Μια στατιστική εξερεύνηση (η σύνδεση μεταξύ) των ποικιλιών σταφυλιών και του αφομοιώσιμου αζώτου από μαγιά
Στο πέρασμα των αιώνων, η οινοποίηση ακολούθησε μια εμπειρική προσέγγιση, με την «τεχνογνωσία» να μεταβιβάζεται από γενιά σε γενιά. Λόγω του ρομαντισμού που σχετίζεται με το κρασί και της πεποίθησης ότι το κρασί είναι μια έκφραση του τόπου (εξ ου και ο γαλλικός όρος «terroir»), υπήρξε παραδοσιακά μια μινιμαλιστική προσέγγιση στην οινοποίηση.
Ωστόσο, καθώς το κρασί γίνεται όλο και πιο σημαντικό αγαθό παγκοσμίως – με 24,67 δισεκατομμύρια λίτρα να παράγονται παγκοσμίως το 2017 (Decanter News, 2017) – η ανάπτυξη καινοτόμων τεχνολογιών γίνεται κρίσιμος παράγοντας για τον καθορισμό της επιτυχίας του κλάδου συνολικά (Pretorius &Høj, 2005). Λόγω της βαθιάς ρίζας και της πλούσιας ιστορίας του κρασιού, σε σύγκριση με άλλες βιομηχανίες, η αποδοχή της τεχνολογικής προόδου και της καινοτομίας ήταν μάλλον αργή (Bisson et al., 2002; Pretorius &Høj, 2005; Dambergs et al., 2015).
Η συνέπεια που αναμένεται από έναν συγκεκριμένο παραγωγό κρασιού αναφέρεται σε ένα ορισμένο επίπεδο ποιότητας και όχι σε μια συνέπεια στη γεύση. Έτσι, η καινοτομία στη βιομηχανία κρασιού στρέφεται προς τη βελτιστοποίηση της ποιότητας (Pretorius &Høj, 2005). Το τι συνιστά ένα «ποιοτικό κρασί» έχει γίνει, ωστόσο, ένα όλο και πιο αμφιλεγόμενο θέμα συζήτησης (Pettigrew &Charters, 2006; Johnson &Bruwer, 2007; Lockshin &Corsi, 2012). Ανεξάρτητα από το γεγονός ότι ο χυμός σταφυλιού παρέχει τα θρεπτικά συστατικά που απαιτούνται από τη μαγιά κατά τη διάρκεια της ζύμωσης, έχει αναγνωριστεί ως ο κύριος καθοριστικός παράγοντας της ποιότητας του τελικού κρασιού (Fleet, 2003).
Για παράδειγμα, η συγκέντρωση και η σύνθεση του αφομοιώσιμου αζώτου της ζύμης (ή YAN) στο σταφύλι πρέπει συχνά να έχει αναφερθεί ότι επηρεάζει την ποιότητα του σταφυλιού, και κατά συνέπεια, του τελικού προϊόντος (Mendes-Ferreira, Barbosa, Lage, &Mendes- Φαίη, 2011). Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης, η μαγιά μπορεί να χρησιμοποιήσει μόνο ένα συγκεκριμένο μέρος του αζώτου που περιέχεται στο μούρο του σταφυλιού και αυτό αναφέρεται συνήθως ως αφομοιώσιμο άζωτο ζύμης (YAN). Η πιο σημαντική επίδραση που έχει το YAN στη γεύση και το άρωμα του κρασιού είναι η παροχή υποστρωμάτων αμινοξέων για το μονοπάτι Ehrlich (Hazelwood et al., 2008), το οποίο έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό ανώτερων αλκοολών και μέσω επακόλουθων αντιδράσεων, διαφόρων εστέρων και πτητικών οξέα (Styger et al., 2011). Επιπλέον, η ανεπάρκεια αζώτου έχει επισημανθεί ως η κύρια αιτία για κολλημένες/υποτονικές ζυμώσεις (Bisson, 1999).
Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι ο ρόλος του YAN στη ζύμωση του χυμού σταφυλιού σε κρασί ήταν ένας τομέας έρευνας που έχει λάβει αυξανόμενη προσοχή τις τελευταίες τρεις δεκαετίες. Το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας, ωστόσο, έχει λάβει μια περιγραφική μορφή, παρουσιάζοντας την κατάσταση της περιεκτικότητας σε άζωτο διαφορετικών ποικιλιών, σοδειών και γεωγραφικής προέλευσης ως προς τις μέσες, μέγιστες, ελάχιστες και διάμεσες τιμές. Ορισμένες απόπειρες εξόρυξης δεδομένων είχαν επιτυχία αλλά είχαν περιορισμένο εύρος.
Η εργασία που παρουσιάστηκε στο Petrovic et al (2019) ξεκίνησε ως μια μη εποπτευόμενη έρευνα της κατάστασης YAN στην κύρια οινοπαραγωγική περιοχή της Νότιας Αφρικής. Εκτός από τις περιγραφικές πτυχές που συνδέονται με τα αποτελέσματα, ο μεγάλος αριθμός δειγμάτων που συμπεριλήφθηκαν επέτρεψε μια πιο εις βάθος ματιά στα δεδομένα. Δεδομένου του μη εποπτευόμενου χαρακτήρα της έρευνας, έπρεπε να ληφθεί μέριμνα στο διερευνητικό μέρος της εργασίας. Έτσι, το άρθρο επικεντρώθηκε στις στατιστικές μεθόδους που θα ήταν κατάλληλες για την αποσαφήνιση του ρόλου της ποικιλίας και της γεωγραφικής προέλευσης των σταφυλιών στον προσδιορισμό της συγκέντρωσης και της σύνθεσης του YAN.
Χρησιμοποιήθηκε ανάλυση αντιστοιχίας (CA) για τον προσδιορισμό των ποικιλιών που σχετίζονται με συγκεκριμένα επίπεδα YAN. Τα επίπεδα «Πολύ χαμηλά», «χαμηλά», «υψηλά» και «πολύ υψηλά» ορίστηκαν με τη διεξαγωγή ανάλυσης συστάδων για τις περιπτώσεις. Τα δείγματα Viognier συσχετίστηκαν με «πολύ υψηλά» επίπεδα YAN και Cabernet Franc, Merlot, Cabernet Sauvignon, Roussanne, Chenin Blanc, Sémillon και Cinsaut με «πολύ χαμηλά» επίπεδα YAN. Το Pinotage, η νοτιοαφρικανική κόκκινη ποικιλία, συνδέεται επίσης με «πολύ υψηλά» επίπεδα YAN. Chardonnay, Grenache Blanc και Sauvignon Blanc ομαδοποιήθηκαν με «υψηλά» επίπεδα YAN. Ως εκ τούτου, η ανάλυση αντιστοιχίας μπόρεσε να δώσει μια συνοπτική επισκόπηση της δομής των παρατηρήσεων και των μεταβλητών στο σύνολο δεδομένων, τεκμηριώνοντας τις τάσεις που έχουν βρεθεί μέχρι στιγμής.
Πραγματοποιήθηκε επίσης ανάλυση Δέντρου ταξινόμησης και παλινδρόμησης (CART) στα δεδομένα. Αυτή η τεχνική είναι χρήσιμη για τον εντοπισμό των πιο σημαντικών μεταβλητών, όσον αφορά την επεξηγηματική ισχύ, σε ένα συγκεκριμένο σύνολο δεδομένων (Barlin et al., 2013). Στις περισσότερες περιπτώσεις, η ποικιλία βρέθηκε να παίζει μεγαλύτερο ρόλο από την προέλευση. Προηγούμενες μελέτες, που διερεύνησαν την επίδραση του περιβάλλοντος στα πρότυπα έκφρασης των γονιδίων της αμπέλου, βρήκαν ότι τα γονίδια που εμπλέκονται στο μεταβολισμό των αμινοξέων επηρεάζονταν λιγότερο από τις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες (Santo et al., 2013). Αυτό υποστηρίζει την υπόθεση ότι η ποικιλία παίζει πρωταρχικό ρόλο στον προσδιορισμό της συγκέντρωσης και της σύνθεσης του YAN και ότι το περιβάλλον ανάπτυξης παίζει δευτερεύοντα ρόλο στη διαμόρφωση του YAN.
Τα αποτελέσματα της ανάλυσης CART επέτρεψαν επίσης την ταυτόχρονη προβολή των αποτελεσμάτων και των δύο ελεγχόμενων μεταβλητών, της ποικιλίας και της προέλευσης. Βρέθηκε ότι ορισμένες περιοχές συσχετίστηκαν επανειλημμένα είτε με υψηλότερα είτε με χαμηλότερα επίπεδα YAN, παρόλο που δεν ήταν πάντα στατιστικά σημαντικές. Επιπλέον, ορισμένες ποικιλίες συσχετίστηκαν είτε με πολύ υψηλές είτε με πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις YAN, ανεξάρτητα από την περιοχή.
Αυτή η μελέτη έδειξε ότι το YAN είναι πράγματι ένα εγγενές χαρακτηριστικό μιας ποικιλίας και παρόλο που οι ακριβείς συγκεντρώσεις YAN δεν μπορούν να προβλεφθούν αποκλειστικά με βάση την ποικιλία, ένα ορισμένο επίπεδο διάκρισης είναι δυνατό. Τα αποτελέσματα έδειξαν επίσης ποιες ποικιλίες είναι πιο πιθανό να απαιτούν προσθήκες αζώτου για να αποφευχθεί η εμφάνιση κολλημένων ζυμώσεων και εκείνων που θα μπορούσαν ενδεχομένως να διατρέχουν τον κίνδυνο περίσσειας αζώτου στο τέλος της ζύμωσης.
Παρά τον μη εποπτευόμενο χαρακτήρα της έρευνας, μέσω προσεκτικής στατιστικής διερεύνησης, οι πληροφορίες που εξάγονται από τα δεδομένα θα μπορούσαν να αυξηθούν και, ως εκ τούτου, η αξία της εργασίας. Εκτός από την ενημέρωση της νοτιοαφρικανικής οινοποιίας για την κατάσταση του αζώτου των σταφυλιών, αυτή η μελέτη μπορεί να θεωρηθεί ως σχηματισμός υποθέσεων. Με άλλα λόγια, μπορεί να αποτελέσει τη βάση για περαιτέρω πειράματα, ειδικά σχεδιασμένα για να απαντήσουν σε συγκεκριμένες ερωτήσεις που σχετίζονται με παράγοντες όπως ο ρόλος του κλίματος και η γενετική του αμπελιού στον προσδιορισμό των επιπέδων YAN.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Μια στατιστική εξερεύνηση δεδομένων για τον προσδιορισμό του ρόλου της ποικιλίας και της προέλευσης στη συγκέντρωση και τη σύνθεση του αφομοιώσιμου αζώτου της ζύμης, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Food Chemistry ως μέρος μιας ευρύτερης μελέτης που επικεντρώθηκε στην περιεκτικότητα σε Ν των οινοποιητικών σταφυλιών της Νότιας Αφρικής. Η μελέτη εμβαθύνει περαιτέρω στη στατιστική ταξινόμηση των ποικιλιών με βάση την περιεκτικότητα σε αμινοξέα και τη βαθμονόμηση των οργάνων IR για μέτρηση υψηλής απόδοσης της περιεκτικότητας σε Ν. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Gabriella Petrovic, Martin Kidd και Astrid Buica από το Stellenbosch University.
