VINIFICAZIONE SPONTANEA: ASPETTI MICROBIOLOGICI

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1 VINIFICAZIONE SPONTANEA: ASPETTI MICROBIOLOGICI uve sane e mature presentano molte specie di lieviti (alcune a metabolismo ossidativo, altre anche fermentativo) Lieviti non-saccharomyces Hanseniaspora uvarum/kloeckera apiculata, Candida stellata, Metschnikowia pulcherrima Saccharomyces cerevisiae è poco presente su uve e mosti appena ottenuti, spesso dominante su attrezzature, ove si possono ritrovare anche Brettanomyces, Candida, Dekkera, Pichia, Saccharomycodes nel mosto i lieviti fermentanti totali avviano FA, sono variabili come numero totale e relativo, in funzione di clima, grado di maturazione, pratiche agronomiche; valori massimi UFC/ml; 2-5 gg fase di moltiplicazione cellulare; quindi fase stazionaria, + lunga e fase di declino -> UFC/ml) nella vinificazione spontanea il decorso fermentativo è diverso rispetto alla fermentazione in presenza di LSA, contando sul contributo di specie diverse da S. cerevisiae

2 SPECIE MICROBICHE DOMINANTI NEL VINO FERMENTAZIONE ALCOLICA (FA) E FERMENTAZIONE MALOLATTICA (FML) SONO PROCESSI POLIMICROBICI NELLE VARIE FASI DELLA VINIFICAZIONE LO SVILUPPO DELLE SPECIE FERMENTANTI AVVIENE IN MODOSEQUENZIALE LIEVITI fasi iniziali: lieviti apiculati (Hanseniaspora uvarum, H. guilliermondii, Saccharomycodes ludwigii), Metschnikowia pulcherrima, Rhodotorula fasi successive: Saccharomyces, Torulaspora delbrueckii, Zygosaccharomyces bailii, Z. fermentati, Schizosaccharomyces pombe, Schizosaccharomyces japonicus, Dekkera bruxellensis, Pichia spp BATTERI fasi iniziali: prevalentemente Lactobacillus (L. plantarum, L.casei, L. brevis) Inizio e durante FML: Oenococcus oeni, Al termine della FML: prevalentemente O.oeni, possibile sviluppo di Lactobacillus, e Pediococcus

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4 La fase di riempimento di un tino, della capacità anche di decine o centinaia di ettolitri, richiede un tempo di alcune ore Questo periodo di tempo costituisce una coltura di aricchimento con le relative conseguenze sulla composizione microbica, quali- e quantitativa L ambiente di cantina costituisce un pied-de-cuve ambientale Da Vincenzini, Romano, Farris 2005

5 La fermentazione spontanea È caratterizzata dall intervento di diverse specie di lieviti vinari A seconda delle specie presenti e del rapporto iniziale tra lieviti non- Saccharomyces e Saccharomyces si possono verificare diversi casi: Da Vincenzini. Romano, Farris, 2005

6 L avvio del processo fermentativo è ad opera di lieviti del tipo apiculato, principalmente: Hanseniaspora spp. Saccharomycodes sp. I primi 2-4 giorni di fermentazione possono essere presenti varie specie a bassa produzione di etanolo ed elevata produzione di composti volatili: Candida spp. Metschnikowia sp. Pichia spp. Kluyveromyces spp. Dekkera spp. Al raggiungimento dei 5-6 gradi alcolici, prevalgono le specie alcol tolleranti, in particolare: Saccharomyces cerevisiae Nelle fasi centrali e finali della fermentazione alcolica, accanto a S. cerevisiae possono essere presenti: Torulaspora delbrueckii, Zygosaccharomyces bailii Schizosaccharomyces pombe Schizosaccharomyces japonicus

7 Dati microbiologici nelle annate 2002 (elevata umidità e T inferiori alle medie stagionali) e 2003 (bassa umidità e T superiori alle medie stagionali) Lieviti non-saccharomyces dominanti sulle uve e prime fasi di fermentazione Candida stellata e Kloekera apiculata nettamente prevalenti in funzione delle caratteristiche climatiche Lieviti Saccharomyces non rilevabili Da Vincenzini, Romano, Farris 2005

8 Lieviti non-saccharomyces (ex apiculati ) sporigeni Nadsonia,Hanseniaspora, Saccharomycodes,Wickerhamiella asporigeni Kloeckera K. africana = H. vinae K. apiculata = H. uvarum K. apis = H. guilliermondii K. corticis = H. osmophila K. japonica = H. valbyensis K. javanica = H. occidentalis Hanseniaspora uvarum lievito vinario non-saccharomyces maggiormente noto (Kloeckera apiculata) cellule apiculate e limoniformi (1,5-3,5) x (4-9) µm gemmazione apicale dominante nelle prime fasi della fermentazione fermenta monosaccaridi (no maltosio e saccarosio) bassa alcoltolleranza (3-4 gradi) prodotti secondari sgraditi (acido acetico) sensibile a SO 2

9 Hanseniaspora uvarum, apiculato, vedi descrizione a parte H. guilliermondii, apiculato più presente nelle zone a clima caldo-temperato, più alcoligeno rispetto H. uvarum (8-9 vol % etanolo), resistente all anidride solforosa -> più difficilmente eliminabile, produce ac. acetico Saccharomycodes ludwigii, poco alcoligeno ma molto resistente a SO 2 (fermentazione di mosti resi muti) Metschnikowia pulcherrima, lievito sempre presente sugli acini, poco alcoltollerante Torulaspora delbrueckii, lievito ellittico, fasi centrali FA, secondo alcuni autori buone caratteristiche enologiche ma è poco alcoltollerante

10 Zygosaccharomyces bailii, Z. fermentati, lieviti ellittici, fase centrale FA, scarsa idoneità enologica Schizosaccharomyces pombe, Schizosaccharomyces japonicus, moltiplicazione per scissione, intervengono in varie fasi della FA, diminuzione acidità fissa per fermentazione maloalcolica, proposti per disacidificazione biologica dei vini Dekkera bruxellensis, cellule sferiche, globose, ellittiche o cilindriche, spesso ogivali, aschi con 1-4 spore, attività fermentativa presente, stimolata da O 2, in aerobiosi produzione di ac. acetico da glucosio Pichia spp, P. membranaefaciens, P. anomala, gemmazione multilaterale, privi di attività fermentativa, sviluppano in presenza di aria, fioretta

11 MICRORGANISMI SULL UVA UVA Popolazione microbica su grappoli immaturi: UFC g -1 Uva alla vendemmia UFC g -1 FUNGHI BATTERI Lieviti e funghi filamentosi Batteri lattici Batteri acetici Brettanomyces, Dekkera, Candida, Cryptococcus, Debaryomyces, Hanseniaspora, Issatchenkia, Kloeckera, Kluyveromyces, Metschnikowia, Pichia, Rhodotorula, Saccharomyces, Saccharomycodes, Schizosaccharomyces e Zygosaccharomyces

12 LA POPOLAZIONE MICROBICA PRESENTE SULL UVA IN VIGNETO VARIA IN FUNZIONE DI: Composizione chimica della superficie dell uva Spessore della buccia Varietà e grado di maturazione Posizione dell acino e del grappolo Stadio di sviluppo dei grappoli Inibitori chimici derivanti dalla stessa uva Tolleranza dei microrganismi agli stress Danni fisici provocati dal clima, uccelli, insetti e funghi Impiego di prodotti chimici Pratiche agricole

13 FATTORI CHE INFLUENZANO LA CONTAMINAZIONE MICROBICA DALLA VENDEMMIA ALLA VINIFICAZIONE Metodo di raccolta dell uva Temperatura del grappolo Tipo di trasporto dal vigneto alla cantina Condizione dei grappoli Metodi di pre-trattamento del mosto PRINCIPALI LIEVITI CONTAMINANTI ATTEZZATURE DI CANTINA Saccharomyces Candida/ Metschnikowia Brettanomyces/Dekkera Pichia Saccharomycodes

14 FATTORI CHE INFLUENZANO LA POPOLAZIONE MICROBICA DURANTE LA VINIFICAZIONE caratteristiche del mosto ph Temperatura Elevata concentrazione zuccherina Uso di fungicidi e pesticidi Presenza di nutrienti attività di cantina Biossido di zolfo Tecniche enologiche attività/caratteristiche microbiche Produzione di etanolo Metaboliti secondari Carattere Killer Meccanismi contatto cellula-cellula Produzione di tossine Proporzione relativa di microrganismi Densità iniziale

15 INOCULANTI MICROBICI A BASE DI SACCHAROMYCES CEREVISIAE 1872, Pasteur scopre che il lievito ridotto in polvere non perde la capacità di riprodursi 1887, Duclaux ottiene una fermentazione in purezza in ambito vinario 1890, Müller Thurgau sviluppa il concetto di lievito selezionato per l enologia Anni 20, compaiono sul mercato le prime polveri secche di lievito panario Bassissima vitalità Lunghi tempi di attivazione (15-20 ore) Anni 30, sviluppo dei procedimenti di essicazione attiva Ceppi con vitalità fino al 70% Negli anni 60, in California nasce il primo lievito secco attivo (LSA) per l enologia Nei seguenti anni diffusione generalizzata dei LSA anche in Europa Nel 1995, nel mondo, utilizzati LSA per un totale di 1000 tonnellate Oggi, utilizzo di LSA in almeno 3/5 delle aziende vitivinicole in Italia

16 FERMENTAZIONI IN PUREZZA O GUIDATE LA VINIFICAZIONE CONDOTTA LASCIANDO OPERARE I LIEVITI NATURALMENTE PRESENTI SULLE UVE E IN CANTINA PUÒ DARE RISULTATI TECNOLOGICAMENTE SCADENTI IN DIPENDENZA DA FATTORI DIVERSI: vendemmia con condizioni sfavorevoli presenza +/- estesa di muffe o parassiti attrezzature inadeguate personale non adeguatamente preparato basse rese in alcool presenza di residui zuccherini fermentescibili

17 VANTAGGI DELL USO DI FERMENTI SELEZIONATI NELLE FERMENTAZIONI PRINCIPALI: maggiore resa (alcool/zucchero) maggiore rapidità del processo fermentativo (vini pronti al consumo) maggiore costanza dei caratteri nelle varie annate e maggior serbevolezza possibilità di fermentazioni regolari anche a temperature anomale completa scomparsa di zuccheri fermentescibili minore produzione di acidi volatili

18 VANTAGGI DELL USO DI FERMENTI SELEZIONATI continua governo all uso toscano NELLE RIFERMENTAZIONI amalgama di tagli con mosti o mosto-vini, filtrati dolci, mosti muti, mosti concentrati VINI SPECIALI/SPUMANTI Per gli spumanti i lieviti devono: a) resistere a basse temperature b) operare sotto pressione di CO 2 c) sedimentare rapidamente d) produrre bouquet particolari

19 L IMPIEGO DI LIEVITI SELEZIONATI (DA SOLI, IN ASSOCIAZIONI CONTROLLATE O SCALARI) È PRATICA DIFFUSA: nelle fermentazioni di massa su uve soggette ad attacchi di Botrytis nelle fermentazioni di vini bianchi a basse temperature in tutte le rifermentazioni o in caso di arresto di fermentazione nelle vinificazioni a caldo produzione di vini da dessert e tutti gli spumanti vinificazione di mosti ad alto contenuto in zuccheri

20 COME SI PREPARA IL PIED-DE-CUVEE A LIVELLO DI PICCOLI PRODUTTORI prima della vendemmia, ammostare uva (1-2 q.li) sana senza raspi innestare i LSA dopo aver aggiunto 5 g/q.le di SO 2 in circa l di mosto dopo circa ore controllare se è entrato in fermentazione (forte schiuma) innestare in 50 q.li di mosto. Usare in ogni caso innesti di 4-5 % in volume rispetto alla massa da fermentare mosto centrifugato o filtrato A LIVELLO DI AZIENDE MEDIO-GROSSE pastorizzato (esempio 80 C per secondi) innesto dei fermenti selezionati (mettere da parte alcune beute per i controlli di laboratorio, curve di crescita ecc) innesto nei tini di fermentazione