L4-1842 ARRS

Ime projekta / trajanje/ financiranje: Vpliv težkih kovin na staranje belih vin (2019-2022/2023) / ARRS – Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije in BioLaffort

Cilj: Osnovni cilj projekta je pridobiti nova znanstvena spoznanja o pomembni temi za vinsko industrijo v Srednji/Vzhodni Evropi in širše v svetu. Hitra izguba aromatične svežine dejansko prizadene številna bela vina na trgu, predvsem v segmentih rinfuznih in vrhunskih vin. Raziskave se osredotočajo na preučevanje vpliva kovinskih ionov (Fe, Cu in Mn), antioksidantov in enoloških postopkov na hitro izgubo sveže sadne arome belih vin s posebnim poudarkom na kemičnih označevalcih sadne arome (estri, terpenoidi) in razvoju atipičnega staranja (ATA).

Glavni zastavljeni cilji:

i) izvesti nekatere analitske študije mladih belih vin s ciljem, da bi razkrili morebitne korelacije med hlapnimi sestavinami vina, kovinskimi ioni in antioksidanti;

ii) raziskati potencialno povezavo med kovinskimi ioni, antioksidanti in opazovanimi hlapnimi sestavinami vina s pomočjo ciljno zastavljenih poskusov;

iii) testirati različne prakse v kleti in vinogradu s ciljem možnosti preprečevanja ATA in hitre izgube sadne arome;

iv) prenesti nova znanja in priporočila v vinogradniško-vinarsko prakso v Sloveniji in tujini ter znanstveni skupnosti.

Za izpolnitev teh ciljev je projekt zasnovan s tremi delovnimi sklopi (DS), vsak delovni sklop pa zajema različne naloge.

DS1: Kemijski analiza - pregled (slovenskih) belih vin

Razpoložljivi časovni okviri med delom na razvoju metod in dostopnostjo instrumentov so nam narekovali izvedbo 5 različnih študij slovenskih in tujih vin

• Naloga 1-1: Izbor vzorcev za kemijsko analizo.
• Naloga 1-2: Analize vin.

Pred izvedbo izbranih kemijskih analiz vin je potrebno razviti in validirati niz analitskih metod:

- določanje estrov s HS-SPME-GC/MS (UNG)

- določanje terpenoidov s HS-SPME-GC/MS (UNG)

- določanje 2-AAP s HS-SPME-GC/MS/MS (HBLA in Bundesamt Klosterneuburg in KIS) [1]

- določanje metabolitov triptofana (prekurzorji 2-AAP) s LC/MS (KIS)

- testiranje antioksidativne kapacitete z DPPH testom po ref (KIS)

- speciacijo Fe (II)/Fe (III) s kolorimetrično metodo v skladu z ref (KI)

- speciacijo Fe, Mn in Cu s frakcioniranjem SPE po Kontoudakisu et al. (2018) (KI)

• Naloga 1-3: Obdelava in diseminacija podatkov.

DS2: Vpliv kovinskih ionov na kemijske markerje aromatične kakovosti belega vina

Namen tega delovnega sklopa je raziskati učinek Fe, Cu in Mn na vsebnost 2-AAP, estrov in terpenov; samih ter v interakcijah z antioksidanti in drugimi komponentami vinskega matriksa.

• Naloga 2-1: Vpliv kovinskih ionov na razvoj hlapnih snovi v vinu
• Naloga 2-2. Vpliv antioksidatov na sestavo hlapnih snovi v vinu.
• Naloga 2-3: Vpliv kelacije kovinskih ionov na razvoj hlapnih snovi v vinu
• Naloga 2-4: Študija v dejanskih pogojih staranja vina.

DS3: Vpliv enoloških praks in vinogradniških pogojev na reaktivnost kovinskih ionov glede ciljnih hlapnih snovi v vinu

DS3 je namenjen preučevanju, kako enološke prakse in vinogradniški pogoji vplivajo na sestavo mošta in vina glede prisotnosti kovinskih ionih in antioksidantov ter pri kakšni koncentraciji te spremembe vplivajo na izgubo estrov in tvorbo 2AAP.

• Naloga 3-1: Vpliv enoloških sredstev
• Naloga 3-2: Vpliv razmer v vinogradu

Najpomembnejši rezultati: Pri vinu je bilo prvič dokazano, da lahko Fe, Cu in Mn v mešanici in posamično spremenijo sestavo belega vina v estrih, terpenoidih in 2-aminoacetofenonu (2-AAP), glavnem kemičnem markerju ATA. Vpliv kovinskih ionov na terpenoide ni bil povezan z izgubo aromatične svežine. Nekatere pomembne spojine, kot sta linalool in beta-damascenon, so bile v vinu rizling z dodanimi kovinskimi ioni običajno najdene v višjih koncentracijah v primerjavi s kontrolnimi vini po umetnem staranju. V nasprotju s tem je dodajanje kovinskih ionov dosledno zniževalo ravni estra, zlasti acetatov z višjim alkoholom. Zdi se, da imata mangan in baker močnejši vpliv na sestavo vinskih estrov kot železo. Po drugi strani pa stopnja oksigenacije vzorcev vina ni vplivala na sestavo vinskega estra ne glede na dodane kovinske ione. Kovinski ioni so prav tako spremenili vsebnost belega vina v smislu vsebnosti 2-AAP, vendar s pomembnim učinkom matrice. V naših razmerah je Mn povzročil višje ravni 2-AAP, medtem ko je dodatek Cu povzročil nižje koncentracije 2-AAP v primerjavi z vini brez dodatka. Dodatek galne kisline in enoloških taninov je bil pri omejevanju proizvodnje 2-AAP učinkovitejši od glutationa (GSH) in inaktiviranih derivatov kvasovk (IYD). Opazili smo kompleksne interakcije med kovinskimi ioni in antioksidanti glede proizvodnje 2-AAP. Presenetljivo je, da je v naših pogojih prisotnost kovinskih ionov izboljšala učinkovitost antioksidantov za omejitev proizvodnje 2-AAP. Kljub temu bo treba takšne rezultate potrditi z nadaljnjimi študijami, saj je bila sinteza 2-AAP močno odvisna od matriksa. V vinogradu je vodni stres povečal vsebnost 2-AAP v belem vinu, medtem ko temperaturni stres ni bistveno spremenil koncentracije 2-AAP.
Dodatno je ta projekt pokazal, da je interakcija med kovinskimi ioni, antioksidanti in hlapnimi snovmi vina zapletena in bodo zagotovo potrebne nadaljnje študije. Kljub temu bi lahko že podali nekatera priporočila, rezultate pa posredovali na terenu prek delavnic z vinsko industrijo. Poleg tega je ta projekt pomembno prispeval k razvoju edinstvenega strokovnega znanja na področju analize arome vina v Sloveniji/balkanski regiji. Na splošno se je raven znanja slovenske raziskovalne skupnosti vina v zadnjih 3 letih povečala in tudi ta projekt je prispeval k temu izboljšanju.

[1] Radovanović T. et al. New perspectives on the development of atypical aging of white wines. 6. slovenski vinogradniško-vinarski kongres : zbornik prispevkov : Ptuj, 21.–22. april 2023. Ptuj: Kmetijsko gozdarski zavod, 2023. Str. [201-207]. ISBN 978-961-91422-7-1. [COBISS.SI-ID 150596867]

Partnerji: BioLaffort, KIS in UNG

Trajanje: 2019-2022 (junij 2023 - podaljšanje)

Financiranje: BioLaffort in ARRS (Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije)

Vodja projekta in kontaktna oseba: Prof. dr. Guillaume Antalick guillaume.antalick@ung.si