PRODUZIONE DI SOLFITI DA PARTE DEL LIEVITO

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1 WERNER ET AL., PREODUZIONE DI SOLFITI DA PARTE DEL LIEVITO, PAG. 1 PRODUZIONE DI SOLFITI DA PARTE DEL LIEVITO Maik WERNER 1, Doris RAUHUT 1, Philippe COTTEREAU 2 1 State Research Institute Geisenheim, Germany; 2 IFV Rodilhan, France Estratto da CODICE DI BUONE PRATICHE PER LA VITICOLTURA E L ENOLOGIA BIOLOGICA, EU FP6 STRIP project ORWINE Produzione di solfiti durante la fermentazione alcolica Durante la fermentazione alcolica i lieviti producono naturalmente anidride solforosa (SO 2 ) come intermedio metabolico nella riduzione dei solfati (Romano e Suzzi (1993), Ribéreau-Gayon et al., (2006)). I ceppi di lieviti si possono classificare in basso produttori di SO 2 (e.g. Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus) e in alto produttori (e.g. Saccharomyces bayanus Sacardo). Certi ceppi di lieviti possono produrre fino a 300 mg/l solfiti durante la fermentazione. Dott e Trüper (1976) hanno descritto che la solfito reduttasi dei ceppi di lieviti che producono solfiti potrebbe essere alterata. Come conseguenza i solfiti (SO 2 ) si accumulerano nella cellula e infine potranno essere rilasciati nel mosto. Ulteriori evidenze sulle mutazioni come possibile spiegazione per la produzione dei solfiti non sono state confermate. Oggi i produttori di lievito disidratato considerano questa importante proprietà del lievito durante il processo di selezione. Solo se il produttore di vino vuole indurre una fermentazione spontanea, non c è garanzia sulle proprietà del lievito. La maggior parte dei ceppi di lievito oggi in commercio si possono considerare dei basso produttori di SO 2, visto che producono fino a 20 mg/l di SO 2 totale. Solo pochi ceppi sembrano avere una produzione più alta (fino a 80 mg/l di SO 2 ). Fig. 1: Produzione di SO2 da parte di 22 ceppi di lievito commerciale durante la fermentazione. Valore medio di tre repliche. Le barre indicano le deviazioni standard Formation of SO 2 by different commercial yeast strains during fermentation 100,0 90,0 concentration total SO 2 [mg/l] 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0, yeast strains La figura 1 mostra la produzione di SO 2 da parte di 22 ceppi commerciali di lievito usati in Europa e forniti dai principali produttori dei microrganismi. Le fermentazioni sono state effettuate con mosto di Riesling del 2007, che è stato pastorizzato per eliminare i microrganismi indesiderati. La temperatura è stata di 18 C, il mosto è stato inoculato con 30 g/hl di lievito secco. La reidratazione è stata fatta con acqua (35 C) per 25 minuti. I risultati mostrano essenzialmente due

2 WERNER ET AL., PREODUZIONE DI SOLFITI DA PARTE DEL LIEVITO, PAG. 2 gruppi di lieviti. Uno produce meno di 10 mg/l di SO 2 totale, l altro fra i 10 e i 20 mg/l. Solo un ceppo di lievito raggiunge i 57 mg/l di solforosa totale. Fig. 2: Produzione di SO 2 da parte di un ceppo di lievito del commercio durante la fermentazione di mosti da diverse varietà d uva. I valori sono medie di tre repliche. Le barre indicano la deviazione standard. Formation of total SO 2 during fermentation by the same commercial yeast strain concentration total SO 2 [mg/l] Riesling 2007 Chardonnay 2007 Müller-Thurgau 2007 Bacchus 2007 Silvaner 2007 Kerner 2008 Riesling I 2008 Riesling II 2008 Riesling III 2008 Roter Traminer 2008 Müller-Thurgau 2008 Pinot blanc 2008 Chardonnay La figura 2 mostra la concentrazione di SO 2 dopo la fermentazione alcolica dello stesso lievito commerciale in mosto prodotto da diverse varietà di uva (vendemmia 2007 e 2008). Le condizioni di fermentazione erano le stesse rispetto alla prova di confronto fra ceppi di lieviti. Tutti i diversi mosti sono stati pastorizzati, per eliminare i microrganismi indesiderati. I risultati mostrano che la formazione di SO 2 durante la fermentazione dipende anche dalla varietà di lievito e dalla composizione del mezzo. Tutti i mosti in figura 2 sono stati fermentati dallo stesso lievito, ma la concentrazione della SO 2 totale varia da 15 a 60 mg/l dopo la fermentazione alcolica. Questo significa che anche un lievito che si può generalmente considerare un basso produttore di solforosa, ne può produrre più alte quantità in certi mezzi e in certe annate. Fig. 3: Produzione di SO 2 da parte di due diversi lieviti commerciali durante la fermentazione alcolica in mosto addizionato di ammonio solfato e ammonio fosfato. Tesi 1-4: lievito 1; tesi 5-7: lievito 2; tesi 1 e 5: controllo; tesi 2, 3 e 6: aggiunta di ammonio solfato, tesi 4 e 7: aggiunta di ammonio fosfato. Fonte: IFV.

3 WERNER ET AL., PREODUZIONE DI SOLFITI DA PARTE DEL LIEVITO, PAG. 3 La figura 3 mostra che la concentrazione di solfato gioca un ruolo importante per la produzione di SO 2 durante la fermentazione alcolica. Il solfato è presente nel mosto naturalmente o può essere introdotto dall aggiunta di ammonio solfato, in qualità di nutriente. In alternativa l ammonio può essere aggiunto come ammonio fosfato. Come mostra il risultato in figura 3, non tutti i lieviti hanno la stessa capacità di produrre SO 2 a partire da SO 4. Il lievito 2 non utilizza il solfato in quantità rilevante, né se presente in forma naturale che aggiunta. Questo spiega perché può essere considerato un basso produttore di SO 2. Il lievito 1 mostra un alta capacità di produrre SO 2 a partire da SO 4, anche se il solfato è presente solo naturalmente nel mosto. Questo lievito può essere considerato un alto produttore di SO 2. La solforosa prodotta dal lievito verrà in seguito legata da alcuni composti. In questo modo sarà inclusa nella stima della solforosa totale nel vino, che è regolamentata da un limite, ma non sarà disponibile come SO 2 libera e attiva. Il consumo finale di SO 2 in uno specifico vino è determinato da molti suoi composti, come l acetaldeide, il 2-chetoglutarato e piruvato, ma anche dalla quantità di zucchero. Solo attraverso un adeguata aggiunta di solforosa, il vino risulterà infine protetto da una certa quantità di SO 2 libera e attiva. Influenza dei nutrienti sulla produzione di composti combinanti la SO 2 da parte del lievito Durante la fermentazione alcolica i lieviti sono in grado di produrre alcuni composti secondari che legano l anidride solforosa (SO 2 ). L acetaldeide è probabilmente il più conosciuto perchè la sua presenza in forma libera influenza in modo significativo le caratteristiche sensoriali di un vino. In questo caso, causa una nota di ossidato che viene spesso considerata un difetto. Essa viene apprezzata solo in specifiche tipologie di vino. Oltre all acetaldeide, molti altri composti carbonilici possono agire da leganti per la SO 2 nel vino. Più alta è la concentrazione totale di composti leganti, più bassa è la quantità di SO 2 libera e attiva nel vino finito, a parità di solforosa aggiunta. Tabella 1: Visione generale semplificata sui composti carbonilici rilevanti leganti la SO 2 presenti nel vino standard e in vini particolari. In pratica, la loro concentrazione varia da molto bassa ad alta a seconda dall attività metabolica del lievito o di altri micro organismi. Composto carbonilico Impatto sul legame con la SO 2 Origine Acetaldeide Alto Metabolismo del lievito Piruvato Alto Metabolismo del lievito 2-Chetoglutarato Alto Metabolismo del lievito Zuccheri riduttori Alto, in funzione della concentrazione Dall uva o aggiunta (Glucosio, Fruttosio, ) Acido gluconico Alto Attività microbiologica sull uva 5-Chetofruttosio Alto Attività microbiologica sull uva Xilosio Alto Attività microbiologica sull uva Propanale basso Attività microbiologica Butanale basso Attività microbiologica Glicerolaldeide basso Attività microbiologica Isobutilaldeide basso Attività microbiologica Diacetile basso Attività microbiologica

4 WERNER ET AL., PREODUZIONE DI SOLFITI DA PARTE DEL LIEVITO, PAG. 4 Prove sperimentali hanno dimostrato che la produzione naturale dei tre composti leganti la SO 2, acetaldeide, piruvato e 2-chetoglutarato, dipende dal ceppo di lievito e dalla composizione naturale del mosto. Per quanto riguarda la composizione nutrizionale del mezzo, la tiamina gioca un ruolo base sulla formazione di composti leganti la SO 2. Essa agisce come coenzima della piruvato decarbossilasi, la quale diminuisce la concentrazione degli ultimi intermedi nella via di consumo degli zuccheri del lievito. Certi fattori come il trattamento termico del mosto o l attività della Botrytis sulle uve possono diminuire la naturale concentrazione di tiamina nel mosto. La figura 4 mostra l effetto dell aggiunta di nutrienti (ammonio e tiamina) sulla concentrazione di composti leganti la SO 2 in un mosto pastorizzato di Riesling dopo la fermentazione alcolica. Fig. 4: Effetto dell aggiunta di ammonio-idrogenofosfato (0.5 g/l) e tiamina (0.6 mg/l) sulla concentrazione di acetaldeide, piruvato e 2-chetoglutarato nel vino finito. La fermentazione è stata effettuata dal Saccharomyces cerevisiae in un mosto pastorizzato di Riesling. Valore medio di tre repliche. Le barre mostrano la deviezione standard. Fonte: SRIG concentration [mg/l] 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 acetaldehyde 2-ketoglutarate pyruvate 0,0 control thiamine ammonium thiamine + ammonium nutrient additions L alta concentrazione di composti leganti la SO 2 nel vino di controllo può essere spiegata dalla pastorizzazione del succo, che è stata necessaria per eliminare i microrganismi indesiderati. L effetto positivo dell ammonio e della tiamina sulla riduzione dei composti leganti la SO 2 può essere dimostrata molto chiaramente. La concentrazione di queste sostanze può essere notevolmente abbassata, anche se esse non possono essere eliminate. In aggiunta l attività di fermentazione dei lieviti può essere anche migliorata da entrambi i composti. In funzione della diversa concentrazione dei composti carbonilici nel vino, ogni prodotto richiede una differente quantità di SO 2, affinché sia garantita una sufficiente qualità e stabilizzazione. Gli zuccheri riduttori, come glucosio e fruttosio, che sono presenti nei vini dolci, aumentano il potenziale legante in maniera significativa. Inoltre il valore di ph e la temperatura del vino giocano un ruolo importante in relazione all equilibrio fra solforosa libera e legata, argomento che sarà successivamente descritto nel capitolo riguardante la gestione della SO 2. Bibliografia Ribéreau-Gayon, P., Dubourdieu, D., Doneche, B. (2006) Handbook of Enology, Volume 1, John Wiley and Sons, England Wucherpfennig, K. (1985) Die schwefelige Säure im Wein önologische und toxikologische Aspekte, Deutsches Weinbau Jahrbuch,

5 WERNER ET AL., PREODUZIONE DI SOLFITI DA PARTE DEL LIEVITO, PAG. 5 Ringraziamenti Gli autori ringraziano il supporto finanziario della Commissione Europea, per il Progetto No (Viticoltura ed enologia biologica: sviluppo di tecniche ecologicamente sostenibili e orientate al rispetto del consumatore per il miglioramento della qualità del vino biologico e per una normativa di riferimento basata su criteri scientifici), sovvenzionato nell ambito della Priority Area 1.2 (Organic Viticulture and Wine Processing) del Sesto Programma Quadro per la Ricerca, lo Sviluppo Tecnologico e le Attività Dimostrative. Le informazioni riportate in questo report non riflettono necessariamente i punti di vista della Commissione ed in alcun modo anticipano le future politiche della Commissione stessa ri-guardo agli argomenti trattati. I contenuti di questo report sono sotto la sola responsabilità degli autori. Le informazioni qui riportate, compresa ogni espressione di opinioni ed ogni proiezione o previsione, sono state ottenute da fonti ritenute attendibili dagli autori, ma non sono garantite per accuratezza o completezza. Le informazioni sono fornite senza impegno e a condizione che chiunque agi-sca sulla loro base o, diversamente, cambi la sua posizione in base ad esse, lo faccia inte-ramente a proprio rischio. Disclaimer Le informazioni riportate in queste pagine sono fornite in buona fede. Sulla base delle conoscenze e del giudizio professionale degli autori, alla data della pubblicazione, le informazioni stesse sono accurate e corrette. In ogni modo, non avendo gli autori, alcun controllo sull utilizzo di queste informazioni da parte dei beneficiari, gli autori stessi non accettano alcuna responsabilità o obbligo relativamente all utilizzo di tali informazioni da parte dei beneficiari medesimi (o da parte di terze parti che da essi ricevano tali informazioni). Quanto offerto è senza impegno e non è vincolante. L intera pubblicazione o parte di essa, comprese tutte le informazioni in essa fornite, potrebbero essere ampliate, modificate, can-cellate parzialmente o completamente dagli autori, senza bisogno di uno specifico avviso.