Análisis multielemental y quimiométrico clasificatorio de uvas y productos derivados para evaluar su origen geográfico y trazabilidad

• Autores: Canizo, Brenda Vanina
• Año de publicación: 2020
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Wuilloud, Rodolfo G.; Pellerano, Roberto Gerardo
• Materia: Uvas; Vinos; Jugos; Clasificación geográfica; Quimiometría; ICP-MS
• Institución: Universidad Nacional del Nordeste

Universidad Nacional del Nordeste
Fil: Canizo, Brenda Vanina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura; Argentina.
Fil: Wuilloud, Rodolfo G. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.
Fil: Wuilloud, Rodolfo G. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto de Ciencias Básicas; Argentina.
Fil: Pellerano, Roberto Gerardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.
Fil: Pellerano, Roberto Gerardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico; Argentina.
Fil: Pellerano, Roberto Gerardo. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina.
La vid (Vitis vinifera) es una planta frutal muy cultivada en el mundo debido a las considerables ganancias económicas asociadas a la industria vitivinícola. Por la riqueza de su tierra, clima y situación geográfica valiosa de cara a los puertos del pacífico, la Región de Cuyo es un lugar privilegiado para producir uvas y sus derivados de gran calidad. La producción argentina de uva se centra en las provincias de Mendoza y San Juan, y una gran parte se destina a la elaboración de vinos. Argentina se ubica como el octavo productor de uvas a nivel mundial según la Organización Internacional de la Viña y el Vino (OIV). La producción de jugo concentrado de uva (mosto) representa una fuente importante de ingresos económicos para las provincias de Cuyo, siendo exportado en su totalidad a Estados Unidos, Japón entre otros países. Por lo tanto, es evidente que para el fortalecimiento del comercio de uvas y productos derivados en los mercados internacionales más exigentes, deben asegurarse la autenticidad y los máximos estándares de calidad. La calidad de los alimentos es un aspecto diferenciador en los mercados, ya que los consumidores ponen atención a determinados atributos de calidad de los productos y están dispuestos a pagar por ellos, dándoles cada vez más valor a la calidad y procedencia geográfica. Por ello, la Denominación de Origen Controlado (DOC) e Indicación Geográfica Protegida (IGP), se constituyen de manera creciente como parámetros aceptados internacionalmente para el reconocimiento de una calidad diferenciada, consecuencia de características propias y diferenciales, debidas al sitio geográfico de producción de alimentos, su elaboración e influencia del factor humano. Así, es necesario disponer de un sistema de “Trazabilidad”, término que se define como el conjunto de acciones, medidas y procedimientos técnicos para identificar y registrar un producto desde su origen hasta la comercialización final. La trazabilidad otorga la posibilidad de comercializar productos en mercados más rentables, que exigen certeza en el origen y el proceso productivo. El INV ha desarrollado e implementado un sistema registral para la trazabilidad de vinos y uvas producidos en Argentina, que implica documentar los procesos desde la cosecha hasta el destino final. Sin embargo, este sistema no contempla la identificación y/o determinación de parámetros químicos que permitan establecer la identidad inequívoca de las muestras en cualquier etapa de la cadena productiva, por lo que son vulnerables a maniobras fraudulentas de adulteración o contaminación durante su procesamiento. Investigaciones recientes han demostrado que el análisis elemental es una herramienta muy valiosa para identificar el origen geográfico de vinos y clasificarlos de acuerdo a la variedad y origen de las uvas. Otros estudios han destacado la relación de los elementos químicos con el suelo, origen geológico y comportamiento de la vid. Dichas diferencias de concentración en los elementos químicos mayoritarios y traza se consideran como una "huella dactilar" de uvas y vinos que, desde el punto de vista quimiométrico, es útil para desarrollar modelos matemáticos conducentes a evaluar la trazabilidad. Las técnicas de “huella dactilar” involucran una variedad de métodos analíticos útiles para determinar la composición de productos alimentarios de manera noselectiva, esto es, mediante colección de espectros, cromatogramas o datos de composición multielemental. Por todo lo anteriormente expuesto el objetivo general de esta tesis ha sido estudiar la presencia de posibles marcadores químicos de identidad en uvas y productos derivados de la Provincia de Mendoza y Argentina, con el fin de discriminar estos productos en función de su origen geográfico. Para ello, se evaluaron las concentraciones de diferentes elementos de la tabla periódica por ICP-MS en muestras de semillas y hollejos de uva y productos derivados como jugo de uva y vino. Las muestras de semillas y hollejos de uva y de vino se recolectaron de diferentes regiones vitivinícolas de importancia de Mendoza y otras regiones de Argentina, mientras que las muestras de jugos de uva abarcaron de países como Argentina y Brasil. Todos los resultados fueron analizados mediante algoritmos estadísticos y de aprendizaje automático que permitieron modelar las variaciones presentes en los mismos y proponer modelos predictivos de origen geográfico para futuras muestras problema desconocidas. En primera instancia se realizó un análisis exploratorio de datos mediante el uso de herramientas como análisis de componentes principales (PCA) o análisis de conglomerados (HCA), obteniéndose resultados que indicaron la necesidad de proponer modelos más complejos para agrupar las muestras de acuerdo a su origen geográfico. Por lo tanto, al considerar el sitio geográfico de obtención de las muestras, se hizo necesario utilizar técnicas de elevada complejidad, tales como máquinas de vectores soporte (SVM), el algoritmo de árboles aleatorios (RF), K vecinos más cercanos (K-NN), entre otros, para lograr resultados satisfactorios. Los principales aportes de esta tesis se traducen en una profundización delconocimiento de la composición química mineral de semillas y hollejos de uva, como así también jugo de uva y vino de la Provincia de Mendoza y del resto de Argentina, abarcando no sólo la concentración de elementos de interés nutricional, sino también elementos a nivel de vestigios, logrando modelos quimiométricos que permiten establecer con mayor seguridad, la procedencia geográfica de muestras relevantes para el sector vitivinícola.