Differentiation of Geographical Origins for Cabernet Sauvignon Wines

Význam tématu

Autentizace geografického původu vín je klíčová pro ochranu spotřebitele, zajištění kvality produktů a prevenci podvodů. Metabolomická analýza umožňuje detekci unikátních profilů malých molekul vznikajících vlivem terroiru, odhaluje neoznačené či padělané vzorky a zvyšuje důvěru na trhu s vysoce ceněnými víny.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout nen cílený metabolomický přístup založený na kombinaci UHPLC-Q-TOF/MS a pokročilé chemometrie k rozlišení Cabernet Sauvignon vín z USA a Číny. Analyzováno bylo 113 vín ze dvou kalifornských vinařství (V. Sattui, Robert Mondavi) a tří čínských regionů (Zhangjiakou, Qinghuangdao, Shandong).

Použitá metodika

Vzorky vín byly centrifugovány a přímo analyzovány na UHPLC-Q-TOF/MS v pozitivním ionizačním režimu pomocí gradientní eluce na C18 kolonce při 20min trvání. Data byla extrahována algoritmem find-by-molecular-feature, zarovnána a filtrována v softwaru Mass Profiler Professional. Statistické filtry zahrnovaly výběr entit s výskytem ≥80 %, souběžnou variabilitou ≤50 %, ANOVA p≤0,01, poměrem změn ≥3 a korelací ≥0,8.

Použitá instrumentace

• UHPLC: Agilent 1290 Infinity LC System
• Kolonka: ZORBAX Eclipse Plus C18 2,1×100mm,1,8μm
• MS: Agilent 6530 Q-TOF s Dual Jet Stream ESI
• Software: MassHunter Qual 6.0, Profinder 7.0, Mass Profiler Professional 13.1.1
• Databáze: vlastní polyfenolová PCDL pro víno, METLIN PCDL

Hlavní výsledky a diskuse

Z celkem 29 564 entit bylo po filtraci vybráno 65 klíčových markerů, které v PCA i hierarchickém shlukování jasně rozlišily kalifornská vína od čínských. Model PLSDA dosáhl celkové úspěšnosti 86,7 %, přičemž rozlišení USA vs. Čína bylo 100 %. Z těchto markerů bylo 23 spojeno s endogenními metabolity hroznů (procyanidiny, dimery katechinů, polyfenoly, organické kyseliny) a exogenními látkami typickými pro pěstební či výrobní podmínky.

Přínosy a praktické využití metody

Tento postup umožňuje spolehlivou autentizaci a geografickou klasifikaci vín, představuje nástroj proti padělání, podporuje kontrolu kvality ve vinařském průmyslu a napomáhá regulatorním orgánům při ověřování původu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření databází metabolit, integrace s kvantitativními metodami SRM/PRM, využití strojového učení pro lepší predikci, aplikace on-line analytických platforem a rozšíření na další odrůdy vín a regiony představují perspektivní směr výzkumu.

Závěr

Kombinace UHPLC-Q-TOF/MS a chemometrické analýzy poskytuje robustní přístup k identifikaci geografického původu Cabernet Sauvignon vína. Identifikace specifických metabolitických markerů prokázala vysokou predikční schopnost a otevírá prostor pro standardizaci metod v praxi.

Reference

1. Liang N. a kol. Differentiation of grape wines from US and China using modeling building. China Fermentation. 2014;33(12):23–28.
2. Serrano-Lourido D. a kol. Classification and characterization of Spanish red wines according to their appellation of origin. Food Chem. 2012;135(3):1425–1431.
3. Bellomarino S.A. a kol. Geographical classification of some Australian wines by discriminant analysis. Talanta. 2009;80(2):833–838.
4. Kallithraka S. a kol. Sensory analysis of Greek wines and PCA for geographical classification. Food Chem. 2001;73(4):501–504.
5. Vaclavik L. a kol. Discrimination and classification of red wines using LC-Q-TOF-MS. Anal Chim Acta. 2011;45:685.
6. Cuadros-Inostroza A. a kol. Discrimination of wine attributes by metabolome analysis. Anal Chem. 2010;82:3573–3580.