Azoto prontamente assimilabile e gestione della nutrizione nella fermentazione alcolica

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1 A Quality Selection For You Azoto prontamente assimilabile e gestione della nutrizione nella fermentazione alcolica Christian Scrinzi Coordinamento enologico Gruppo Italiano Vini Elaborazione dei dati a cura di Alessandra Biondi Bartolini La gestione delle fermentazioni alcoliche e con essa della nutrizione azotata rientra in un quadro di gestione e progettazione più ampio di tutti i processi produttivi, che parte dalla fase agricola, attraversa la valutazione della materia prima e la scelta dei parametri analitici adatti a descriverla e arriva alla bottiglia, sintesi di un progetto viticolo ed enologico che ha come fine un determinato obiettivo, espresso dal mercato, dalle esigenze date dalla gestione dei costi di produzione, dalle attese del consumatore in termini di naturalità dei prodotti e non ultimi di coerenza e rispetto dei territori e delle denominazioni nella quali ci troviamo a lavorare. In questa relazione verranno presentati dapprima i punti di partenza e le valutazioni, che hanno portato il Gruppo Italiano Vini ad avviare alcuni progetti di approfondimento sulle possibilità di gestione delle fermentazioni e in particolare della nutrizione azotata dei lieviti. La gestione della fermentazione alcolica Nella gestione delle fermentazioni alcoliche l enologo dispone di strumenti di tipo analitico e sensoriale che consentono di valutare le caratteristiche delle materie prime e di scegliere gli strumenti tecnologici più adatti a perseguire l obiettivo enologico finale. I punti critici che sarà necessario valutare nella gestione delle fermentazioni alcoliche sono: microbiologici (relativi alla presenza di micro-flora spontanea o allo stato sanitario delle uve); fisici, come la presenza di torbidi (NTU) o anche la stessa temperatura; chimici (concentrazione in zuccheri, ph e contenuto in azoto prontamente assimilabile o APA). Gli strumenti tecnologici a disposizione dell enologo nella gestione della fermentazione alcolica sono: la scelta delle dosi e dei momenti di dosaggio della solforosa; la scelta e la correzione del livello di intorbidamento dei mosti (per i bianchi); la scelta del ceppo di lievito in relazione naturalmente anche alle altre condizioni tecnologiche scelte, come la temperatura di fermentazione; e infine la scelta della strategia nutrizionale, che non rappresenta soltanto uno strumento di gestione dei rischi collegati agli arresti di fermentazione. L azoto assimilabile L APA o azoto prontamente assimilabile, espresso in mg/l di azoto, quantifica i composti azotati direttamente e facilmente assimilabili dal lievito ed è rappresentato dal contenuto in azoto inorganico sotto forma di ione ammonio e azoto α-amminico, rappresentato dagli amminoacidi con l esclusione della prolina, la quale viene assimilata dal lievito soltanto in presenza di ossigeno molecolare e che pertanto, per quanto rappresenti l amminoacido più presente, viene esclusa dalla valutazione dell azoto disponibile in fermentazione. L APA dei mosti è influenzato da fattori di natura climatica, pedologica e agronomica oltre che naturalmente dal vitigno e dal portinnesto. Gestire l azoto prontamente assimilabile significa anzitutto stabilire un preciso protocollo di controllo del contenuto in azoto, nelle sue diverse forme, su tutti i mosti e definire un precisa strategia nutrizionale, sulla base 1

2 della conoscenza dell apporto dei nutrimenti azotati e di parametri adatti a valutare i fabbisogni dei lieviti in ogni fase della fermentazione. Attraverso una strategia di questo tipo si persegue il duplice scopo di evitare al lievito il rischio di carenze azotate, che come è noto portano non soltanto a rischi di fermentazioni stentate o interrotte, ma anche a risultati qualitativi scarsi e inferiori alle attese, e contemporaneamente quello di non incorrere in un eventuale eccesso di nutrizione azotata, con vini ricchi in nutrienti utilizzabili dai micro-organismi contaminanti, possibile causa di difetti organolettici e di produzione di composti dannosi per la salute del consumatore. L esperienza GIV nella gestione della nutrizione azotata In questa seconda parte vedremo l esperienza di GIV nel monitoraggio dell azoto assimilabile sui mosti, l uso che si fa delle informazioni ricevute da quest attività di controllo e le esperienze avviate nella ricerca di parametri di processo utili a valutare l andamento delle fermentazioni e lo stato nutrizionale del lievito. Per tutte le cantine del Gruppo l APA viene valutato sui mosti al momento del primo riempimento delle vasche. Il controllo viene svolto nei laboratori di controllo qualità come somma dell azoto ammoniacale e dell azoto α amminico, determinati rispettivamente con metodo enzimatico e colorimetrico (metodo NOPA descritto da Butzke nel 1998). Nelle ultime stagioni di vendemmia è stato inserita la determinazione delle APA nelle calibrazioni su mosto (uva) del sistema FTIR. Il metodo enzimatico e quello colorimetrico vengono utilizzati per la validazione di queste letture. A partire dal 25 è stato inoltre avviato il monitoraggio di un indice di APA (valutazione non quantitativa), valutato con il metodo FTIR anche nel corso delle prime fasi della fermentazione alcolica. L APA nei mosti delle regioni italiane mg/l azoto mg/l azoto assimilabile Fig. 1: azoto assimilabile nelle annate , 25, 2, 15, 1, 5,, ammoniacale amminico APA Fg. 2a: variabilità tra vitigni e uvaggi nell'annata 25 ammoniacale alfa amminico mg/l di APA intervallo di fabbisogno minimo Le medie di ogni annata sono state determinate su un totale di 765 mosti analizzati. I mosti sono diversi per provenienza e varietà. Mentre i valori medi delle annate 24 e 25 non si sono differenziati in modo particolare tra loro, nel 26 abbiamo rilevato un contenuto medio in azoto assimilabile più elevato. La differenza con i due anni precedenti è legata soprattutto ad una maggiore concentrazione in azoto inorganico. Analizzando i dati di APA di due annate, elaborati confrontando tra loro vitigni o uvaggi diversi, è possibile analizzare quanto la componente varietale e quella ambientale influiscano su Custoza Merlot Sangiovese Corvina Valpolicella 2 Bardolino Pinot grigio Chardonnay Incr. Manzoni Soave Amarone

3 mg/l azoto Fig. 2b: variabilità tra vitigni e uvaggi nell'annata 26 questo parametro. In alcuni casi per esempio come per il Sangiovese o per l uvaggio Custoza il contenuto medio di APA è sempre tra i più bassi dell intera gamma, inferiore anche ad un limite di carenza ipoteticamente fissato a 15 mg/l. In altri casi come per l Incrocio Manzoni invece le concentrazioni sono costantemente situate nella parte alta dell intervallo. In altri casi ancora infine, si osservano invece degli spostamenti sostanziali dei valori medi di APA delle stesse varietà all interno dell intervallo tra un annata e l altra, come è osservabile per esempio per i mosti di Soave nelle annate 25 e 26, caratterizzate rispettivamente da un periodo di maturazione molto piovoso e al contrario da un periodo iniziale fresco ma da un mese di settembre con temperature elevate. Sangiovese Custoza ammoniacale Soave Merlot alfa amminico Riesling Corvinone Amarone Chardonnay Bardolino Corvina Valpolicella Pinot Grigio Lugana Incr. Manzoni Per alcuni vitigni è stato possibile analizzare la variabilità dell azoto prontamente assimilabile data dalla regione di provenienza e di conseguenza quello che potremmo chiamare l effetto terroir. Nei mosti di per esempio è evidente (fig. 3) come in zone più asciutte come la Maremma toscana o caratterizzate da terreni poco profondi come la zona del Chianti, l APA risulti più basso rispetto allo stesso parametro mg/l azoto assimilabile alfa amminico ammoniacale Maremma Maremma Fig. 3: misurato nei mosti provenienti da zone caratterizzate da clima più fresco e terreni più profondi come la zona del Garda veronese e della Valpolicella (Verona). Come dimostrato in numerosi studi il contenuto in azoto assimilabile decresce nel periodo di maturazione delle uve. I controlli effettuati hanno consentito di confermare questo tipo di evoluzione: nel periodo di vendemmia per esempio si assiste ad una diminuzione (in alcune varietà più evidente che in altre) dell azoto assimilabile presente nei mosti e in modo particolare della sua frazione ammoniacale (fig. 4). Siena Siena Garda Verona Verona Fig. 4: variazione dell'apa nel periodo di raccolta (Bardolino anno 26) o mg/l azot set 3-set 5-ott 1-ott 15-ott 2-ott N Ammoniacale (mg/l) N Alfa-Amminico (mg/l) APA (mg/l) Lineare (APA (mg/l)) Lineare (N Alfa-Amminico 3 (mg/l)) Lineare (N Ammoniacale (mg/l))

4 La gestione della nutrizione azotata nelle fermentazioni alcoliche L andamento delle fermentazioni può essere descritto dalla curva di consumo degli zuccheri o meglio dalla curva di velocità di consumo degli zuccheri (g/l di zuccheri consumati ogni giorno) che consente di evidenziare meglio i punti tipici del processo (fig. 5). g/l zuccheri Fig. 5: curve descrittive dell'andamento fermentativo: consumo degli zuccheri e velocità di fermentazione zuccheri velocità di fermentazione g/l/zuccheri/giorno I punti caratteristici di una fermentazione sono: 1- la velocità massima di fermentazione influenzata dalla disponibilità di azoto iniziale (Sablayrolles, 1996) 2-l ampiezza del picco di massima velocità che descrive quanto un tasso sostenuto di consumo degli zuccheri (e quindi una buona efficienza fermentativa) venga mantenuto nel tempo. 3-la velocità di chiusura che dovrà essere quanto più possibile elevata fino ai giorni immediatamente precedenti al completo consumo degli zuccheri. Questo si traduce, nell analisi delle curve di consumo degli zuccheri, in un angolo di chiusura quanto più ampio possibile., 2, 4, 6, 8, 1, 12, 14, 16, 18, -5 2, I protocolli di gestione delle fermentazioni alcoliche delle cantine del Gruppo italiano Vini sono stati messi a punto con l obiettivo di avere fermentazioni giorni di fermentazione con avvio regolare e rapido, incrementi di velocità non eccessivi soprattutto nelle fasi iniziali, seguiti da andamenti regolari caratterizzati da un tasso di consumo degli zuccheri elevato e regolare nella fase centrale della fermentazione. L ultimo obiettivo è quello di avere una chiusura anch essa regolare senza rallentamenti prolungati nel consumo degli ultimi grammi di zuccheri. La strategia di nutrizione applicata, rappresenta sicuramente uno degli strumenti più importanti finalizzati a raggiungere i risultati fermentativi sopra descritti. 1. Nella prima fase, quella che sembra avere più influenza con il picco di velocità massima, non vengono aggiunti nutrimenti azotati inorganici mentre nella reidratazione dei lieviti e nella preparazione del piede de cuve si utilizzano prodotti che favoriscano l assimilazione di fattori di crescita e sopravvivenza. 2. L APA del mosto misurato al momento del riempimento della vasca viene corretto con l aggiunta di nutrimenti azotati soltanto dopo lo sviluppo di circa 3 alcolici (corrispondenti a circa ¼ della fermentazione alcolica). L intervento ha lo scopo di integrare l APA iniziale fino al valore minimo di 15 mg/l. 3. Nella fase che va da ¼ fino a oltre la metà della fermentazione gli interventi di nutrizione azotata vengono applicati solo nel caso in cui nella vasca si verifichi produzione di H 2 S (indice di uno stato di carenza azotata) rilevato olfattivamente con controlli quotidiani. Le curve di fermentazione sono state elaborate con lo scopo di creare uno storico aziendale. Avendo verificato che in condizioni ripetibili, le curve hanno per lo più forma sovrapponibile, abbiamo ipotizzato come possibile sviluppo dei nostri studi futuri, la creazione di un modello che consenta di elaborare delle cosiddette curve tipo per ogni condizione di fermentazione e che possa essere utilizzato come strumento di gestione dei processi fermentativi stessi. 4

5 Alcuni esempi g/l zuccheri/giorno Fig. 6: Chardonnay, curve di velocità di fermentazione, ceppi di lievito diversi, temperatura C 4-3, -25, -2, -15, -1, -5,, gg alla chiusura Nota: le curve esprimono la velocità di fermentazione in g/l di zuccheri/giorno e sono state sovrapposte portando a zero il giorno di chiusura (zuccheri< 3g/l) PA6P22 'PA6P2 PA6P2 'PA6P3 PA6P1 PA6P4 PA6P5 La figura 6 rappresenta le curve della velocità di consumo degli zuccheri di alcune fermentazioni di Chardonnay dell annata 26. Le curve sono state sovrapposte portando al punto zero in ascissa il giorno di chiusura delle fermentazioni Nelle curve si osserva un primo picco di velocità di fermentazione con velocità massima comunque contenuta entro i 35 g/l/giorno. Nella fase che segue si vede come gli interventi di nutrizione consentano di mantenere sostenuto il tasso di consumo degli zuccheri. Al termine della fermentazione (punto zero), fissata convenzionalmente ad una concentrazione in zuccheri inferiore a 3 g/l, la velocità di fermentazione è superiore a (tra i 3 e i 5 g/l/giorno) e di conseguenza essa andrà a zero soltanto con il completo consumo degli zuccheri. Nel fascio di curve presentato è evidente come la curva in rosso si discosti dalla forma tipica che caratterizza le altre e che tale anomalia sia evidente fin dalle prime fasi e si risolva in una maggiore durata complessiva della fermentazione. In una futura ipotesi di utilizzo di un modello per la gestione delle fermentazioni il confronto di una curva come questa con il suo tipo potrebbe consentire di individuare precocemente tale anomalia. A indice di AP (FTIR) C inocul Fig. 7: Franc Toscana indice di APA giorni di fermentazione velocità di fermentazione 3 TEMPERATURA g/l/giorno zuccheri L indice di APA (metodo FTIR) è stato valutato nel corso della prima parte delle fermentazioni alcoliche dei vini rossi fermentati in Toscana, sui quali si è applicata una macerazione prefermentativa a bassa temperatura. Nel grafico di figura 7 sono riportate le curve dell indice di APA e della velocità di fermentazione, oltre che, in corrispondenza delle frecce, i momenti di aggiunta di nutrienti azotati. 5

6 Si osserva che nel corso delle prime fasi, sebbene la velocità di fermentazione sia mantenuta bassa dalle basse temperature, l indice diminuisca drasticamente. Alcune altre valutazioni, effettuate anche con metodi diversi, hanno confermato come effettivamente l APA diminuisca anche prima dell avvio manifesto della fermentazione, per esempio durante le fasi prefermentative, e che l azoto ammoniacale rappresenti la forma che per prima scompare dai mosti. Successivamente a questa prima fase di consumo le aggiunte di nutrienti azotati effettuate vengono rilevate dall indice di APA e contemporaneamente provocano un innalzamento della velocità di fermentazione. In particolare si osserva, come ogni momento di accumulo sia seguito da un rapido consumo e come in seguito a questo consumo, si assista ad un incremento della velocità di fermentazione. Questo accade tuttavia soltanto nelle prime fasi: quando la velocità di fermentazione comincia a salire, le aggiunte di nutrimenti azotati vengono evidentemente assimilate molto velocemente e l indice di APA controllato giornalmente non sembra, in questa fase, un parametro sufficientemente sensibile a valutare la successione delle fasi di accumulo e assimilazione. Conclusioni Il lavoro presentato rappresenta l esposizione dell approccio che il Gruppo Italiano Vini ha nei confronti della gestione delle fermentazioni e nell utilizzo dei dati analitici. Dalla valutazione e l elaborazione delle informazioni raccolte razionalmente all interno della banca dati aziendale sono scaturite alcune necessità di approfondimento che hanno dato origine a progetti di sviluppo già avviati o che verranno avviati nel prossimo futuro. L obiettivo generale è quello di disporre di strumenti analitici o gestionali sempre più affidabili e adatti per condurre in modo razionale il processo fermentativo: la scelta di un indice di stato nutrizionale dei lieviti, la valutazione dei limiti critici di sostanze azotate residue nei vini, la creazione di un modello per la gestione degli andamenti fermentativi, la conoscenza della composizione dei nutrimenti utilizzati, dei momenti e dei dosaggi più adatti al loro utilizzo, sono le tematiche che verranno affrontate e approfondite nei prossimi anni. Elaborazione dei dati a cura di Alessandra Biondi Bartolini 6 HTS enologia - Sede legale: Piazza Francesco Pizzo, Marsala (TP) / Sede operativa: Contrada Misilla Marsala (TP) - P.iva CCIAA TP / Distribuzione logistica: S.Gregorio di Veronella VERONA info@hts-enologia.com