Ogni vino porta la propria firma chimica e, se sì, può essere utilizzata per identificarne l'origine? Molti specialisti hanno tentato di risolvere questo mistero, senza riuscirvi pienamente. Applicando strumenti di intelligenza artificiale ai dati esistenti, un team dell'Università di Ginevra (UNIGE), in collaborazione con l'Istituto di scienze della vite e del vino dell'Università di Bordeaux, è riuscito a identificare con una precisione del 100% la marcatura chimica dei vini rossi da sette grandi tenute della regione di Bordeaux.
Questi risultati, pubblicati sulla rivista Communications Chemistry , aprono la strada a potenziali nuovi strumenti per combattere la contraffazione e a strumenti predittivi per guidare il processo decisionale nel settore vitivinicolo.
Ogni vino è il risultato di miscele fini e complesse di migliaia di molecole. Le loro concentrazioni variano a seconda della composizione dell'uva, che dipende in particolare dalla natura e dalla struttura del terreno, dal vitigno e dalle pratiche del viticoltore.
Queste variazioni, anche molto piccole, possono avere un grande impatto sul gusto del vino. Ciò rende molto difficile determinare l'origine precisa di un vino basandosi solo su questo criterio sensoriale. Con il cambiamento climatico, le nuove abitudini di consumo e l'aumento della contraffazione, la necessità di strumenti efficaci per determinare l'identità dei vini è diventata cruciale.
Esiste allora una firma chimica, invariabile e specifica per ogni patrimonio, che renderebbe possibile ciò? "Il settore vitivinicolo ha fatto numerosi tentativi per rispondere a questa domanda, con risultati discutibili o talvolta corretti ma con tecniche pesanti. Ciò è dovuto alla grande complessità degli assemblaggi e ai limiti dei metodi utilizzati, che sono un po' come cercare una ago in mezzo a un pagliaio", spiega Alexandre Pouget, professore ordinario presso il Dipartimento di Neuroscienze di Base della Facoltà di Medicina dell'UNIGE.
Uno dei metodi utilizzati è la gascromatografia. Consiste nel separare i componenti di una miscela per affinità tra due materiali. La miscela passa attraverso un tubo molto sottile, lungo 30 metri. I componenti che hanno maggiore affinità con il materiale del tubo si separano gradualmente dagli altri.
Ogni separazione viene registrata da uno spettrometro di massa. Viene quindi prodotto un cromatogramma che mostra i picchi che indicano le separazioni molecolari. Nel caso del vino, a causa delle numerose molecole che lo compongono, questi picchi sono estremamente numerosi, rendendo molto difficile un'analisi dettagliata ed esaustiva.
In collaborazione con il team di Stephanie Marchand dell'Istituto di scienze della vite e del vino dell'Università di Bordeaux, il team di Alexandre Pouget ha trovato la soluzione combinando cromatogrammi e strumenti di intelligenza artificiale. Questi cromatogrammi provenivano da 80 vini rossi di dodici annate (1990–2007) e da sette tenute nella regione di Bordeaux. Questi dati grezzi sono stati elaborati utilizzando l'apprendimento automatico, un campo dell'intelligenza artificiale in cui gli algoritmi imparano a identificare modelli ricorrenti in serie di informazioni.
"Invece di estrarre picchi specifici e dedurre concentrazioni, questo metodo ci ha permesso di prendere in considerazione i cromatogrammi completi di ciascun vino, che possono comprendere fino a 30.000 punti, compreso il rumore di fondo, e di riassumere ciascun cromatogramma in due coordinate X e Y, dopo aver eliminato inutili variabili. Questo processo è chiamato riduzione della dimensionalità," spiega Michael Schartner, ex studioso post-dottorato presso il Dipartimento di Neuroscienze di Base della Facoltà di Medicina dell'UNIGE e primo autore dello studio.
Posizionando le nuove coordinate su un grafico, i ricercatori sono riusciti a vedere sette “nuvole” di punti. Hanno scoperto che ciascuna di queste nuvole raggruppava le annate della stessa tenuta sulla base delle loro somiglianze chimiche.
"Questo ci ha permesso di dimostrare che ogni tenuta ha la propria firma chimica. Abbiamo anche osservato che tre vini erano raggruppati a destra e quattro a sinistra, il che corrisponde alle due sponde della Garonna su cui si trovano queste tenute, " spiega Stéphanie Marchand, professoressa dell'Istituto di scienza della vite e del vino dell'Università di Bordeaux e coautrice dello studio.
Nel corso delle loro analisi, i ricercatori hanno scoperto che l'identità chimica di questi vini non era definita dalla concentrazione di poche molecole specifiche, ma da un ampio spettro chimico. "I nostri risultati mostrano che è possibile identificare l'origine geografica di un vino con una precisione del 100%, applicando tecniche di riduzione della dimensionalità ai gascromatogrammi", afferma Alexandre Pouget, che ha guidato questa ricerca.
Questa ricerca fornisce nuove informazioni sui componenti dell'identità e sulle proprietà sensoriali di un vino. Inoltre, apre la strada allo sviluppo di strumenti a supporto del processo decisionale, ad esempio per preservare l'identità e l'espressione di un terroir, e per combattere la contraffazione in modo più efficace.
Ulteriori informazioni: Michael Schartner et al, Previsione delle origini e delle annate del vino rosso di Bordeaux dai gascromatogrammi grezzi, Chimica delle comunicazioni (2023). DOI:10.1038/s42004-023-01051-9
Informazioni sul giornale: Chimica delle comunicazioni
Fornito dall'Università di Ginevra
