Μπορεί η Χημεία της Πτητικής Φαινόλης του Υποκατώτερου Ορίου ενός κρασιού που έχει μολυνθεί από καπνό να εξηγήσει το άρωμά του; Δοκιμάσαμε δώδεκα εμπορικά κόκκινα κρασιά για να μάθουμε
Το άρωμα του κρασιού είναι αναμφισβήτητα ο πιο σημαντικός εγγενής παράγοντας που χρησιμοποιείται για να κριθεί η ποιότητα του κρασιού. Η αντίληψη του αρώματος του κρασιού είναι το αποτέλεσμα πολλών διαφορετικών παραγόντων, συμπεριλαμβανομένης της σύνθεσης των πτητικών ενώσεων στο κρασί, των αντιληπτικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των πτητικών, των φυσικών και χημικών επιδράσεων των μη πτητικών συστατικών της μήτρας του κρασιού και της ικανότητας και εμπειρία του ατόμου που αντιλαμβάνεται το άρωμα.
Οι ενώσεις, μερικές από τις οποίες είναι δύσοσμες, μπορούν να εισέλθουν στο κρασί από διαφορετικές πηγές κατά τη διαδικασία παραγωγής. Για παράδειγμα, οι μεθοξυπυραζίνες αποτελούν μέρος του πρωτογενούς αρώματος, που σημαίνει ότι υπάρχουν φυσικά σε ορισμένες ποικιλίες σταφυλιού και εξάγονται από τα σταφύλια κατά την οινοποίηση. Από την άλλη πλευρά, οι εστέρες αποτελούν μέρος του δευτερογενούς αρώματος, πράγμα που σημαίνει ότι απελευθερώνονται από τη ζύμη κατά τη ζύμωση ως μεταβολίτες από ορισμένα αμινοξέα. Το κρασί μπορεί επίσης να έχει τριτογενή αρώματα, για παράδειγμα, αυτά που προέρχονται από ενώσεις οξείδωσης που σχηματίζονται κατά τη μακροχρόνια αποθήκευση.
Με την κλιματική αλλαγή, τους καύσωνες και τις συχνότερες δασικές πυρκαγιές σε όλο τον κόσμο, η επίδραση του καπνού στις καλλιέργειες θεωρείται ολοένα και πιο σημαντική. Όταν το κρασί παρασκευάζεται από σταφύλια που έχουν επηρεαστεί από τον καπνό, τα πτητικά του καπνού μεταφέρονται από τα σταφύλια κατά τη διάρκεια της οινοποίησης και εκδηλώνονται στο κρασί ως ένα δυσάρεστο καμένο, τέφρα άρωμα που ονομάζεται "καπνός". Μερικοί από τους κύριους ένοχους για τα μολυσμένα με καπνό κρασιά είναι οι πτητικές φαινόλες (VPs). Αυτή η ομάδα ενώσεων μπορεί επίσης να προέλθει από πολλές άλλες πηγές, όπως φρυγανισμένα δρύινα βαρέλια, μικροβιακές ζυμώσεις (συγκεκριμένα Brettanomyces spoilage), αλλά έχουν συσχετιστεί ως επί το πλείστον με δυσάρεστες γεύσεις στο κρασί που παρασκευάζεται από σταφύλια που έχουν επηρεαστεί από τον καπνό.
Ο συνήθης τρόπος αντιμετώπισης των προβληματικών αρωματικών ενώσεων είναι ο ποσοτικός προσδιορισμός τους με χημικά/αναλυτικά μέσα. Στη συνέχεια, ο πιθανός αντίκτυπος στην ανθρώπινη αντίληψη αξιολογείται χρησιμοποιώντας τις τιμές Ορίου Οσμής (ODT, η χαμηλότερη συγκέντρωση μιας ένωσης που γίνεται αντιληπτή από την όσφρηση) και τις τιμές Δραστικότητας Οσμής (OAVs, η αναλογία μεταξύ συγκέντρωσης και ODT). Εάν οι μετρούμενες ενώσεις υπάρχουν σε συγκεντρώσεις πάνω από τα ODT τους, το OAV τους είναι υψηλότερο από 1 και θεωρείται ότι έχουν αντίκτυπο στη μυρωδιά. Με άλλα λόγια, μπορούμε να μυρίσουμε μια ένωση που υπάρχει σε συγκέντρωση υψηλότερη από την ODT της.
Όπως κάθε άλλη αρωματική ένωση, τα VP μπορούν να ποσοτικοποιηθούν με αναλυτικά μέσα. Προηγούμενη έρευνα έχει αποδείξει ότι, σε υψηλότερα επίπεδα, ορισμένα VPs συμβάλλουν σε μια συνέχεια δυσάρεστων γεύσεων που σχετίζονται με τον καπνό, συμπεριλαμβανομένων των «καμμένων», «bretty», «smoky» και «shy». Σε επίπεδα υποκατωφλίου, τα VP είναι γενικά αποδεκτά ως καλοήθη για το άρωμα του κρασιού.
Αυξανόμενη σημασία δίνεται στην κατανόηση των επιπτώσεων του καπνού στις γεωργικές καλλιέργειες και υπάρχουν πολλά διαθέσιμα άρθρα σχετικά με τις επιπτώσεις του καπνού στα σταφύλια και το κρασί. Οι περισσότερες από αυτές τις αναφορές είναι το αποτέλεσμα πειραματικών συνθηκών που εξετάζουν την αναπαραγωγή των συνθηκών πεδίου με αναπαραγώγιμο τρόπο σε μικρές παρτίδες, συμπεριλαμβανομένων των μικρο-οινοποιήσεων. Αντίθετα, η έρευνα σχετικά με τη σύνθεση των εμπορικών κρασιών που επηρεάζονται από φυσικά (δηλαδή που δεν προκαλούνται πειραματικά) φαινόμενα καπνού είναι ακόμα σπάνια. Ως εκ τούτου, αποφασίσαμε να διερευνήσουμε τον αντίκτυπο των δασικών πυρκαγιών στο χημικό (συγκεντρώσεις VP) και στο αισθητηριακό προφίλ των εμπορικά παραγόμενων ερυθρών κρασιών.
Δώδεκα κρασιά που υποβλήθηκαν από τη βιομηχανία ως δυνητικά μολυσμένα από καπνό, καθώς τα σταφύλια έχουν εκτεθεί σε πυρκαγιές κοντά στην εποχή της συγκομιδής. Τα κρασιά ελέγχθηκαν για ένα ευρύ φάσμα VP χρησιμοποιώντας μια ειδικά αναπτυγμένη μέθοδο GC-MS. Τα κρασιά χαρακτηρίστηκαν επίσης με τη χρήση Περιγραφικής Ανάλυσης από μια ομάδα αισθήσεων άριστα εκπαιδευμένη στην αξιολόγηση του καπνού. Στο δεύτερο στάδιο του έργου, τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν στατιστικά για να διαπιστωθεί εάν τα αποτελέσματα της χημείας όντως υποστήριξαν τα ευρήματα από την αισθητηριακή αξιολόγηση. Εάν ναι, η απλή υποβολή δειγμάτων για χημική ανάλυση των VPs θα ήταν αρκετή για να διαπιστωθεί εάν ένα κρασί είναι μολυσμένο με καπνό ή όχι. Διερευνήσαμε επίσης ιστορικά δεδομένα σχετικά με εκδηλώσεις πυρκαγιάς στις περιοχές από τις οποίες προήλθαν τα κρασιά και κατά τη διάρκεια των σχετικών σοδειών.
Από χημική άποψη, τα κρασιά που υποβλήθηκαν για αξιολόγηση περιείχαν διαφορετικά VP και ένα ευρύ φάσμα συγκεντρώσεων VP. Αυτό ήταν πολλά υποσχόμενο για την αισθητηριακή εργασία, καθώς τώρα ξέραμε ότι το σετ είχε καλή χημική μεταβλητότητα. Από την αισθητηριακή πλευρά, ήταν αξιοσημείωτο ότι από τα δώδεκα κρασιά, τα τέσσερα που περιγράφηκαν με τα πιο αρνητικά χαρακτηριστικά, σε σημαντικά υψηλότερα επίπεδα από τα άλλα, ήταν όλα από περιοχές που είχαν βιώσει σοβαρές πυρκαγιές πριν από τη συγκομιδή. Ορισμένα χαρακτηριστικά ("καπνός", "τασάκι") σε ορισμένα από τα κρασιά θα μπορούσαν να αποδοθούν απλώς σε επίπεδα ειδικών ή συνδυασμών VP σε συγκεντρώσεις υψηλότερες από τις αντίστοιχες ODT.
Εξετάζοντας λεπτομερέστερα, υπήρξαν μερικά απροσδόκητα ευρήματα. Η γουαϊακόλη (μία από τις ενώσεις που συνδέονται με την κηλίδα καπνού) ήταν παρούσα στην πλειονότητα των δειγμάτων σε ή πάνω από το ODT. καθώς τα κρασιά είχαν υποβληθεί από τη βιομηχανία για ύποπτη κηλίδα καπνού, αυτό το αποτέλεσμα δεν ήταν έκπληξη. Ωστόσο, ήταν εκπληκτικό ότι η γουαϊακόλη δεν προκαλούσε την αντίληψη του «καπνού» σε κανένα από τα κρασιά, εκτός εάν συνδυαζόταν με άλλες φαινόλες. Ακόμη περισσότερο, συνδυασμοί ενώσεων (για παράδειγμα, κρεσόλες και ξυλενόλες) σε επίπεδα υποκατωφλίου οδήγησαν σε απροσδόκητα αισθητικά αποτελέσματα («γήινο/σκονισμένο», «χημικό» και «πίσσα/καμένο καουτσούκ»).
Χρησιμοποιώντας το συνδυασμένο σύνολο δεδομένων (χημεία και αισθητήρια), αρχίσαμε να βλέπουμε ξεκάθαρα ότι η συγκέντρωση και η σύνθεση των VPs συσχετίζονται με ορισμένα αισθητηριακά χαρακτηριστικά στα κρασιά. Υπήρχαν (μερικές φορές απροσδόκητοι) δεσμοί μεταξύ των VP και συγκεκριμένων δυσοσμών. Ορισμένοι από αυτούς τους συνδέσμους είχαν αποδειχθεί προηγουμένως, άλλοι δεν μπορούσαμε να προβλέψουμε με βάση την υπάρχουσα γνώση. Τα κρασιά με πολύ χαμηλά (υποκατώφλια) επίπεδα VPs εμφάνισαν φρουτώδη και γλυκά χαρακτηριστικά, και τα κρασιά με επίπεδα υπεράνω κατωφλίου εμφάνισαν αρνητικά χαρακτηριστικά. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι αισθητικές επιδράσεις («γήινο/σκονισμένο/δέρμα πατάτας», «μουχλιασμένο/μουχλιασμένο» και «μαγειρεμένο λαχανικό») δεν θα μπορούσαν να αποδοθούν σε μια συγκεκριμένη συγκέντρωση VPs με βάση το ODT τους, αλλά μπορεί να οφείλονταν σε συνδυασμούς των πτητικών φαινολών σε επίπεδα υποκατωφλίου, πιθανώς επηρεασμένη από την παρουσία άλλων ενώσεων.
Η ιδέα των αλληλεπιδράσεων με συγκάλυψη και συνεργιστικά αποτελέσματα δεν είναι εννοιολογικά νέα. Γνωρίζαμε ότι τα φαινόμενα αντιληπτικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των αρωματικών ενώσεων στα κόκκινα κρασιά αντιπροσωπεύουν μια σημαντική πηγή πολυπλοκότητας. Έχει επίσης αποδειχθεί ήδη σε μελέτες για άλλες ενώσεις (θειόλες, εστέρες, μεθοξυπυραζίνες, τερπένια κ.λπ.) ότι τα αισθητηριακά αποτελέσματα δεν συσχετίζονται πάντα καλά με προβλέψεις που βασίζονται στη χημεία του διαλύματος.
Ωστόσο, τα ευρήματά μας επισήμαναν ορισμένα ζητήματα. Ξεκινώντας από την απλούστερη, οι τιμές ODT που βρίσκονται στη βιβλιογραφία καθορίζονται συνήθως σε λύσεις μοντέλων και δεν είναι συγκρίσιμες με αυτές που προσδιορίζονται στο κρασί. Τα όρια οσμής σε οποιαδήποτε μήτρα εκτός από τη μήτρα μελέτης μπορεί να είναι άσχετα. Μια ανασκόπηση της βιβλιογραφίας αποκάλυψε ότι οι μελέτες στο κρασί μπορούν να χρησιμοποιήσουν ακατάλληλα ODT για εργασίες που εκτελούνται σε μια νέα μήτρα κρασιού και τα αποτελέσματα της μήτρας συχνά αγνοούνται. Πιο συγκεκριμένα, πολλά VPs (καθώς και άλλες ενώσεις) δεν έχουν ακόμη χαρακτηριστεί σε καμία μήτρα κρασιού ή δεν έχουν εκχωρηθεί τιμές κατωφλίου σε καμία επίσημη αισθητηριακή μελέτη. Η πτυχή του «φαινόμενου μήτρας» είναι επίσης σημαντική στο πλαίσιο της δουλειάς μας, καθώς τα εμπορικά κρασιά ήταν ποικίλα, δηλαδή διαφορετικές χημικές μήτρες όπως υπαγορεύονται από τη γενετική σταφυλιών που σχετίζεται με την ποικιλία, τα επίπεδα ωριμότητας, τις διαδικασίες οινοποίησης και την αποθήκευση σε μπουκάλια. Υπάρχει ένα σημαντικό κενό στη βιβλιογραφία όσον αφορά τις επιδράσεις της μήτρας στα VPs, συγκεκριμένα την επίδραση της σύνθεσης VP σε διαφορετικά προφίλ αρώματος ποικιλίας.
Η μελέτη μας τόνισε επίσης το γεγονός ότι αυτές οι αρωματικές ενώσεις αλληλεπιδρούν σε επίπεδα κατωφλίου και υποκατωφλίου και προκαλούν αρωματικές αλλαγές στο κρασί, απρόβλεπτες από τις επιδράσεις μιας μεμονωμένης ένωσης και σίγουρα όχι προβλέψιμες από τις πολλές μελέτες περι-ορίου για τις αρωματικές ενώσεις. Έτσι, ακόμη κι αν το ODT προσδιορίζεται με ακρίβεια στη μήτρα κρασιού επιλογής, είναι ακόμα δυνατό να βρεθούν αισθητικά αποτελέσματα όταν η ένωση είναι παρούσα σε συγκεντρώσεις κάτω από το όριο, ειδικά παρουσία ορισμένων άλλων ενώσεων (βλ. το παράδειγμα της γουαϊακόλης παραπάνω).
Για εμάς, αυτή η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία της κατανόησης των επιδράσεων των προβληματικών ενώσεων όπως οι VP στο κρασί και της αύξησης της ευαισθητοποίησης σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις και τις συνέργειες μεταξύ τους ακόμη και σε επίπεδα όπου συνήθως θεωρούνται καλοήθεις. Είναι πολύ σημαντικό, τα χαμηλά επίπεδα VPs μπορεί να προκαλέσουν ή να υπερβάλουν τα αρνητικά χαρακτηριστικά οσμών στα κόκκινα κρασιά, κάτι που έχει επιπτώσεις στην οινοποίηση με σταφύλια που επηρεάζονται από τον καπνό. Αυτή η νέα γνώση θα πρέπει να αποδειχθεί χρήσιμη για τις οινοβιομηχανίες παγκοσμίως που πλήττονται ολοένα και περισσότερο από τον καπνό. Τελικά, ο στόχος είναι η παραγωγή κρασιών που ικανοποιούν τις αυστηρές απαιτήσεις της παγκόσμιας αγοράς παρά την κλιμάκωση των πυρκαγιών παγκοσμίως.
