Convegno tecnico: LA RIDUZIONE DEI SOLFITI NEI VINI COME GRANDE OPPORTUNITÀ DI MERCATO Metodi per il controllo microbiologico dei mosti e dei vini in assenza di anidride solforosa SANDRA TORRIANI Dipartimento di Biotecnologie, Università degli Studi di Verona
IMPIEGO DI SOLFOROSA IN ENOLOGIA
LEGISLAZIONI SULLA SOLFOROSA L Organizzazione Mondiale della Sanità comprende l SO 2 tra i conservanti (E220) e ne indica la Dose Giornaliera Ammissibile in 0,7 mg/kg di peso corporeo. All eccesso di assunzione di SO 2 sono attribuiti vari disturbi, ad es. l insorgenza di emicranie. Attualmente i limiti legali alla presenza di solfiti nei vini sono fissati dalla legislazione comunitaria Reg. CE 606/2009 Oltre all effetto tossico, l SO 2 ha anche un azione allergenica, per cui con l entrata in vigore della Direttiva CE n.89/2003, Tenore totale SO 2 (mg/l) Vini rossi Vini bianchi e rosati < 5 g/l >5 g/l < 5 g/l > 5 g/l 150 200 200 250 dal Dic. 2005 è diventato obbligatorio riportare in etichetta la frase contiene solfiti (10 mg/l) Pittogramma Reg. CE 607/2009 art. 51, par. 2
SOLFOROSA COME INDICE DI QUALITÀ? La quantità di SO 2 nei vini può qualificare le produzioni enologiche, non solo quelle biologiche, che sono ottenute con un uso molto contenuto di SO 2 durante la vinificazione. Il consumatore consapevole è orientato verso alimenti salubri privi di additivi chimici. Il vino può trovare nel suo ridotto contenuto di SO 2 un ulteriore fattore di valorizzazione, anche in termini commerciali e promozionali. MOSTO FERM. ALCOLICA FERM. MALOLATTICA LEGNO O ACCIAIO BOTTIGLIA
AZIONE ANTIMICROBICA DELLA SOLFOROSA Inibizione lieviti non-saccharomyces, Inibizione batteri malolattici nei vini bianchi, Prevenzione dello sviluppo di Brettanomyces spp. e contaminanti batterici, Controllo proliferazione microbica. MOSTO FERM. ALCOLICA FERM. MALOLATTICA LEGNO O ACCIAIO BOTTIGLIA
PRATICHE ENOLOGICHE ALTERNATIVE AI SOLFITI Stato sanitario delle uve, igiene della cantina e idonee pratiche enologiche sono i cornerstones della strategia che l enologo deve applicare contro la proliferazione incontrollata dei microbi di deterioramento. ADDITIVI CHIMICI Classici (es. dimetildicarbonato, acido ascorbico, acido sorbico) Naturali (es. lisozima, chitinasi, batteriocine, zimocine) TRATTAMENTI FISICI Campi elettrici pulsati, Trattamenti a elevate pressioni, Ultrasuoni ad alta intensità, Luce ultravioletta
TRATTAMENTI con LUCE ULTRAVIOLETTA Irraggiamento nella regione C degli ultravioletti (UV-C). 254 e 260 nm I raggi UV-C interagiscono con il DNA dei microrganismi I residui di timina formano dimeri i microrganismi non si replicano
I RAGGI UV-C NELL INDUSTRIA DELLE BEVANDE Il trattamento UV è già stato applicato con successo: - per il controllo dei microrganismi e dell attività enzimatica in succhi di frutta [Koutchma et al., 2009, Food and Bioprocess Technology 2:138; Falguera et al., 2011, LWT-Food Science and Technology 44:115] Anche in impianti di imbottigliamento di cantine: - trattamento dell acqua, - sanitizzazione dell aria. Trattamenti sperimentali su mosto d uva e vino contaminati artificialmente [Fredericks et al., 2011. Efficacy of ultraviolet radiation as an alternative technology to inactivate microorganisms in grape juices and wines. Food Microbiol. 28:510]
TECNOLOGIA SurePure (Milnerton, South Africa) Per ovviare allo scarso potere di penetrazione dei raggi UV negli alimenti sono stati progettati reattori a flusso turbolento. I tubi sono stati progettati per generare un flusso turbolento del liquido da trattare, migliorando la capacità di penetrazione dei raggi UV e la capacità di inattivare i microrganismi. L impianto base è formato da 40 tubi in serie ciascuno dei quali contiene una lampada UV-C (254 nm) Il campione è fatto circolare a un flusso costante di 4.000 L/h. Modulando il numero di lampade o facendo circolare più volte il campione da trattare, è possibile applicare dosaggi di luce diversi. La dose è circa 1.000 J/L.
SPERIMENTAZIONE CON UV-C Premessa Controllare le fermentazioni e le contaminazioni microbiche senza l aggiunta di additivi chimici è uno degli obiettivi dell industria enologica da raggiungere per ottenere vini salubri come richiedono i consumatori. Ricerca Applicazione di un nuovo trattamento UV-C alternativo all uso dei solfiti nell industria enologica per il controllo dei microrganismi contaminanti e per il miglioramento della qualità di mosti e vini (UVASOL). MOSTO FERM. ALCOLICA FERM. MALOLATTICA LEGNO O ACCIAIO BOTTIGLIA
PROVA DI LABORATORIO Obiettivo Materiali e metodi Valutare la resistenza intrinseca caratteristica di diverse specie di lieviti e batteri enologici alla radiazione UV-C. Ogni coltura in fase stazionaria è stata diluita e le diluizioni sono state piastrate in triplicato su terreno YPD Agar (lieviti), MRS Agar (batteri lattici) e FM (batteri acetici). Le piastre sono state irradiate con lampada Spectroline Longlife Filter Model ENF-240C/FE (Spectronics Corporation, USA) a 254 nm in modo statico. Il tempo di esposizione è stato di 277 sec, in modo da ottenere lo stesso dosaggio dell impianto SurePure. E stata calcolata la riduzione logaritmica media confrontando i risultati delle conte delle diluizioni trattate e delle diluizioni controllo (non sottoposte a trattamento UV-C).
EFFICACIA DEI RAGGI UV-C sui BATTERI Specie di batteri Prima trattamento UV-C Conta (UFC/mL) Dopo trattamento UV-C Riduzione logaritmica Acetobacter aceti 7,7 10 6 ± 3,4 10 6 13 ± 15 6,0 ± 0,8 A. malorum 9,1 10 6 ± 1,1 10 6 93 ± 77 5,5 ± 1,3 A. oeni 2,2 10 6 ± 5,7 10 5 23 ± 5 5,4 ± 0,8 A. pomorum 9,7 10 6 ± 8,8 10 5 66 ± 30 5,7 ± 1,0 Gluconobacter oxydans 5,3 10 6 ± 1,2 10 6 63 ± 6 5,5 ± 0,9 Lactobacillus hilgardii 2,3 10 7 ± 2,4 10 6 44 ± 38 6,1 ± 1,0 L. paracasei/rhamnosus 2,7 10 7 ± 4 10 5 36 ± 32 6,3 ± 0,9 L. buchneri/parabuchneri/sunkii 3,9 10 7 ± 3,7 10 6 90 ± 70 6,2 ± 1,2 Oenococcus oeni 5,3 10 7 ± 4,2 10 6 77 ± 32 6,4 ± 1,1 Tutte le specie di acetobatteri e di batteri lattici testate hanno mostrato una riduzione logaritmica molto marcata, sempre superiore alle 5 unità logaritmiche.
EFFICACIA DEI RAGGI UV-C sui LIEVITI Specie di lievito Prima trattamento UV-C Conta (UFC/mL) Dopo trattamento UV-C Riduzione logaritmica Candida steatolytica 3,8 10 7 ± 1,3 10 7 70 ± 30 5,7 ± 0,2 Candida zemplinina/stellata 9 10 5 ± 3 10 5 4,6 10 2 ± 6,3 10 2 3,6 ± 0,7 Hanseniaspora osmophila 2,3 10 5 ± 2,3 10 5 N.R. 5,2 ± 0,4 Hanseniaspora uvarum 4 10 5 ± 2,6 10 5 36 ± 47 4,4 ± 1,2 Lachancea thermotolerans 2,1 10 6 ± 3 10 5 10 ± 17 5,8 ± 0,8 Metschnikowia pulcherrima 5,6 10 6 ± 7 10 5 6 ± 11 6,3 ± 0,8 Pichia galeiformis/membranifaciens 4,3 10 6 ± 2,5 10 6 46 ± 47 5,1 ± 0,3 Pichia kluyveri 2,6 10 6 ± 2 10 5 1,3 10 3 ± 2 10 2 3,2 ± 0,05 Saccharomyces cerevisiae 8,2 10 6 ± 7 10 5 13 ± 10 6,0 ± 0,8 *I più sensibili sono stati S. cerevisiae, L. thermotolerans e M. pulcherrima, che mostrano un elevato tasso d inattivazione. *P. kluyveri e C. zemplinina/stellata, sono > resistenti alla radiazione UV-C.
PROVE DI CANTINA Obiettivo Materiali e metodi Valutare l efficacia dell applicazione UV-C con l impianto SurePure per la stabilizzazione microbiologica di mosto d uva e vino. Diverse cantine d Italia, Differenti tipi di matrice: - mosto, - vino bianco e rosato, - vino rosso, Prove a diverso dosaggio (25-2.000 J/L), Prove a dosaggio 1.000 J/L. Determinazione del numero dei microrganismi (UFC/mL), prima e dopo il trattamento UV-C in terreni specifici (lieviti in WL, LAB in MRS, batteri aerobi in WLD).
RISULTATI: MOSTO di UVA GARGANEGA 5 4 Log UFC/mL 3 2 1 0 C ont 125 250 500 625 750 1000 J/L Lie viti LAB AAB Conte iniziali (UFC/mL) Lieviti LAB AAB 3 10 4 1 10 4 3 10 4 Correlazione tra dosaggio di radiazione UV-C e tasso d inattivazione (Keyser et al. 2008)
RISULTATI: VINO PINOT GRIGIO Log UFC/mL 6 5 4 3 2 1 0 C ont 125 250 500 625 750 1000 J/L Lie viti LAB AAB Conte iniziali (UFC/mL) Lieviti LAB AAB 1 10 5 1 10 2 2 10 2 Correlazione tra dosaggio di radiazione UV-C e tasso d inattivazione (Keyser et al. 2008)
RISULTATI: VINO SANGIOVESE 5 Log UFC/mL 4 3 2 1 0 Cont 500 750 1000 2000 J/L Lieviti LAB AAB Conte iniziali (UFC/mL) Lieviti LAB AAB 5 10 4 3 10 2 7 10 2 Il trattamento è risultato efficace per i LAB, ma non per gli altri gruppi microbici.
RISULTATI: MOSTI Trattamento a 1.000 J/L Conte iniziali (UFC/mL) Riduzioni logaritmiche Campione Lieviti LAB AAB Lieviti LAB AAB Mosto di Garganega, FT 3,1 10 4 1,2 10 4 3,1 10 4 4,49 4,08 4,49 Mosto Garganega, SB 5,5 10 7 60 1,1 10 2 5,32 0,48 2,04 Mosto di Moscato, FF 4,7 10 6 1,9 10 2 10 2 4,72 2,27 2 Mosto passito, FLV 5 10 7 10 3 8,2 10 3 2,09 3 2,14 Mosto di Prosecco, CB 10 7 4 10 3 5 10 3 5,3 2,12 1,92 Mosto di Trebbiano, CVC 5,6 10 7 2,7 10 4 1,3 10 5 1,97 4,43 2,48 Mosto di Verdicchio, MN 7 10 4 N.R. 7,7 10 4 0,76-4,89 3,38 ± 1,77 2,05 ± 1,76 2,49 ± 1,55 L inattivazione dei lieviti è stata in genere elevata (3,38 ± 1,77 Log) Elevata suscettibilità dei batteri alla radiazione UV-C (LAB 2,05 ± 1,76 Log; AAB 2,49 ± 1,55 Log)
RISULTATI: VINI BIANCHI E ROSATI Trattamento a 1.000 J/L Conte iniziali (UFC/mL) Riduzioni logaritmiche Campione Lieviti LAB AAB Lieviti LAB AAB Asti spumante, TS 3,3 10 7 N.R. N.R. 7,51 0 0 Chardonnay, MZ 8 10 4 1,5 10 2 60 4,90 2,18 1,78 Fiano, TF 5 10 4 >10 5 3 10 6 4,70 6,00 6,48 Garganega, COL 1,5 10 2 30 50 2,17 1,48 1,69 Garganega, DC 1,3 10 5 10 4 20 2,51 4,00 1,30 Garganega, VR 2 10 6 90 70 2,85 1,95 1,84 Pinot grigio, RDL 1,3 10 5 1,3 10 2 2,4 10 2 5,11 2,00 2,34 Prosecco 1,5 10 4 4 10 2 9 10 3 4,18 2,60 3,95 Rosato, RDL 1,6 10 5 1,4 10 4 N.R. 5,20 4,14 0 Schiava rosato, RDL 7 10 7 80 3,6 10 2 7,84 1,90 2,56 Trebbiano, CVC 5 10 4 6 10 5 2 10 4 4,70 5,78 3,00 4,70 ± 1,82 2,91 ± 1,85 2,27 ± 1,82 Il sistema SurePure è risultato estremamente efficace nell abbattere la carica microbica, anche quando il livello numerico iniziale è molto elevato.
Il tasso di inattivazione nei vini rossi è basso soprattutto per i lieviti, in quanto sono ricchi in sostanze polifenoliche, come antociani e tannini, che sono in grado di assorbire la radiazione ultravioletta RISULTATI: VINI ROSSI Trattamento a 1.000 J/L Conte iniziali (UFC/mL) Riduzioni logaritmiche Campione Lieviti LAB AAB Lieviti LAB AAB Aglianico 1, TF 10 7 7,4 10 4 2,6 10 3 1,00 1,23 0,64 Aglianico 2, TF 10 7 2,4 10 3 7,6 10 3 0,79 0,78 0,77 Aglianico, CD 2,4 10 3 1,4 10 4 1,4 10 4 0,54 1,16 0,59 Amarone FW, GIV 7 10 5 90 80-1,95 0,60 Amarone, GIV 9 10 5 4,4 10 3 8,2 10 3 1,18 0,90 1,01 Barolo, FF 2 10 3 6 10 3 3 10 3 0,60 0,60 3,48 Sangiovese, CVC 5 10 4 3,4 10 2 7 10 2 0,30 1,20 1,15 Syrah in barrique, 70 N.R. N.R. 0,07 - - Tai rosso, LP 6 10 7 N.R. 1,3 10 2 0,23-2,11 Vino rosso, COL 6 10 2 10 3 6 10 4 0,96 3,00 4,00 Vino rosso, FLV 1,7 10 8 5,4 10 3 1,3 10 2 1,93 1,24-0,63±0,57 1,08±0,81 1,32±1,28
PROVE PRELIMINARI DI STABILITA Obiettivo Materiali e metodi Valutare la stabilità microbiologica di vini trattati con UV-C. Campioni di vino trattato e controllo, Conservazione a 4 C e 20 C, Analisi microbiologiche nel tempo. Vino Barbera
CONCLUSIONI Le prove in laboratorio hanno indicato che i lieviti e i batteri presenti nei mosti e nei vini sono suscettibili alla radiazione UV-C. Alcune specie del genere Pichia e Candida sono maggiormente resistenti. Il trattamento UV-C si è dimostrato efficace nel diminuire la concentrazione dei microrganismi indigeni associati ai vini bianchi/rosati e ai mosti. E necessario ottimizzare i dosaggi di radiazione UV in base al campione da trattare: i vini rossi richiedono un trattamento prolungato. I fattori che limitano l inattivazione microbica : - Tipo e stato fisiologico dei microrganismi - Sostanze polifenoliche - Torbidità MOSTO FERM. ALCOLICA FERM. MALOLATTICA LEGNO O ACCIAIO BOTTIGLIA
CONCLUSIONI Questo metodo per il controllo della contaminazione microbica può consentire di ottenere una stabilizzazione microbiologica dei prodotti per lungo tempo. Il sistema SurePure si pone come valida alternativa all azione antimicrobica dell SO 2 durante il processo di vinificazione in bianco. Saranno effettuati studi specifici per indagare eventuali effetti del trattamento UV-C sulle caratteristiche organolettiche e sul colore. MOSTO FERM. ALCOLICA FERM. MALOLATTICA LEGNO O ACCIAIO BOTTIGLIA
Ringraziamenti Le cantine, gli enologi e i tecnici per il loro prezioso aiuto e supporto nel condurre le sperimentazioni. I miei collaboratori: Dr.ssa Marilinda Lorenzini Dr. Fabio Fracchetti Dr.ssa Franca Rossi Dr. Alessio Artuso Grazie per l attenzione