LA PREVENZIONE DELLA PRECIPITAZIONE DEI SALI DELL'ACIDO TARTARICO Fonti principali. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 1

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1 LA PREVENZIONE DELLA PRECIPITAZIONE DEI SALI DELL'ACIDO TARTARICO Fonti principali Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 1

2 La precipitazione dei sali dell'acido tartarico Il problema della stabilizzazione tartarica si presenta soprattutto per i vini bianchi nei quali il bitartrato di potassio è spesso presente allo stato di sovrasaturazione (1,5-3g/L). Un abbassamento di temperatura o la presenza di nuclei di condensazione ne provoca la precipitazione: Al fine di evitare la precipitazione tartarica si eseguono: -Interventi sull ecosistema viticolo mediante la scelta del portainnesto o della formula di concimazione che limita il tenore in potassio nell uva e quindi nel vino; -Operazioni tecnologiche di stabilizzazione fisica o chimica. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 2

3 La precipitazione del tartarato di calcio Il tartrato di calcio è un sale poco solubile, dieci volte meno del bitartrato di potassio. L'apporto del calcio dovuto all'uso della bentonite calcica nel trattamento dei mosti dei vini contro la casse proteica, o ancora l'uso del carbonato di calcio per la disacidificazione, possono essere all'origine dell'aumento del tartrato di calcio nei vini. Associati ad un incremento del ph, questi aumenti possono portare il vino in uno stato di più forte sovrasaturazione nei riguardi di questo sale e produrre dei precipitati cristallini. Si ammette (Ribéreau-Gayon et al., 1977) che i rischi di depositi tartarici in bottiglia sono reali quando il tenore in calcio supera 60 mg/l per i vini rossi e 80 mg/l per i vini bianchi. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 3

4 La precipitazione del tartarato di calcio Il problema della stabilizzazione dei vini nei riguardi dei precipitati di tartrato di calcio non e di facile soluzione, in quanto la cristallizzazione del bitartrato di potassio non induce quella del tartrato di calcio, mentre ci si aspetterebbe che questi due sali cristallizzassero insieme per il fatto che essi possiedono la stessa struttura cristallina. Al contrario, la cristallizzazione del CaT potrebbe indurre quella del KHT. La prevenzione dei precipitati da tartrato di calcio e più complicata per il fatto che la solubilità del CaT e poco sensibile alla temperatura. Inoltre, sebbene, la cinetica di cristallizzazione del CaT, i tempi di nucleazione spontanea del CaT sono molto più lunghi. Si comprende cosi come le precipitazioni di tartrato di calcio nei vini appaiano generalmente dopo diversi anni. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 4

5 LA PREVENZIONE DELLA PRECIPITAZIONE DEI SALI DELL'ACIDO TARTARICO I metodi di stabilizzazione tartarica si dividono in tre grandi categorie: 1. Fisici: trattamento a freddo; 2. Chimici: aggiunta di stabilizzanti; 3. Elettrochimici. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 5

6 1. FISICI: TRATTAMENTO A FREDDO; 1. La stabilizzazione a freddo di lunga durata senza insemenzamento con cristalli di KHT 2. La stabilizzazione a freddo di breve durata. Processo per contatto statico 3. La stabilizzazione a freddo di breve durata. Il processo per contatto in regime dinamico continuo Tutti i metodi fisici di stabilizzazione tartarica si basano sullo stesso principio base: quello di portare per un certo tempo il vino ad una temperatura bassa, alla quale possa avvenire la precipitazione del bitartrato di potassio. Si allontanano poi i cristalli che si sono formati, separandoli dal liquido mantenuto alla temperatura di cristallizzazione, con una filtrazione o una centrifugazione. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 6

7 1. La stabilizzazione a freddo di lunga durata, senza insemenzamento con cristalli di KHT, statica È la tecnica tradizionale di stabilizzazione dei vini nei riguardi delle precipitazioni di bitartrato di potassio. L'abbassamento della temperatura può essere effettuato per mezzo di una candela refrigerante immersa nella vasca, o da uno da uno scambiatore a piastre. Vengono anche costruiti locali termicamente isolati e refrigerabili, dove i vini sono stoccati in vasche non isolate, a forte coefficiente di trasmissione di frigorie come l'acciaio inossidabile. In ogni caso un raffreddamento più rapido permette una precipitazione più completa del KHT sotto forma di cristalli di piccole dimensioni. I vini bianchi sono mantenuti a temperatura inferiore allo zero da 8 a 10 giorni, i rossi da una a più settimane. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 7

8 1. La stabilizzazione a freddo di lunga durata, senza insemenzamento con cristalli di KHT SCAMBIATORE A PIASTRE Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 8

9 1. La stabilizzazione a freddo di lunga durata, senza insemenzamento con cristalli di KHT La temperatura del trattamento è generalmente definita dalla seguente relazione: Temperatura del trattamento = Temperatura di congelamento = Per i vini bianchi, come per i vini rossi, la stabilizzazione lunga è spesso causa di una perdita di colore, è pertanto opportuno ridurne la durata per aggiunta di KHT di piccola granulometria, più facile da mantenere in sospensione nell'intero volume della vasca. Per diminuire il tempo della stabilizzazione lunga si effettua un insemenzamento di quantità di KHT da 30 a 40 g/hl, tenendo il vino sotto agitazione per 36 ore e facendo attenzione che non si instaurino fenomeni di ossidazione. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 9

10 2.La stabilizzazione a freddo di breve durata. Processo per contatto statico Si utilizza una vasca termicamente isolata, chiamata cristallizzatore, a fondo conico, munita di uno scarico per eliminare l'eccesso di cristalli alla fine del ciclo. Le prestazioni di un tale trattamento di stabilizzazione corta sono realizzate grazie ad un insemenzamento massiccio di KHT (400 g/hl). Questa notevole massa di cristalli, di piccola granulometria iniziale, deve essere mantenuta necessariamente in sospensione per mezzo di un agitatore, evitando ogni aerazione parassita. Quando la stabilizzazione è avvenuta, si arresta l'agitazione per lasciare sedimentare la maggior parte del KHT nel fondo conico del cristallizzatore. Successivamente si effettua una filtrazione finale. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 10

11 2.La stabilizzazione a freddo di breve durata. Processo per contatto statico Il processo per contatto statico e un sistema flessibile nella pratica. Si possono effettuare due o tre cicli al giorno per dei volumi di cristallizzatore da 50 a 100 hl. Questa tecnica è consigliabile per piccole e medie cantine. Questa tecnica ha il grande vantaggio di ridurre il trattamento di refrigerazione del vino ad una durata di quattro ore e a volte meno per i vini bianchi. Inoltre, la temperatura del vino non è più mantenuta a valori negativi, ma soltanto a O C. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 11

12 3.La stabilizzazione a freddo di breve durata. Il processo per contatto in regime dinamico continuo Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 12

13 3.La stabilizzazione a freddo di breve durata. Il processo per contatto in regime dinamico continuo PolarSystem La stabilizzazione tartarica in continuo a freddo. Le unità PolarCryo, mediante l'uso del freddo, consentono di ottenere in continuo una efficace stabilizzazione sia tartarica che dei composti coloranti dei vini. Alle unità PolarCryo a completamento del PolarSystem sono disponibili i criostati da laboratorio PolarPoint per determinare in modo efficace e sicuro il grado di stabilità dei vini. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 13

14 2.METODI CHIMICI 1. Acido metatartarico 2. Carbossimetilcellulosa 3. Mannoproteine del lievito Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 14

15 1.1 L'acido metatartarico È il prodotto più utilizzato per la stabilizzazione tartarica; esso si rivela molto efficace, ma la sua stabilità nel tempo è limitata. È un poliestere originato dall esterificazione intramolecolare dell acido tartarico, di una funzione acida di una molecola e una funzione alcolica secondaria di un altra, nella misura minima del 40%. Esso è utilizzabile alla dose massima di 10 g/hl per evitare le precipitazioni dei sali dell acido tartarico. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 15

16 1.1 L'acido metatartarico L acido agisce opponendosi all ingrossamento dei germi submicroscopici che costituiscono il punto di partenza della formazione dei cristalli. Le grosse molecole non cristallizzabili di acido meta-tartarico si sostituiscono a quelle del KHT nel corso della costruzione del cristallo, bloccando il fenomeno dell apporto di molecole di bitartrato e l ingrossamento del cristallo. Un aspetto importante da tenere in considerazione nell impiego dell acido meta-tartarico in enologia è l instabilità delle sue soluzioni, in funzione del tempo e della temperatura (in quanto si idrolizza), che possono privare il vino della sua protezione. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 16

17 1.2 Carbossimetilcellulosa sodica La carbossimetilcellulosa sodica è un additivo alimentare; ha l'aspetto di polvere fibrosa o granulare, di colore dal bianco crema al bianco; solubile in acqua sia fredda che calda. Questa sostanza apporta delle cariche negative nel vino e si comporta da colloide protettore impedendo l accrescimento dei cristalli; scambiando gli ioni Na+ e K+, ha quindi l effetto di sottrarre K+ che non andranno più a salificare. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 17

18 1.3 Mannoproteine del lievito -Le cellule di lievito sono in grado di rilasciare nel vino mannoproteine in seguito ad autolisi. -La quantità prodotta dipende dal ceppo e dalle condizioni di fermentazione. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 18

19 1.3 Mannoproteine del lievito Da studi effettuati da diversi autori sembra che agiscano da colloidi protettori e inibiscano la cristallizzazione. I vini mantenuti sui lieviti possono arricchirsi di mannoproteine e presentano una elevata stabilità. Le mannoproteine attualmente disponibili in commercio sono ottenute per digestione delle pareti del lievito per mezzo di un preparato industriale di β (1-3) e β(16) - glucanasi. I prodotti ottenuti inibiscono le precipitazioni tartariche nei vini bianchi, rossi e rosati grazie a proteine di massa molecolare media, di circa 40 kda. Si ottiene un preparato industriale purificato di mannoproteine delle pareti delle cellule del lievito; esso si presenta sotto forma di una polvere bianca, perfettamente solubile, inodore, insapore e si può sciogliere direttamente nel vino. Le mannoproteine permettono di inibire la cristallizzazione di KHT a dosi comprese fra il 15 e 25 g/hl. Le mannoproteine sono stabili e il loro effetto protettore nei confronti delle cristallizzazioni tartariche è durevole nel tempo Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 19

20 3. METODI ELETTROCHIMICI -Resine a scambio ionico -Elettrodialisi Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 20

21 1.Resine a scambio ionico Cos è lo scambio ionico? Lo scambio ionico è un operazione in cui si verifica il trasferimento di ioni tra due elettroliti oppure tra un elettrolita e un complesso. Spesso il termine è usato per denotare un processo di purificazione e decontaminazione di soluzioni contenti ioni ad opera di solidi polimerici o scambiatori di ioni di origine minerale o sintetica. L utilizzo di resine permette la rimozione parziale attraverso lo scambio cationico degli ioni potassi e calcio con lo ione H+. I principali effetti di questo trattamento sono: l abbassamento del ph con aumento dell acidità titolabile il netto miglioramento della stabilità tartarica (riduzione della caduta di conducibilità) la vivacizzazione della tonalità colorante nei vini rossi il generale miglioramento delle caratteristiche organolettiche dovuto ad un apporto di freschezza percepibile sia al naso che in bocca Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 21

22 1.Resine a scambio ionico Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 22

23 2. Elettrodialisi l procedimento, permette di asportare selettivamente gli ioni responsabili delle precipitazioni tartariche, in modo indipendente dalla presenza di colloidi che limitano l'efficacia della stabilizzazione a freddo. L'elettrodialisi consente infatti di trattare i vini ricchi in colloidi con l'assoluta certezza del risultato. Si utilizzano delle membrane che lasciano passare in modo selettivo cationi o anioni a causa delle presenza di un campo elettrico. I cationi si spostano verso il catodo e gli anioni si spostano verso l anodo; così facendo il vino si impoverisce di cationi come il K + che viene allontanato dalla soluzione. La concentrazione di K + che si vuole togliere la si può scegliere perché la tecnica è modulabile. Più in generale l elettrodialisi a differenza della stabilizzazione tartarica a freddo, stabilizza il prodotto a temperatura ambiente, non denatura i colloidi di matrice proteica, non va ad intaccare le sostanze coloranti, non modifica le strutture colloidali notoriamente importanti perché supporto dei profumi e perché parte fondamentale della struttura di un vino. Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 23

24 2. Elettrodialisi Prof. Vincenzo Leo - Chimica Enologica - ITA Emilio Sereni 24