Хіміки визначили кількість домішок в аргентинському мальбеку і вивчили, як на це впливають клімат, рік виробництва і висота над рівнем моря. На основі отриманих даних вчені навчили комп'ютер визначати місце походження вина за його складом з точністю 53,28 відсотка. Стаття опублікована в.
Виробництво вина - це складний і багатостадійний процес. На нього впливає безліч факторів, таких як клімат, сонячна активність, склад ґрунту і багато інших. Найчастіше для оцінки вина використовується інформація про сорти винограду, місцезнаходження виноробний і, звичайно, дату виробництва. Для простоти винороби часто вдаються до поняття терруару. Терруар - це сукупність факторів, що впливають на властивості вина. У це поняття входять тип ґрунту, середня температура місцевості, вологість, сорти винограду тощо. На сьогоднішній день це поняття вважається спірним і багато в чому інтуїтивним. Проте все більше вчених намагаються довести вплив деяких терруарних факторів на кінцевий склад вина, а також провести чітку межу між природним і людським факторами.
Одну з популярних марок вина - мальбек - виробляють з однойменного сорту чорного винограду родом з Франції. Але найбільше поширення цей сорт отримав в Аргентині, на яку на сьогоднішній день припадає 77 відсотків всього виробленого з нього вина. Площа виноградників цього сорту в Аргентині становить близько 43000 гектарів при загальній площі всіх виноградників країни 220000 гектарів. Приблизно 85 відсотків всього засіву знаходиться в провінції Мендоса, в передгір'ях Анд. Висота там становить від 900 до 1600 метрів над рівнем моря, а клімат посушливий. За рік там випадає менше 300 міліметрів опадів, причому основна частина їх випадає під час сезону зростання з жовтня по квітень. Середньорічна температура при цьому становить 17 градусів Цельсія, при високому рівні сонячної активності. Ці умови добре підходять для сорту «мальбек» і забезпечують хороший урожай.
Найсильніше на зовнішній вигляд і смакові якості вина впливає зміст фенольних сполук: антоціанінів, флавонолів, стільбенів і різноманітних кислот на основі фенолу. Деякі з цих сполук виходять у процесі дозрівання винограду, а деякі - в результаті хімічних і біохімічних процесів вже під час виготовлення вина. Вміст цих компонентів індивідуальний не тільки для кожного сорту вина, але навіть для одного і того ж сорту, виробленого в різних терруарах. У перспективі, ґрунтуючись на цих даних, можна багато чого сказати про вину, його походження і якість.
Група вчених під керівництвом Аріель Фонтана (Ariel Fontana) з Національного університету Куйо проаналізувала мальбек, виноград для виробництва якого виріс на 23 земельних ділянках провінції Мендоса. Для кожного з них вчені взяли по три зразки різної витримки: 2016, 2017 і 2018 років. Для кожного зразка визначали вміст 27 фенольних сполук за допомогою рідинної хроматографії. У першу чергу, порівнявши між собою зразки різних років, автори виявили помітну різницю в змісті фенольних домішок. З цього вони зробили висновок, що аналізувати терруарні ефекти доцільно тільки маючи дані за кілька років, оскільки зі збільшенням часу витримки змінюється і зміст компонентів. Це особливо важливо для того, щоб не переплутати систематичні терруарні ефекти з випадковими відхиленнями різних сезонів.
Потім автори простежили залежність змісту домішок від місця розташування виноградника. З підвищенням висоти над рівнем моря збільшується концентрація антоціанінів по відношенню до інших компонентів. А найчастіше саме антоціанини відповідають за насиченість кольору вина. Завдяки тому, що місцевість провінції поєднує в собі теплі рівнинні ділянки з холодними передгір'ями, вченим вдалося показати, що концентрація антоціанінів в ягодах є результатом конкуруючих процесів їх біосинтезу і теплової деградації. Таким чином, чим нижче знаходиться виноградник і чим вище там середня температура, тим менше антоціанінів буде міститися в ягодах. Оптимальними умовами для отримання потрібного для мальбека кольору вважаються ночі з температурою 15 градусів Цельсія і дні - близько 25 градусів Цельсія.
Далі вчені використовували машинне навчання на отриманому масиві даних про концентрації фенольних сполук, щоб спробувати відрізнити ділянки один від одного, навіть якщо вони знаходяться в одній кліматичній зоні. За основу взяли алгоритм випадкового лісу з 300 дерев. Для навчання використовували 66,6 відсотка вихідних даних, а решту залишили для тестування алгоритму та побудови матриці помилок. Вихідними даними були концентрації п-кумарової кислоти, дельфінідін-3-О-глюкозиду, кавової кислоти, кверцетину і пеонідін-3-О-глюкозиду, як основних фенольних домішок. Концентрації були вимірені для кожної ділянки землі. Тестування показало помилку в 46,72 відсотка - це означає, що вчені навчили комп'ютер визначати місце походження вина за його складом з точністю 53,28 відсотка.
Незважаючи на те, що в маркетингу, походження вина грає одну з ключових ролей, навіть професійні дегустатори не завжди справляються з тим, щоб відрізнити вина з різних кліматичних зон. Наприклад, недавно австралійські дослідники помітили різницю в хімічному складі вин з теплого і холодного клімату. Але дегустатори так і не змогли відрізнити їх за смаком.