KI hilft, die chemische Signatur edler Weine zu identifizieren

Ein Team der Universität Genf (UNIGE) hat in Zusammenarbeit mit dem Institut des sciences de la vigne et du vin der Universität Bordeaux die chemische Signatur von sieben Rotweinen identifiziert. Und das war kein Selbstläufer, da Verfahren, die zu diesem Zweck in der Vergangenheit getestet worden waren, nicht erfolgreich waren. "Das liegt an der hohen Komplexität der Mischungen und den Grenzen der bisherigen Methoden, die in gewisser Weise der Suche nach einer Nadel in der Mitte eines Heuhaufens gleichen", erklärt Alexandre Pouget, ordentlicher Professor an der Abteilung für grundlegende Neurowissenschaften der Medizinischen Fakultät der UNIGE.

Chromatographie und KI

Um Spitzenweine anhand ihrer chemischen Signatur zu identifizieren, nutzten die Forscher eine Technologie der künstlichen Intelligenz in Verbindung mit der Methode der "Gaschromatographie", die darin besteht, die Bestandteile einer Mischung aufgrund der Affinität zwischen zwei Stoffen zu trennen, erklärt die UNIGE in ihrer Pressemitteilung. Das Ergebnis sind Chromatogramme, die Peaks zeigen, die die molekularen Trennungen darstellen. In Wein sind diese Peaks aufgrund der großen Anzahl von Molekülen, aus denen die Substanz besteht, extrem zahlreich.

Mithilfe von Machine Learning trainierten die Forscher der Universitäten Genf und Bordeaux KI-Modelle darauf, wiederkehrende Muster in den aus diesen Chromatogrammen gebildeten Datensätzen aufzuspüren. "Anstatt bestimmte Peaks zu extrahieren und daraus Konzentrationen abzuleiten, konnten wir mit dieser Methode die kompletten Chromatogramme jedes Weins - die bis zu 30.000 Punkte umfassen können - einschliesslich des "Hintergrundrauschens" berücksichtigen und jedes Chromatogramm nach Eliminierung unnötiger Variablen auf zwei X- und Y-Koordinaten zusammenfassen", erklärt Michael Schartner, ehemaliger Postdoktorand an der UNIGE und Erstautor der Studie.

Jede Domäne hat eine eigene chemische Signatur

Die mit dieser Methode ermittelten Koordinaten ergaben sieben Punktwolken für ebenso viele Jahrgänge von Bordeauxweinen. "So konnten wir nachweisen, dass jedes Weingut eine eigene chemische Signatur hat. Wir haben auch festgestellt, dass drei Weine auf der rechten Seite und vier auf der linken Seite gruppiert waren, was den beiden Ufern der Garonne entspricht, an denen die Weingüter liegen", sagt Stéphanie Marchand, Forscherin am Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV) der Universität Bordeaux und Koautorin der Studie. Den Forschern zufolge lässt sich mit ihrer Technik die geografische Herkunft eines Weins mit 100-prozentiger Genauigkeit bestimmen.