应用笔记 - 磁共振

哈罗葡萄酒酿造科技站的葡萄酒分析简介

Estación Enológica de Haro(哈罗葡萄酒酿造科技站)购买了一种Wine-ProfilingTM系统,一种可获得葡萄酒“指纹图谱”的分析方法

Estación Enológica de Haro(哈罗葡萄酒酿造科技站)购买了一种Wine-ProfilingTM系统,一种可获得葡萄酒“指纹图谱”的分析方法

它是分析西班牙葡萄酒并将西班牙葡萄酒样本纳入全球数据库的参考实验室。

对于NMR分析,葡萄酒样本只需进行简单的pH值调节。

展望未来,Estación Enológica de Haro充满着与回顾其历史同样的激情。百年历史,尤其是在创新方面的不懈努力,使该站立足于西班牙最著名的葡萄栽培实验室之列。最近的一个步骤是获取核磁共振设备。该设备属Wine-ProfilingTM品牌旗下,可获取葡萄酒的“指纹图谱”,从而验明任何一宗葡萄酒厂交易中涉及的葡萄酒原产地。为了做到这一点,首先需要收集不同国家生产的葡萄酒的完整数据库。在西班牙,这项任务将仅由Estación Enológica独家进行,它将成为分析所有西班牙葡萄酒样本的参考实验室,并将其输入到全球数据库中。

Estación Enológica de Haro正面临一个令人兴奋的全新挑战,即在西班牙的葡萄酒酿造分析中实施一项该领域内的最先进技术——核磁共振(NMR)。该站已对其百年建筑中的一个房间进行了调整,以适应由Bruker德国公司开发的Wine-ProfilingTM品牌旗下设备,该设备将被用于这一分阶段实施的规模巨大的项目。促进该行业的国际与国内葡萄酒业务交易,是这一项目的主要但非唯一目的。凭借这一项目,葡萄酒酿造科技站将重新发挥其先锋作用,这也是再次在最具创新性的技术上投注,而当1999年它成为第一个大多数分析参数获得ENAC(西班牙国家认证机构)认可的西班牙站时便是如此。

核磁共振(NMR)是一种通用性极强的技术。它的应用范围是非常多样化的,涵盖了各种各样的领域,从识别疾病标志物的临床应用、到食品和饮料工业(在其中用于证明食物和饮料的来源地),或在葡萄栽培研究领域。

指纹图谱

在此背景下,在葡萄酒酿造领域,Wine-ProfilingTM设备能从每个葡萄酒样本同时识别目前的约50种化合物。具体而言,所有那些在其化学结构具有氢的化合物,它们中的大多数均是如此。被分析的每种化合物都代表波谱中的数个信号,它们共同组合成一个整体,构成每一种葡萄酒的独特图谱。做个类比,各种被分析的参数(如乙醇、苹果酸和酒精)相互结合时会产生一个波谱,类似于人类指纹中的凹槽,在这个意义上每个波谱也是独特特征,代表着某种特定的葡萄酒,正如每个人的指纹那样。

样本的磁共振分析只需不到1毫升的葡萄酒,并且只需简单的pH调节即可,样本制备非常容易,因此在预处理中不会发生信息丢失。一旦准备好之后,葡萄酒样本就像是病人那样,进入设备磁体的中心,在其内部摄取快照。但是在这种情况下,所获得的是波谱图谱而非图像,即一组描绘葡萄酒“指纹图谱”的信号(图1)。

这种“指纹图谱”被输入到一个包含其它葡萄酒样本的数据库中,确定其相似性和差异性。基于这种比较化学计量学分析(统计学应用于物理化学测试结果),Wine-ProfilingTM设备输出一份报告,显示了所分析的葡萄酒与葡萄酒库中其它葡萄酒的比较信息,包括品种、年份和酿造国家和地区。通过比较,可以准确地确定葡萄酒的产地、品种和年份。图2显示了一种样本与数据库中所包含的葡萄酒进行比较的结果。所分析的样本来自西班牙葡萄酒,其中一种为来自拉里奥哈(Rioja)的GARNACHA TITAA(红歌海娜)品种,酿造时间为2012年。

可以看出,创建一个涵盖了葡萄酒行业中存在的巨大多样性的数据库,是使用该技术的先决条件。样本的数量越大,反映的葡萄酒品种越丰富,其原产地的确定就越准确;不仅能精确到某个国家、某个自治社区或原产地水平的指定;还可以精确哪个城市区域甚至哪座葡萄酒厂(只要数据库中存在该城市区域或葡萄酒厂的数据)。

数据库

目前,该数据库正处于建立阶段,世界各地的葡萄酒生产国均积极参与并提供其葡萄酒样本,包括法国、意大利、德国、美国、阿根廷、南非、澳大利亚……当然还有西班牙。在我国,负责独家开发这一世界葡萄酒数据库的Estación Enológica de Haro与Bruker合作,总部设在德国负责销售Wine-ProfilingTM设备的Bruker公司也在协调数据库的建立。

作为这一全球网络的一部分,将使西班牙酿酒部门能够在原产地和目的地验证其葡萄酒,确保在两个国家的分析与结果是一致的。这代表了葡萄酒业务交易的可追溯性,凭借对破坏和欺诈行为的有效控制,从而使该行业产生了一定程度的安全性。

在实际水平上,当西班牙酒厂出售大量葡萄酒到另一个国家(例如中国)时,它将能够先后在西班牙在中国使用该设备分析并验证其葡萄酒。以这种方式将能确保销售,因为始终是与同一个数据库进行对比,因而买家可以明确知晓该葡萄酒将能在任何国家进行完全相同的测试。

协作

在创建西班牙葡萄酒的数据库时,Estación Enológica de Haro将得到西班牙葡萄酒酿造科技站以及全国涉及各地葡萄栽培部门的各官方机构的支持,这将能实现尽可能彻底地样本采集。进入数据库的葡萄酒必须真实,它们的来源和工艺必须得到官方机构的证明或官方认证的支持。此外,它们必须是处于市场营销阶段的葡萄酒。因此,涉及原产地、酿酒站和酿酒厂的名称都是至关重要的。

拉里奥哈自治区通过其葡萄酒酿造科技站承担了协调与开发责任,并整合到葡萄栽培研究部门,在接下来的几年里,它将逐渐填充这个葡萄酒库,直到每一个西班牙原产地名称都能得到认证。

预计在第一年,西班牙葡萄酒酿造区中的3500种葡萄酒样本将被添加到数据库中。葡萄酒出口量较大的地区和原产地名称将具有更显著的代表性。这意味着其中一个将是DOC Rioja(合格拉里奥哈原产地名称),作为葡萄酒出口量最大的葡萄酒酿造区域,它占总产量的20%左右。因此,它在数据库中的存在将是根本性的。

在西班牙,有90个保护性葡萄园的原产地名称,其中的每一个都包括丰富的葡萄酒类型和品种,根据市场需求,将在数年内利用Wine-ProfilingTM逐步纳入数据库。

巨大的潜力

虽然该设备的首要目标是向葡萄酒厂提供可追溯性和原产地证书,从而促进其在国内外市场的销售,但核磁共振技术在其它应用上的巨大潜力,可能会在未来对行业产生巨大的影响。

酿酒厂可以对其所有的葡萄酒进行分析,获得酿酒厂的指纹图谱,这将成为独特的、特殊的封缄。这种指纹图谱,除了可在全球任何一个市场上做为其最佳凭证外,还将帮助甄别出针对它的破坏和欺诈行为。

由于可以确定所购买葡萄酒的酿造作物、品种和来源是否与陈述一致,因而它也可以被用做对大量囤积葡萄酒的控制措施。同样,在葡萄酒质量控制和认证方面,Wine-ProfilingTM也能成为令监管委员会非常感兴趣的工具。

在研究领域,这种核磁共振设备提供了许多可能引起极大兴趣的可能性。处理种类繁多的数据的能力,将有可能根据天气或土壤条件研究作物的长势,这将有助于研究气候变化对葡萄园的影响。此外,葡萄酒“指纹图谱”的可用性开辟了分化标志物搜索的应用领域。因此,它可以用来支持其它研究,以确定使用不同作物生长技术、不同品种或不同葡萄酒生产技术所酿造出的葡萄酒的差异,以帮助改进葡萄酒生产工艺和葡萄酒品质。

©Cuaderno de campo。拉里奥哈自治区