Carboidrati ed amminoacidi nel mosto d'uva: sviluppo di un metodo quantitativo di Risonanza Magnetica Nucleare

The grape must is an aqueous matrix composed by various metabolic compounds, such as carbohydrates, organic acids, amino acids, polyphenols and minerals. The wine is obtained by fermentation of the must and its alcohol content is proportional to the sugar concentration. In recent years the problem of adulteration of musts, especially to increase the alcoholic content, is becoming increasingly important. All these frauds are widespread and for this it is necessary to develop innovative analytical techniques to ensure the genuineness of the product. Grape must presents many analytical difficulties as glucose and fructose are much more concentrated than other minor metabolites. In addition, some techniques require separation or derivatization processes to make it possible to quantify primary metabolites. The aim of this work was to develop a method based on Nuclear Magnetic Resonance (NMR) to quantify carbohydrates and amino acids in the matrix without any pretreatment. TOCSY experiment combined with chemical shift selective filters (CSSF) have been used to obtain a specific signal pattern for each metabolite analysed, thus solving the problem of signal overlap in the region of interest.

Il mosto, ottenuto dalla pigiatura dell’uva, è una matrice acquosa molto complessa costituita da numerosi metaboliti (20/30%) quali carboidrati, acidi organici, amminoacidi, polifenoli e minerali. A partire dal mosto, mediante opportuni processi di fermentazione, si ottiene il vino con una gradazione alcolica proporzionale alla concentrazione zuccherina del mosto d’uva di partenza. Negli ultimi anni sta diventando sempre più rilevante la problematica relativa alle adulterazioni dei mosti, realizzate soprattutto allo scopo di aumentare il grado alcolico del vino. Per far fronte a frodi sempre più sofisticate, è sorta l’esigenza di sviluppare innovative tecniche analitiche che permettano di garantire la genuinità del prodotto. Il mosto d’uva presenta molte difficoltà dal punto di vista analitico poiché glucosio e fruttosio sono molto più concentrati rispetto agli altri metaboliti minoritari. Inoltre, alcune tecniche necessitano di processi di separazione o di derivatizzazione per rendere possibile la quantificazione dei metaboliti primari. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di sviluppare un metodo basato sulla Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) in grado di quantificare carboidrati ed amminoacidi presenti nella matrice “tal quale”, senza alcun pretrattamento. Si è fatto uso di esperimenti TOCSY combinati con filtri di chemical shift altamente selettivi (CSSF) che permettono di ottenere un pattern di segnali specifico per ciascun metabolita analizzato, risolvendo così il problema delle sovrapposizioni dei segnali nelle regioni d’interesse.