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Sommario
Brettanomyces bruxellensis rimane una delle minacce microbiologiche più insidiose per la qualità dei vini rossi di affinamento. La sua capacità di sopravvivere in ambienti enologicamente ostili, la variabilità cepo-dipendente nei meccanismi di resistenza e patogenicità e la possibilità di entrare in uno stato vitale non coltivabile (VBNC) ne fanno un avversario difficile da gestire. Il presente articolo illustra la biologia di Brettanomyces, i meccanismi enzimatici alla base della produzione dei fenoli volatili, l’ecologia del lievito nella filiera vitivinicola e la variabilità cepo-specifica come elemento discriminante nella gestione del rischio.
Questo articolo è stato redatto da Infowine a partire dalla relazione tenuta da Tiziana Nardi (Ricercatrice CREA-VE) nel webinar “Lo stato dell’arte nella gestione di Brettanomyces” della serie “Winemaking State of the Art” by Infowine.
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Perché Brettanomyces è ancora un problema aperto
Nonostante Brettanomyces bruxellensis sia oggetto di ricerca scientifica intensiva da oltre vent’anni, rimane uno dei microrganismi più temuti in cantina. La sua plasticità biologica rende ogni situazione un caso a sé: la stessa pratica enologica può produrre risultati completamente diversi a seconda del ceppo presente, del profilo chimico del vino e della fase produttiva considerata.
La diffusione del problema è cresciuta su scala globale negli ultimi quindici anni. In Italia, fino alla fine degli anni 2000, Brettanomyces non era considerato una priorità gestionale nelle cantine; oggi la situazione è radicalmente cambiata, con contaminazioni documentate anche su vini giovani e in zone tradizionalmente non esposte. Il principale fattore abilitante è il cambiamento climatico: l’aumento del pH medio delle uve — conseguenza delle vendemmie più tardive e dei gradi zuccherini elevati — ha reso strutturalmente molti vini più favorevoli allo sviluppo di Brettanomyces. A pH superiore a 3,5 il lievito si moltiplica con efficacia, e l’anidride solforosa perde progressivamente la sua frazione molecolare attiva, riducendo drasticamente il potere antimicrobico a parità di dose aggiunta.
Fisiologia di Brettanomyces: somiglianze e differenze con Saccharomyces
Dal punto di vista tassonomico, il termine Brettanomyces bruxellensis e il sinonimo Dekkera bruxellensis si riferiscono alla stessa specie: Dekkera è la forma ascosporogena, Brettanomyces quella non sporogena. In vino si isola quasi esclusivamente la forma non sporogena, poiché le condizioni enologiche non permettono la sporificazione. La letteratura scientifica utilizza entrambi i nomi in modo intercambiabile.
Brettanomyces condivide con Saccharomyces cerevisiae alcune caratteristiche fondamentali: metabolismo anaerobico facoltativo, capacità fermentativa, tolleranza all’etanolo — superiore a quella di molti lieviti non-Saccharomyces, con crescita documentata fino a gradazioni di 13-14% vol — e resistenza ai solfiti. Ciò lo distingue nettamente dalla maggior parte dei lieviti selvaggi. Le differenze sono però altrettanto significative: Brettanomyces cresce lentamente in presenza di alte concentrazioni zuccherine (il mosto in fermentazione attiva non è il suo habitat ottimale), assimila fonti di carbonio alternative agli zuccheri semplici — tra cui etanolo e glicerolo — ed è perfettamente adattato a sopravvivere in presenza di ossigeno, colonizzando efficacemente le superfici legnose delle barrique e le attrezzature di cantina.
Il suo genoma, sequenziato nel 2011, conta circa 3.000 geni, di cui 2.600 ortologhi a quelli di Saccharomyces cerevisiae. Tra i geni funzionalmente caratterizzati figurano quelli della fenilacrilato decarbossilasi (PAD) e della vinilfenolo riduttasi (VPR) — i due enzimi centrali nella produzione dei fenoli volatili — e un insieme di geni della risposta allo stress che differiscono significativamente dagli omologhi di Saccharomyces, spiegando la maggiore resilienza di Brett nell’ambiente vino.
La via enzimatica dei fenoli volatili
La PAD e i vinilfenoli
Il primo step della biosintesi è catalizzato dalla fenilacrilato decarbossilasi (PAD), che converte gli acidi idrossicinnamici presenti nel vino — acido p-cumarico in 4-vinilfenolo, acido ferulico in 4-vinilguaiacolo. È importante sottolineare che la PAD non è esclusiva di Brettanomyces: ceppi indigeni di Saccharomyces cerevisiae con carattere POF+ (Phenolic Off-Flavour positive) la possiedono e possono produrre vinilfenoli durante la fermentazione. Tuttavia, i vinilfenoli hanno soglie di percezione sensoriale relativamente elevate e non determinano di per sé una deviazione organolettica rilevante.
La VPR: il marcatore esclusivo di Brettanomyces
La vinilfenolo riduttasi (VPR) converte i vinilfenoli in etilfenoli: 4-vinilfenolo in 4-etilfenolo, 4-vinilguaiacolo in 4-etilguaiacolo. Questi composti hanno soglie di percezione sensoriale nettamente inferiori — nell’ordine di 140-440 μg/L per il 4-etilfenolo — e sono i responsabili del caratteristico odore di stalla, cuoio, animale bagnato e affumicato associato al difetto da Brett. La VPR è ad oggi considerata un marcatore funzionale esclusivo di Brettanomyces: non è stata identificata con attività comparabile in nessun altro microrganismo enologicamente rilevante.
L’espressione e l’attività della VPR variano considerevolmente da ceppo a ceppo, il che spiega perché non tutte le contaminazioni producano lo stesso livello di alterazione sensoriale. Un lavoro di Lorenza Conterno ha dimostrato che circa 1 ceppo su 6 di Brettanomyces non produce fenoli volatili in quantità percepibili, pur possedendo i geni per farlo: è l’espressione genica, e non la semplice presenza del gene, il fattore discriminante nella patogenicità cepo-specifica.
Il profilo sensoriale completo: oltre gli etilfenoli
Il profilo di alterazione prodotto da Brettanomyces è più complesso dei soli etilfenoli. In condizioni di accesso all’ossigeno, Brett produce acido acetico in quantità significative, poiché il suo metabolismo si modifica in senso ossidativo in presenza di O₂; in condizioni di normale gestione di cantina, la produzione è più contenuta ma può contribuire a incrementi inattesi di acidità volatile. Le tetrahidropiridine (THP), responsabili del cosiddetto mouse taint, sono un’altra classe di composti associata a Brett, sebbene studi recenti — tra cui un’analisi del 2023 — abbiano evidenziato come il difetto emerga più frequentemente in presenza di consorzi microbici che includono Lactobacillus spp. e ceppi selvaggi di Oenococcus oeni. Brett contribuisce inoltre alla produzione di amine biogene (istamina, tiramina), con rilevanza sia organolettica sia tossicologica.
Questo scenario composito impone di non attribuire automaticamente a Brettanomyces tutti gli off-flavour animali o fermentati rilevati in un vino: un approccio analitico integrato — conta microbica, dosaggio degli etilfenoli, identificazione dei consorzi presenti — è necessario per una diagnosi corretta.
Ecologia e dinamiche di popolazione in cantina
La domanda sull’origine primaria di Brettanomyces — vigna o cantina — è stata a lungo dibattuta. Ricerche recenti hanno dimostrato mediante caratterizzazione genetica che i ceppi isolati dall’uva e quelli residenti in cantina non presentano differenze genotipiche sistematiche: uno stesso ceppo può colonizzare indifferentemente entrambi gli ambienti. La prima contaminazione può arrivare dall’uva, ma negli anni successivi le due fonti si sommano.
Il momento di maggiore rischio nella filiera si colloca nella finestra temporale tra la fine della fermentazione alcolica e l’avvio della malolattica: gli zuccheri sono esauriti o quasi, l’etanolo è presente, Saccharomyces sta esaurendo la sua vitalità e il pH non è ancora stato stabilizzato con SO₂. Con soli 300 mg/L di zuccheri residui, Brett può iniziare a moltiplicarsi efficacemente. La sua capacità di formare biofilm nel legno — con penetrazione documentata fino a 6 mm nella doga — e di colonizzare raccordi, tubi e attrezzature lo rende un residente persistente in cantina.
La variabilità cepo-dipendente: il nodo centrale
La caratteristica più rilevante da un punto di vista applicativo è la straordinaria variabilità intraspecifica di Brettanomyces. I ceppi differiscono in quasi tutti i parametri enologicamente rilevanti. La tolleranza alla SO₂ molecolare varia significativamente: studi australiani hanno mostrato ceppi capaci di crescere con 0,8 mg/L di molecolare in ambiente acquoso, e altri inibiti già a 0,4 mg/L; la presenza di etanolo modifica ulteriormente questo quadro in modo cepo-specifico. Il bilanciamento tra l’attività della PAD e della VPR è altrettanto variabile: alcuni ceppi accumulano prevalentemente vinilfenoli, altri convertono quasi istantaneamente ogni intermedio in etilfenolo, risultando molto più pericolosi a parità di carica microbica.
Un articolo particolarmente significativo ha analizzato la crescita di cinque ceppi di Brettanomyces in oltre 50 vini rossi raggruppati per profilo chimico. In vini «permissivi» (pH elevato, bassa SO₂ libera), tutti i ceppi si moltiplicavano in modo simile. In vini «restrittivi», invece, le differenze cepo-dipendenti emergevano con grande nitidezza: un solo ceppo manteneva la stessa dinamica di crescita aggressiva, mentre gli altri quattro mostravano cinetiche radicalmente diverse. Il profilo chimico del vino interagisce con le caratteristiche genetiche del ceppo in modo non prevedibile con i soli parametri analitici standard.
Questa variabilità ha una conseguenza pratica diretta: lo stesso protocollo di gestione, applicato in anni diversi o in cantine differenti con vini di profilo simile, può portare a risultati opposti semplicemente perché il ceppo presente è diverso. È il motivo per cui, a distanza di quindici anni dalla sequenziazione del genoma di Brett, non esiste ancora una strategia universale e definitiva.
Lo stato vitale non coltivabile (VBNC)
Tra le caratteristiche più insidiose di Brettanomyces vi è la capacità di entrare in uno stato definito VBNC (Viable But Non-Culturable), dimostrato per la prima volta per questo lievito dal gruppo di Hervé Alexandre. In questo stato, le cellule riducono il volume, rallentano il metabolismo a livelli basali e perdono la capacità di formare colonie su piastra Petri: non sono rilevabili con i metodi microbiologici convenzionali, ma rimangono vitali e in grado di riprendere la moltiplicazione non appena la pressione stressante cessa. In un esperimento emblematico, cellule trattate con SO₂ e non rilevabili per 11 giorni consecutivi sono ricomparse e proliferate dopo rimozione della SO₂ per stripping.
Le implicazioni pratiche sono rilevanti: una conta piattrica negativa non costituisce garanzia di assenza di Brettanomyces vitale. Il VBNC rende il monitoraggio microbiologico convenzionale potenzialmente fuorviante e suggerisce l’adozione di tecniche complementari — PCR quantitativa e citometria a flusso con coloranti vitali — capaci di rilevare le cellule indipendentemente dal loro stato colturale. Anche l’entità della risposta VBNC varia tra i ceppi, aggiungendo un ulteriore livello di complessità alla gestione del rischio.
Conclusioni
Brettanomyces bruxellensis è un microrganismo che ha sviluppato, nella sua associazione con l’ambiente vitivinicolo, un insieme efficace di adattamenti: fonti di carbonio alternative, biofilm nel legno, stato VBNC, resistenza all’SO₂ cepo-dipendente. La comprensione di questi meccanismi non è un esercizio accademico, ma il prerequisito indispensabile per costruire strategie di controllo razionali. Il secondo articolo di questa serie affronta gli strumenti attualmente disponibili — dalla bioprotezione pre-fermentativa al chitosano, dalla gestione dell’SO₂ molecolare alle prospettive future della ricerca applicata — con l’obiettivo di fornire all’enologo un quadro operativo aggiornato e scientificamente fondato.
