Volume: la vite e il vino

Sezione: utilizzazione

Capitolo: lieviti e aromi

Autori: Patrizia Romano, Angela Capece

Origine e domesticazione del pomodoro

Il vino può essere definito come un prodotto che si ottiene dalla trasformazione del mosto d’uva, mediante un processo biochimico, definito “fermentazione”, operato da particolari microrganismi, i lieviti.

Mosto d’uva

Il mosto d’uva è un mezzo nutritivo naturale, completo, che dal punto di vista microbiologico, è considerato un mezzo complesso, un mezzo cioè di cui non sono noti esattamente tutti gli elementi che lo compongono e le loro quantità. Si tratta di un substrato ottimale per lo sviluppo dei lieviti, poiché contiene tutti gli elementi necessari alla crescita di questi microrganismi e in una forma da essi utilizzabile. Caratteristica del mosto è la composizione non costante, anche da uve dello stesso vitigno in annate differenti o in aree diverse della stessa regione e anche della stessa vigna. In ogni modo, le componenti principali che caratterizzano il mosto d’uva sono rappresentate dagli zuccheri, glucosio e fruttosio, presenti in quantità piuttosto elevate e facilmente utilizzabili per via fermentativa dai lieviti, da composti azotati, quali ammoniaca, amminoacidi liberi e polipeptidi, da fosfati, solfati, composti del potassio e del magnesio, del calcio e di numerosi altri microelementi, oltre a diverse vitamine, quali biotina, acido pantotenico, piridossina e tiamina. La particolarità del mosto è rappresentata dal basso valore di pH (compreso tra 2,8 e 3,5 e determinato dalla concentrazione degli acidi malico e tartarico), che rende questo substrato naturale tendenzialmente acido e per questo difficilmente utilizzabile da moltissimi microrganismi, presenti in grandi numeri come contaminanti naturali anche sui chicchi d’uva. Al momento della pigiatura dell’uva tutti i componenti contenuti all’interno del chicco fuoriescono e si mescolano alla microflora presente sulla buccia e sui raspi e, anche se il mosto rappresenta un substrato molto ricco, il basso pH determina un ambiente fortemente selettivo nei confronti dello sviluppo e della attività della quasi totalità dei batteri patogeni che non necessitano, per la loro crescita, di valori più elevati di pH. Questo determina una certa sicurezza del substrato “mosto” e quindi anche del vino dal punto di vista del rischio per la salute umana. Pertanto, se il mosto ha valori di pH nella norma solo i lieviti e alcuni batteri (malolattici) hanno la capacità di sviluppare e di operare poi la trasformazione per fermentazione del mosto d’uva in vino.

Processo fermentativo

La fermentazione trasforma il liquido zuccherino, rappresentato dal mosto, in un liquido alcolico, il vino. Questo fenomeno biochimico, che coinvolge tutti i costituenti del mosto, si verifica a opera del sistema enzimatico dei lieviti, per cui la trasformazione del succo d’uva in vino è essenzialmente un processo microbiologico, in cui possono partecipare specie diverse di lieviti fermentativi e in particolare ceppi diversi della stessa specie. Il processo di produzione del vino inizia con la pigiatura dell’uva, che determina la diffusione delle cellule di lievito, presenti naturalmente sulla bacca, nel succo d’uva. Dopo la pigiatura, il mosto viene messo in vasche o tini dove le cellule di lievito continuano il processo di moltiplicazione, iniziato già in presenza di eventuali spaccature della buccia dell’uva. Nel momento in cui i lieviti vengono a contatto con il mosto iniziano subito a moltiplicarsi e ad accrescersi, utilizzando tutto l’ossigeno a loro disposizione per aumentare la loro biomassa (numero di cellule). I lieviti utilizzano le sostanze nutritive presenti nel mosto, in particolare gli zuccheri, ricavando cosi l’energia necessaria per la propria moltiplicazione e attività. Man mano che il processo fermentativo prosegue, nelle vasche o nei tini di fermentazione comincia a scarseggiare l’ossigeno, quindi le cellule di lievito non utilizzano più gli zuccheri presenti nel mosto per riprodursi, ma li trasformano principalmente in alcol etilico e anidride carbonica, che rappresentano i prodotti principali della fermentazione alcolica. Per questi motivi nelle fasi iniziali della fermentazione la quantità di etanolo che si forma è bassa, mentre nelle fasi centrali e finali del processo di produzione del vino l’etanolo e l’anidride carbonica rappresentano i prodotti principali formati dall’attività dei lieviti. La concentrazione finale di etanolo che si forma durante la fermentazione dipende principalmente dalla quantità di zuccheri presenti nel mosto, pertanto il contenuto di zucchero delle uve è fondamentale per scegliere il periodo più adatto per effettuare la vendemmia. L’andamento regolare della fermentazione e, quindi, il risultato del processo dipendono dai lieviti che hanno attuato la trasformazione, vale a dire dalle caratteristiche proprie dei lieviti, per prima cosa dalla loro capacità di produrre etanolo e dal livello di resistenza alle alte concentrazioni di questo alcol.

Microflora dell’uva

Dal punto di vista del legame col territorio, le uve rappresentano la sorgente più importante di microrganismi che saranno poi coinvolti nella fermentazione del mosto d’uva. Si tratta di diverse specie di lieviti, alle quali vanno aggiunte alcune specie di batteri. Va poi evidenziato che, contrariamente a quanto presumibile, il lievito vinario per eccellenza, Saccharomyces cerevisiae, che rappresenta la specie principale che opera la trasformazione del mosto d’uva in vino, è poco frequente e spesso anche assente da singoli acini o grappoli. Molti sono i fattori che influenzano la presenza dei diversi microrganismi sulla superficie degli acini d’uva. Tra questi sono di particolare importanza l’andamento meteorologico, la varietà dell’uva, il grado di maturazione, la posizione dell’acino all’interno del grappolo d’uva, i danni fisici provocati da uccelli, insetti e attacchi di muffe, l’impiego di prodotti chimici (fungicidi, insetticidi ecc). Accade con frequenza che gli acini siano danneggiati e che la fuoriuscita del succo favorisca lo sviluppo di muffe e di batteri alteranti. Le uve così contaminate subiscono alterazioni nella loro composizione chimica tali da influenzare negativamente il flavour e il colore del vino e anche la crescita dei lieviti durante la fermentazione alcolica. Per queste ragioni è fondamentale controllare lo sviluppo delle muffe sulla superficie delle uve per garantire la buona qualità del vino, anche in relazione alla potenziale produzione di sostanze tossiche, le micotossine, da parte delle muffe. Inoltre, i residui di fungicidi sulle uve possono inibire lo sviluppo dei lieviti coinvolti nella fermentazione alcolica. Partendo da tutte queste considerazioni, l’uva nella sua veste di materia prima determina non solo la composizione del mosto d’uva, ma anche la presenza dei diversi microrganismi, in particolare dei lieviti, che saranno naturalmente presenti nel mosto d’uva e che potranno poi partecipare al processo fermentativo. Infatti, in ogni fermentazione naturale sono presenti lieviti diversi, sia appartenenti a specie diverse sia ceppi diversi della stessa specie, e questa fluttuazione nella popolazione di lieviti comporta la produzione di vini caratterizzati da bouquet diversi e di qualità diversa.

Successione dei lieviti nel processo fermentativo

Il processo fermentativo, che è alla base della trasformazione del mosto d’uva in vino, può realizzarsi o per fermentazione spontanea o per fermentazione guidata, ma in entrambi i casi a opera dei lieviti. Nel caso delle fermentazioni alcoliche spontanee, cioè senza l’aggiunta di colture di lieviti selezionati (colture starter), si svolge un complicato processo biochimico in cui sviluppano insieme più specie di lievito che interagiscono fra di loro in maniera complessa e che si susseguono nel corso del processo fermentativo. In tutte le fasi della produzione del vino la crescita e l’attività dei lieviti rivestono un ruolo fondamentale sulle caratteristiche del vino; infatti, il regolare svolgimento del processo fermentativo e l’ottenimento di prodotti finali equilibrati e gradevoli sono determinati proprio dalle diverse specie che fermentano il succo d’uva. L’adeguata conoscenza dei principali lieviti e degli altri microrganismi implicati nel processo fermentativo è fondamentale per condurre in modo corretto le pratiche di vinificazione. La successione delle specie che s’instaura durante la fermentazione spontanea dei mosti dipende in gran misura dalle caratteristiche del mosto stesso, dalle specie di lievito presenti, dalle condizioni di fermentazione e dalle condizioni create dall’attività metabolica delle specie microbiche che si succedono. Come abbiamo visto, nel succo d’uva appena pigiato sono presenti diversi tipi di microrganismi, mentre la trasformazione del succo d’uva in vino è condotto essenzialmente dai lieviti. Questo si verifica perché i lieviti sono gli unici microrganismi che trovano nel mosto d’uva le condizioni adatte per il loro sviluppo. Infatti, i lieviti dominano la fermentazione alcolica in seguito alla loro capacità di svilupparsi rapidamente al basso pH del mosto e anche in conseguenza della loro capacità di produrre e di resistere all’etanolo, sostanza che inibisce lo sviluppo di altri microrganismi. Partendo dalle uve, va sottolineato che sugli acini predominano lieviti non-Saccharomyces, prevalentemente i lieviti “apiculati”, così definiti per la caratteristica forma allungata della cellula, tipo limone. Dopo un certo tempo dal riempimento delle vasche, anche dopo poche ore, comincia la fermentazione alcolica. I primi ad avviare il processo fermentativo (inizio fermentazione) sono appunto i lieviti apiculati perché presenti in numero molto elevato nel mosto e quindi rappresentano la microflora dominante. Questi lieviti, nonostante siano dotati di una certa attività fermentativa, sono caratterizzati da una bassa capacità di produzione di alcol e da un’elevata sensibilità alla concentrazione di etanolo, che man mano si forma. La loro presenza è normalmente limitata ai primi 2-3 giorni di fermentazione, quando il contenuto di alcol etilico è ancora basso. Trascorso tale intervallo di tempo e aumentato il tenore di alcol fino a 4-6 gradi, l’attività fermentativa e qualsiasi altra attività vitale di questi lieviti si arresta, a favore di specie di lieviti dotati di una elevata attività fermentativa e più resistenti all’alcol etilico, che prendono il sopravvento e portano a termine il processo. Questi lieviti, caratterizzati da cellule a forma ellittico-globosa, appartengono al genere Saccharomyces, per la maggior parte alla specie S. cerevisiae, e rappresentano i lieviti vinari principali. Tali lieviti sono dotati di un’attività fermentativa piuttosto elevata, che determina il consumo quasi totale degli zuccheri del mosto. Anche la presenza di anidride solforosa, antimicrobico aggiunto normalmente al mosto prima dell’inizio della fermentazione per inibire batteri e lieviti indesiderati, favorisce il sopravvento dei saccaromiceti sui lieviti apiculati, naturalmente poco resistenti all’anidride solforosa. Pur scomparendo presto dalla scena fermentativa, alcuni autori hanno riportato che i lieviti delle prime fasi fermentative raggiungono comunque uno sviluppo tale da riuscire a influenzare la composizione chimica del vino e quindi anche lo sviluppo e il comportamento biochimico dei ceppi di S. cerevisiae. Altre specie possono intervenire, accanto a S. cerevisiae, nelle fasi centrali e finali della fermentazione alcolica o durante l’invecchiamento del vino, in quanto dotate di una discreta capacità di resistenza all’alcol etilico. Questi lieviti producono una serie di composti secondari e, se nel corso della fermentazione si modificano i parametri fisico-chimici, possono diventare predominanti in parte del processo, contribuendo positivamente o negativamente alla qualità finale del vino. Al termine della fermentazione, se non si evita il contatto con l’aria atmosferica, è inevitabile lo sviluppo dei “lieviti della fioretta”, i quali, pur non avendo attività fermentativa, influenzano la qualità del vino, formando veli superficiali, spessi e fragili e utilizzando l’alcol etilico per la propria moltiplicazione, causando di conseguenza una netta diminuzione del grado alcolico.

Saccharomyces cerevisiae e variabilità di ceppo per parametri enologici

La specie vinaria per eccellenza è S. cerevisiae, nome coniato nel 1897 per indicare il lievito ritrovato nel malto. Nel corso degli ultimi duecento anni questa specie è stata oggetto di numerosissimi studi, e oggi S. cerevisiae rappresenta il microrganismo più conosciuto dal punto di vista fisiologico, genetico, morfologico e tecnologico ed è stato scelto come modello per gli studi genetici sulla cellula eucariota. S. cerevisiae è sempre stato considerato il lievito più importante in assoluto tanto che, di norma, la parola generica “lievito” senza nessun altra precisazione sottintende questa specie. S. cerevisiae, grazie alla sua vigorosissima attività fermentativa, alle sue caratteristiche di resistenza agli antisettici, all’elevato grado di tolleranza all’alcol etilico e alla capacità di sviluppare facilmente in presenza delle più svariate condizioni, è considerato il lievito più importante dal punto di vista enologico. Osservate al microscopio, le cellule di questa specie appaiono di forma globosa o subglobosa, ellittica o cilindrica, possono essere singole, appaiate o riunite per formare corte catene o aggregati. Tra le specie di lievito che possono compiere la fermentazione vinaria, S. cerevisiae è quella che produce, a partire dalla stessa quantità di zucchero del mosto, la maggior quantità di etanolo. Tutto ciò ha portato alla pratica, oggi ampiamente consolidata nella produzione del vino, di gestire e controllare la fermentazione alcolica del mosto attraverso l’uso di colture selezionate di S. cerevisiae, cioè di colture starter commercializzate sottoforma di lievito secco attivo, in pasta, mosto-lievito ecc. che attualmente sono comunemente utilizzate nelle cantine, specie nel caso di livelli produttivi consistenti. La selezione di una coltura starter di S. cerevisiae per vinificazione si basa sulla caratterizzazione e poi sulla scelta di ceppi dotati di alcune caratteristiche, fondamentali per una buona riuscita della fermentazione vinaria, come l’elevato potere fermentativo, la resistenza all’anidride solforosa, la capacità di produrre quantità più o meno rilevanti di composti secondari della fermentazione alcolica che influenzano l’aspetto aromatico del vino. Descriviamo brevemente alcune delle caratteristiche enologiche principali, evidenziando la variabilità dei ceppi di S. cerevisiae nell’espressione dei vari parametri.

Variabilità di ceppo e andamento fermentativo
La coltura starter viene addizionata in quantità massiccia al mosto appena pigiato, che non è un ambiente sterile, ma al contrario contiene già dei microrganismi, in quantità elevata e dotati di una significativa attività vitale. Affinché possa prendere il sopravvento sui microrganismi presenti nel mosto, la coltura starter deve possedere, come prima caratteristica, un’ottima capacità fermentativa, ovvero deve essere capace di fermentare il più velocemente possibile, imponendo le sue caratteristiche “positive” sui lieviti naturalmente presenti nel mosto appena pigiato. Altri caratteri, comunemente valutati come criteri per la selezione di ceppi da utilizzare in vinificazione e che assicurano il massimo rendimento del lievito nel condurre la fermentazione, comprendono: vigore e potere fermentativo e livello di resistenza a composti tecnologici. – Il vigore fermentativo esprime la capacità del lievito di avviare rapidamente la fermentazione, prendendo così il sopravvento sui microrganismi naturali del mosto, anche in presenza di sostanze ad azione antisettica, come l’anidride solforosa, normalmente aggiunta al mosto nelle dosi consentite e a temperature comprese tra 20 e 30 °C. – Il potere fermentativo, detto anche potere alcoligeno, è collegato al livello di resistenza del lievito all’alcol etilico, prodotto dallo stesso microrganismo durante la fermentazione alcolica. Questa caratteristica esprime la quantità massima di etanolo che il ceppo può formare in presenza di zucchero in eccesso ed è espressa a livelli massimi dai lieviti Saccharomyces, che proprio per questo motivo prendono il sopravvento nel corso della fermentazione vinaria, portando a esaurimento gli zuccheri e completando il processo praticamente da soli. Al contrario, i lieviti non-Saccharomyces non sono in grado di sviluppare quando la quantità di alcol etilico supera i 3-4° alcolici. Comunque, anche nell’ambito dei Saccharomyces, i diversi ceppi possiedono potere alcoligeno diverso, per cui questo carattere è un parametro fondamentale di selezione da valutare in un lievito da utilizzare come coltura starter. Un esempio della diversa capacità fermentativa tra ceppi di S. cerevisiae è riportato a lato. L’andamento del processo fermentativo condotto inoculando due diversi ceppi è espresso come grammi di anidride carbonica (CO2) prodotti dai lieviti, fattore direttamente collegato al consumo degli zuccheri e quindi all’evoluzione del processo fermentativo. La variabilità di questo carattere è anche collegata alla provenienza del lievito: i lieviti provenienti da mosti ottenuti da vigne coltivate in zone calde generalmente sono caratterizzati da potere alcoligeno più elevato rispetto ai lieviti isolati da mosti di uve di zone fredde. Questo diverso livello di resistenza va collegato al diverso contenuto zuccherino delle uve: i mosti provenienti da regioni calde contengono quantità di zuccheri più elevate, per cui i lieviti isolati da questi mosti si sono adattati a sviluppare in un ambiente contenente elevate concentrazioni zuccherine. – Resistenza a composti tecnologici. È una caratteristica che il lievito deve possedere per svolgere la sua attività fermentativa in presenza di composti presenti nel mosto, quali residui di fitofarmaci e altre sostanze presenti sull’uva o additivi tecnologici comunemente aggiunti al mosto appena pigiato. Tra le sostanze utilizzate in vinificazione, l’anidride solforosa rappresenta certamente la più diffusa e comunemente usata in tutte le produzioni di vino. La pratica di aggiungere anidride solforosa è una pratica molto antica ed è adottata in tutto il mondo. La sua azione è mirata e garantisce un andamento regolare del processo fermentativo. Principalmente, l’anidride solforosa viene utilizzata per la sua azione antimicrobica, in quanto inibisce lo sviluppo di batteri e lieviti indesiderati presenti nel mosto d’uva e favorisce lo sviluppo selettivo dei lieviti resistenti a questo composto, rappresentati principalmente dai saccaromiceti. Anche per questa caratteristica esiste una certa variabilità tra i diversi ceppi della stessa specie, sebbene la maggior parte dei Saccharomyces sia resistente alle dosi del composto normalmente aggiunte al mosto. Il test in piastra contenente un terreno specifico per lo sviluppo dei lieviti, addizionato di una quantità di anidride solforosa simile a quella utilizzata in vinificazione, permette di valutare la resistenza del ceppo all’antimicrobico. Oltre all’anidride solforosa, nel mosto possono essere presenti residui di fitofarmaci, composti impiegati per la difesa della vite, rappresentati principalmente da rame e altri fungicidi. I diversi ceppi della specie S. cerevisiae hanno una variabilità significativa per il grado di resistenza a queste sostanze e sembra che livelli più elevati di resistenza siano dovuti a un adattamento del lievito all’ambiente. La presenza di queste sostanze sulle uve determina nei lieviti naturali l’acquisizione di resistenza ad alto livello, per cui se la coltura starter aggiunta al mosto non possiede resistenza a questi composti, i lieviti naturali del mosto, già adattati a queste condizioni, potrebbero prendere il sopravvento sulla coltura starter inoculata.

Variabilità di ceppo e qualità organolettica del vino
Altri caratteri che vanno valutati comprendono l’azione svolta dal lievito su sostanze del mosto che porta alla produzione di composti, che influenzano la componente aromatica del vino. Oltre all’etanolo, il composto primario della fermentazione alcolica, il vino contiene numerose sostanze che influenzano in maniera significativa la qualità organolettica di questo prodotto. Le sostanze che influenzano l’aroma del vino hanno diverse origini: • composti presenti nell’uva (aroma varietale); • sostanze che si formano nel corso delle operazioni di lavorazione del mosto (aroma pre-fermentativo); • composti prodotti dai lieviti nel corso della fermentazione alcolica; • sostanze che si formano durante l’invecchiamento del vino. I composti aromatici ritrovati nel vino sono rappresentati principalmente dalle sostanze prodotte dai lieviti durante la loro attività di trasformazione del mosto d’uva in vino. Durante la fermentazione alcolica, oltre all’alcol etilico e all’anidride carbonica, il lievito produce una serie di composti che influenzano significativamente l’aroma del vino, anche se la maggior parte di queste sostanze è prodotta in quantità molto piccole. Le avanzate tecnologie di analisi di cui disponiamo negli anni più recenti hanno permesso di identificare nel vino la presenza di un numero molto elevato di composti, oltre 1000 sostanze volatili e di queste almeno 400 sono prodotte dai lieviti nel corso della fermentazione alcolica. Questa attività dei lieviti determina il bouquet finale del prodotto. I lieviti, producendo livelli diversi (alto, medio e basso) di questi composti, esercitano un’importante azione sulle caratteristiche aromatiche del vino e ne influenzano la qualità. Il livello di produzione di questi composti è legato sia al lievito sia alla presenza più o meno abbondante di precursori nel mosto, che vengono poi trasformati dall’azione del lievito. Tipo e concentrazione di questi composti sono influenzati dalla specie e, nell’ambito della stessa specie, dal ceppo di lievito coinvolto nella fermentazione. A questo punto la domanda che ci si pone è se lieviti diversi che fermentano lo stesso mosto producono lo stesso vino. La trasformazione degli zuccheri del mosto in alcol etilico e altre sostanze a opera di una specifica popolazione di lieviti può portare alla produzione di vini con specifiche caratteristiche organolettiche, che dipendono strettamente dal ceppo di lievito che ha condotto la fermentazione. Sulla base di tutto ciò, l’effetto che il lievito esercita sulle caratteristiche aromatiche del vino è un altro carattere che riveste importanza fondamentale per una coltura starter. Infatti, il ruolo svolto dai lieviti nella produzione di un vino non è soltanto quello di assicurare il buon andamento della fermentazione, ma anche di contribuire significativamente alla composizione finale dei vini e alla loro qualità complessiva tramite la produzione di composti secondari, rappresentati principalmente da glicerolo, acidi organici, alcoli superiori, esteri e acetaldeide. Va sottolineato che tutti i lieviti vinari della specie S. cerevisiae producono gli stessi composti, quello che varia e che distingue un ceppo dall’altro è che lo stesso composto può essere prodotto in quantità molto differenti, influenzando la composizione finale del vino e quindi la sua qualità organolettica. Quantità eccessive di ogni composto influenzano negativamente la qualità del vino ed è bene che le quantità prodotte non superino il valore soglia di accettabilità. Per esempio, l’acido acetico, l’aldeide acetica e l’idrogeno solforato se presenti in quantità elevate conferiscono caratteristiche decisamente negative al prodotto. Anche gli alcoli superiori, rappresentati prevalentemente da propanolo, isobutanolo, alcoli amilici devono essere presenti in quantità bilanciate per evitare aromi e sapori indesiderati o sgradevoli. Così, l’alcol isoamilico, quando prodotto in quantità elevate, conferisce al vino un caratteristico odore di bruciato. Altri composti non hanno azione univoca, per esempio il glicerolo è bene che sia formato ai più alti livelli nel caso di vini rossi destinati all’invecchiamento perché conferisce corposità, mentre è bene che sia formato ai livelli più bassi nei vini giovani che devono dare il senso di freschezza e per i quali la corposità è negativa. La produzione di questi composti è una caratteristica che varia tra i diversi ceppi; infatti, nell’ambito dei lieviti vinari di S. cerevisiae è stata riscontrata un’enorme diversità con ceppi dotati di differenti caratteristiche metaboliche e quindi capaci di produrre livelli molto diversi di questi composti secondari. Per questa ragione è molto importante individuare, all’interno della stessa specie, il ceppo di lievito che, dopo mirata caratterizzazione tecnologica, sia risultato più idoneo a condurre quel determinato processo fermentativo. Nel contempo dovranno essere individuati eventuali “lieviti killer”.

Variabilità di ceppo e produzione di enzimi
Un altro meccanismo mediante il quale i lieviti possono influenzare l’aspetto organolettico del vino è rappresentato dalla produzione di enzimi, che trasformano i composti neutri dell’uva in sostanze aromatiche attive. Glicosidasi ed esterasi sono alcuni degli enzimi prodotti dai lieviti che possono dare un contributo significativo all’aroma del vino, poiché attaccano sostanze complesse presenti nel mosto, liberando sostanze volatili, come i terpenoli, che hanno un forte impatto sensoriale. Queste sostanze, che conferiscono ai vini, in particolare quelli bianchi, note floreali e fruttate, hanno una forte influenza sull’aroma; infatti bastano quantità estremamente piccole, dell’ordine di pochi μg del composto per litro di vino, affinché ne venga percepito l’aroma. I lieviti coinvolti nel processo di vinificazione possono possedere questa attività a livello diverso. In particolare, i lieviti non-Saccharomyces in generale sono dotati di queste attività enzimatiche a livelli più elevati rispetto a S. cerevisiae, sebbene anche all’interno di questa specie sia possibile reperire ceppi in possesso di una discreta attività enzimatica. In conseguenza di ciò, è bene che nella selezione dei lieviti da utilizzare come starter questo parametro venga preso in considerazione. Le attività enzimatiche possedute dai lieviti vinari rappresentano proprietà enologiche importanti per il processo di produzione del vino, poiché ne possono migliorare le qualità organolettiche.

Variabilità di ceppo e qualità salutistica del vino
Il vino è considerato a tutti gli effetti un alimento, anche se l’apporto di sostanze nutrienti è trascurabile e i più importanti principi nutritivi sono presenti in tracce. Per quanto riguarda il suo rapporto con la salute, il vino è spesso al centro di polemiche e i consumatori sono continuamente bersagliati da notizie che finiscono con creare confusione. Tra gli effetti “collaterali” del vino sono da annoverare gli aspetti positivi, in parte regolati dall’attività dei lieviti, che in tal senso possono svolgere un ruolo favorevole contribuendo ad aumentare il contenuto di sostanze positive per la salute umana, quali quelle dotate di potere antiossidante. I più noti sono i polifenoli, presenti principalmente nel vino rosso, che sono tra gli antiossidanti più abbondanti in natura e che possono prevenire i danni provocati dai radicali liberi. Un’altra classe di composti ad azione antiossidante è quella degli stilbeni, il cui principale componente è il resveratrolo, presente nelle bacche d’uva, localizzato principalmente nella buccia. L’interesse crescente per la presenza di resveratrolo nel vino deriva dalla sua azione protettiva contro le malattie cardiovascolari. Il contenuto di queste sostanze dotate di potere antiossidante dipende da vari fattori, tra cui varietà del vitigno, fattori ambientali e colturali (annata, clima, altitudine, esposizione del vigneto), dalle tecniche di vinificazione e anche dal lievito starter utilizzato per la vinificazione. Recenti studi hanno infatti dimostrato che il ceppo di S. cerevisiae, utilizzato come starter per condurre il processo fermentativo, può influenzare il contenuto in polifenoli del vino.

Colture starter

Nella moderna industria vinaria, che lavora su larga scala, si richiedono fermentazioni rapide e affidabili, essenziali per ottenere un prodotto di qualità prevedibile e con caratteristiche riproducibili. Per ottenere questi risultati si è sempre più diffusa la pratica della fermentazione inoculata, cioè dell’aggiunta della coltura starter, nonostante i processi di fermentazione possano avvenire spontaneamente. La fermentazione spontanea è condotta dai lieviti naturalmente presenti nel mosto e, a seguito della considerevole variabilità che esiste tra questi microrganismi, porta all’ottenimento di prodotti con caratteristiche qualitative a volte anche molto diverse, in funzione della diversa popolazione di lieviti che di volta in volta ha sviluppato. Al contrario, la fermentazione inoculata, condotta dai lieviti starter addizionati al mosto appena pigiato e dotati di caratteristiche ben definite, porta all’ottenimento di prodotti con proprietà qualitative standardizzate e costanti nel corso delle diverse fermentazioni. Col termine starter si indica una popolazione di microrganismi, che possono essere allo stato fresco o secco, accuratamente studiati e selezionati in laboratorio e in possesso di caratteristiche ben definite e utili per favorire la conservazione e/o la trasformazione di un alimento, garantendone così salubrità, migliore qualità e conservabilità. L’aggiunta di lieviti starter selezionati permette di guidare e controllare il processo fermentativo, ottenendo prodotti più standardizzati, di migliore qualità, più sicuri da un punto di vista igienico. D’altro canto, però, l’uso indiscriminato di pochi ceppi commerciali per la produzione di vini con caratteristiche varietali diverse non garantisce l’ottimizzazione dell’interazione dell’attività del lievito con la composizione del mosto da trasformare. Nella produzione del vino vengono largamente utilizzate le colture starter e, a causa della sua predominanza nel corso della vinificazione, S. cerevisiae è universalmente ritenuto il lievito vinario per eccellenza. Naturalmente alcuni ceppi di questa specie presentano caratteri più idonei di altri per produrre vini di maggiore qualità, per cui si è diffusa la pratica di selezionare, a partire da lieviti naturali isolati da mosto in fermentazione, quei ceppi di S. cerevisiae in possesso di caratteristiche enologiche correlate alla qualità e alle proprietà del vino che si vuole ottenere e al processo di fermentazione adottato.

Interazione tra lievito e vitigno
La principale critica che viene rivolta all’impiego della coltura starter usata per guidare la fermentazione è legata al fatto che i ceppi starter commerciali, benché siano in possesso di caratteristiche che assicurano un buon andamento del processo fermentativo, portano a un appiattimento della qualità organolettica dei vini, senza esaltare i tratti aromatici tipici del vitigno di provenienza. È ampiamente dimostrato che lo stesso ceppo di lievito, aggiunto a mosti d’uva differenti, porta alla produzione di vini con caratteristiche organolettiche diverse, in funzione della diversa composizione, sia qualitativa che quantitativa, di precursori del mosto d’uva che vengono trasformati dall’attività metabolica del lievito nelle diverse sostanze aromatiche. È altrettanto ben documentato che dalla fermentazione di una stessa base di mosto d’uva con ceppi di lievito diversi si ottengono vini diversi, come conseguenza dell’attività metabolica specifica di ciascun ceppo e le differenze determinano anche una valutazione sensoriale diversa dei vini prodotti. Questa interazione lievito/vitigno appare evidente quando si confrontano i profili analitici di vini sperimentali ottenuti da vitigni diversi per fermentazione con ceppi diversi di S. cerevisiae. In tal senso, l’azione del lievito sulle caratteristiche organolettiche del vino diventa significativa quando la coltura starter è capace di ottimizzare i parametri qualitativi dell’uva, esaltandone anche le caratteristiche di tipicità. L’impiego come colture starter di lieviti selezionati in funzione del mosto da fermentare assicura, oltre a un regolare andamento del processo fermentativo, anche il mantenimento della tipicità organolettica di ciascun vino locale, che può essere compromessa dall’uso di colture starter non appositamente selezionate. Attualmente, nella maggior parte dei casi la stessa coltura starter commerciale viene utilizzata indifferentemente per la produzione di vini del nord e del sud Italia, di vini rossi e bianchi, e viene considerata non come un fattore primario in grado di influenzare la qualità e la tipicità di un vino, ma principalmente come una componente tecnologica del processo. In questi ultimi anni solo pochi produttori di vino hanno incominciato a usare ceppi starter isolati dalle proprie zone di produzione vitivinicola. In questa ottica, il vino viene considerato come il prodotto del “territorio”, che comprende le tradizioni e la cultura popolare, ma che esprime anche le biodiversità microbiche che si sono selezionate e adattate nel tempo in una determinata area di produzione e che quindi la rappresentano. In questa ottica, la coltura starter per effettuare al meglio il suo compito dovrebbe essere il frutto di accurate selezioni al fine di individuare ceppi specifici, isolati da specifiche aree geografiche, che permettano di produrre vini con caratteristiche particolari in ciascuna area microclimatica, oltre che specifici delle diverse cantine della stessa area.

Selezione della coltura starter
A conclusione di questa analisi sul ruolo primario del lievito nella vinificazione e sulla sua influenza sulla composizione e qualità del vino quindi sulla necessità della scelta mirata della coltura in funzione del vitigno, esaminiamo per punti le fasi più salienti del programma di selezione di lieviti che abbiamo messo a punto e applichiamo nel nostro laboratorio. La selezione dei lieviti starter per enologia ha lo scopo di ottenere, attraverso un programma ben definito, ceppi di lievito che siano in grado di condurre la fermentazione nella maniera desiderata nel rispetto anche delle caratteristiche individuali del vitigno. La prima fase del programma di selezione prevede la raccolta sterile di uve direttamente in vigneto, da piante scelte a random e in numero statisticamente significativo. I campioni d’uva, pigiati negli stessi sacchetti di raccolta e trasformati in altrettanti mosti, rappresentano la fonte primaria dei lieviti naturali che, isolati in numero considerevole da ciascun campione durante la fermentazione spontanea, saranno successivamente analizzati. Prima di passare allo studio dei lieviti collezionati, è necessario stabilire le caratteristiche che devono possedere i lieviti per quella specifica produzione. Infatti, i caratteri desiderabili per un lievito da usare come starter sono diversi, anche in funzione delle diverse tecnologie di vinificazione, del tipo di vino che si vuole ottenere e della varietà d’uva da trasformare. Dopo aver collezionato, quindi, i diversi lieviti naturali, si procede all’identificazione degli isolati per individuare i ceppi della specie S. cerevisiae che, come detto, rappresentano i potenziali candidati a colture starter. Su questi lieviti vengono poi condotte le prove, definite di caratterizzazione, per individuare quei ceppi in possesso dei parametri enologici desiderabili. I test da applicare sono numerosi e vanno da semplici saggi in piastra per la valutazione di resistenze a composti antimicrobici e determinazione qualitativa di attività enzimatiche, a prove di fermentazione su scala di laboratorio in mosti diversi con e senza aggiunta di antimicrobici ecc. e con successiva determinazione nei prodotti sperimentali dei contenuti di composti legati alla qualità organolettica e salutistica. Questi test permettono di valutare numerosi ceppi e di raccogliere un numero elevato di dati che, sottoposti ad analisi statistica, permettono di eliminare i lieviti decisamente classificabili come “non buoni” e continuare la selezione con un numero ridotto di ceppi di S. cerevisiae per prove su scala pilota in cantina sperimentale. Nella successiva fase, i ceppi risultati migliori vengono saggiati per la stabilità genetica delle caratteristiche enologiche di interesse, studiando la progenie nell’espressione di questi caratteri per l’ottenimento di discendenti in possesso delle caratteristiche volute e manifestate in modo stabile. Solo al termine di tutto questo processo i ceppi di lievito “buoni” possono essere considerati selezionati ed essere quindi utilizzati come colture starter.


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