Формалізація зв'язків між сортовими та якісними показниками білих столових вин

Формалізація та моделювання причинно-наслідкових зв'язків між сортами винограду та показниками якості білих сортових столових вин
Є.В. КУШНЕРАБА, канд. техн. наук;
Т.І. ГУГУЧКІНА, доктор сільськогосподарських наук, професор;
М.І. ПАНКІН, к.т.н. сільськогосподарських наук, доцент
Північно-Кавказький зональний науково-дослідний інститут садівництва і виноградарства
А.Н. БАЙДАКОВ, доктор екон. наук, професор;
А. Н. НАЗАРЕНКО, канд. екон. наук
ФДБОУ ВПО «Ставропольський державний аграрний університет»
Ключові слова: вино, сорт винограду, кореляційно-регресійний аналіз, моделювання, показники якості
Ключові слова: вино, сорт винограду, кореляційно-регресивний аналіз, моделювання, показник якості

Об'єкти та методи дослідження.

Концентрацію летких ароматичних сполук визначали методами газорідинної хроматографії на хроматографі «Кристал-2000М» та газової хроматомас-спектрометрії на приладі «Perkin Elmer Clarus 600 T»; біологічно активні речовини, органічні кислоти, катіони металів, амінокислоти - методом капілярного електрофорезу на апараті Kapel 105 R. Дослідження якісного та кількісного складу фенольних сполук проводили колориметричним методом.
Експериментальні дані обробляли на комп’ютері за допомогою спеціальної програми Microsoft Office Excel (версія 2003) [3]. Для підтвердження припущення про визначальний вплив фізико-хімічного складу вина на дегустаційну оцінку в роботі використано методи кореляційного та регресійного аналізів. Математичну обробку експериментальних даних, отриманих у результаті дослідницької роботи, проводили за схемою (рис. 1).

Актуальність.

Якість виноградного вина безпосередньо залежить від якості винограду, а також від фізико-хімічних показників складу вина, що утворюється в результаті бродіння виноградного сусла під впливом застосовуваних технологічних прийомів, рас дріжджів, біоактиваторів, стабілізуючих речовин та ін.
Попередні дослідження [1, 2], спрямовані на з’ясування причинно-наслідкових зв’язків між цукристістю та кислотністю ягід винограду, урожаєм і дегустаційною оцінкою з конкретними метеорологічними факторами, дозволили отримати робочі моделі залежності дегустаційної оцінки від урожайності винограду та його фізико-хімічних показників. Математичні моделі, що виражають залежність якості сортового вина від фізико-хімічних показників складу виноробної продукції, не створені, хоча їх розробка є актуальною, оскільки вони дозволяють виявити вплив раніше неврахованих факторів, прогнозувати та виготовляти високоякісні вина із заданими властивостями.
Методами математичного моделювання та теорії планування досліджено фізико-хімічний склад і якість дослідних зразків сортових сухих столових вин, отриманих із сортів Аліготе, Ауасірхуа, Рислінг Рейнський та Совіньйон Блан, за 44 показниками фізико-хімічного складу, зокрема ароматичних компонентів, катіонів металів, фенольних сполук, амінокислот, органічних кислот, вітаміноподібних. речовин, органолептична оцінка.

Рис. 1. Алгоритм кореляційно-регресійного аналізу впливу фізико-хімічного складу вин на дегустаційну оцінку

Таблиця 1

Таблиця 2

Індикатор	Дисперсійний аналіз
	df		РС	Ф	Значення Ф
регресія	4	0,676209	0,169052	24,6014652	0,000000023
Залишок	25	0,171791	0,006872
Всього	29	0,848

Результати та їх обговорення.

За допомогою кореляційного аналізу групи компонентів фізико-хімічного складу досліджуваних вин, отриманих із білих сортів винограду Аліготе, Рислінг Рейнський, Совіньйон Блан та Аусірхуа, визначено компоненти, які найбільше впливають на якість готового вина.
Математичні дослідження показали, що для сухих столових вин, виготовлених з аліготе, парні коефіцієнти кореляції мають такі значення: коефіцієнт кореляції дегустаційної оцінки та лимонної кислоти становить -0,485, дегустаційної оцінки та ізомасляної кислоти -0,561, дегустаційної оцінки та етиллактату = 0,528, а дегустаційної оцінки та метіоніну = 0,487.
Таким чином, за даними кореляційного аналізу, на якість експериментальних сухих столових вин Аліготе істотно впливають лимонна та ізомасляна кислоти, етиллактат і метіонін.
Отримані коефіцієнти кореляції дозволили провести подальший регресійний аналіз (табл. 1), перевірити статистичну значущість математичних розрахунків (табл. 2) та розрахувати коефіцієнти регресії (табл. 3), які в свою чергу дають змогу побудувати рівняння, що виражає залежність дегустаційної оцінки Υ сухих столових вин Аліготе від вмісту лимонної кислоти Х1, етиллактату. Х2, ізомасляна кислота Х3 і метіонін X4:

Значення коефіцієнта множинної детермінації R2 = 0,797 показує, що 79,7% загальної варіації результуючої ознаки пояснюється варіацією факторних характеристик X1, X2, X3 і X4.
За аналогічною математичною схемою проведено кореляційно-регресійний аналізи щодо результатів дослідження компонентів фізико-хімічного складу та дегустаційної оцінки сухих столових вин сортів винограду Аусірхуа, Рислінг Рейнський та Совіньон Блан (табл. 4, 5, 6, рис. 2).
Розраховані коефіцієнти регресії дозволили побудувати рівняння, що виражають залежність дегустаційної оцінки Υ від вмісту компонентів фізико-хімічного складу для кожного сорту: для сорту Аусирхуа –

де X1 — ацетальдегід, X2 — масляна кислота, X3 — ізовалеріанова кислота, X4 — серин, X5 — кальцій.

Таблиця 3

Індикатор	Розрахунок коефіцієнтів і стандартної похибки
	Коефіцієнт	Стандартна помилка	t-статистика	Р-значення	Нижні 95%	Топ 95%
Υ-перетин	8,016334	0,116071	69,06398	4.615E-30	7,7772807	8,255387
Лимонна кислота	-0,92051	0,349805	-2,63149	0,01435	-1,640948	-0,20007
Етиллактат	0,150759	0,027956	5,392798	1.353-05	0,0931831	0,208334
Ізомасляна кислота	-0,15294	0,038723	-3,94948	0,00056	-0,232687	-0,07318
метіонін	0,002662	0,000587	4,537159	0,000123	0,0014535	0,00387

Таблиця 4

Індикатор	Регресійна статистика математичної обробки компонентів і дегустаційної оцінки вин із сортів
Аусирхуа
множина Р	0,875551775
R-квадрат	0,76659091
Нормований R-квадрат	0,717964016
Стандартна помилка	0,106837975
Спостереження	30
Рислінг Рейнський
множина Р	0,792255838
R-квадрат	0,627669312
Нормований R-квадрат	0,568096402
Стандартна помилка	0,095678475
Спостереження	30
Совіньйон Блан
множина Р	0,828791596
R-квадрат	0,68689551
Нормований R-квадрат	0,636798791
Стандартна помилка	0,105853512
Спостереження	30

Таблиця 5

Індикатор	Дисперсійний аналіз
	df		РС	Ф	Значення Ф
Аусирхуа
регресія	5	0,899722	0,17994444	15,76475178	6.59
Залишок	24	0,273944	0,011414353
Всього	29	1,173667
Рислінг Рейнський
регресія	4	0,385807	0,096452	10,5361533	3.83
Залишок	25	0,228859	0,009154
Совіньйон Блан
регресія	4	0,614543	0,153636	13.71138732	4.76
Залишок	25	0,280124	0,011205

Значення коефіцієнта множинної детермінації R2 = 0,767 показує, що 76,7% сумарної варіації результуючої ознаки пояснюється варіацією факторних ознак Х1, Х2, Х3,
для сорту Рислінг Рейнський -

що 62,8% загальної варіації результуючої ознаки пояснюється варіацією факторних характеристик;
де X1 — янтарна кислота, X2 — фурфурол, X3 — етилвалерат, X4 — треонін.

Таблиця 6

Індикатор	Розрахунок коефіцієнтів і стандартної похибки
	Коефіцієнт	Стандартна помилка	t-статистика	Р-значення	Нижні 95%	Топ 95%
Аусирхуа
Y-перетин	8,541588516	0,146695	58,226879	2,35252	8,238825	8,844352
Оцтовий альдегід	-0,000749006	0,000258	-2,908316	0,007707	-0,00128	-0,00022
Масляна кислота	0,200059613	0,047273	4,2319966	0,000292	0,102493	0,297627
Ізовалеріанова кислота	-0,086582555	0,037375	-2,316602	0,029380	-0,16372	-0,00944
серин	-0,012418624	0,004902	-2,533201	0,018250	-0,02254	-0,0023
Кальцій	-0,007114726	0,002279	-3,122286	0,004632	-0,01182	-0,00241
Рислінг Рейнський
Y-перетин	8.140408658	0,09185	88,6272	9,27024	7,95124	8,329577
Бурштинова кислота	-0,277393729	0,086475	-3,20778	0,003645	-0,45549	-0,09929
Фурфурол	-0,025468563	0,019221	-1,32504	0,197142	-0,06505	0,014118
Етилвалерат	0,201286499	0,142864	1,408941	0,171169	-0,09295	0,49552
Треонін	0,003442216	0,000883	3,899093	0,000641	0,001624	0,00526
Совіньйон Блан
Y-перетин	7,601126273	0,131277	57,90154	3,68797	7,330757	7,871496
Винна кислота	0,137429557	0,038486	3,570912	0,001477	0,058166	0,216693
Яблучна кислота	-0,223956359	0,118887	-1,88377	0,071278	-0,46881	0,020897
Ізовалеріанова кислота	0,10594592	0,057089	1,855813	0,075306	-0,01163	0,223522
кавова кислота	0,021594349	0,011273	1,915508	0,066933	-0,00162	0,044812

Рис. 2. Вплив компонентів на фізико-хімічний склад сухих столових вин із сортів винограду

Показує значення кратного коефіцієнта детермінації R2=0,628
Аусірхуа (а), Рислінг Рейнський (б) та Совіньйон Блан (в) для дегустаційної оцінки сорту Совіньон Блан -
(4)
де X1 — винна кислота, X2 — молочна кислота, X3 — ізовалеріанова кислота, X4 — кавова кислота.
Значення множинного коефіцієнта детермінації R2 = 0,687 показує, що 68,7% сумарної варіації ефективної ознаки пояснюється варіацією факторних ознак Х1, Х2, Х3, Х4.
У результаті математичної обробки даних отримано математичні моделі залежності дегустаційної оцінки від фізико-хімічних показників столових сухих білих вин з урахуванням сорту винограду.
Кореляційний аналіз показав, що на якість експериментальних сухих столових вин Аліготе істотно впливають лимонна та ізомасляна кислоти, етиллактат і метіонін; з сорту Ауасирхуа - ацетальдегід, масляна, ізовалеріанова кислоти, серин, кальцій; із сорту Рислінг Рейнський - бурштинова кислота, фурфурол, етилвалерат, треонін; із сорту Совіньйон Блан - винна, молочна, ізовалеріанова, кавова кислоти.
Всі ці компоненти є продуктами бродіння і свідчать про те, що вино, вироблене з конкретного сорту винограду, є індивідуальним і має характерний набір ароматичних, амінокислотних і катіонних елементів, які впливають на його якість.

Висновки.

За допомогою методу математичної обробки експериментальних даних визначено показники фізико-хімічного складу сортових столових сухих білих вин, які найбільше впливають на їх якість. На основі кореляційно-регресійного аналізу та сучасної аналітичної основи отримано параметричні залежності якості сухих столових вин від показників фізико-хімічного складу для сортів винограду Аліготе, Совіньйон Блан, Рислінг Рейнський, Ауасирхуа.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Гугучкіна Т.І. Агроекологічна та технологічна стратегія використання винограду для виробництва високоякісних вин: автореф. дис. ... д-р сільськогосподарських наук Д.І. Гугучкіна. - Краснодар, 2002. 42 с.

Кушнерєва Є.В. Розробка параметричних залежностей якості столових вин від фізико-хімічних показників складу на основі кореляційно-регресійного аналізу та сучасної інформаційно-аналітичної бази / Є.В. Кушнерєва, Т.І. Гугучкіна, М.І. Панкін, Л.М. Лопатіна // Вісник ВНЗ. Харчова технологія. 2011. Деп. У ВІНІТІ 25.02.2011, № 85132011. 18 с.

Макарова Н.В. Статистика в Excel/H.B. Макарова, В.Я. Трофимець. - М.: Фінанси і статистика, 2002. 368 с.

Ще почитати:

Міжнародні відносини о найменуванні шампанського та хереса

В чому різниця між шампанським, просеко та ігристим вином?

Отримання червоних ігристих вин пляшковим способом з винограду перспективних сортів

Ігристі вина

Токайські вина

У нашому блозі «Приватна Марка» багато цікавого контенту: новинки ринку виноробства, крафтові рецепти наших технологів, влоги на різні теми. Дистиляція, крафтові винокурні, виробництво крафтового сидру, крафтовий квас, рецептура сидру, виробництво крафтових напоїв за нашими рецептами, виробництво спирту в промислових масштабах. Це та багато іншого цікавого у блозі «Приватна Марка Україна» та мережі магазинів «Винороб».

Наприклад, ви вирішили відкрити сироварню, ковбасний цех або почати пекти крафтовий хліб — welcome! Ми завжди допоможемо: надамо рецептуру, забезпечимо всі витратні матеріали, відправимо нашого технолога, складемо технологічну карту, встановимо все обладнання, сертифікуємо виробництво, відкриємо для вас завод з нуля, виноробні, цехи, виноградники, налагодимо готовий продукт із виходом на ринок. Ми — компанія повного циклу: маємо багато представництв по всьому світу. Потрібна склотара, склобанки, медичний посуд, лабораторний посуд чи лабораторне обладнання — звертайтеся! У наших складах понад 900 тис. найменувань товарів та обладнання. Звертайтеся, не вагайтеся! Не важливо, де ви знаходитесь — у СНД, Європі, Америці чи Азії: ми маємо великий досвід. Privatna Marka йде в ногу з технологіями та інноваціями. Ми 20 років на ринку та відправили понад 1 млн посилок своїм клієнтам. Втілили багато креативних проєктів. Відкрили низку підприємств харчової промисловості, а також у непродовольчій та продовольчій групах технічних виробів. Втілили 147 комерційних проєктів у країнах СНД. Виробляємо 70 видів продукції власного виробництва в Україні, Німеччині та Китаї. У блозі ще більше цікавого та корисного.

Консультації за тел. +380 (67) 440-70-90
https://privatnamarka.com/
https://www.instagram.com/privatnamarka?igsh=MWt0NzNxbHJrbXh4ZQ==\
https://www.facebook.com/Privatnamarka
https://youtube.com/@privatnamarkacom?si=P5RH_spetEP3x_RQ\