Взаимосвязи между элементным составом винограда, почвы с места его произрастания и вина

Работа посвящена установлению элементного состава почвы, винограда и вина и выявлению взаимосвязей между содержаниями в них ряда элементов. Объектами исследования были ягоды винограда сортов Мускат, Каберне и Мерло, образцы вин, произведенные из них, и пробы почв, отобранные с полей, соответствующих местам произрастания винограда. Концентрации Li, Mg, Al, K, Ca, V, Mn, Fe, Ni, Co, Cu, Zn, Rb, Cd, Pb, Ba, Na, Ti и Sr в почвах, винограде и винах определяли методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Установление взаимосвязей между содержаниями элементов в изучаемых объектах проводили методами статистического моделирования с использованием программного обеспечения пакета STATISTICA. Характер распределения металлов в системе почва – виноград изучали для трех различных форм извлечения элементов из почв: определяли их валовое содержание, содержание кислоторастворимых и подвижных форм. Степень усвоения подвижных форм металлов почв ягодами винограда оценивали по показателю «биологический коэффициент поглощения». Для ягод винограда Мерло выше оказался биологический коэффициент поглощения Rb, Ti, Mg, Zn, Cu, Na, Fe, Al и Sr; Муската — K, Pb и Ni; Каберне — V и Mn. Наименьший биологический коэффициент поглощения в случае всех изучаемых сортов винограда наблюдали для Co, Ba и Ca. Каждый сорт винограда формировал свой индивидуальный элементный образ за счет различного характера усвоения изучаемых металлов. Переход металлов из ягоды в вино для всех сортов сопровождался снижением концентраций Mg, Al, K, Ca, Mn, Ni, Cu, Zn, Rb, Ba, Ti и Sr и повышением содержания V, Fe, Co, Pb и Na. Дискриминантным анализом установили обладающие наибольшими идентификационными свойствами металлы с учетом формы их содержания в почве. Полученные результаты могут быть использованы при установлении маркеров, определяющих сортовую и региональную принадлежность вин.

1. Tariba B. Metals in Wine-Impact on Wine Quality and Health Outcomes / Biol. Trace Elem. Res. 2011. Vol. 144. N 1 – 3. P. 143 – 156. DOI: 10.1007/s12011-011-9052-7

2. Deng Z-H., Zhang A., Yang Z-W., et al. A Human Health Risk Assessment of Trace Elements Present in Chinese Wine / Molecules. 2019. Article 24:248. DOI: 10.3390/molecules24020248

3. Wu H., Lin G., Tian L., et al. Origin verification of French red wines using isotope and elemental analyses coupled with chemometrics / Food Chem. 2020. Article 127760. DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.127760

4. Temerdashev Z. A., Khalafyan A. A., Kaunova A. A., et al. Using neural networks to identify the regional and varietal origin of Cabernet and Merlot dry red wines produced in Krasnodar region / Foods Raw Mater. 2019. Vol. 7. N 1. P. 124 – 130. DOI: 10.21603/2308-4057-2019-1-124-130

5. Bronzi B., Brilli C., Beone M., et al. Geographical identification of Chianti red wine based on ICP-MS element composition / Food Chem. 2020. Article 126248. DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.126248

6. Urvieta R., Buscema F., Bottini R., et al. Phenolic and sensory profiles discriminate geographical indications for Malbec wines from different regions of Mendoza, Argentina / Food Chem. 2018. Vol. 265. P. 120 – 127. DOI: 10.1016/j.foodchem.2018.05.083

7. Kumar K., Schweiggert R., Patz C-D. Introducing a novel procedure for peak alignment in onedimensional 1H-NMR spectroscopy: A prerequisite for chemometric analyses of wine samples / Anal. Methods. 2020. Vol. 12. P. 3626 – 3636. DOI: 10.1039/D0AY01011A

8. Blotevogel S., Schreck E., Audry, S., et al. Contribution of soil elemental contents and Cu and Sr isotope ratios to the understanding of pedogenetic processes and mechanisms involved in the soil-to-grape transfer (Soave vineyard, Italy) / Geoderma. 2019. Vol. 343. P. 72 – 85. DOI: 10.1016/j.geoderma.2019.02.015

9. Blotevogel S., Schreck E., Laplanche C., et al. Soil chemistry and meteorological conditions influence the elemental profiles of West European wines / Food Chem. 2019. Vol. 298. Artile 125033. DOI: 10.1016/j.foodchem.2019.125033

10. Abakumov A. G., Titarenko V. O., Khalafyan A. A., et al. Grapes cultivar assignments using the identified elements-markers of grape berry and its different constituent parts / Analit. Kontrol’. 2019. Vol. 23. N 1. P. 61 – 70 [in Russian]. DOI: 10.15826/analitika.2019.23.1.002

11. Catarino S., Madeira M., Monteiro, F., et al. Effect of Bentonite Characteristics on the Elemental Composition of Wine / J. Agric. Food Chem. 2008. Vol. 56. N 1. P. 158 – 165. DOI: 10.1021/jf0720180

12. Mierczynska-Vasilev A., Wahono S. K., Smith, P. A., et al. Using Zeolites To Protein Stabilize White Wines / ACS Sustain. Chem. Eng. 2019. Vol. 7. N 14. P. 12240 – 12247. DOI: 10.1021/acssuschemeng.9b01583

13. Ubeda C., Lambert-Royo M. I., Cortiella M., et al. Chemical, Physical, and Sensory Effects of the Use of Bentonite at Different Stages of the Production of Traditional Sparkling Wines / Foods. 2021. Article 10(2): 390. DOI: 10.3390/foods10020390

14. Zhao H., Tang J., Yang Q. Effects of geographical origin, variety, harvest season, and their interactions on multi-elements in cereal, tuber, and legume crops for authenticity / J. Food Compos. Anal. 2021. Vol. 100. Article 103900. DOI: 10.1016/j.jfca.2021.103900

15. Foroni F., Vignando M., Aiello M., et al. The smell of terroir! Olfactory discrimination between wines of different grape variety and different terroir / Food Qual. Prefer. 2017. Vol. 58. P. 18 – 23. DOI: 10.1016/j.foodqual.2016.12.012

16. van Leeuwen C., Roby J. -P., de Rességuier L. Soil-related terroir factors: a review / OENO One. 2018. Vol. 52. N 2. P. 173 – 188. DOI: 10.20870/oeno-one.2018.52.2.2208

17. Maltman A. Minerality in wine: A geological perspective / J. Wine Res. 2013. Vol. 24. N 3. P. 169 – 181. DOI: 10.1080/09571264.2013.793176

18. Marschner P. Marschner’s Mineral Nutrition of Higher Plants. 3rd Ed. — London, UK: Elsevier, 2012. — 643 p.

19. Kaunova A. A., Titarenko V. O., Temerdashev Z. A., et al. Analysis of some approaches for assessing the quality, authenticity and regional origin of wine / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2016. Vol. 82. N 8. P. 69 – 74 [in Russian]. DOI: 10.15826/analitika.2016.20.2.004

20. Zioła-Frankowska A., Frankowski M. Determination of metals and metalloids in wine using inductively coupled plasma optical emission spectrometry and mini-torch / Food Anal. Methods. 2017. Vol. 10. P. 180 – 190. DOI: 10.1007/s12161-016-0567-6

21. Bertin C., Yang X., Weston L. A. The role of root exudates and allelochemicals in the rhizo-sphere / Plant Soil. 2003. Vol. 256. P. 67 – 83. DOI: 10.1023/A:1026290508166

22. Rao C. R. M., Sahuquillo A., Lopez Sanchez J. F. A Review of the different methods applied in environmental geo-chemistry for single and sequential extraction of trace elements in soils and related materials / Water Air Soil Pollut. 2008. Vol. 189. P. 291 – 333. DOI: 10.1007/s11270-007–9564-0

23. Hill T., Lewicki P. Statistics Methods and Applications. — Tulsa, OK: StatSoft, 2007. — 719 p.

24. Zinicovscaia I., Sturza R., Gurmeza I., et al. Metal bioaccumulation in the soil-leaf-fruit system determined by neutron activation analysis / J. Food Meas. Charact. 2018. Vol. 13. N 1. P. 592 – 601. DOI: 10.1007/s11694-018-9972-4

25. Amorós J. A., Pérez-de-los Reyes C., García Navarro F. J., et al. Bioaccumulation of mineral elements in grapevine varieties cultivated in «La Mancha» / J. Soil Sci. Plant Nutr. 2013. Vol. 176. N 6. P. 843 – 850. DOI: 10.1002/jpln.201300015

26. Redan B. W. Processing Aids in Food and Beverage Manufacturing: Potential Source of Elemental and Trace Metal Contaminants / J. Agric. Food Chem. 2020. Vol. 68. N 46. P. 13001 – 13007. DOI: 10.1021/acs.jafc.9b08066

27. Nicolini G., Larcher R., Pangrazzi P., Bontempo L. Changes in the contents of micro- and trace-elements in wine due to winemaking treatments / Vitis — J. Grapevine Res. 2004. Vol. 43. N 1. P. 41 – 45. DOI: 10.5073/vitis.2004.43.41–45

28. da Silva J., da Silva G., Parente D., et al. Biological diversity of carbon assimilation among isolates of the yeast Dekkera bruxellensis from wine and fuel-ethanol industrial processes / FEMS Yeast Res. 2019. Vol. 19. N 3. Article foz022. DOI: 10.1093/femsyr/foz022

29. Ren M., Liu S., Li R., et al. Clarifying effect of different fining agents on mulberry wine / Int. J. Food Sci. Technol. 2020. Vol. 55. N 4. P. 1578 – 1585. DOI: 10.1111/ijfs.14433