Особенности минерального состава вин как идентификационный показатель места происхождения (Краснодарский край)

ТЕХНОЛОГИЯ

УДК 663.253.2

Особенности

минерального состава вин

как идентификационный показатель места происхождения

Р. П. Точилина,

канд. техн. наук

ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности

В'

;

федеральном законе № 171-ФЗ от 22.11.1995 г. «О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции и об ограничении потребления (распития) алкогольной продукции» определены основные понятия для винодельческой продукции с защищенным географическим указанием и с защищенным наименованием места происхождения. При этом одно из основных требований для обеих групп такой продукции заключается в их производстве из винограда, выращенного в границах определенного географического объекта. В действующих на территории РФ стандартах, устанавливающих требования к винодельческой продукции данных групп: ГОСТ 32715— 2014 «Вина ликерные, вина ликерные защищенных географических указаний, вина ликерные защищенных наименований места происхождения. ОТУ» и ГОСТ Р 55242-2012 «Вина защищенных географических указаний и вина защищенных наименований места происхождения. ОТУ», — установлено, что присвоение категорий защищенных географических указаний (ЗГУ) и защищенных наименований места происхождения (ЗНМП) отдельным винам и контроль их производства должны осуществляться специальным образом в соответствии с установленным порядком. Одна из задач контроля производства вин ЗГУ и вин ЗНМП заключается в подтверждении принадлежности данного образца к заявленному ге-

ографическому объекту. Основное внимание исследователей, занимающихся проблемами территориальной идентификации вин, направлено на изучение их минерального комплекса, поиск «элементов-маркеров», определение возможных устойчивых соотношений между отдельными составляющими минерального комплекса вин или устойчивые соотношения изотопов отдельных элементов [1-6].

Ранее в нашей работе [7] были представлены результаты исследования минерального состава образцов почв, виноматериалов и вин винодельческого предприятия ОАО «Миллеровский винзавод» (Ростовская обл.). На основе полученных данных были рассчитаны дискриминирующие уравнения регрессии для микро- и макроэлементов:

х_тасго = — 0,0804646 А1 + + 0,0561961 В + 0,00716928 Mg + + 0,0863676 Мп - 0,00386744 № -

- 0,00178251 Р + 0,238645 Rb + + 0,00610987 Si - 0,978259 Sr -

- 0,129559 Zn;

у_ткго = 0,0103344 Ва -

- 0,0675423 Со - 0,0406233 Сг + + 0,00427808 Cs + 0,0018923 Li -

- 0,00663523 Мо - 0,000179171 № + + 0,265514 Sn + 0,0190605 Т -- 0,0698562 V + 0,110945 Zr.

Затем полученные зависимости были интерпретированы в виде соответствующих диаграмм, отображающих компактное распределение расчетных точек для белых и красных вин, области распреде-

Таблица 1

Минеральный состав образцов почвы с виноградарских участков АПФ «Фанагория»

Экстракция

Элемент водой ацетатно-аммонийным буфером

Микроэлементы, мкг/кг 1

Li (литий) 2,8-12,3 7-55,3

Т (титан) 1,7-6,2 3,9-8,9

V (ванадий) 3,0-6,3 5,4-15,4

Сг (хром) 3,7-11,9 13,9-78,4

Со (кобальт) 0,2-0,6 1,7-3,9

№ (никель) 4,3-24,9 25,8-60,2

Rb (рубидий) 0,9-1,3 30,8-65,2

Zr (цирконий) 0,6-1,3 1,4-4,1

Мо (молибден) 0,8-12,9 0,7-2,4

Sn (олово) 1,3-2,1 2,1-3,5

Се (церий) 0,8-1,9 40,5-129,4

и (уран) 0,1-0,2 4,7-13,1

Sb (сурьма) 0,4-2,5 0,2-2,3

Макроэлементы, мг/кг

В (бор) 0,1-0,7 0,1-0,7

№ (натрий) 1,1-4,4 2,9-4,4

Мд (магний) 0,8-3,4 15,8-44,3

А1 (алюминий) 0,2-0,4 1,6-8,7

Si (кремний) 3,2-6,8 0,7-3,5

Мп (марганец) 0,1-0,6 1,1-2,2

Sr (стронций) 0,1-0,2 1,2-4,3

Zn (цинк) « 0,1 /Л 0, 2

Ва (барий) 0,1-0,3 1,6-7,8 |

ления которых для каждой группы вин достаточно компактно расположены в плоскости координат.

В настоящей работе были изучены образцы почвы, виноматериа-лов и вин, произведенных в трех винодельческих хозяйствах Краснодарского края, с целью определения возможности применения полученных ранее зависимостей для данного региона. Исследовали 15 образцов почвы из винодельческих хозяйств: АПФ «Фанагория», АФ «Южная», АПК «Мильстрим-Черноморские вина». Одновременно с этих же участков собирали виноград, из которого в дальнейшем методом микровиноделия были приготовлены виноматериалы для определения их минерального состава. Кроме того исследовали минеральный комплекс промышленных образцов красных сухих вин производства АПФ «Фанагория».

При исследованиях минерального состава почв и образцов ви-

'ТЕХНОЛОГИЯ

Таблица 2

Минеральный состав образцов почвы с виноградарских участков АПК «Мильстрим-Черноморские вина»

Экстракция

Элемент водой ацетатно-аммонийным буфером

1 Микроэлементы, мкг/кг 1

Li (литий) 3,1-4,1 20,1-20,9

Т (титан) 1,4-3,3 3,7-7,9

V (ванадий) 2,1-6,7 6,8-10,5

Сг (хром) 3,4-5,5 24,9-41,8

Со (кобальт) 0,2-0,4 1,6-2,1

№ (никель) 3,2-5,6 28,2-50,0

Rb (рубидий) 0,5-0,7 69,0-74,5

Zr (цирконий) 0,6-1,3 1,0-2,2

Мо (молибден) 3,2-8,4 0,8-1,1

Sn (олово) 1,0-1,4 2,0-5,4

Се (церий) 0,7-0,9 45,3-59,9

и (уран) 0,0-0,1 4,4-5,1

Sb (сурьма) 0,4-0,8 0,3-0,4

Макроэлементы, мг/кг

В (бор) 0,1-0,2 0,2

№ (натрий) 3,2-3,4 2,6-6,0

Мд (магний) 1,7-1,9 39,9-43,0

А1 (алюминий) 0,2-0,3 3,9-6,2

Si (кремний) 3,3-5,6 1,8-3,3

Мп (марганец) Не обн. 1,8-1,9

Sr (стронций) То же 2,3-2,7

Zn (цинк) « 0,1 « 0,1

Ва (барий) /Л р 2 5,1-5,2

Таблица 3

Минеральный состав образцов почвы с виноградарских участков Аф «Южная»

Экстракция

Элемент водой ацетатно-аммонийным буфером

1 Микроэлементы, мкг/кг 1

(литий) 3,1-6,4 18,2-32,0

Т (титан) 2,0-8,9 6,1-9,8

V (ванадий) 4,0-8,0 5,2-15,7

Сг (хром) 5,5-9,6 35,5-65,0

Со (кобальт) 0,2-0,6 1,3-5,2

№ (никель) 4,6-7,0 19,2-47,1

Rb (рубидий) 0,5-1,0 50,3-95,8

Zr (цирконий) 1,0-1,8 1,2-1,8

Мо (молибден) 2,6-8,4 0,6-1,2

Sn (олово) 1,2-1,5 1,9-2,7

Се (церий) 1,5-2,1 59,2-64,8

и (уран) 0,1-0,3 4,6-10,9

Sb (сурьма) 0,3-0,8 0,2-0,4

Макроэлементы, мг/кг

В (бор) 0,2-0,3 0,2-0,3

№ (натрий) 2,0-3,8 4,3-6,0

Мд (магний) 1,7-2,1 28,0-35,1

А1 (алюминий) 0,2-0,6 3,6-6,2

Si (кремний) 4,1-6,7 3,0-4,2

Мп (марганец) 0,1 0,4-0,6

Sr (стронций) Не обн. 2,3-4,9

Zn (цинк) 0,1 0,2

Ва (барий) < 0,1 4,4-7,4

нопродукции применяли метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS). Выбранный метод ICP-MS позволяет определять 29 элементов, в том числе 26 металлов Mg, А1,

ТС, V, Сг, Мп, Со, №, Zn, Rb, Sr, Zr, Мо, А^ С^ Sn, Sb, Cs, Ва, La, Се, Т1, РЬ, и) и три неметалла (В, Si, Р). Данная методика предусматривает предварительную пробоподготовку (минерализация пробы), которую проводили в соответствии с МУК 4.1.958-00 «Определение содержания токсичных элементов в пищевых продуктах и продовольственном сырье. Методика автоклавной пробоподготовки». В данной работе представлены результаты определений в образцах виноматериалов 21 элемента, которые применяются при расчете предложенных ранее [7] дискриминирующих уравнений регрессии.

При исследовании минерального состава почв определяли 24 эле-

мента, и применяли два вида про-боподготовки:

• водная экстракция (применяется при исследовании динамики почвенных процессов, в том числе при изучении режима питательных веществ растений);

• ацетатно-аммонийная экстракция (буферный раствор рН 4,8). Использование буферных растворов позволяет экстрагировать из почв большую группу подвижных форм микроэлементов, в том числе и тех, которые не удается обнаружить в водной вытяжке.

Результаты определений минерального состава образцов почв приведены в табл. 1-3.

Полученные результаты, как и предполагалось, показали, что водные вытяжки «беднее» по количественному и качественному составу. Экстракция аммонийно-ацетатным буфером (ААБ) дает более полную картину минераль-

5•2017

ПИВО и НАПИТКИ 29

ЩЖ ТСХНРРРГИЯ

1тсуиплпгиа"

Пного состава почв, поскольку повышает концентрацию большинства определяемых компонентов I в несколько раз, но при этом не дает значительных различий по качественному составу. Для оценки концентрации «микроэлементов» этот способ пробоподготовки почвы более информативен. Исключение составляет водная экстракция молибдена, который лучше экстрагируется водой.

Далее исследовали минеральный состав образцов виноматериа-лов, произведенных из винограда с соответствующих участков, и вин этих же производителей (табл. 4, 5).

Одновременно исследовали промышленные образцы красных вин производства АПФ «Фанагория» (табл. 6).

Полученные данные по качественному составу минерального комплекса вина и почвы, как и было установлено ранее, отличаются незначительно. При количественной оценке, только барий в экстрактах почв переместился в группу «макроэлементов», а рубидий — в группу «микроэлементов». Церий, уран, сурьма, олово присутствуют в водной и в аммонийно-ацетатной вытяжке, но их концентрация в винах близка к фоновой. В работе также установлено, что в водных экстрактах почв обнаруживается сравнительно низкая концентрация рубидия, в то время как в виноматериалах наблюдается его относительно высокое содержание, что подтверждает предположение об определенном свойстве виноградной ягоды «накапливать» этот элемент. Не установлено прямых зависимостей между концентрацией отдельных элементов в минеральном комплексе экстрактов из почв и соответствующими показателями в исследованных образцах виноматериалов, полученных из винограда с исследованных участков виноградников.

Полученные результаты по определению минерального комплекса виноматериалов и вин математически обработаны и рассчитаны дискриминирующие уравнения регрессии для микро- и макроэлементов, которые затем интерпретированы в виде диаграмм рассеяния (рис. 1, 2), на которых видно, что зоны рассеяния точек, рассчитанных для красных и белых вин, расположены

Таблица 4

Минеральный состав красных виноматериалов, приготовленных из винограда винодельческих хозяйств Краснодарского края

Регион производства

Элемент АПФ «Фанагория» АФ «Южная»

Молдова Пино Нуар Мерло Каберне Мерло Каберне Совиньон Саперави

Макроэлементы, мг/л 1

В (бор) 6,7 21,4 17,1 9,4 10,4 10,9 12,6

№ (натрий) 9,7 8,4 11,6 12,1 15,3 12,5 16,4

Мд (магний) 88,7 64,6 85,3 84,5 77,5 66,9 71,2

А1 (алюминий) 0,4 0,4 3,1 0,1 0,4 0,2 0,2

Si (кремний) 25,9 32,4 32,5 66,0 28,3 32,6 24,4

Р (фосфор) 94,0 106,0 282,9 73,2 125,7 61,9 22,9

Мп (марганец) 0,6 0,9 0,9 1,8 0,8 0,7 0,6

Zn (цинк) 0,2 0,5 0,4 0,3 0,1 0,3 0,1

Rb (рубидий) 1,1 0,3 2,0 0,8 1,8 1,7 1,9

Sr (стронций) 0,7 0,7 0,8 0,5 1,1 0,7 0,8

Микроэлементы, мкг/л

Li (литий) 4,9 66,7 18,6 15,6 37,3 10,2 19,8

Т (титан) 5,90 7,3 5,0 8,7 7,5 6,0 4,8

V (ванадий) 2,8 3,4 6,2 1,9 2,2 1,9 1,8

Сг (хром) 2,1 3,0 7,2 1,9 2,8 1,9 1,9

Со (кобальт) 0,7 1,4 3,0 0,6 1,2 1,2 0,7

N (никель) 13,2 26,9 16,3 36,0 10,1 17,9 13,7

Zr (цирконий) 0,4 0,3 2,0 0,2 0,3 0,3 0,1

Мо (молибден) 1,0 4,0 0,5 0,7 1,2 0,3 0,6

Sn (олово) 1,2 1,0 1,3 1,0 1,3 1,0 0,9

Cs (цезий) 6,3 0,1 2,8 3,9 1,6 4,1 9,3

Ва (барий) 48,5 91,6 105,1 113,0 110,2 70,3 55,2

Таблица 5

Минеральный состав белых виноматериалов, приготовленных из винограда винодельческих хозяйств Краснодарского края

Регион производства

Элемент АПФ «Фанагори я» АФ «Южная» АПК «Мильстрим-Черноморские вина»

Шардоне Совиньон Блан Алиготе Ркацители Рислинг Мускатный Белый Шардоне Совиньон Блан

1 Макроэлементы, мг/л 1

В (бор) 9,5 4,9 16,4 14,5 5,3 6,5 7,6 7,6

№ (натрий) 10,8 8,8 7,7 14,3 11,7 4,6 175,6 65,2

Мд (магний) 60,9 53,6 69,6 45,1 65,7 52,4 93,7 62,1

А1 (алюминий) 0,3 0,1 0,2 0,2 0,4 0,1 0,2 0,4

Si (кремний) 32,0 30,3 27,3 25,1 29,1 31,5 22,3 23,0

Р (фосфор) 13,7 5,7 14,7 44,0 15,6 17,3 50,9 26,3

Мп (марганец) 0,5 0,4 0,6 0,2 0,8 0,3 0,8 0,7

Rb (рубидий) 1,6 0,9 0,6 1,1 0,5 0,8 0,8 0,9

Sr (стронций) 0,6 0,3 0,4 0,2 0,6 0,4 0,5 0,4

Zn (цинк) 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

Микроэлементы, мкг/л

Li (литий) 35,7 5,2 12,2 34,2 12,2 8,0 60,7 21,6

Т (титан) 4,7 3,2 4,1 4,6 3,5 3,6 8,1 4,9

V (ванадий) 3,5 1,26 3,5 2,0 3,5 1,9 6,2 3,5

Сг (хром) 5,4 1,7 2,5 2,6 2,2 1,4 3,8 4,2

Со (кобальт) 0,8 0,3 0,4 0,8 1,5 0,4 3,6 1,0

№ (никель) 14,4 10,8 10,1 12,1 6,6 7,3 13,3 9,8

Zr (цирконий) 0,3 0,2 0,3 0,2 0,4 0,1 0,2 0,2

Мо (молибден) 0,4 0,3 2,2 0,4 0,4 0,8 0,6 0,3

Sn (олово) 0,4 0,4 1,0 1,0 1,0 0,9 0,9 0,3

Ва (барий) 59,4 33,3 57,2 27,2 60,5 40,5 57,2 59,6

Cs(цезий) 6,1 1,9 0,4 2,2 3,4 2,3 1,2 1,5

Таблица 6

Минеральный состав красных сухих вин производства АПФ «Фанагория»

Элемент Номер образца

1 2 3 4 5 6 7 8

Макроэлементы, мг/л I

В (бор) 8,3 11,6 12,6 11,9 13,6 10,2 10,6 9,3

№ (натрий) 81,3 84,2 84,2 53,8 68,7 13,3 12,5 58,4

Мд (магний) 111,7 116,1 108,1 123,2 127,0 81,6 87,3 77,8

А1 (алюминий) 1,3 1,5 0,6 0,7 0,8 0,7 0,7 1,1

Si (кремний) 19,5 20,7 18,6 18,3 15,7 14,8 20,1 12,9

Р (фосфор) 183,5 174,5 175,3 191,9 246,7 117,0 136,4 65,8

Мп (марганец) 1,3 1,4 1,6 1,8 1,5 0,8 1,2 0,9

Zn (цинк) 0,5 0,5 0,4 0,7 0,4 0,4 0,3 0,4

Rb (рубидий) 1,3 1,2 1,6 1,9 2,7 2,1 1,3 1,1

Sr (стронций) 1,2 1,4 1,0 1,2 1,0 0,8 0,6 0,7

Микроэлементы, мкг/л

Li (литий) 26,0 30,4 19,4 25,5 24,6 22,8 17,4 31,8

Т (титан) 31,4 36,1 37,1 31,2 20,1 31,1 24,7 25,7

V (ванадий) 43,0 41,0 52,3 17,7 15,6 28,4 46,3 11,6

Сг (хром) 21,7 21,1 16,8 16,8 14,3 10,4 13,4 21,9

Со (кобальт) 4,8 5,8 4,0 6,1 4,6 3,8 6,1 6,7

№ (никель) 40,0 187,9 48,9 42,7 41,6 22,9 41,5 38,3

Zr (цирконий) 0,4 0,3 0,3 0,2 0,3 0,4 0,2 0,2

Мо (молибден) 2,0 3,2 2,2 1,9 1,9 8,0 3,3 3,3

Sn (олово) 1,3 4,7 1,7 6,5 0,1 6,3 2,4 8,1

Ва (барий) 156,7 191,0 137,0 150,0 121,6 80,2 52,5 216,0

Cs (цезий) 8,9 8,5 8,4 12,5 12,9 4,9 10,7 9,2

X macro

♦ АПФ «Фанагория»  АПФ «Южное» 9 АПК «Мильстрим - Черноморские вина»

Рис. 1. Рассеяние образцов белых вин и виноматериалов в соответствии с результатами дискриминантного анализа

♦ АПФ «Фанагория»  АПФ «Южное»

Рис. 2. Рассеяние образцов красных вин и виноматериалов в соответствии с результатами дискриминантного анализа

ггуипппгма

достаточно компактно. При этом числовые значения координат для белых и красных вин значительно отличаются, что отражено на представленных рисунках.

Выводы. Полученные результаты подтвердили возможность применения метода количественного определения 21 элемента минерального комплекса вина (10 «макроэлементов» и 11 «микроэлементов») с последующим расчетом предложенных уравнений регрессии для микро- и макроэлементов для определения принадлежности образцов вин к данному району производства.

ЛИТЕРАТУРА

1. Marcos, J. J. Classification of Spanish wines white DO according to their elemental composition using methods support vector machine / J. J. Marcos, A. Alcazar, A. Palacios-Morillo, F. Pablos // Food Chem. - 2012. - Vol. 135. - № 3. -P. 898-903.

2. Dutra, S. V. A definiçao da origem geográfica de vinhos brasileiros de aná-lise de isotópica e mineral composiçao / S. V. Dutra, L. Adami, A. R. Marson [et al.] // Anal. and Bioanal. Chem. - 2011. -Vol. 401. - № 5. - P. 1575-1580.

3. Sperkova, J. Klasifikace vín z rùznych regionù Bohemia (Ceská Republika) / J. Sperkova, M. Suchanek // Food Chem. -2005. - Vol. 3. - № 4-P. 659-663.

4. Day, M. P. Étude de la caractérisation del'origine géographique des moûts et des vins par analyse conjointe de la composition en isotopes stables et en éléments minéraux / Day M. P., Thése de doctorat Chimie Biologie Spécialité Chimie Anali-tyque. - Université de Nantes, 1993.

5. Kallithraka, S. Instrumental an sensory analysis of Geek wines: implementation of principal component analysis (PCA) for classification according to geographical origin / S. Kallithraka, I. S. Arvanitoyan-nis, P. Kefalas [et al.] // Food Chemistry. S. - 2001. - Vol. 73. - P. 501-514.

6. Gremaud, G. Characterization of Swiss vineyards by trace elements and classical parameters / G. Gremaud, S. Ouaile, U. Piantini, [et al.] // Eur. Food Res. And Technol. - 2004. - Vol. 219. - №1. -P. 97-104.

7. Точилина, Р.П. Особенности минерального состава донских вин и виноматериалов как идентификационный показатель места происхождения / Р. П. Точилина, С. А. Гончарова, Е. В. Хорошева, В. К. Се-мипятный // Виноделие и виноградарство. - 2016. - №3. - С. 14-16. <Э

5•2017 ПИВО и НАПИТКИ 31

ТЕХНОЛОГИЯ'

Особенности минерального состава вин

как идентификационный показатель места происхождения

Ключевые слова

вина; виноматериалы; идентификация; макроэлементы;

место происхождения; микроэлементы; минеральный состав; почвы.

Реферат

В последние годы постоянно ведутся исследовательские работы по определению объективных характеристик, отвечающих за территориальную принадлежность вин, которые направлены на изучение их минерального состава, определение концентраций его отдельных компонентов и соотношений между ними. Цель данной работы - изучение минерального состава вин и почв нескольких винодельческих хозяйств Краснодарского края. В работе изучен минеральный состав красных и белых вин, и образцов почвы с участков этих хозяйств. Результаты определения минерального состава вин были математически обработаны с помощью метода дискриминантного анализа, и рассчитаны дискриминирующие уравнения регрессии для микро- и макроэлементов, интерпретированные в графическом виде. Показано, что наибольший эффект при оценке общей концентрации «микроэлементов» в почве дает применение аммонийно-ацетатного буфера. Количественное определение отдельных составляющих минерального комплекса в сочетании с математической обработкой этих результатов позволяет с достаточной степенью вероятности определить происхождение вин исследованного винодельческого района.

Авторы

Точилина Регина Петровна. канд. техн. наук

ВНИИПБиВП - филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр

пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН,

119021, Россия, г. Москва, ул. Россолимо, д. 7, winexpert@yandex.ru

Characteristic of the Wines Mineral Composition as an Indicator of the Place of Origin

Key words

wine; wine materials; identity; macronutrients; place of origin; micronutrients; mineral composition; soil.

Abstract

They have made continuous research work during last years to identify objective characteristics responsible for territorial identity of wines which are aimed at studying the mineral composition, determination of the concentration of individual components and correlation between them. The object of this work is to study the mineral composition of wines and soils in several Krasnodar region wineries. In this work we researched the mineral composition of red and white wines and samples of soil taken from these wineries. The results of wine mineral composition determination were processed mathematically using the method of discriminant analysis and calculated regression equation for micro and macro elements, interpreted in graphical form. It shows that the use of ammonium acetate buffer gives the greatest effect when evaluating the total concentration of «minerals» in soil. The quantitative determination of mineral complex individual components, combined with mathematical treatment of output results, enables to determine the origin of wines of studied wine-making area with sufficient degree of probability.

Authors

Tochilina Regina Petrovna, Candidate of Technical Science All-Russian Scientific Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industry - Branch of V. M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS,

7 Rossolimo Str., Moscow, 119021, Russia, winexpert@yandex.ru