DE60001733T2

DE60001733T2 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der qualität von trauben

Info

Publication number: DE60001733T2
Application number: DE60001733T
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Carcereri De Prati; Emilio Celotti
Original assignee: UNI DEGLI STUDI DI UDINE UDINE; Universita degli Studi di Udine
Current assignee: UNI DEGLI STUDI DI UDINE UDINE; Universita degli Studi di Udine
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2020-04-26
Also published as: US6538741B2; IT1311016B1; EP1175603A1; US20020048021A1; AU3667700A; WO2000066986A1; ITUD990086A1; EP1175603B1; ES2192172T3; DE60001733D1; ITUD990086A0

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren, um die Qualität von Trauben zu bestimmen.
Die Erfindung betrifft auch die Vorrichtung, die geeignet ist, um das Verfahren zu realisieren.
Die Erfindung wird meistens aber nicht ausschließlich auf dem Gebiet der Weinherstellung angewandt, um eine strenge und selektive Bestimmung der Qualität einer Probe von Traubensaft durchzuführen, um den Qualitätsgrad der Trauben, von denen der Saft erhalten wurde zu unterscheiden und um seine Klassifizierung entsprechend seiner aktuellen Polyphenolzusammensetzung und -eigenschaften zu erlauben.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bei dem Stand der Technik und in dem Gebiet der Bestimmung der Qualität von Traubensaft, der aus einer speziellen Charge von Trauben gewonnen wurde und/oder der Trauben selbst, von welchen der Saft stammt, liefert das zur Zeit am meisten verwendete Verfahren eine Analyse des Zuckergehalts der Probe.
Dieses Verfahren ist manchmal integriert in einer, oder seltener ersetzt durch eine Analyse des titrierbaren Säuregehalts der Probe, um weitere Informationen zu erhalten und um es zu erlauben, dass die Probe verlässlicher und streng in eine bestimmte Rohstoffklasse eingeteilt wird.
Die Analyse des titrierbaren Säuregehalts benötigt jedoch Gerät, das nicht immer vorliegt und Zeit, was manchmal nicht in Übereinstimmung mit den Anforderungen der Erzeugerfirmen steht.
Darüber hinaus sind die Faktoren, welche die Qualität der Trauben und allgemein von Frucht- und Gemüsesäften bestimmen nicht nur auf das Vorhandensein und den Prozentsatz von Zuckern und/oder Säuren, die in dem Saft gelöst sind beschränkt; sie sind auch mit dem Vorhandensein von speziellen Substanzen hauptsächlich solchen wie polyphenolischen und aromatischen Substanzen verbunden.
Gegenwärtig wird jedoch der Prozentsatz von diesen Substanzen in den Trauben nie bestimmt, wenn die technologischen Verfahren zur Umformung der Trauben in Wein begonnen werden.
Deshalb ist die Rohstoffklassifizierung der verschiedenen Traubenqualitäten nicht streng und liefert keine wirksame, selektive und objektive Unterscheidung in eine Vielzahl von Qualitätsstufen entsprechend den aktuellen Zusammensetzungseigenschaften der Säfte, welche aus den verschiedenen Chargen von Trauben erhalten werden.
Verschiedene Lösungen wurden entsprechend dem Stand der Technik vorgeschlagen, welche eine kolorimetrische Analyse eines Saftes benutzen, üblicherweise mit Lichtquellen, die im Infrarotbereich arbeiten ausgeführt, um einige seiner Eigenschaften zu bestimmen.
Zum Beispiel beschreibt der Artikel "Continuous Colorimetry" von F. M. Clydesdale aus dem Journal "Instrumentation in the Food and Beverage Industry ", Bd.2, 1973, Seite 33-43 ein Verfahren einer spektrophotometrischen Analyse, die an einer Vielzahl von Proben von Blaubeersaft durchgeführt wird, um den Gehalt an farbigen Pigmenten in den Proben zu untersuchen.
Der Zweck der Analyse ist es, auf eine analytische Weise Saftproben auszuwählen, die erwünschten sichtbaren Farbanforderungen entsprechen.
Dieses Dokument zeigt nicht, wie man Qualitätsklassen des Produkts aufbaut, von dem der Saft erhalten wurde in Übereinstimmung mit kolorimetrischen Analysen.
Der Artikel "Application for Near Infrared Spectroscopy for Predicting the Sugar Content of Fruit Juices" aus dem Journal of Food Science, Bd.49, 1984, Seite 995-998 beschreibt ein Verfahren zur spektophotoskopischen Analyse, um auf analytische Weise den Zuckergehalt im Saft zu finden.
Auch in diesem Fall findet sich kein Bezug auf eine Klassifizierung des grundlegenden Lebensmittelprodukts entsprechend der kolorimetrischen Analyse.
Das Dokument WO-A-95/21242 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Farben von Bier und seines Bitterkeitsgrades durch Beleuchtung des Biers mit einem Licht einer speziellen Wellenlänge, die seine Iso-α-Säuren veranlasst zu fluoreszieren, Aufzeichnung des Grades an Fluoreszenz und seinen Vergleich mit bekannten Referenz- Parametern.
Dieses Dokument zeigt auch kein Verfahren, ein Lebensmittelprodukt, das aus Saft hergestellt ist zu klassifizieren.
Darüber hinaus liefert keine der bekannten Lösungen eine Integration der Farb-Daten mit existierenden Instrumenten, zum Beispiel mit denen, welche den Zuckergehalt des Saftes überwachen.
Der vorliegende Erfinder und hat diese Erfindung ersonnen und ausgeführt, um diese Mängel auf eine kostengünstige, zweckmäßige und äußerst praktische Weise zu überwinden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung wird bekannt gemacht und gekennzeichnet durch die jeweiligen Hauptansprüche, während die abhängigen Ansprüche andere Eigenschaften der Idee der Hauptausführung beschreiben.
Der Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren zu erreichen und eine sich darauf beziehende Vorrichtung, das geeignet ist, eine objektive Bestimmung der Qualität eines Traubensaftes auszuführen, um die selektive Unterscheidung einer Vielzahl von Qualitätsstufen in Bezug auf das Grundprodukt, von welchem der Saft erhalten wird entsprechend der aktuellen Zusammensetzungseigenschaften des Saftes zu ermöglichen.
Ein weiterer Zweck ist es, eine Vorrichtung zur erhalten, die geeignet ist diese Qualitätsbestimmung die kostengünstig, praktisch und kompatibel mit existierenden Geräten ist durchzuführen.
Entsprechend der Erfindung liefert das Verfahren, zur Bestimmung der Qualität von Säf¬ ten, die aus Trauben erhalten werden eine Bestimmung der Anwesenheit und des Prozentsatzes von farbgebenden Substanzen in dem Saft durch Emission eines optischen Signals, das durch die Saftprobe tritt und dann der Aufzeichnung eines signifikanten kolorimetrischen Parameters.
Um genauer zu sein, liefert es die Erfindung, einen Lichtstrahl in Richtung einer zu analysierenden Saftprobe zu emittieren, das optische Signal, das durch diese Probe transmittiert wird zu empfangen und das empfangene optische Signal zu verarbeiten, um Informationen bezüglich des Vorhandenseins und des Prozentsatzes von farbgebenden Substanzen zu erlangen.
Bezüglich des Vorhandenseins und des Prozentsatzes dieser farbgebenden Substanzen liefert es die Erfindung eine analytische Klassifikation des zugrundeliegenden Frucht- oder Gemüseprodukts zu entwerfen, um die Trauben in eine Vielzahl von Qualitätsklassen zu unterteilen.
Bei einer bevorzugten Ausführung umfasst die Vorrichtung, welche das Verfahren entsprechend der Erfindung vollbringt:
- eine Lichtquelle verbunden mit einer faseroptischen Transmissionseinrichtung oder Führung, geeignet den Lichtstrahl durch die zu analysierende Saftprobe zu leiten,
- ein Empfangselement, bestehend aus einem faseroptischen Spektrometer, das geeignet ist die Transmission oder Absorption des zu analysierenden Saftes zu messen, und
- eine Verarbeitungseinheit, die mit spezieller Software ausgestattet ist, die geeignet ist, die Information, die sich auf die optischen Parameter bezieht, welche von dem Empfangselement aufgenommen werden zu empfangen und die Abschätzung des Gehalts an farbgebenden Substanzen in dem Saft zu liefern, aus der die Phenol-Qualität des zugrundeliegenden Frucht- oder Gemüseprodukts herausgefunden werden kann.
Die Verwendung einer faseroptischen Quelle ist nicht unbedingt notwendig, um die Erfindung zu vollbringen, aber sie ist vorzuziehen, da sie garantiert, dass die Analyse unmittelbar stattfindet und deshalb die Ergebnisse ebenso vorliegen.
Bei einer Ausführung der Erfindung besteht die Lichtquelle aus einer Quecksilberlampe und das faseroptische Spektrometer ist geeignet Lichtsignale zumindest im Bereich von Frequenzen zwischen 190 nm und 850 nm zu unterscheiden, das heißt grundsätzlich im sichtbaren und ultravioletten Bereich.
Entsprechend dem empfangenen Signal und dessen Position in dem Spektrum von Frequenzen, die durch das faseroptische Spektrometer unterschieden werden, ist die Verarbeitungseinheit in der Lage, den Gehalt an farbgebenden Substanzen (z. B. die Anthocyane oder die roten und/oder gelben Polymere), die in dem Traubensaft enthalten sind zu bestimmen und ist folglich in der Lage das grundlegende Produkt, z. B. die Trauben, zu einem definierten Qualitäts- und Rohstoffgrad zu klassifizieren.
Durch dieses Bestimmungskriterium, welches die Verfahren von Zucker- oder Säureklassifizierung, welche schon verwendet werden, integrieren oder ersetzen kann ist es möglich Trauben oder andere Frucht- und Gemüseprodukte strenger und selektiver zu unterscheiden, als dies bei dem Stand der Technik der Fallist. Es ist deshalb möglich sich eine Skala zu denken, die eine Vielzahl von Qualitätsgraden umfasst, innerhalb derer die verschiedenen Produkte, von denen die analysierten Säfte erhalten werden, platziert werden können entsprechend ihrem Gehalt ausgedrückt durch die farbgebenden Substanzen.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist die Vorrichtung, welche die kolorimetrische Bestimmung der Trauben erzielt in das vorhandene Gerät, das geeignet ist die Analyse des Zuckergehalts des Saftes auszuführen integriert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die beigefügten Figuren werden als ein nicht einschränkendes Beispiel angeführt und zeigen eine bevorzugte Ausführung der Erfindung wie folgt:
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm des Verfahrens entsprechend der Erfindung;
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung, die geeignet ist das Verfahren entsprechend der Erfindung zu erzielen;
Fig. 3a und 3b zeigen zwei experimentelle Graphen, welche sich auf die Verknüpfungen zwischen einem kolorimetrischen Parameter, der durch das Verfahren entsprechend der Erfindung überwacht wird und dem Vorhandensein von farbgebenden Substanzen in den Trauben, aus welchen die analysierte Saftprobe erhalten wird beziehen.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG

Mit Bezug auf Fig. 1 liefert ein Verfahren zur Bestimmung der Qualität von Traubensaft entsprechend der Erfindung einen ersten Schritt 10, um die zu analysierende Probe von Trauben auszuwählen gefolgt von einem Schritt 11, um die Saftprobe zu erhalten an der die kolorimetrische Analyse vorgenommen wird.
Die Saftprobe kann in einem erwünschten Schritt bei dem Prozess der Umformung des Saftes der kolorimetrischen Analyse unterworfen werden.
Zum Beispiel kann der Most analysiert werden, wenn er sich in der Zelle 12 der Refraktomerterstation 13 befindet, wo die Zuckeranalyse ausgeführt wird oder während Schritt 14, wenn er in die Tanks gefüllt wird oder es ist wiederum möglich den Most erhalten nach einem Verfahren 15 der Probenahme von Trauben zu analysieren. Entsprechend einer anderen Ausführung wird die kolorimetrische Analyse an dem Saft bei irgendeinem Zwischenschritt 16 wie auch immer während seiner Umformung durchgeführt.
Entsprechend der Erfindung liefert das Verfahren einen Schritt 17, um ein optisches Signal durch die zu analysierende Saftprobe mittels einer geeigneten Lichtquelle 18 zu emittierten und einen Schritt 19, das optische Signal das durch die Saftprobe hindurchgeschickt wurde zu erfassen.
Der Erfassungsschritt wird in diesem Fall durch ein faseroptisches Spektrometer 20 vorgenommen, welches geeignet ist einen signifikanten kolorimetrischen Parameter, wie die Absorption und/oder Transmission der analysierten Saftprobe zu messen.
Das durch das Spektrometer 20 erfasste optische Signal wird einem Verarbeitungsvorgang 21 unterworfen, der von einer Verarbeitungseinheit 22 durchgeführt wird, die mit der spezifischen Software ausgestattet ist.
Die Verarbeitungseinheit 22 ist verbunden mit oder enthält eine Datenbank 23, die ein gespeichertes Archiv enthält, das eine Vielzahl von, z. B. experimentell erhaltenen Korrelationsparametern enthält, welche die optischen und kolorimetrischen Parameter, die von der analysierten Probe erhalten wurden mit den organischen Eigenschaften und den Zusammensetzungseigenschaften der analysierten Traubenprobe verknüpft.
Zum Beispiel erlaubt es diese Verarbeitung, einem Verfahren 24 der Verknüpfung des empfangenen optischen Signals mit der Anwesenheit und dem Prozentsatz der farbgebenden Substanzen, z. B. der Anthocyane oder der roten und/oder gelben Polymere in dem Saft zu folgen; oder es erlaubt, einem Verfahren 25 der Korrelation des optischen Signals mit der Zellreife der Traubenschalen zu folgen.
Die Verarbeitung des optischen Signals durch die Verarbeitungseinheit 22 erlaubt damit, eine Qualitätsklassifikation 26 der Trauben und möglicherweise auch des entsprechenden Saftes auf der Basis von deren aktuellen organischen Eigenschaften und Zusammensetzungseigenschaften zu erhalten.
Mit Hilfe eines vorangehenden Verfahrens 27 der Erstellung einer Qualitäts-Skala, die geeignet ist, eine spezifische Klasse mit einem bestimmten Prozentbereich von farbgebenden Substanzen in dem Saft zu verbinden, kann der Verarbeitungseinheit 22 ein Anzeigeverfahren 28 folgen, durch welches die Qualitätsklasse, zu der die Trauben, von denen wir die spezifische analysierte Saftprobe erhalten haben gehören identifiziert und angezeigt wird.
Die Anzeige 128 des Prozentsatzes oder/und absoluten Gehalts an farbgebenden Substanzen bei der spezifischen Saftprobe kann ebenfalls geliefert werden.
Das in Fig. 2 gezeigte Diagramm zeigt das Beispiel des Falles, bei dem die Qualitätsanalyse durch Überwachung eines durch eine Saftprobe hindurch geschickten optischen Signals in einer Zelle 12 durchgeführt wird, die mit der Refraktomerterstation 13 verbunden ist, in der die Analyse des Zuckergehalts des Saftes durchgeführt wird.
Diese Ausführung ist äußerst praktisch und kostengünstig, da sie das meiste Gerät, das schon vorliegt und zur Qualitätsanalyse des Traubensaftes verwendet wird ausnutzt.
In diesem Fall umfasst die Vorrichtung 29, die geeignet ist, die Analyse zu erhalten eine Lichtquelle 18, bestehend z. B. aus einer Quecksilberlampe 30, die geeignet ist einen Lichtstrahl, der in eine Führung 32 geleitet wird und ins Innere der Zelle 12 geschickt wird, welche die zu analysierende Saftprobe 31 enthält zu emittieren.
Das optische Signal 33, das überwacht wird, nachdem es durch den Saft 31 getreten ist und durch dieselbe Führung 32 oder mit Hilfe eines anderen geeigneten Leiters geleitet werden kann, wird durch ein faseroptisches Spektrometer 34, das geeignet ist, die charakteristischen optischen Parameter zu überwachen, wie zum Beispiel seine Transmission und/oder Absorption erfasst und an die Verarbeitungseinheit 22 gesandt.
Entsprechend den Daten, die durch das gespeicherte Archiv 23 geliefert werden, ist die Verarbeitungseinheit 22 in der Lage den analysierten Saft entsprechend den Zusammensetzungseigenschaften zu klassifizieren und eine Qualitäts-Klassifikation der Ausgangs-Trauben mit einer gewünschten Anzahl von Qualitätsstufen, die im Voraus festgelegt werden aufzubauen.
Die Verarbeitungseinheit 22 ist deshalb geeignet die Qualitätsklasse 35a, 35b, 35c ... (in diesem Fall von I bis V) entsprechend dem spezifischen Typ von analysierter Traube oder analysiertem Saft anzuzeigen.
Die experimentell erhaltenen Graphen, die als Beispiele in den Fig. 3a und 3b gegeben sind, zeigen die Korrelation zwischen dem kolorimetrischen Parameter a*, bezogen auf die Farbqualität des optischen Signals und dem Prozentsatz an Anthocyanen, die in den Trauben vorhanden sind, ausgedrückt in Milligramm pro Liter untersucht an zwei unterschiedlichen Traubensorten, jeweils Corvina und Rondinella.
Verarbeitung des optischen Signals 33 durch faseroptische Überwachung erlaubt daher eine Klassifizierung der Traubenprobe entsprechend dem aktuellen Gehalt an farbgebenden Substanzen und damit eine qualitative Klassifizierung der Probe durch Verbindung eines Qualitätsgrades der Ausgangstrauben mit jedem Prozentsatz- Quantitätsbereich von diesen Substanzen in dem Saft.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Qualität von Trauben, das einen ersten Schritt der Detektion der Anwesenheit und des Prozentsatzes von farbgebenden Substanzen in dem Traubensaft durch Emission eines optischen Signals, das durch eine Saftprobe tritt, die durch Pressen einer Probe von zu analysierenden Trauben erhalten wird mit der anschließenden Detektion von zumindest einem signifikanten kolorimetrischen Parameter und einen zweiten Schritt der Korrelation des spezifischen Prozentwertes von farbgebenden Substanzen in der Saftprobe mit einer definierten und eindeutigen Qualitäts- und Rohstoffklasse der Trauben umfasst, wobei das Verfahren weiterhin einen vorhergehenden Schritt der Einrichtung einer Datenbank (23) umfasst, die ein gespeichertes Archiv enthält, das Korrelationsparameter beinhaltet, die in der Lage sind, die optischen und kolorimetrischen Parameter, die von der analysierten Saftprobe erhalten wurden mit den organischen Eigenschaften und den Zusammensetzungseigenschaften der Trauben zu korrelieren, wobei organische Eigenschaften und Zusammensetzungseigenschaften aus den phenolischen Eigenschaften der Traubenprobe, die der Qualitätsbestimmung unterworfen wurde bestehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Detektionsschritt mit einer Saftprobe durchgeführt wird, die gerade durch Pressen der Trauben während eines Probenahmeschritts erhalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, welches die Emission eines Lichtstrahls, der auf die zu analysierende Saftprobe gerichtet ist, den Empfang des optischen Signals, das durch die Saftprobe mit einem faseroptischen Spektrometer hindurch gesandt wird und die Verarbeitung des empfangenen optischen Signals durch eine Verarbeitungseinheit liefert, um den Prozentwert an farbgebenden Substanzen in dem Saft zu bestimmen, um die Qualitätsklasse zu definieren zur der die Trauben gehören und um die Qualitätsklasse anzuzeigen.

4. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Emission des optischen Signals nacheinander an einer Traubensaftprobe, die gerade während eines Probenahmeschritts gepresst wurde und bei einem erwünschten Schritt während des Prozesses der Umformung des Traubensaftes durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Emission des optischen Signals nacheinander an einer Saftprobe, die in einer Zelle (12) enthalten ist, die zur Zuckeranalyse eingerichtet ist oder bei dem Schritt des Einfüllens des Saftes in einen Tank durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die farbgebenden Substanzen Anthocyane sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die farbgebenden Substanzen rote oder gelbe Polymere sind.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der signifikante kolorimetrische Parameter Transmission ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der signifikante kolorimetrische Parameter Absorbtion ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, das einen vorausgehenden Schritt (27) des Ersinnens einer Qualitätsskala liefert, die geeignet ist eine spezifische Qualitäts- und Rohstoffklasse des Frucht- oder Gemüseprodukts mit einem bestimmten Prozentbereich von farbgebenden Substanzen in der analysierten Saftprobe zu verbinden.

11. Vorrichtung zur Bestimmung der Qualität von Trauben, die Einrichtungen (18, 32) zur Emission und Transmission eines Lichtstrahls durch eine Saftprobe (31), die durch Pressen einer zu analysierenden Traubenprobe erhalten wird, eine Empfangseinrichtung (34), die geeignet ist zumindest eine optische Parametereigenschaft der Saftprobe (31) zu messen und eine Verarbeitungseinrichtung (22), die geeignet ist die Information zu empfangen, welche sich auf die gemessenen optischen Parameter bezieht, um die Abschätzung des Prozentgehalts an farbgebenden Substanzen in der Saftprobe (31) zu liefern und um den Prozentgehalt mit einer definierten Qualitäts- und Rohstoffklasse der Trauben zu korrelieren umfasst, wobei die Verarbeitungseinrichtung (22) aus einer Verarbeitungseinheit, die zumindest mit einer Datenbank (23) verbunden ist, ein gespeichertes Archiv von Parametern der Korrelation zwischen dem empfangenen optischen Signal und dem Prozentgehalt der farbgebenden Substanzen in der Saftprobe (31) mit den organischen Eigenschaften und Zusammensetzungseigenschaften der Traubenprobe umfasst, wobei die organischen Eigenschaften und Zusammensetzungseigenschaften aus den phenolischen Eigenschaften der Traubenprobe, die der Qualitätsbestimmung unterworfen wurde bestehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Emissionseinrichtung (18) aus einer Quecksilberlampe (30) besteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Vorrichtung (32) zur Emission und Transmission eines Lichtstrahl aus einer faseroptischen Führung besteht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Empfangsvorrichtung (34) aus einem faseroptischen Spektrometer besteht.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das faseroptische Spektrometer geeignet ist die Frequenzen des optischen Signals, das in einem Bereich zwischen 190 nm und 850 nm empfangen wird zu unterscheiden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11, die geeignet ist, in die Refraktometer-Station (13), welche die Analyse des Zuckergehalts der Saftprobe (31) durchführt, integriert zu werden.