Πώς να αναγνωρίσετε τους οίνους από τη χημική τους υπογραφή
Έχει κάθε οίνος τη δική του χημική υπογραφή και, αν ναι, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της προέλευσής του;
Πολλοί ειδικοί προσπάθησαν να λύσουν αυτό το μυστήριο, χωρίς να τα καταφέρουν πλήρως. Εφαρμόζοντας εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης σε υπάρχοντα δεδομένα, μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης (UNIGE), σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Αμπέλου και Επιστήμης Οίνου στο Πανεπιστήμιο του Μπορντό, κατάφερε να εντοπίσει με 100% ακρίβεια τη χημική ταυτότητα των ερυθρών κρασιών από επτά μεγάλα κτήματα στην περιοχή του Μπορντό. Αυτά τα αποτελέσματα, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Communications Chemistry , ανοίγουν το δρόμο για πιθανά νέα εργαλεία για την καταπολέμηση της παρεμπορίας και για εργαλεία πρόβλεψης που θα καθοδηγούν τη λήψη αποφάσεων στον τομέα του κρασιού.
Κάθε κρασί είναι το αποτέλεσμα πολύπλοκων αντιδράσεων χιλιάδων μορίων. Οι συγκεντρώσεις τους κυμαίνονται ανάλογα με τη σύνθεση των σταφυλιών, η οποία εξαρτάται κυρίως από τη φύση και τη δομή του εδάφους, την ποικιλία σταφυλιών και τις πρακτικές του αμπελουργού. Αυτές οι παραλλαγές, ακόμη και πολύ μικρές, μπορούν να έχουν μεγάλο αντίκτυπο στη γεύση του κρασιού. Αυτό καθιστά πολύ δύσκολο τον προσδιορισμό της ακριβούς προέλευσης ενός κρασιού με βάση μόνο αυτό το οργανοληπτικό κριτήριο. Με την κλιματική αλλαγή, τις νέες καταναλωτικές συνήθειες και την αύξηση της παρεμπορίας, η ανάγκη για αποτελεσματικά εργαλεία για τον προσδιορισμό της ταυτότητας των κρασιών έχει καταστεί κρίσιμη.
Υπάρχει μια χημική υπογραφή, αμετάβλητη και συγκεκριμένη για κάθε κτήμα, που θα επέτρεπε να γίνει αυτό; «Ο κλάδος του κρασιού έχει κάνει πολλές προσπάθειες να απαντήσει σε αυτό το ερώτημα, με αμφισβητήσιμα ή μερικές φορές σωστά αποτελέσματα, αλλά με δύσυκολες τεχνικές. Αυτό οφείλεται στη μεγάλη πολυπλοκότητα των μιγμάτων και στους περιορισμούς των μεθόδων που χρησιμοποιούνται, οι οποίες είναι λίγο σαν να ψάχνεις μια βελόνα μέσα στα άχυρα», εξηγεί ο Alexandre Pouget, τακτικός καθηγητής στο Τμήμα Βασικών Νευροεπιστημών στο Ιατρική Σχολή στο UNIGE.
Μία από τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται είναι η αέρια χρωματογραφία. Αυτό συνίσταται στον διαχωρισμό των συστατικών ενός μείγματος με συγγένεια μεταξύ δύο υλικών. Το μείγμα περνά μέσα από έναν πολύ λεπτό σωλήνα, μήκους 30 μέτρων. Τα εξαρτήματα που έχουν τη μεγαλύτερη συγγένεια με το υλικό του σωλήνα διαχωρίζονται σταδιακά από τα άλλα. Κάθε διαχωρισμός καταγράφεται από ένα «φασματόμετρο μάζας». Στη συνέχεια παράγεται ένα χρωματογράφημα, που δείχνει «κορυφές» που δείχνουν τους μοριακούς διαχωρισμούς. Στην περίπτωση του κρασιού, λόγω των πολλών μορίων που το αποτελούν, αυτές οι κορυφές είναι εξαιρετικά πολλές, καθιστώντας τη λεπτομερή και εξαντλητική ανάλυση πολύ δύσκολη.
Δεδομένα που επεξεργάζονται με μηχανική μάθηση.
Σε συνεργασία με την ομάδα της Stephanie Marchand από το Institute of Vine and Wine Science του Πανεπιστημίου του Bordeaux, η ομάδα του Alexandre Pouget βρήκε τη λύση συνδυάζοντας χρωματογραφήματα και εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης. Αυτά τα χρωματογραφήματα προήλθαν από 80 κόκκινα κρασιά από δώδεκα σοδειές (1990-2007) και από επτά κτήματα στην περιοχή του Μπορντό. Αυτά τα ακατέργαστα δεδομένα υποβλήθηκαν σε επεξεργασία χρησιμοποιώντας μηχανική μάθηση, ένα πεδίο τεχνητής νοημοσύνης στο οποίο οι αλγόριθμοι μαθαίνουν να εντοπίζουν επαναλαμβανόμενα μοτίβα σε σύνολα πληροφοριών.
”Αντί να εξάγουμε συγκεκριμένες κορυφές και να συνάγουμε συγκεντρώσεις, αυτή η μέθοδος μας επέτρεψε να λάβουμε υπόψη τα πλήρη χρωματογραφήματα κάθε κρασιού – που μπορεί να περιλαμβάνουν έως και 30.000 κορυφές – συνοψίζοντας κάθε χρωματογράφημα σε δύο Χ και Υ συντεταγμένες, αφού εξαλειφθούν οι περιττές μεταβλητές. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται μείωση διαστάσεων», εξηγεί ο Michael Schartner, πρώην μεταδιδακτορικός υπότροφος στο Τμήμα Βασικών Νευροεπιστημών της Ιατρικής Σχολής στο UNIGE, και πρώτος συγγραφέας της μελέτης.
Ένα 100% αξιόπιστο μοντέλο
Τοποθετώντας τις νέες συντεταγμένες σε ένα γράφημα, οι ερευνητές μπόρεσαν να δουν επτά «σύννεφα» σημείων. Βρήκαν ότι καθένα από αυτά τα σύννεφα ομαδοποίησε συγκομιδές από το ίδιο κτήμα με βάση τις χημικές τους ομοιότητες. Αυτό μας επέτρεψε να δείξουμε ότι κάθε κτήμα έχει τη δική του χημική υπογραφή. Παρατηρήσαμε επίσης ότι τρία κρασιά ομαδοποιήθηκαν στα δεξιά και τέσσερα στα αριστερά, που αντιστοιχεί στις δύο όχθες του Garonne στις οποίες βρίσκονται αυτά τα κτήματα», εξηγεί η Stéphanie Marchand, καθηγήτρια στο Ινστιτούτο Αμπέλου και Επιστήμης Οίνου. στο Πανεπιστήμιο του Μπορντό και συν-συγγραφέας της μελέτης.
Κατά τη διάρκεια των αναλύσεών τους, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η χημική ταυτότητα αυτών των κρασιών δεν καθοριζόταν από τη συγκέντρωση λίγων συγκεκριμένων μορίων, αλλά από ένα ευρύ χημικό φάσμα. «Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι είναι δυνατός ο εντοπισμός της γεωγραφικής προέλευσης ενός κρασιού με 100% ακρίβεια, εφαρμόζοντας τεχνικές μείωσης διαστάσεων σε αέρια χρωματογραφήματα», λέει ο Alexandre Pouget, ο οποίος ηγήθηκε αυτής της έρευνας.
Αυτή η έρευνα παρέχει νέες γνώσεις σχετικά με τα στοιχεία της ταυτότητας και των οργανοληπτικών ιδιοτήτων ενός κρασιού. Ανοίγει επίσης το δρόμο για την ανάπτυξη εργαλείων για την υποστήριξη της λήψης αποφάσεων – για τη διατήρηση της ταυτότητας και της έκφρασης ενός terroir, για παράδειγμα – και για την αποτελεσματικότερη καταπολέμηση της παρεμπορίας.
– Νικόλαος Αγοραστός