Un lievito a km 0

Il vino nasce dalla spontanea fermentazione del succo d’uva da parte di microrganismi naturalmente presenti sulle uve: i lieviti.

Ad oggi questo processo è ampiamente conosciuto, infatti è una pratica ormai consolidata quella di affidare la fermentazione a colture microbiche starter. Colture che vengono aggiunte intenzionalmente e in modo controllato, permettendo il raggiungimento di un prodotto tecnologicamente soddisfacente e stabile nel tempo.

In particolare, la vinificazione è conseguenza dell’azione fermentativa di uno specifico microrganismo, Saccharomyces cerevisiae, ad oggi ampiamente commercializzato come lievito starter sotto forma di lievito secco attivo (LSA).

Ma da dove arriva ?
E qual è l’origine dei diversi Saccharomyces venduti dalle tante aziende del settore ?

Ciascuno di questi lieviti era, in origine, un lievito autoctono: un lievito originario del microbiota di specifici vitigni e cantine, che è stato identificato, studiato e selezionato per le sue attitudini fermentative.Queste aziende, infatti, collaborano da anni con centri e università che svolgono ricerche pluriennali volte a selezionare e a caratterizzare i lieviti migliori per varietà d’uva e tipologie di vino, ma che determinano risultati soddisfacenti anche quando impiegati su mosti diversi da quelli studiati. I lieviti infatti, oltre a fermentare gli zuccheri producendo alcol etilico e CO2, arricchiscono il vino di molti altri prodotti secondari, per lo più volatili, che gli conferiscono una diversa complessità olfattiva.

In ogni vitigno è presente un caratteristico pool di ceppi di Saccharomyces: la cui selezione e caratterizzazione può costituire una soluzione ideale ed innovativa per conseguire prima, e salvaguardare poi, la qualità dei vini.

Infatti, se da un lato l’utilizzo di starter commerciali assicura il soddisfacimento dei programmi di produzione aziendali, dall’altra contribuisce ad un certo appiattimento del prodotto finale, rischiando di limitare l’espressione della tipicità del vino.

In molti ritengono che un risultato di tipicità si possa ottenere reintroducendo il processo di fermentazione spontanea, ancora oggi molto diffusa, ovvero affidando la fermentazione al microbiota naturalmente presente sulle uve. Tuttavia i Saccharomyces non sono gli unici microrganismi che possono agire in questo processo: molto spesso sono proprio dei lieviti non-Saccharomyces (lieviti apicultai) a dare inizio alla fermentazione spontanea, poi soppiantati dai Saccharomyces. L’alternarsi di specie diverse durante la vinificazione può sì portare a risultati olfattivi diversificati e più complessi, ma non necessariamente migliori (è comune in questi casi l’innalzamento dell’acidità volatile). Al contrario, una fermentazione affrontata con lieviti starter autoctoni, opportunamente selezionati in funzione di particolari attitudini a fermentare la varietà di uva prescelta, dotati di peculiari attività enzimatiche e differenti dinamiche di fermentazione, può permettere il raggiungimento di obiettivi di complessità olfattiva e territorialità,  mantenendo comunque un pieno controllo di tutti i passaggi della vinificazione.

Che cosa propone Grape?

Grape offre alle cantine ed ai produttori di vino la possibilità di svolgere la propria selezione di lieviti autoctoni dai vitigni e dagli ambienti di cantina, di sceglierli ad hoc secondo l’obiettivo di tipicità prescelto e di essere pronti ad utilizzarli per il proprio vino nel giro di poche vendemmie.

Le moderne tecniche di biologia molecolare di cui Grape dispone, basate sull’analisi del DNA, permettono infatti una considerevole velocizzazionedel progetto, che risulta articolato in cinque fasi principali con lo scopo di arrivare ad un risultato finale sicuro e affidabile: 

a- Studio della biodiversità e caratterizzazione tecnologica dei lieviti fermentativi

Durante la prima vendemmia, i lieviti vengono isolati sia dalle uve, sia dal mosto in fermentazione, ottenuto dalle uve in purezza del vigneto prescelto, ottenendo una vera e propria “collezione”. Le specie isolate vengono poi identificate attraverso metodiche di biologia molecolare, e successivamente caratterizzate a livello genotipico per mezzo di una tecnica PCR specie-specifica e di un’analisi di fingerprinting, che permette una distinzione ceppo-specifica. Queste analisi hanno ilfine di procedere con la selezione esclusivamente su ceppi con profili genetici diversi.

b- Caratterizzazione fisiologica e tecnologica dei lieviti isolati

I lieviti isolati sonosuccessivamente studiati sulla base di una serie di parametri di interesse enologico, quali ad esempio capacità fermentativa, basso tenore di zuccheri residui, bassa produzione di acidità volatile, sviluppo a basse o elevate temperature, etc. I parametri studiati in questa fase vengono normalmente decisi insieme al produttore perché vini diversi hanno tecnologie produttive diverse (es. vini bianchi, rossi, spumanti) e pertanto richiedono soluzioni “customizzate”. 

c- Microfermentazioni sperimentali per validare i caratteri selezionati

I ceppi così scelti per le loro caratteristiche fisiologiche e tecnologiche vengono valutati tramite microfermentazioni in laboratorio. I campioni di vino ottenuti vengono analizzati sia per i parametri “comuni”(zuccheri residui, alcol, pH, acidità totale e volatile, SO2, colore, test di maderizzazione, acidi organici), che per altri più “fini”:alcoli superiori, frazione volatile, e acidi fenolici.Un passaggio cruciale di questa terza fase è l’analisi sensoriale, in cui il produttore annusa e assaggia i vini prodotti, percependo realmente l’influenza che il lievito può avere sul vino, e in seguito alla quale esprime delle preferenze.

d- Scelta dei candidati e vinificazione in cantina su scala pilota

Alla vendemmia successivagli isolati “candidati” con le caratteristiche più interessanti vengono prodotti direttamente da Grape tramite fermentatori, e impiegati dalla cantina in fermentazioni su scala-pilota utilizzando le proprie normali tecnologie produttive. Anche in questa fase, attraverso tecniche di biologia molecolare si analizzano campioni nelle diverse fasi della fermentazione per valutare la capacità del ceppo selezionato inoculato di dominare la fermentazione e di produrre caratteristiche sensoriali specifiche.

e- Vinificazioni su larga scala

Alla terza vendemmia (ultima fase dello sviluppo di lieviti starter autoctoni), i ceppi selezionati nelle fasi precedenti vengono impiegati in cantina su scala industriale, e nuovamente monitorati affinchè siano in grado di soddisfare tutte le necessità tecnologiche e produttive.

Selezionare il proprio lievito autoctono mostra così due vantaggi: il principale è quello di conoscere al 100% il proprio lievito, di cui si avrà un report analitico completo degli studi effettuati e dei risultati ottenuti, che verrà conservato banca dati microbiologica aziendale e ne verrà protetta la proprietà;l’ulteriore vantaggio risiede nel disporre per la vinificazione del proprio vino un “lievito a km ZERO”.

Grape infatti produce direttamente il lievito in pasta per i clienti, diminuendo l’impronta ecologica che la produzione di lievito, la procedura di essiccamento e di confezionamento ed il suo trasporto può avere a livello mondiale.

Novita’ 2019: le aziende geograficamente lontane possono finalmente iniziare comunque un  progetto di selezione di lieviti autoctoni. Abbiamo sviluppato un kit funzionale per l’auto-campionamento di uve e mosto che può essere utilizzato direttamente dal produttore e spedito nei nostri laboratori, dove inizierà la ricerca! Protagonisti della vostra selezione!

A cura di Lavinia Cagnina

Le ammine biogene: cosa provocano e come prevenirle

Cosa sono le ammine biogene?

Le ammine biogene sono dei composti organici a basso peso molecolare che si formano dalla decarbossilazione degli amminoacidi da parte di enzimi conosciuti come amminoacidodecarbossilasi. A seguito della loro azione, per ogni amminoacido si possono formare una o più ammine biogene. Alcuni esempi sono l’istamina, la tiramina, la triptamina, la cadaverina, la putrescina, la spermina, la spermidina e le ammine volatili quali la feniletilammina, l’isoamilamina e l’etanolammina.

Dove le troviamo?

Le ammine biogene si possono trovare in numerosi alimenti, ma la loro concentrazione è maggiore nei cibi a rapida deperibilità, soprattutto se fermentati e ricchi di particolari amminoacidi, come pesci, carni, salumi, succhi di frutta, cacao, latticini, formaggi e vino. Il vino, che come ben sappiamo è un prodotto della fermentazione alcolica del mosto ad opera di lieviti del genere Saccharomyces, tuttavia la sua completa trasformazione coinvolge in realtà vari microrganismi che contribuiscono sinergicamente al risultato. Tra questi, i batteri lattici responsabili della fermentazione malo-lattica sono i principali fautori della produzione di ammine biogene (le più comuni sono istamina, tiamina e putrescina).

Sono dannose?

Come si può intuire dal nome questi composti presentano una certa attività biologica, purtroppo non vantaggiosa! E’ noto da tempo che possono causare problemi fisiologici per l’uomo, provocando effetti diretti o indiretti sul sistema vascolare e nervoso umano. Alcune ammine, come la cadaverina o la putrescina, presentano un odore repellente, capace di scoraggiare chiunque a consumare un prodotto che le contenga, altre invece, come l’istamina e la tirosina, sono prive di gusto e possono essere causa di gravi intossicazioni alimentari.  Ad alte concentrazioni possono indurre palpitazioni, dolore addominale, palpitazioni o determinare sintomi con effetti simili alle reazioni allergiche (ricordiamo infatti che l’istamina è il più importante mediatore chimico delle allergie), oltre che forte mal di testa. Un’assunzione contemporanea di più alimenti contenenti elevate dosi di ammine biogene ha effetti tossici e può determinare un serio rischio per la nostra salute! Sebbene nel vino la loro concentrazione è generalmente ben al di sotto della soglia “critica”, la loro presenza insieme all’etanolo può rivelarsi particolarmente pericolosa determinando l’inibizione di enzimi intestinali, come le monoammino ossidasi (MAO), coinvolti proprio nella detossificazione delle amine biogene, e, insieme all’acetaldeide aumentare la permeabilità della membrana intestinale a questi composti.

Come le combattiamo?

La prima difesa è sempre la prevenzione.Nel 2011 l’OIV ha emanato un codice di buone pratiche vitivinicole con lo scopo di limitare al massimo la presenza di ammine biogene nei vini, indicando misure da applicare ad ogni fase di produzione per contribuire alla riduzione dei rischi associata alla presenza di queste sostanze nei vini. Verificare lo stato sanitario delle uve rimane di primaria importanza: grappoli danneggiati, presenza di muffe e valori di pH elevati associati a eccesso di calore e sostanze saline nel terreno possono favorire lo sviluppo di un basso tenore di ammine biogene già in vigneto, per poi aumentare significativamente in cantina durante la fermentazione malolattica. In questa fase infatti, la composizione del mosto è decisamente cambiata, il lievito ha consumato alcuni amminoacidi e ne ha liberati altri in seguito al suo metabolismo e all’autolisi e, se mantenuto in contatto con i batteri lattici (ritardo nell’eliminazione del sedimento) questi ultimi avranno molto da mangiare e produrranno una concentrazione maggiore di ammine biogene.  Altrettanta importanza va data alla scelta dei ceppi di batteri lattici da inoculare in questa fase, è importante infatti che presentino un’attività decarbossilasica bassa o nulla e che siano in numero tale da impedire il sopravvento di altri batteri autoctoni indesiderati. Inoltre, tutte quelle condizioni che risultano favorevoli alla crescita microbica (pH > 3.5, alte temperature, basso tenore di SO2 e minore grado alcolico) permettono lo sviluppo di una più grande varietà di batteri e giocano a favore della produzione di ammine (motivo per cui i vini bianchi, generalmente più acidi, mostrano un minor accumulo di ammine biogene rispetto ai vini rossi).

Ma come tenere sotto controllo i vini a lunga maturazione? In questi casi un’ottima precauzione consiste nell’effettuare un analisi microbiologica completa con particolare attenzione alla popolazione di batteri lattici con attività decarbossilasica, all’inizio e/o in più punti del processo!

Come scoprire se sono presenti?

Per valutarne la presenza è opportuno rivolgersi ad un laboratorio specializzato, che effettuerà un’analisi quantitativa attraverso sistemi basati su metodi cromatografici: cromatografia a scambio ionico, la gas cromatografia (GC) e la cromatografia liquida, accoppiate con opportuni rivelatori tra cui l’UV-visibile, spettrofluorimetro ed elettrochimico. Recentemente sono state utilizzate nuove metodiche che prevedono l’accoppiamento della cromatografia liquida con la spettrometria di massa.

Ma chi le produce?

Sono i microrganismi a produrre le ammine biogene. Dal momento che sono comunemente presenti nell’ambiente, possono contaminare alimenti e bevande e produrle in essi. Tuttavia, la produzione di ammine può essere causata anche da quegli stessi microrganismi introdotti come ‘colture starter’, in genere batteri lattici, utilizzati nella produzione di alimenti e bevande fermentate.

La produzione di amine biogene richiede ovviamente la disponibilità di amminoacidi precursori, la cui quantità e qualità varia da prodotto a prodotto, e dove possono essere presenti in forma libera, oppure venir liberati a seguito di attività proteolitiche da parte di enzimi endogeni o microbici. Inoltre, fattori come alte temperature, pH intorno a 5-6 e scarse condizioni igieniche possono determinarne un maggior accumulo. Alimenti in stato di degradazione o putrefazione avranno molto probabilmente un contenuto più elevato di questi composti, ma non bisogna farsi ingannare in quanto sono state individuate anche in alimenti che risultano perfetti ad un esame organolettico!

Come le elimino?

La bentonite risulta essere il metodo più efficace per eliminare le ammine biogene, presenta infatti carica negativa mentre al pH del vino queste sostanze mostrano carica positiva.

Cosa dice la legge?

Nonostante i timori e le problematiche descritte sopra, non esistono ancora limiti di legge, né restrizioni da parte dell’OIV (Organization internationale de la Vigne et du Vin) per quanto riguarda il tenore massimo di ammine biogene nei vini. Tuttavia, alcuni paesi europei come Svizzera, Germania, Francia e Belgio hanno fissato valori massimi per l’istamina (l’ammina principale presente nei vini) compresi tra 2 e 10mg/L, considerando che la dose tossica di questo composto nelle bevande in generale si aggira tra gli 15 e i 20mg/L.

L’ Italia non si è ancora espressa in merito nonostante sia lo stato con la maggior produzione al mondo.
Sta quindi all’attenzione e al buon senso di tutti i produttori, mantenere alta la qualità e garantire vini mal di testa-free!

A cura di Lavinia Cagnina

Che cos’è il Brettanomyces e perché è così temuto

(estratto intervista di Francesco Saverio Russo)

Cos’è il Brettanomyces?

Il Brettanomyces bruxellensis è un lievito contaminante che conferisce cattivi odori al vino e ne causa notevoli deprezzamenti. 

Il lievito è difatti la causa di danni stimati per milioni di dollari in tutto il mondo e può essere presente sia nella forma “perfetta” Dekkera, in grado di produrre spore sessuali, oppure nella forma “imperfetta” Brettanomyces, in grado di moltiplicarsi solo per via asessuata. Entrambi sono generi molto diffusi in natura e possono essere isolati sulle uve sane o danneggiate, sulle attrezzature di cantina, in mosti e vini ed in generale in ambienti di vinificazione. La presenza di Brettanomyces è stata rilevata in cantine di svariate parti del mondo: Sud Africa, Stati Uniti, Italia, Francia, Spagna, Germania, etc. Ciò dimostra che è un lievito che non ha confini geografici, quindi senza influenze dovute ai climi diversi.  

Produce cattivi odori chiamati in gergo sentori “Brett” di fenoli volatili , per la cui produzione Brettanomyces è universalmente riconosciuto e temuto. 

Queste molecole, sono prodotte tramite la degradazione enzimatica degli acidi idrossicinnamici, acido para-cumarico e ferulico, naturalmente presenti in mosti e uve ma in quantità diverse da varietà a varietà. Ecco svelato il motivo per cui in alcuni vini il sentore di Brett può essere più marcato: la quantità di etil-fenoli prodotta può essere sensibilmente più alta a causa della presenza in maggior quantità dei precursori di partenza!  

Il meccanismo di conversione coinvolge due reazioni enzimatiche che solo il lievito Brettanomyces è in grado di catalizzare con efficacia nel vino. Nella prima l’enzima cinnammato decarbossilasi (PAD)  decarbossila gli acidi idrossicinnamici nei vinil derivati corrispondenti (4-vinilguaiacolo dall’acido ferulico e 4-vinilfenolo dall’acido para-cumarico). Nella seconda reazione l’enzima vinilfenolo reduttasi (VPR) converte i vinilfenoli in etilfenoli. La sequenza nucleotidica dei geni corrispondenti a questi due enzimi è ancora oggi sconosciuta.

Come si può rilevare il “Brett”? Si può contrastare ed eliminare?

La presenza di Brettanomyces in mosti, uve e vini, non è un processo facile da monitorare. Il produttore deve, al momento, appoggiarsi ad un laboratorio di analisi attrezzato che può effettuare tre tipi di analisi:
1. Analisi di microbiologia tradizionale: costa all’incirca tra i 20 e i 25 euro , ma i cui i risultati si ottengono all’incirca dopo 10 giorni. Il Brettanomyces è un lievito che cresce lentamente e questi tempi tecnici sono dovuti proprio a questo. 
2. Analisi tramite biologia molecolare: un tipo di analisi su cui ho lavorato ampiamente durante il dottorato, coinvolge una metodica di biologia molecolare, la Real Time PCR, i cui risultati sono disponibili in 2 o 3 giorni lavorativi ma che presenta un doppio svantaggio: 
– costa sensibilmente di più (dai 70 ai 110 euro, dipende dai laboratori);
– rileva anche eventuali cellule morte.
E’, infatti, una tecnica basata sulla rilevazione del DNA del lievito, quindi oltre al DNA di cellule vive è automatico rilevare anche il DNA di cellule morte e, pertanto, c’è il rischio sensibile di sovrastimare la contaminazione.  
3. Una terza possibilità è quella perseguita da alcuni produttori che scelgono invece di ricorrere direttamente all’analisi degli etil-fenoli, un’analisi che indica una sorta “di screen-shot” olfattivo del vino in quel momento, ma che, non offrendo indicazioni sulla presenza di eventuali cellule di Brett, non può dare indicazioni sul destino futuro e su eventuali contaminazioni. Inoltre, anche quando le concentrazioni di fenoli volatili sono basse ed inferiori alle soglie di percezione, esse mascherano il bouquet del vino, compromettendone l’espressione, la tipicità e l’intensità.

Grape ha sviluppato una quarta utilissima possibilità: l’autoanalisi tramite Self-Brett®.

Self-Brett® è un innovativo dispositivo mai descritto o applicato prima d’ora nel campo dell’enologia. Un kit compatto che consente ad enologi e cantine di effettuare le analisi in autonomia, senza dover ricorrere ad un laboratorio di analisi.

Puoi scoprire di più sul Self-Brett®sul sito di Grape.

E’ presente una contaminazione da Brettanomyces: cosa posso fare? Qualora il produttore si accorga di avere in vino una contaminazione da Brettanomyces può ricorrere a diverse azioni a seconda delle necessità:
1. Filtrazione stretta per togliere le cellule del lievito, con lo svantaggio dell’appiattimento olfattivo del carattere del vino. 
2. Chitosano, preferibilmente da usare in modo preventivo, per uccidere le cellule del lievito (costa tanto). Il chitosano ha una funzione sulla fisiologia del lievito.  
3. Carbone attivo per eliminare il difetto dovuto agli etil-fenoli; metodica non costosa ma che presenta il grande svantaggio che il carbone attivo assorbe anche altre molecole olfattive che invece danno al vino un contributo positivo.

Visita il sito di Grape

A cura di Simona Campolongo

Presentazione

Il nostro territorio da secoli vede padroneggiare l’elisir della vite ma “il nettare d’orzo” sta conquistando i palati della popolazione in Italia.

Il progetto Dal Grappolo al Luppolo nasce con lo scopo di evidenziare peculiarità e punti di incontro di questi due mondi. La passione, la conoscenza e la cultura scientifica di GRAPE SRL, laboratorio di analisi microbiologiche su uve e vini, Leggi tutto “Presentazione”