Search

Tese de doutoramento em Ciência Alimentar As características sensoriais dos vinhos bem como a sua estabilidade são factores de grande importância para a sua competitividade e consequentemente para a sua comercialização nos mercados internacionais e nacionais. Uma das operações tecnológicas mais utilizada na elaboração dos vinhos é a colagem proteica, pois influência as características sensoriais (amargor e adstringência) bem como a estabilidade do vinho. A eficiência e a actuação das colas proteicas dependem por um lado da composição em proantocianidinas existentes nos vinhos que tem por base a casta e o processo de vinificação utilizado, por outro das características físico-químicas das diversas colas proteicas. Um dos objectivos do presente trabalho foi procurar conhecer os perfis tânicos de algumas variedades de castas Vitis vinifera bem como dos vinhos monovarietais delas resultantes. Pretendeu-se também caracterizar as principiais colas proteicas comercializadas no mercado português bem como avaliar a sua eficácia em relação às diferentes fracções de proantocianidinas dos vinhos tintos e brancos. Por fim, foram adicionadas as colas proteicas anteriormente caracterizadas a soluções modelo semelhantes ao vinho, em que cada uma das soluções era constituída por proantocianidinas com diferentes graus médios de polimerização com o intuito de aprofundar o conhecimento sobre a influência da estrutura das proantocianidinas, da concentração de proantocianidinas, do pH e da temperatura no processo de colagem. Com este estudo pretende-se disponibilizar informação de suporte à escolha do tipo de cola a usar em função do tipo de produto final a obter, e consequentemente optimizar a operação de colagem. Os resultados mostraram que a quantidade e as características estruturais das proantocianidinas presentes nas grainhas e nas películas são diferentes entre as castas estudadas. Os vinhos monovarietais obtidos a partir dessas castas apresentavam proantocianidinas com um grau médio de polimerização que oscila entre 2,1 e 9,6. Nos vinhos monovarietais obtidos em dois anos consecutivos, verificou-se haver uma variação da concentração em proantocianidinas, no entanto o grau médio de polimerização das proantocianidinas manteve-se inalterado para cada casta. Os vinhos monovarietais analisados após seis meses mostraram uma redução de 39-59 % na quantidade de proantocianidinas e também se constatou uma modificação quanto à distribuição das diferentes proantocianidinas com distintos graus médios de polimerização. Parece ter ocorrido em simultâneo uma polimerização das proantocianidinas com um grau médio de polimerização mais baixo e uma perda das proantocianidinas com um grau médio de polimerização mais elevado. As colas proteicas comerciais caracterizadas mostraram diferentes características físico-químicas, quanto à distribuição da sua massa molecular, ponto isoeléctrico e quanto à densidade de carga de superfície. Essas variações verificam-se não só entre colas de diferentes tipos, como seria de esperar, mas também entre cada tipo de cola. Assim, o caseinato de potássio, a caseína, a albumina de ovo e a ictiocola sólida (obtida da bexiga natatória de peixes) são caracterizados por bandas individualizadas, respectivamente nos 30,0 kDa, na vizinhança dos 43,0 kDa e por várias bandas bem definidas superior a 94,0 kDa, entre 94,0 e 43,0 kDa e nos 20,1 kDa, enquanto que o perfil electroforético das gelatinas e ictiocolas líquidas, de uma gelatina sólida e da ictiocola sólida (obtida da hidrólise da pele dos peixes) são caracterizados por uma polidispersão na distribuição das suas massas moleculares. Em duas outras gelatinas sólidas não foram detectadas bandas entre as massas moleculares de 14,4 a 94,0 kDa. A densidade de carga de superfície também apresenta valores diferentes entre as colas estudadas. Assim, a albumina de ovo, a ictiocola e a gelatina (em soluções a 1%) mostraram densidade de carga de superfície superior quando estas se apresentavam sobre a forma sólida. A adição de colas proteicas com diferentes características físico-químicas a vinhos tintos e brancos mostrou que estas actuam diferenciadamente sobre as fracções de proantocianidinas de diferentes graus médios de polimerização. Foi também mostrado que o decréscimo depende da cola proteica mas também do grau médio de polimerização da fracção de proantocianidina. As duas ictiocolas estudadas decresceram as fracções de grau médio de polimerização 1,5 e de 3,4 do vinho tinto, no entanto a ictiocola obtida da bexiga natatória do peixe reduziu o dobro essas fracções do que a ictiocola caracterizada por uma polidispersão inferior a 20,1 kDa. Os resultados sugerem que a acção das colas depende do tipo de moléculas de proantocianidina com que interage e não tanto se a operação se efectua em vinho tinto ou branco. Assim, a adição de ictiocolas, não induziu uma diminuição notória nas proantocianidinas com um grau médio de polimerização de 3,8 no vinho branco bem como na fracção de proantocianidinas com um grau médio de polimerização de 3,4 no vinho tinto. Por outro lado, foram a caseína e a gelatina caracterizada por uma baixa massa molecular as que mais reduziram a fracção de grau médio de polimerização 1,5 em ambos os vinhos. Após aplicação de colas proteicas as características estruturais das proantocianidinas que permanecem no vinho colado são diferentes das do vinho inicial. Constatou-se um decréscimo do grau médio de polimerização das proantocianidinas induzido pela albumina de ovo na fracção mais polimerizada de 26 % no vinho branco e de 24 % no vinho tinto, e nos ensaios com as outras proteínas foi registrado um decréscimo de 6 a 14 % no vinho tinto e de 3 a 24 % no vinho branco. A intensidade corante bem como as moléculas relacionadas com a cor foram menos influenciadas pela colagem proteica comparativamente às proantocianidinas. Pelo método do CIELab verificou-se que em todos os vinhos tintos colados, a luminosidade (L*) aumentou acentuadamente o que parece estar associado a uma redução dos vermelhos (a*), proporcionado pela redução dos pigmentos. Estes dados estão em concordâncias com os resultados obtidos para as antocianinas monoméricas bem como para os pigmentos totais e poliméricos. No que diz respeito à limpidez, foi constatado, que quanto maior for a densidade de carga de superfície da proteína maior é a capacidade de clarificação do vinho. Foi estabelecida uma correlação linear entre a densidade de carga de superfície total e o decréscimo da turvação. Nos estudos efectuados em soluções modelo, mostrou-se que as ictiocolas e as gelatinas apresentam uma correlação (r=0.52 e r=- 0.49, respectivamente; P< 0,05) estatística significativa entre a percentagem de decréscimo das proantocianidinas e o grau médio de polimerização das fracções de proantocianidinas presentes nas soluções. Foi ainda mostrado que o decréscimo de proantocianidinas era sempre superior à temperatura de 10 ºC do que à temperatura de 20 ºC. Para uma concentração de proantocianidinas superior, verificou-se um maior decréscimo para as fracções de proantocianidinas de grau médio de polimerização mais elevado. Não se verificou influencia do pH, quando se aplicou a ictiocola obtida da bexiga natatória de peixe na fracção de proantocianidinas com um grau médio de polimerização superior e quando se aplicou a ictiocola obtida da hidrólise da pele de peixe na fracção de proantocianidinas com um grau médio de polimerização inferior. Wine sensory characteristics and stability are of great importance for the wine competitivity and consequently for their commercialization on the national and international market. One of the most required technological process in winemaking is protein fining which influenced wine sensory (bitterness and astringency) and stability. The effect of protein fining depends on the wine proanthocyanidin composition, which is influenced by the grape variety and the wine production process employed as well as on the physic-chemical characteristics of the protein fining agents. The aim of this work was to know the tannic profile of grapes from Vitis vinifera varieties and from their monovarietal wines as well as to characterise commercial protein fining agents. The characterised proteins were added to white and red wine in order to better understand their action on the proanthocyanidin fractions and on the sensory characteristics. The characterised proteins were also added to wine-like model solutions containing each one proanthocyanidin fractions with an identified mean degree of polymerisation to enhance the information of the influence of environmental factors (pH and temperature), proanthocyanidin structural characteristics and concentration on the fining process. With these work we want to improve the knowledge of the protein fining agents and consequently allow the optimisation of the fining process. The results showed that the quantity and the structural characteristics of the proanthocyanidins of grape seeds and skins differed between the V. vinifera L. cv grape varieties studied. On the monovarietal wines obtained from these grape varieties, the mean degree of polymerisation ranged from 2.1 to 9.6. In monovarietal wines obtained from two different vintages was observed that the concentration altered but the mean degree of polymerisation remained unchanged. The monovarietal wines analysed after 6 month showed a reduction of 39-59 % on the amount of proanthocyanidins and the distribution of the diverse proanthocyanidin fractions is different. The different proteins characterised showed distinct physic-chemical characteristics such as molecular weight distribution, isolectric point and surface charge densities. These differences are not only confirmed among the different proteins as it would be accepted, but also in fining agents obtained from the same type of protein The addition of proteins with different physic-chemical characteristics to red and white wines showed that they decrease differently the proanthocyanidin fractions with diverse mean degree of polymerisation. The decrease depends on the fining agent but also on the mean degree of polymerisation of the proanthocyanidin fraction. Therefore, the two isinglasses assayed decreased the proanthocyanidin fractions with mean degree of polymerisation 1.5 and 3.4 from red wine, however isinglass obtained from fish swim bladder decreases these fractions more than the twice as effectively as isinglass obtained from fish skin. The results suggested that the proteins acted in function of the mean degree of polymerisation of the proanthocyanidins independently they come from red or white wine. Any of the isinglass diminished the proanthocyanidins with a mean degree of polymerisation of 3.8 in white wine as well as with 3.4 in red wine. After employ of proteins the structural characteristics of the proanthocyanidin remained in the fined wine were different from that presented on the initial wine. Regarding the mean degree of polymerisation of fined wines, the egg albumin induced a decrease on the mean degree of polymerisation of 24 % in red wine and 26 % in white wine for the more polymerised tannin fraction; although within all assays were observed a decrease ranged from 6 to 14 % in red wine and from 3 to 24 % in white wine. Colour intensity and molecules related to wine colour were shown to be less influenced by proteins than proanthocyanidins. A linear correlation was found between total surface charge density and decrease of turbidity. In wine-like model solution was shown that isinglasses and gelatines presented a statistical significant correlation between the decrease of the percentage of proanthocyanidins and the mean degree of polymerisation of the proanthocyanidin fractions presented in the solution. The proanthocyanidin decrease was always higher at 10 ºC than at 20 ºC. At a higher proanthocyanidin concentration, a greater decrease was shown for the proanthocyanidin fractions with higher mean degree of polymerisation. The pH did not influenced the decrease of proanthocyanidin fractions with higher mean degree of polymerisation after fining with swim bladder isinglass, and the proanthocyanidin fractions with lower mean degree of polymerisation after fining with isinglass obtained from fish skin.

Dissertação de Mestrado em Engenharia Agronómica

Red wine spoilage by Dekkera/Brettanomyces yeasts is a worldwide problem due to the development of a phenolic off-flavour affecting negatively the positive fruity and floral wine aromas known as “Brett character”. The main compounds responsible for this off-flavour are volatile phenols (VPs), 4-ethylphenol (4-EP) and 4-ethylguaiacol (4-EG) and to a lesser extent 4-ethylcatechol, formed by decarboxylation and reduction of the hydroxycinnamic acids precursors by Dekkera/Brettanomyces. Preventive measures were developed and authorised by OIV and EU, however the problem persists. Therefore, this study aims to develop efficient remedial treatments for reducing negative VPs without impacting on wine quality. A screening of eight products for reducing VPs levels in wines was performed. At the levels used, activated carbon (AC) was the most efficient in removing VPs from wines (57%) resulting in a 75% decrease of headspace abundance (HAA) of VPs. Other products although not reducing the total amount of VPs decreased their HA like chitosan (27%). From this screening ACs and chitosans were selected and further optimised. It has been showed that Dekkera/Brettanomyces can produce biogenic amines (BA) in grape must conditions. To have a deeper insight into the contribution of Dekkera/Brettanomyces activity in the BA wine levels, 79 red wines produced industrially from different vintages, grape varieties, Portuguese demarcated regions and winemaking processes, were analysed for their VPs (4-EP 4.5-5604 g/L; 4-EG 2.3-831 g/L) and BA levels (19.6-331 mg/L). Non-inoculated wines with lactic acid bacteria presented significantly higher histamine levels (8.7±1.0 mg/L) than those inoculated with starter cultures (0.4±1.9 mg/L), the inverse being observed for VPs levels. A significant negative correlation was observed between the VPs levels and histamine (4-EP =-0.314; 4-EG =-0.345) and putrescine levels (4-EP =-0.299; 4-EG =-0.336) in wines. Results suggest that Dekkera/Brettanomyces are not significant contributors to BA levels in industrial produced wines. To optimise the application of ACs for removing/reducing VPs and to understand their impact on wine quality, experiments were performed using AC with different characteristics (superficial and mesopore area, pore diameter and micropore volume). All ACs reduced significantly VPs (maximum 73%). Efficiency was related to their surface area and micropores volume. VPs reduction was more important for the recovery of the positive fruity attribute xvi perception than the Headspace aroma abudance. Optimal selection of AC characteristics, allowed removing efficiently VPs without impacting negatively on wine sensory quality. The influence of structural features of chitin and chitosans in the reduction of negative volatile phenols HAA was studied with chitins and chitosans with different deacetylation degrees (DD) (5-91%) and molecular weights (24-466 kDa). They decreased 7-26% of HA of VPs without changing their amounts in wines. Reduction efficiency increased with DD and applied dose. Reduction of HA of VPs by chitosans enabled significant decreases in the negative phenolic and bitterness attributes and increased positive fruity and floral attributes. Results show that chitosan with high DD, including fungal chitosan, already allowed in wine, is an efficient approach for reducing the negative sensory impact of VPs. Aiming the development of more specific removal procedures for VPs, molecularly imprinted polymers (MIPs) were synthetised, characterised and their efficiency in VPs removal in wine matrix studied. MIP produced by precipitation polymerisation showed good imprinting factors for both VPs (4.66±1.88 for 4-EP; 3.15±1.08 for 4-EG). Although the imprinting effect of MIPs in the binding capacity of VPs in wine were not as high as that determined by adsorption isotherms, VPs adsorption observed for this non-imprinting polymer (NIP) and MIP in wine presented interesting high values (29 and 38%; 54 and 63%, for medium and high spiking levels, respectively), corresponding to a decrease in HA of 63-69% of VPs. MIP and NIP reduced significantly the phenolic attribute of spiked wines and improved their fruity and floral attributes, with MIP showing a significantly higher efficient than NIP. The MIPs design can be a suitable tool to remove from wines these negative aroma compounds. Cork powder was explored and optimised for removing wine negative VPs. Cork performance optimisation by removal of dichloromethane and ethanol cork extractives, air removal and ethanol impregnation, removes 41-62% of 4-EP and 50-53% of 4-EG from VPs spiked wine at 250 g/hL. No significant impact on phenolic acids and monomeric anthocyanins were obtained, although being observed a decrease in HAA (40%). Optimised cork powder allowed decreasing significantly the negative phenolic, bitterness and astringency attributes, recovering the positive fruity and floral sensory attributes. Optimised cork powder can be a good solution for VPs removal without impacting negatively on the wine sensory quality and be used as new oenological fining agent.

Dissertação de Mestrado em Segurança Alimentar O vinho é um produto alimentar suscetível de ser contaminado por ocratoxina A (OTA) e outras micotoxinas presentes nas uvas. Dado que estes contaminantes não podem ser removidos completamente da cadeia alimentar, muitos países definiram limites em alimentos. De acordo com o regulamento (CE) N.º 1881/2006 o nível máximo aceitável de OTA em vinhos é de 2,0 μg/kg. É importante também nos vinhos que o nível máximo definido para OTA não seja excedido. Se o teor de OTA for excessivo no mosto, existem produtos comercialmente disponíveis para a remoção desse contaminante. Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficácia de diversos carvões ativados e outros produtos enológicos disponíveis comercialmente na redução da quantidade de ocratoxina A (OTA) em vinho branco e em vinho tinto e aflatoxina B1 (AFB1), aflatoxina B2 (AFB2) e fumonisina B2 (FB2) em vinho branco. Além disso, avaliou-se também o efeito provocado pelos carvões ativados e pelos diversos produtos enológicos nas características físico-químicas dos vinhos utilizados. Neste trabalho utilizou-se vinho branco e vinho tinto da vindima de 2014. Os vinhos foram artificialmente suplementados com as micotoxinas a uma concentração final de 10 μg/L. Verificou-se uma maior eficácia dos carvões ativados na redução do teor de OTA em vinho branco do que em vinho tinto. No entanto, apesar de removerem eficazmente OTA, os carvões ativados mais eficazes na remoção da OTA apresentam um grande impacte nas características do vinho. A maioria dos produtos enológicos testados demonstrou maior redução do teor de AFB1 do que AFB2. De uma forma geral, a composição fenólica dos vinhos é pouco afetada pela ação dos diversos produtos enológicos aplicados nos diversos ensaios, com exceção do teor de alguns ácidos fenólicos e compostos fenólicos flavonóides. Wine is a foodstuff susceptible of being contaminated by ochratoxin A (OTA) and other mycotoxins present in grapes. As these contaminants cannot be completely removed from the food chain, many countries have set limits on food. According to the Commission Regulation (EC) N. 1881/2006 the maximum acceptable level of OTA in wine is 2.0 μg/kg. It is also important in wines that the maximum level set for OTA is not exceeded. If the OTA content is excessive in must, there are commercially available products for the removal of this contaminant. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of various oenological activated carbons and other fining agents commercially available in reducing the amount of ochratoxin A (OTA) in white and red wine and aflatoxin B1 (AFB1), aflatoxin B2 (AFB2) and fumonisin B2 (FB2) in white wine. It also assessed whether it effect caused by activated carbons and the various fining agents on the physicochemical characteristics of the wines used. In this work it was used white wine and red wine from 2014 vintage. Wines were artificially supplemented with mycotoxins at a final concentration of 10 μg/L. There was a greater efficacy of activated carbons in reducing the OTA content in white wine than in red wine. However, although effectively removing OTA, the activated carbons have a great impact on the wine characteristics. Most fining agents tested showed a greater reduction of AFB1 content than AFB2. In general, the wine phenolic compounds were slightly affected by the different fining agents applied, except for some flavonoids compounds and phenolic acids.

Dissertação de Mestrado em Enologia O pinking é a terminologia utilizada para descrever o fenómeno de aparecimento de uma cor rosa-salmão em vinhos produzidos exclusivamente de uvas de castas brancas. Este defeito visual dos vinhos brancos é recente, sendo o seu aparecimento atribuído à introdução da vinificação em condições redutoras. Este fenómeno tem uma implicação económica importante para as adegas já que acarreta custos acrescidos na produção do vinho branco, e a nível da sua comercialização, o aparecimento desta cor no vinho branco é mal percepcionada pelos consumidores. Em Figueira de Castelo Rodrigo observa-se este fenómeno há pelo menos 12 anos desde a introdução da vinificação em condições redutoras na referida adega. Tendo em conta a importância desta problemática na produção e comercialização dos vinhos brancos de Figueira de Castelo Rodrigo, foi objectivo deste trabalho estudar a origem do aparecimento do pinking em vinhos brancos produzidos nesta adega. Os compostos responsáveis pelo aparecimento do pinking foram isolados a partir de vinhos brancos da casta Síria e foram analisados e caracterizados por cromatografia líquida de elevada eficiência (HPLC) em fase reversa e um detector de ultravioleta-visível de conjunto de fotodíodos (DAD) e por espectrometria de massa tandem após ionização por electrospray, tendo-se verificado que se trata de antocianinas, maioritariamente a malvidina-3-Oglucosídeo. A análise dos bagos da casta Síria permitiu verificar que as antocianinas, contrariamente ao observado nas castas tintas, se encontram maioritariamente na polpa, embora também existam em quantidades reduzidas na película. Em Figueira de Castelo Rodrigo, bem como noutras regiões do mundo, a severidade do pinking é variável de ano para ano, sugerindo uma relação com as condições climáticas em cada um dos anos. Para explorar esta possível relação, foram utilizados os dados climatéricos da sub-região de Castelo Rodrigo cedidos pela Direcção Regional de Agricultura e Pescas (DRAP) Centro que incluíram a temperatura mínima, máxima e média diária, humidade do ar mínima, média e máxima e a precipitação diária nos doze meses de cada ano, tendo-se verificado uma correlação significativa entre a severidade do pinking, inferida pela quantidade de polivinilpolipirrolidona (PVPP) adicionado ao vinho branco, e a temperatura média dos 10 primeiros dias de Outubro, que coincide com o período final de maturação das uvas nesta região. A quantidade mínima de antocianinas necessária para a visualização do pinking no vinho branco foi de cerca de 0,3 mg/L. O aparecimento do pinking nos vinhos brancos após engarrafamento é devido à diminuição do teor de dióxido de enxofre livre, que leva a um aumento da quantidade relativa de antocianinas na forma corada de catião flavílio bem como à sua polimerização em vinhos já engarrafados após um certo período, resultando na formação de compostos corados resistentes a alterações de pH e à descoloração pelo dióxido de enxofre. Pinking is the terminology used for the salmon-red blush color that may appear in white wines produced exclusively from white grape varieties. This visual defect of white wines is recent, and its appearance attributed to the introduction of vinification under reducing conditions. This phenomenon has important economic implications for wineries as it increases production costs, and also, the appearance of this pink color in white wine is poorly perceived by consumers. In Figueira de Castelo Rodrigo this phenomenon has been observed for at least the last 12 years since the introduction of vinification under reducing conditions in this winery. Given the importance of this issue in the production and marketing of white wines of Figueira de Castelo Rodrigo, the purpose of this work was to study the origin of the pinking appearancing in white wines produced in this winery. The compounds responsible for the appearance of pinking were isolated from Síria white wines and grapes and were analyzed and characterized by high performance liquid chromatography (HPLC) on reverse phase with a photodiode array ultraviolet-visible detector (DAD) and by tandem mass spectrometry after electrospray ionization, and it was found that these compounds are anthocyanins, mainly malvidin-3-O-glucoside. The analysis of the Síria grape berries showed that anthocyanins, contrary to that observed in the red grape varieties, are found mainly in the pulp, although small amounts are found in the skins. In Figueira de Castelo Rodrigo, as well as worldwide, the severity of the pinking phenomena is variable from year to year, suggesting a relationship with the climatic conditions in each year. To explore this possible relation, the climatic data of the Castelo Rodrigo subregion, supplied by DRAP Center, that included the maximum, minimum and average daily temperature, maximum, minimum and average air humidity and precipitation of the 12 months of each year, it was found a significant correlation between the pinking severity, inferred by the amount of PVPP added to white wine, and the average temperature of the first 10 days of October, which is coincident with the final period of grape maturation. The minimum amount of anthocyanins needed for the pink color visualization in wine was nearly 0.3 mg/L. The appearance of pinking in white wines after bottling is due to the lowering of free sulfur dioxide, which leads to an increase of the relative amount of the anthocyanins red flavilyum form and due to their polymerization after bottling for a certain period, resulting in the formation of colored compounds resistant to pH changes and sulfur dioxide bleaching.

Dissertação de Mestrado em Biotecnologia e Qualidade Alimentar Os compostos fenólicos têm um papel muito importante em enologia devido à sua contribuição de forma direta para as propriedades organoléticas do vinho e também pela sua participação em diversas reações químicas durante o processo de vinificação e de envelhecimento, que originam novos compostos com propriedades organoléticas. Neste sentido, estudaram-se sete castas tintas, Alicante Bouschet, Cabernet Sauvignon, Merlot Noir, Pinot Noir, Donzelinho Tinto, Rufete e Sousão, cultivadas na Região Demarcada do Douro, da vindima de 2012 e 2013, utilizadas para a produção de vinho, quanto à sua composição fenólica e atividade antioxidante. Foram determinados neste estudo os parâmetros químicos como: fenóis totais, flavonóides, orto-difenóis e antocianinas totais, bem como a atividade antioxidante; os parâmetros físico-químicos tais como: cor, pH, peso de bagos, ºBrix, acidez total, açúcares totais e álcool provável; foram ainda determinadas as correlações entre a atividade antioxidante e os parâmetros relativos à composição fenólica das sete castas tintas cultivadas na Região Demarcada do Douro. Dos resultados obtidos concluiu-se que na vindima de 2012 a casta Alicante Bouschet foi a que apresentou os valores mais elevados quanto à atividade antioxidante, orto-difenóis e flavonóides. Em contrapartida, a casta Donzelinho Tinto foi a que apresentou valores mais baixos em todos os parâmetros químicos analisados. Na vindima de 2013, verificouse novamente que a casta Alicante Bouschet foi a que apresentou os valores mais elevados relativamente à atividade antioxidante, orto-difenóis e fenóis totais, por sua vez as castas Merlot Noir e Donzelinho Tinto apresentaram os valores mais baixos de entre todos os parâmetros químicos analisados. Relativamente aos parâmetros pH, ºBrix e açúcares totais a casta que apresentou os resultados mais elevados foi a Rufete na vindima de 2012, enquanto o mosto da casta Pinot Noir apresentou os valores mais baixos. Na vindima de 2013 os resultados variaram muito entre si, sendo o mosto da casta Rufete o que apresentou o valor de pH mais elevado, e por sua vez o ºBrix mais baixo. De um modo geral pode concluir-se, que no ano de vindima de 2013 os valores dos parâmetros estudados foram mais elevados que os da vindima de 2012, o que poderá estar relacionado com as condições climáticas desses anos, uma vez que sendo os compostos fenólicos metabolitos secundários, são fortemente influenciados por estas condições. Phenolic compounds play an important role in oenology once they have a direct contribution on wine organoleptic properties, but also because they participate in various chemical reactions during the winemaking and aging process, rising new compounds with sensory properties. Therefore, we studied seven red grape varieties, namely Alicante Bouschet, Cabernet Sauvignon, Merlot Noir, Pinot Noir, Donzelinho Tinto, Rufete and Sousão, grown in Douro Region, during the harvest of 2012 and 2013, all of them used for wine production, concerning their phenolic composition and antioxidant activity. In this work, some chemical parameters were determined, such as total phenols, flavonoids, ortho-diphenols and anthocyanins, as well as antioxidant activity; physico-chemical parameters, such as: color, pH, grape berry weight, °Brix, total acidity, total sugars and estimated alcohol degree. The correlations between antioxidant activity and the others phenolic compounds from the seven different grape varieties grown in the Douro Region were also determined. The results demonstrated that in 2012 vintage Alicante Bouschet grape variety was the one with the highest values for antioxidant activity, ortho-diphenols and flavonoids. In contrast, Donzelinho Tinto grape variety showed the lowest values for all chemical parameters analyzed. In 2013 vintage, Alicante Bouschet grape variety continued to be the one with the highest values for the antioxidant activity, orthodiphenols and total phenols, however, Merlot Noir and Donzelinho Tinto grape varieties presented the lowest values for all chemical parameters analyzed. Regarding pH, °Brix and total sugars, the grape that showed the highest values was Rufete in the 2012 vintage, while Pinot Noir presented the lowest values. In 2013 harvest, results varied greatly wherein the Rufete grape variety presented the highest pH value and the lowest °Brix. In general it can be concluded that in the 2013 vintage the values of the parameters studied were higher than those of the vintage 2012, which may be related to climatic conditions of those years, since phenolic compounds are secondary metabolites, they are strongly influenced by these conditions.

Dissertação de Mestrado em Biotecnologia e Qualidade Alimentar Vários efeitos benéficos para a saúde têm sido atribuídos aos compostos fenólicos presentes nas frutas, vegetais, chás e vinhos. Diversos estudos mostram múltiplos efeitos biológicos relacionados com os compostos fenólicos da dieta, tais como: atividade antioxidante, anti-inflamatória, antimicrobiana e anti carcinogénica. Os polifenóis têm sido associados com o potencial bioativo de uvas devido aos seus efeitos benéficos para a saúde. Apesar de esta temática estar já bastante descrita para as castas tintas, pouca é a informação descrita na literatura relativamente às castas brancas. Tendo em conta este fator determinante, o objetivo deste estudo foi efetuar a caraterização da composição fenólica (fenóis totais, orto-difenóis e flavonóides) e a quantificação da atividade antioxidante de sete castas brancas cultivadas na região Demarcada do Douro provenientes das vindimas dos anos de 2012 e 2013. De acordo com os resultados obtidos, verificou-se que não houve analogia dos dois anos em estudo, o que poderá estar associado aos fatores climáticos, tal como descrito na literatura. Assim, verificou-se que para o ano de 2012 as uvas da casta Moscatel Galego foram as que apresentaram valores significativamente superiores para todos os parâmetros estudados; contudo para o ano de 2013 as uvas desta casta apresentam resultados similares às uvas das castas Fernão Pires e Gouveio. Constatou-se uma forte correlação entre os teores em fenóis totais, orto-difenóis e flavonóides com a atividade antioxidante nos dois anos de colheita (81,30%, 72,40%, 80,81%, respetivamente). Na análise em componentes principais dos dois anos de colheita (2012 e 2013) em simultâneo verificou-se que os parâmetros estudados explicaram 95,99% da variabilidade entre as castas em análise. Various beneficial health effects have been attributed to phenolic compounds present in fruits, vegetables, teas and wines. Several studies show multiple biological effects related to diet phenolic compounds, such as antioxidant activity, anti-inflammatory, antimicrobial and anticarcinogenic. Polyphenols have been associated with the bioactive potential of grapes due to its beneficial effects on health. Although this issue is already well described for the red grape varieties, little information is described in the literature with regard to white grape varieties. Given this determining factor, the objective of this study was to perform the characterization of the phenolic composition (total phenols, ortho-diphenols and flavonoids) and the quantification of antioxidant activity of seven white grape varieties grown in the Douro Demarcated Region from in the year 2012 and 2013. According to the results, it was found that there was no analogy in the two-year study, which may be associated with climatic factors as described in the literature. Thus, it was found that for the year 2012, Moscatel Galego grape variety showed the significantly highest values for all parameters studied; however for the year 2013 this grape variety showed similar results to the grape varieties Fernão Pires and Gouveio. It was found a strong correlation between the levels of total phenols, ortho-diphenols and flavonoids with antioxidant activity in the two harvest years (81.30%, 72.40%, 80.81%, respectively). Principal component analysis of the two harvest years (2012 and 2013) at the same time showed that the studied parameters explained 95.99% of the variability between the white grape varieties studied.

Dissertação de Mestrado em Biotecnologia e Qualidade Alimentar A análise por cromatografia líquida de alta eficiência permite a identificação das antocianinas presentes nas películas das uvas de castas tintas. Nas uvas de castas Vitis vinifera L. as antocianinas são exclusivamente monoglucosidos das antocianidinas (cianidina, delfinidina, petunidina, peonidina e malvidina). O perfil de antocianinas das uvas de castas tintas é bastante diferente de casta para casta, o que mostra que os fatores genéticos são importantes e determinam o perfil de antocianinas característico de cada casta para além das importantes variações nas concentrações de antocianina obtidas em cada vindima. Por conseguinte, este poderia ser usado para a diferenciação de castas de uvas tintas. Portanto, o objetivo deste trabalho foi estudar o perfil de antocianinas de quinze castas de uvas tintas cultivadas na Região Demarcada do Douro com a finalidade de as discriminar. As uvas foram colhidas no grau de maturação ótimo. A composição de antocianinas monoméricas dos extratos de películas de uva foi analisada por cromatografia líquida de alta eficiência. Quinze antocianinas foram detetadas e identificadas, incluindo as antocianinas monoglucosiladas acetilglucosiladas e p-coumaroilglucosiladas em diferentes proporções, dependendo da variedade de uva. A análise em componentes principais mostrou que os dois primeiros componentes principais explicaram 48,3% da variância total. Após a análise de clusters, cinco grupos podem ser distinguidos: Grupo I inclui as castas Touriga Nacional, Tinta Barroca, Tinto Cão, Grupo II as castas Touriga Franca, Alicante Bouschet, Tinta Francisca, Rufete e Touriga Brasileira, Grupo III a casta Sousão, Grupo IV as castas Tinta Roriz, Merlot Noir, Tinta Amarela e Cabernet Sauvignon e Grupo V as castas Donzelinho Tinto e Pinot Noir. High Performance Liquid Chromatography (HPLC) analysis permitted the separation of several anthocyanins present in red grapes. In the case of Vitis vinifera L. grape varieties anthocyanins are exclusively present as monoglucoside of the anthocyanidins (cyanidin, delphinidin, petunidin, peonidin and malvidin). Acetylated anthocyanins arise if the glucose part of the molecule is esterified with acetic, coumaric, or caffeic acids. The anthocyanin profile of red grapes is quite different for each cultivar studied. Since, genetic factors are important and determine a characteristic anthocyanin profile for each variety beyond the important variations in anthocyanin concentrations obtained each year in the grapes of a vineyard. Consequently, it could be used for red grape varietys differentiation. Therefore, the aim of this work was to study the anthocyanin profile of fifteen red grape varieties grown in the Douro Region from Portugal with the purpose to discriminate the grape varieties. Grapes were harvested at technological maturity. Monomeric anthocyanin composition of grape skin extracts was analysed by HPLC. Principal component analysis was applied in order to observe the relationships between grape anthocyanin profile and grape variety. Fifteen anthocyanins were detected and identified, including anthocyanin monoglucosides, acetylglucosides and p-coumaroylglucosides in different proportions, depending on the grape variety. Principal component analysis showed that the two first principal components explained 48.3 % of the total variance. After cluster analysis, five groups could be distinguished: Group I include the varieties Touriga Nacional, Tinta Barroca, Tinto Cão, Group II Touriga Franca, Alicante Bouschet, Tinta Francisca, Rufete and Tinta Brasileira , Groupe III Sousão, Groupe IV Tinta Roriz, Merlot Noir, Tinta Amarela and Cabernet Sauvignon and Group V composed by Donzelinho Tinto and Pinot Noir.

As características sensoriais de um vinho, assim como a sua estabilidade, são fatores determinantes para a aceitabilidade do vinho no mercado, face à exigência dos consumidores atuais. A desnaturação das proteínas do vinho é responsável pelo aparecimento de turvação nos vinhos brancos. Esta instabilidade proteica pode ser causada por fatores intrínsecos ou extrínsecos, como peso molecular e ponto isoelétrico das frações proteicas no vinho, força iónica, grau alcoólico e pH do vinho ou condições de armazenamento. Para prevenir a instabilidade proteica são usados vários produtos enológicos com objetivo de remover as proteínas instáveis, evitando assim a sua desnaturação/precipitação. O agente de colagem mais usado para adsorção das proteínas do vinho é a bentonite sódica. Esta possui carga elétrica negativa, com capacidade de interagir eletroestaticamente com as proteínas do vinho de carga maioritariamente positiva, conduzindo à sua floculação e consequente precipitação. Apesar da colagem com bentonite ser o método mais utilizado, apresenta algumas limitações, particularmente quando aplicada em doses elevadas. Isto sucede, porque a bentonite para além de remover proteínas pode também interagir com outros compostos, nomeadamente com os que contribuem positivamente nas características sensoriais, tais como os compostos voláteis. Assim, um dos objetivos do presente trabalho foi avaliar a aplicação de aditivos enológicos que permitam estabilizar as proteínas do vinho branco, em alternativa à bentonite. Numa fase preliminar, foram testados diferentes produtos nomeadamente bentonite, taninos enológicos, carboximetilcelusose (CMC), enzimas, gel de sílica, quitosana e manoproteínas em diferentes doses, com o intuito de avaliar o seu efeito na estabilização proteica do vinho branco. A bentonite e as manoproteínas foram os que apresentaram melhores resultados de estabilidade proteica. Considerando os resultados obtidos, foram selecionadas cinco bentonites e onze manoproteínas comerciais, para ensaios de estabilização das proteínas dum vinho branco. Foi avaliada a influência destes produtos enológicos na composição fenólica, capacidade de acastanhamento, características cromáticas e sensoriais do vinho branco. Os resultados obtidos confirmaram a eficiência da bentonite na estabilização proteica dos vinhos. Por outro lado, algumas manoproteínas estudadas também mostraram uma influência positiva na estabilização proteica do vinho. Inserido no presente estudo foi ainda efetuada uma caracterização das manoproteínas quanto à sua composição em açúcares (quantitativo e qualitativo) e o conteúdo em proteína. Com base na caracterização efetuada às manoproteínas foi possível estabelecer uma ligação entre a percentagem de manose e a sua eficiência na estabilização proteica do vinho, dependendo esta da percentagem de manose. A bentonite não influenciou a composição fenólica, mas algumas manoproteínas diminuíram os compostos fenólicos totais. Relativamente às características cromáticas as manoproteínas de um modo geral conduziram a um aumento da luminosidade (L*) e a um aumento da coordenada da cromaticidade (b*), contudo apenas um dos vinhos tratados apresentou uma variação de cor detetável pelo olho humano. Na análise sensorial, não foram detetadas diferenças significativas nos vinhos analisados, porém, após a análise de componentes principais, foi possível descriminar os vinhos em três grupos, sendo o grupo mais pontuado aquele que continha apenas vinhos tratados com manoproteínas. Estes resultados estão de acordo com a caracterização dos açúcares efetuada às manoproteínas, sugerindo que a elevada pontuação atribuída a este grupo, se encontra relacionada com a elevada percentagem em glucose. Este trabalho pode fornecer informações importantes, conducentes a alternativas eficientes na estabilização proteica de vinhos brancos e que simultaneamente incrementa as características sensoriais do vinho. The sensory characteristics of a wine, as well the stability, are determinant factors for acceptability of wine in the market, face of current consumer exigency. White wine proteins denaturation is responsible for the appearance of haze in white wine. This protein instability may be caused by intrinsic or extrinsic factors, such as molecular weight and isoelectric point of wine protein fraction, ionic strength, pH and alcohol content of wine or storage conditions. To prevent protein instability, several oenological products are used, with the aimed to remove instable proteins, preventing their denaturation/precipitation. Sodium bentonite is the most commonly fining agent used to adsorption of wine proteins. This compound has a negative electrical charge, with capacity to interact electrostatically with wine proteins charged mostly positively, leading to flocculation and consequently precipitation. Although fining with bentonite being the most commonly used method, present some limitations, particularly when applied in high doses. This occurs, because addition of bentonite remove proteins and may interact with other compounds, namely with compounds that contribute positively in sensorial characteristics, such as volatile compounds. Thus, the propose of this work was to evaluate the application of oenological additives, that enable stabilize white wine proteins, as an alternative to bentonite. In a preliminary trial, were tested different types of products, namely bentonite, oenological tannins, carboxylmethylcellulose (CMC) enzymes, silica gel, chitosan and mannoproteins with different dosage, in order to evaluate their effect in white wine proteins stabilization. Bentonite and mannoproteins presented the best results. Based on these results we select five bentonites and eleven commercial mannoproteins. In this trials, it was evaluated the influence of this oenological products in phenolic composition, browning potential, chromatic and sensory characteristics of a white wine. The results obtained confirm the efficiency of bentonite in wine protein stabilization. Moreover, some mannoproteins studied also showed a positive influence in wine protein stabilization. Inserted into this study, it was also performed a mannoprotein characterization on sugars composition (quantitative and qualitative) and protein content. Based on mannoprotein characterization, it was possible to establish a relation between percentage of mannose and its efficiency in wine protein stabilization, depending on mannose percentage. Bentonite did not influence phenolic composition, but some mannoproteins decreased the total phenolic compounds. Regarding chromatic characteristics mannoproteins generally lead to an increase in lightness (L*) and an increase in yellowness (b*), however just one treated wine showed a variation in colour detected by human eye. In sensory analyses, no significant differences were detected among the analyzed wines, however, after principal components analyses; it was possible to discriminate wines into three groups, being the high scored group, which contains just wine treated with mannoproteins. This results are in accordance with sugars characterization performed at mannoproteins, which may suggest that high score attributed at this group is related with high percentage of glucose. This work may provide important information, leading to efficient alternatives in white wine proteins stabilization, and simultaneously, increase sensory characteristics.

Dissertation in Food Engineering

Dissertação de Mestrado em Enologia

Dissertação de Mestrado em Bioquímica

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM ENGENHARIA AGRONÓMICA

Dissertação de Mestrado em Bioquímica

Dissertação de Mestrado em Enologia A utilização de proteínas de origem não animal como agentes clarificantes em vinhos brancos, carece ainda de estudos, nomeadamente sobre o seu impacto, quer a nível das características físico-químicas, quer a nível das características sensoriais dos vinhos. Assim, neste contexto, a presente dissertação pretende melhorar o conhecimento da utilização de colas vegetais e de polissacarídeos, bem como, verificar a sua eficiência para futura utilização a nível industrial. Neste sentido foram selecionadas várias colas, elementares ou misturas, à base de proteína de ervilha, proteína da batata (patatina) e quitosano, tendo sido comparados com agentes de colagem tradicionais, como o PVPP e o caseinato de potássio. Os ensaios foram realizados em vinho branco proveniente da região da Bairrada. O vinho ensaiado foi analisado em vários parâmetros físico-químicos e sensoriais, com o intuito de avaliar o impacto da colagem ao nível da sua composição fenólica, nomeadamente ácidos fenólicos, potencial de acastanhamento, cor, e a sua suscetibilidade ao pinking. Globalmente, pode-se concluir que as diferenças entre a aplicação das colas de origem não animal e as utilizadas tradicionalmente nas características do vinho não são significativamente diferentes (p> 0,05). A patatina, o caseinato de potássio, o PVPP e o quitosano diminuíram significativamente o índice de polifenóis totais, a mesma tendência foi observada para os resultados da concentração de flavonóides. Relativamente às concentrações de não-flavonóides, apenas a proteína de ervilha não demonstrou diferenças significativas relativamente à testemunha, todos os outros agentes clarificantes diminuíram este parâmetro. Com exceção do caseinato de potássio, todas as colas diminuíram a cor do vinho (A420nm) o que está de acordo com os resultados das características cromáticas. Relativamente ao potencial de acastanhamento, apenas o Mix 1 (PVPP, proteína de ervilha e celulose) diminuiu significativamente em relação ao controlo, apresentando também diminuição da concentração de catequina e do ácido cafeico relativamente aos outros agentes de colagem. Nos resultados da suscetibilidade ao pinking, todas as colas utilizadas melhoraram o vinho, excetuando a patatina. Quanto, à análise sensorial, apenas foram notadas diferenças significativas no Mix 2 (bentonite, PVPP, levedura e celulose) relativamente aos descritores frutado, floral e cor. The use of non-animal proteins as fining agents in white wines, lacks of studies namely on their impact, on the physicochemical characteristics, as well as on wine sensorial characteristics. So, the aims of this study is to improve the knowledge of the use of vegetable protein and polysaccharides as fining agents, as well as to verify their efficiency for future use at an industrial scale. Several fining agents have been selected, such as pea protein, potato protein (patatin), chitosan and have been compared with traditional fining agents, such as PVPP and potassium caseinate. Assays were performed in white wine from Bairrada region. The wine was analysed concerning several physicochemical and sensory parameters, in order to know the impact on wine phenolic composition including phenolic acids, browning potential, colour, and pinking susceptibility. Overall, it can be concluded that the differences between non-animal and traditional fining agents are not significantly different (p > 0.05). Patatin, potassium caseinate, PVPP and chitosan reduced significantly total phenolic compounds. The same trend was observed for the flavonoid compounds. For non-flavonoid compounds, only pea protein showed no significant differences compared to control, all the other fining agents decreased this parameter. With exception of potassium caseinate, all fining agents decreased wine color (A420nm) which is in accordance with the results obtained for the chromatic characteristics. Regarding browning potential, only Mix 1 (PVPP, pea protein and cellulose) decreased significantly this parameter compared to control, this proving its decrease in the concentration of catechin and caffeic acid when comparing to the other fining agents. The pinking susceptibility was improved by all fining agents, except with patatin. Sensory analysis data showed that Mix 2 (bentonite, PVPP, inert yeast and cellulose) decreased significantly the descriptors fruity, floral and color.