CN105548038A - 葡萄酒颜色的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种葡萄酒颜色的测定方法，属于测量技术领域。葡萄酒颜色的测定方法以波长间隔Δλ获取波长380到波长780范围内比色皿内葡萄酒的吸光度值，计算步骤包括S01：根据比色皿内葡萄酒的吸光度值分别计算光程为10mm的葡萄酒的吸光度值；S02：根据比色皿内葡萄酒的吸光度值分别出计算葡萄酒的光谱透射比：S03：根据光谱透射比计算葡萄酒的色刺激函数：S04：根据色刺激函数分别计算出葡萄酒的三刺激值；S05：根据葡萄酒的三刺激值分别计算出葡萄酒的CIE1976(L^*a^*b^*)色空间的L^*值、a^*值、b^*值：S07：根据葡萄酒的a^*值、b^*值计算葡萄酒的彩度C^* _ab值和葡萄酒的色调角h_ab值。本发明提供的葡萄酒颜色的测定方法，实现了葡萄酒颜色的数字化测量，测试步骤简单，可实现自动化、批量化的检测规模检测。

Description

葡萄酒颜色的测定方法

技术领域

本发明涉及一种葡萄酒颜色的测定方法，尤其涉及一种用CIE1976(L^*a^*b^*)色空间的色度值参数表示葡萄酒颜色的表示方法，属于测量技术领域。

背景技术

葡萄酒千变万化的色泽不仅给人带来视觉上的享受，同时也是评价葡萄酒整体质量的重要参考。颜色是葡萄酒品鉴、分级中重要的质量指标之一，颜色信息包含了花色苷和酚类含量、储存与酒龄、葡萄品种、品质及风味等信息，还可以预测未来品质变化，反映了其产地及酿造工艺等信息。

目前，目前国内对葡萄酒颜色的评定尚无统一、客观的标准方法。我国现行的《发酵酒及其配制酒》、《葡萄酒》和《葡萄酒、果酒通用分析方法》标准中，颜色检测是一个提纲性的方法，实验室不具备实际的操作性。

现有技术中葡萄酒颜色的评定方法依然依靠目视法“目视感受→思维判断→语言描述”，专业评酒员组成的感官评审组根据目视感觉用相近的描述性语言给出近似的结果，差异用举手表决的方式决定。“目视感受→思维判断→语言描述”方法受环境、人感官和心理影响很大，不能满足检测行业、加工酿造行业快速检验的需要。“目视感受→思维判断→语言描述”方法将人眼作为传感器，对颜色变化采用语言描述，其主要缺陷是：

1)人眼对不同颜色的敏感程度，影响代表反应进程的颜色判断，致使结果出现偏差；

2)不同操作者对语言的理解不同，对代表反应进程的颜色描述与理解不同；

3)不同环境对操作者的视觉影响大，难以提高检测精度；

4)只能用语言形容，没有数字信息，无法量值传递，而且追溯困难；

5)劳动强度大、易产生视觉疲劳，影响结果的准确；

6)测试步骤繁琐，无法实现自动化、批量化的检测规模。

发明内容

为克服现有技术中存在的技术问题，本发明的发明目的是提供一种葡萄酒颜色的测定方法，其测量结果数字化，测量精度高，测试步骤简单，可实现自动化、批量化的检测规模检测。

为实现所述发明目的，本发明提供一种葡萄酒颜色的测定方法，以波长间隔Δλ获取波长380到波长780范围内比色皿内葡萄酒的吸光度值其中，λ₁大于或等于380，λ_n小于或等于780，λ₁＝λ₁+(i-1)Δλ，其特征在于，计算步骤包括S01：根据比色皿内葡萄酒的吸光度值分别计算光程为10mm的葡萄酒的吸光度值 $\{A_{10\left({\mathrm{\λ}}_1\right)},\mathrm{...},A_{10\left({\mathrm{\λ}}_i\right)},\mathrm{...},A_{10\left({\mathrm{\λ}}_n\right)},\};$

S02：根据光程为10mm的葡萄酒的吸光度值分别出计算葡萄酒的光谱透射比{τ(λ₁)，…，τ(λ_i)，…，τ(λ_n)，}：

S03：根据光谱透射比计算葡萄酒的色刺激函数

S04：根据色刺激函数分别计算出葡萄酒的三刺激值X、Y、Z；

S05：根据葡萄酒的三刺激值分别计算出葡萄酒的CIE1976(L^*a^*b^*)色空间的L^*值、a^*值、b^*值：

S07：根据葡萄酒的a^*值、b^*值计算葡萄酒的彩度C^* _ab值和葡萄酒的色调角h_ab值。

优选地，步骤S01中，根据下式光程为10mm计算葡萄酒的吸光度值：式中：L为沿光传播方向比色皿间的距离；

优选地，步骤S02中，根据下式计算葡萄酒的光谱透射比：

优选地，步骤S03中，根据下式计算

色刺激函数：式中，为照明体的相对光谱功率分布因数。

优选地，步骤S04中，和

分别为CIE1964标准色度观察者的色匹配函数；κ_B为归一化系数， ${\mathrm{\κ}}_0=\frac{100}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{S}_{\left({\mathrm{\λ}}_i\right)}{\stackrel{\‾}{y}}_{0\left({\mathrm{\λ}}_i\right)}\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}}.$

优选地，步骤S05中，根据下列公式分别计算出葡萄酒的CIE1976(L^*a^*b^*)色空间的L^*值、a^*值、b^*值：

$L^{*}=116f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)-16,a^{*}=500\[f\left(\frac{X}{X_0}\right)-f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)\]$ 和 $b^{*}=200\[f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)-f\left(\frac{Z}{Z_0}\right)\]$

X₀为CIE1964标准色度观察者中的标准色刺激值94.81；Y₀为CIE1964标准色度观察者中的色刺激值100.00；Z₀为CIE1964标准色度观察者中的色刺激值107.32。

优选地，根据下列公式分别计算葡萄酒的彩度C^* _ab和葡萄酒色的调角h_ab：

${C^{*}}_{ab}=\sqrt{{\left(a^{*}\right)}^2+{\left(b^{*}\right)}^2};h_{ab}=\arctan \left(\frac{b^{*}}{a^{*}}\right).$

优选地，葡萄酒颜色的测定方法，其特征在于，Δλ＝5nm。

与现有技术相比，利用本发明提供的提供的葡萄酒颜色测定装置及测定方法，测量精度高，测试步骤简单，可实现自动化、批量化的检测规模检测。

具体实施方式

下面结合具体实施例详细说明本发明。

本发明提供的葡萄酒颜色的测定方法包括测量步骤和计算步骤，测量时，用水作为空白参比溶液将比色皿充满，排除气泡，将光束调整到平行玻璃片中心位置，进行吸光度测量装置的空白校正；而后将比色皿中置于吸光度测量装置中，加入葡萄酒充满比色皿，而后以波长间隔Δλ测利用吸光度测量装置测量波长380到波长780范围内比色皿中葡萄酒的吸光度值其中，λ₁大于或者等于380，λ_n小于或者等于780，λ_i＝λ₁+(i-1)Δλ，优选Δλ＝5nm；n＝81。

利用计算机进行计算，所述计算过程利用程序语言编为计算机程序，并作为应该程序安装于计算机中。所述计算过程包括

S01：根据葡萄酒的吸光值计算光程为10mm的葡萄酒的吸光度值优选根据下式计算吸光度值： $A_{10\left({\mathrm{\λ}}_i\right)}=\frac{10A_{\left({\mathrm{\λ}}_i\right)}}{L}$ 式中：L为沿传播光比色皿间的距离。

S02：根据光程为10mm的葡萄酒的吸光度值分别计算葡萄酒的光谱透射比{τ(λ₁)，…，τ(λ_i)，…，τ(λ_n)，}，优选根据下式计算光谱透射比：

S03：根据光谱透射比计算葡萄酒的色刺激函数优选，根据下式计算色刺激函数：式中，为照明体的相对光谱功率分布因数；

S04：根据色刺激函数分别计算出葡萄酒的三刺激值X、Y、Z，优选，根据下列公式计算葡萄酒的三刺激值X、Y、Z：

和

分别为CIE1964标准色度观察者的色匹配函数；κ_B为归一化系数， ${\mathrm{\κ}}_0=\frac{100}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{S}_{\left({\mathrm{\λ}}_j\right)}{\stackrel{\‾}{y}}_{0\left({\mathrm{\λ}}_i\right)}\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}};$

S05：根据葡萄酒的三刺激值分别计算出葡萄酒的葡萄酒的CIE1976(L^*a^*b^*)色空间的L^*值、a^*值、b^*值，优选根据下列公式分别计算出CIE1976(L^*a^*b^*)色空间的L^*值、a^*值、b^*值：

$L^{*}=116f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)-16,a^{*}=500\[f\left(\frac{X}{X_0}\right)-f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)\]$ 和 $b^{*}=200\[f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)-f\left(\frac{Z}{Z_0}\right)\]$

X₀为CIE1964标准色度观察者中的标准色刺激值94.81；Y₀为CIE1964标准色度观察者中的色刺激值100.00；Z₀为CIE1964标准色度观察者中的色刺激值107.32。

CIE1976(L^*a^*b^*)色空间方法是1976年CIE(ComnissionInternationaledeI’Eclairage，国际照明委员会)推荐的国际通用方法，用一组数字描述颜色，CIE1976(L^*a^*b^*)色空间方法的优点是其参数只与光源和物体性质有关。

当 $\left(\frac{X}{X_0}\right)>{\left(\frac{24}{116}\right)}^3$ (即0.008856451)时， $f\left(\frac{X}{X_0}\right)={\left(\frac{X}{X_0}\right)}^{\frac{1}{3}}$

当 $\left(\frac{X}{X_0}\right)\≤{\left(\frac{24}{116}\right)}^3$ (即0.008856451)时， $f\left(\frac{X}{X_0}\right)=\left(\frac{841}{108}\right)\left(\frac{X}{X_0}\right)+\frac{16}{116}$

当 $\left(\frac{Y}{Y_0}\right)>{\left(\frac{24}{116}\right)}^3$ (即0.008856451)时， $f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)={\left(\frac{Y}{Y_0}\right)}^{\frac{1}{3}}$

当 $\left(\frac{Y}{Y_0}\right)\≤{\left(\frac{24}{116}\right)}^3$ (即0.008856451)时， $f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)=\left(\frac{841}{108}\right)\left(\frac{Y}{Y_0}\right)+\frac{16}{116}$

当 $\left(\frac{Z}{Z_n}\right)>{\left(\frac{24}{116}\right)}^3$ (即0.008856451)时， $f\left(\frac{Z}{Z_n}\right)={\left(\frac{Z}{Z_n}\right)}^{\frac{1}{3}}$

当 $\left(\frac{Z}{Z_0}\right)\≤{\left(\frac{24}{116}\right)}^3$ (即0.008856451)时， $f\left(\frac{Z}{Z_0}\right)=\left(\frac{841}{108}\right)\left(\frac{Z}{Z_0}\right)+\frac{16}{116};$

S06：根据a^*值、b^*值计算葡萄酒的彩度C^* _ab和葡萄酒色的调角h_ab，优选，根据下列公式分别计算葡萄酒的彩度C^* _ab和葡萄酒色调角h_ab：

${C^{*}}_{ab}=\sqrt{{\left(a^{*}\right)}^2+{\left(b^{*}\right)}^2};h_{ab}=arctan\left(\frac{b^{*}}{a^{*}}\right).$

本发明还提供了葡萄酒的色差ΔE^*的计算方法，用于比较二次测定结果的差异，其按照公式进行计算。式中：ΔE^*为第k次测定时葡萄酒颜色参数与第k+1次测定时葡萄酒颜色的参数，二次颜色参数在CIE1976(L^*a^*b^*)色空间中的色差值；L^* _k为第k次测定葡萄酒颜色在CIE1976(L^*a^*b^*)色空间中的明度值；L^* _k+1为第k+1次测定葡萄酒颜色在CIE1976(L^*a^*b^*)色空间中的明度值；a^* _k为第k次测定葡萄酒颜色在CIE1976(L^*a^*b^*)色空间中的色品指数(红-绿)值；a^* _k+1为第k+1次测定葡萄酒颜色在CIE1976(L^*a^*b^*)色空间中的色品指数(红-绿)值；b^* _k为第k次测定葡萄酒颜色在CIE1976(L^*a^*b^*)色空间中的色品指数(黄-蓝)值；b^* _k+1为第k+1次测定葡萄酒颜色在CIE1976(L^*a^*b^*)色空间中的色品指数(黄-蓝)值；

与现有技术相比，本发明具有以下优点：实现葡萄酒颜色信号的“三维数字坐标”值，用数值代替传统的对颜色“目视感受→思维判断→语言描述”的表示方法，其优点是；

1)实现测定、表示、传递的数字化；

2)色空间方法的坐标值，可以实现葡萄酒颜色特征的复原；

3)实现异地、远程的颜色特征量值传递，消除信息交流障碍；

4)避免实验人员因颜色视觉的差异，提高了分析精度；

5)实现了数字化的量值溯源；

6)配合样品自动进样装置，可实现全自动、批量化的检测工作。

以上所述仅是本发明的实施方式做了详细的说明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种葡萄酒颜色的测定方法，其包括测量步骤和计算步骤，其中测量步骤包括：

以波长间隔Δλ测量波长380到波长780范围内比色皿内葡萄酒的吸光度值其中，λ₁大于或等于380，λ_n小于或等于780，λ_i＝λ₁+(i-1)Δλ，其特征在于，计算步骤包括

S01：根据比色皿内葡萄酒的吸光度值分别计算光程为10mm的葡萄酒的吸光度值

S02：根据光程为10mm的葡萄酒的吸光度值分别出计算葡萄酒的光谱透射比{τ(λ₁)，…，τ(λ_i)，…，τ(λ_n)，}：

S03：根据光谱透射比分别计算葡萄酒的色刺激函数

S04：根据色刺激函数分别计算出葡萄酒的三刺激值X、Y、Z；

S05：根据葡萄酒的三刺激值分别计算出葡萄酒的CIE1976(L^*a^*b^*)色空间的L^*值、a^*值、b^*值：

S07：根据葡萄酒的a^*值、b^*值计算葡萄酒的彩度C^* _ab值和葡萄酒的色调角h_ab值。

2.根据权利要求1所述的葡萄酒颜色的测定方法，其特征在于，步骤S01中，根据下式计算光程为10mm的葡萄酒的吸光度值：式中：L为沿光传播方向比色皿间的距离。

3.根据权利要求2所述的葡萄酒颜色的测定方法，其特征在于，步骤S02中，根据下式计算葡萄酒的光谱透射比：

4.根据权利要求3所述的葡萄酒颜色的测定方法，其特征在于，步骤S03中，根据下式计算

色刺激函数：式中，为照明体的相对光谱功率分布因数。

5.根据权利要求4所述的葡萄酒颜色的测定方法，其特征在于，步骤S04中，和

分别为CIE1964标准色度观察者的色匹配函数；κ_B为归一化系数，

6.根据权利要求5所述的葡萄酒颜色的测定方法，其特征在于，步骤S05中，根据下列公式分别计算出葡萄酒的CIE1976(L^*a^*b^*)色空间的L^*值、a^*值、b^*值：

和

X₀为CIE1964标准色度观察者中的标准色刺激值94.81；Y₀为CIE1964标准色度观察者中的色刺激值100.00；Z₀为CIE1964标准色度观察者中的色刺激值107.32。

7.根据权利要求6所述的葡萄酒颜色的测定方法，其特征在于，步骤S06中，根据下列公式分别计算葡萄酒的彩度C^* _ab和葡萄酒色的调角h_ab：

8.根据权利要求1-7任一所述的葡萄酒颜色的测定方法，其特征在于，Δλ＝5nm。