Μεταβολική μελέτη και σύγκριση αποσταγμάτων με φυσικοχημικές και αναλυτικές μεθόδους

Abstract

The endeavor of our laboratory in deciphering the NMR metabolic fingerprint of Greek grape marc distillates (tsipouro and tsikoudia) is presented. In this context, 180 samples of indigenous and international varieties, stemming from major vine growing regions of Greece were investigated. The monitoring protocol addressed the global metabolic profile of untreated samples and accomplished the unambiguous assignment of 53 metabolites.NMR spectra were acquired by applying the robust, sensitive and rapid WET1D NMR pulse sequence, which succeeded to unveil the presence of minor compounds in a high ethanol matrix. PCA classified the samples according to their provenance, incorporating also information related to the variety, vintage year, aging and production processes within each formed regional assembly. Metabolites such as fusel alcohols, polyols, ethyl esters, mono- and di-saccharides were associated with the classification of samples. OPLS-DA and O2PLS-DA related metabolites to the provenance and genotype of the samples and also probed to the potential influence of the vintage effect. Additionally, the transference of compounds from the cask to the beverage during the aging procedure was framed. Furans and phenolics were identified in the aged distillate stemming from the oak barrel. In this context, the antioxidant activity of aged grape marc distillates was evaluated with the implementation of six spectrophotometric assays. Finally, metabolite profiling underlined the influence of the fermentation and distillation procedures.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή φιλοδοξεί να αποκρυπτογραφήσει το μεταβολικό αποτύπωμα των ελληνικών αποσταγμάτων στεμφύλων σταφυλής (τσίπουρο και τσικουδιά).Σε αυτό το πλαίσιο, 180 δείγματα από γηγενείς και διεθνείς ποικιλίες, που προέρχονται από μεγάλες αμπελουργικές περιοχές της Ελλάδας ερευνήθηκαν. Το πρωτόκολλο παρακολούθησης που υιοθετήθηκε κατάφερε να καταγράψει το ολιστικό αποτύπωμα των δείγματων και να ανιχνεύσει 53 μεταβολίτες με NMR.Τα NMR φάσματα αποκτήθηκαν από την εφαρμογή της ευαίσθητης WET1D NMR παλμικής ακολουθίας, η οποία κατάφερε να αποκαλύψει την παρουσία μεταβολιτών μικρής αφθονίας σε ένα υπόστρωμα με υψηλής περιεκτικότητα σε αιθανόλη (~40%).Η μη επιβλεπόμενη τεχνική PCA ταξινόμησε τα δείγματα ανάλογα με την προέλευσή τους, αναδεικνύοντας παράλληλα, πληροφορίες σχετικά με την ποικιλία, το έτος συγκομιδής, την παλαίωση και τις διαδικασίες παραγωγής. Μεταβολίτες όπως ανώτερες αλκοόλες, πολυόλες, εστέρες, οξέα, καθώς και μονο-και δι-σακχαρίτες συνδέθηκαν με την ταξινόμηση των δειγμάτων. Επιβλεπόμενες τεχνικές (OPLS-DA, O2PLS-DA) απέδωσαν μεταβολίτες που συνδέονται με τη γεωγραφική προέλευση των δειγμάτων, που χαρακτηρίζουν την ποικιλία σταφυλιού και διερευνήθηκε η πιθανή επίδραση του έτους συγκομιδής. Επιπλέον, μελετήθηκε η μεταβίβαση ενώσεων από το βαρέλι προς το απόσταγμα κατά τη διάρκεια της παλαίωσης. Μάλιστα, ταυτοποιήθηκαν ενώσεις με φαινολικό και φουρανικό δακτύλιο που εμπλουτίζουν το απόσταγμα κατά τη διάρκεια της παλαίωσης. Σε αυτό το πλαίσιο προσδιορίστηκε η αντιοξειδωτική ικανότητα των παλαιωμένων αποσταγμάτων με την εφαρμογή έξι φασματοφωτομετρικών τεχνικών. Τέλος, το φασματοσκοπικό αποτύπωμα των μεταβολιτών υπογράμμισε την επιρροή των διαδικασιών ζύμωσης και απόσταξης.