Estudio del estado de madurez y la aptitud enológica en uva mediante análisis de imagen hiperespectral
- Autores: Julio Nogales Bueno
- Directores de la Tesis: Francisco Jose Heredia Mira (dir. tes.), José Miguel Hernández Hierro (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Número de páginas: 156
- Tribunal Calificador de la Tesis: María Encarnación Gómez Plaza (presid.), María Escribano (secret.), Luis Cisneros-Zevallos (voc.), María Inmaculada González Martín (voc.), Francisco José Rodríguez Pulido (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Farmacia por la Universidad de Sevilla
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Idus
- Resumen
- español
La calidad del vino depende en gran medida de las características de la uva en el momento de la vendimia.Tradicionalmente el control de la variedad, el estado de maduración, la composición fenólica o la facilidad de cesión de estos compuestos al vino se ha realizado mediante métodos de análisis físico–químicos, que pueden resultar complejos y tediosos.
Durante las últimas décadas ha comenzado el desarrollo detécnicas espectroscópicas que permiten estimar de forma rápida, no destructiva y respetuosa con el medio ambiente parámetros de interés agronómico. Entre estos métodos destacan los relacionados conla imagen hiperespectral, basados enla información espectral y espacial de la muestra. En el presente trabajo se ha utilizado el análisis de imagen hiperespectral en la región del infrarrojo cercano para la caracterizaciónde uvas y el desarrollo de diferentes metodologías que permitan evaluar su estado de maduración y aptitud enológica.
Se ha comprobado la capacidad que el análisis de imagen hiperespectral en el infrarrojo cercano tiene para discriminar entre distintas variedades de uva consiguiendo resultados comparables con los obtenidos mediante lacaracterización química de las muestras.Así mismo, se han desarrollado modelos para la estimación de parámetros de interés enológico a partir de análisis de imagen hiperespectral con resultados satisfactorios. Han sido modelados parámetrosenológicos como la acidez total, el pH y la concentración de azúcares en el mostode uva,y la concentración de fenoles totales y de antocianos en el hollejo, los cuales tienen gran importancia en la vinificación. Además,la comparación con espectros reconstruidos mediante análisis de vectores característicosha demostrado que esta técnica permite reducir, en gran medida, la cantidad de información espectral necesaria para el desarrollo de modelos de calibración.
Igualmente, se han propuesto modelos de predicción del contenido extraíble de antocianos, flavanoles y fenoles totales en hollejo de uva que permiten estimar de forma rápida la facilidad de cesión de estos compuestos desde las partes sólidas de la uva. Así mismo, utilizando espectroscopía en el infrarrojo medio por transformada de Fourier y espectroscopía Raman se han caracterizado espectralmente muestras de material no extraíble de hollejo y de semilla de uva (residuo sólido resultante tras la extracción de los compuestos fenólicos) y se han relacionado las características espectrales más importantes con la facilidad de extracción de compuestos fenólicos. De esta forma, se ha podido confirmar la relación existente entre la extractabilidad de compuestos fenólicos en hollejo y semilla de uva con la composición de su pared celular.
Por último, se ha evaluado el efecto que tienela adición de extractos de semilla de uva blanca en la extracción de compuestos antociánicos del hollejo de uva tinta.La semilla de uva contiene copigmentos que mejoran las características colorimétricas del vino tinto, sin embargo, es posible que la presencia de estos copigmentos pueda alterar el equilibrio de extracción de los compuestos antociánicos del hollejo de uva. En el presente trabajo se ha comprobado que la adición de copigmentos provenientes de semillas de uva blanca no reduce la cantidad de antocianos extraídos en hollejo de uva durante la etapa de maceración.
- English
Wine quality mainly depends on the characteristics of harvested grapes. Traditionally, variety control, grape maturity, phenolic composition or phenolic compounds extractability are determined by physical and chemical analyses which are usually time consuming.
During the past several decades, spectroscopic techniques have grown significantly as technology improved. This growth has allowed developing fast, non-destructive and green chemistry methods for the screening of different parameters of value for agriculture. Among them, hyperspectral imaging methods provide special and spectral information of the sample. In this work, near infrared hyperspectral imaging has been applied for the spectral characterisation of grapes. Afterwards, this spectral data has been used for the development of different methods for the evaluation of grape maturity and oenological capability.
The ability of near infrared hyperspectral imaging for discriminating among different grape varieties has been checked. This technique shows similar results than traditional techniques, such as chromatographic analysis, for this purpose. Furthermore, hyperspectral imaging has been applied to grapes in order to develop different calibration models for the screening of several parameters linked to wine sector (i.e., sugar concentration, titratable acidity and pH of grape must, and total phenolic and anthocyanic compounds in grape skin). Moreover, characteristic vector analysis has been applied in order to reduce the amount of spectral data which is necessary for the calibration model development.
In addition, calibration models have been developed for the screening ofextractable contentof anthocyanins, flavanols and total phenolic compounds ingrape skins. These models allow knowing how easily phenolic compounds are released from grape seed and skin to wine. In order to provide more information in this respect, Fourier transform infrared and Raman spectroscopy have been applied to grape seed and skin non–extracted material (solid residue obtained after exhaustive phenolic extraction). The main spectral features have been linked to phenolic extractability and it has been confirmed that grape seed and skin phenolic extractability is closely linked to the cell wall composition.
Finally, the effect that copigments coming from white grape seeds has on the anthocyanin extraction from red grape skins has been evaluated. Grape seed contains copigments that can improve or stabilize wine colour, however, they might hamper the extraction equilibrium of anthocyanins compounds. In this work it has been proven that the addition of copigments coming from white grape seeds has not reduce the amount of extracted anthocyanins from red grape skin.
- español
