project - EIP-AGRI Operational Group

QUALSHELL - Wine quality and shelf-life. Implementing wine quality evaluation procedures and process monitoring procedures
QUALSHELL - Qualità e shelf-Life del vino. Implementazione di procedimenti per la valutazione qualitativa dell’uva e il monitoraggio di processo

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Kontext

In Piedmont, 45,000 hectares are planted with vineyards, mainly distributed in the hills and in the alpine and pre-alpine areas. Regarding the company size, 58% of the total area is represented by medium-small companies with extension < 1 ha.
It is a quality production, with 88% of the total vineyards area destined to denomination cultivars, but with low yields per hectare: the territorial particularity, the fragmentation of the properties, the average size of the vineyards determine a physiological increase of the production costs of the grapes, pushing companies towards high quality productions, with a greater added value for the volume of wine produced.
In this sense, the possibility to measure objectively and quickly the overall quality of the grapes during maturation and at harvest, by identifying rapid and reproducible indexes to be combined with the traditional technological parameters (sugars, acids, secondary metabolites), is a tool to guarantee an adequate economic recognition for the vinegrowers more attentive to quality.
At the winery level, further improvements may derive from the introduction of systems that facilitate the monitoring of wines along the entire winemaking and ageing process, bringing organizational and management advantages both in terms of reducing operating costs and improving economic and environmental sustainability (rationalization in the use of environmental resources - water and energy - and reduction of the use of additives), suggesting the possibility of new quality certification systems, based also on process indexes, guarantee of objectivity and safety.

Objectives

L’obiettivo del progetto è quello di fornire alle aziende strumenti innovativi per misurare in modo rapido la composizione chimica delle uve a bacca rossa, consistenti nel calcolo di indici del contenuto in metaboliti secondari (polifenoli ed aromi) da impiegare per la valutazione della qualità globale e del valore commerciale delle uve, e di introdurre nelle aziende nuovi sistemi rapidi di monitoraggio dei vini in conservazione per migliorare l’efficienza dei controlli (riduzione dei rischi di alterazioni) a supporto delle aziende che attuano strategie volte ad ottimizzare il processo produttivo (enologia di precisione) e ridurre l’impiego di additivi (sostenibilità).

Objectives

The aim of the project is twofold: 1) providing wineries with innovative tools for rapid measurements of the chemical composition of red grapes, consisting in the calculation of indexes of the content in secondary metabolites (polyphenols and aromas) to be used for the assessment of the global quality and of the commercial value of the grapes; 2) introducing in wineries new rapid systems for monitoring ageing wines to improve the efficiency of the controls (reduction of risk of alterations), in order to support companies that implement strategies aimed at optimizing the production process (precision oenology) and at reducing the use of additives (sustainability).

Activities

The project is divided into 4 activities: the first (A1) concerns the development of rapid methods to evaluate the composition of red grapes by comparing these methods with conventional laboratory methods; the survey concerns grapes coming from different wineries that are representative of the variability of the territory. These methods will be used in the wineries (A2) for the characterization of the grapes and a computerized system will support the data collection. A similar procedure will be adopted for the development (A3) and the introduction in the wineries (A4) of rapid methods for the control of malolactic fermentation and the monitoring of ageing wines.

Activities

Il progetto si articola in 4 attività (A): la prima riguarda la messa a punto di metodi rapidi di valutazione della composizione di uve a bacca rossa attraverso il confronto di questi metodi con metodi convenzionali di laboratorio; l’indagine riguarda uve provenienti da realtà aziendali differenti rappresentative della variabilità del territorio. Questi metodi saranno impiegati nelle aziende (A2) per la caratterizzazione delle uve ed un sistema informatizzato supporterà la raccolta dei dati. Un procedimento analogo sarà adottato per la messa a punto (A3) e l’introduzione in azienda (A4) di metodi rapidi per il controllo della fermentazione malolattica e il monitoraggio dei vini in conservazione

Project details
Main funding source
Rural development 2014-2020 for Operational Groups
Rural Development Programme
2014IT06RDRP009 Italy - Rural Development Programme (Regional) - Piemonte
Ort
Main geographical location
Cuneo
Other geographical location
Asti

EUR 515093.94

Total budget

Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.

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4 Practice Abstracts

Innovation 4 consists in the development of a system for checking the conservation status of the wines and the assessment of the appearance of potential risks of oxidation. The system is developed using some Nebbiolo and Barbera wines which will be subjected to variable intakes of oxygen during storage. The chemical parameters currently used to evaluate the oxidative evolution of wines and those able to signal the presence of risk situations will be monitored in the laboratory. In parallel, measurements will be made with spectroscopy methods and the results obtained will be compared with those provided by laboratory analyzes. The procedures for the calculation of indices, derived from the rapid spectroscopic measurements, and able to allow an evaluation of the oxidative evolution of the wines, will be defined through the statistical elaboration of the collected data. The rapid monitoring systems will be introduced in the partner wineries, then the collection of data and the definition of the indices of the oxidation state of the wines will be carried out thanks to the connection of the instrumentation to a computerized system for collecting and processing data. The application in the wineries will allow to verify the sensitivity and reliability of these systems and to optimize the conditions and methods of use.

L’innovazione 4 consiste nella messa a punto di un sistema per il controllo dello stato di conservazione dei vini e la valutazione della comparsa di potenziali rischi di ossidazione. Il sistema è messo a punto impiegando alcuni vini Nebbiolo e Barbera sottoposti, durante la conservazione, ad apporti variabili di ossigeno. Su questi vini sono monitorati i parametri chimici di laboratorio, correntemente impiegati per valutare l’evoluzione ossidativa dei vini e quelli in grado di segnalarela presenza di situazioni di rischio. In parallelo sono effettuate misurazioni con l’impiego di metodi spettroscopici ed i risultati ottenuti sono confrontati con quelli forniti dalle analisi di laboratorio. Dall’elaborazione statistica dei dati raccolti sono definiti procedimenti per il calcolo di indici, ottenuti a partire dalle misurazioni spettroscopiche rapide, in grado di consentire una valutazione dell’evoluzione ossidativa dei vini. I sistemi rapidi di monitoraggio sono introdotti nelle cantine partner del progetto e la raccolta dei dati e l’elaborazione degli indici dello stato di ossidazione dei vini è agevolata grazie alla connessione della strumentazione ad un sistema informatizzato di raccolta ed elaborazione dati. L’applicazione in cantina consentirà di verificare la sensibilità e l’affidabilità di questi sistemi e di ottimizzarne le condizioni e le modalità di impiego.

Innovation 3 consists in the development of a process for monitoring the malolactic fermentation (MLF) of wines using rapid spectroscopic methods, followed by its introduction, for a validation on winery scale, in some partner companies of the project. The procedure for the control of MLF is developed by monitoring the evolution of the main chemical parameters that are indicators of the fermentation process, in particular the pH and the content of malic and lactic acids, with the use of current analytical laboratory methods and, in parallel, through the registration of spectra with the rapid methods. For this purpose, a representative sample of Barbera and Nebbiolo wines will be used, taken from the wineries before MLF and then inoculated with lactic acid bacteria. Rapid indices are therefore calculated to evaluate the progress of MLF, related to the analytical parameters. These procedures will then be tested in the wineries of the partner companies to verify the reliability of the results and optimize the conditions and methods of use.

L’innovazione 3 consiste nella messa a punto di un procedimento per il monitoraggio della fermentazione malolattica (FML) dei vini con l’impiego di metodi spettroscopici rapidi e della sua introduzione, per una validazione su scala di cantina, presso alcune aziende partner del progetto. Il procedimento per il controllo della FML è messo a punto attraverso il monitoraggio dell’evoluzione dei principali parametri chimici, indicatori del processo fermentativo, in particolare il pH, il contenuto in acido malico e lattico, con l’impiego dei correnti metodi analitici di laboratorio e, in parallelo, attraverso la registrazione degli spettri con i metodi rapidi. Allo scopo è impiegato un campione rappresentativo di vini Barbera e Nebbiolo, prelevati dalle cantine prima della effettuazione della FML e quindi inoculati con batteri lattici del commercio. Sono quindi calcolati indici rapidi per valutare l’andamento della FML, correlati ai parametri analitici. Questi procedimenti sono quindi testati presso le cantine delle aziende partner per verificarne l’affidabilità dei risultati e ottimizzarne le condizioni e le modalità di impiego.

Innovation 2 consists in the development and introduction in the partner wineries of a rapid method for determining the quality of Nebbiolo (for Barolo production) grapes at harvest time. These rapid methods consist of spectroscopic measurements with portable instrumentation for the calculation of quality indices, determined through the study of the relationships between the compositional parameters of the grapes and those of the corresponding wines at the end of alcoholic fermentation, both determined with the use of these rapid methods in combination with laboratory analytical methods. The analytical parameters used to evaluate the quality of the grapes concern both the polyphenolic and aromatic components of the grapes. The rapid measurements of vibrational spectroscopy involve different techniques, such as the medium/near infrared spectroscopy and UV, which will be compared with the measurements carried out in laboratory. On the basis of specific calibration curves for each parameter of interest the measurement uncertainty will be evaluated associated to the variability of the grape composition, and the reliability of the measurements will be increased. The data will be processed with chemometric models in order to develop predictive, fast and reliable methods. The acquisition of the sampling data will be carried out thanks to the connection of the instrumentation to a computerized data collection and processing system that will allow the calculation of the quality indexes.

L’innovazione 2 consiste nella messa a punto e nell’introduzione nelle aziende partner di una metodica rapida per la determinazione della qualità delle uve Nebbiolo da Barolo al momento della raccolta. Questi metodi rapidi consistono in misurazioni spettroscopiche con l’impiego di strumentazione portabile, per il calcolo di indici di qualità, determinati attraverso lo studio delle relazioni tra i parametri compositivi delle uve e quelli dei corrispondenti vini a fine fermentazione alcolica, entrambi determinati con l’impiego dei metodi rapidi e delle metodiche di laboratorio. I parametri analitici impiegati per la valutazione della qualità delle uve riguardano sia la componente polifenolica che aromatica. Le misure rapide di spettroscopia vibrazionale riguardano diverse tecniche quali spettroscopia del medio e vicino infrarosso e UV che saranno confrontate con quelle effettuate in laboratorio. In base alle curve di taratura specifiche per ciascun parametro di interesse sarà possibile valutare l’incertezza di misura data dalla variabilità della composizione delle uve ed aumentare il grado di affidabilità delle misurazioni. I dati verranno trattati con modelli chemiometrici per sviluppare metodi predittivi, veloci e affidabili. La rilevazione dei parametri analizzati sarà effettuata grazie alla connessione della strumentazione ad un sistema informatizzato di raccolta ed elaborazione datiper il calcolo degli indici di qualità.

Innovation 1 consists in the development and introduction in the partner wineries of a tool for the determination of the phenolic content of red grapes with rapid, non-destructive methods, to be used for monitoring the ripening of the grapes in the vineyard and for the determination of the ripeness degree at harvest or at conferment to the winery, in combination with the traditional methods for determining the sugar content and acidity, currently used by wineries.

These rapid methods consist of spectroscopic measurements with portable instrumentation. They are used for the calculation of indices correlated with the results of the laboratory analyzes performed in parallel on a representative sample of grapes. The measurements of vibrational spectroscopy involve different techniques such as the medium and near infrared spectroscopy. The acquisition of spectra during the period of polyphenolic maturation will allow the construction of calibration curves in order to calculate the measurement uncertainty due to the variability of the grapes composition and to increase the reliability of the measurements. The determination of the phenolic parameters with these rapid methods and the calculation of the compositional indices, when introducing the innovation in the cellar, will be facilitated through the connection of the instrumentation to a computerized system for collecting and processing data and calculating the indices.

L’innovazione 1 consiste nella messa a punto e nell’introduzione nelle aziende partner di una metodica per la determinazione della componente fenolica delle uve rosse con l’impiego di metodi rapidi non distruttivi da utilizzare per il monitoraggio della maturazione delle uve e per la determinazione del grado di maturazione delle stesse alla raccolta o del conferimento alla cantina in abbinamento ai metodi per la determinazione del contenuto zuccherino e dell’acidità, correntemente impiegati.

Questi metodi rapidi consistono in misurazioni spettroscopiche con l’impiego distrumentazione portabile. I dati ottenuti con essi sono impiegati per il calcolo di indici correlati con i risultati delle analisi di laboratorio condotte in parallelo su di un campione rappresentativo di uve. Le misuredi spettroscopia vibrazionale riguardano diverse tecniche quali spettroscopiadel medio e vicino infrarosso e UV.L’acquisizione di spettri durante il periodo della maturazione polifenolica permetteranno la costruzione di specifiche curve di taratura e sarà così possibile stabilire l’incertezza di misura dovuto alla variabilità della composizione delle uve ed aumentare il grado di affidabilità delle misurazioni. La rilevazione dei parametri fenolici con i metodi rapidi ed il calcolo degli indici compositivi, all’atto dell’introduzione dell’innovazione in cantina, sarà agevolata attraverso la connessione della strumentazione ad un sistema informatizzato di raccolta ed elaborazione dati e di calcolo degli indici.

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Contacts

Project coordinator

  • CONSIGLIO PER LA RICERCA IN AGRICOLTURA E L'ANALISI DELL'ECONOMIA AGRARIA - CENTRO DI RICERCA VITICOLTURA ED ENOLOGIA

    Project coordinator

Project partners

  • ANTICHI PODERI DEI MARCHESI DI BAROLO

    Project partner

  • AZIENDA AGRICOLA GRASSO SABINO

    Project partner

  • AZIENDA AGRICOLA IVALDI DARIO

    Project partner

  • AZIENDA AGRICOLA LA BRICCOLINA

    Project partner

  • AZIENDA AGRICOLA RUNCHET

    Project partner

  • AZIENDA AGRICOLA VIBERTI GIOVANNI

    Project partner

  • Az. Agr. FAVA GIANLUCA

    Project partner

  • CONFAGRICOLTURA CUNEO - UNIONE PROVINCIALE AGRICOLTORI

    Project partner

  • Dipartimento Scienze Agrarie, Forestali, Alimentari (DISAFA) - Università di Torino

    Project partner

  • ERINFORMATICA di CONIAMO

    Project partner

  • Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica - INRiM

    Project partner

  • PODERI ROCCANERA

    Project partner

  • TERRE DEL BAROLO

    Project partner

  • VASSALLO-DELFINO&P.

    Project partner

  • VOERZIO MARTINI

    Project partner