Food technologies used very frequently chemical analysis to monitoring the production process and final products and they are constantly looking for new methods sensible, rapid, highly specific and innovative. Among these, Raman spectroscopy is particular interest because is a rapid method of analysis and it doesn't require preliminary preparation of the sample, with obvious advantages in terms of costs and time. The aim of this work is apply, for the first time, Raman spectroscopy in the discrimination of mono varietal protected designation of origin wines from Piedmont. Piedmont is, in fact, characterized by a large wine heritage which includes several mono varietal wines (Barolo, Barbaresco, Carema etc.), the protection of which is a fundamental, but often extremely difficult because of the composition, aim. The study involved 305 samples of mono varietal wines, including Nebbiolo d'Alba DOC, Barbaresco DOCG, Barolo DOCG, Colline Novaresi Nebbiolo DOC, Ghemme DOCG, Gattinara DOCG, Carema DOC, Dolcetto d'Alba DOC, Dolcetto di Dogliani DOCG e Barbera d'Alba DOC. The samples were examined by Raman spectroscopy and, using reference from the scientific literature, it was possible identifying in each spectrum of wine the bonds responsible for the Raman signal. The spectrum is then used in the next statistical elaborations with the aim to underline the differences between zones of origin and between species of vine of the samples. The various comparative tests between the vines have highlighted the possibility of an optimal discrimination between wines from Nebbiolo, Barbera and Dolcetto (13 samples misclassified over 305 examined) as well as between wines made from the same grape variety in different areas. It 's the case of the comparison between Barolo and Barbaresco (9 errors over 80 samples) and between Barolo or Barbaresco with the Carema. The results of the study, although preliminary in relation to the size of the samples considered, have showed the great potential of this technique for the discrimination of single variety wines, especially for the possibility to obtain results without preliminary stage of preparation of the sample and for the quickness of the analysis. It will be necessary, however, further study to increase the number of samples tested for each type, especially in the case of minority varietal DOC / DOCG wines, if possible, with the aim to identify the factors that leading the incorrect classification of the samples. Particular interest will be also attributed to the increasing vintages, particular that is considered in this study. Even in this case the number of samples examined is exiguous, especially in the case of wines with significant periods of aging.

Le tecnologie alimentari sfruttano sempre di più le analisi chimiche ai fini del controllo del processo produttivo e dei prodotti finali e sono costantemente alla ricerca di nuovi metodi sensibili, rapidi, altamente specifici ed innovativi. Fra questi un particolare interesse sta suscitando la spettroscopia Raman in quanto rapida e priva di una fase preliminare di preparazione del campione con evidenti vantaggi in termini di costi e tempi. Lo scopo di questo lavoro è stato quindi quello di applicare per la prima volta la spettroscopia Raman nella discriminazione di vini monovitigno a denominazione di origine piemontesi. La regione Piemonte si caratterizza infatti per un ampio patrimonio enologico di cui fanno parte numerosi vini monovitigno (Barolo, Barbaresco, Carema etc.) la cui tutela rappresenta un elemento fondamentale ma spesso di estrema difficoltà dal punto di vista compositivo. Lo studio ha interessato 305 campioni di vino monovitigno fra cui Nebbiolo d'Alba DOC, Barbaresco DOCG, Barolo DOCG, Colline Novaresi Nebbiolo DOC, Ghemme DOCG, Gattinara DOCG, Carema DOC, Dolcetto d'Alba DOC, Dolcetto di Dogliani DOCG e Barbera d'Alba DOC. I campioni sono stati esaminati mediante spettroscopia Raman e quindi facendo riferimento alla letteratura scientifica, è stato possibile identificare, in ogni spettro del vino, i legami responsabili del segnale Raman. Lo spettro è stato quindi utilizzato nelle successive elaborazioni statistiche volte ad evidenziare differenze in grado di distinguere l'origine in termini zonali e di vitigno del campione stesso. Le varie prove di confronto fra i vitigni hanno evidenziato la possibilità di una discriminazione ottimale fra i vini da Nebbiolo, Barbera e Dolcetto (13 campioni con classificazione errata su 305 esaminati) così come fra vini ottenuti da uno stesso vitigno in zone diverse. E' il caso del confronto fra Barolo e Barbaresco (9 errori su 80 campioni), del Barolo con il Carema o del Barbaresco con il Carema. I risultati dello studio, pur essendo preliminari in relazione alla numerosità campionaria considerata, hanno evidenziato quindi le grandi potenzialità di questa tecnica per la discriminazione dei vini monovitigno soprattutto per la possibilità di effettuare le acquisizioni su matrici tal quali e per i rapidi tempi di analisi. Saranno però necessari ulteriori approfondimenti che portino ad un ampliamento del numero di campioni esaminati per ciascuna tipologia soprattutto nel caso dei vini monovitigno di DOC/DOCG minori e, se possibile, consentano di identificare i fattori che determinano l'errata classificazione dei campioni. Particolare interesse dovrà essere attribuito anche alle annate considerate aumentando anche in questo caso il numero dei campioni esaminati soprattutto nel caso dei vini con periodi di invecchiamento significativi.

Applicazione della spettroscopia Raman per la differenziazione di vini piemontesi

GIUBERGIA, DAVIDE
2012/2013

Abstract

Le tecnologie alimentari sfruttano sempre di più le analisi chimiche ai fini del controllo del processo produttivo e dei prodotti finali e sono costantemente alla ricerca di nuovi metodi sensibili, rapidi, altamente specifici ed innovativi. Fra questi un particolare interesse sta suscitando la spettroscopia Raman in quanto rapida e priva di una fase preliminare di preparazione del campione con evidenti vantaggi in termini di costi e tempi. Lo scopo di questo lavoro è stato quindi quello di applicare per la prima volta la spettroscopia Raman nella discriminazione di vini monovitigno a denominazione di origine piemontesi. La regione Piemonte si caratterizza infatti per un ampio patrimonio enologico di cui fanno parte numerosi vini monovitigno (Barolo, Barbaresco, Carema etc.) la cui tutela rappresenta un elemento fondamentale ma spesso di estrema difficoltà dal punto di vista compositivo. Lo studio ha interessato 305 campioni di vino monovitigno fra cui Nebbiolo d'Alba DOC, Barbaresco DOCG, Barolo DOCG, Colline Novaresi Nebbiolo DOC, Ghemme DOCG, Gattinara DOCG, Carema DOC, Dolcetto d'Alba DOC, Dolcetto di Dogliani DOCG e Barbera d'Alba DOC. I campioni sono stati esaminati mediante spettroscopia Raman e quindi facendo riferimento alla letteratura scientifica, è stato possibile identificare, in ogni spettro del vino, i legami responsabili del segnale Raman. Lo spettro è stato quindi utilizzato nelle successive elaborazioni statistiche volte ad evidenziare differenze in grado di distinguere l'origine in termini zonali e di vitigno del campione stesso. Le varie prove di confronto fra i vitigni hanno evidenziato la possibilità di una discriminazione ottimale fra i vini da Nebbiolo, Barbera e Dolcetto (13 campioni con classificazione errata su 305 esaminati) così come fra vini ottenuti da uno stesso vitigno in zone diverse. E' il caso del confronto fra Barolo e Barbaresco (9 errori su 80 campioni), del Barolo con il Carema o del Barbaresco con il Carema. I risultati dello studio, pur essendo preliminari in relazione alla numerosità campionaria considerata, hanno evidenziato quindi le grandi potenzialità di questa tecnica per la discriminazione dei vini monovitigno soprattutto per la possibilità di effettuare le acquisizioni su matrici tal quali e per i rapidi tempi di analisi. Saranno però necessari ulteriori approfondimenti che portino ad un ampliamento del numero di campioni esaminati per ciascuna tipologia soprattutto nel caso dei vini monovitigno di DOC/DOCG minori e, se possibile, consentano di identificare i fattori che determinano l'errata classificazione dei campioni. Particolare interesse dovrà essere attribuito anche alle annate considerate aumentando anche in questo caso il numero dei campioni esaminati soprattutto nel caso dei vini con periodi di invecchiamento significativi.
ITA
Food technologies used very frequently chemical analysis to monitoring the production process and final products and they are constantly looking for new methods sensible, rapid, highly specific and innovative. Among these, Raman spectroscopy is particular interest because is a rapid method of analysis and it doesn't require preliminary preparation of the sample, with obvious advantages in terms of costs and time. The aim of this work is apply, for the first time, Raman spectroscopy in the discrimination of mono varietal protected designation of origin wines from Piedmont. Piedmont is, in fact, characterized by a large wine heritage which includes several mono varietal wines (Barolo, Barbaresco, Carema etc.), the protection of which is a fundamental, but often extremely difficult because of the composition, aim. The study involved 305 samples of mono varietal wines, including Nebbiolo d'Alba DOC, Barbaresco DOCG, Barolo DOCG, Colline Novaresi Nebbiolo DOC, Ghemme DOCG, Gattinara DOCG, Carema DOC, Dolcetto d'Alba DOC, Dolcetto di Dogliani DOCG e Barbera d'Alba DOC. The samples were examined by Raman spectroscopy and, using reference from the scientific literature, it was possible identifying in each spectrum of wine the bonds responsible for the Raman signal. The spectrum is then used in the next statistical elaborations with the aim to underline the differences between zones of origin and between species of vine of the samples. The various comparative tests between the vines have highlighted the possibility of an optimal discrimination between wines from Nebbiolo, Barbera and Dolcetto (13 samples misclassified over 305 examined) as well as between wines made from the same grape variety in different areas. It 's the case of the comparison between Barolo and Barbaresco (9 errors over 80 samples) and between Barolo or Barbaresco with the Carema. The results of the study, although preliminary in relation to the size of the samples considered, have showed the great potential of this technique for the discrimination of single variety wines, especially for the possibility to obtain results without preliminary stage of preparation of the sample and for the quickness of the analysis. It will be necessary, however, further study to increase the number of samples tested for each type, especially in the case of minority varietal DOC / DOCG wines, if possible, with the aim to identify the factors that leading the incorrect classification of the samples. Particular interest will be also attributed to the increasing vintages, particular that is considered in this study. Even in this case the number of samples examined is exiguous, especially in the case of wines with significant periods of aging.
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