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VOLUME
VOLUME
I
10º SIMPÓSIO DE VITIVINICUL
TURA
DO
ALENTEJO
10TH ALENTEJO VINEAND WINE SYMPOSIUM
A RAZÃO ISOTÓPICA 87Sr/86Sr COMO MARCADOR
DE TERROIR: AVALIAÇÃO DA SUA ROBUSTEZ
A PROCESSOS TECNOLÓGICOS
Cíntia MOREIRA1; Raúl BRUNO DE SOUSA2; António CURVELO-GARCIA3,
Maria DE PINHO1; Jorge RICARDO-DA-SILVA2; Sofia CATARINO1,2,3
A avaliação da origem geográfica do vinho com base na sua composição química e iso-tópica é actualmente um dos maiores desafios no que respeita à autenticidade. Recentemente, no âmbito de um projecto de investigação sobre marcadores de origem geográfica do vinho, os autores demonstraram a aplicabilidade da razão isotópica 87Sr/86Sr, um marcador com ligação ao
solo, para rastreabilidade de DO portuguesas. Actualmente a investigação prossegue na avaliação da robustez deste parâmetro a processos tecnológicos vastamente aplicados em Enologia ou de introdução mais recente, nomeadamente a nanofiltração (NF). Neste estudo, foram efectuados ensaios de NF com vinho branco e vinho tinto, tendo-se avaliado os vinhos e as fracções de NF em termos de características físico-químicas gerais, incluindo parâmetros relacionados com composi-ção fenólica, polissacáridos totais, concentracomposi-ção em Sr e razão isotópica 87Sr/86Sr. Nas condições
experimentais ensaiadas, não foi observada diferença significativa entre os valores de razão isotópica 87Sr/86Sr das correntes de NF alimentação inicial e alimentação final.
Palavras-chave: vinho, autenticidade, origem geográfica, razão isotópica 87Sr/86Sr,
nano-filtração
1 – INTRODUÇÃO
A avaliação da origem geográfica do vinho, e de outros produtos agrícolas de elevado valor, com base na sua composição química é actualmente um dos maiores desafios relativamente à autenticidade. Em particular, a origem geográfica do vinho é bastante importante, designadamente na UE, onde a OCM Vitivinícola e a valorização de vinhos estão profundamente relacionadas com a proveniência geográfica. Em Portugal, nos últimos 10 anos, 47% do vinho produzido foi certificado com a designa-ção oficial de qualidade Denominadesigna-ção de Origem (DO).
1 CEFEMA – Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, Av. Rovisco Pais, 1, 1049-001
Lisboa.
2 LEAF – Instituto Superior de Agronomia, Universidade de Lisboa, Tapada da Ajuda, 1349-017
Lisboa.
3 Unidade de Investigação em Viticultura e Enologia – INIAV, 2565-191 Dois Portos. Autor para
Recentemente, no âmbito de um projecto de investigação sobre marcadores de origem geográfica do vinho, esta equipa de investigação demonstrou a aplicabilidade
da razão 87Sr/86Sr, um marcador com ligação ao solo, para rastreabilidade de DO
portuguesas (MARTINS et al., 2014, CATARINO et al., 2015). É conhecido que a proporção do isótopo radiogénico 87Sr, enriquecido ao longo do tempo por decaimento
radioativo do 87Rb, relativamente ao 86Sr, varia de acordo com a composição e idade
geológica. A razão 87Sr/86Sr do vinho reflete a razão 87Sr/86Sr da formação geológica/
solo, uma vez que a videira não promove o fracionamento isotópico do Sr e a influência de aditivos enológicos é considerada negligenciável (HORN et al., 1993).
Para além da aplicação óbvia no âmbito do controlo da qualidade, esta ferra-menta apresenta enorme potencial de aplicação para caracterização do terroir, diferen-ciação e valorização comercial. Contudo para fins de autenticação e eventual integração no banco de dados isotópicos da UE é fundamental testar a robustez deste marcador às práticas enológicas vastamente aplicadas na indústria/práticas mais recentes, entre as quais, a nanofiltração (NF).
2 - MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 - Vinhos
Neste estudo foram utilizados um vinho branco proveniente da DO Dão e um vinho tinto originário da DO Palmela. O vinho branco foi obtido por aplicação do pro-cesso convencional de vinificação designado por “bica aberta”, a partir da casta Ver-delho, sendo o seu ano de colheita 2014. O vinho tinto foi produzido pelo processo convencional de vinificação por maceração, a partir da casta Castelão, igualmente da colheita 2014.
2.2 - Análise sumária dos vinhos e fracções de NF
A análise sumária dos vinhos (teor alcoólico, acidez total, acidez volátil, extracto seco, massa volúmica, pH, sulfuroso livre e total, substâncias redutoras, intensidade e tonalidade da cor) foi efectuada previamente aos ensaios de NF, de acordo com méto-dos de análise descritos pela OIV (2015). A pesquisa da fermentação maloláctica foi efectuada nos vinhos tintos por cromatografia ascendente em papel, usando como sol-vente uma mistura de butanol e ácido acético adicionada de azul de bromofenol. O teor em polissacáridos totais nos vinhos foi determinado pelo método espectrofotométrico desenvolvido por SEGARRA et al. (1995). O teor em antocianinas totais e o índice de fenóis totais foram determinados de acordo com o método descrito por SOMERS e EVANS (1977).
2.3 - Concentração em Sr total dos vinhos e fracções de NF
A concentração em Sr dos vinhos foi determinada de acordo com o protocolo descrito por CATARINO et al. (2006), após diluição 1:10 das amostras com água
desio-nizada. Este parâmetro foi quantificado com recurso ao espectrómetro de massa com plasma acoplado por indução (ICP-MS) Perkin Elmer SCIEX Elan 9000, constituído por nebulizador tipo cross-flow, câmara de atomização do tipo Scott em Ryton, cones de níquel, bomba peristáltica com quatro canais modelo Gilson e autoamostrador Perkin--Elmer AS-93 Plus protegido por câmara de fluxo laminar classe 100 (Max Petek Reinraumtechnik). O controlo do sistema analítico foi feito pelo software Elan 6100 Windows NT (versão 2.4).
2.4 - Preparação das amostras de vinhos e fracções de NF para análise isotópica
A preparação das amostras para determinação da razão isotópica 87Sr/86Sr
por ICP-MS envolveu as seguintes etapas: digestão por microondas de alta pressão (HPMW), separação de Sr e de Rb por cromatografia de permuta iónica e filtração da fracção de eluição com Sr.
Digestão por HPMW
Nesta etapa efectuou-se a mineralização das amostras, de modo a eliminar a influência negativa da matéria orgânica na separação cromatográfica de Sr e de Rb. Foi utilizado o digestor de microondas de alta pressão Milestone ETHOS Plus Microwave Labstation, equipado com um rotor monobloco de alta pressão Milestone HPR- 1000/6m com seis posições (sistema fechado, pressão máxima de operação de 100 bar) com vasos de Teflon TFM, um dos quais para controlo de temperatura durante a operação. A digestão das amostras foi aplicada com base no procedimento descrito por CATARINO et al. (2010), após algumas adaptações. Em cada vaso, colocaram-se 2 mL de vinho, 2 mL de peróxido de hidrogénio (Trace Select 30% (v/v), Fluka) e 4 mL de água ultrapura.
Separação cromatográfica de Sr e de Rb
De modo a evitar a influência de Rb na razão isotópica 87Sr/86Sr, efectuou-se a
separação cromatográfica de Sr e de Rb de acordo com o protocolo descrito por MAR-TINS et al. (2014), em colunas de cromatografia HIPEX Duran (12 mm de diâmetro interno e 200 mm de altura de leito) com a resina de permuta catiónica Dowex 50W-X8/400 (Sigma-Aldrich).
Filtração
Com o objectivo de minimizar a deposição de EDTA no equipamento de ICP-MS, as fracções de eluição com Sr foram acidificadas a 1% com ácido nítrico bidestilado e conservadas a 5 ºC durante 24 horas. Posteriormente efectuou-se a filtração destas amostras com um filtro de seringa Acrodisc PVDF 0,45 μm com 25 mm de diâmetro.
2.5 - Razão isotópica 87Sr/86Sr dos vinhos e fracções de NF
Após preparação das amostras, a razão isotópica 87Sr/86Sr foi determinada com
recurso ao equipamento de ICP-MS referido anteriormente, de acordo com o método descrito por MARTINS et al. (2014).
2.6 - Nanofiltração
Os ensaios de NF foram efectuados no equipamento comercial Celfa P-28 cons-tituído por um tanque de alimentação, um permutador de calor, uma bomba de circu-lação, um módulo de membranas planas, um potenciómetro para regulação do caudal de circulação, uma válvula para o escoamento do concentrado, um manómetro e uma válvula para regulação da pressão (figura 1). A área superficial da membrana é de 25, 52 cm2.
Figura 1 – Instalação de nanofiltração Celfa P-28 2.7 - Preparação e caracterização da membrana de NF
A membrana utilizada foi preparada pelo método de inversão de fases seguido por annealing, como descrito por MOREIRA (2015).
De modo a avaliar os parâmetros relacionados com a estrutura da membrana e com as suas características intrínsecas, caracterizou-se a membrana em termos de per-meabilidade hidráulica e rejeição a solutos de referência, nomeadamente ao cloreto de sódio (anidro, 99,9%, VWR Prolabo), ao sulfato de sódio (anidro, 99%, Scharlan), ao sulfato de cálcio (anidro, 99%, Sigma-Aldrich) e à glucose (D(+)-Glucose Anidra, Pan-reac). Para a determinação da permeabilidade hidráulica, foram efectuados ensaios com caudal de recirculação de 1,4 L/min a 2, 3, 4, 5 e 6 bar. Relativamente à determinação da rejeição a solutos de referência, os ensaios foram efectuados à pressão transmembranar de 6 bar com um caudal de recirculação de 1,4 L/min, sendo a concentração dos solutos na solução de alimentação de 300 ppm. A concentração em sais nas correntes de NF foi determinada com recurso a um condutivímetro Crison GLP 32 e a concentração em glucose através do equipamento Total Organic Carbon (TOC) Dohrmann 3300.
O coeficiente de rejeição foi determinado pela equação 1, onde Ca e Cp são as
f = Ca- Cp (1) Ca
2.8 - Ensaios de NF
Os ensaios de NF foram efectuados com um vinho branco e um vinho tinto, des-critos anteriormente. Esta operação ocorreu a 17 bar com um caudal de recirculação de 2,1 L/min. Em cada ensaio, colocaram-se no tanque 500 mL do vinho a permear, tendo-se recolhido amostras de 60 mL de permeado e de alimentação no início e no fim da operação. As fracções de NF dos vinhos foram avaliadas através de caracteriza-ção físico- química geral, determinacaracteriza-ção de polissacáridos totais, características cromáticas, antocianinas totais e índice de fenóis totais, composição mineral e razão isotópica 87Sr/86Sr.
A análise físico-química sumária foi efectuada por Espectroscopia de Infraverme-lho com Transformada de Fourier (FTIR) e os restantes parâmetros foram determinados pelos métodos descritos anteriormente. Os coeficientes de rejeição foram determinados pela equação 1.
2.9 - Tratamento estatístico dos resultados
Os resultados relativos à razão isotópica 87Sr/86Sr dos vinhos e respectivas fracções
de NF foram tratados estatisticamente com recurso ao software Statistica 7 (StatSoft, Inc., Tulsa, Ok 74104, USA) por aplicação da One-Way ANOVA (análise de variância com um factor). As diferenças observadas foram testadas através de uma análise de variância seguida pelo teste de Fisher Least Significant Difference (LSD). A signifi-cância foi testada a α=0,05 (p<0,05). De modo a verificar a aplicabilidade dos testes paramétricos, efectuaram-se os testes de homogeneidade de variâncias e de distribuição normal.
3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1 - Características da membrana de NF
A permeabilidade hidráulica foi determinada a partir da representação gráfica do fluxo de permeado de água desionizada em função da pressão transmembranar. A partir
do declive da recta, obteve-se um valor de 0,313 kg/(h.m2.bar) para a permeabilidade
hidráulica.
A membrana foi também caracterizada a partir da rejeição ao cloreto de sódio (90,3%), sulfato de sódio (95,3%), sulfato de cálcio (92,8%) e glucose (90,3%).
3.2 - Características físico-químicas dos vinhos
As características físico-químicas dos vinhos utilizados nos ensaios de NF encon-tram-se no quadro 1.
Quadro 1 – Características físico-químicas dos vinhos utilizados nos ensaios de NF
(VB – vinho branco; VT – vinho tinto)
A concentração em Sr total foi avaliada nos dois vinhos, sendo de 239 (6) µg/L para o vinho branco da DO Dão e de 256 (2) µg/L para o vinho tinto da DO Palmela.
As razões isotópicas 87Sr/86Sr foram também determinadas, tendo-se obtido o
valor de 0,7128±0,0008 para o vinho branco da DO Dão e de 0,7075±0,0007 para o vinho tinto da DO Palmela. Os valores apresentados correspondem à média de duas réplicas independentes e respectivo desvio-padrão. O vinho da DO Dão apresenta um
valor de razão isotópica 87Sr/86Sr superior ao do vinho da DO Palmela. Tendo em conta
que na DO Dão os solos são maioritariamente de origem granítica (mais antigos),
apre-sentam tipicamente razões isotópicas 87Sr/86Sr superiores. Por outro lado, a DO
Palmela caracteriza-se por solos argilosos (mais recentes), o que explicará o valor
comparativamente mais baixo de 87Sr/86Sr.
3.3 - Ensaios de NF
As características físico-químicas das fracções de NF dos vinhos encontram-se no quadro
Quadro 2 – Características físico-químicas gerais das fracções de nanofiltração dos
vinhos (A.I. – alimentação inicial; A.F. – alimentação final; P. – permeado; VB – vinho branco; VT – vinho tinto)
A concentração em Sr nas fracções de NF dos vinhos e os respectivos coeficientes de rejeição encontram-se no quadro 3. A rejeição ao Sr pela membrana de NF é elevada em ambos os vinhos.
Quadro 3 – Concentrações de Sr nas fracções de nanofiltração e respectivos
coeficien-tes de rejeição (f) (A.I. – alimentação inicial; A.F. – alimentação final; P. – permeado; VB – vinho branco; VT – vinho tinto)
Nos ensaios realizados, a razão isotópica 87Sr/86Sr da alimentação final não foi
sig-nificativamente diferente da alimentação inicial, indicando que não houve permeação preferencial de nenhum dos isótopos de Sr (MOREIRA, 2015). De acordo com os resultados obtidos nas condições experimentais deste estudo, a aplicação da opera-ção de NF no processamento do vinho, não é factor limitativo para a utilizaopera-ção da razão
isotópica 87Sr/86Sr como marcador de origem geográfica. Estes resultados confirmam a
robustez deste marcador na avaliação da autenticidade do vinho. Os resultados foram apresentados com maior detalhe por Moreira (2015).
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem às empresas Companhia Agrícola do Sanguinhal, José Maria da Fonseca Vinhos e Sogrape Vinhos a colaboração na realização deste estudo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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