Original title:
Využití analytických technik a chemometrie k autentifikaci vín
Translated title:
Application of analytical techniques and chemometry for authentification of wine
Authors:
Pořízka, Jaromír ; Karovičová, Jolana (referee) ; Jarošová, Alžběta (referee) ; Diviš, Pavel (advisor) Document type: Doctoral theses
Year:
2015
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
Tato dizertační práce se zabývá využitím analytických technik ke stanovení prvkového profilu vín doplněné o analýzu vybraných polyfenolických látek. Pro účely prvkové analýzy byly použity dvě spektrometrické techniky a to Hmotnostní a Optická emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS a ICP-OES). Analýza organických konstituentů ve víně byla provedena kapalinovém chromatografu s detekcí na diodovém poli (HPLC-DAD). Na základě znalostí o chemickém složení známých vzorků vín byly z těchto dat pomocí vícerozměrných statistických metod (shluková analýza, analýza hlavních komponent a kanonická diskriminační analýza) sestaveny matematické modely ke klasifikaci moravských vín dle geografického původu a odrůdy. Pro diskriminaci a klasifikaci moravských vín do 4 moravských vinařských podoblastí byly vytvořeny dva separátní modely pro bílá a červená vína. Úspěšnost klasifikace známých vzorků bílých vín byla 100% a u červených model pracoval s 96,43% úspěšností. Křížový validační test poté pomocí vytvořených modelů vykazoval 95% úspěšnost klasifikace neznámých vzorků bílých vín a 82,15% vzorků červených. Dále byl vytvořen matematický model pro odrůdovou klasifikaci vín, založený na prvkovém profilu zdrojových vzorků vín. Odrůdy vín Müller Thurgau, Ryzlink rýnský a Veltlínské zelené byly od sebe diskriminovány na základě 8 prvkových parametrů. Bylo dosaženo 95,83% diskriminace vstupních vzorků a 70,83% úspěšné klasifikace neznámých vzorků. Poslední oblast, do které byl směřován výzkum, se zabývala vyhodnocením možností využití prvkové analýzy a analýzy celkové antioxidační aktivity k určení agrotechnického systému produkce hroznů. Bylo zjištěno, že prvky jako je Cu, Zn a Mn mohou sloužit jako diskriminační parametry pro rozdělování vín dle systému produkce hroznů. Tyto rozdíly jsou pravděpodobně způsobeny tím, že každá agrotechnika využívá k ochraně rozdílných přístupů v aplikaci ochranných látek. Rozdíly v antioxidační aktivitě biovín a vín z hroznů z integrované produkce nevykazovaly statisticky významné rozdíly.
This PhD. thesis is focused on application of different analytical techniques for determination of elemental composition of Moravian wine combined with analysis of selected polyphenol compounds. Two spectrometric techniques were used for elemental analysis of wine – Mass spectrometry and Optical emission spectrometry with inductively coupled plasma (ICP-MS and ICP-OES). Analysis of organic constituents of wine was evaluated by High performance liquid chromatograph with diode array detector (HPLC-DAD). Data from analysis of wine were used for construction of mathematical models for determining geographical origin of wine and for determining type of varietal wine. Data handling was performed by usage of multivariate statistical methods (cluster analysis, principal component analysis and canonical discriminant analysis). For the discrimination of wine by the geographical origin, two separate models for white and red wine were constructed. Effectiveness of discrimination of Moravian wine (with knowledge about origin) into 4 wine regions was 100 % successful for white wine and 96,43 % for red wine samples. Those models were used for cross validation test of unknown samples with result 95 % successfully classified samples of white wine and 82,15% of red wine. Besides that, mathematical model for discrimination and classification of varietal wine was made. Müller Thurgau, Riesling and Gruner Veltliner were discriminated by the usage of 8 elemental parameters. Discrimination success rate of known samples was evaluated by canonical discriminant analysis with 95,83% of correctly classified known samples and 70,83% of correctly classified unknown varietal wine (cross validation test). In addition to these part of research, impact of different grape production systems on elemental composition of wine and Vitis Vinifera was studied. The core of the study was to find the connections between the type of agriculture and chemical properties of wine and Vitis Vinifera. Two agriculture systems were assessed – Organic agriculture and Integrated pest management. . Results of this study showed that quantity and manner of pesticide application is very important factor affecting the final elemental composition of the grapevine and wine, especially the content of copper, zinc and manganese. That knowledge can be used in the future for creation of classification model of wine according to grape production system. For comparison of radical scavenging activity, electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR) with DPPH method was used. In the case of this study, the influence of vine growing under different farming systems on the total antioxidant activity of wine was found to be insignificant.
Keywords:
authenticity; chemometry; elemental analysis; EPR; geographical origin; HPLC; Vitis Vinifera; Wine; autenticita; chemometrie; EPR; geografický původ; HPLC; prvková analýza; Réva vinná; Víno
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/51832
guest ::
