The Impact of Vineyard Origin and Winery on the Elemental Profile of Red Wines

Význam tématu

Autenticita potravin a nápojů je pro spotřebitele i producenty klíčová. Víno je často falšováno nebo mylně označováno podle oblasti původu. Multi­elementální profilování pomocí hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS) je efektivní metodou pro ověřování geografického původu a kontrolu bezpečnosti vína.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo kvantifikovat a oddělit vlivy vinice a vinařského zpracování na elementární složení červených vín. Analyzováno bylo 65 vzorků z pěti vinic a pěti komerčních vinařství v severní Kalifornii. Výsledky byly zpracovány chemometrickým softwarem Agilent Mass Profiler Professional pro klasifikaci podle lokality a zpracování.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: monovarietální červená vína (Cabernet Sauvignon, Merlot, Pinot Noir), odebraná po fermentaci před dalšími úpravami
Dílčí kroky:

• ředění vzorků 1:3 v 5 % HNO₃ pro snížení ethanolu a zajištění shody kalibrační matice
• přidání interních standardů (⁶Li, Sc, Ge, Y, In, Tb, Bi)
• denní kalibrace a tuning ICP-MS pomocí standardních směsí Agilent
• detekce 63 prvků, z nichž 46 mělo koncentrace nad LOD

Instrumentace:

Použitá instrumentace

Agilent 7700x ICP-MS s Octopole Reaction System (ORS3), mikro‐nebulizér MicroMist, spray chamber při 2 °C, režimy bez plynů i s heliem pro potlačení interferencí. Datová akvizice a zpracování v Agilent MassHunter; statistická analýza (ANOVA, CVA) v Mass Profiler Professional.

Hlavní výsledky a diskuse

Bylo detekováno 46 prvků s recovery v rozmezí 93–103 %. Mezi třemi odrůdami nebyly významné rozdíly. Statisticky významné rozdíly se projevily mezi:

• vinařstvími – 33 prvků
• vinicemi – 26 prvků
• kombinacemi vinice–vinařství – 17 prvků (např. Be, Na, P, Ti, Zn, As, Rb, Cd, Sb, Cs, La, Pr, Dy, Er, Tm, Yb, Tl)

Multivariační CVA jasně oddělila vzorky podle obou faktorů. Vinařské postupy měly obecně silnější dopad na elementární složení než geografická poloha vinice.

Přínosy a praktické využití metody

Elementální fingerprinting je robustní nástroj pro:

• ověřování původu a autenticity vín
• prevence podvodů a chránění značky
• doplnění tradičních metod DNA fingerprintingu a organických markerů

Budoucí trendy a možnosti využití

Integrace s izotopovou analýzou a organickou profilometrií Rozšíření metodiky na bílé víno a jiné nápoje Využití pokročilých chemometrických algoritmů pro rychlé online monitorování Standardizace protokolů pro regulační účely

Závěr

Studie prokázala, že kombinace ICP-MS a chemometrie umožňuje spolehlivě rozlišit vlivy vinice a vinařství na elementární profil červených vín. Výsledky potvrzují významné interakce mezi pěstitelskými a technologickými faktory a podporují využití multi­elementálního přístupu pro zajištění autenticity.

Reference

1. Hopfer H., Nelson J., Collins T. S., Heymann H., Ebeler S. E. The combined impact of vineyard origin and processing winery on the elemental profile of red wines. Food Chemistry 2015, 172, 486–496.
2. Baxter M. J., Crews H. M., Dennis M. J., Goodall I., Anderson D. The determination of the authenticity of wine from its trace element composition. Food Chemistry 1997, 60(3), 443–450.
3. Almeida C. M. R., Vasconcelos M. T. S. D., Barbaste M., Medina B. ICP‐MS multi‐element analysis of wine samples—a comparative study of the methodologies used in two laboratories. Analytical and Bioanalytical Chemistry 2002, 374(2), 314–322.
4. Augagneur S., Médina B., Szpunar J., Lobiński R. Determination of rare earth elements in wine by inductively coupled plasma mass spectrometry using a microconcentric nebulizer. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 1996, 11, 713–721.
5. Greenough J. D., Longerich H. P., Jackson S. E. Element fingerprinting of Okanagan Valley wines using ICP–MS: Relationships between wine composition, vineyard and wine colour. Australian Journal of Grape and Wine Research 1997, 3, 75–83.
6. Taylor V. F., Longerich H. P., Greenough J. D. Multielement analysis of Canadian wines by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP‐MS) and multivariate statistics. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2003, 51, 856–860.
7. Šperková J., Suchánek M. Multivariate classification of wines from different Bohemian regions (Czech Republic). Food Chemistry 2005, 93, 659–663.