1H NMR chemometrický model pro klasifikaci vlastností českých vín

Bc. Aneta Hošťálková

Master's thesis

1H NMR chemometric models for classification of Czech wine properties

Abstract:

Nukleární magnetická rezonance (NMR) je unikátní nedestruktivní analytickou metodou vhodnou pro zkoumání chemického složení vína, od něhož se odvíjí senzorický a aromatický profil daného vína. Cílem této diplomové práce bylo testování hypotézy, zda odezvy chemických sloučenin v NMR spektru, jako jsou například aminokyseliny, organické kyseliny nebo vyšší alkoholy, korelují se senzorickými vlastnostmi vína, konkrétně s jejich aromatickým profilem, a zda je možné jednotlivé aromatické deskriptory na základě obsahu těchto sloučenin predikovat. Analýza byla provedena u sta vítězných vín soutěže Salonu vín pro rok 2021. Poté byly změřeny na NMR spektrometru Bruker Advance III a díky programu Chenomx bylo anotováno 32 sloučenin naměřených v bílém a červeném víně. Na základě Pearsonovy korelace (r≥0,50) byla zjištěna závislost mezi aromatickými profily a jednotlivými koncentracemi sloučenin. Nejsilnější korelace (r=0,68) byla zaznamenána u červeného vína, a to mezi alaninem a barikovým aroma. Bylo vyhodnoceno porovnání průměrných aromatických profilů, a to ze dvou nejvíce zastoupených odrůd bílého vína (Ryzlink rýnský, Ryzlink vlašský) a odrůd červeného vína (Rulandské modré a Merlot). Díky porovnání lze tvrdit, že červené víno má komplexnější aromatický profil. Dále byla hodnocena analýza hlavních komponent v závislosti na kategoriích obsahu cukru včetně zbytkového cukru. Výsledná data prokázala, že u bílých vín ovlivňuje obsah cukru nejvíce glukóza a fruktóza a u červených vín citrát, fenylethanol, asparagin a gallát. Hypotéza, že odezvy sloučenin v NMR spektru korelují se senzorickými vlastnostmi vína a jejich aromatickými deskriptory a lze je na základě těchto sloučenin predikovat, byla tedy potvrzena.

Abstract:

Nuclear magnetic resonance (NMR) is a unique non-destructive analytical method suitable for the research of the chemical composition of wine affecting sensory and aroma wine profile. The goal of this thesis was to test the hypothesis stating that responses of chemical components within the NMR spectrum, such as amino acids, organic acids, or higher alcohols, correlate with sensory properties of wine, specifically its aroma profile, and that individual aromatic descriptors may be predicted based on the content of these compounds. An analysis was performed with 100 winning wines from the Wine Salon competition 2021. They were subsequently measured using a spectrometer Bruker Advance III, and owing to a Chenomx program, 32 compounds detected in white and red wine were annotated. Based on Pearson correlation (r≥0,50), a dependency between aroma profiles and particular compound concentration has been discovered. The strongest correlation (r=0,68) has been detected in red wine between alanine and barrique aroma. A comparison of average aroma profiles of the two most represented white wine varieties (Ryzlink rýnský, Ryzlink vlašský) and red wine varieties (Rulandské modré and Merlot) has been assessed. Owing to this comparison, red wine can be claimed to have a more comprehensive aroma profile. Furthermore, an analysis of the main components dependant on the category of sugar content, including residual sugar, has been assessed. The outcome data have proved glucose and fructose to affect sugar content in white wine, while citrate, phenylethanol, asparagine, and gallate affect the sugar content in red wine. The hypothesis stating that compounds‘ responses within the NMR spectrum correlate with sensory properties of wine and their aromatic descriptors, and can be predicted based on these compounds, has been confirmed.

Keywords

1H NMR spektroskopie, víno, kvalita vína, profilování vína, falšování

Keywords

1H NMR spectroscopy, wine, quality, wine profiling, adulteration

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Jaroslav Havlík, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food Quality and Processing of Agricultural Products