Classificazione varietaleClassificazione varietale

Oltre che su base geografica, molti studi di classificazione degli alimenti Oltre che su base geografica, molti studi di classificazione degli alimenti agiscono su base varietale, cercando cioè di distinguere alimenti ottenuti da agiscono su base varietale, cercando cioè di distinguere alimenti ottenuti da varietà botaniche o animali differenti. Questo aspetto è altrettanto varietà botaniche o animali differenti. Questo aspetto è altrettanto importante dal punto di vista commerciale, in quanto i disciplinari di importante dal punto di vista commerciale, in quanto i disciplinari di produzione prevedono norme precise sull’impiego delle materie prime, produzione prevedono norme precise sull’impiego delle materie prime, indicando per ogni denominazione quali varietà possono essere utilizzate e indicando per ogni denominazione quali varietà possono essere utilizzate e fino a che percentuale massimafino a che percentuale massima

Un esempio relativo al vino: per la DOCG italiana Un esempio relativo al vino: per la DOCG italiana BaroloBarolo, il disciplinare di , il disciplinare di produzione richiede l’impiego esclusivo di uve produzione richiede l’impiego esclusivo di uve NebbioloNebbiolo, specificando perfino , specificando perfino i ceppi utilizzabili. È evidente, quindi, che la possibilità di riconoscere le i ceppi utilizzabili. È evidente, quindi, che la possibilità di riconoscere le varietà di uva da cui è stato vinificato un prodotto è molto importantevarietà di uva da cui è stato vinificato un prodotto è molto importante

Le variabili che consentono la differenziazione e il riconoscimento delle Le variabili che consentono la differenziazione e il riconoscimento delle varietà sono principalmente classi di composti organici, tra cui assumono varietà sono principalmente classi di composti organici, tra cui assumono particolare rilevanza le seguenti:particolare rilevanza le seguenti:

i composti volatili, che formano l’aroma degli alimentii composti volatili, che formano l’aroma degli alimenti

i composti polifenolici, tra cui flavanoli, catechine, antociani, ecc.i composti polifenolici, tra cui flavanoli, catechine, antociani, ecc.

gli aminoacidigli aminoacidi

Classificazione varietaleClassificazione varietale

Così come nella provenienza geografica di un prodotto alimentare Così come nella provenienza geografica di un prodotto alimentare un solo elemento è di per sè insufficiente a classificarne tipi diversi, un solo elemento è di per sè insufficiente a classificarne tipi diversi, nella distinzione varietale è la distribuzione dei composti nella distinzione varietale è la distribuzione dei composti considerati che permette la classificazione delle diverse varietàconsiderati che permette la classificazione delle diverse varietà

In linea di massima, i composti che si formano negli alimenti per via In linea di massima, i composti che si formano negli alimenti per via biosintetica sono simili per ogni varietà; lo stesso dicasi per i biosintetica sono simili per ogni varietà; lo stesso dicasi per i composti che si formano a seguito dei processi tecnologici. Quello composti che si formano a seguito dei processi tecnologici. Quello che cambia da varietà a varietà è la distribuzione di questi che cambia da varietà a varietà è la distribuzione di questi composti, cioè i rapporti relativi tra composto e compostocomposti, cioè i rapporti relativi tra composto e composto

Altri processi che agiscono sulla formazione di composti organici Altri processi che agiscono sulla formazione di composti organici sono la conservazione (es. vino in barrique) e l’invecchiamento: sono la conservazione (es. vino in barrique) e l’invecchiamento: relativamente al caso del vino, ci sono senza dubbio differenze relativamente al caso del vino, ci sono senza dubbio differenze rilevanti tra vini conservati in barrique o in acciaio, e tra vini giovani rilevanti tra vini conservati in barrique o in acciaio, e tra vini giovani e vini invecchiati. Queste differenze, spesso riconoscibili già a livello e vini invecchiati. Queste differenze, spesso riconoscibili già a livello organolettico, sono evidenti in fase di analisi chimica se si conosce organolettico, sono evidenti in fase di analisi chimica se si conosce bene la chimica delle reazioni coinvoltebene la chimica delle reazioni coinvolte

Distribuzione di compostiDistribuzione di composti

I composti volatili presenti nel vino sono responsabili del suo I composti volatili presenti nel vino sono responsabili del suo profumo. Essi hanno tendenza ad evaporare e chimicamente profumo. Essi hanno tendenza ad evaporare e chimicamente appartengono, tra le altre, alle famiglie dei terpeni, alcoli, aldeidi, appartengono, tra le altre, alle famiglie dei terpeni, alcoli, aldeidi, chetoni, acidi ed esterichetoni, acidi ed esteri

Sono suddivisibili in tre classi:Sono suddivisibili in tre classi:

Composti volatili nel vinoComposti volatili nel vino

Composti primari, detti anche varietali perchè caratteristici da Composti primari, detti anche varietali perchè caratteristici da varietà a varietà di varietà a varietà di Vitis viniferaVitis vinifera; tipici composti varietali sono ad ; tipici composti varietali sono ad esempio i terpeniesempio i terpeni

Composti secondari, che si sprigionano durante i processi di Composti secondari, che si sprigionano durante i processi di vinificazione, in particolare al momento della pigiatura vinificazione, in particolare al momento della pigiatura (prefermentativi) e durante le fermentazioni (fermentativi)(prefermentativi) e durante le fermentazioni (fermentativi)

Composti terziari, che si generano durante la maturazione e Composti terziari, che si generano durante la maturazione e l’invecchiamento, in relazione anche alle condizioni di l’invecchiamento, in relazione anche alle condizioni di conservazione che possono essere ossidanti (a contatto con l’aria) conservazione che possono essere ossidanti (a contatto con l’aria) o riducenti (in assenza di aria)o riducenti (in assenza di aria)

Dal punto di vista della classificazione del vino, i Dal punto di vista della classificazione del vino, i composti volatili costituiscono una famiglia di composti volatili costituiscono una famiglia di importanza notevole. Consideriamo gli aromi importanza notevole. Consideriamo gli aromi primari, secondari e terziari. I primi sono primari, secondari e terziari. I primi sono particolarmente importanti nella classificazione particolarmente importanti nella classificazione varietale, essendo specifici per ogni varietà. Gli varietale, essendo specifici per ogni varietà. Gli aromi secondari si generano nelle fermentazioni, aromi secondari si generano nelle fermentazioni, senza differenze significative tra varietà, mentre senza differenze significative tra varietà, mentre gli aromi terziari, generati nelle condizioni di gli aromi terziari, generati nelle condizioni di conservazione e invecchiamento, possono conservazione e invecchiamento, possono assumere caratteri peculiari a seconda del vitigno assumere caratteri peculiari a seconda del vitigno e del metodo di conservazione. In definitiva si e del metodo di conservazione. In definitiva si tratta di variabili chimiche molto utilizzate negli tratta di variabili chimiche molto utilizzate negli studi di classificazionestudi di classificazione

Importanza dei composti Importanza dei composti volatilivolatili

La gascromatografia è particolarmente indicata per la La gascromatografia è particolarmente indicata per la caratterizzazione del vino e in particolare dei suoi composti caratterizzazione del vino e in particolare dei suoi composti volatili. Tuttavia, essendo il vino una matrice alquanto ricca volatili. Tuttavia, essendo il vino una matrice alquanto ricca di sostanze organiche disciolte, molte delle quali non volatili, di sostanze organiche disciolte, molte delle quali non volatili, spesso è opportuno procedere ad un pretrattamento del spesso è opportuno procedere ad un pretrattamento del campione al fine di effettuare l’analisi nelle migliori campione al fine di effettuare l’analisi nelle migliori condizioni analitiche. Inoltre, se si desidera impiegare il condizioni analitiche. Inoltre, se si desidera impiegare il sistema GC-MS non è opportuno iniettare direttamente un sistema GC-MS non è opportuno iniettare direttamente un campione come il vino tal quale, perchè lo spettrometro di campione come il vino tal quale, perchè lo spettrometro di massa è scarsamente compatibile con un solvente acquoso massa è scarsamente compatibile con un solvente acquoso

Sono possibili tre tipi di approccio all’analisi Sono possibili tre tipi di approccio all’analisi gascromatografica del vino:gascromatografica del vino:

Analisi GC-MS del vinoAnalisi GC-MS del vino

Iniezione diretta del campione di vino (non in GC-MS)Iniezione diretta del campione di vino (non in GC-MS) Estrazione in fase solida (SPE)Estrazione in fase solida (SPE) Microestrazione in fase solida (SPME)Microestrazione in fase solida (SPME)

Iniezione diretta del vinoIniezione diretta del vino

Si tratta di un approccio generalmente sconsigliabile, in Si tratta di un approccio generalmente sconsigliabile, in quanto l’alto contenuto di sostanze disciolte può causare il quanto l’alto contenuto di sostanze disciolte può causare il sovraccarico della fase stazionaria e la saturazione del sovraccarico della fase stazionaria e la saturazione del rivelatore, essendo molto delicato lo spettrometro di massa. rivelatore, essendo molto delicato lo spettrometro di massa. Dal punto di vista cromatografico, essendo presenti nel vino Dal punto di vista cromatografico, essendo presenti nel vino alcune sostanze volatili a concentrazione molto elevata alcune sostanze volatili a concentrazione molto elevata (alcol etilico, metilico e benzilico), la separazione dei (alcol etilico, metilico e benzilico), la separazione dei composti a concentrazione minore può essere difficoltosacomposti a concentrazione minore può essere difficoltosa

Limitando al massimo il volume di campione iniettato nel Limitando al massimo il volume di campione iniettato nel gascromatografo, si possono ottenere dei cromatogrammi gascromatografo, si possono ottenere dei cromatogrammi dai quali identificare la presenza degli alcoli superiori e dei dai quali identificare la presenza degli alcoli superiori e dei principali composti organici presentiprincipali composti organici presenti

Estrazione in fase solida del Estrazione in fase solida del vinovino

Nell’estrazione in fase solida (SPE) il campione di vino è fatto fluire attraverso una Nell’estrazione in fase solida (SPE) il campione di vino è fatto fluire attraverso una colonna contenente materiale sorbente, in grado di trattenere selettivamente alcune colonna contenente materiale sorbente, in grado di trattenere selettivamente alcune classi di sostanze, le quali sono poi desorbite con un opportuno solvente. Il solvente classi di sostanze, le quali sono poi desorbite con un opportuno solvente. Il solvente può essere iniettato in colonna con maggiore facilità in quanto avrà un contenuto di può essere iniettato in colonna con maggiore facilità in quanto avrà un contenuto di sostanze disciolte nettamente inferiore rispetto al campione originariosostanze disciolte nettamente inferiore rispetto al campione originario

Attivazione del Attivazione del materiale materiale sorbentesorbente

Passaggio del Passaggio del campione sulla campione sulla colonnina con colonnina con trattenimento trattenimento selettivo degli selettivo degli

analitianaliti

Lavaggio per Lavaggio per eliminare eliminare

specie specie indesiderateindesiderate

Desorbimento Desorbimento (eluizione) degli (eluizione) degli analiti trattenuti analiti trattenuti

con un opportuno con un opportuno solventesolvente

Microestrazione in fase solida del Microestrazione in fase solida del vinovino

Nella microestrazione in fase solida (SPME) una fibra ricoperta di materiale sorbente è Nella microestrazione in fase solida (SPME) una fibra ricoperta di materiale sorbente è immersa nel campione di vino oppure nello immersa nel campione di vino oppure nello spazio di testaspazio di testa in recipiente chiuso (1); le in recipiente chiuso (1); le sostanze che hanno affinità per la fase sorbente vengono estratte (2) e possono essere sostanze che hanno affinità per la fase sorbente vengono estratte (2) e possono essere rilasciate per riscaldamento della fibra (3), cosa che può avvenire nell’iniettore di un rilasciate per riscaldamento della fibra (3), cosa che può avvenire nell’iniettore di un gascromatografo (4). In questa tecnica, il carico di sostanze disciolte nella colonna è gascromatografo (4). In questa tecnica, il carico di sostanze disciolte nella colonna è del tutto irrilevante, in particolare nella versione che agisce sullo spazio di testadel tutto irrilevante, in particolare nella versione che agisce sullo spazio di testa

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

2500e3

5000e3

7500e3

10.0e6

12.5e6

15.0e6

1 2 3 4

Quale che sia il tipo di pretrattamento, l’analisi GC-MS dei composti Quale che sia il tipo di pretrattamento, l’analisi GC-MS dei composti volatili permette di determinare un numero elevato di sostanze, volatili permette di determinare un numero elevato di sostanze, quindi di avere un set di dati molto ampio. In un vino sono quindi di avere un set di dati molto ampio. In un vino sono determinabili 50-100 sostanze aventi caratteristiche di volatilità, in determinabili 50-100 sostanze aventi caratteristiche di volatilità, in prevalenza alcoli, terpeni ed esteri. Con opportuni trattamenti, è prevalenza alcoli, terpeni ed esteri. Con opportuni trattamenti, è possibile ampliare ulteriormente ilpossibile ampliare ulteriormente il

Esempio di analisi GC-MSEsempio di analisi GC-MS

gruppo di composti, a gruppo di composti, a vantaggio della vantaggio della possibilità di possibilità di caratterizzare le varietàcaratterizzare le varietà

Nella figura è riportato Nella figura è riportato un esempio di analisi GC-un esempio di analisi GC-MS di un estratto SPME MS di un estratto SPME da vino Nebbioloda vino Nebbiolo

In Piemonte sono prodotti alcuni vini a partire dal vitigno In Piemonte sono prodotti alcuni vini a partire dal vitigno Nebbiolo, che si differenziano per i cloni impiegati, per il Nebbiolo, che si differenziano per i cloni impiegati, per il tempo di invecchiamento e per la zona geografica di tempo di invecchiamento e per la zona geografica di produzione. Le varietà sono:produzione. Le varietà sono:

La possibilità di differenziare i Nebbioli più pregiati da quelli La possibilità di differenziare i Nebbioli più pregiati da quelli più più commercialicommerciali è importantissima, visto il valore dei vini è importantissima, visto il valore dei vini invecchiatiinvecchiati

Classificazione di NebbioliClassificazione di Nebbioli

Barolo, il più pregiato, con 3 anni di invecchiamentoBarolo, il più pregiato, con 3 anni di invecchiamento

Barbaresco, pregiato come il Barolo, con 2 anni di Barbaresco, pregiato come il Barolo, con 2 anni di invecchiamentoinvecchiamento

Nebbiolo d’Alba, 1 anno di invecchiamentoNebbiolo d’Alba, 1 anno di invecchiamento

Roero, 8 mesi di invecchiamentoRoero, 8 mesi di invecchiamento

Langhe Nebbiolo, il più giovane e meno pregiato, con 6 Langhe Nebbiolo, il più giovane e meno pregiato, con 6 mesi di invecchiamentomesi di invecchiamento

Lo studio illustrato Lo studio illustrato riguarda 68 campioni di riguarda 68 campioni di Nebbioli piemontesi delle Nebbioli piemontesi delle 5 cinque varietà citate in 5 cinque varietà citate in precedenza: Barbaresco, precedenza: Barbaresco, Barolo, Langhe Nebbiolo, Barolo, Langhe Nebbiolo, Nebbiolo d’Alba e Roero. Nebbiolo d’Alba e Roero. La classificazione è La classificazione è significativa sia dal punto significativa sia dal punto di vista geografico, in di vista geografico, in quanto le zone di quanto le zone di produzione sono diverse produzione sono diverse tranne che per il Langhe tranne che per il Langhe Nebbiolo, sia dal punto di Nebbiolo, sia dal punto di vista varietale in quanto i vista varietale in quanto i vini più pregiati sono vini più pregiati sono prodotti da cloni prodotti da cloni selezionati del vitigno selezionati del vitigno Nebbiolo; infine, è Nebbiolo; infine, è interessante anche dal interessante anche dal punto di vista tecnologico, punto di vista tecnologico, potendo mettere in potendo mettere in evidenza le peculiarità evidenza le peculiarità indotte indotte dall’invecchiamentodall’invecchiamento

Sui 68 campioni di Nebbioli sono Sui 68 campioni di Nebbioli sono stati determinati i composti stati determinati i composti volatili, estratti con la tecnica volatili, estratti con la tecnica SPME in spazio di testa. Questa SPME in spazio di testa. Questa variante è efficace nella variante è efficace nella determinazione di composti determinazione di composti particolarmente volatiliparticolarmente volatili

Utilizzando i dati derivanti dalle Utilizzando i dati derivanti dalle 35 variabili determinate (per lo 35 variabili determinate (per lo più alcoli, esteri e terpeni) si più alcoli, esteri e terpeni) si ottiene una prima, buona ottiene una prima, buona classificazione mediante l’analisi classificazione mediante l’analisi a cluster, il cui dendrogramma a cluster, il cui dendrogramma mostra un gruppo composto dai mostra un gruppo composto dai vini pregiati, Barolo (BR) e vini pregiati, Barolo (BR) e Barbaresco (BB), uno contenente Barbaresco (BB), uno contenente prevalentemente Nebbiolo d’Alba prevalentemente Nebbiolo d’Alba (NA) e uno contenente i vini (NA) e uno contenente i vini meno pregiati Roero (RO) e meno pregiati Roero (RO) e Langhe Nebbiolo (LN)Langhe Nebbiolo (LN)

L’analisi delle Componenti Principali mostra che i campioni si L’analisi delle Componenti Principali mostra che i campioni si raggruppano in maniera conseguente alla classificazione raggruppano in maniera conseguente alla classificazione commerciale, quindi sono facilmente distinguibili dal punto di vista commerciale, quindi sono facilmente distinguibili dal punto di vista chimico sfruttando la determinazione dei composti volatilichimico sfruttando la determinazione dei composti volatili

È interessante È interessante notare come i gruppi notare come i gruppi siano disposti in un siano disposti in un ordine che riflette ordine che riflette quello di quello di invecchiamento, con invecchiamento, con i vini più invecchiati i vini più invecchiati sulla sinistra e quelli sulla sinistra e quelli giovani sulla destra. giovani sulla destra. Ciò significa che la Ciò significa che la PC1, benchè sia una PC1, benchè sia una variabile puramente variabile puramente matematica, è matematica, è strettamente legata strettamente legata all’invecchiamentoall’invecchiamento

Nelle analisi chemiometriche descritte sui Nebbioli, i Nelle analisi chemiometriche descritte sui Nebbioli, i composti che hanno il maggior potere discriminante in composti che hanno il maggior potere discriminante in questo schema di classificazione sono gli esteri. I più questo schema di classificazione sono gli esteri. I più importanti risultano essere etil-2-metilpropanoato, 3-importanti risultano essere etil-2-metilpropanoato, 3-metilbutil esanoato, etil decanoato, dietil succinato, etil-3-metilbutil esanoato, etil decanoato, dietil succinato, etil-3-metilbutanoato ed etil ottanoato. Ciò può essere spiegato metilbutanoato ed etil ottanoato. Ciò può essere spiegato con la chimica del vino:con la chimica del vino:

Le variabili più Le variabili più discriminantidiscriminanti

Gli esteri formati dalla reazione dell’etanolo con i principali Gli esteri formati dalla reazione dell’etanolo con i principali acidi del vino (tartarico, malico, lattico, succinico), anche acidi del vino (tartarico, malico, lattico, succinico), anche chiamati esteri acidi, tendono ad aumentare con chiamati esteri acidi, tendono ad aumentare con l’invecchiamento, benchè le velocità di esterificazione l’invecchiamento, benchè le velocità di esterificazione siano molto basse; lattico e succinico sono i più reattivi, siano molto basse; lattico e succinico sono i più reattivi, tartarico il meno reattivo tartarico il meno reattivo

Gli esteri formati durante il processo di fermentazione, o Gli esteri formati durante il processo di fermentazione, o esteri neutri, tendono a diminuire per idrolisi perchè, nei esteri neutri, tendono a diminuire per idrolisi perchè, nei vini giovani, sono prodotti in concentrazioni superiori a vini giovani, sono prodotti in concentrazioni superiori a quanto permesso dalle condizioni di equilibrio; gli esteri quanto permesso dalle condizioni di equilibrio; gli esteri non etilici, l’esanoato, ottanoato e decanoato di etile si non etilici, l’esanoato, ottanoato e decanoato di etile si comportano in questo modocomportano in questo modo

Un altro studio di classificazione Un altro studio di classificazione varietale riguarda vini bianchi varietale riguarda vini bianchi tedeschi di particolare pregio. Si tedeschi di particolare pregio. Si tratta di 90 campioni di vini delle tratta di 90 campioni di vini delle varietà Mueller-Thurgau, Silvaner e varietà Mueller-Thurgau, Silvaner e Riesling. È possibile discriminare i Riesling. È possibile discriminare i vini sulla base del contenuto di vini sulla base del contenuto di terpeni, composti varietali per terpeni, composti varietali per eccellenza in quanto presenti eccellenza in quanto presenti nell’uva in quantità variabile a nell’uva in quantità variabile a seconda della varietàseconda della varietà

Alcuni esempi di terpeni sono Alcuni esempi di terpeni sono geraniolo, nerolo, citronellolo e geraniolo, nerolo, citronellolo e linalolo ossido. Nel vino essi hanno linalolo ossido. Nel vino essi hanno concentrazione molto basse, concentrazione molto basse, dell’ordine dei µg/l. Soltanto una dell’ordine dei µg/l. Soltanto una tecnica come la GC-MS è in grado di tecnica come la GC-MS è in grado di riconoscerli e determinarli riconoscerli e determinarli quantitativamentequantitativamente

linalolo linalolo ossido Aossido A

geraniolgeranioloo

citronellolcitronelloloo

nerolonerolo

L’analisi discriminante sui L’analisi discriminante sui dati dei 90 vini permette una dati dei 90 vini permette una buona classificazione. Nel buona classificazione. Nel grafico di sopra sono stati grafico di sopra sono stati utilizzati come variabili i utilizzati come variabili i terpeni lterpeni linalolo ossido A inalolo ossido A ((transtrans), ), -terpineolo, 2,6--terpineolo, 2,6-dimetil-3,7-ottadien-2,6-diolo dimetil-3,7-ottadien-2,6-diolo e e -citronellolo, mentre nel -citronellolo, mentre nel grafico di sotto la grafico di sotto la classificazione è ottenuta con classificazione è ottenuta con i terpeni 3,7-dimetil-2,6-i terpeni 3,7-dimetil-2,6-ottadien-1-olo, linalolo, ottadien-1-olo, linalolo, hotrienolo, hotrienolo, -citronellolo e -citronellolo e geraniologeraniolo

In entrambi i casi la In entrambi i casi la distribuzione dei composti distribuzione dei composti terpenici rende possibile la terpenici rende possibile la discriminazione tra i tre vinidiscriminazione tra i tre vini

La combinazione del profilo terpenico con alcuni composti La combinazione del profilo terpenico con alcuni composti dipendenti dall’invecchiamento (1-esanolo, 2-furancarbossialdeide, dipendenti dall’invecchiamento (1-esanolo, 2-furancarbossialdeide, dietil succinato, alcol feniletilico, alcol benzilico, acido esanoico) dietil succinato, alcol feniletilico, alcol benzilico, acido esanoico) permette di allargare la classificazione a sei vini della stessa area di permette di allargare la classificazione a sei vini della stessa area di prodizione, ovvero Müller-Thurgau, Riesling, Silvaner, Scheurebe, prodizione, ovvero Müller-Thurgau, Riesling, Silvaner, Scheurebe, Weißer Burgunder e GewürztraminerWeißer Burgunder e Gewürztraminer

Combinazione di variabiliCombinazione di variabili

È evidente che il profilo È evidente che il profilo terpenico è terpenico è promettente dal punto promettente dal punto di vista della di vista della classificazione classificazione varietale, soprattutto varietale, soprattutto per vini aromatici che per vini aromatici che presentano un elevato presentano un elevato contenuto di terpeni, contenuto di terpeni, es. Moscatoes. Moscato

I composti fenolici o polifenoli hanno un ruolo importantissimo nel I composti fenolici o polifenoli hanno un ruolo importantissimo nel vino. Innanzitutto sono responsabili delle differenze tra vini bianchi vino. Innanzitutto sono responsabili delle differenze tra vini bianchi e rossi, soprattutto per colore e aroma. In secondo luogo, hanno e rossi, soprattutto per colore e aroma. In secondo luogo, hanno proprietà antiossidanti e battericide. Chimicamente, si distinguono proprietà antiossidanti e battericide. Chimicamente, si distinguono per la presenza di due o più gruppi fenolici, e sono suddivisibili nelle per la presenza di due o più gruppi fenolici, e sono suddivisibili nelle seguenti famiglie:seguenti famiglie:

Composti fenolici nel vinoComposti fenolici nel vino

Flavonoidi, sostanze pigmentate con Flavonoidi, sostanze pigmentate con struttura caratteristica costituita da due struttura caratteristica costituita da due gruppi benzenici uniti da un eterociclo gruppi benzenici uniti da un eterociclo con un atomo di ossigenocon un atomo di ossigeno

Acidi fenolici, come gli acidi benzoici e gli Acidi fenolici, come gli acidi benzoici e gli acidi cinnamiciacidi cinnamici

derivati degli acidi fenolici, come gli derivati degli acidi fenolici, come gli stilbeni tra cui il resveratrolostilbeni tra cui il resveratrolo

OH

OH

OH

Gli antocianiGli antocianiGli antociani sono composti Gli antociani sono composti polifenolici del gruppo dei flavonoidi. polifenolici del gruppo dei flavonoidi. Essi vengono sintetizzati nelle bucce Essi vengono sintetizzati nelle bucce dell’uva, ai cui frutti impartiscono il dell’uva, ai cui frutti impartiscono il colore che, a seconda degli antociani colore che, a seconda degli antociani presenti, può essere verde-giallo, presenti, può essere verde-giallo, rosa, rosso, rosso-violetto, rosso-nero rosa, rosso, rosso-violetto, rosso-nero e blu-neroe blu-nero

Nell’uva Vitis vinifera esistono cinque Nell’uva Vitis vinifera esistono cinque tipi di antocianine: Cianidina, tipi di antocianine: Cianidina, Delfinidina, Malvidina, Peonidina e Delfinidina, Malvidina, Peonidina e PetunidinaPetunidina

Esistono poi alcuni derivati di questi Esistono poi alcuni derivati di questi cinque composti-base, in particolare cinque composti-base, in particolare gli esteri formati dal glucoside con gli esteri formati dal glucoside con l’acido acetico e p-cumaricol’acido acetico e p-cumarico

Gli antociani si trovano in strutture diverse a Gli antociani si trovano in strutture diverse a seconda del pHseconda del pH

Il contenuto di antociani è uno dei parametri Il contenuto di antociani è uno dei parametri utilizzati per la classificazione tassonomica utilizzati per la classificazione tassonomica dell’uva. Ci sono studi che dimostrano la dell’uva. Ci sono studi che dimostrano la possibilità di sfruttare il profilo antocianico per la possibilità di sfruttare il profilo antocianico per la classificazione varietale dei viniclassificazione varietale dei vini

In questo studio sono confrontate le distribuzioni di antociani In questo studio sono confrontate le distribuzioni di antociani in 32 varietà di uve coltivate nella regione di Murcia (Spagna in 32 varietà di uve coltivate nella regione di Murcia (Spagna sudorientale). Lo studio è effettuato con la tecnica sudorientale). Lo studio è effettuato con la tecnica cromatografica HPLC, con la quale si possono separare ecromatografica HPLC, con la quale si possono separare e

determinare 15 composti determinare 15 composti antocianici: le cinque antocianici: le cinque antocianine principali antocianine principali (Cianidina, Delfinidina, (Cianidina, Delfinidina, Malvidina, Peonidina e Malvidina, Peonidina e Petunidina) e i relativi Petunidina) e i relativi cinque esteri con l’acido cinque esteri con l’acido acetico e con l’acido p-acetico e con l’acido p-cumaricocumarico

Naturalmente, le varietà a basso contenuto di antociani sono quelle Naturalmente, le varietà a basso contenuto di antociani sono quelle aventi bacca di colore meno intenso, ma dal punto di vista della aventi bacca di colore meno intenso, ma dal punto di vista della classificazione è interessante il fatto che i vari gruppi siano classificazione è interessante il fatto che i vari gruppi siano caratterizzati dallacaratterizzati dallaprevalenza di una o due delle prevalenza di una o due delle

cinque antocianine principalicinque antocianine principali

In questo studio tedesco su 52 vini di 7 varietà diverse sono In questo studio tedesco su 52 vini di 7 varietà diverse sono identificati 10 antociani. La separazione con analisi HPLC e l’analisi identificati 10 antociani. La separazione con analisi HPLC e l’analisi PCA dei dati permettono una buona classificazionePCA dei dati permettono una buona classificazione

Vini tedeschiVini tedeschi

Nello studio già citato sulla Nello studio già citato sulla classificazione geografica di classificazione geografica di mieli europei, un altro schema mieli europei, un altro schema prevede la classificazione prevede la classificazione varietale, andando cioè a varietale, andando cioè a discriminare mieli discriminare mieli monoflorali monoflorali ottenuti da piante diverseottenuti da piante diverse

Mieli monofloraliMieli monoflorali

La classificazione è buona La classificazione è buona con dati ricavati dall'analisi con dati ricavati dall'analisi Py-MS (sopra), leggermente Py-MS (sopra), leggermente meno buona con dati meno buona con dati ottenuto dalla ottenuto dalla determinazione degli determinazione degli oligosaccaridioligosaccaridi

Analisi IRAnalisi IR

Mentre gli esempi precedenti sono basati sulla Mentre gli esempi precedenti sono basati sulla classificazione mediante l'identificazione di analiti classificazione mediante l'identificazione di analiti ben precisi, nel caso qui esposto si impiega la ben precisi, nel caso qui esposto si impiega la spettroscopia IR per la classificazione varietale di spettroscopia IR per la classificazione varietale di vini rossi austriaci Cabernet Sauvignon, Merlot, vini rossi austriaci Cabernet Sauvignon, Merlot, Pinot Noir, Blaufränkisch, St. Laurent e Zweigelt. Pinot Noir, Blaufränkisch, St. Laurent e Zweigelt. Gli assorbimenti dei campioni alle diverse Gli assorbimenti dei campioni alle diverse sono sono impiegati come variabiliimpiegati come variabili

L’analisi spettroscopica è stata dapprima effettuata sui vini, ma lo L’analisi spettroscopica è stata dapprima effettuata sui vini, ma lo spettro IR mostrava assorbimenti molto intensi dovuti a zuccheri ed spettro IR mostrava assorbimenti molto intensi dovuti a zuccheri ed acidi carbossilici, i quali mascherano il profilo polifenolico che può acidi carbossilici, i quali mascherano il profilo polifenolico che può essereesserecaratteristico di ogni vino; in caratteristico di ogni vino; in seguito, quindi, si è scelto di seguito, quindi, si è scelto di lavorare su estratti ottenuti lavorare su estratti ottenuti con SPE su colonna RP-C18 ed con SPE su colonna RP-C18 ed eluizione con metanolo allo eluizione con metanolo allo 0.01% di HCl: questi estratti 0.01% di HCl: questi estratti metanolici contengono i metanolici contengono i polifenoli. Inoltre, per evitare la polifenoli. Inoltre, per evitare la predominanza nello spettro del predominanza nello spettro del segnale del metanolo, gli segnale del metanolo, gli estratti sono stati essiccati estratti sono stati essiccati nella cella di misura, nella cella di misura, ottenendo uno spettro IR in cui ottenendo uno spettro IR in cui le peculiarità del profilo le peculiarità del profilo polifenolico sono evidenziatepolifenolico sono evidenziate

Nella figura sono riportati gli spettri Nella figura sono riportati gli spettri IR registrati nell’intervallo 1850-800 IR registrati nell’intervallo 1850-800 cmcm-1-1, nella regione nota come Medio , nella regione nota come Medio Infrarosso o MIR, degli estratti Infrarosso o MIR, degli estratti fenolici essiccati dei vini fenolici essiccati dei vini Cabernet Cabernet Sauvignon (CS), Merlot (ME), Pinot Sauvignon (CS), Merlot (ME), Pinot Noir (PN), Blaufränkisch (BF), St. Noir (PN), Blaufränkisch (BF), St. Laurent (SL) e Zweigelt (ZW)Laurent (SL) e Zweigelt (ZW)

Le bande principali si trovano in Le bande principali si trovano in tutti gli spettri con intensità relative tutti gli spettri con intensità relative diverse, ma ci sono piccoli, diverse, ma ci sono piccoli, significativi shifts nelle posizioni significativi shifts nelle posizioni assolute da varietà a varietà, in assolute da varietà a varietà, in modo tale che lo spettro MIR può modo tale che lo spettro MIR può essere considerato un’impronta essere considerato un’impronta digitale del profilo polifenolicodigitale del profilo polifenolico

Il picco a 1145 cmIl picco a 1145 cm-1-1 è quello in cui si è quello in cui si notano le differenze maggiorinotano le differenze maggiori

L’analisi CA è stata effettuata L’analisi CA è stata effettuata sui dati di assorbanza IR sui dati di assorbanza IR nell’intervallo 1640-950 cmnell’intervallo 1640-950 cm-1-1; ; dal dendrogramma in alto si dal dendrogramma in alto si nota già una buona nota già una buona classificazione e in particolare i classificazione e in particolare i vini Pinot Noir sono vini Pinot Noir sono perfettamente separati dagli perfettamente separati dagli altrialtri

Effettuando la derivata prima Effettuando la derivata prima dei dati di assorbanza si ottiene dei dati di assorbanza si ottiene una classificazione ancora una classificazione ancora migliore (dx, sotto) in cui tutte migliore (dx, sotto) in cui tutte le varietà sono ben separatele varietà sono ben separate

L’analisi PCA, come spesso L’analisi PCA, come spesso accade, conferma lo stesso accade, conferma lo stesso risultatorisultato

Vini bianchi australianiVini bianchi australianiIn questo secondo caso sono studiati vini bianchi australiani delle In questo secondo caso sono studiati vini bianchi australiani delle varietà Riesling e Chardonnay, provenienti da diverse regioni varietà Riesling e Chardonnay, provenienti da diverse regioni vitivinicole. Lovitivinicole. Lospettro IR dei spettro IR dei campioni è stato campioni è stato registrato in un registrato in un intervallo 400-2500 intervallo 400-2500 nm, nella regione nm, nella regione del Near Infrared del Near Infrared (NIR) o Vicino (NIR) o Vicino InfrarossoInfrarosso

La separazione tra La separazione tra le due varietà è le due varietà è ottenibile con ottenibile con l’analisi PCA dei l’analisi PCA dei dati spettroscopici. dati spettroscopici. I vini Riesling (1) e I vini Riesling (1) e Chardonnay (2) Chardonnay (2) formano due formano due gruppi abbastanza gruppi abbastanza separatiseparati

In alcuni casi è possibile studiare In alcuni casi è possibile studiare contemporaneamente la distinzione geografica e contemporaneamente la distinzione geografica e quella varietale, determinando più classi di analiti quella varietale, determinando più classi di analiti e valutando quali favoriscano la prima e quali la e valutando quali favoriscano la prima e quali la secondaseconda

Nello studio presentato, sono stati analizzati 41 Nello studio presentato, sono stati analizzati 41 campioni di vini bianchi provenienti dagli stati campioni di vini bianchi provenienti dagli stati dell’Ohio e della California (USA) e vinificati da dell’Ohio e della California (USA) e vinificati da varietà Chardonnay e Johannisberg Riesling. Dal varietà Chardonnay e Johannisberg Riesling. Dal punto di vista commerciale, è evidente che i vini punto di vista commerciale, è evidente che i vini californiani hanno maggiore rilevanza e quindi è californiani hanno maggiore rilevanza e quindi è utile differenziarliutile differenziarli

Studi mistiStudi misti

Sui campioni sono stati determinate variabili organiche (composti Sui campioni sono stati determinate variabili organiche (composti volatili con GC-MS) e variabili inorganiche (elementi in tracce con volatili con GC-MS) e variabili inorganiche (elementi in tracce con spettroscopia atomica)spettroscopia atomica)

La distinzione, già evidente con l’analisi PCA, è possibile su due La distinzione, già evidente con l’analisi PCA, è possibile su due livelli:livelli:

le variabili Ca, K, le variabili Ca, K, Na, 2,3-butandiolo, Na, 2,3-butandiolo, 3-etossi-1-3-etossi-1-propanolo ed etil propanolo ed etil ottanoato ottanoato differenziano i due differenziano i due vitignivitigni

le variabili Mn, le variabili Mn, alcol benzilico e 1-alcol benzilico e 1-esanolo esanolo differenziano dal differenziano dal punto di vista punto di vista regionaleregionale

Gli aminoacidi rappresentano il 30–40% dell’azoto Gli aminoacidi rappresentano il 30–40% dell’azoto totale nel vino. Nel mosto, essi fungono da totale nel vino. Nel mosto, essi fungono da nutrienti per i lieviti durante la fermentazione nutrienti per i lieviti durante la fermentazione alcolica, trasformandosi in alcoli superiori, aldeidi, alcolica, trasformandosi in alcoli superiori, aldeidi, esteri e acidi chetonici. Alcuni, però, sono generati esteri e acidi chetonici. Alcuni, però, sono generati nel corso di reazioni varie e nel vino sono presenti nel corso di reazioni varie e nel vino sono presenti in concentrazioni discretein concentrazioni discrete

La loro distribuzione nel vino dipende da numerosi La loro distribuzione nel vino dipende da numerosi fattori come le condizioni climatiche, la durata fattori come le condizioni climatiche, la durata della macerazione o altre pratiche vinicoledella macerazione o altre pratiche vinicole

Distribuzione di aminoacidiDistribuzione di aminoacidi

Nonostante la grande variabilità nel loro contenuto, gli aminoacidi Nonostante la grande variabilità nel loro contenuto, gli aminoacidi sono stati frequentemente impiegati nella caratterizzazione sono stati frequentemente impiegati nella caratterizzazione varietale del vinovarietale del vino

La determinazione del profilo aminoacidico si effettua con al tecnica La determinazione del profilo aminoacidico si effettua con al tecnica HPLC, rivelando gli aminoacidi separati mediante una reazione di HPLC, rivelando gli aminoacidi separati mediante una reazione di derivatizzazione postcolonna con il reagente o-ftalaldeide (OPA)derivatizzazione postcolonna con il reagente o-ftalaldeide (OPA)

Nello studio qui presentato è determinato il profilo aminoacidico (21 Nello studio qui presentato è determinato il profilo aminoacidico (21 composti) in 42 vini bianchi greci, provenienti dalle principali regioni composti) in 42 vini bianchi greci, provenienti dalle principali regioni vitivinicole della Grecia. Il profilo, sottoposto ad analisi LDA, permette di vitivinicole della Grecia. Il profilo, sottoposto ad analisi LDA, permette di ottenere una buona discriminazione tra vini ottenuti da vitigni diversi (sx) ottenere una buona discriminazione tra vini ottenuti da vitigni diversi (sx) ma anche tra vini di regioni differenti (dx). Entrambi i parametri hanno ma anche tra vini di regioni differenti (dx). Entrambi i parametri hanno influenza sulla distribuzione degli aminoacidiinfluenza sulla distribuzione degli aminoacidi

Classificazione di vini greciClassificazione di vini greci

Oltre agli studi di classificazione basati su parametri chimici Oltre agli studi di classificazione basati su parametri chimici (metalli, sostanze organiche) e spettroscopici (assorbanza IR, (metalli, sostanze organiche) e spettroscopici (assorbanza IR, UV) esiste una terza possibilità, legata alla spettrometria di UV) esiste una terza possibilità, legata alla spettrometria di massa. Si tratta di effettuare la separazione cromatografica massa. Si tratta di effettuare la separazione cromatografica dei componenti di un campione, seguita dalla rivelazione dei componenti di un campione, seguita dalla rivelazione delle sostanze separate mediante MS. Gli spettri di massa delle sostanze separate mediante MS. Gli spettri di massa collezionati, relativi ad un singolo tempo di ritenzione o picco collezionati, relativi ad un singolo tempo di ritenzione o picco cromatografico, sono poi processati via software per cromatografico, sono poi processati via software per ottenere uno spettro di massa medio su tutta la corsa ottenere uno spettro di massa medio su tutta la corsa cromatografica, i cui frammenti ionici possono essere cromatografica, i cui frammenti ionici possono essere impiegati come variabili in un trattamento di analisi impiegati come variabili in un trattamento di analisi multivariatamultivariata

Analogamente all'analisi multivariata basata sugli spettri IR o Analogamente all'analisi multivariata basata sugli spettri IR o UV, non si cerca di identificare i singoli composti della UV, non si cerca di identificare i singoli composti della miscela, ma si genera piuttosto una sorta di impronta miscela, ma si genera piuttosto una sorta di impronta digitale del campione, basata in questo caso sugli spettri di digitale del campione, basata in questo caso sugli spettri di massamassa

Classificazione mediante Classificazione mediante MSMS

Un esempio di questo tipo di trattamento dei dati è dedicato alla Un esempio di questo tipo di trattamento dei dati è dedicato alla classificazione varietale di tartuficlassificazione varietale di tartufi

L'aspetto varietale è un argomento importantissimo nella L'aspetto varietale è un argomento importantissimo nella commercializzazione del tartufo. La differenza di prezzo che ci può essere commercializzazione del tartufo. La differenza di prezzo che ci può essere tra un tra un Tuber Magnatum picoTuber Magnatum pico e un e un Tuber borchiiTuber borchii è abissale; da qui la è abissale; da qui la necessità di poter riconoscere eventuali adulterazioni di varietà pregiate con necessità di poter riconoscere eventuali adulterazioni di varietà pregiate con varietà meno nobilivarietà meno nobili

In realtà gli studi di classificazione sui tartufi sono alquanto rari, un po' per la In realtà gli studi di classificazione sui tartufi sono alquanto rari, un po' per la difficoltà di reperire campioni certificati in quantità sufficiente ad eseguire le difficoltà di reperire campioni certificati in quantità sufficiente ad eseguire le analisi, un po' per motivi commercialianalisi, un po' per motivi commerciali

Uno dei pochi studi di classificazione varietale è il seguente. Si utilizza il Uno dei pochi studi di classificazione varietale è il seguente. Si utilizza il metodo di trattamento SPME per prelevare la frazione volatile del tartufo, metodo di trattamento SPME per prelevare la frazione volatile del tartufo, costituita da sostanze aromatiche, frazione analizzata poi con la tecnica GC-costituita da sostanze aromatiche, frazione analizzata poi con la tecnica GC-MS. Nei cromatogrammi sono identificate numerose sostanze (alcani, alcoli, MS. Nei cromatogrammi sono identificate numerose sostanze (alcani, alcoli, esteri, aldeidi, chetoni, terpeni, composti solforati, ecc.) ma i singoli esteri, aldeidi, chetoni, terpeni, composti solforati, ecc.) ma i singoli composti non sono usati come variabili per la classificazione. composti non sono usati come variabili per la classificazione. Successivamente, infatti, il cromatogramma viene trasformato in uno Successivamente, infatti, il cromatogramma viene trasformato in uno spettro di massa medio su tutta la corsa cromatografica; si utilizza il range spettro di massa medio su tutta la corsa cromatografica; si utilizza il range di massa tra 40 e 150 u.m.a.di massa tra 40 e 150 u.m.a.

Il metodo è di applicazione rapida; l'estrazione si effettua a 208°C su Il metodo è di applicazione rapida; l'estrazione si effettua a 208°C su un'aliquota di pochi mg di campioneun'aliquota di pochi mg di campione

Classificazione di tartufiClassificazione di tartufi

L'esito della classificazione mediante analisi L'esito della classificazione mediante analisi discriminante è buono: si ottiene infatti una discriminante è buono: si ottiene infatti una discriminazione tra le varie specie di tartufo, che discriminazione tra le varie specie di tartufo, che permette l'identificazione di campioni incognitipermette l'identificazione di campioni incogniti