Impressão digital química da vinha e do vinho - História e Arte
Pela sua importância na indústria do vinho, a videira (Vitis vinifera L.) é uma das mais importantes plantas de fruto a nível mundial. Atualmente, ocupa mais de 7,4 milhões de hectares de área de cultivo global (International Organisation of Vine and Wine, 2019).
Portugal, com cerca de 192 milhares de hectares ocupados com vinha é o quinto país europeu produtor de vinho, ocupando o 11º lugar a nível mundial e sendo o único país europeu que registou um aumento de produção em 2019, isto relativamente ao ano anterior (International Organisation of Vine and Wine, 2019).
A espécie Vitis vinifera é a única cultivada para a produção de uva, existindo cerca de 6 000 cultivares diferentes em todo o mundo (International Organisation of Vine and Wine, 2017). Apesar de serem da mesma espécie, cada cultivar tem características únicas, a nível do desenvolvimento, suscetibilidade a doenças, resistência a determinadas condições ambientais, e ainda ao nível da própria uva e do vinho produzido.
Estes diferentes fenótipos são, em grande parte, o resultado do metaboloma presente em cada cultivar representando a resposta final dos sistemas biológicos a mudanças genéticas e ambientais (Fiehn, 2002). Em videira, a caracterização do metaboloma, é essencial para compreender processos fisiológicos e de resposta a condições de stress, melhorar a resistência a doenças, aumentar a produtividade e avaliar o valor nutricional e benéfico de alguns compostos para a saúde humana.
Caracterização do metaboloma
O metaboloma é dinâmico e extremamente complexo (Aretz e Meierhofer, 2016), estimando- se que em plantas o número de metabolitos chegue aos 200 000 compostos químicos diferentes (Fiehn, 2002). A identificação destes compostos é conseguida através da utilização de tecnologias analíticas como a espectroscopia de ressonância magnética nuclear (Nuclear Magnetic Resonance, NMR) e a espectrometria de massa (Mass Spectrometry, MS).
Ambas têm sido usadas na caracterização de metabolitos da videira e do vinho (Ali et al., 2009; Maia et al., 2019), no entanto a espectrometria de massa apresenta muito mais elevada sensibilidade e seletividade, permitindo a deteção de milhares de compostos (Markley et al., 2017; Maia et al., 2019).
Para a deteção e identificação de pequenas moléculas, é comum acoplar os equipamentos de espectrometria de massa a técnicas separativas, como a cromatografia líquida (liquid chromatography, LC) ou gasosa (gas chromatography GC).
Na análise do metaboloma da videira, o LC- e o GC-MS têm sido utilizados principalmente em abordagens direcionadas para a caracterização de classes específicas de metabolitos em folhas, caules e uvas (Anesi et al., 2015; Billet et al., 2018; Monagas et al., 2006; Souquet et al., 2000). Estes estudos apontam a videira como uma potencial fonte de ingredientes bioativos com propriedades antioxidantes, abrem o caminho para a discriminação de genótipos de videira e confirmaram o efeito terroir no perfil metabólico de uvas provenientes da mesma cultivar.
Na análise de vinhos por LC- ou GC-MS, a abordagem é também maioritariamente direcionada, sendo os alvos principais os compostos fenólicos, devido à sua contribuição para a cor, adstringência, amargura e aroma do vinho, os açúcares e os aminoácidos (Cuadros- Inostroza et al., 2016; Monagas et al., 2007; Rubert et al., 2014).
Outra aplicação é a análise da qualidade e segurança para o consumidor, com o desenvolvimento de métodos que permitem a deteção de pesticidas, e compostos tóxicos, provenientes do metabolismo microbiano e da levedura nos vinhos (Flamini e Panighel, 2006). Sendo a composição química do vinho extremamente complexa, a sua caracterização desafia as abordagens convencionais da química analítica.
A espectrometria de massa de extrema resolução
A análise de misturas extremamente complexas exige técnicas analíticas capazes de fornecer uma resolução extrema para resolver dezenas de milhares de compostos individuais, sem a necessidade da separação cromatográfica. Atualmente, a espectrometria de massa de ressonância ciclotrónica de ião com transformada de Fourier (Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry, FT-ICR-MS) fornece a mais elevada resolução de massa disponível, capaz de exceder os 20 milhões de resolução com o mais recente instrumento desenvolvido (Bruker Daltonics).
Esta tecnologia, disponível em Portugal na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, coloca a investigação da vinha e do vinho num nível superior.
No nosso grupo, desenvolvemos métodos para a extração de metabolitos de folhas de videira compatíveis com a análise metabolómica por infusão direta em FT-ICR-MS (Maia et al., 2016), identificando milhares de espécies químicas em poucos minutos, e caracterizámos o metaboloma de folhas da cultivar de videira “Pinot noir” com vista à sua valorização como fonte de compostos bioativos com elevado valor nutritivo e nutracêutico (Maia et al., 2019).
Esta tecnologia foi ainda utilizada para a discriminação da cultivar “Trincadeira”, suscetível ao míldio, da variedade mais resistente “Regent” (Maia et al., 2018). As uvas e vinhos correspondentes também foram classificados com base nas suas impressões digitais químicas e o efeito do terroir na sua composição foi confirmado por FT-ICR- -MS (Roullier-Gall et al., 2014a; Roullier-Gall et al., 2014b).
Continua
Nota: Artigo publicado originalmente na Agrotec 35
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