Winemaking e dintorni

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1 3 Winemaking e dintorni IL GLUTATIONE ED IL SUO UTILIZZO IN VINIFICAZIONE Che cos è il glutatione? Il glutatione (L-g-glutamil-L-cisteinilglicina) è un tripeptide costituito da tre aminoacidi: glutammato, cisteina e glicina. Nel mosto, nel vino e anche nelle cellule dei lieviti, il glutatione può essere presente sia nella sua forma ridotta (GSH) che in quella ossidata (GSSG); in quest ultimo caso si tratta di due molecole di glutatione unite da un ponte disolfuro. Il glutatione normalmente si trova nelle piante e negli alimenti (ad esempio in frutti come l uva) ed è anche il composto sulfureo non proteico presente in maggior quantità in numerosi organismi viventi, compreso il lievito enologico Saccharomyces cerevisiae. Figura 1: Struttura molecolare del glutatione (GSH) e del glutatione disolfuro (GSSG) Perché è importante nella vinificazione? Il glutatione (GSH) è importante nella vinificazione in virtù della sua capacità di inattivare gli ortochinoni, i principali responsabili della colorazione marrone e della perdita di aroma nei vini (specialmente bianchi) dovuta a meccanismi ossidativi. Grazie al suo bassissimo potenziale redox (E o =-25 mv a ph 7,; E o =-4 mv a ph 3,), può fungere da potente tampone in molte reazioni cellulari di ossidoriduzione, è infatti noto da anni che il suo potere antiossidante è superiore anche a quello dell acido ascorbico (E o =+6 mv a ph 7, ; E o =+267 mv a ph 3,). Il glutatione svolge un ruolo essenziale nel prevenire l ossidazione, in quanto può reagire tramite il suo gruppo SH con l acido caftarico, uno dei fenoli nel mosto più suscettibili all ossidazione, dando origine all acido 2-S-glutationil caftarico (anche noto come GRP, Grape Reaction Product), un composto stabile e incolore (Moutonet et al., 21). Questo comportamento è stato osservato nel GSH e non negli altri composti contenenti gruppi SH (come ad esempio la cisteina o la glutamilcisteina) presenti nel mosto o nel lievito. Il GSH può anche competere con i composti tiolici (come il 3-mercapto-esanolo, l acetato di 3-mercapto-esanolo ed il 4-metil-mercaptopentanone) presenti sotto forma di precursori aromatici nella reazione con gli ortochinoni. Questa reazione permette di salvaguardare e preservare determinati aromi nel vino (Dubourdieu et al., 23). Come possiamo influenzare i livelli di glutatione nel mosto e nel vino? Il livello di glutatione nel mosto può variare notevolmente in quanto dipende dal vitigno e dalle pratiche viticole ed enologiche applicate alla materia prima. Poiché legalmente il glutatione non può essere aggiunto al mosto o al vino, l utilizzo di derivati di lievito specifici ricchi in GSH rappresenta un interessante alternativa per ottimizzare la qualità dei vini (brevetto Lallemand n. WO/25/8543). Tra tutti i lieviti presenti nel portfolio Lallemand, soltanto degli specifici ceppi sono adatti alla produzioni di derivati di lievito con elevati contenuti in glutatione. Anche il processo che comprende la moltiplicazione, l inattivazione e la disidratazione del lievito viene adattato in modo da ottenere un elevato contenuto di glutatione ridotto (quello con effetto antiossidante più marcato) solubile. 1

2 Come possiamo influenzare i livelli di glutatione nel mosto e nel vino? Un altro importante criterio preso in considerazione è la capacità di rilasciare GSH nel mezzo dopo la sua aggiunta. Riassumendo, i criteri presi in considerazione per ottenere i migliori derivati di lievito ricchi in GSH sono: La capacità del ceppo di lievito di partenza di accumulare GSH L intero processo di produzione del prodotto La capacità di rilasciare velocemente il GSH nel mezzo La presenza di GSH nella sua forma solubile e ridotta (l unica forma attiva ed efficiente nei confronti dei meccanismi ossidativi) Nell utilizzo di lieviti inattivati specifici ricchi in GSH devono essere presi in considerazione alcuni parametri. Fabbisogno di azoto del lievito: Il GSH è un tripeptide e quindi una potenziale fonte di azoto. Così, in caso di esaurimento dell azoto nel mosto, il lievito può utilizzare il GSH come nutrimento. Risulta perciò molto importante gestire correttamente la fermentazione e provvedere ad una nutrizione sufficiente e bilanciata. Questo accorgimento è ancora più importante se abbiamo a che fare con un lievito con un elevato fabbisogno di azoto. Momento in cui effettuare l aggiunta: In base a uno studio effettuato da Aguera et al. (212), il momento migliore per l aggiunta di un derivato ricco in glutatione è nei primi stadi della fermentazione alcolica. PARTE 1 RISULTATI CONOSCERE IL LIVELLO DI GSH NEI DERIVATI DI LIEVITO INAttivati Wessel du Toit PAROLA ALL ESPERTO I lieviti inattivati specifici sono uno strumento promettente per l integrazione del glutatione nel mosto. La letteratura in materia e le ricerche da noi condotte hanno mostrato differenze nel quantitativo di GSH rilasciato dai diversi lieviti. Tali differenze sembrano essere legate ai processi produttivi delle diverse preparazioni. I nostri risultati mettono il luce l importanza di distinguere tra contenuto di GSH ridotto e GSH totale, in quanto è solo la forma ridotta quella che esplica una funzione antiossidante nel vino. Il Dott. Wessel du Toit, del Dipartimento di Viticoltura ed Enologia della Stellenbosch University, ha condotto alcune ricerche sugli antiossidanti e sull ossidazione nei vini. In passato ha collaborato a lungo con Lallemand ed ha pubblicato numerosi studi sull effetto dell ossigeno sul vino. A partire da questi dati, è possibile dedurre che il processo produttivo alla base del prodotto 5 (vedi grafico a pag. 4), è stato ottimizzato a tal punto da contenere un quantitativo considerevolmente maggiore di GSH. Questo prodotto può quindi risultare più efficiente nella riduzione dei fenomeni ossidativi rispetto agli altri prodotti presi in considerazione nello studio. 2

3 RISULTATI (PARTE 1) Molti prodotti a base di specifici derivati di lievito si definiscono ricchi in GSH. Che cosa significa esattamente? Parliamo sempre della stessa cosa? È importante capire che il contenuto di GSH dipende dalla modalità con cui viene misurato. Infatti, quando viene determinato mediante reazione chimica, vengono conteggiate tutte le molecole contenenti un gruppo SH e non esclusivamente il GSH in forma ridotta. Il risultato viene espresso come Glutatione equivalente e non come Glutatione effettivo (cioè quello presente in forma ridotta). Figura 2. Reazione chimica coinvolta nella determinazione per via chimica classica del Glutatione equivalente Il metodo migliore per ottenere una misurazione reale del glutatione effettivo è per via cromatografica (UPLC, Ultra Performance Liquid Chromatography), in questo modo è possibile rilevare il contenuto di GSH in forma ridotta. Parallelamente, è possibile determinare con precisione il glutatione ossidato (GSSG) e altri composti come la cisteina e la glutamil-cisteina. In Figura 3 sono illustrati i risultati ottenuti con questo metodo che viene utilizzato per misurare il GSH nei derivati di lievito. 9.e-2 8.5e-2 8.e-2 7.5e-2 7.e-2 6.5e-2 6.e-2 5.5e-2 5.e-2 4.5e-2 4.e-2 3.5e-2 3.e-2 2.5e-2 2.e-2 1.5e-2 incl. GSSG 2, Cis +DTNB 3, GSH +DTNB UPLC Flusso:,3 ml/min Temp. colonna: 4 ºC Fase mobile: A: Acqua +,1% FA B: ACN +,1% FA γ-glu -cys +DTNB 4, e-2.5e e-3 Time 2,8 3, 3,2 3,4 3,6 3,8 4, 4,2 4,4 4,6 4,8 5, 5,2 5,4 5,6 5,8 Figura 3: Esempio di cromatogramma ottenuto con tecnica UPLC La Figura 4 mostra i risultati di numerose analisi condotte e le variazioni tra i diversi metodi di analisi. Ad esempio, l utilizzo del metodo chimico classico e della cromatografia liquida UPLC portano a diverse interpretazioni. OptiMUM White, in virtù dell ottimizzazione del processo, presenta il più alto livello in assoluto di GSH effettivo, dimostrandosi così il prodotto più efficiente per preservare colore e aroma nel mosto e nel vino. Quantità in peso Prodotto 1 Prodotto 2 OptiMUM White Prodotto 4 Prodotto 5 Si può anche notare che il prodotto 5 ha il maggior livello di GSH equivalente ma è anche quello con il contenuto più elevato di cisteina e pertanto non si rivela essere il composto più indicato in quanto al suo potenziale antiossidante. Cisteina GSH equivalente GSH effettivo Figura 4: Analisi di cisteina, GSH effettivo (UPLC) e di GSH equivalente (metodo chimico classico) in alcuni derivati di lievito ricchi in GSH 3

4 RISULTATI (PARTE 1) In uno studio effettuato dal Dipartimento di Viticoltura ed Enologia della Stellenbosch University (Kritzinger et al., 212), l analisi UPLC ha rivelato i contenuti di GSH totale, ridotto e ossidato rilasciati in una soluzione di vino modello. Dalla Figura 5 si può constatare che OptiMUM White è il prodotto che di gran lunga rilascia i più alti livelli di GSH ridotto nella soluzione modello, mentre gli altri 4 hanno mostrato un rilascio tra loro equiparabile. Uno degli altri prodotti testati (il numero 3) presenta un elevato livello di GSH totale, ma la maggior parte è nella sua forma ossidata (GSSG), quella cioè non efficiente nel mosto e nel vino. (mg/l) GSH effettivo ridotto GSSG GSH ossidato GSH totale Prodotto 1 Prodotto 2 Prodotto 3 Prodotto 4 Prodotto 5 - OptiMUM White Figura 5: Contenuto di glutatione ridotto (GSH), ossidato (GSSG) e totale (GSH + GSSH x 2) liberato da differenti derivati di lievito in una soluzione di vino modello. PARTE 2 Impatto sulla qualità dei vini Jean-Michel Salmon Jean-Michel SALMON, ha conseguito un Master Scientifico in Biochimica industriale e alimentare nel 1981 all Università di Parigi. Dopo aver conseguito il dottorato in microbiologia nel 1986 (Università di Montpellier) e aver collaborato per un anno presso il CSIC di Madrid, è entrato come ricercatore scientifico nel team di ricerca in microbiologia dell INRA (Istituto Nazionale della Ricerca Agronomica) di Montpellier. Dal 23 è Direttore di Ricerca presso questo istituto, e da due anni è incaricato della direzione dell unità sperimentale di Pech Rouge. Il suo principale campo di studio è la fisiologia dei lieviti Saccharomyces e non Saccharomyces, e più nel dettaglio lo studio delle loro interazioni con l ossigeno durante la fermentazione alcolica. Le sue pubblicazioni scientifiche annoverano 76 articoli peer-reviewed, 38 documenti specialistici legati all enologia, 5 conferenze internazionali, 37 cartelloni esposti in congressi e 4 brevetti. PAROLA ALL ESPERTO Abbiamo condotto alcune ricerche relative all utilizzo dei derivati di lievito nella vinificazione. Nel concreto, ci siamo concentrati sulla determinazione del momento migliore per l aggiunta e sull impatto di tale pratica sui composti aromatici. I nostri risultati mostrano l impatto positivo dell aggiunta dei derivati di lievito ricchi in GSH sulla stabilità cromatica e sulla conservazione dei tioli volatili durante l affinamento, a patto che l aggiunta venga fatta all inizio della fermentazione alcolica. Abbiamo anche potuto osservare che questo trattamento si rivela ancora più efficace se la fermentazione alcolica è condotta correttamente e controllata in termini di scelta del ceppo di lievito e degli aspetti nutrizionali (Aguera et al., 212). 4

5 RISULTATI (PARTE 2) 2.1 Gestione della fermentazione Come indicato precedentemente, una corretta gestione della fermentazione è fondamentale in quanto un lievito con un alto fabbisogno di azoto, se non adeguatamente nutrito, può utilizzare gli aminoacidi del glutatione come fonte di azoto, diminuendone così l efficacia nel vino. I risultati in Figura 6 mostrano l impatto di OptiMUM White su Syrah e Grenache rosé: con il lievito B, caratterizzato da un alta richiesta di azoto, OptiMUM White ha un minore impatto sui livelli finali di tioli nel vino. Con gli altri ceppi, caratterizzati da una domanda di azoto da bassa a media, si riscontra un importante effetto di OptiMUM White sulla concentrazione di tioli rispetto al vino non trattato. ng/l Lievito A +23% +52% Lievito A con Lievito C +18% Lievito C con +14% +7% ng/l % Lievito B Lievito B con Lievito D Lievito D con 3MH 3MHA Figura 6. Concentrazione di tioli in vini Syrah (sopra) e Grenache rosé (sotto), con e senza aggiunta di OptiMUM White 2.2 Momento in cui effettuare l aggiunta In uno studio condotto da Aguera et al. (212) è stato studiato l impatto dovuto ai diversi momenti di aggiun-ta di OptiMUM White : all inizio e alla fine della fermentazione alcolica. I risultati (Figura 7) mostrano che, in un vino sottoposto ad un test di invecchiamento accelerato, si è avuto un impatto positivo sulla conservazione dei tioli quando OptiMUM White veniva aggiunto all inizio della fermentazione. ng/l MH 3MHA Sperimentazioni successive sono state condotte in cantina su vini rosati Grenache e Syrah dopo un anno di affinamento: analizzando i vini si è riscontrato un aumento significativo dei tioli varietali 3MH e 3MHA quando OptiMUM White veniva aggiunto all inizio della fermentazione. Controllo OptiMUM White aggiunto all inizio della fermentazione alcolica OptiMUM White aggiunto a fine della fermentazione alcolica Figura 7: Livello di tioli in un Sauvignon Blanc, sottoposto ad affinamento ossidativo, dopo trattamento con OptiMUM White in fermentazione. 5

6 RISULTATI (PARTE 2) 2.3 Impatto sui composti aromatici Numerosi studi hanno mostrato l impatto del glutatione su diversi composti aromatici come terpeni, esteri e tioli volatili (Fragasso et al. 21, Andùjar-Ortiz et al. 21, Curtin, 29). Alcuni risultati sono mostrati in Figura 8: diversi composti aromatici (tioli, esteri e terpeni) sono stati misurati in vini ottenuti da vitigni Roupeiro e Rabo de Ovelha (Portogallo). I vini trattati con OptiMUM White mostravano una concentrazione significativamente maggiore di esteri e terpeni rispetto al. 5 4 Variazione % rispetto al non trattato MH 3MHA Acetato di isoamile Esanoato di etile Acetato di esile Ottanoato di etile 2-feniletanolo Linalolo Nerolo Geraniolo Tioli varietali Esteri Terpeni Figura 8. Variazioni (in %) dei composti aromatici in vini Roupeiro e Rabo de Ovelha (Portogallo) trattati con OptiMUM White rispetto al vino non trattato (da Aguera et al. 212) Qualità globale Qualità visiva Volume gustativo Queste differenze nei composti aromatici portano all impatto sensoriale mostrato in Figura 9, in cui lo stesso vino trattato con OptiMUM White mostra un livello significativamente maggiore di aromi positivi ed un maggior equilibrio gustativo. Aromi negativi 2. Qualità gustativa Aromi fruttati Equilibro gustativo Figura 9: Valutazione media di un panel di professionisti su vini Roupeiro e Rabo de Ovelha (Portogallo): (blu), e OptiMUM White (verde). Da Aguera et al. (21) Aromi positivi IN BREVE I derivati di lievito ricchi in glutatione sono strumenti naturali per la vinificazione e possono essere utilizzati per favorire e migliorare l intensità aromatica e la longevità, oltre che per preservare il colore nei vini bianchi e rosé. OptiMUM White è un prodotto a base di uno specifico derivato di lievito che sfrutta un innovativo processo produttivo in grado di aumentare la disponibilità di glutatione nella sua forma ridotta, cioè quella effettivamente attiva nella sua funzione antiossidante. Questo prodotto ha dimostrato avere un impatto positivo sul colore, sul contenuto di composti aromatici come tioli, terpeni ed esteri e sul profilo sensoriale globale; le sue proprietà antiossidanti influiscono anche sulla protezione dei composti aromatici dall ossidazione e quindi sulla longevità nel corso dell affinamento. Per informazioni: lallemanditalia@lallemand.com LALLEMAND ITALIA -Via Rossini 14/B -376 Castel D Azzano (VR) / Tel: / Fax: Lallemand Enologia: Un mondo di soluzioni naturali per valorizzare i vostri vini / 6