Il livello di maturazione dell’uva alla vendemmia è il primo fattore che influenza la qualità del vino. I parametri più frequentemente usati per monitorare il grado di maturazione dell’uva sono: contenuto di zuccheri, pH, acidità, composizione fenolica. Quest’ultima viene determinata con analisi che richiedono strumentazioni costose e personale qualificato. In alternativa, il viticoltore effettua una valutazione visiva del colore, dovuto dagli antociani, ovvero pigmenti vegetali il cui contenuto aumenta col procedere della maturazione. Tuttavia, la valutazione visiva è intrinsecamente soggettiva e quindi scarsamente attendibile e riproducibile. Da questo contesto nasce l’idea di acquisire immagini a colori dei campioni di uva e di sviluppare un metodo automatizzato in grado di estrarre in tempo reale informazioni dalle immagini, allo scopo di fornire un sistema di misura oggettivo, rapido e a basso costo dei pigmenti presenti nel campione e indicativi della maturazione.
Schema di funzionamento del dispositivo
Il dispositivo sviluppato consente di acquisire, per mezzo di uno smartphone, immagini a colori di campioni di uva all’interno di una camera chiusa. Tale camera è stata progettata per garantire l’acquisizione delle immagini in condizioni di illuminazione controllata. Differenze nel colore di diversi campioni devono infatti essere attribuite solo a differenze di composizione reali tra i campioni, e non a differenze nelle condizioni in cui sono state acquisite le immagini. Le immagini geolocalizzate vengono quindi inviate a un server, mediante una app dedicata. Qui avviene l’archiviazione e l’elaborazione delle immagini: un algoritmo mette in relazione il colore del campione con le sue caratteristiche chimico-fisiche. I risultati ottenuti dall’elaborazione sul server vengono re-inviati allo smartphone e visualizzati in tempo reale. Si ottiene così un sistema di misura oggettivo, rapido e a basso costo di vari parametri indicativi della maturazione fenolica (contenuto dei principali antociani, indice di colore, tonalità, etc.). E’ anche possibile visualizzare i dati da desktop e rielaborarli in qualsiasi momento mediante un’interfaccia web che permette di visualizzare l’andamento dei parametri analizzati nelle diverse zone del vigneto e/o in funzione del tempo di analisi, creando mappe e curve di maturazione.
La determinazione dei parametri fenolici dell’uva viene effettuata attualmente mediante procedure analitiche classiche che richiedono strumentazioni costose e personale qualificato. Gli aspetti innovativi e vantaggiosi del dispositivo messo a punto possono essere riassunti come segue: • Economicità, velocità e semplicità d’uso; • Risultati in tempo reale: si possono quantificare circa 15 parametri analitici in pochi secondi, direttamente in vigneto; • Costi ridotti per consulenze presso laboratori esterni; • Minor numero di ore dedicate alle analisi e minore uso di reattivi chimici.
• Analisi in vigneto in tempo reale di diversi parametri chimico-fisici indicativi della maturazione fenolica dell’uva; • Elaborazione e visualizzazione di mappe e curve di maturazione; la semplicità di esecuzione consente di aumentare la frequenza e il numero dei controlli, anche in assenza di personale specializzato; • Archivio di dati storici (corredati di data/ora, coordinate GPS, valori dei parametri di colore) e data sharing; • Possibilità di vendemmia differenziata in diverse aree del vigneto o separazione delle uve con diversi gradi di maturità fenolica.
Schermate della app per smartphone
Determinazione in campo di valori di parametri indicativi dello stato di maturazione fenolica su uve Ancellotta e Lambrusco Salamino
Il dispositivo messo a punto nell'ambito del progetto POR-FESR SOSTINNOVI è stato utilizzato nelle annate 2016 e 2017 per raccogliere immagini di campioni di uva rossa di due diverse varietà di interesse regionale (Ancellotta e Lambrusco Salamino) a diverso stadio di maturazione. Gli stessi campioni sono stati analizzati in laboratorio per ottenere i valori di riferimento di diversi parametri indicativi dello stato di maturazione fenolica quali, ad esempio, indice di colore, tonalità, contenuto di polifenoli totali, antociani totali, e diverse tipologie di antociani. Le immagini sono state elaborate per mettere a punto un modello matematico che elabora l’informazione relativa al colore dell’immagine del campione di uva considerato. Tale modello è stato implementato in una apposita app che permette di visualizzare in tempo reale i parametri di maturazione del campione. Inoltre, è stata sviluppata anche un’applicazione lato desktop che consente l’analisi di tutte le scansioni presenti sulla piattaforma, l’esportazione dei dati e la valutazione in tempo reale dell’andamento della maturazione fenolica tramite la visualizzazione di mappe e curve di maturazione. I risultati ottenuti dimostrano che l’errore associato alla predizione dei parametri di interesse mediante il dispositivo risulta assolutamente compatibile con le esigenze degli operatori in campo viticolo-enologico.
BIOGEST-SITEIA Emilia Wine Sca Kode srl
E’ necessario ampliare lo studio con la costruzione e la validazione di modelli di calibrazione per altri vitigni a bacca rossa, nonché migliorare la robustezza dei modelli di calibrazione con campioni provenienti da diverse annate. Inoltre va perfezionato il design del dispositivo, adattando la camera di acquisizione delle immagini a diverse marche e modelli di smartphone.
Esempio dei risultati che è possibile visualizzare su desktop