Wine metrics : revealing the volatile molecular feature responsible for the wine like aroma

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Domingues, João Manuel Tomé
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.14/21604
Resumo: O vinho é uma matriz complexa composta por uma variedade de aromas provenientes das diferentes interações dos seus variados compostos. Aroma é geralmente associado a compostos voláteis, que resultam da fermentação alcoólica de acordo com a levedura utilizada e condições utilizadas. A grande concorrência do sector está levar os produtores a compreender melhor as expectativas e preferências dos seus consumidores. A motivação desta tese vai ao encontro de uma ferramenta para compreender o aroma “tipo-vinho” levando à seleção de estirpes de S. cerevisiae de acordo com o padrão de voláteis em função dos consumidores. Este trabalho irá fornecer informações sobre a conexão entre o metabolismo da fermentação do vinho e a percepção do aroma vínico. Neste contexto, foram realizadas 3 réplicas de 4 fermentações em um meio sintético, usando diferentes estirpes de levedura em cada fermentação (3 estirpes vínicas: QA23, VL1, ZA e 1 estirpe de cachaça: L328). Os perfis metabólicos das fermentações foram obtidos através de cromatografia gasosa ligada a um detetor de ionização por chama (GC-FID), espectrometria de massa (GC-MS) e cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) de modo a quantificar os compostos. Um estudo sensorial foi usado para avaliar se os consumidores reconheciam o aroma “tipo-vinho” no decorrer das fermentações. Esta estratégia direcionada em conjunto com uma análise não direcionada usando técnicas de análise multivariada como: decomposição singular do valor (SVD) e análise hierárquica de Agrupamentos (HCA), revelou que o aroma “tipo-vinho” das fermentações está relacionada com acetaldeído, acetato de hexilo e ésteres etílicos. A estirpe L328 revelou-se a que apresenta melhores resultados sensoriais e melhor correlação com os compostos responsáveis pelo aroma “tipo-vinho”. Uma análise supervisionada, nomeadamente PLS-R, permitiu a construção de um modelo que prevê os resultados (R2 = 0.8)) sensoriais do aroma “tipo-vinho” pelo padrão aromático. Por fim uma estratégia não direcionada foi usada com os dados de GC-MS pré-processados e análise por SVD. Este método demonstrou distinguir estirpes baseadas na evolução metabólica durante a fermentação, L328 e QA23 revelaram ser facilmente distinguíveis das restantes. No decorrer desta tese foram utilizadas estratégias de quimiometria e bioinformática para o estudo metabólico de fermentações e a possibilidade de uma pré-seleção das estirpes de acordo as características do produto final.
id RCAP_ffd58bc05b139d684a13f70c8b753958
oai_identifier_str oai:repositorio.ucp.pt:10400.14/21604
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Wine metrics : revealing the volatile molecular feature responsible for the wine like aromaDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia IndustrialO vinho é uma matriz complexa composta por uma variedade de aromas provenientes das diferentes interações dos seus variados compostos. Aroma é geralmente associado a compostos voláteis, que resultam da fermentação alcoólica de acordo com a levedura utilizada e condições utilizadas. A grande concorrência do sector está levar os produtores a compreender melhor as expectativas e preferências dos seus consumidores. A motivação desta tese vai ao encontro de uma ferramenta para compreender o aroma “tipo-vinho” levando à seleção de estirpes de S. cerevisiae de acordo com o padrão de voláteis em função dos consumidores. Este trabalho irá fornecer informações sobre a conexão entre o metabolismo da fermentação do vinho e a percepção do aroma vínico. Neste contexto, foram realizadas 3 réplicas de 4 fermentações em um meio sintético, usando diferentes estirpes de levedura em cada fermentação (3 estirpes vínicas: QA23, VL1, ZA e 1 estirpe de cachaça: L328). Os perfis metabólicos das fermentações foram obtidos através de cromatografia gasosa ligada a um detetor de ionização por chama (GC-FID), espectrometria de massa (GC-MS) e cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) de modo a quantificar os compostos. Um estudo sensorial foi usado para avaliar se os consumidores reconheciam o aroma “tipo-vinho” no decorrer das fermentações. Esta estratégia direcionada em conjunto com uma análise não direcionada usando técnicas de análise multivariada como: decomposição singular do valor (SVD) e análise hierárquica de Agrupamentos (HCA), revelou que o aroma “tipo-vinho” das fermentações está relacionada com acetaldeído, acetato de hexilo e ésteres etílicos. A estirpe L328 revelou-se a que apresenta melhores resultados sensoriais e melhor correlação com os compostos responsáveis pelo aroma “tipo-vinho”. Uma análise supervisionada, nomeadamente PLS-R, permitiu a construção de um modelo que prevê os resultados (R2 = 0.8)) sensoriais do aroma “tipo-vinho” pelo padrão aromático. Por fim uma estratégia não direcionada foi usada com os dados de GC-MS pré-processados e análise por SVD. Este método demonstrou distinguir estirpes baseadas na evolução metabólica durante a fermentação, L328 e QA23 revelaram ser facilmente distinguíveis das restantes. No decorrer desta tese foram utilizadas estratégias de quimiometria e bioinformática para o estudo metabólico de fermentações e a possibilidade de uma pré-seleção das estirpes de acordo as características do produto final.Wine represents a variety of aromas that stem from a complex, completely non-linear system of interactions among many hundreds of compounds. Aroma is usually associated with odorous or volatile compounds that result from fermentation. Yeast strain and fermentation conditions are claimed to be the most important factors influencing the aromas produced in wine. The fierce competition is forcing wine producers to understand better the expectations and preferences of their target market so they can produce wines accordingly. The motivation of this thesis is in the line with a tool for yeast strains selection according with the volatiles output giving a better acceptance by the consumers. This work provided insights about the connection between the wine fermentation metabolism and the product “wine-like” aroma perception. In this context were performed 3 replicas of 4 fermentations of a synthetic grape juice with a different S. cerevisae strain on each (3 wine strains: QA23, VL1, ZA and 1 cachaça strain: L328). The metabolic profiles of fermentations were obtained using gas chromatography attached to a flame ionization detector (GC-FID) or to mass spectrometry (GC-MS) and High Performance Liquid Chromatography (HPLC). A sensorial study also was used in order to evaluate the recognition of a “wine-like” aroma. This target approach coupled with unsupervised analysis, namely Singular Value Decomposition (SVD) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA), revealed that the “wine-like” aroma key odorants are acetaldehyde, hexyl acetate and ethyl esters. L328 revealed to be the strain with better scores and correlation with the sensorial analysis scores of “wine-like”. A supervised analysis, Partial least squares regression (PLS-R) model, allowed the prediction (R2 = 0.8) of the “wine-like” scores of the samples during fermentation process. Finally, an untargeted metabolomic approach combining GC-MS data preprocessing with SVD was able to distinguish strains based on their metabolic profiles evolution during the fermentation time. L328 and QA23 strains revealed to be easily distinguished from each other and from the couple ZA and VL1. In conclusion this study demonstrated the potential of the use of chemometrics and bioinformatics approaches was explored in the characterization, prediction and classification of metabolic profiles from fermentations and the possibility of selection of the yeast strain according the final product characteristics.Ferreira, António César da SilvaVeritati - Repositório Institucional da Universidade Católica PortuguesaDomingues, João Manuel Tomé2017-03-03T16:22:34Z2016-11-0820162016-11-08T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.14/21604TID:201460564enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-12T17:27:45Zoai:repositorio.ucp.pt:10400.14/21604Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T18:17:56.875509Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Wine metrics : revealing the volatile molecular feature responsible for the wine like aroma
title Wine metrics : revealing the volatile molecular feature responsible for the wine like aroma
spellingShingle Wine metrics : revealing the volatile molecular feature responsible for the wine like aroma
Domingues, João Manuel Tomé
Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia Industrial
title_short Wine metrics : revealing the volatile molecular feature responsible for the wine like aroma
title_full Wine metrics : revealing the volatile molecular feature responsible for the wine like aroma
title_fullStr Wine metrics : revealing the volatile molecular feature responsible for the wine like aroma
title_full_unstemmed Wine metrics : revealing the volatile molecular feature responsible for the wine like aroma
title_sort Wine metrics : revealing the volatile molecular feature responsible for the wine like aroma
author Domingues, João Manuel Tomé
author_facet Domingues, João Manuel Tomé
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Ferreira, António César da Silva
Veritati - Repositório Institucional da Universidade Católica Portuguesa
dc.contributor.author.fl_str_mv Domingues, João Manuel Tomé
dc.subject.por.fl_str_mv Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia Industrial
topic Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia Industrial
description O vinho é uma matriz complexa composta por uma variedade de aromas provenientes das diferentes interações dos seus variados compostos. Aroma é geralmente associado a compostos voláteis, que resultam da fermentação alcoólica de acordo com a levedura utilizada e condições utilizadas. A grande concorrência do sector está levar os produtores a compreender melhor as expectativas e preferências dos seus consumidores. A motivação desta tese vai ao encontro de uma ferramenta para compreender o aroma “tipo-vinho” levando à seleção de estirpes de S. cerevisiae de acordo com o padrão de voláteis em função dos consumidores. Este trabalho irá fornecer informações sobre a conexão entre o metabolismo da fermentação do vinho e a percepção do aroma vínico. Neste contexto, foram realizadas 3 réplicas de 4 fermentações em um meio sintético, usando diferentes estirpes de levedura em cada fermentação (3 estirpes vínicas: QA23, VL1, ZA e 1 estirpe de cachaça: L328). Os perfis metabólicos das fermentações foram obtidos através de cromatografia gasosa ligada a um detetor de ionização por chama (GC-FID), espectrometria de massa (GC-MS) e cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) de modo a quantificar os compostos. Um estudo sensorial foi usado para avaliar se os consumidores reconheciam o aroma “tipo-vinho” no decorrer das fermentações. Esta estratégia direcionada em conjunto com uma análise não direcionada usando técnicas de análise multivariada como: decomposição singular do valor (SVD) e análise hierárquica de Agrupamentos (HCA), revelou que o aroma “tipo-vinho” das fermentações está relacionada com acetaldeído, acetato de hexilo e ésteres etílicos. A estirpe L328 revelou-se a que apresenta melhores resultados sensoriais e melhor correlação com os compostos responsáveis pelo aroma “tipo-vinho”. Uma análise supervisionada, nomeadamente PLS-R, permitiu a construção de um modelo que prevê os resultados (R2 = 0.8)) sensoriais do aroma “tipo-vinho” pelo padrão aromático. Por fim uma estratégia não direcionada foi usada com os dados de GC-MS pré-processados e análise por SVD. Este método demonstrou distinguir estirpes baseadas na evolução metabólica durante a fermentação, L328 e QA23 revelaram ser facilmente distinguíveis das restantes. No decorrer desta tese foram utilizadas estratégias de quimiometria e bioinformática para o estudo metabólico de fermentações e a possibilidade de uma pré-seleção das estirpes de acordo as características do produto final.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-11-08
2016
2016-11-08T00:00:00Z
2017-03-03T16:22:34Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10400.14/21604
TID:201460564
url http://hdl.handle.net/10400.14/21604
identifier_str_mv TID:201460564
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799131868511076352