］.中外葡萄与葡萄酒，1999，（04）：64-67.

［4］赵宁，问亚琴，潘秋红.苯酚－硫酸法测定干红葡萄酒中的多糖含量［J］.实验研究，2011，（04）：9-17.

［5］刘丽媛，刘延琳，李华.葡萄酒香气化学研究进展［J］.食品科学，2011，（05）：310-316.

［6］李运，李记明，姜忠军.统计分析在葡萄酒质量评价中的应用［J］.酿酒科技，2009，（04）：79-82.

［7］张丽芝.贺兰山东麓红葡萄酒等级划分客观标准的初步研究［J］.中国食物与营养，2012，18（03）：29-32.

［8］卓金武.MATLAB在数学建模中的应用［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2011：3-52.