De la vinya al laboratori. Caracterització de mostos, vins base i caves per tècniques cromatogràfiques, espectromètriques, enzimàtiques i sensorials

Abstract

[cat] El cava és un vi escumós amb Denominació d’Origen on la varietat vinífera, el clima i el sòl en fan d’ell l’elegància en l’aroma, el sabor i el color que presenta. És un producte elaborat mitjançant el mètode tradicional Champenoise de segona fermentació i criança a la mateixa ampolla que constitueix, avui en dia, un referent de qualitat dins i fora de les nostres fronteres. Per dur a terme aquesta tesi doctoral s’ha estudiat quatre famílies d’anàlits – àcids orgànics de baix pes molecular, polifenols, amines biògenes i composició elemental – involucrades en les diferents etapes del procés d’elaboració del cava (most, vi base i cava) en diferents varietats i qualitats de raïm. També s’ha valorat un estudi de tasts en mostres de vins base considerades les més descriptives organolèpticament. Pel tractament de les dades composicionals i organolèptiques, s’ha utilitzat una fusió de diagrames de barra, radials i de caixa combinats amb eines quimiomètriques que han aportat resultats molt satisfactoris. Els tasts han estat centrats en mostres de les varietats pinot noir i xarel·lo de diferents qualitats, on s’ha vist que els consumidors han seguit les tendències detectades pels experts, on la varietat pinot noir ha destacat més organolèpticament enfront de la xarel·lo. Els àcids orgànics estan associats a la qualitat, control químic i organolèptic dels mostos, vins i caves. Donat que les indústries vinícoles utilitzen mètodes lents i poc econòmics per determinar-los, en aquesta tesi es presenta un nou mètode ràpid, robust, selectiu, simple i fiable per a la determinació de vuit àcids orgànics importants en el procés d’elaboració del cava mitjançant la cromatografia de líquids d’alta resolució amb detecció al ultraviolat – visible (HPLC–UV/vis) . El mètode optimitzat ha resultat ser molt exitós i els resultats han mostrat que l’àcid tartàric i l’àcid màlic són compostos molt influents i importants en el tipus de mostres estudiades sent marcadors de qualitat.

Els polifenols són compostos responsables d’algunes propietats sensorials del vi i participen en nombrosos processos de protecció d’aquest. La metodologia emprada per determinar-los ha estat HPLC–UV/vis. Els resultats han mostrat que la varietat chardonnay té una gran riquesa fenòlica i que els àcids cafeic i caftàric han sigut marcadors de qualitat. Les amines biògenes són indicadores de les condicions i l’evolució fermentativa dels vins i caves. El mètode desenvolupat per cromatografia de líquids amb detecció per fluorescència (HPLC–FLD) ha resultat ser molt exitós. Els resultats han mostrat que les amines biògenes tenen el seu màxim després de la primera fermentació i de la fermentació malolàctica. La composició elemental és l’empremta geoquímica d’un sòl. És d’especial importància, perquè els metalls poden causar un efecte nutricional i toxicològic en el sòl, la planta i el fruit, on també és fonamental per detectar pràctiques fraudulentes i adulteracions. Les metodologies emprades per a la seva detecció han sigut l’espectroscòpia d’emissió atòmica amb plasma acoblat inductivament (ICP–OES) i l’espectrometria de masses amb plasma acoblat inductivament (ICP–MS). Els resultats han mostrat que pocs metalls passen del sòl al most i posteriorment al cava. La major part s’adquireixen a través dels diferents additius emprats en el procés d’elaboració del cava. També s’ha vist que cap metall ha superat els límits màxims residuals (LMRs) permesos per legislació. Finalment, s’ha optat per fer una fusió de les dades obtingudes d’aquestes quatre famílies d’anàlits per aconseguir una caracterització de les mostres més globals. S’ha observat que la fusió de dues famílies d’anàlits ha aportat resultats rellevants, però a més variables involucrades, la complexitat dels models ha sigut major i la capacitat descriptiva dels compostos s’ha vist més limitada.

[eng] Cava is a sparkling wine with Protected Origin Designation and long tradition and unique personality. The grape variety, climate and soil, make it, the elegance in the aroma, in the taste and in the color that presents. It is a product produced by the Champenoise method of second fermentation and aging in the bottle. It is today a benchmark of quality within and outside our borders. In this project, four families of analytes have been studied including low weight organic acids, polyphenols, biogenic amines and elemental composition – involved in the different stages of the elaboration process of cava (musts, base wines, and cava samples) in different grape varieties and qualities. To identify and quantify these substances, high-resolution liquid chromatography with ultraviolet-visible detector (HPLC–UV/vis) was used for organic acids and polyphenols, high-resolution liquid chromatography with fluorescence detector (HPLC-FLD) for biogenic amines, and inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-OES) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) for elemental composition. To study the relationship between the chemical and sensory information, it was carried out tastings of base wines among a group of experts and consumers to determine if the organoleptic properties perceived by winemakers are also for consumers. All data was treated using bar charts, box plots and chemometric tools. Results showed that all the methods used provided satisfactory results, thus being appropriate to analyze this kind of samples. The results of tastings showed that consumers followed the trends found for the experts, and the pinot noir variety stood out organoleptically from xarel·lo. Organic acids showed that tartaric and malic acids were very influential and important compounds in the studied samples being quality markers. From polyphenols, caffeic and caftaric acids were the ones that denoted quality. The concentrations of biogenic amines were low, and their maximum concentrations were after the first fermentation and malolactic fermentation. From the elemental composition, it was seen that few metals pass from the soil to the must and subsequently to the cava. Most of them are acquired through the different additives used in the cava production process.