Μελέτη-προσδιορισμός του ισοτοπικού αποτυπώματος των οίνων Σαντορίνης και Νεμέας ως δείκτης του τόπου παραγωγής τους

Abstract

Dissertation’s objective refers to a global research effort concerning the development of a reliable method that is capable to designate the geographical origin of wines, contributing to the fight against adulteration and consumers misleading. In this respect, the trace elements and rare earths content of wines was determined and correlated-statistically processed with the respective content of the corresponding soils and grapes All experimentations were carried out on two native Greek grapevine varieties, Assyrtiko (white) and Agiorgitiko (red) from Santorini and Nemea grapevine territories during two consecutive vinification years. A total of 1610 soil samples (818 Santorini, 792 Nemea), 2.767 grape juice (1555 Assyrtiko, 1212 Agiorgitiko) and 46 wines (16 Assyrtiko, 30 Agiorgitiko) were sampled the dissertation purposes.The samples content in trace elements and rare earths was determined using the ICP-MS technique and the results obtained were processed by Linear Discriminant Analysis (LDA) and Principal Component Analysis (PCA). Data provided valuable info concerning the designation of the geographical origin of the wines studied. Specifically, the results showed:•the quantities of trace elements and rare earths contained into soils, grape juices and wines of Assyrtiko and Agiorgitiko varieties from Santorini and Nemea grapevine territories.•that neural networks of soils-grape juices-wines content in trace elements and/or rare earths are capable to classify a sample, enabling the system to learn and recognize a sample in respect its content with trace elements and/or rare earths.•the Linear Discriminant Analysis (LDA) and Principal Component Analysis (PCA) results for soils and grape juices defined the following trace elements as the most suitable for their separation: Al, V, Co, Mn, Cu, Zn, Se, Ba, Pb, Cr. Similar work on rare earths highlighted the: Sc, Eu, Lu, Th, Y, La, Ce, Nd.•among the abovementioned trace elements as most important for the discrimination of wines were: Cr, Cu, Zn, Se, Ba, Pb, with Selenium (Se) being the best indicator. Similarly, as best rare earths for the discrimination of wines were: Sc, Y, La, Ce, Nd, highlighting Scandium (Sc) as the most important for the definition of the geographical origin of a wine.

Το αντικείμενο της διατριβής εντάσσεται σε μια παγκόσμια ερευνητική προσπάθεια για την ανάπτυξη αξιόπιστης μεθόδου πιστοποίησης της γεωγραφικής προέλευσης των οίνων, με απώτερο στόχο την καταπολέμηση της νοθείας και παραπλάνησης των καταναλωτών. Στο πλαίσιο αυτό έγινε αποτύπωση και στατιστική επεξεργασία του περιεχομένου των οίνων σε ιχνοστοιχεία και σπάνιες γαίες και ακολούθησε η συσχέτισή τους με τις τιμές των αντίστοιχων εδαφών και χυμών σταφυλής. Οι μελέτες-πειραματισμοί υλοποιήθηκαν σε δύο γηγενείς Ελληνικές ποικιλίες αμπέλου, το Ασύρτικο (λευκή) και το Αγιωργήτικο (ερυθρή) των οινοπαραγωγών ζωνών της Σαντορίνης και Νεμέας αντίστοιχα, για δύο οινοποιητικά έτη. Συνολικά, για τις ανάγκες της διατριβής συλλέχθηκαν 1610 δείγματα εδαφών (818 Σαντορίνης, 792 Νεμέας), 2.767 χυμών σταφυλής (1555 Ασύρτικο, 1212 Αγιωργήτικο) και 46 οίνων (16 Ασύρτικο, 30 Αγιωργήτικο). Οι προσδιορισμοί των ιχνοστοιχείων και σπανίων γαιών διενεργήθηκαν με την τεχνική ICP-MS. Η επεξεργασία των αποτελεσμάτων με γραμμική διαχωριστική ανάλυση (LDA) και ανάλυση κύριων συνιστωσών (PCA) που έδωσαν πολύτιμα στοιχεία για την ταξινόμηση και πιστοποίηση της εντοπιότητας των υπό μελέτη οίνων. Συγκεκριμένα, τα αποτελέσματα έδειξαν:•τις ποσότητες των ιχνοστοιχείων και σπανίων γαιών εδαφών στα εδάφη, τους χυμούς σταφυλής και οίνους των ποικιλών Ασύρτικο και Αγιωργίτικο της Σαντορίνης και Νεμέας. •τα νευρωνικά δίκτυα (εδάφους–χυμών σταφυλής–οίνων) που κατατάσσουν τα δείγματα ανάλογα με την ομάδα που ανήκουν, χρησιμοποιώντας ιχνοστοιχεία ή σπάνιες γαίες με εναλλακτικούς αλγόριθμους μηχανικής μάθησης. Με τον τρόπο αυτό έγινε δυνατό το σύστημα να μαθαίνει και να αναγνωρίζει το δείγμα ανάλογα με τα ιχνοστοιχεία και τις σπάνιες γαίες που εμπεριέχει.•ότι με βάση τη Γραμμική Διακριτική Ανάλυση (LDA) και την Ανάλυσης Κυρίων Συνιστωσών (PCA) επί των αποτελεσμάτων των εδαφών και χυμών σταφυλής τα πλέον κατάλληλα ιχνοστοιχεία για το διαχωρισμό τους είναι τα: Al, V, Cο, Mn, Cu, Zn, Se, Ba, Pb, Cr. Αντίστοιχη εργασία για τις σπάνιες γαίες ανέδειξε τα: Sc, Eu, Lu, Th, Y, La, Ce, Nd.•ότι σημαντικότερα ιχνοστοιχεία για τη διάκριση της προέλευσης των οίνων είναι τα: Cr, Cu, Zn, Se, Ba, Pb. Από αυτά, τη μεγαλύτερη βαρύτητα για την κατηγοριοποίηση των οίνων εμφάνισε το Σελήνιο (Se). Αντίστοιχα, από τις σπάνιες γαίες ως σημαντικότερες προσδιορίστηκαν οι: Sc, Y, La, Ce, Nd, με το Σκάνδιο (Sc) να αναδεικνύεται ως το πλέον σημαντικό για τη διάκριση της γεωγραφικής προέλευσης ενός οίνου.