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Protocollo ottimizzato per la ripresa degli arresti di fermentazione

Premesse generali e consigli pratici per la gestione in cantina

Logo LallemandGli arresti di fermentazione sono stati oggetto di numerosi studi volti ad approfondire le condizioni biologiche e chimico-fisiche connesse ai problemi fermentativi. Nel campo della genetica del S. cerevisiae siamo ancora lontani da una piena comprensione delle basi metaboliche all’origine di questi fenomeni.
Tra i fattori più frequentemente associati al problema è possibile elencare le interazioni tra lieviti e microbiota contaminante, la carenza d’ossigeno ed in micro e macro-nutrienti, le condizioni estreme di pH e temperatura, presenza di composti inibitori, alterazioni della concentrazione cationica, induzione di proteine da stress.

L’azoto e l’assimilazione degli zuccheri
Nella fermentazione alcolica, la maggior parte degli zuccheri viene assimilata durante la fase stazionaria. In questa fase l’azoto, elemento essenziale nella sintesi dei trasportatori che veicolano gli esosi all’interno della cellula, diminuisce gradualmente la sua disponibilità e questo spiega parzialmente il rallentamento di metabolismo e l’attività fermentativa del lievito (Salmon, 1996).
Allo stesso tempo il tenore in alcol aumenta gradualmente e ciò ha un effetto inibente più marcato sull’assimilazione del fruttosio piuttosto che del glucosio; viceversa l’integrazione di azoto nel mosto sembra favorire l’utilizzo del fruttosio da parte del lievito (Berthels et al., 2004).
In condizioni enologiche glucosio e fruttosio sono generalmente presenti nei mosti in quantità equivalenti, ma in alcuni casi (annate siccitose, maturazioni spinte) le loro proporzioni possono variare (Snyman, 2006).
Durante la fermentazione alcolica, le cinetiche di consumo degli zuccheri sono fortemente condizionate dalla velocità di trasporto degli stessi nel citoplasma del lievito, funzione espletata da alcune specifiche proteine di membrana codificate dai geni della famiglia HXT (hexose transporters). Questa famiglia multigenica, è composta da 20 geni di cui Hxt1 e Hxt7 codificano per i trasportatori principali, Hxt2, Hxt6 e Hxt7 sono carrier ad alta affinità (cioè sensibili alle basse concentrazioni zuccherine), Hxt1 e Hxt3 sono carrier a bassa affinità (sensibili alle alte concentrazioni di zuccheri), mentre molti altri carrier Hxt hanno affinità intermedie.
Sia i carrier ad alta affinità che quelli a bassa affinità, mostrano una maggiore affinità al glucosio rispetto al fruttosio, e la concentrazione di esosi nel mezzo influenza l’espressione dei geni HXT individuali (Perez et al., 2005; Guillaume et al., 2007). È stato dimostrato che Hxt3 ha la maggiore capacità di favorire la fermentazione (Luyten et al., 2002) e alcuni studi hanno chiarito come questo gene sia effettivamente responsabile della capacità di utilizzare il fruttosio in certi lieviti (Guillaume et al., 2007).

Secondo i dati disponibili in letteratura, il livello di fruttosio residuo nei vini in arresto è generalmente 10 volte la concentrazione del glucosio; secondo Gafner e Schûtz (1996), è possibile predire un arresto di fermentazione quando il rapporto glucosio/fruttosio (GFR) è inferiore a 0,1.

L’utilizzo del fruttosio da parte dei lieviti è perciò essenziale per avere un tasso di fermentazione ottimale anche a fine fermentazione alcolica. In queste fasi i lieviti sono costretti a fermentare questo zucchero “poco gradito” in presenza di grandi quantità di etanolo ed in condizioni esasperate da squilibri nutrizionali (Guillaume et al., 2007).
Grazie ad uno studio di caratterizzazione condotto da Lallemand sui lieviti enologici è stato possibile stabilire un parametro oggettivo per misurare la capacità dei lieviti di consumare fruttosio nella seconda metà della fermentazione in condizioni standardizzate. Questa abilità viene misurata tramite l’indice fruttosofilo, che rappresenta l’area compresa tra le curve di utilizzo del glucosio e del fruttosio rispetto alla CO2 emessa (Dumont et al., 2009). Più piccola è l’area, più simili sono le cinetiche di utilizzo del fruttosio e del glucosio e quindi più elevato sarà questo indice (Fig. 1).

Indice fruttosofilo Lallemand
Figura 1: Indice fruttosofilo di alcuni ceppi enologici Lallemand. Esperimento svolto in mezzo sintetico MS300 (zuccheri 260 g/L, rapporto glucosio/fruttosio=1; APA 400 mg/L; T° 24 °C, dose d’inoculo 25 g/hl).


Il riavvio di una fermentazione in arresto
Quando si tenta di riavviare una fermentazione in arresto, oltre a l’utilizzo di un lievito con elevata capacità di assimilare selettivamente il fruttosio, è opportuno mettere in atto un protocollo atto a garantire la buona riuscita del processo. Innanzitutto, il consiglio generale è quello di fare un'operazione di detossificazione del vino bloccato con delle pareti di lievito ad elevata affinità per i composti inibitori della fermentazione alcolica. Lallemand ha caratterizzato le proprie pareti cellulari di lievito per identificare il prodotto - nome commerciale ReskueTM - con maggiore capacità di rimozione degli acidi grassi a corta e media catena (Fig. 2) ed altre molecole inibitrici. E’ stato anche confermato come la fase di reidratazione prima dell’applicazione in vino sia molto importante per l’ottenimento dei risultati ottimali (Pradelles et al. 2009).

Prova su Chardonnay Lallemand
Figura 2: prova su scala di laboratorio su Chardonnay 2012, Francia. Aggiunta di differenti pareti cellulari di lievito a 3/4 della fermentazione alla dose di 40 g/hl. Impatto sulla concentrazione di acidi grassi a corta e media catena al termine della fermentazione alcolica.

Dopo 24-48 ore di contatto, sarà necessario separare la biomassa di lievito in sofferenza non più in grado di portare a termine la fermentazione alcolica. Durante la preparazione del nuovo inoculo, dovrà essere curato l'acclimatamento progressivo del lievito in modo da avere una concentrazione di alcol e di zuccheri nel pied de cuve paragonabile al vino in arresto che andremo a reinoculare. Questo dettaglio, a volte sottovalutato, non è secondario in quanto S. cerevisiae attiva proteine di trasporto differenti a seconda della concentrazione zuccherina del mezzo. Ovviamente va tenuto in considerazione anche l'aspetto nutrizionale, in quanto è consigliabile privilegiare forme di azoto organico complete di tutti gli elementi essenziali al lievito per completare la fermentazione alcolica.

Un innovativo processo di pre-acclimatamento sviluppato da Lallemand, ha permesso di incrementare la resistenza del lievito Uvaferm 43, il ceppo con il più alto indice fruttosofilo, alle condizioni critiche dei vini in arresto di fermentazione (alcol elevato, SO2, acidi grassi a corta e media catena, residui di antiparassitari). Prove comparative su vini in arresto fermentativo hanno dimostrato, a parità di protocollo utilizzato, una significativa riduzione dei tempi necessari a portare a secco gli zuccheri (Fig. 3) con il nuovo Uvaferm 43 RESTARTTM in confronto al lievito Uvaferm 43 standard. Sulla base di numerose ed estese esperienze di cantina, è stato inoltre possibile mettere a punto un nuovo protocollo semplificato con lo scopo ridurre le operazioni necessarie alla preparazione di un pied de cuve efficace per il riavvio della fermentazione alcolica.
Le caratteristiche innovative del nuovo Uvaferm 43 RESTARTTM permettono infatti di preparare in un solo passaggio una biomassa ad elevata efficienza pronta per l’inoculo in vasca con un significativo risparmio di tempo e manodopera.

Uvaferm 43 Restart Lallemand
Figura 3: andamento del consumo del fruttosio in due vini Cabernet Sauvignon del 2015 in arresto di fermentazione. Uvaferm 43 RESTART in confronto con Uvaferm 43 standard.

Per maggiori informazioni:

Pubblicata il 05/11/2018
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Titolo del periodico: Rivista Internet di Viticoltura ed Enologia
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Direttore Responsabile: Dott. Giordano Chiesa
Registro Stampa - Giornali e Periodici: iscrizione presso il Tribunale di Piacenza al n. 722 del 02/03/2018
ISSN 1826-1590
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