Выявление главных факторов качества вина

Е.В. Кушнерева, к.т.н., н.с.;
Т.И. Гугучкнна, руководитель научного центра, д-р с.-х. н., профессор;
М.И. Панкин, директор АЗОСВиВ, к.с.-х. н., доцент;
А.М. Лопатина, к.б.н.
Государственное научное учреждение Северо-Кавказский зональный научно- исследовательский институт садоводства и виноградарства Россельхозакадемии, Россия, 350901, ул. 40 лет Победы, 39

ВЫЯВЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ ФАКТОРОВ КАЧЕСТВА ВИНА

Работа посвящена разработке параметрических зависимостей органолептической оценки вин от показателей их физико-химического состава на основе факторного анализа. В результате исследований выявлены основные факторы качества физико-химических показателей состава столовых сухих белых и красных вин.

Summary: This paper is devoted to the development of the parametric dependencies of organoleptic evaluation of wine on the performance of their physical and chemical composition on the basis of factor analysis. The studies revealed the main factors of quality file physico-chemical parameters of the table dry white and red wines.

Ключевые слова: вино, органолептическая оценка, качественный состав, факторный анализ, математическая обработка.

Исследования, направленные на выяснение причинно-следственных связей сахаристости, кислотности, урожайности и дегустационной оценки с конкретными метеорологическими факторами, были проведены в 2000-2002 г. в научном центре виноделия СКЗНИИ- СиВ [1]. В результате были получены рабочие модели зависимости дегустационной оценки от урожайности, физико-химических показателей винограда, природно-климатических условий и т.д.
Создание математической модели, выражающей зависимость качества вина (дегустационная оценка) от физико-химических показателей состава, является актуальным, так как позволит прогнозировать и вырабатывать вина высокого качества с заранее заданными свойствами.
Для выяснения тесноты связи органолептической оценки и физико-химических показателей состава (компоненты аромата, катионы металлов, фенольные соединения, аминокислоты, органические кислоты, витаминоподобные вещества) мы провели объективные исследования физико-химического состава и качества более 300 образцов белых и красных столовых сухих вин.
Концентрацию летучих ароматических соединений определяли методом газожидкостной хроматографии на хроматографе «Кристалл-2000М» и методом газовой хромато-масс-спектрометрии на приборе Perkin Elmer Clarus 600 Т; биологически активных веществ, органических кислот, катионов металлов, аминокислот - с помощью капиллярного электрофореза на приборе «Капель 105 Р». Исследование качественного количественного состава фенольных соединений проводили колориметрическим методом.
С помощью факторного анализа (ПКП FACT) выделили главные системообразующие компоненты для красных и белых столовых сухих вин. В результате математической обработки данных физико-химического состава красных столовых сухих вин были выявлены 10 главных факторов (табл.1), 6 из которых берут на себя 50 % доли детерминации.
Поскольку фактор представляет собой объединение определенных переменных, постольку из этого следует, что эти переменные связаны друг с другом корреляционной зависимостью, причем большей между собой, чем с другими переменными, входящими в другой фактор.
В данной работе после оценки доли влияния групп показателей качества вина, была оценена корреляционная связь этих факторов с каждым признаком системы.
Первый из главных факторов с долей влияния 13% статистически существенно коррелирует положительно со следующими признаками (рис.1): аромаспирты, мономерные формы полифенолов, аминокислота пролин, витамин аскорбиновая кислота и отрицательно с галловой кислотой.

Таблица 1
Доли детерминации 10 главных факторов для красных вин

Таблица 2
Доли детерминации 10 главных факторов для белых вин

Второй фактор с долей влияния 12% положительно коррелирует с признаками: ацетали, катион магния, катион кальция, яблочная кислота, лимонная кислота, отрицательно с 3 признаками системы - аминокислота тирозин, уксусная кислота, молочная кислота (рис. 2). Эти компоненты претерпевают изменения в процессе яблочно-молочного брожения (биологическое кислотопонижение), поэтому второй главный фактор можно обозначить как фактор кислотопонижения.
Третий фактор с долей влияния 8% положительно коррелирует с фенилаланином, триптофаном, мальвидином, отрицательно с винной и кофейной кислотами, а также с дегустационной оценкой. Это означает, что при снижении этого фактора качество вина повышается.
Четвертый фактор - аминокислотный, с долей влияния 7% положительно коррелирует с аминокислотами серин и аланин. Содержание аминокислот обусловлено как расой дрожжей, так и длительностью контакта дрожжей с виноматериалом, температурой дображивания.


Рис. 1. Корреляционная связь первого главного фактора (13%) с признаками системы для красных вин.

Рис. 2. Корреляционная связь второго главного фактора (12%) с признаками системы для красных вин.

Пятый фактор с долей влияния 6% не имеет корреляции ни с одним из 44 признаков.
Шестой фактор с долей влияния 6% положительно коррелирует только с одним из 44 признаков - альдегидами. Накопление альдегидов возможно как в процессе брожения, так и созревания вина, таким образом, этот фактор можно обозначить как фактор созревания вина.
Факторный анализ 44 компонентов физико-химического состава красных вин показал, что только один из 10 главных факторов отрицательно связан с дегустационной оценкой. С увеличением в вине содержания винной и кофейной кислот и снижением фенилаланина, триптофана и мальвидина качество вина улучшается.
Для группы столовых сухих белых вин в факторный анализ был включен 41 признак из физико- химической группы показателей качества вина. В результате математической обработки данных были выявлены 10 главных компонентов для белых столовых сухих вин (табл. 2), 6 из которых берут на себя 60% доли детерминации.
После оценки доли влияния была оценена корреляционная связь этих факторов с каждым признаком системы.
Первый из основных факторов с долей влияния 19% статистически существенно коррелирует положительно со следующими признаками: аргинин, фенилаланин, гистидин, метионин, треонин, триптофан, аланин, глицин, яблочная кислота и отрицательно с высшими спиртами и галловой кислотой (рис. 3). Следуя правилам факторного анализа, можно предположить, что это фактор дображивания вина, поскольку именно в процессе дображивания наблюдается явление автолиза клеток дрожжей и накопление в вине аминокислот.
Второй из 10 основных факторов с долей влияния 12% коррелирует положительно с признаками: яблочная кислота, ресвератрол, мальвидин, аскорбиновая кислота, хлорогенновая кислота, оротовая кислота, кофейная кислота, дегустационная оценка (рис. 4).
Этот фактор можно обозначить как фактор увеличения дегустационной оценки. С накоплением в вине яблочной кислоты, ресвератрола, мальвидина, аскорбиновой, хлорогеновой, оротовой и кофейной кислот качество вина повышается.
Третий главный фактор (10%) положительно коррелирует с ацеталями, аромакислотами и отрицательно с калием.
Четвертый фактор (8%) положительно коррелирует с ацеталями, метанолом, эфирами, калием, кальцием.
Пятый фактор (7%) положительно связан с тирозином, фенилаланином и отрицательно - с аромаспиртами.
Седьмой фактор (4%) положительно коррелирует с дегустационной оценкой и отрицательно с альдегидами. Это означает, что с увеличением содержания альдегидов в столовом сухом белом вине снижается дегустационная оценка.


Рис. 3. Корреляционная связь первого главного фактора (19%) с признаками системы для белых вин.

Рис. 4. Корреляционная связь второго главного фактора (12%) с признаками системы для белых вин.

Методом факторного анализа установлено 6 главных факторов, обуславливающих качество красных и белых столовых вин с долей детерминации 50% и 60% соответственно.
Для красных вин объединенные группы показателей обозначены как фактор дегустационной оценки и фактор кислотопонижения. Для белых вин первый главный фактор обозначен как фактор дображивания, второй фактор - фактор увеличения дегустационной оценки. Однако есть такие факторы, которые, следуя законам логики и знаниям о винификации, не удалось назвать однозначно. Но это не снижает ценности проведенной исследовательской работы, поскольку факторный анализ позволил выделить из 44 физико-химических показателей состава вин основные компоненты, объединить их по группам, определить доли их влияния на качество вина.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гугучкина, Т.И. Агроэкологическая и технологическая стратегия использования винограда для производства высококачественных вин: автореф. дис. ... д-ра с.-х. н. / Т.И. Гугучкина. — Краснодар, 2002. — 42 с.
2. SPSS: Искусство обработки информации. Анализ статистических данных и восстановление скрытых закономерностей. Бююль А., Цёфель П. СПб., ООО «ДиаСофтЮП», 2002, 603 стр.