CIE 1976(L*a*b*)色空间方法在贺兰山东麓产区红葡萄酒颜色评价中的研究与应用

王飞，张昂*，刘烨，王志刚，刘芳

（1. 秦皇岛出入境检验检疫局检验检疫技术中心，河北秦皇岛 066004；2. 绥芬河出入境检验检疫局，黑龙江绥芬河 157300；3. 济南海能仪器股份有限公司，济南 250100）

CIE 1976(L*a*b*)色空间方法在贺兰山东麓产区红葡萄酒颜色评价中的研究与应用

王飞1，张昂1*，刘烨2，王志刚3，刘芳1

（1. 秦皇岛出入境检验检疫局检验检疫技术中心，河北秦皇岛 066004；2. 绥芬河出入境检验检疫局，黑龙江绥芬河 157300；3. 济南海能仪器股份有限公司，济南 250100）

用CIE 1976(L*a*b*)色空间L*a*b*量化分级法对贺兰山东麓产区干红葡萄酒颜色进行了量化分级，颜色可分为等15种，葡萄酒色度值L*在4.0～42.7、a*在35.48～175.86、b*为6.93～49.61，在a*-b*坐标中显示为红-黄混合色。该方法对所有样品均可量化分级，相比人工目视方法32.2%的分辨率、难以用语言分类而言，有较大优势。对贺兰山东麓产区干红葡萄酒颜色资源进行了量化后的分级和分析比较，验证了CIE 1976(L*a*b*)色空间L*a*b*量化分级法的实用性。

CIE 1976(L*a*b*)；L*a*b*量化分级法；贺兰山东麓；葡萄酒；颜色

贺兰山东麓是我国重要的葡萄酒产区，是经国家质检总局批准的地理标志产品。其特有的土壤及气候条件非常有利于葡萄中糖分和酚类物质的累积，酿造的葡萄酒香气浓郁、纯正，口感醇厚、有较强的结构感，酒体颜色呈深紫色、深红、深宝石红。

颜色是葡萄酒分级中重要的质量指标[1]，与花色苷和酚类含量、酒龄、葡萄品种、品质及风味等[2-3]关系密切，尤其是描述分析葡萄酒感官质量与风格的有效手段[4]。葡萄酒的颜色评价方法较少，量化分级更是缺乏研究[5]。现阶段主要有感官+语言评价法[6]和分光光度计法单波长测定法[7-9]，前者缺乏量化标准、随意性大[10]，后者不能反映真实的颜色。国家标准[11-13]中没有颜色的数字化色空间测定方法，行业标准[14]虽建立了数字化测定方法，但缺乏量化分级方法[10]，有文献[5]进行分级探讨，但尚未见到系统的分类和应用实例。

本文依据CIELAB色空间的色度学原理，建立了基于色度学方法的CIE 1976(L*a*b*)色空间L*a*b*量化分级法[10]，并应用于贺兰山东麓葡萄酒颜色研究。该分级方法表达出了葡萄酒颜色的色度学属性，可以再现和保存颜色数据。用于葡萄酒颜色分类，为葡萄酒颜色评价和新产品研发提供依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

W100红酒测定仪：济南海能仪器股份有限公司；比色皿。

1.2 测量条件

按照SN/T 4675.25-2016标准[14]对样品前处理，将样品在8000 r/min离心10 min，吸取上清液约10 mL，经0.45 μm水性滤膜过滤，待测。

1.3 仪器条件

光谱范围380～780 nm；△λ5 nm；D65。

1.4 试验样品及测定

116个干红葡萄酒酒样取自贺兰山东麓银川市及吴忠市，葡萄酒试样的CIE 1976(L*a*b*)色度值参数测量与计算，是通过在光谱范围380～780 nm、△λ5 nm条件下测量的吸光度值，计算出葡萄酒在CIE 1964标准色度系统的三刺激值X、Y、Z，再按照公式（1）、（2）、（3）计算葡萄酒CIE 1976(L*a*b*)色空间的L*、a*、b*。

色度值计算公式见（1）～（3）：

式中：L*、a*、b*分别为样品在CIE 1976(L*a*b*)色空间中的心理明度坐标值（明度值）、心理彩度坐标值（红-绿色品指数值）、心理彩度坐标值（黄-蓝色品指数值）；X、Y、Z为样品的色刺激值；X10、Y10、Z10分别为CIE 1964标准色度观察者中的色刺激值。

2 结果与分析

2.1 L*a*b*法量化分级参数及验证

对贺兰山东麓银川市及吴忠市116个干红葡萄酒酒样，用W100红酒测定仪进行色度值测定，同时葡萄酒试样的CIE 1976(L*a*b*)色度值按色度学原理进行分级。一般人对色差大于1.5可以很好的区别，以专业品酒员的色差分辨能力为1.0（色差分辨能力≥1.0可分辨）、眼睛长时间分辨能力不变为例，以1号样品开始按照标号顺序比较相邻样品之间分辨能力。

表1数据显示，人工方法有37个可以分辨，仅占总数的32.2%，且无法对颜色进行量化描述。CIE 1976(L*a*b*)色空间的L*a*b*法量化分级方法对全部样品可以分为共计15种，明显优于人工分类，而且分级代表的参数可以复原当时的颜色。

2.2 基于CIE 1976(L*a*b*)色空间的L*a*b*法量化分级

葡萄酒颜色的CIE 1976(L*a*b*)色空间L*a*b*量化分级方法与传统常用的语言描述方法对比见表2。

CIE 1976(L*a*b*)色空间L*a*b*量化分级方法将葡萄酒颜色分为1690个级别，远远超出人眼的分辨能力，可以充分的表达出不同颜色的葡萄酒区别。

2.3 样本的色度值分布

将贺兰山东麓产区干红葡萄酒的色度值L*、a*、b*分布绘图，见图1。将色度值a*和b*绘制心理彩度坐标图，见图2。

表1 干红葡萄酒的CIE 1976(L＊a＊b＊)色空间的色度值参数

续表1

续表1

表2 贺兰山东麓产区干红葡萄酒的CIE 1976(L＊a＊b＊)色空间的L＊a＊b＊量化分级体系

图1数据可见，明度值L*在4.0～42.7，其最低值为4.0，接近不透明状态，大部分在20～40。红-绿色品指数值a*的分布在35.48～175.86，在色品图（图2）上处于第一象限。黄-蓝色品指数值b*为6.93～49.61，均为正值，在色品图（图2）上处于第一象限。

明度是明暗差别基调上的色彩对比方式，一般分为低明度、中明度和高明度。明度值在20～40，部分L*值小于10。L*值属于低明度范围，由黑色及暗（深）灰组成，心理感受是具有厚实、沉静、庄重而内向之感。a*和b*是色空间的红-绿色品指数和黄-蓝色品指数，a*正值代表红色，b*正值代表黄色。a*值35.48～175.86、b*值6.93～49.61，在色品图（图2）上处于第一象限，颜色表现为红色与黄色的混合色。

图1 贺兰山东麓产区干红葡萄酒的CIE 1976(L*a*b*)色空间的色度值L*、a*、b*分布图

图2 贺兰山东麓产区干红葡萄酒的CIE 1976(L*a*b*)色空间的心理彩度坐标

综合以上数据分析，贺兰山东麓的干红葡萄酒，颜色属性为低调弱对比，具有沉着、厚重、分量、深度的色彩感觉，大部分酒样颜色偏红色，少部分因为a*在170左右呈现浓烈的红色。酒体颜色以洋红、樱桃红色、覆盆子红等以红色为主混有黄色的混合颜色为主，红色醇厚；酒体透光率很低、吸光度值高，酒体较暗、微亮、浓稠、厚重。图2显示，颜色倾向于分布、集中在2个区域，有明显的代表性，颜色分布过于集中、雷同，缺乏红-黄色之间的均匀过度颜色，视觉冲击力度不够。颜色控制工艺在明度和纯度方面有进一步发展的空间。

3 讨论与结论

贺兰山东麓红葡萄酒颜色在色度学上属于低调弱对比、颜色红偏黄色、以醇厚的红色为主，酒体透光率低、浓稠、厚重；用心理彩度坐标图对颜色进行分析，发现其集中在两个小范围的区域，说明颜色品种类似、颜色品种进一步丰富的空间很大。研究中还发现个别品种酒体厚重、浓稠、透光度非常低，测定的a*值不同于于庆泉等[7]和陈晓艺[8]研究，与酿造原料如染色葡萄中呈色物质含量高、透明度低有关，致使计算结果不同于滕秀金等[15]的研究数据。

CIE 1976(L*a*b*)色空间L*a*b*分级法在葡萄酒颜色中的初步应用表明，可实现葡萄酒颜色的数字化评价和分级，方法辨识程度高、简单、快捷、准确，使国标要求得以实现。该方法分类与人工评价的对应度不够贴切，不完善之处有待进一步的实践检验、修正。数字化分级方法有利于葡萄酒颜色资源的开发、利用和保存，可实现自动分级，对开发更丰富品种的葡萄酒颜色和提升产业实力提供技术支持。

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Research and application of the CIE 1976(L*a*b*) color space system on the quantitative classification of the color of wine from the eastern foot of Helan mountain

WANG Fei1, ZHANG Ang1*, LIU Ye2, WANG Zhigang3, LIU Fang1
（1. Qinhuangdao Enter-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Qinhuangdao, Hebei 066004; 2.Suifenghe Enter-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Heilongjiang, Suifenghe 157300; 3. Jinan Hainon Instruments Co.,Ltd, Jinan 250100）

Quantitative classification of the color of dry red wine samples from the eastern foot of Helan mountain were achieved by the CIE 1976(L*a*b*) color space system. Wine color were classified aswith the L*, a*and b*values ranging from 4.0 to 42.7, 35.48 to 175.86, and 6.93 to 49.61,repectively.The a*-b*coordinate system showed a secondary color from red and yellow. For the color characteristics of all samples, the accuracy of eye recognition was only 32.2%, whereas the accuracy of quantitative classification method based on the CIE 1976 (L*a*b*) system was 100%. The results proved that the CIE 1976 (L*a*b*) method was practical and could be used for the quantitation, classification, conservation and comparison of color resources of dry red wines from the eastern foot of Helan mountain.

CIE 1976(L*a*b*); quantitative classification method of L*a*b*; eastern foot of Helan mountain; wine;color

TS262.61

A

10.13414/j.cnki.zwpp.2017.06.002

2017-07-14

河北省科研计划项目（编号：16275519）

王飞（1964-），男，高级工程师，研究方向：化学分析中颜色变化。E-mail: hhciq@163.com

*通讯作者：张昂（1982-），男，高级工程师，博士，研究方向：葡萄酒分析检测。E-mail: zhanganggrape@hotmail.com