Cykl: „Poznaj świat nauki o żywności”. Czy można rozpoznać polskie wina?

Zapraszamy do przeczytania kolejnego artykułu z cyklu: „Poznaj świat nauki o żywności”, tym razem dowiemy się, czy można rozpoznać wina rodzimej produkcji.

Czy można rozpoznać polskie wina?

Uprawa winorośli i produkcja wina są w wielu krajach świata ważną gałęzią gospodarki. Według Międzynarodowej Organizacji ds. Winorośli i Wina, trzema największymi producentami wina na świecie są, niezmienne od lat, Włochy, Francja i Hiszpania, które wytwarzają połowę światowego wolumenu wina. Polska jest krajem o marginalnej produkcji wina w skali globalnej. Jednak w ostatnich kilkunastu latach obserwuje się znaczny wzrost powierzchni upraw winorośli i produkcji wina, głównie za sprawą licznych zmian w ustawodawstwie unijnym i polskim oraz ocieplania klimatu. Najważniejszą zmianą dla Polski było uznanie naszego kraju za winiarski przez Komisję Europejską w 2005 roku. Ponadto nowelizacja przepisów krajowych wprowadziła rozwiązania ułatwiające zakładanie i prowadzenie winnicy. W wyniku tych ułatwień liczba producentów zarejestrowanych w Krajowym Ośrodku Wsparcia Rolnictwa w ciągu 13 lat (lata winiarskie 2009 – 2022) zwiększyła się 18-krotnie, a produkcja wina – aż 43-krotnie. Ocieplanie klimatu będzie w najbliższych latach sprzyjać rozwojowi winiarstwa w Polsce.

W porównaniu z krajami winiarskimi, w Polsce znacznie bardziej popularna jest uprawa odmian winorośli będących mieszańcami międzygatunkowymi Vitis spp., dobrze przystosowanych do zimnego klimatu i bardziej odpornych na patogeny grzybicze. Jedną z najczęściej uprawianych hybryd czerwonych winogron jest Rondo (nie-Vitis vinifera), wywodzące się z krzyżówki dwóch gatunków Vitis, Zarya severa × Saint Laurent. Mniejszy obszar zajmują szlachetne odmiany winorośli, w tym Zweigelt (Vitis vinifera). Wina produkowane ze szlachetnych odmian winorośli charakteryzują się wysoką jakością, ale odmiany te nie wykazują dużej odporności na mrozy i choroby.

Polskie wina są ciekawym uzupełnieniem światowego rynku win. Mają niepowtarzalny charakter i wysoką jakość, co wynika z tradycyjnych metod i małej skali produkcji. Wysoka cena polskich win, wynikająca z wysokich kosztów produkcji oraz statusu produktu niszowego, może powodować fałszerstwa. Typowe rodzaje zafałszowań wina to fałszywa deklaracja odmiany winogron, pochodzenia geograficznego, rocznika, dodatek cukru, wody, glicerolu i barwników. Metody wykrywania zafałszowań wina polegają na określeniu odchyleń od normy zawartości składników naturalnych lub wykazaniu obecności składnika obcego (markera). Obie metody są powszechnie stosowane w badaniach naukowych, ale ta druga jest dokładniejsza. Badania autentyczności win polegają na weryfikacji win pod kątem zgodności z opisem na etykiecie (odmiana winorośli, pochodzenie geograficzne, rocznik, kategoria jakości). Te badania są niezbędne dla ochrony konsumentów przed nielegalnymi procederami oraz eliminacji nieuczciwych producentów. Są jednym z najważniejszych aspektów w dziedzinie jakości i bezpieczeństwa żywności.

W Katedrze Biotechnologii, Mikrobiologii i Żywienia Człowieka na Wydziale Nauk o Żywności i Biotechnologii prowadzone są badania autentyczności pochodzenia geograficznego i odmianowego polskich win. Wyniki tych badań są analizowane statystycznie w Katedrze Zastosowań Matematyki i Statystyki (Wydział Inżynierii Produkcji).

Każdy kraj winiarski ma określone regiony winiarskie, charakteryzujące się raczej jednolitym klimatem i glebą oraz obecnością dominujących odmian i typowych win. Stosunkowo wysoka cena polskich win może powodować, że wina pochodzące z innych krajów będą sprzedawane pod polską marką. Badania autentyczności pochodzenia geograficznego polskich win prowadzone są w oparciu o analizy związków lotnych za pomocą mikroekstrakcji do fazy stacjonarnej z fazy nadpowierzchniowej i chromatografii gazowej ze spektrometrią mas (SPME-GC-MS). Wykazano, że jest możliwe odróżnienie win z Polski od win z Francji, Włoch i Hiszpanii na podstawie profili związków lotnych, niezależnie od regionu uprawy, odmiany winorośli i technik winiarskich w tych krajach. Ponadto zawartość bursztynianu dietylu była istotnie niższa, a 1-heksanolu istotnie wyższa w polskich winach, w porównaniu do win z innych krajów.

Badania autentyczności pochodzenia odmianowego polskich win opierają się na analizach związków fenolowych wykonywanych na Uniwersytecie Rzeszowskim przy użyciu ultrasprawnej chromatografii cieczowej z detektorem fotodiodowym i tandemowym spektrometrem mas (UPLC-PDA-MS/MS) oraz związków lotnych metodą SPME-GC-MS. Profil fenolowy win zależy od odmiany winorośli, pochodzenia geograficznego (warunki środowiskowe, w tym rodzaj gleby, klimat, promieniowanie słoneczne, wysokość nad poziomem morza), techniki winiarskiej i dojrzewania. Stwierdzono, że jest możliwe sklasyfikowanie win według odmiany winorośli na podstawie związków fenolowych, niezależnie od szczepu drożdży użytego do produkcji win i typu fermentacji jabłkowo-mlekowej (MLF). Wykazano, że wina z odmian Zweigelt i Rondo tworzyły dwie odrębne grupy. Wśród związków lotnych znaleziono marker win z odmiany Zweigelt – 3,7-dimetylo-1,5,7-oktatrien-3-ol (hotrienol), który może być użyty do odróżnienia win Zweigelt od Rondo, gdyż został wykryty we wszystkich winach Zweigelt, natomiast w ogóle nie był obecny w winach Rondo. Ponadto skonstruowano modele klasyfikacyjne do uwierzytelniania odmianowego win, z wykorzystaniem metod uczenia maszynowego, niezależnie od szczepu drożdży użytego do produkcji win i typu MLF. Wykazano potencjał i przewagę rzadziej stosowanych metod uczenia maszynowego (metod statystycznych alternatywnych) nad analizą składowych głównych (metodą konwencjonalną). Za pomocą metody wektorów nośnych (SVM) i metody k-najbliższych sąsiadów (kNN) sklasyfikowano wina według odmiany winorośli ze 100% dokładnością.

Odpowiedź na pytanie postawione w tytule niniejszej publikacji jest twierdząca – polskie wina można rozpoznać i pracownicy Katedry Biotechnologii, Mikrobiologii i Żywienia Człowieka potrafią to zrobić. W momencie rozpoczęcia przez nas badań autentyczności polskich win, jak i obecnie, w innych ośrodkach w Polsce nie są prowadzone tego typu badania.

[Cykl „Poznaj świat nauki o żywności” to seria artykułów popularnonaukowych przygotowywanych przez naukowców z Wydziału Nauk o Żywności i Biotechnologii Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie].

Stój A., Czernecki T., Domagała D., Targoński Z.: Application of Volatile Compounds Analysis for Distinguishing between Red Wines from Poland and from Other European Countries. South African Journal of Enology and Viticulture, 2017, 38(2), 245-263

Stój A., Czernecki T., Domagała D., Targoński Z.: Comparative characterization of volatile profiles of French, Italian, Spanish, and Polish red wines using headspace solid-phase microextraction/gas chromatography-mass spectrometry. International Journal of Food Properties, 2017, 20(Supl 1), S830-S845

Stój A., Kapusta I., Domagała D.: Classification of red wines produced from Zweigelt and Rondo grape varieties based on the analysis of phenolic compounds by UPLC-PDA-MS/MS. Molecules 2020, 25(6), numer artykułu 1342

Stój A., Czernecki T., Domagała D.: Authentication of Polish red wines produced from Zweigelt and Rondo grape varieties based on volatile compounds analysis in combination with machine learning algorithms: hotrienol as a marker of the Zweigelt variety. Molecules, 2023, 28(4), numer artykułu 1961