A bornak is van ujjlenyomata
Körözzük
2015-12-05 | Koltai Zsolt, Kállai Zoltán
A nemzetközi és a magyar piacon is igény van az objektív minőségellenőrző technológiákra és a hozzátartozó eszközökre. A bor ujjlenyomat vizsgálat a kereskedők, a gyártók és a viszonteladók érdekeit egyaránt szolgálja.
A borgazdálkodás a magyar élelmiszeripar arculatának és a magyar kultúrának meghatározó része, ezért nemzetgazdasági szempontból is fontos az alkalmazott technológiák fejlesztése, és azon keresztül a minőség növelése. A borok értékelésének és a bortermelés szakmai ellenőrzésének fontos részét képezi a borok szubjektív vizsgálata, ugyanakkor az agrárgazdaságban széles körben használt objektív kontroll-technológiák adaptálása a borgazdálkodás területén jelenleg kevésbé előrehaladott.
Célunk egy olyan egyedi technológiai eljárás, és az azt támogató rendszer kifejlesztése volt, amely lehetővé teszi a szőlészeti és borászati eljárások optimalizálását a minőségi borok előállítása érdekében, valamint objektív mérési lehetőséget biztosít a borhamisítás és a borhibák felismerésére. Ez, az agrár-iparilag széles körben alkalmazható technológia, az elkészült borászati termékek elemzésével, a borban lévő főbb aromakomponensek és egyéb összetevők arányának meghatározásával állítja elő a „Bor ujjlenyomatát”, ezáltal objektív képet kaphatunk a felhasznált alapanyagokról, a bortermelésében használt technológiákról, a készítés környezetének paramétereiről és az elkövetett hibákról.
A cél olyan egyedi technológiai eljárás kifejlesztése volt, mellyel ipari körülmények között lehetővé válik a borok olyan objektív minőségi paramétereinek meghatározása, melynek eredményeként meghatározható a borra jellemző egyedi ujjlenyomat. Az eredményeinket közvetlenül vagy közvetve a bortermelés számos területén lehet hasznosítani, példaként a következőket említve:
- Különleges minőségű borok, évjáratok ujjlenyomatának megőrzése, referenciaértékekként való tárolása
- Korai borhibák kiszűrése, objektív beazonsítása
- Borhamisítás kiszűrése
- Nemzeti bortérkép és bor ujjlenyomat tudástár létrehozása
- Minőségbiztosítási eredmények felhasználása az értékesítés és marketing területeken
A bor ujjlenyomat definíciója:
Bor ujjlenyomatnak nevezzük azt a paraméterhalmazt, amelyet több, objektíven mérhető borparaméter közül választunk ki, adott azonosítási cél érdekében.
Amikor bor ujjlenyomatról beszélünk, sok szempontból vizsgálhatjuk a mintákat. Az elemzések a jelenleg elérhető műszeres vizsgálatokkal a helyszínen elvégezhető nagyon egyszerű vizsgálatoktól a speciális laborkörülményeket igénylő nagyműszeres vizsgálatokig terjedhetnek, ezért a kutatók a paraméterek vizsgálatakor csak szerényen, egy-egy terület feltérképezésére vállalkoznak. A műszerek és a méréstechnika oldaláról megközelítve, két különböző cél érdekében, két irány emelhető ki:
- A borban lévő nyomelemek elemzése a termőhely meghatározáshoz
- A borban fellelhető aromakomponensek és illóanyagok összetételének vizsgálata
Önmagában mindkettő alkalmas arra, hogy egyfajta ujjlenyomatot biztosítson a borról, ugyanakkor mindkét vizsgálati módszernek vannak korlátai.
A bor termőhelyi ujjlenyomata
A bor termőhelyének beazonosításához leggyakrabban olyan nyomelemeket keresnek a kutatók, amelyek az adott tájegység talajára jellemző mennyiségben fordulnak elő. Egy másik megközelítés szerint a stroncium különböző természetben előforduló vegyületeinek (cölesztin SrSO4 és a stroncianit SrCO3), vagy még inkább bizonyos izotópjainak arányait vizsgálják. Ezek a vizsgálatok jellegükből fakadóan nem képesek arra, hogy megállapítsák, milyen szőlőből, milyen borászati eljárással készült borról van szó, csak arra, hogy nagyon pontosan beazonosítsák a termőhelyet, ahol a borhoz használt szőlőt termelték.
Az ilyen vizsgálatokhoz leggyakrabban atom abszorpciós spektrométereket használnak (Atomic absorption spectroscopy, AAS), amelyek képesek bizonyos elemeket, izotópokat ppb (parts per billion) felbontásban kimutatni.
A bor aromakomponenseinek ujjlenyomata
Teljesen más megközelítés, amikor a bor általunk is jól érezhető illatát, ízét meghatározó aromakomponenseket és egyéb illóanyagokat vizsgáló módszer alapján határozzuk meg a bor ujjlenyomatát. Ebben az esetben ugyan nem kaphatunk információt arról, hogy milyen termőhelyről származik a vizsgált borminta, azonban az eljárás rengeteg adattal szolgál a felhasznált szőlőfajtákról, az erjedés folyamatáról és az esetleges borhibákról.
Ehhez a vizsgálathoz gázkromatográf és tömegspektrométer (Gas Chromatography-Mass Spectroscopy, GCMS) kombinált műszert alkalmaznak a kutatók. Mi az utóbbi utat választottuk a bor ujjlenyomatának kialakítására, azaz a borban található illat- és aromakomponensek aránya alapján határoztuk meg a bor ujjlenyomatát.
Meg kell jegyeznünk, hogy a forgalomban kapható borok jelentős része cuvée, azaz házasított bor, melyek elemzése mindkét vizsgálati eljárásnál további problémákat vet fel.
Fő kutatási lépések
A projekt során a következő fő feladatokat kellett elvégezni:
- A Bor ujjlenyomat meghatározásának módszertani kialakítása
- Spektrális jellegzetességek, aromakomponensek, markerek meghatározása
- Mintavétel jó, valamint hibás és hamisított bortermékekből
- Borkészítés típushibáinak szimulálása
- Markerek súlytényezőinek meghatározása a borhibák felismeréséhez
- Bor ujjlenyomatokat tároló tudásbázis kialakítása
Alkalmazott eszközök és módszerek
A mérések a Debreceni Egyetem Genetikai és Alkalmazott Mikrobiológiai Tanszékén elhelyezett MIBIO GC/MS E1 kombinált műszerrel történtek, melynek lelke a Bruker által gyártott Bruker Scion GC456 gázkromatográf. A vizsgálatok eredményei a TIC (total ion chromatogram) adatállományok exportálásra kerültek, amelyeket a MIBIO nevű mesterséges intelligencia rendszer dolgozott fel, és ezek alapján alakította ki a markereket tartalmazó tudásbázist.
A feldolgozás során a műszeres nyers adatokból, amelyek a mérési körülményektől függően szórást mutattak, absztrahált egységesített markerek születtek. Ezek a markerek már minden esetben azonos koordinátán (TIC esetében sec) helyezkednek el, és alkalmasak arra, hogy az egyes markerekre vetített mérési értékeket összehasonlítsuk. A tudásbázis építésének végeztével a MIBIO rendszer képes két minta absztrahált ujjlenyomata közötti távolság kiszámítására, azaz képes meghatározni egy ismeretlen mintáról, hogy melyik tudásbázis elemhez áll a legközelebb.
Tudásbázis építése a beazonosított markerekből
A GC/MS rendszerek az összetevők egy jelentős részét automatikusan képesek azonosítani. Viszont azok a komponensek, amelyeket a műszer nem ismer, vagy csak kis valószínűséggel ismer fel, azok is hatékony markerek lehetnek, amennyiben megfelelő biztonsággal tudjuk állítani, hogy két borban ugyanazok az azonosítatlan komponensek vannak jelen. Ezért a MIBIO rendszer minden markert, legyen az beazonosított, vagy azonosítatlan, felhasznál a bor ujjlenyomat kialakításához.
Egy marker akkor kerülhet be a tudásbázisba, ha valamelyik referenciamintában egy adott minimális határértéket elér. A tudásbázis építése ezek alapján teljesen automatikusan történik. Minél több bort ismer meg a rendszer, annál pontosabban képes beazonosítani az egyes mintákat.
Két bor távolságának kiszámítása
Miután meghatároztuk a borok ujjlenyomatát, azaz az absztrahált markerek értékeit, kiszámíthatjuk bármely két bor távolságát. Erre különböző matematikai n dimenziós távolság-függvényeket alkalmazhatunk. Az itt bemutatott projektben olyan algoritmust alkalmaztunk, ahol a két bor összes markerére kiszámoltuk a markerek értékeinek különbségét, és azokat a markerek súlytényezőivel megszorozva összegeztük. A súlytényezők segítenek bizonyos tulajdonságok kiemelésében vagy elnyomásában. Tehát készíthető olyan szűrő (súlytényező sorozat) amely például csak a kívánt borhiba markereit mutatja ki. (...)
Markerszűrők alkalmazása a borhibák felismerésére
Amennyiben megtaláltuk egy adott borhiba markereit, készíthetünk olyan súlytényező sorozatot, amely minden egyéb markert 0 súllyal szoroz, tehát csak a borhibát azonosító markereket emeli ki. Ennek a szűrőnek az alkalmazása lehetővé teszi a vizsgált minta és a referencia borhiba távolságának kiszámítását, azaz megtudhatjuk, milyen mértékben van jelen a borhiba. Azaz például, hogy mennyire előrehaladott az adott borhiba mértéke.
A kialakított technológia korlátai – pillanatfelvétel a borról
Mivel a kialakított technológia olyan tulajdonságokat vizsgál, amelyek egy erjedési folyamat adott szakaszában vannak jelen, ezért tisztában kell lennünk azzal, hogy az idő múlásával ezek a markerek a borban is változni fognak. Minden egyes mérés csak egy pillanatfelvétel a bor életéről. Tehát, a tudásbázist érdemes folyamatosan frissíteni, mind az újabb borokkal, mind pedig a már vizsgált borok új méréseivel, hogy lássuk, hogyan változnak idővel a vizsgált minták.
Hasznosítás és piaci lehetőségek
A magyar agrár- és élelmiszeripari termékek között fontos szerepet töltenek be egyedi boraink. A magyar és a nemzetközi piacon való sikeres érvényesülés egyik fő szempontja a stabil, megbízható minőség folyamatos biztosítása, a borhamisítás és a borhibák mihamarabbi felismerése.
A bemutatott eljárások, technológia lehetővé teszik az aromakomponensek és egyéb biokémiai összetevők arányának meghatározását, a bor ujjlenyomatának elkészítését. A „Bor ujjlenyomat tudásbázis” lehetővé teszi újonnan vizsgált borok objektív összehasonlítását a tudásbázisban tárolt adatokkal. Ez az elemzés a bortermelés technológiai és minőségbiztosítási eszközévé válhat. A vásárlói elégedettség és a borkultúra védelme mellett szintén fontos tényező a borkereskedelem szabályos kereteinek biztosítása.
A bor ujjlenyomat vizsgálat a kereskedők, a gyártók és a viszonteladók érdekeit egyaránt szolgálja, az amerikai Hardy Wine Company szerint a borok országok közötti szállításakor szükség van egy gyors minőség-ellenőrzési eszközre, mely a borok mintáit hitelesítheti a szállítás során. A Journal of Chromatography tanulmánya szerint az utóbbi években a borvásárlók egyre inkább a magas minőségű termékek felé orientálódnak. E tekintetben a borok földrajzi eredetének azonosítása kiemelkedő jelentőségű. A tanulmány szerint a bor ujjlenyomat és biokémiai markerek alkalmazása lehetővé teszi a borok megkülönböztetését, továbbá segít ugyanazon borok különböző márkáinak differenciálásában is. Mindezekből egyértelműen látszik, hogy nemzetközi és a magyar piacon is igény van az objektív minőségellenőrző technológiákra és a hozzátartozó eszközökre.
A cikk eredetileg a Tokaji Borvidék Szőlészeti és Borászati Kutatóintézet kiadványában jelent meg. (Szőlő-levél, V. évfolyam, 4. szám.)
Winelovers borok az olvasás mellé
Hasonló cikkek
"10 éven belül mi leszünk az új mediterráneum”
Lérins szigetek: a szerzetesek bora Cannes partjai mellett
Két különleges bor a Jura borvidékről: vin jaune és vin de paille
Hírlevél
Ha tetszett a cikk iratkozz fel
hírlevelünkre!