Monitoring wine maturation with alternative chemical analytical methods: prospects and challenges

Abstract

Wine maturation is a complex procedure that involves numerous chemical reactions, which ultimately have an effect on wine quality. These reactions are gravely influenced by the type of medium in contact with the wine, but also by the time of contact. As there is no chemical analysis to provide answers on the optimum time of maturation, this decision is based mostly on the increase of astringency of the wine, while in some countries there are strict regulations regarding the time of maturation, the types of wood allowed in wine maturation as well as the use of oak chips. The objective of this study was to evaluate the feasibility of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) in wine authentication during maturation in terms of type of container and time of contact and to deepen our knowledge on the way the type of container affects the astringency sensation. FT-IR has been highlighted as a valuable tool for classification purposes, and its simple and cost-effective nature makes it appealing for use in wine analysis. During this work, it was used to build estimation models for the prediction of key wine parameters, such as its ellagitannin content and its “chemical age”. Concerning astringency, a helpful tool was developed that associates this sensation with the types of monomers comprising tannin chains, while the mean Degree of Polymerization (mDP) of white wine tannins was estimated for the first time. In conclusion, FT-IR can be a valuable asset during wine maturation as it can monitor wine evolution in a more integrated manner.

Η ωρίμανση του οίνου είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει πολυάριθμες χημικές αντιδράσεις οι οποίες τελικά επηρεάζουν την ποιότητά του. Οι αντιδράσεις αυτές σχετίζονται άμεσα με τον τύπο του μέσου που έρχεται σε επαφή με τον οίνο, αλλά και με τη διάρκεια της ωρίμανσης. Καθώς δεν υπάρχει κάποια χημική ανάλυση που να παρέχει απαντήσεις σχετικά με τον βέλτιστο χρόνο ωρίμανσης, η απόφαση αυτή βασίζεται κυρίως στο βαθμό αύξησης της στυπτικότητας του οίνου, ενώ η διάρκεια ωρίμανσης, το είδος και τα χαρακτηριστικά του περιέκτη ωρίμανσης σε πολλές χώρες ρυθμίζεται από τη νομοθεσία. Ο σκοπός αυτής της διατριβής ήταν να αξιολογηθεί η πιθανότητα χρήσης της φασματοσκοπίας υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier (FT-IR) στον έλεγχο αυθεντικότητας οίνων ανάλογα με το είδος του περιέκτη και το χρόνου ωρίμανσης, και παράλληλα να γίνει περισσότερο κατανοητός ο τρόπος με τον οποίο το είδος του περιέκτη επηρεάζει την αίσθηση στυπτικότητας. H φασματοσκοπία υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier έχει αποδείξει ότι αποτελεί σημαντικό εργαλείο σε μελέτες κατηγοριοποίησης, ενώ επίσης είναι απλή και οικονομική μέθοδος, γεγονός που την καθιστά πολύ ελκυστική για χρήση στην ανάλυση του οίνου. Στην παρούσα μελέτη, η FT-IR χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία μοντέλων υπολογισμού με τα οποία θα μπορούσαν να προβλεφθούν σημαντικές παράμετροί του οίνου, όπως η συγκέντρωση ελλαγιταννινών ή η χημική του ηλικία. Σχετικά με την στυπτικότητα, αναπτύχθηκε ένα χρήσιμο εργαλείο το οποίο συνδέει την αίσθηση αυτή με τους διάφορους τύπους μονομερών που απαρτίζουν τις ταννικές αλυσίδες, ενώ ο μέσος Βαθμός Πολυμερισμού (mDP) λευκών οίνων υπολογίστηκε για πρώτη φορά. Συμπερασματικά, η FT-IR μπορεί να είναι ένα πολύτιμο εργαλείο καθώς μπορεί να παρακολουθήσει την εξέλιξη του οίνου κατά την ωρίμανση με έναν πιο ολοκληρωμένο τρόπο.