Determinacin de compuestos polifenlicos de los vinos tintos de UV-VIS-NIR herramientas de espectroscopa y quimiometraM.J. Martelo-Vidal, M. Vzquez Department of Analytical Chemistry, Faculty of Veterinary Science, University of Santiago de Compostela, Calle Carballo Calero, s/n, 27002 Lugo, Spain

RESUMENEl anlisis espectral es un mtodo rpido y no destructivo para analizar el vino. En este trabajo , trans -resveratrol , oenin , malvin , catequina, epicatequina, quercetina y cido sirngico se determinaron en los vinos tintos comerciales de la DO Ras Baixas y la DO Ribeira Sacra ( Espaa ) por espectroscopia UV -VIS -NIR . Los modelos de calibracin se desarrollaron utilizando la regresin de componentes principales ( PCR) o la regresin de mnimos cuadrados parciales (PLS ) .Se us HPLC como mtodo de referencia . Los resultados mostraron que se obtuvieron modelos PLS fiables para cuantificar los polifenoles de los vinos de Ras Baixas . Para Ribeira Sacra, se obtuvieron modelos posibles para determinar la quercetina , epicatequina, oenin y cido sirngico . Modelos de calibracin de PCR mostraron peor fiable de prediccin de los modelos PLS . Para los vinos tintos de menca , se obtuvieron modelos viables para la catequina y oenin , sin tener en cuenta el origen geogrfico . Los resultados obtenidos demuestran que la radiacin UV -VIS -NIRla espectroscopia puede ser utilizada para determinar compuestos polifenlicos individuales en los vinos tintos .INTRODUCCIONEl vino tinto contiene compuestos polifenlicos . Los polifenoles son un amplio grupo de metabolitos secundarios se presentan en todos los frutos ( Daz -Garca , Obon , Castellar , Collado , y ALACID , 2013 ) . Las uvas y el vino contienen alta cantidad de compuestos fenlicos. puedense clasificarn en flavonoides y nonflavonoids ( Belajova , 2012 ) . Los flavonoides incluyen antocianinas , taninos, flavonoides y libres o polimerizados flavanoles . Catequina y epicatequina son los flavonoides que se encuentran en las semillas , el tallo o la piel de la uva de Vitisvinifera ( Ferrer -Gallego , Hernndez -Hierro , Rivas- Gonzalo , y Escribano - Bailn , 2011 ; Mulero , Pardo, y Zafrilla , 2010 ) . La quercetina es un flavonoide que se encuentra en la piel de la uva . Las antocianinas son pigmentos rojos ubicados en pieles de uva y semillas ( Lorrain et al. , 2013 ) . Malvidina 3 -O- glucsido ( oenin ) es la antocianina predominante en los vinos tintos ( Lutz , Cajas , y Henrquez , 2012 ) . Malvidina 3,5- O- diglucsido ( Malvin ) se ha encontrado en los vinos procedentes de variedades hbridas de V. vinifera . cido sirngico es liberado por la descomposicin de malvidina ( Malaj , De Simone , Quartarolo , y Russo, 2013 ) .Nonflavonoids incluyen cidos fenlicos , cidos cinmico , estilbenos , alcoholes fenlicos y aldehdos . El resveratrol ( estilbeno 3,5,40 - trans - trihidroxi ) es un estilbeno detectado por primera vez en la medicina popular japoneses y los chinos '' Kojo - Kon '' ( Arichi et al . , 1982 ) . Ms tarde se encuentra en las uvas ( Creasy y Caf , 1988 ) . Los polifenoles tienen especial importancia debido a sus propiedades antioxidantes y la parte que contribuye al color del vino ( de Andrade,do Nascimento , Pereira, Hallwass , y Paim , 2013 ) . Por otra parte , es bien conocido que los compuestos fenlicos del vino tienen efectos positivos sobre la salud humana ( Pedroza , Carmona, Pardo , Salinas, y Zalacain , 2012). La ingesta de alimentos ricos en polifenoles se asocia directamente con un riesgo menos para desarrollar patologas como algunos tipos de cncer , enfermedades neurodegenerativas o inflamatorias, enfermedades cardiovasculares , antimicrobianoy los efectos anti- cancergenos ( Boggia , Casolino , Hysenaj , Oliveri , y Zunin , 2013 ; . Daz -Garca et al, 2013 ) . La actividad contra el cncer de resveratrol es atribuible a la estimulacin de la apoptosis causando una reduccin en la iniciacin del tumor , promocin y progresin( Murtaza et al. , 2013 ) . La concentracin de compuestos polifenlicos en vinosdepende de muchos factores como la variedad de uva , el clima , el terreno, las influencias estacionales , suelo, condiciones de maduracin , las tcnicas de viticultura y vinificacin ( Cozzolino et al, 2004 ; . . de Andrade et al, 2013 ) . Estos compuestos contribuyen a la astringencia y amargura , que se producen principalmente por flavonoides de las pieles y las semillas de uva ( Basha , Musingo , y Colova , 2005 ) . Los compuestos fenlicos son el factor de calidad principal en la vid , as como en el vino resultante debido a su contribucin a las caractersticas sensoriales del vino , tales como el color ( Figueiredo - Gonzlez , Cancho - Grande , y Simal - Gandara , 2013 ) , la estabilidad , la astringencia o acidez ( Ferrer - Gallego et al, 2011 ; . Gmez Gallego , Snchez - Palomo, Hermosin -Gutirrez , y Gonzlez Vias, 2013 ) , ( Figueiredo - Gonzlez et al, 2013 ) . . Tcnica de cromatografa , tal como cromatografa de gases o de altacromatografa lquida (HPLC ) son los ampliamente las tcnicas de anlisis cuantitativo y cualitativo en el vino ( Rodrguez - Sifuentes et al. , 2014 ) . Sin embargo , las tcnicas de la espectroscopia vibracional han ganado popularidad y estn aumentandosu uso , ya que son no destructivos , rpido y mtodos de rutina para el anlisis cuantitativo y cualitativo de las sustancias en los alimentos ( Bevilacqua, Bucci, Materazzi , y Marini, 2013 ) . Espectroscopia de infrarrojo cercano ( NIR) incluy la parte de electromagnticaespectro comprendida entre 780 nm y 2500 nm , relacionado con la vibracin y la combinacin matices de la CAH fundamental, OAH y bonos NAH en molculas orgnicas ( Restaino , Fassio , y Cozzolino , 2011 ) . NIR presente como caractersticas una bajaabsortividad molar y la dispersin ( Martelo -Vidal , Domnguez - Agis , y Vzquez, 2013 ) . Se trata de una espectroscopia no destructivos para analizar los alimentos y los productos agrcolas , que requieren un procesamiento mnimo o no de la muestra de anlisis previo ( Garde- Cerdn , Lorenzo , Alonso , yRosario Salinas, 2010 ) . Varias obras se han desarrollado en relacin con el uso de la espectroscopia NIR para predecir diferentes compuestos en los vinos ( Garde- Cerdn et al, 2010 ; . Lorenzo , Garde- Cerdn , Pedroza , Alonso , y Rosario Salinas, 2009 ) . Por otra parte , visible ( VIS ) espectroscopia solo o combinado con NIR y MIR espectroscopa ultravioleta (UV ) y se ha aplicado para cuantificar algunos compuestos en los alimentos . Espectroscopa de NIR se ha usado para predecir muchos compuestos tales como : fermentativacompuestos voltiles en el vino , parmetros sensoriales ( Lorenzo et al. , 2009 ) y compuestos voltiles de roble en los vinos de crianza ( Garde- Cerdn et al. , 2010 ) , compuestos fenlicos totales en piel de la uva ( Ferrer -Gallego et al. , 2011 ) de uvas ( Ferrer- Gallego, MiguelHernandez - Hierro , Rivas- Gonzalo , y Teresa Escribano - Bailon , 2013 ) , y haloanisoles halofenoles vitivincola ( Garde- Cerdan , Lorenzo , Zalacain , Alonso , y Salinas , 2012 ) , glucosa, etanol , cidos orgnicos y glicerol ( Martelo - Vidal y Vzquez, 2014 ); aminocidos en el arroz ( Shen et al. , 2010 ) , malvidina - 3 - glucsido , polmeros pigmentadosy taninos ( Cozzolino et al. , 2004 ) , los minerales ( Cozzolino , Cynkar , Shah , y Smith , 2011a ) , propiedades cromticas y composicin de fenoles totales por espectrofotometra UV -VIS ( Figueiredo - Gonzlez et al. , 2013 ), compuestos fenlicos totales ( Gallego, Guesalaga , Bordeu , y Gonzlez, 2011 ) . Varios estudios han determinado polifenoles en diferentes alimentos con diferentes mtodos, incluyendo la espectroscopia . Sin embargo , no existen estudios que tratan de compuestos polifenlicos individuales determinadospor NIR combinada con la espectroscopia UV -VIS en los vinos , siendo la principal novedad de nuestro trabajo. Por lo tanto , el objetivo de este trabajo fue el de evaluar la viabilidad de la determinacin de compuestos fenlicos individuales en vinos tintos comerciales mediante espectroscopia UV -VIS -NIR combinada con herramientas quimiomtricas .Materiales y MetodosMuestras y materialesSe estudiaron treinta y nueve vinos tintos ( cosecha 2010 y 2011) a partir de dos Denominacin de Origen ( DO) de Galicia ( noroeste de Espaa ) . Las muestras se obtuvieron de Consejo Regulador de la DO Ras Baixas ( 19 muestras) y el Consejo Regulador de Ribeira Sacra ( 20 muestras). Todas las muestras se almacenaron en refrigeracin a 5 C hasta el momento del anlisis . Los compuestos polifenlicos se determinaron por HPLC . Se obtuvieron datos de los espectros UV -VIS -NIR . Los vinos de la DO Ras Baixas se hicieron con diversas variedades de uva : Sousn , Loureiro , menca , espadeiro , Caino y Pedral . Los vinos de la DO Ribeira Sacra fueron monovarietal de menca , excepto 2 vinos que las uvas no fueron especificados por el fabricante.Todos los reactivos y disolventes utilizados para HPLC fueron de grado HPLC analtica . Normas de trans-resveratrol , oenin ( malvidina 3 - O- glucsido ) , de malvina ( malvidina 3,5- O- diglucsido ) , ( + ) - catequina , ( ? ) - Epicatequina , quercetina y cido sirngico se adquirieron de Sigma - Aldrich ( Buchs, Suiza ) . El metanol , el cido fosfrico y el agua destilada se utilizaron como fase mvil . Las soluciones de estndares se prepararon en metanol con 20 mg L ? 1 ( oenin , malvin , ( ? ) - Epicatequina ) , 14 mg L ? 1 (trans -resveratrol ) , 15 mg de L ? 1 ( quercetina ) , 28 mg L ? 1 ( cido sirngico ) y 94 mg de L ? 1 ( ( + ) - catequina )Analisis espectralSe analizaron muestras de vinos en espectrofotmetro V-670 (Jasco Inc., Japn) usando el modo de transmitancia a intervalos de 2 nm en las regiones / VIS / NIR UV (190 nm 2500 nm). Antes de anlisis espectral, el procesamiento de las muestras no es necesario, slo las muestras se equilibraron a 33 C durante 10 min antes de la digitalizacin y se filtraron a travs de filtro de 0,45 lm (Cozzolino et al., 2007). Cuarzo celular con 1 mm de paso se utiliza para explorar muestras. Los datos fueron recolectados a travs de software de gestin de Spectra II (Jasco Inc, Japn). muestras fueron examinados por duplicado obtener 78 medidas.anlisis QuimiometraLos datos espectrales fueron exportados de software de gestin de Spectra II en el software Uncrambler (versin X 10.2; CAMO ASA, Oslo, Noruega) para el tratamiento previo y obtener modelos de calibracin. Dos rplicas de cada muestra (78 espectros) fueron analizados en el software Unscrambler. Anlisis de Componentes Principales (PCA) se realiz para detectar patrones y valores atpicos (CETO, Gutirrez-Capitn, Calvo, y del Valle, 2013; Cozzolino, Cynkar, Shah, & Smith, 2011b; Keckes et al, 2013.). PCA transformar un conjunto de variables de respuesta correlacionadas en componentes principales (PC), la generacin de un nuevo conjunto de variables no correlacionadas (Cozzolino et al, 2004;. Martelo-Vidal y Vzquez, 2014). El componente principal de representar el patrn de las observaciones y proporcionar informacin sobre la estructura de los datos (Martelo-Vidal et al, 2013;. Saavedra, Crdoba, Galvez, Quezada, y Navarro, 2013).Los modelos de calibracin para la medicin de compuestos fenlicos se realizaron mediante regresin de componentes principales ( PCR) y de regresin de mnimos cuadrados parciales ( PLS ) . Los modelos de calibracin se desarrollaron usando las validaciones cruzadas completas. Los modelos se obtuvieron para los vinos de los grupos DO Ras Baixas , DO Ribeira Sacra y los vinos de uva menca tanto HACEN.Los datos espectrales fueron pre- tratados antes de la PCR y el modelado PLS . Los tratamientos previos fueron variate normal estndar (SNV ) , correccin de dispersin multiplicativo (MSC ) , Normalizar , centrada y escalada , primera derivada Savitzky - Golay ( primera derivada ) , segunda derivada Savitzky - Golay ( segunda derivada ) , Smoothing Savitzky - Golay , De- tendencias, de lnea de base y varias combinaciones de 2 o 3 tratamientos previos . Un total de 42 tratamientos previos de datos se llevaron a cabo y los modelos de PCR y PLC obtuvo . Esto significa que se evaluaron 84 modelos para cada compuesto polifenlico .Se utiliz la calibracin de los parmetros desviacin predictivo residual estadstica ( RPD) para evaluar qu tan bien el modelo de calibracin de los espectros poda predecir compuestos fenlicos ( Cozzolino et al, 2004 , 2011b ; . Garde- Cer dn et al, 2012 ; . . Lorenzo et al, 2009 ) .

DISCUSION DE RESULTADOSLa figura. 1 muestran datos espectrales. Raw UV, VIS y NIR datos espectrales de los vinos rojos enteros de este estudio se muestran en la figura. 1a. Zona NIR mostr diferencias, aunque no tan claro como UV y zonas VIS (290-850 nm) de la zona, que mostraron altas diferencias entre el vino. Segundo espectros derivados invierten los espectros (figura 1b) y las zonas de absorcin de vinos se mostraron con picos ms pronunciados (Cozzolino et al., 2004). Los cidos aromticos y azcares presentan variaciones en 990 nm por OAH estiran segundo matices y azcares. En 1690 nm, 1750 nm se relacionan con CH3 estirar primer armnico y CH2, CH estirar primer armnico, respectivamente, en la glucosa, etanol y agua (Martelo-Vidal y Vzquez, 2014).

Calibracin de compuestos fenlicos fue desarrollado para varios conjuntos de datos (vinos rojos totales, HACER vinos tintos Ras Baixas , vinos de la DO Ribeira Sacra y vinos de uva menca ) . trans - resveratrol , quercetina, catequina, malvin , epicatequina, oenin y cido syrigic se determinaron por HPLC como mtodo de referencia y la media , desviacin estndar (DE) , mximo, mnimo y coeficiente de variacin (CV) para los conjuntos de datos se muestran en la Tabla 1 . El perfil de polifenoles en los vinos tintos analizados fueron similares en todos los conjuntos de datos. Los compuestos fenlicos que se encuentran en alta concentracin se oenin y catequina , con valores medios de 876,7 mg / L y 560.12 mg / L, respectivamente .La concentracin ms baja fue para la quercetina con valor medio 0,42 mg / L. El menor coeficiente de variacin se obtuvo para el cido sirngico ( 31,10 %) y oenin ( 34,48 %) en los vinos de Ras Baixas y el ms alto para Malvin ( 80,87 %) en los vinos de Ribeira Sacra .La alta concentracin de malvin puede indicar que las variedades hbridas ms estn presentes en la DO Ras Baixas de la DO Ribeira Sacra.De acuerdo con los reglamentos de la UE , con fines comerciales , el vino puede ser slo produce a partir de variedades de V. vinifera raza pura y determinados cruces de V. vinifera con algunas otras especies seleccionadas del gnero Vitis . Esto concuerda con el hecho de la tradicional de los hbridosde V. vinifera europea con variedades de Vitis americana utilizar en Galicia como defensa contra la infeccin Plasmopara viticola ( mildiu ) porque las condiciones climatolgicas hmedas son frecuentes en esta regin.Un anlisis preliminar de la ACP mostr que los datos de los espectros podan explic el 97 % de la varianza total de los compuestos fenlicos de los vinos , como puede verse en el grfico de puntuacin (Fig. 2 ) . Los valores atpicos no se detectaron en muestras . Por lo tanto todas las muestras fueronutilizada para realizar los modelos de calibracin . Diferentes tratamientos previos y combinaciones de ellos se realizaron a los datos espectrales , citado anteriormente. Resultados estadsticos de los modelos PLS para las predicciones de polifenoles utilizando UV -VIS -NIR espectros PCR y se muestran en la Tabla 2 y la Tabla 3 , respectivamente. Slo los resultados estadsticos para el modelo de la mejor pretratamiento de las 42 ensayada se muestran para cada compuesto polifenlico .Desviacin de prediccin residual ( RPD ) se utiliza para indicar la capacidad de prediccin de los modelos . Aunque RPD es el estadstico ms utilizado para comparar las calibraciones , no se utiliz ningn fundamento estadstico para determinar los umbrales. Dos autores consideran un modelo fiable de los valores de RPD alrededor de 3 para los estudios de NIR ( Smyth et al. , 2008 ) y 5 para los estudios de FT -IR ( Nieuwoudt , Prior, Pretorius , Manley, y Bauer, 2004 ) . Muchos de los autores propusieron valores ms bajos. Cuando el valor de RPD son inferiores a 1.4 , los modelos no son fiables y el modelo podra ser utilizado slo como indicativos del contenido de polifenoles en los vinos tintos . Cuando el valor est en el rango de 1,4 y 2 valores del modelo se considera justo y recomendado para predecir la composicin y cuando el valor es superior a 2 o 3 , el modelo es considerado como un modelo excelente ( Cozzolino et al, 2011b ; . Ferrer- Gallego et al, 2011 ; . Garde- Cerdn et al, 2012 ; . . Lorenzo et al, 2009 ; . Shen et al, 2012).

La Tabla 2 muestra los valores de RPD para el mejor tratamiento previo para los modelos de PCR. Para los vinos tintos totales presentados, una buena capacidad de prediccin para las calibraciones de PCR no se logr para todos los compuestos polifenlicos.

Sin embargo , cuando se estaba obteniendo los modelos para cada DO, valores superiores a 1.4 del RPD se obtuvo para algunos compuestos . En la DO Ras Baixas , los modelos de trans -resveratrol y quercetina se pueden utilizar para fines de prediccin con valores de RPD de 1,42 y 1,43 , respectivamente.En la DO Ribeira Sacra, los modelos de la quercetina , oenin y cido sirngico se pueden utilizar para fines de prediccin con valores de RPD de 1,41 , 2,08 y 1,72, respectivamente. Las diferencias encontradas utilizando el conjunto total de datos y utilizando slo los datos de cada sugieren que un efecto de la regin salidas. Tienen diferentes condiciones climticas y topogrficas que permiten vinos con diferentes espectros de los dems.El efecto que se encuentra en el DO puede deberse tambin a la variedad de uva . Entonces , tambin se obtuvo modelos para los vinos tintos monovarietales de uva menca . En este caso , los modelos de cido sirngico catequina, malvin , oenin y mostraron valores de RPD de 2,57 , 1,50 , 3,35 y 1,63 , respectivamente. Los modelos para la catequina y oenin se pueden considerar como excelente siguiendo los criterios citados anteriormente .PLS modelos tambin pueden predecir composicin para los compuestos polifenlicos analizados en este estudio . En algunos casos, el enfoque de PLS es mejor que la PCR . Los modelos tambin se obtuvieron por regresin PLS y la Tabla 3 muestra los valores de RPD para los mejores tratamientos previos para cada modelo de PLS .En el caso de los modelos de PCR , valores inferiores a 1,4 se obtuvo para el total de los espectros de los vinos tintos . Sin embargo, utilizando la regresin PLS , predicciones confiables se obtuvieron para catequina y oenin con valores de RPD de 1,66 y 1,65 , respectivamente.Para los vinos tintos DO Ras Baixas , todos los valores de RPD fueron ms de 1,4 , lo que significa que los modelos son confiables. El RPD fue de 1.42 para la epicatequina , 1,50 para el trans-resveratrol , 1,49 para malvin , 1,54 para la quercetina , 1,63 para el cido sirngico , 1,65 para oenin y 1,71 para la catequina . Todos estos compuestos polifenlicos se pudo determinar rpidamente por UV -VIS -NIR espectroscopa en la DO Ras Baixas. Los mejores tratamientos previos para el trans-resveratrol y oenin eran SNV , para la quercetina fue pre - tratamiento derivado primera , para catequina y epicatequina se SNV + De - tendencia de pre - tratamiento , para malvina fue MSC pre - tretament y para el cido sirngico el uso de SNV + De- trending + segundo deriva de pre- tratamiento.Para la DO Ribeira sacra , que no era posible con los modelos fiables obtenidos para todos los compuestos . PLS Modelos para la quercetina , epicatequina, oenin y cido sirngico mostraron valores de RPD ms de 1,5 . El modelo para oenin puede considerarse excelente, con un valor RPD de 2,08 . Para los vinos tintos de menca de tanto hacer, se obtuvieron modelos fiables para la catequina, malvin , oenin y cido sirngico . Los modelos PLS para catequina y oenin con valores de RPD de 3,24 y 3,00 , respectivamente , se pueden calificar como excelente. Puede estar relacionado con la alta concentracin de lo que se encuentran en los vinos tintos , que evitanruido experimental y ayuda a obtener buenos modelos. Como ltimo ejemplo , Fig.3shows the relationship between experimental valores and predicted para oenin . Se puede observar el buen acuerdo para todos los vinos .

CONCLUSIONESEn general, los modelos de calibracin de PCR mostraron peor fiable de la prediccin de que los modelos de PLS. UV-VIS-NIR datos espectrales con herramientas quimiomtricas pueden utilizarse para cuantificar compuestos polifenlicos con rapidez en los vinos tintos, pero el nmero de compuestos que pueden ser determinantes depende de la denominacin de origen (DO). Para los vinos tintos de la DO Ras Baixas, todos los compuestos polifenlicos estudiados se pueden determinar de forma rpida mediante espectroscopia UV-VIS-NIR. Para los vinos tintos de la DO Ribeira Sacra, fue posible determinar la quercetina, epicatequina, oenin y cido sirngico. Para los vinos tintos de menca, catequina y oenin se pueden determinar por espectroscopia UV-VIS-NIR, sin tener en cuenta el origen geogrfico.