应用文档 - 磁共振

利用1H-NMR图谱鉴别酿酒葡萄的品种

“新开发的基于NMR的筛选方法可以帮助葡萄酒产业鉴别葡萄品种。这对于葡萄生产商、酿酒商和酒标,是非常重要的因素。”

“新开发的基于NMR的筛选方法可以帮助葡萄酒产业鉴别葡萄品种。这对于葡萄生产商、酿酒商和酒标,是非常重要的因素。”

11H-核磁共振(NMR)能提供固有的可量化、高度可重现的信息,因此是一种适合于靶向和非靶向筛选的技术。

从一个单一的数据集,既可量化目标化合物,又可将样本按组分类。

已建立起一种基于NMR的葡萄酒筛选方法,并证明了它在葡萄品种鉴别方面的潜力。

材料与方法
已经对属于10个葡萄品种的600种正宗德国葡萄酒进行了研究。

样本制备包括添加10%的缓冲液,并于随后将pH值调整到pH 3.1。在配备z梯度5mm 1H/D BB探针的AVANCE III 400 NMR波谱仪上,全自动状态下进行分析。

对每个样本进行了两次1H NMR实验(标准单脉冲实验和多重抑制实验),以及一次快速二维J分解谱实验。

应用多元统计分析(基于线性判别分析)建立起葡萄品种预测的分类模型。

应用蒙特卡罗嵌入式交叉验证技术评估模型的预测能力。

结果与讨论


在葡萄酒中,高浓度的乙醇和水使检测器饱和,因而使标准1H实验中其它成分的检测变得十分困难(图1)。然而,这项快速实验可用来直接定量检测葡萄酒中的乙醇含量。

通过8波段抑制实验对水和乙醇信号进行选择性抑制,可增加所检测化合物的动态范围。图2给出了一个这样的频谱实例。

可以检测并定量的化合物浓度范围跨越4至5个数量级。

由于8波段抑制波谱包含更多信号,因此被用于建立葡萄品种分化的分类模型。

蒙特卡罗交叉验证分析的结果显示了该模型在葡萄品种预测上的潜力。

除了黑皮诺和白皮诺葡萄(Pinot gris/Pinot blanc)外,可对其它经充分表征的葡萄品种加以区分。排除表征度最低的品种西尔瓦纳(Silvaner,仅13个样本),预测正确率达96%。

结论

将快速1H-NMR指纹图谱与多元分析相结合应用于葡萄酒品种预测,取得了良好的效果。
该方法已被成功应用于葡萄酒年份的鉴别,以及橡木桶或橡木片陈酿葡萄酒的鉴别。

L. Heintz1, R. Godelmann2, C. Cannet1, F. Fang1, E. Humpfer1, B. Schuetz1, H. Schäfer1, M. Spraul1

1 – 德国,莱茵施泰滕, Bruker BioSpin GmbH
2 – 德国,卡尔斯鲁厄,Chemisches und Veterinaeruntersuchungsamt(CVUA)