giovedì 6 agosto 2020

Ricerca, FT-IR come strumento di tracciabilità e autenticità del vino

Un team di ricerca dell'Università agraria di Atene, Dipartimento di Scienze dell'alimentazione e nutrizione umana, Laboratorio di enologia, ha avviato uno studi che mette in evidenza le peculiari caratteristiche della spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FT-IR), una tecnica che si sta affermando come strumento ideale per la tracciabilità e l'autenticità del vino.





Il vino è un prodotto che, a seconda del suo prezzo, può essere considerato e caratterizzato sia come merce sia come bene lusso. Per soddisfare i mutevoli comportamenti dei consumatori, il settore vitivinicolo offre un'ampia gamma di prezzi del vino, partendo da vini base con prezzi abbordabili, a quelli premium che spesso raggiungono un costo talmente alto tanto da essere considerati un bene da investimento. E' evidente che, per questi vini pregiati, la qualità è di massima importanza, così come sicurezza e integrità, insieme di questi fattori che ne giustificano il prezzo.

Un vino premium dovrebbe innanzitutto essere sicuro da consumare, presentare caratteristiche di alta qualità e superiorità, nonché avere i mezzi per comunicarle. Queste condizioni sono purtroppo difficili da raggiungere e, pertanto, il consumatore o l'acquirente deve fare affidamento sulla reputazione di un vino attraverso il suo successo nel mercato, recensioni di intenditori, assenza di recensioni negative sulla sua autenticità o sicurezza. Spesso è l'indicazione geografica che autentica il vino in termini di ubicazione dei vigneti utilizzati nella vinificazione, stabilendo inoltre una serie di norme riguardanti la produzione stessa del vino, come il vitigno utilizzato nella vinificazione ed eventuale sistema di invecchiamento; aspetti questi che si sostanziano grazie ad una serie di regolamenti a garanzia che il vino sia stato prodotto nel modo più idoneo a raggiungere una qualità ottimale. Questi parametri vengono presi in considerazione in gran parte del mondo vinicolo, tranne nel caso di Bordeaux, una delle regioni vinicole più prestigiose e di alta qualità, dove la classifica dei vini in "cru" si basa sulla loro reputazione e sul prezzo di scambio sin dal 1855, anno in cui fu stabilita questa classificazione come sistema di qualità della regione da cui ne deriva la sua fama a livello mondiale.

Sta di fatto che, qualunque sia il tipo di classificazione utilizzato per differenziare i vini, questa si deve basare su caratteristiche uniche, impartite loro dal luogo di origine, da un tipo specifico di vitigno e da uno specifico protocollo di vinificazione; pertanto è necessaria la tracciabilità per verificare tutte le fasi seguite durante la produzione del vino per garantire l'autenticazione in modo da eliminare qualsiasi possibilità di adulterazione, che, soprattutto nel mercato del vino pregiato, è stata fonte di numerosi tipi di frode, tra cui diluizione, etichettatura errata, uso di varietà di uve ed invecchiamento non autorizzati.
Negli ultimi anni, il prezzo del vino è diventato un attributo sempre meno affidabile nel definirne la sua qualità complessiva ed i consumatori hanno iniziato a considerare fattori alternativi come gli attributi “credence” (sulla fiducia), un comportamento riferito ai millennial, che cercano prodotti sempre più sostenibili. Questo ha comportato una serie di cambiamenti nel settore vitivinicolo, sensibilizzando le cantine a imporre controlli rigorosi nella ricerca di una qualità superiore. La tracciabilità è diventata naturalmente importante in quanto si tratta di un sistema di garanzia della qualità, in grado di verificare l'origine e tutte le fasi e i processi di produzione eseguiti dall'uva alla bottiglia. 
Tracciabilità
La più grande svolta nella tracciabilità è stato l'utilizzo delle tecnologie di telerilevamento come il sistema di posizionamento globale / geografico GPS / GIS. Con la nascita della cosiddetta viticoltura di precisione, i viticoltori riescono a gestire la variabilità di diversi fattori che influenzano la qualità dell'uva, quali caratteristiche del suolo, topografia, resa e persino parassiti e malattie. Rimane però il fatto che anche se tutte le procedure di tracciabilità, tra cui la registrazione, la raccolta di dati, i contratti e tutti i dettagli relativi alla coltivazione e alla produzione dell'uva siano seguite alla lettera, l'identità e la provenienza del vino devono in qualche modo essere garantite da analisi sul prodotto finale, al fine di eliminare errori involontari come ad esempio l'etichettatura errata. Per questo motivo, l'origine e la composizione del vino devono essere verificate utilizzando rigide linee guida che sono spesso stabilite dalle autorità nazionali.
Autenticazione dell'origine
Un altro aspetto importante da considerare è l'autenticazione dell'origine, in quanto la qualità dell'uva, e per estensione, la qualità del vino, è direttamente influenzata dalle specifiche condizioni climatiche e topografiche di un determinato luogo. Inoltre, come accennato in precedenza, molti paesi hanno fissato "indicazioni geografiche" o "denominazioni di origine", riconoscendo in questo modo che l'ubicazione influenza direttamente il prodotto finale che si basa spesso su pratiche tradizionali, che conferiscono caratteristiche specifiche a un vino e che in sostanza vanno a definire il "terroir". In questo caso la scienza, al fine di verificare l'origine dal punto di vista geografico, mette a disposizione specifiche analisi di autenticazione che si basano su composti univoci chiamati “marcatori” chimici, che possono essere utilizzati come indicatori di un luogo, a condizione che possano essere trovati sia nel suolo che nell'uva stessa. Per questo motivo, molti studi si basano sulla composizione degli oligoelementi del vino.
Autenticazione dell'identità
Per autenticare l'identità di un vino, occorre innanzitutto definire il termine identità. Nella maggior parte dei casi, non è chiaro quali criteri siano applicati per dichiarare un vino rappresentativo della sua categoria o tipico della sua varietà. Naturalmente il vitigno, la zona di coltivazione, il disciplinare di vinificazione, il grado alcolico e il potenziale invecchiamento in botte, tra gli altri, caratterizzano un vino, delineandone il profilo unico e costituendone l'identità. Tuttavia, il carattere sensoriale di un vino, o più specificamente, la sua "tipicità", cioè se il vino può essere caratterizzato come un tipico esempio di un vino prodotto da un determinato vitigno, è difficile da misurare oggettivamente. Ad esempio, la tipicità non può essere definita dall'analisi dei composti volatili; il vino deve invece essere valutato da un gruppo di professionisti formati. Dato che il vino è un prodotto con una matrice molto complessa, e poiché gli attributi sensoriali possono essere molto difficili non solo da rilevare ma da descrivere, utilizzando un vocabolario fisso comune a tutti i panel di degustazione. Inoltre, l'autenticazione dell'identità può comportare analisi riguardanti non solo i parametri menzionati in precedenza, ma anche quelli aggiuntivi che hanno a che fare con il tipo di produzione e che sono interessanti, ad esempio, per motivi economici (ad esempio, analisi per identificare il tipo di metodo seguito nella produzione di vino spumante), di salute (ad esempio se gli allergeni sono stati utilizzati durante la produzione di vino, come la colla di pesce) o a causa degli interessi attuali come la preoccupazione se un determinato vino è biologico, vegano, ecc. Per alcuni, sono imposte leggi severe, come nel caso dell'UE che richiede l'uso di trucioli di quercia da riportare sull'etichetta, oppure legni diversi dal legno di quercia e castagno da non utilizzare per l'invecchiamento del vino. La maturazione in serbatoi di acciaio inossidabile o a contatto con un tipo di legno, principalmente quercia, è stata al centro di numerosi studi, poiché l'invecchiamento in botte può aggiungere valore a un vino, sebbene questo (tempi di giacenza e prezzo di una botte di legno aumentano il costo di produzione). È quindi essenziale includere tutti questi parametri nell'autenticazione di un vino. Come per l'origine, l'autenticazione dell'identità si basa sull'identificazione della composizione del vino, utilizzando composti marcatori caratteristici e unici per ciascun parametro o confronti con campioni noti e autentici.
Metodi di autenticazione e tracciabilità
Sin dagli anni '90 la ricerca si sta muovendo in tal senso, mettendo a disposizione diversi strumenti per facilitare la raccolta dei dati, come software o applicazioni digitali. Molti metodi e tecniche sono quindi utilizzati per la tracciabilità e l'autenticazione dei vini, in base alla natura dei composti target. Attualmente tra le tecniche più comunemente utilizzate nei laboratori di ricerca sul vino sono la cromatografia liquida ad alta pressione (HPLC) e la gascromatografia (GC) che sono strumenti per effettuare analisi qualitative e quantitative dei composti chimici presenti nel vino, e anche per lo sviluppo del suo profilo complessivo. Altre tecniche che sono state utilizzate con successo includono la spettroscopia di massa del rapporto isotopico (IRMS), che si basa sulla risonanza magnetica nucleare (NMR), la spettrometria di massa al plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS). Anche gli approcci metabolomici hanno iniziato a diventare sempre più interessanti, poiché offrono una vasta gamma di possibilità di autenticazione. Queste tecniche esaminano i cambiamenti su un insieme di metaboliti, con pesi inferiori a 1500 Da, che possono essere trovati anche nell'uva e nei vini. Tuttavia, la maggior parte di queste tecniche hanno alti limiti di rilevazione, richiedono sofisticate fasi di preparazione con operatori specializzati, il che le rende meno interessanti per un'analisi rapida e precisa nel vino. 
Spettroscopia infrarossa (FT-IR come strumento di tracciabilità e autenticità)
La spettroscopia offre una serie di tecniche, come l'infrarosso vicino (NIR), l'infrarosso medio (MIR), il Raman e l'imaging iperspettrale che hanno attirato molta attenzione da parte della comunità di ricerca negli ultimi anni. Nello specifico, nell'autenticazione e nella tracciabilità del vino, possono offrire risultati più che soddisfacenti in quanto sono anche in grado di produrre modelli di quantificazione per un ampio insieme di composti chimici. La spettroscopia si caratterizza inoltre per la sua semplicità, è veloce ed economica e, cosa più importante, richiede pochi passaggi preparatori, se non nessuno; può produrre risultati attraverso misurazioni non distruttive su una piccola quantità di campione. Tra queste tecniche, la "Spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FT-IR)" sta guadagnando più attenzione per quanto riguarda l'analisi del vino, data la sua selettività e prestazioni più elevate rispetto alle altre tecniche. Importante sottolineare che questa tecnica deve essere affiancata alla Chemiometria, un settore della chimica che studia l'applicazione dei metodi matematici o statistici ai dati chimici, essenziale ai fini dell'autenticazione e della tracciabilità in quanto presenta una soluzione nella gestione e nella combinazione di risultati di analisi complesse. 
 Composti di interesse
Poiché il gruppo dei polifenoli è il gruppo più importante sia nell'uva che nel vino, la maggior parte delle analisi eseguite con questa metodica, ai fini dell'autenticazione si concentrano su antociani, flavonoli, flavanoli e in generale su combinazioni fenoliche. È stato anche proposto che le varietà di uva rossa possano essere discriminate in base alla loro impronta antocianica, quindi sono state analizzate tutte le antocianine, in particolare quelle acetilate, e con l'uso dell'analisi delle componenti principali (PCA), diverse varietà sono state discriminate con successo. I flavanoli sono anche usati come marcatori varietali, mentre i flavanoli hanno avuto successo nel determinare sia la varietà che l'origine. Anche i non flavonoidi sono stati utilizzati nella discriminazione relativa all'origine del vino e un'ampia combinazione di fenolici può essere utilizzata per classificare i vini non solo in base all'origine ma anche alla varietà. I tannini sono comunemente usati per identificare il contatto con il legno, poiché i tannini idrolizzabili sono presenti solo in botti o loro alternative (trucioli, cubetti, bastoncini, ecc.) che di conseguenza non possono essere trovati nell'uva. Infine, i composti volatili sono stati usati per l'autenticazione dell'anno di vendemmia e l'invecchiamento. Naturalmente, molti altri composti chimici al di fuori del gruppo dei polifenoli possono essere utilizzati per scopi di autenticazione, come amminoacidi, proteine ​​o minerali. In effetti, gli oligoelementi riflettono la geochimica del suolo e hanno la capacità di spostarsi dal suolo all'uva e dall'uva al vino. In particolare, il gruppo di lantanidi - o elementi di terre rare - è molto attraente per la loro somiglianza chimica e per il fatto che rimangono inalterati passando dal suolo alla pianta, il che li definisce potenti marcatori geochimici. 
La spettroscopia FT-IR, come strumento di successo per il futuro della tracciabilità e autenticità del vino, si dovrà confrontare con una serie di nuovi parametri di interesse basati sostanzialmente sulla domanda del mercato e dei consumatori. La ricerca si dovrà quindi basare su esigenze di autenticazione tipiche, che richiedono sofisticate analisi come ad esempio la rilevazione della chaptalization, ovvero l'aggiunta illegale di zucchero al vino e seguire costantemente le moderne pratiche di produzione dialogando con tecniche contemporanee come l'utilizzo di lieviti geneticamente modificati e la possibilità di ottenere una chiara distinzione dei vini prodotti.
La flessibilità di FT-IR consente anche il rilevamento remoto. In tal senso stanno emergendo nuovi modelli di FT-IR: a percorso aperto in grado di rilevare i volatili senza una cella a gas (necessaria nella spettroscopia infrarossa in fase gassosa) e che è stato recentemente utilizzato per rilevare composti volatili nell'uva e aceti. Ciò fornisce nuove possibilità nella ricerca sul vino, dove la qualità è inseparabilmente collegata al profilo volatile. Resta punto fermo che la più grande e imperativa esigenza nella ricerca di classificazioni più efficaci e complete, è la costruzione di una banca dati del vino che aiuti a minimizzare i problemi di variabilità. Insomma, la spettroscopia FT-IR sta guadagnando costantemente popolarità nella ricerca sul vino, poiché fornisce un modo semplice, veloce ed economico per analizzare diversi componenti anche a basse concentrazioni senza la necessità di sostanze chimiche o fasi preparatorie. 

Wine Authenticity and Traceability with the Use of FT-IR (Marianthi Basalekou, Christos Pappas, Petros A. Tarantilis, Stamatina Kallithraka).

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