Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.14/15915
Título: Changes in the volatile fraction composition of port wines during aging : a mechanistic approach
Autor: Monforte, Ana Rita Araújo da Silva Monteiro
Orientador: Ferreira, António César Silva
Data de Defesa: 9-Dez-2013
Resumo: Os produtos alimentares durante o seu tempo de vida útil sofrem modificações químicas provocadas por conjuntos de reações reguladas por princípios termodinâmicos, sendo estas tradicionalmente agrupadas em diversos mecanismos. No processamento alimentar destaca-se a reação de Maillard que é dos mais descritos nos alimentos. O conhecimento da “mecânica” das reações e da sua possível interligação é fulcral para a compreensão e consequentemente para a monitorização da qualidade alimentar. Neste contexto, surge a motivação deste trabalho: elucidar sobre a possível interligação entre a reação de Maillard e a oxidação durante o envelhecimento do Vinho do Porto. De que forma estes mecanismos são afectados por parâmetros tecnológicos, como o oxigénio e a temperatura. E por fim saber de que forma podem ser controlados e assim providenciar formas de gerir o processo de envelhecimento e consequentemente a qualidade do produto. Foram usados vinhos envelhecidos durante 63 dias sob diferentes condições de oxigénio e temperatura e vinhos de diferentes idades que foram analisados por cromatografia gasosa acoplada a um detetor de ionização por chama e por espectrometria de massa. Compostos marcadores da reação de Maillard, oxidação e de um possível mecanismo que resulta da junção dos 2 que dá origem ao sotolon foram quantificados e calculados os respetivos parâmetros cinéticos, posteriormente usados para através de simulações de Monte Carlo prever a composição de vinhos armazenados em diferentes condições. Os perfis cromatográficos i.e. vetores de intensidade vs. tempos de retenção foram usados como impressões digitais químicos para encontrar mais marcadores relacionados com o processo. Foi criada uma nova técnica de visualização de cromatogramas que consiste na construção de uma rede com conexões (correlações de Pearson) entre tempos de retenção (compostos). Os parâmetros cinéticos demonstraram que a formação de sotolon é dependente do oxigénio e da temperatura, observando-se um efeito sinérgico entre ambos o que sustenta a hipótese da sua formação estar relacionada com o mecanismos de Maillard e a oxidação. As simulações demonstram que o efeito da temperatura tem maior impacto em vinhos armazenados em recipientes com elevada permeabilidade ao oxigénio (barris) do que naqueles com baixa permeabilidade (garrafas com rolha de cortiça). O uso dos perfis cromatográficos permite classificar as amostras de diferentes idades e encontrar mais marcadores relacionados com o processo. A reconstrução de redes é útil na priorização da identificação dos biomarcadores assim como permite uma visualização das cinéticas destes, compostos próximos têm a mesma expressão temporal e consequentemente obedecem á mesma ordem cinética e verificou-se que compostos agrupados são sensíveis aos mesmos parâmetros tecnológicos (oxigénio e temperatura). O controlo de parâmetros tecnológicos permite modular o perfil sensorial do vinho do Porto e consequentemente a sua qualidade. Este conhecimento tem elevado valor para a indústria porque permite gerir a qualidade e consequentemente aumentar o valor do produto.
A food product during shelf life suffers chemical changes, caused by sets of reactions regulated by thermodynamics principles forming several mechanisms. In food processing, Maillard reaction is probably the most described. The knowledge of the different mechanism and their possible interconnections is central to understand and consequently monitor food quality. It is within this context, that the motivation of this thesis arose: to provide insights about the inter- connections between the Maillard reaction and oxidation during Port wine aging and how these mechanisms will be affected by technological parameters such as temperature and oxygen. Conclusively know how they can be controlled and thus provide ways to manage the aging process and consequently the quality of the product. In this context wines used were aged for 63 days under different conditions of temperature and oxygen and wines of different ages were analyzed by gas chromatography coupled to a flame ionization detector and to mass spectrometry. Marker compounds of Maillard reaction, oxidation and from a possible mechanism that outcomes from the previous ones which leads to sotolon were quantified and was calculated the respective kinetic parameters, these were used for through Monte Carlo simulations predict the composition of wine stored in different conditions of oxygen and temperature. The chromatographic profiles (vectors of intensity vs. retention times) were used as chemical fingerprints to find out more markers related with the process. A new approach for chromatographic data visualization was created consisting in a network of connections (Pearson correlations) between retention times (compounds). The kinetic parameters have shown that the formation of sotolon is highly dependent upon oxygen and temperature. Kinetics models with Monte Carlo simulations where applied and on the basis of the modeling predictions, it would seem that the temperature of a cellar would have a more significant impact on the Port wines stored in containers where the oxygen intake is higher (barrels) when compared to containers with low oxygen permeability (bottles with cork stoppers). The use of chromatographic profiles as samples fingerprints allows classifying samples of different ages and finding more markers related to the process. The network reconstruction provides considerably more information in an effort to understand the probable kinetic contexts of the molecules represented by peaks in each chromatogram. The technology developed in the study allows the modulation of the Port sensory profiles and consequently contributes to quality improvement. This knowledge has high value for the industry because it allows the management of the quality and therefore the increment of the product value.
URI: http://hdl.handle.net/10400.14/15915
Aparece nas colecções:ESB - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations
R - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations

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