Per l’esame di microbiologia del vino con la professoressa Patrizia Romano ho scritto un elaborato sulle colture starter per la vinificazione che mi piacerebbe condividerti. Premesso che sono partita dal mosto, da ciò che lo compone e dai suoi trattamenti, ho analizzato i caratteri dei lieviti vino per giungere a una interessante conclusione. I lieviti vino, meglio chiamati lieviti vinari, sono i responsabili della fermentazione, un processo molto complesso che dipende sia dalla composizione chimica del mosto, sia dall’intervento simultaneo di microrganismi diversi sia dal punto di vista chimico che biologico. Di conseguenza l’andamento di questo processo e il suo risultato dipende da:
- Composizione del mosto;
- Corredo enzimatico dei lieviti;
- Contesto ambientale in cui i lieviti lavorano.
Ne consegue che la fermentazione può essere spontanea, ovvero avvenire con i lieviti presenti sull’uva o nell’ambiente di vinificazione, oppure avvenire con lieviti selezionati.
Lieviti vino/1: Fermentazione con lieviti indigeni
La concentrazione dei lieviti sulla buccia degli acini aumenta con l’aumentare della maturazione. Ad uno stadio iniziale della maturazione sugli acini ci sono lieviti del suolo, della corteccia e delle foglie che quasi sempre non concorrono alla fermentazione. In una fase avanzata della maturazione ci sono lieviti Hanseniaspora e Metschnikowia (tra il 50% e il 75% del totale) e altri ceppi minori, ma sono presenti in concentrazioni bassissime (talvolta addirittura assenti) i Saccharomyces cerevisiae, ovvero i principali responsabili della fermentazione.
Quindi i lieviti non-Saccharomyces con le loro popolazioni numerose nella prima fase della fermentazione influenzano sia la cinetica di crescita sia il metabolismo dei lieviti Saccharomyces, poi in una seconda fase di fermentazione le condizioni ambientali si fanno inadatte (per la presenza di alcol) e quindi i Saccharomyces prendono il sopravvento grazie al loro maggiore potere alcoligeno.
Da qui si intuisce come il processo fermentativo, dal punto di vista ecologico, preveda lo sviluppo sequenziale di alcune specie di lieviti – ma anche di diversi ceppi all’interno della stessa specie – che sono man mano sostituiti in funzione del cambiamento delle condizioni (ovvero della crescita del tenore alcolico). Questa evoluzione dei lieviti continua fin tanto che non si creano le condizioni ottimali per lo sviluppo dei Saccharomyces cerevisiae alla fine del processo.
I Saccharomyces cerevisiae hanno un potere fermentativo – ovvero la quantità massima di alcol che il ceppo può formare – superiore a 14 %vol.
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Lieviti vino/2: Fermentazione alcolica
2.1 Fermentazione alcolica nella vinificazione in bianco
La fermentazione senza macerazione è realizzata ad una temperatura intorno ai 18–20 °C per garantire le migliori doti di finezza dei profumi e dei sapori del vino bianco, di natura più soggetto alle ossidazioni. Fermentatori a doppia parete con scorrimento di una soluzione refrigerante fanno sì che i lieviti trasformino lentamente gli zuccheri.
Per ottenere vini bianchi con una maggiore personalità e destinati all’evoluzione, la vinificazione in bianco può prevedere una rapida macerazione pellicolare del succo a contatto con le bucce, per estrarre pigmenti e sostanze odorose. Per evitare qualunque danno alla qualità del mosto, si raffredda intorno a 8–10 °C. Si può eseguire la criomacerazione raffreddando fino a 0-2 °C. La macerazione a freddo degli acini interi migliora l’estrazione delle sostanze durante la successiva pressatura, con conseguente intensificazione dei profumi.
2.2 Fermentazione alcolica nella vinificazione in rosso
Gestendo il tempo di macerazione si può intervenire in modo diverso sull’estrazione, salvaguardando l’eleganza del prodotto finale. Nei primi giorni di contatto sono estratti soprattutto gli antociani che danno in pochi giorni colori molto intensi con spiccate tonalità di rosso rubino, viola o blu scuro. Nei giorni successivi parte dei pigmenti sono riassorbiti dalle bucce ed il colore si indebolisce un po’ a vantaggio di una migliore estrazione dei polifenoli totali (influenzata da: tempo di contatto del mosto con le bucce, temperatura, rimontaggi, follature, presenza di anidride solforosa ed enzimi) e quindi di una maggiore struttura e gusto del vino. La fermentazione di alcuni vini rossi può concludersi in barrique, dove il vino che si sta formando è arricchito delle componenti aromatiche del legno. Molti vini rossi sono prodotti con una macerazione di 10-15 giorni, per quelli più leggeri e da consumare giovani è ridotta a 4-5 giorni, mentre solo pochi mosti sono lasciati macerare fino a 4 settimane (Langhe, Barolo). La temperatura elevata di fermentazione è un altro fattore che aumenta la dissoluzione delle sostanze presenti nelle bucce ma non sempre mantiene la qualità del vino. Il compromesso si raggiunge intorno ai 25 °C per i vini da bere giovani nei quali è importante preservare gli aromi fruttati, 30 °C per i vini da invecchiamento, al fine di non danneggiare i lieviti e non alterare le caratteristiche organolettiche del vino. Durante la fermentazione le vinacce formano in superficie uno strato compatto chiamato cappello che impedisce un buon contatto con la parte liquida. Per ovviare a questo inconveniente e favorire l’estrazione, il mosto è rimescolato con la follatura o il rimontaggio. Alla metà od alla fine della macerazione si toglie dal serbatoio tutta la parte liquida del mosto lasciando all’interno solo quella solida. Successivamente il liquido è reinserito dall’alto o dal basso e rompe in modo completo il cappello formato dalle bucce. In questo modo si raggiunge il duplice obiettivo di ossigenare molto bene il mosto e di rimescolare le sostanze che possono essersi stratificate favorendo i processi di fermentazione e di estrazione. Mentre il mosto continua a fermentare i lieviti trasformano gli zuccheri in alcol etilico ed anidride carbonica, formano sostanze secondarie, il colore diventa più intenso e molte componenti sono estratte e passano dalle bucce alla parte liquida. Dato che l’anidride carbonica fa ribollire il mosto, questo passaggio si chiama fermentazione tumultuosa.
Lieviti vino/3: Caratteri tecnologici dei lieviti vinari
Sono quelli comunemente valutati nei mosti e di conseguenza nei vini e sono la base per la scelta delle colture starter per la vinificazione.
3.1 Attività fermentativa
L’attività fermentativa è il requisito essenziale per avere un’ottima fermentazione e di conseguenza un vino di qualità. In pratica è la capacità del lievito vinario di prevalere velocemente e terminare la fermentazione.
3.2 Produzione di composti solforati
Anidride solforosa (SO2) e idrogeno solforato (H2S) derivano direttamente dalla riduzione dei solfati presenti nel mosto per azione dei lieviti.
3.3 Resistenza ai composti antimicrobici
- Prodotti naturali dell’attività metabolica del lievito: L’etanolo limita o arresta la fermentazione alcolica in quanto agisce direttamente sui lieviti e inibisce il trasporto del glucosio. I lieviti più tolleranti all’alcol si proteggono diminuendo gli acidi grassi saturi e aumentando gli acidi grassi insaturi e il trealosio (zucchero naturale che regola la pressione osmotica e stabilizza le proteine). Le basse temperature (10-20 °C) inibiscono l’azione dell’etanolo favorendo i lieviti non-Saccharomyces che possono addirittura diventare dominanti con un cambiamento del flavour del vino. Dato che la tolleranza all’etanolo è strettamente legata alla capacità di un ceppo di dominare durante la fermentazione, la resistenza all’alcol va valutata con attenzione per tutti i lieviti che si selezionano.
- Additivi chimici: I lieviti devono mantenere inalterato il vigore fermentativo in presenza dell’anidride solforosa normalmente aggiunta. La SO2 si usa come agente antimicrobico per il controllo dei lieviti presenti sulle uve in quanto esercita un’azione selettiva delle specie indigene. Il 30% dei ceppi di Saccharomyces cerevisiae resistono alla SO2 e fermentano fino a una concentrazione di SO2 di 150 ppm (per bloccarsi a 200 ppm).
In particolare:
- Il rame che si usa come pesticida è residuale nel mosto e a seconda della quantità presente può avere un’azione selettiva o tossica sui lieviti, al punto da bloccare la fermentazione e incidere negativamente sulle qualità organolettiche. Alcuni lieviti resistono bene al rame e ne accumulano nella cellula togliendolo dal vino. Per fare vino biologico si può usare la variabilità della specie S. cerevisiae per la selezione delle colture starter.
- I lieviti reagiscono diversamente ai fitofarmaci e i ceppi più selvaggi sono naturalmente più resistenti, al punto che in loro presenza potrebbero prevalere sulle colture starter.
- In caso di uso prolungato e sistemico dei fungicidi ci sono episodi di resistenza che ne hanno annullato l’efficacia. Questi non hanno più effetti inibitori sulla fermentazione alcolica, anzi stimolano il lievito al punto da fargli produrre una quantità maggiore di alcol.
3.4 Il fattore killer
I lieviti killer producono tossine proteiche o glicoproteiche letali nei confronti dei lieviti sensibili. Allo stesso modo i lieviti killer sono immuni alla loro tossina, ma possono essere sensibili alla tossina emessa da altri lieviti killer. Esistono anche ceppi di lieviti non-killer che non producono più la tossina ma ne sono immuni. Questa attività è assimilabile a un vantaggio competitivo. A volte i lieviti killer selvaggi possono prevalere sulle colture starter nei processi di vinificazione industriale. Durante la fermentazione l’effetto delle tossine killer dipende dal rapporto iniziale tra ceppi killer e ceppi sensibili, l’eventuale presenza di lieviti ad azione protettiva o neutrale, il livello di inoculo e la disponibilità di azoto. I lieviti killer ritardano o bloccano la fermentazione danneggiando le qualità organolettiche del vino a causa dei metaboliti (acido acetico…) che si ottengono.
Lieviti vino/4: Caratteri qualitativi dei lieviti vinari
Sono le numerose attività di trasformazione e/o demolizione dei componenti nel mosto. La loro individuazione permette di scegliere il ceppo di lieviti più idoneo per la fermentazione di quello specifico mosto in virtù del tipo di vino che si vuole ottenere. Il lievito quindi ha un peso enorme sul risultato finale in quanto determina gran parte delle qualità olfattive e gusto- olfattive positive o negative.
4.1 Acido acetico (Acidità volatile)
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Viene prodotto dai lieviti durante la fermentazione e pertanto, in una quantità che oscilla tra 0,3 e 0,6 g/l, è sempre presente nel vino. Una quantità superiore a 0,6 g/l è negativa per le caratteristiche olfattive.
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I lieviti apiculati producono molto acido acetico e possono essere dei contaminanti, ma c’è molta variabilità tra ceppo e ceppo. Ad esempio le specie di Hanseniaspora producono una quantità di acido acetico che oscilla tra 0,5 e 5 g/l per le fermentazioni in purezza.
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S. cerevisiae ha una bassa produzione di acido acetico che oscilla tra 150 e 2000 mg/l e la variabilità dipende anche dal luogo d’origine.
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Torulaspora delbrueckii è la specie che ha la più bassa produzione di acido acetico.
4.2 Glicerolo
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È uno dei più importanti composti secondari prodotti durante la fermentazione alcolica.
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Contribuisce in modo significativo alla viscosità e alla morbidezza del vino con un effetto positivo sulle caratteristiche olfattive e gusto-olfattive definendo il flavour del vino.
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La concentrazione di glicerolo, che oscilla da 1 a 12 g/l, è direttamente proporzionale alla qualità del vino.
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La concentrazione di glicerolo dipende da: composizione del mosto, contenuto iniziale di zuccheri, temperatura di fermentazione, pH, ossigeno, solfitazione, acidità e soprattutto dai lieviti che hanno partecipato alla fermentazione alcolica. In particolare S. cerevisiae, S’codes ludwigii e Z. bailii producono alti livelli di glicerolo.
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La concentrazione di glicerolo è direttamente proporzionale al potere fermentativo: all’aumentare della produzione di etanolo aumenta la produzione di glicerolo.
4.3 Composti aromatici
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I più importanti composti secondari prodotti durante la fermentazione alcolica sono gli alcoli superiori (n-propanolo, isobutanolo, alcoli amilico attivo, alcol isoamilico e 2-feniletanolo…) che derivano per via catabolica dagli aminoacidi corrispondenti nel mosto e dal glucosio senza coinvolgimento degli aminoacidi precursori.
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Gli alcoli superiori sono importantissimi per i profumi del vino e la loro produzione è dovuta ai lieviti, la quantità oscilla tra 100 e 500 mg/l in funzione della composizione del mosto, della quantità iniziale di zucchero, dell’ossigeno e dell’azoto. Piccole quantità di alcoli superiori influiscono positivamente nel vino, mentre quantità elevate influiscono negativamente. Ad esempio l’alcol isoamilico in alte quantità conferisce un odore di bruciato.
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L’unico alcol superiore che è positivo anche in quantità elevate è il 2-feniletanolo (deriva dall’amminoacido fenilanina) che conferisce un delizioso profumo di rosa. La sua concentrazione dipende dalla composizione dei mosti (=vitigno) e dal lievito che ha dominato durante la fermentazione. In particolare i lieviti criotolleranti e i S. bayanus producono la quantità maggiore di 2-feniletanolo in media 240 mg/l.
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L’acetaldeide è il composto carbonilico più importante (rappresenta il 90% delle aldeidi), precursore dell’acetato, acetoino e dell’etanolo. Il contenuto di acetaldeide varia in funzione della specie di lievito da 10 a 300 mg/l e da questa quantità dipende il grado di ossidazione del vino. Un basso livello di acetaldeide conferisce un piacevole aroma di frutta. Un alto livello di acetaldeide, sopra i 100 mg/l, conferisce al vino un odore pungente ed irritante. Sopra i 500 mg/l il vino non è più commerciabile.
- Gli esteri derivano da condensazione di acido acetico e acido lattico con etanolo e altri alcoli del vino. In particolare l’acetato di etile dà uno sgradevole sentore di aceto. Quantità che oscilla tra 50 e 80 mg/l: conferiscono al vino caratteristiche organolettiche positive. Quantità che oscilla tra 150 e 180 mg/l: conferiscono al vino caratteristiche organolettiche negative.
- L’acetoino è un composto organico prodotto naturalmente dai lieviti del genere Saccharomyces durante la fermentazione alcolica ed è presente nel vino in una quantità che oscilla da 2 a 32 mg/l. Influenza i profumi del vino. non-Saccharomyces: fanno tanto acetoino (da 80 a 250 mg/l); Saccharomyces: fanno poco acetoino (da 25 a 100 mg/l).
I lieviti producono quantità diverse di acetato di etile in funzione della specie e del ceppo.
- non-Saccharomyces: producono tanto acetato di etile (da 30-120 a 300 mg/l per il S’codes ludwigii);
- Saccharomyces: I S. cerevisiae producono poco acetato di etile (da 1 a 70-100 mg/l) mentre per gli altri lieviti Saccharomyces c’è tanta varietà di ceppo.
Come influenza il vino la specie/ceppo di lievito vinario?
I prodotti ottenuti con la fermentazione sono fondamentalmente gli stessi a prescindere dalla specie/ceppo di lievito, a cambiare tanto sono invece le quantità di prodotto all’interno del vino.
- Composti che VARIANO POCO all’interno della specie: possono essere considerati come caratteristici/distintivi di quella specie.
- Composti che VARIANO TANTO all’interno della specie: possono essere considerati come caratteristici/distintivi di un certo ceppo, ma non della specie a cui il ceppo appartiene.
Come interagiscono i lieviti con i vitigni?
Dato che la qualità del vino dipende anche dal pattern di lieviti che hanno condotto la fermentazione alcolica, è fondamentale utilizzare lieviti selezionati scelti sulla base delle esigenze del mosto e del vino che si vuole ottenere e per avere caratteristiche gusto-olfattive migliori.
Tuttavia utilizzare gli stessi starter per produrre vini diversi in aree geografiche diverse, pur essendo corretto, non è la scelta migliore in quanto c’è un potenziale rischio di appiattimento sensoriale dei vini prodotti. Per questo si tende a selezionare il ceppo di S. cerevisiae in funzione del vitigno, dell’ambiente pedoclimatico e delle tecniche colturali e di vinificazione.
Quasi paradossalmente i mosti che provengono da vitigni blasonati non esprimono il loro potenziale qualitativo senza l’abbinamento a uno starter specifico. Per lievito selezionato specifico si intende un lievito capace – attraverso la sua attività metabolica – di valorizzare gli aromi e le tipicità del vitigno. All’interno della specie S. cerevisiae esistono numerosi ceppi che pur avendo gli stessi geni che codificano i caratteri, sono in grado di dare allo stesso mosto di partenza caratteristiche qualitative e sensoriali anche molto diverse. Per questo la scelta del lievito non deve essere fatta solo in funzione dell’avere la garanzia del completo e regolare svolgimento della fermentazione alcolica, ma anche con l’obiettivo di esaltare le caratteristiche del vitigno ed evitare il temuto appiattimento gustativo. La produzione dei composti secondari diviene quindi il carattere di selezione per individuare lo starter capace di valorizzare il vitigno e il suo terroir.
Lieviti vino/5: Caratteri salutistici
Spesso si dimentica che il vino è prima di tutto un alimento e come tale va trattato, a prescindere dal fatto che i principi nutritivi sono presenti solo come traccia piuttosto che come quantitativo apprezzabile. Nel vino possono esserci delle sostanze positive (es. polifenoli) per la salute umana, oppure negative come le ammine biogene. I lieviti devono essere selezionati anche in virtù delle loro capacità di produrre le sostanze positive e ridurre la presenza delle eventuali sostanze negative prodotte.
L’obiettivo di utilizzare la selezione di lieviti vinari indigeni specifici per il vitigno è duplice: da un lato evitare l’appiattimento del gusto, dall’altro valorizzare le caratteristiche olfattive e gusto-olfattive del vitigno e del terroir in modo da produrre un vino di qualità maggiore.
Cheers 🍷
Chiara
Bibliografia
• P. Romano, Proprietà tecnologiche e di qualità delle specie dei lieviti vinari, In: M. Vincenzini, P. Romano, G.A. Farris, Microbiologia del vino, Casa Editrice Ambrosiana, 2005
• Angela Capece, Rocchina Pietrafesa, Gabriella Siesto, Rossana Romaniello, Patrizia Romano, La forza del lievito indigeno selezionato per affrontare le nuove sfide del mercato, OICCE TIMES Numero 83, Anno XXI, Estate 2020
• C. Bassi, Sommelier: il manuale illustrato, De La Paix Edizioni, Roma, 2021
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