Origem geográfica e perfil varietal de vinhos tintos produzidos no Rio Grande do Sul via técnicas espectroscópicas assistidas por ferramentas quimiométricas

Abstract

Por meio do presente trabalho busca-se incrementar o conhecimento acerca do perfil dos vinhos tintos produzidos em território Sul-Rio-Grandense, de modo a possibilitar desenvolvimento de metodologias analíticas que sejam ambiental e economicamente sustentáveis e acessíveis. O entendimento dessas tecnologias pode facilitar o controle de qualidade e a identificação fraude exigido no setor. Quando dados de espectroscopia no infravermelho são aplicados no tratamento para reconhecimento de padrões, a quimiometria contribui na diferenciação entre safras de produção e origens de procedência. No presente trabalho, foram analisadas amostras de vinho tinto cedidas pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – Embrapa Uva e Vinho, totalizando 92 amostras de produtores locais para o reconhecimento de padrões e 4 amostras de monovarietal (3 Cabernet Sauvignon e 1 Merlot – produzidas em condições controladas) para os estudos de regressão. Os dados espectroscópicos obtidos foram tratados com derivação e suavização, para permitir avaliações concentradas no desempenho estatístico obtido da variação de parâmetros do tratamento de sinal derivada Savitsky Golay. Por meio de análise de componentes principais (PCA), foi possível diferenciar safras de produção entre as amostras, enquanto a diferenciação quanto à origem foi realizada a uma taxa de exatidão de 71% (SPA – LDA) e 81% (GA – LDA e PLS – DA). Estudos de regressão demonstraram que a abordagem quimiométrica permite quantificar variações de concentração de monovarietal dentro das quantidades previstas legalmente e critério para rotulagem. Mediante métodos de seleção de variáveis (iSPA – PLS e iPLS), foi possível encontrar modelos cuja taxa de erro de previsão do grupo de validação se aproxima a 12%. Em ambos estudos, as etapas de seleção de variáveis evidenciaram a relevância da concentração de álcoois e de compostos polifenólicos, o que reflete as diferenças nas condições geográficas e de composição dos monovarietais analisados.

The goal of the present work is to increase knowledge about red wine profile produced in Rio Grande do Sul, southern state of Brazil, in order to ease further development of analytical methodologies that turn to be environmental friendly and sustainable and affordable economically. Moreover, this methodology may integrate technologies to guarantee quality control against fraud, which are so important to the industrial field of food. After pattern recognition tools applied to infrared spectroscopy data, Chemometrics showed that it is possible to differentiate samples based on their harvest production and geographic origin. All results discussed on the present work became possible thanks to the donation of Embrapa Grape and Wine, which handed us 92 samples of locally produced red wine for pattern recognition and more 4 samples of specific cultivars (3 Cabernet Sauvignon and 1 Merlot – produced under controlled conditions) to regression studies. All performance evaluation focused on statistical effects caused from parameter variation of smoothing Savitsky – Golay derivatives. By PCA it was possible to differentiate harvest production years among samples, meanwhile origin designation has been achieved with an accuracy rate of 71% (SPA – LDA) and 81% (GA – LDA and PLS – DA). The chemometric approach of regression studies showed possibilities to quantify concentration variations of wine mixtures that, although legally provided, has labeling defined limits. Through variable selection algorithm (iSPA – PLS and iPLS), it was possible to quantify validation samples with a prediction rate of error about 12%. In both studies, variable selection showed that alcoholic and polyphenolic concentrations are crucial to the characterization, reflecting differences in terms of geographic conditions of production and grape species composition.