SO 2 : anidride solforosa e ossigeno

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1 SO 2 : anidride solforosa e ossigeno Ragionare l apporto di SO 2 nelle varie fasi della vinificazione, dell invecchiamento, della conservazione dei vini, e la loro relazione con l apporto di ossigeno.

2 La SO 2 svolge una funzione triplice: protezione microbiologica protezione contro l ossidazione, sia enzimatica sia chimica fissazione dell'acetaldeide eliminando il suo proprio odore (svanito) In quale momento queste azioni sono veramente necessari? In quale momento si può ridurre od abbandonare l apporto di SO 2? parlare di anidride solforosa = parlare di ossigeno

3 Vinificazione in bianco: ossidazione del mosto definizione: assenza totale di SO 2 prima della partenza della fermentazione. condizioni: uva sana et controllo della temperatura (< 18 C). rischi: sviluppo microbiologico aberrante a temperature elevate. beneficio sul tenore di SO 2 totale: meno acetaldeide prodotto dai lieviti meno SO 2 legata

4 Precipitazione dei polifenoli flavonoidi durante l ossigenazione di cinque mosti bianchi; effetto della quantità di ossigeno legato 100 flavonoides (mg/l, en catechina) mg/l O 2 legato In assenza di SO 2 in fase di prefermentazione, l ossidazione del mosto bianco porta alla precipitazione dei polifenoli flavonoidi che causano i sintomi tipici dell invecchiamento del vino: imbrunimento, l astringenza e l ossidazione aromatica. Eliminazione per decantazione spinta. Così l ossidazione del mosto contribuisce alla stabilità del vino bianco.

5 Effetto della concentrazione di polifenoli flavonoidi (F) sull ossidazione del colore (A 420) di vini bianchi senza SO 2 0,8 A 420 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 F = 25 mg/l F = 45 mg/l F = 44 mg/l F = 43 mg/l F = 33 mg/l 0,2 0,1 F < 5 mg/l minuti L imbrunimento di vini bianchi senza SO 2 è l effetto visivo di importanti transformazioni ossidative che in assenza di polifenoli flavonoidi - non possono verificarsi.

6 Effetto dell ossidazione del mosto di Riesling sulla valutazione sensoriale 5 mesi dopo la fermentazione alcoolica L ossidazione del mosto può comportare una leggera diminuzione dell intensità aromatica su vini bianchi molto giovani.

7 Effetto dell ossidazione del mosto di Riesling sulla valutazione sensoriale 16 mesi dopo la fermentazione alcoolica con ossidazione del mosto senza ossidazione del mosto amaro acetosità lemone albicocca mela fumo pera verde-vegetale L ossidazione del mosto contribuisce alla stabilità degli aromi fruttati nel corso della conservazione dei vini bianchi. Eccezione: Sauvignon blanc

8 Differenze tra l ossidazione del mosto e quella del vino Mosto : Vino : - enzimatica e specifica - chimica e non specifica - prodotti dell ossidazione(polifenoli) precipitano e vengono eliminati per decantazione - prodotti dell ossidazione restano in soluzione con conseguenze sensoriali - sottoprodotto = H 2 O - sottoprodotto= H 2 O 2 L ossidazione del mosto è contrapposta all ossidazione del vino; le reazioni ed i risultati sono diversi.

9 La fermentazione alcoolica una fase critica per il tenore di SO 2 totale I lieviti stessi producono della SO 2 la cui quantità dipende del ceppo e del mosto. Sono pochi i ceppi che producono meno di 10 mg/l SO 2. I lieviti producono dell acetaldeide il quale è l agente più importante per la fissazione di SO 2 nel vino. 1 mg/l acetaldeide = 1,45 mg/l SO 2 La produzione di acetaldeide aumenta nelle condizioni di fermentazioni rallentate e di carenze nutrizionali importanza di un buon approvvigionamento nutrizionale.

10 Produzione di SO 2 da vari ceppi di lievito (20 g/hl), valori medi di due mosti. SO2, mg/l A B C D E F G H I J K L M N O P Q R ceppo di lievito Pochi lieviti (Lalvin B, Varioferm, Simi White, Maurivin AWRI 350) sono adatti alla produzione di vini con meno di 10 mg/l di SO 2 totale (vini senza sulfiti ).

11 Il caso dei vini giovani non filtrati Un vino non filtrato contiene delle cellule di lievito in sospensione, la feccia fine (lies fines). Dopo la fermentazione, la feccia in sospensione assorbe dell ossigeno e può sostituire così la SO 2 almeno temporaneamente. Il lievito contenuto nel torbido del vino giovane non è da considerarsi sporcizia. La qualità della feccia fine (percentuale di lieviti nella torbidezza totale) dipende dalla cura apportata alla decantazione del mosto. In un vino bianco ottenuto da un mosto ben decantato la feccia costituisce il 100% della torbidezza totale. Si raccomanda una decantazione quasi totale di un mosto bianco fino alla torbidezza residuale da NTU. Le particelle vegetali, i frantumi di terra etc. contenuti nella feccia fine dopo una decantazione insufficiente pregiudicano alla qualità e si richiede una chiarificazione precoce del vino.

12 Assorbimento di ossigeno di un vino bianco giovane. Impatto della presenza di feccia fine, della filtrazione, della pastorizzazione e della presenza di SO 2. Prova eseguita per 100 ore con presenza non limitata di ossigeno ossigeno legato, mg/l O I 9 5,5 II 5,5 III 2 IV V vino torbido vino torbido e pastorizzado torbido e SO2 (80 mg/l) filtrado senza SO2 filtrado con SO2 (80 mg/l) Le cellule di lievito vive presenti nella feccia fine assorbono dei quantitativi significanti di ossigeno sciolto tanto che non vengano eliminate tramite filtrazione oppure inattivate tramite pastorizzazione o aggiunta di SO 2. Questa caratteristica della feccia fine si convalida con la micro-ossigenazione dei vini rossi.

13 Impatto dell intensità della torbidezza sull assorbimento di ossigeno da parte della feccia fine in assenza di SO 2. Prova eseguita per 140 ore con presenza non limitata di ossigeno. 60 ossigeno legato, mg/l O ,5 0 NTU (intensità della torbidezza) Anche la presenza di una torbidezza leggera (35 NTU) causa l assorbimento di quantità considerevoli di ossigeno in sospensione.

14 Impatto del tenore di SO 2 libera sull assorbimento di ossigeno da parte della feccia fine. (Ceppo di lievito: AWRI R2; 35 NTU) ossigeno legato, mg/l O mg/l SO2 20 mg/l SO2 30 mg/l SO2 40 mg/l SO2 50 mg/l SO ore Tenori di SO 2 libera al di sopra di 30 mg/l frenano in modo forte l assorbimento di ossigeno in sospensione.

15 Impatto dell invecchiamento del vino sulla capacità della feccia fine di assorbire dell ossigeno sciolto (ceppo di lievito: EC 1118; 50 NTU; ph 3,3; 13 % etanolo) ossigeno legato, mg/l O2 per ora 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 1,11 0,84 0,14 0,07 0, settimane dopo fine della fermentazione alcoholica La capacità della feccia fine di assorbire dell ossigeno in sospensione diminuisce con l invecchiamento del vino. La filtrazione ci mette la fine.

16 I vari modi di consumo di ossigeno sciolto da parte della feccia fine Nei primi giorni dopo la fermentazione alcolica le cellule di lievito consumano l ossigeno per via della loro respirazione. In una seconda fase le cellule usano l ossigeno per l ossidazione dei loro lipidi membranacei. La degradazione ossidativa dei lipidi avviene nel perossisoma della cellula di lievito. Durante questa reazione l ossigeno viene trasformato in perossido di idrogeno (H 2 O 2 ). Il perossido formatosi viene degradato, nello stesso perossisoma, dagli enzimi 'catalasi e 'perossidasi di modo che il perossido non entra in contatto con il vino. Nel corso della conservazione del vino sulla feccia, le cellule di lievito liberano degli amminoacidi reduttori capaci di legare dell ossigeno. Dopo la fermentazione alcolica i lieviti non sono organismi morti, ma continuano a tenere attivi svariati sistemi enzimatici.

17 Il caso dei vini finiti, filtrati ed imbottigliati Obiettivo: assicurare la stabilità sensoriale e prevenire i difetti dell ossidazione (invecchiamento ossidativo, svanito, presenza di acetaldeide libero). Sfida: La soluzione di ossigeno nel vino comporta una diminuzione della SO 2 attraverso la sua trasformazione in solfati. SO 2 libera e totale calano allo stesso tempo problema della stabilità della SO 2 la correzione della SO 2 libera deve tener conto delle perdite future calcolabili. necessità di poter valutare gli apporti di ossigeno. Procedura: Nell ultima fase prima dell imbottigliamento limitare l apporto di ossigeno al minimo necessario e tener stabile la SO 2 libera con controlli ripetuti.

18 Diminuzione della SO 2 (mg/l) legata ad 1 mg/l O 2. Prova effettuata per 50 giorni su dieci vini bianchi (V1-V10) dopo caricamento con 10 mg/l O 2. 3,5 mg/l de SO2 perduti 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 2,73 2,32 2,83 2,89 2,48 2,44 2,27 1,9 2,84 2,67 0,5 0,0 V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 Secondo le regole della stechiometria, 1 mg/l O 2 può ossidare 4mg/L SO 2. Nella pratica, nel vino bianco, la perdita è di 2,54 mg/l SO 2 mediamente. La parte rimanente dell O 2 il 37 % - reagisce con altri componenti del vino ossidandoli in modo irreversibile. Per il vino rosso, la percentuale di ossigeno che non si combina con la SO 2 non è ancora stata rilevata.

19 Effetto dell apporto di ossigeno sull intensità (0-5) d invecchiamento ossidativo con alcuni vini di vitigni pregiati. SO 2 libera = mg/l inizialmente. Valutazione olfattiva due mesi dopo l apporto di O 2. 0 mg/l O2 10 mg/l O2 20 mg/l O2 Pinot blanc Rivaner Riesling B Riesling A Pinot gris Chardonnay 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 intensità d'invecchiamento ossidativo (0-5) Su vini bianchi con forte carattere fruttato, l apporto di ossigeno non controllato può provocare una svalutazione aromatica a partire da 5 mg/l O 2, pur con dei tenori di SO 2 libera usuali.

20 Effetto dell apporto di ossigeno (10 et 20 mg/l O 2 ) sullo invecchiamento * di vini rossi (SO 2 libre = mg/l), in funzione dei loro tenori di tannini e antociani. * invecchiamento espresso come "sensiblità verso l ossigeno = somma delle deviazioni-standard di tutti i parametri sensoriali con un apporto di 10 e di 20 mg/l O 2 riferite ai vini non trattati (0 mg/l O 2 ). sensitività verso l'ossigeno R 2 = 0, polifenoli totali (taninos + antocianas), en mg/l de catechina Più i vini rossi sono ricchi di tannini e antociani, meno rispondono ad un aggiunta fissa di ossigeno e più richiedono dell ossigeno per la loro maturazione e per l invecchiamento.

21 Apporto medio di ossigeno durante le operazioni usuali di trattamento dei vini in cantina operazione soluzione di O 2 (mg/l) travaso dal basso 0,5-1 travaso dall alto 4-6 rimontaggio 2-3 centrifugazione 3-5 filtrazione tipo alluvionaggio 4-6 filtrazione a piastra 2-3 aspirazione diffetosa di una pompa 7,8 trasporto in contenitori semivuoti 6-7 imbottigliamento 1-2 invecchiamento in barrique, all anno I rischi di ossigenazione grezza sono ben presenti in cantina e prima dell imbottigliamento bolle d aria nei filtri e nella tubazione, aria sulla superficie del vino in botte, etc. L impianto di imbottigliamento moderno permette di minimizzare l apporto di ossigeno nel momento dell imbottigliamento.

22 Effetto della temperatura sulla solubilità dell ossigeno nel vino a pressione d aria normale Temperatura Solubilità in mg/l O 2 0 C 14,5 10 C 11,1 20 C 8,9 30 C 7,2 La solubilità dell ossigeno aumenta quando la temperatura cala.

23 Soluzione di ossigeno atmosferico sulla superficie ferma o mossa, a pressione normale e temperature differenti (12 % etanolo; ph 3,5; 200 mg/l acido ascorbico) mosso, 20 C y = 327 x mg O2 / m ore fermo, 20 C y = 21 x fermo, 7 C y = 7,9 x Il vino si arricchisce di ossigeno in contatto con l aria. Una superficie mossa molteplica la soluzione di ossigeno nel vino rispetto ad una superficie ferma.

24 Riassumendo: coefficienti di trapasso di ossigeno atmosferico alla superficie del vino, in mg / m 2 giorno ~ : dipendente dell intensità della turbolenza 20 C 7 C superficie ferma 21 7,9 superficie mossa ~ 327 ~ 950 Con la superficie ferma, le temperature basse rallentano la ripartizione dell ossigeno all interno del liquido, malgrado la solubilità più alta. Una superficie mossa aumenta l assorbimento di ossigeno causa la diffusione più veloce nel liquido.

25 Ossigenazione attiva e passiva sul vino rosso Osservazioni in luogo Per vini rossi con bassi tenori di tannini e antociani, l apporto passivo di ossigeno causato dagli interventi e trattamenti dopo le fermentazioni di solito si rivela sufficiente per lo sviluppo della loro qualità. L apporto passivo di ossigeno è molto variabile e dipende del volume, della superficie e della temperatura del vino. Il bisogno di ossigeno dei vini rossi s ingrandisce mano a mano che aumenta il loro tenore di tannini e antociani; la micro-ossigenazione allora può rivelarsi uno strumento utile. I vini rossi dimostrano grandi differenze nelle loro necessità di ossigeno. Nel caso dei vini bianchi fruttati, ogni apporto di ossigeno dopo la filtrazione danneggia la loro qualità.

26 Assorbimento e combinazione dell ossigeno da parte del vino: oppure: cosa succede con l ossigeno nel vino? 2 fasi: 1. Assorbimento dell ossigeno atmosferico nel vino: Senza conseguenze sensoriali, l ossigeno sciolto sotto forma di gas è rintracciabile con dei mezzi analitici. 2. Combinazione chimica dello ossigeno sciolto con composti ossidabili: L ossigeno combinato è sparito e non è più rintracciabile con dei mezzi analitici; conseguenze sensoriali da badare. 2 modelli di reazione: - L assorbimento dell ossigeno nel vino è più veloce della sua combinazione: aumento dell ossigeno sciolto. - L assorbimento dell ossigeno nel vino è più lento della sua combinazione non è rintracciabile dell ossigeno sciolto. L ossigeno sciolto come rintracciato con dei mezzi analitici corrisponde alla differenza momentanea tra assorbimento e combinazione di ossigeno.

27 Combinazione dell ossigeno sciolto di un vino rosso rinchiuso ermeticamente dopo la filtrazione. polifenoli totali = 2300 mg/l; T = 20 C O2 sciolto, mg/l giorni La piuparte dell ossigeno sciolto sparisce entro una settimana in combinazione.

28 Effetto dell acido ascorbico sulla combinazione dell ossigeno sciolto 6,0 5,0 senza acido ascorbico con 200 mg/l de acido ascorbico 4,0 mg/l O2 3,0 2,0 1,0 0, giorni In presenza di acido ascorbico, la combinazione dell ossigeno sciolto viene leggermente accelerata. Durante questa reazione, l ossigeno viene trasformato in H 2 O 2.

29 Effetto della feccia fine sull assorbimento dell ossigeno sciolto 8,0 7,0 6,0 senza SO2, con feccia fine con SO2 (40 mg/l), sterile con SO2 (40 mg/l), con feccia fine 5,0 mg/l O2 4,0 3,0 2,0 1,0 0, giorni La feccia fine (cellule di lievito in sospensione) accelera l assorbimento dell ossigeno sciolto, è capace di consumarne grandi quantitativi.

30 La stabilizzazione della SO 2 libera prima dell imbottigliamento Prima dell imbottigliamento, i vini vengono chiarificati, stabilizzati, filtrati, travasati, maltrattati... Nel corso di queste operazioni assorbono dell ossigeno atmosferico dalla superficie nei contenitori, nelle tubazioni e nei filtri. In luogo, si possono trovare tenori di ossigeno sciolto fino a 7 mg/l O 2... e spesso senza alcun controllo. Questi tenori corrispondono a una macroossigenazione od ossigenazione grezza. L ossigeno sciolto consuma una parte della SO 2 libera trasformandola in solfati. Perdite che vanno facilmente ai mg/l di SO 2... e s incontrano spesso poco dopo l imbottigliamento. Di conseguenza, il vino va protetto contro l assorbimento di ossigeno per almeno una settimana prima dell imbottigliamento per eliminare l ossigeno sciolto, tener stabile la SO 2, e poter correggerla in caso di necessità. La stabilità della SO 2 libera è in strettissima relazione con il tenore attuale di ossigeno sciolto. Conclusione: La conoscenza del tenore di SO 2 libera serve a poco se non si conosce nel contempo il tenore attuale dell ossigeno sciolto.

31 L ossigeno nella bottiglia. la nozione del "total package oxygen TPO Il vino, dopo il suo imbottigliamento, si trova sotto l impatto d ossigeno, originario da quattro fonti: - l ossigeno che difonde attraverso il tappo (diffusione generalmente alta per tappi sintetici, molto variabile per tappi di sughero, e minima per le capsule a vite) - l ossigeno contenuto nel tessuto del tappo - l ossigeno rinchiuso nello spazio della testa della bottiglia - l ossigeno sciolto nel liquido già prima od acquisito durante l imbottigliamento = total package oxygen (TPO), in mg/l = ossigeno totale contenuto nella bottiglia, in mg/l Il TPO è responsabile della diminuzione della SO 2 in bottiglia. Una volta la SO 2 libera sparita completamente, cominciano apparire i difetti sensoriali dovuti all ossidazione (svanito, acetaldeide libero), più marcati con i vini bianchi che non con quelli rossi. La messa in commercio di vini senza SO 2 aggiunta richiede una massima padronanza degli apporti di ossigeno prima di e dopo l imbottigliamento.

32 Calcolo del TPO con delle bottiglie con volumi vari, riempite di vino con 3 mg/l O 2 sciolto (momento dell imbottigliamento), con spazio nella testa di 15 ml (contenente dell aria) base del calcolo dell ossigeno contenuto nello spazio della testa: 1 ml d aria = 0,208 ml O 2 ; 1 ml O 2 = 1,4 mg O 2 volume bottiglia, in ml ossigeno (mg O 2 ) gassoso contenuto nello spazio della testa di 15 ml ossigeno (mg O 2 ) sciolto nel volume di vino contenuto nella bottiglia ossigeno totale (mg O 2 ) contenuto nella bottiglia (TPO) ossigeno espresso in mg / L di vino 2,20 2,20 2,20 2,20 1,13 2,25 3,00 4,50 3,33 4,45 5,20 6,70 8,00 5,93 5,20 4,47 Più è piccola la bottiglia, più diventa importante l impatto dell ossigeno contenuto nella testa di bottiglia sul vino.

33 Apporto di ossigeno (mg/l O 2 ) dallo spazio della testa riempito d aria in funzione dell altezza della testa per una bottiglia di 0,75 L mg/l O altezza dallo spazio della testa della bottiglia (mm) Con tappatura normale (cioè tappatura senza vuoto spinto o con gas inerte), 1 ml d aria nello spazio della testa corrisponde a 0,3 mg O 2. L effetto dell ossigenazione che ne risulta è più importante sotto capsula a vite (spazio di testa più grande) che non con tappo normale.

34 Decorso della combinazione dell ossigeno dopo l imbottigliamento di un vino bianco chiuso a capsula a vite (bottiglie di 750 ml; 20 C) 8,0 7,0 O2 nello spazio della testa O2 sciolto nello vino 6,0 mg/l O2 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0, giorni Nel caso dell imbottigliamento con capsula a vite, lo spazio della testa contiene quantità considerevoli di ossigeno, se non si può ovviare con la tappatura sotto vuoto o a gas inerte. Quest ossigeno ci mette 1-2 mesi per smaltirsi in combinazione.

35 Attrezzatura analitica non-invasiva per la determinazione dell ossigeno sciolto e gassoso in un recipiente chiuso, basata sulla fluorescenza.

36 Apporto di ossigeno per vari sistemi di tappatura e vari modi di conservazione delle bottiglie bottiglie sdraiate, tappi di sughero, T 21 C bottiglie sdraiate, tappi di sughero, T 8 C bottiglie diritte, tappi di sughero, T 8 C capsule a vite (Saran) A differenza della maggiorparte dei tappi di sughero e sintetici, le capsule a vite metalliche si dimostrano abbastanza ermetiche e si lasciano anche richiudere con successo dopo un apertura.

37 Apporto di ossigeno attraverso tappi di sughero di lotti diversi durante la conservazione in bottiglie diritte a C. variazione di 3 tappi singoli per lotto tappo 7 tappo 6 tappo 5 tappo 4 tappo 3 tappo 2 tappo O 2, mg per anno I tappi di sughero lasciano entrare quantitativi considerevoli di ossigeno nella bottiglia. Questi quantitativi sono altamente variabili tra i diversi lotti in commercio e tra i tappi singoli dello stesso lotto.

38 Impatto del modo di chiusura sull invecchiamento ossidativo di due vini bianchi 10 mesi dopo l imbottigliamento (n = 18 degustatori) 2,00 1,883 1,917 intensità dell'invecchiamento ossidativo, 0-5 1,50 1,00 0,50 1,167 1,083 tappo di sughero 0,00 Chardonnay Riesling capsula a vite Per i vini bianchi, la tecnica di chiusura ed il comportamento più o meno ermetico della stessa influisce in modo notevole sull invecchiamento rispettivamente sulla conservazione del fruttato aromatico.

39 Impatto della composizione polifenolica sull intensità dello invecchiamento ossidativo in bottiglia tappata con sughero 18 mesi dopo imbottigliamento (n = 18 degustatori) 3,0 2,97 intensità, 0-5 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 1,63 Riesling 2,68 2,08 1,67 Chardonnay 2,48 standard + 30 mg/l de catechina standard + 30 mg/l de flavonoidi estratti de chicce de grapplo standard La presenza di alti tenori di polifenoli flavonoidi e la diffusione di ossigeno attraverso il tappo di sughero accelerano l invecchiamento ossidativo in modo sinergetico.

40 Diminuzione della SO 2 per ossidazione durante la conservazione di un vino imbottigliato e tappato con due tappi di sughero diversi diminuation de l'so2, mg/l giorni L apporto di ossigeno molto variabile attraverso i tappi di sughero si riflette in una diminuizione ugualmente variabile del tenore di SO 2.

41 Conclusione Il tenore di SO 2 libera da regolare prima dell imbottigliamento dipende: del tenore di ossigeno sciolto nel vino proprio prima dell imbottigliamento, del quantitativo di ossigeno che il vino assorbe durante l imbottigliamento, del quantitativo di ossigeno da attendersi nello spazio di testa secondo il sistema di chiusura, del tipo di vino (bianco, rosso,...), le aspettative relative alla conservazione e la stabilità del vino, un tasso di 30 mg/l SO 2 libera prima dell imbottigliamento, tasso sufficiente a condizione che l ossigeno è sotto controllo. La produzione di vini senza aggiunta di SO 2 est possibile. Richiede, tra l altro, un controllo perfetto dell ossigeno sempre presente, una filtrazione tardiva e l uso sistematico di gas inerti.