Review

Fourier transform infrared spectroscopy in monitoring the wine production

Espectroscopia de infravermelho com transformada de fourier na monitorização da produção de vinho

¹ LEAF (Linking Landscape Environment Agriculture and Food) Research Center, Instituto Superior de Agronomia, Universidade de Lisboa, Tapada da Ajuda, 1349-017 Lisboa, Portugal
² CeFEMA (Centre of Physics and Engineering of Advanced Materials) Research Center, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, Av. Rovisco Pais, 1, 1049-001 Lisboa, Portugal

^* Corresponding author: Tel.: + 306972097472; e-mail: vasilikithanasi@isa.ulisboa.pt

Received: 20 December 2021
Accepted: 13 May 2022

Abstract

The complexity of the wine matrix makes monitoring of the winemaking process from the grapes to the final product crucial for the wine industry. In this context, analytical methodologies that can combine good accuracy, robustness, high sample throughput, “green character”, and by preference real-time analysis, are on-demand to create high-quality vitivinicultural products. In the last years, Fourier-transform Infrared Spectroscopy (FTIR) combined with chemometric analysis has been evaluated in several studies as an effective analytical tool for the wine sector. Some applications of FTIR spectroscopy have been already accepted by the wine industry, mainly for the prediction of basic oenological parameters, using portable and non-portable instruments, but still many others are waiting to be thoroughly developed. This literature review aims to provide a critical synopsis of the most important studies assessing grape and wine quality and authenticity, and to identify possible gaps for further research, meeting the needs of the modern wine industry and the expectations of most demanding consumers. The FTIR studies were grouped according to the main sampling material used - 1) leaves, stems, and berries; 2) grape must and wine applications - along with a summary of the basic limitations and future perspectives of this analytical technique.

Resumo

A complexidade da matriz do vinho torna a monitorização da sua produção, desde a maturação da uva até o produto final, fundamental para a indústria do vinho. Neste contexto, metodologias analíticas com boa exactidão, robustez, elevado rendimento de amostras, menos penalizadoras para o meio ambiente, e se possível capazes de fornecer resultados em tempo real, são muito importantes para a obtenção de produtos vitivinícolas de alta qualidade. Nos últimos anos, a Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) combinada com a análise quimiométrica tem sido avaliada em diversos estudos por ser uma ferramenta analítica apropriada para o setor vitivinícola. Algumas aplicações de FTIR já foram adoptadas pela indústria do vinho, principalmente para a predição de parâmetros enológicos básicos, através de instrumentos portáteis e não portáteis, mas há ainda um enorme potencial de desenvolvimento a explorar. A presente revisão da literatura tem como objetivo fornecer uma sinopse crítica dos estudos mais importantes realizados para avaliação da qualidade e autenticidade do vinho e identificar possíveis lacunas para investigação futura, indo ao encontro das necessidades da indústria vinícola moderna e das expectativas dos consumidores mais exigentes. Os estudos sobre FTIR foram agrupados de acordo com o principal material de amostragem - 1) folhas, engaços e bagos; 2) mostos e vinhos - juntamente com informação sobre as limitações básicas e perspectivas futuras desta técnica analítica.