Fermentazione di uve appassite della varietà Corvina ad alta concentrazione zuccherina

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1 STUDI PRELIMINARI Fermentazione di uve appassite della varietà Corvina ad alta concentrazione zuccherina È stata valutata la cinetica di fermentazione impiegando un lievito commerciale, ibrido naturale tra S. cerevisiae e S. bayanus che, accomunando caratteristiche enologiche tipiche delle due specie, è particolarmente apprezzato per il buon vigore fermentativo a basse temperature e per la produzione di vini corposi come l Amarone Paola Malacrinò, Emanuele Tosi, Giacomo Zapparoli Tradizionalmente l appassimento delle uve, direttamente sulla vite o sui graticci, aveva lo scopo principale di concentrare gli zuccheri fermentescibili in modo da garantire l ottenimento di vini dolci o con un elevato tenore alcolico. Il miglioramento delle tecniche viticole, e quindi della qualità delle uve, e l introduzione di tecniche di appassimento condizionato hanno creato, soprattutto nelle annate favorevoli, il rischio di un eccessiva concentrazione di zuccheri che può ostacolare il normale svolgimento della fermentazione Tabella 1 - Composizione del mosto all ammostatura di uva Corvina appassita Valori Acidità totale (g/l in acido tartarico) 5,65 Zuccheri fermentescibili ( Brix) 35,4 Acido malico (g/l),71 Acido gluconico (g/l),4 Azoto prontamente assimilabile (mg/l) 325 ph 3,1 Uva Corvina in appassimento alcolica. Le cellule di lievito sono sottoposte a forti pressioni osmotiche che impediscono un adeguato ambientamento al mosto e quindi una loro rapida colonizzazione nelle fasi iniziali della fermentazione. Inoltre, elevate concentrazioni zuccherine portano alla produzione di alti tenori alcolici che possono risultare tossici per le cellule poiché inibiscono le loro attività metaboliche. Infatti l etanolo agisce sui meccanismi di trasporto intracellulare degli zuccheri determinando l arresto della fermentazione alcolica quando ancora la concentrazione di zuccheri residui è elevata (Bisson, 1999). I vini con elevato contenuto in zuccheri residui sono microbiologicamente instabili poiché sono esposti a probabili attacchi da parte di lieviti e batteri indesiderati che trovano negli stessi zuccheri una fonte nutritiva importante per il loro sviluppo. Per evitare questo rischio si può intervenire attraverso la diluizione della massa in fermentazione o la rimozione di etanolo per osmosi inversa, per poi far proseguire la fermentazione alcolica fino al loro esaurimento (Bisson e Butzke, 2). Anche l impiego di idonei lieviti starter, dotati di buona resistenza agli stress osmotici e di elevata alcol-tolleranza, può prevenire gli arresti fermentativi che si possono originare a causa dell alta concentrazione zuccherina nel mosto. È ben noto che i numerosi ceppi di Saccharomyces cerevisiae, disponibili in commercio come starter per la produzione di vino, hanno capacità fermentative differenti soprattutto quando sono sottoposti a condizioni di stress (Zuzuarregui e Del Olmo, 24). Pertanto, la resistenza agli stress osmotici e l alcol-tolleranza di un ceppo sono importanti caratteri tecnologici che devono essere presi in considerazione quando si vogliono vinificare uve con alta concentrazione zuccherina (Zambonelli, 1998). L ampio numero di ceppi commerciali oggi disponibili consente di soddisfare le esigenze dei produttori in normali condizioni di fermentazione. Tuttavia, per la gestione della fermentazione alcolica in condizioni di vinificazione anomale, quali quella rappresentata dalla presenza di elevate concentrazioni di zucchero nel mosto, le conoscenze dei limiti tecnologici di questi lieviti sono ancora scarse. In questo studio abbiamo valutato la cinetica fermentativa nella vinificazione di uve appassite della varietà Corvina ad alta concentrazione zuccherina impiegando un lievito commerciale ibrido naturale tra S. cerevisiae e S. bayanus che, accomunando caratteristiche enologiche tipiche delle due specie, è particolarmente apprezzato per il buon vigore fermentativo a basse temperature e per la produzione di vini corposi come l Amarone. Con la stagione calda e siccitosa del 23 si sono prodotte uve con un tenore zuccherino superiore ai 35 Brix dopo il loro appassimento naturale. La caratterizzazione tecnologica del lievito starter sottoposto a stress zuccherino ha fornito utili indicazioni sulla sua idoneità a condurre fermentazioni alcoliche in queste condizioni di vinificazione. L INFORMATORE A GRARIO 4/25 81

2 Materiali e metodi Per le microvinificazioni è stata utilizzata uva Corvina coltivata presso il Centro per la sperimentazione in vitivinicoltura della Provincia di Verona a San Floriano, raccolta nel settembre 23 e appassita per quattro mesi in plateau conservati all esterno. Le uve si presentavano in ottimo stato fitosanitario, come confermato anche dal basso contenuto in acido gluconico presente nel mosto, indicatore del grado di contaminazione delle muffe. Dopo la pigiatura e la pressatura delle uve, il mosto è stato ripetutamente mescolato, analizzato (tabella 1) e quindi frazionato in quattro aliquote delle quali due sono state diluite con l aggiunta di acqua potabile allo scopo di ridurre la concentrazione zuccherina. Successivamente le vinacce pressate sono state suddivise equamente per ogni singola tesi. Nelle condizioni sperimentali adottate e considerando, sulla base di precedenti esperienze di cantina, le capacità fermentative del lievito impiegato, si è deciso di diluire la massa di mosto in ragione del 15%, quantità di acqua minima necessaria per prevedere un completo esaurimento degli zuccheri. Il mosto tal quale e quello diluito sono stati frazionati, ciascuno in due aliquote di 15 L, e inoculati con circa 1 6 cellule di lievito (ibrido naturale S. cerevisiae- S. bayanus) nella forma secca attiva per millilitro di mosto, seguendo le istruzioni indicate dalla ditta produttrice. Le quattro tesi sono state microvinificate in damigiane di 3 L conservate in cantina e la temperatura esterna e quella della massa fermentante sono state monitorate quotidianamente (entrambe risultate tra 13 e 16 C). La concentrazione cellulare è stata determinata con la semina in piastra di diluizioni seriali di mosto-vino in terreno YPD (estratto di lievito 1%, peptone 1%, destrosio 2%). Le analisi dei vini sono state effettuate quando il consumo degli zuccheri si è arrestato. I componenti fissi del vino sono stati analizzati secondo i metodi classici, quelli volatili con gas cromatografo e il trans-resveratrolo con HPLC. Per l analisi statistica dei dati si è applicato il test F e il test t, considerando il livello di significatività con una probabilità inferiore a,5 (p <,5). Risultati Grafico 1 - Consumo di zuccheri fermentescibili nella fermentazione alcolica del mosto tal quale e diluito Zuccheri fermentescibili (g/l) Tempo (giorni) diluito tal quale Grafico 3 - Consumo specifico medio e massimo di zuccheri fermentescibili con mosto tal quale e diluito Consumo zuccheri fermentescibili (g/l/giorno) p <,14 p <,824 Cons. medio Cons. massimo Tal quale Diluito Grafico 2 - Produzione di etanolo nella fermentazione alcolica del mosto tal quale e diluito Etanolo (% vol.) Tempo (giorni) diluito tal quale Grafico 4 - Produzione specifica media e massima di etanolo con mosto tal quale e diluito Produzione di etanolo (g/l/giorno) p <,329 Prod. media Tal quale p <,382 Prod. massima Diluito La fermentazione alcolica è stata monitorata nel mosto tal quale e in quello diluito, determinando il consumo di zuccheri fermentescibili (grafico 1) e la conseguente produzione di etanolo (grafico 2). L elevata concentrazione zuccherina presente nel mosto non ha ostacolato un rapido avvio della fer- 82 L INFORMATORE A GRARIO 4/25 mentazione alcolica condotta in condizioni di cantina, indice di una buona capacità di adattamento delle cellule del lievito inoculato allo stress osmotico. Infatti, in tutte le tesi si è registrato un incremento della concentrazione cellulare in concomitanza dell inizio del consumo di zuccheri, raggiungendo oltre 1 9 cellule/ml in circa 1 giorni dal momento dell inoculo. In entrambi i casi si è verificato un arresto della fermentazione in quanto gli zuccheri non sono stati consumati totalmente. Infatti le concentrazioni degli zuccheri residui sono risultate superiori al valore limite di 2 g/l, generalmente accettato per considerare completata la fermentazione (tabella 2). Tuttavia, nelle damigiane con il mosto diluito è stato registrato un consumo di zuccheri fermentescibili del 98%, mentre in quelle con il mosto tal quale si è avuto un consumo dell 8%. Analizzando la produzione e la resa di etanolo e di glicerolo nel corso della fermentazione non sono state osservate differenze significative nei due casi. Anche il coefficiente di conversione degli zuccheri in etanolo è risultato non significativamente diverso nei due casi considerati ed è vicino a quello teorico di,615 a 15 C (Delfini, 1995), dimostrando il buon potere alcoligeno del lievito. I parametri analizzati relativi al metabolismo degli zuccheri hanno evidenziato un comportamento similare da parte del lievito impiegato in entrambe le concentrazioni zuccherine utilizzate in questa sperimentazione. Nei grafici 3 e 4 sono rappresentati rispettivamente il consumo e la produzione specifica media e massima di zuccheri ed etanolo, calcolati nel corso della fermentazione alcolica. Nella tesi diluita il consumo medio di zuccheri è risultato maggiore rispetto a quella non diluita, mentre, come è evidenziato anche dalle pendenze massime delle rispettive curve fermentative, in corrispondenza della fase tumultuosa della fermentazione (grafici 1 e 2), il consumo e la produzione massimi giornalieri di zucchero ed etanolo sono risultati simili per le due tesi. Nella tabella 3 sono mostrati i risultati delle analisi dei vini ottenuti dalla fermentazione alcolica del mosto tal quale e del mosto diluito. La composizione dei vini è risultata simile poiché dal confronto dei parametri fissi e volatili non sono emerse sostanziali differenze che possono incidere in modo marcato sulla qualità organolettica dei due campioni di vino ottenuti. Il vino

3 Tabella 2 - Metabolismo di zuccheri, etanolo e glicerolo nel mosto tal quale e diluito tal quale diluito Significatività (*) Zuccheri presenti nel mosto (g/l) 375,6 324,8 Zuccheri residui (g/l) 75,9 ± 1,7 6,3 ± 1,6,1 Zuccheri consumati (%) 8 98 Etanolo (% vol.) 18,4 ±, 19, ±,5,36 Glicerolo (g/l) 15,9 ±,1 19, ±,9,134 Resa in etanolo,49 ±,,47 ±,1,432 (g etanolo/g zuccheri consumati) Coefficiente di conversione di zuccheri,616 ±,1,598 ±,18,314 in etanolo (% vol. etanolo/% peso zuccheri consumati) Resa in glicerolo,5 ±,,6 ±,,178 (g glicerolo/g zuccheri consumati) (*) Risultato della probabilità calcolata con il test statistico F e t per p <,5. Tabella 3 - Composizione dei vini ottenuti dalla fermentazione di mosto tal quale e diluito tal quale diluito Significatività (*) Densità relativa a 2 C 1,18 ±,1,992 ±,,5 Estratto secco totale (g/l) 15, ± 2,2 4,7 ± 2,4,1 Ceneri (g/l) 3,3 ±,1 2,9 ±,,9 Azoto prontamente assimilabile (mg/l) 128,5 ± 9,2 1,8 ± 26,,37 SO 2 totale (mg/l) 22,5 ± 2,1 18, ± 2,8,223 Acidità totale (g/l) 6,3 ±,1 6,6 ±,5,574 Acidità volatile (g/l),83 ±,1,95 ±,13,412 Acido D-lattico (g/l),12 ±,7,3 ±,1,195 Acido L-lattico (g/l),1 ±,1,3 ±,1,293 Acido L-malico (g/l),52 ±,3,35 ±,2,445 Aldeide acetica (mg/l) 35,5 ±,7 28, ± 4,2,234 Acetato di etile (mg/l) 66,5 ±,7 79, ± 4,2,141 Lattato di etile (mg/l), ±, 4, ±,, 2-feniletanolo (mg/l) 38,5 ± 2,1 43, ± 4,2,35 1-butanolo (mg/l) 2, ±, 3,5 ±,7,25 2-metil-1-butanolo (mg/l) 43, ±, 5,5 ±,7,42 3-metil-1-butanolo (mg/l) 231,5 ± 2,1 239, ± 8,4,421 1-esanolo (mg/l) 5, ±, 2, ±,, 2-butanolo (mg/l) 1, ±, 1, ±, 1, 1-propanolo (mg/l) 71, ±, 7, ± 7,1,874 2-metil-1-propanolo (mg/l) 45, ±, 59, ± 1,4,45 Somma alcoli superiori (mg/l) 437, ± 4,2 468, ± 9,9,12 Trans-resveratrolo (mg/l),49 ±,7,81 ±,14,145 (*) Risultato della probabilità calcolata con il test statistico F e t per p <,5. prodotto dalla fermentazione parziale del mosto tal quale ha mostrato, a causa del maggiore residuo zuccherino, una più alta densità relativa e un contenuto superiore di estratto secco totale rispetto a quello prodotto da mosto diluito. In quest ultimo significativamente elevati sono stati i contenuti in lattato di etile, 2-metil-1-butanolo e di 2-metil-1-propanolo, sebbene la somma delle concentrazioni degli alcoli superiori sia risultata non significativamente diversa tra le due tesi. La produzione di elevate concentrazioni di acidità volatile, seppure sotto i parametri massimi consentiti dal disciplinare, con molta probabilità è attribuibile allo stress osmotico al quale le cellule sono state sottoposte, anche nelle tesi diluite. Precedenti studi hanno, infatti, dimostrato come alte concentrazioni zuccherine nel mosto originano vini con alto tenore in acido acetico (Caridi et al., 1999). Visto il modesto contenuto di acido D-lattico, riteniamo che solo una modesta parte dell acidità volatile possa essere di origine batterica, mentre attività fermentative a carico dell acido malico sono state escluse. Il completamento della fermentazione alcolica in mosti ad alta concentrazione zuccherina può essere ostacolato anche a causa della carenza di azoto necessario al lievito soprattutto per prolungare l attività fermentativa (Mendes-Ferreira et al., 24). In questi casi si consiglia l aggiunta di sali di ammonio in dosi proporzionali alla concentrazione di zuccheri. In questo studio l analisi dell APA ha evidenziato come il suo contenuto nel mosto, sia tal quale sia diluito, sia stato largamente in eccesso poiché si è registrato un consumo pari solo al 6-7% di quello presente. Conclusioni Allestimento delle prove nella cantina del Centro per la sperimentazione in vitivinicoltura della Provincia di Verona Il monitoraggio delle uve in appassimento è indispensabile per evitare una eccessiva concentrazione degli zuccheri e quindi il verificarsi di condizioni limite per la vinificazione. Nelle condizioni sperimentali testate in questo studio si è dimostrato che mosti con grado zuccherino pari a circa 32 Brix rappresentano il limite massimo di fermentabilità, intesa come capacità di portare a completo esaurimento gli zuccheri fermentescibili. I parametri misurati relativi alle cinetiche di fermentazione hanno evidenziato l idoneità del lievito sperimentato per il suo impiego in vinificazioni di uve appassite. Tuttavia, se con le condizioni sperimentali usate il consumo di zuccheri è risultato efficiente, non si può escludere che in situazioni meno favorevoli (presenza di Botritis nelle uve, carenze nutrizionali, basse temperature, ecc.) la fermentabilità del mosto possa essere ridotta. In questo caso anche in mosti con livelli zuccherini inferiori a 32 Brix si potrebbero verificare arresti fermentativi per la presenza di molteplici fattori non favorevoli allo sviluppo dello starter. La concentrazione di zuccheri nel mosto è solo uno dei tanti fattori ambientali che condizionano l attività metabolica dei lieviti. Di certo, la gestione della fermentazione alcolica nella vinificazione di uve appassite è più difficile di quella con uve fresche e per questo sono indispensabili ulteriori studi che possano chiarire meglio le cause degli arresti fermentativi e i loro effetti sulla qualità del vino. Paola Malacrinò Emanuele Tosi Centro per la sperimentazione in vitivinicoltura Provincia di Verona - Servizio Agricoltura San Floriano (Verona) paola.malacrino@provincia.vr.it emanuele.tosi@provincia.vr.it Giacomo Zapparoli Dipartimento scientifico e tecnologico Università di Verona giacomo.zapparoli@univr.it La bibliografia verrà pubblicata negli estratti. L INFORMATORE A GRARIO 4/25 83

4 BIBLIOGRAFIA Bisson L. (1999) - Stuck and sluggish fermentations. Am. J. Enol. Vitic., 5: Bisson L., Butzke C.E. (2) - Diagnosis and rectification of stuck and sluggish fermentations. Am. J. Enol. Vitic., 51: Caridi A., Crucitti P., Ramondino D. (1999) - Winemaking of must at high osmotic strength by thermotolerant yeast. Biotech. Lett., 21: Delfini C. (1995) - Scienza e tecnica di microbiologia enologica. Edizioni «Il lievito», Asti. Mendes-Ferreira A., Mendes-Faia A., Leao C. (24) - Growth and fermentation patterns of Saccharomyces cerevisiae under different ammonium concentrations and its implications in winemaking industry. J. Appl. Microbiol., 97: Zambonelli C. (1998) - Microbiologia e biotecnologia dei vini. Edagricole, Bologna. Zuzuarregui A., Del Olmo M. (24) - Analysis of stress resistance under laboratory conditions constitute a suitable criterion from wine yeast selection. Antonie van Leeuwenhoek, 85: L INFORMATORE A GRARIO 4/25 1

5 RIASSUNTO Nella produzione di vini da uve appassite la gestione della fermentazione alcolica può essere ostacolata dall eccessiva concentrazione degli zuccheri nelle uve al momento dell ammostatura. Mediante la microvinificazione di uve appassite della varietà Corvina si sono studiate le cinetiche fermentative in condizioni di stress zuccherino per il lievito commerciale impiegato come starter. Nelle condizioni sperimentali testate sono stati consumati l 8% e il 98% degli zuccheri di mosti con 35 Brix e 32 Brix di grado zuccherino iniziale, rispettivamente. Le cinetiche di fermentazione dei due mosti sono risultate simili e, in generale, all analisi i vini non hanno mostrato differenze significative nella loro composizione chimica. L INFORMATORE A GRARIO 4/25 1