Comparison of organic compounds in natural wine, red wine and grape juice by HPLC

Význam tématu

Natural wine představuje novou dimenzi ve výrobě vína, založenou na minimálním zásahu a fermentaci bez externích přísad. Pro analytickou chemii je klíčové rozlišit jeho složení od konvenčních vín a moštů, což přispívá ke kontrole kvality, označování a dodržování potravinářských předpisů.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo porovnat obsah cukrů, alkoholů, organických kyselin a fenolických sloučenin v přírodním víně, červeném víně a hroznovém moštu. Studie využila dvě chromatografické metody v rámci jediné HPLC soustavy pro rychlou a spolehlivou analýzu až 20 látek.

Použitá metodika a instrumentace

• Analýza cukrů, alkoholů a organických kyselin: iontově-výměnné kolony Eurokat H (300×8 mm, 10 μm) a Eurokat Ca (300×8 mm, 10 μm), eluční voda bez přísad nebo s 0,005 M H2SO4, detektory RID a DAD při 210 nm, teplota 60 – 75 °C, flow 0,5 – 0,7 ml/min.
• Analýza fenolických sloučenin: Eurospher II C18 (250×4 mm, 5 μm), gradient H2O+0,2 % H3PO4/MeOH, DAD na 230/254/275 nm, teplota 25 °C, flow 1 ml/min.
• LC systém KNAUER AZURA: AZURA P 6.1L LPG pumpa, AZURA DAD 2.1L, AZURA RID 2.1L, AZURA AS 6.1L autosampler, AZURA CT 2.1L termočlánek.

Hlavní výsledky a diskuse

• Hroznový mošt obsahoval vysoké hladiny glukózy a fruktózy, kyseliny jantarové a vinné, glycerol a nízkou úroveň ethanolu.
• Červená vína vykazovala snížený obsah cukrů, zvýšený ethanol, přítomnost kyseliny vinné, jablečné, sukcinové, octové a glycerolu.
• Přírodní víno bylo téměř bez zbytkových cukrů, obsahovalo ethanol, glycerol, sukcinovou a octovou kyselinu a indikovalo vyšší sukcinát díky minimalizaci zásahů.
• Fenolické sloučeniny: syringová kyselina a kvercetin přítomny ve všech vzorcích, p-kumarová kyselina chyběla v přírodním víně (přeměna na 4-ethylfenol mikrobní aktivitou).

Přínosy a praktické využití metody

Prezentované postupy umožňují rychlou profilaci klíčových metabolitů v nápojích, podporují QA/QC v produkci vín, sledují fermentační procesy a zajišťují dodržení potravinových standardů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace hmotnostní spektrometrie (LC-MS) pro rozšířenou identifikaci látek.
• On-line monitoring fermentace a zrání vín v reálném čase.
• Ekologické eluční systémy a snížení spotřeby organických rozpouštědel.
• Nasazení pokročilé chemometrie a strojového učení pro rychlou klasifikaci vzorků.

Závěr

Dvě komplementární HPLC metody pokrývají jak vysoce polární, tak nepolární sloučeniny, čímž poskytují komplexní analytický profil vín a moštů. Tento přístup podporuje efektivní kontrolu kvality a výzkum v oenologii.

Reference

• [1] Kelebek H, Selli S, Canbas A, Cabaroglu T. HPLC determination of organic acids, sugars, phenolic compositions and antioxidant capacity of orange juice and orange wine. Microchemical Journal. 2009;91(2).
• [2] Webendorfer U, Haim K. Weinanalyse. Pädagogische Hochschule OÖ Fachdidaktikzentrum Naturwissenschaften, 2013.
• [3] Kerem Z, Bravdo B, Shoseyov O, Tugendhaft Y. Rapid liquid chromatography–ultraviolet determination of organic acids and phenolic compounds in red wine and must. Journal of Chromatography A. 2004;1052(1–2):211–215.
• [4] LC Technical Note LT192: Analysis of malic acid by HPLC. GL Sciences.
• [5] Vodnar D, Socaciu C. Comparative analysis of lactic acid produced by apple substrate fermentation using HPLC and biosensor. Bulletin UASVM Cluj-Napoca. 2008;65(2):444–449.
• [6] Georgiev V, Ananga A, Tsolova V. Recent advances and uses of grape flavonoids as nutraceuticals. Nutrients. 2014;6(1):391–415.
• [7] Carneiro CN, Gomez FJ, Spisso A, Silva MF, Azcarate SM, Dias F. Geographical characterization of South America wines based on phenolic and melatonin composition. Microchemical Journal. 2020;158:105240.
• [8] Salameh D, Brandam C, Medawar W, Lteif R, Strehaiano P. Highlight on problems generated by p-coumaric acid analysis in wine fermentations. Food Chemistry. 2008;107(4):1661–1667.
• [9] Branco P, Coutinho R, Malfeito-Ferreira M, Prista C, Albergaria H. Wine spoilage control: impact of Saccharomycin on Brettanomyces bruxellensis and its conjugated effect with sulfur dioxide. Microorganisms. 2021;9(12):2528.