Хемометрика и спектроскопия: как Россия пытается приблизиться к мировым стандартам в виноделии и анализе вин

Попытки законодательного регулирования рынка отечественного вина потребуют стандартизации современных способов анализа, принятых на вооружение в большинстве винодельческих стран. По запросу госрегуляторов или по своему желанию российские ученые пытаются применить методы молодой и быстроразвивающейся области аналитической химии (хемометрики) для определения качества вин.

Данных больше – информации меньше

В последние пару десятилетий изменились подходы в сборе, хранении и математической обработке данных химического анализа. На стыке аналитической химии и информатики возникла новая наука – хемометрика. Она позволяет диагностировать тяжелые заболевания по составу слюны пациента, определять время и место чеканки древних монет, а также узнать сорт и регион происхождения вина.

До середины прошлого века химический анализ сводился к простой линейной задаче: соотнести сигнал (информацию об объекте) с откликом (данными от аналитического прибора). Сигналом могло быть содержание металла в руде или вируса в биологической жидкости, концентрация метанола в алкогольной продукции. Откликом – графики и спектры, которые генерирует компьютер аналитического прибора. Если речь идет об одном объекте и одном отклике, специалист-аналитик сам придает смысл максимумам и минимумам на графиках. С появлением быстродействующего химического оборудования и портативных компьютеров перед химиками возникла трудоемкая многомерная задача: как интерпретировать информацию о сериях многокомпонентных объектов, для каждого из которых прибор выдает тысячи откликов. Ни одному химику-аналитику не под силу осмыслить такой массив данных.

На самом деле перед ученым никто и не ставит такой задачи: информация о тысячах органических соединений, которые находятся в бокале вина, не имеет никакого практического смысла. Производителей и потребителей интересует весьма ограниченное число компонентов, как они влияют на органолептические свойства вина и как по ним можно выявлять подделки.

Напитки из одного сорта винограда или одной региональной принадлежности обладают сходным химическим составом. Данные химического анализа интерпретируют с помощью статистического метода главных компонент: на выходе специалисты получают двумерные карты распределений. Образцы напитков из одного и того же сорта и региона группируются на карте по областям. Если проверяемое на соответствие вино на карте оказывается вне своей «зоны», то продукт сфальсифицирован. По оценкам «винного детектива» Морин Дауни, каждая пятая бутылка вина на планете – подделка.