Impiego di lieviti autoctoni selezionati dal PSTS

Azione 2. Impiego di lieviti autoctoni selezionati dal PSTS

 

 Le prove di vinificazione sono state 3 per ciascuna azienda. Le fermentazioni sperimentali sono state condotte con due ceppi, selezionati e prodotti appositamente dal PSTS, messe a confronto con il lievito commerciale usualmente utilizzato in azienda.

Il PSTS dispone di una banca di ceppi di lievito isolati da vitigni tipici in aree della regione siciliana ad alta vocazione vitivinicola. Dopo un’attenta selezione sono stati individuati i due ceppi di lievito per il progetto, denominati con il codice alfanumerico Sb18 e Sc1000. Questi possiedono caratteristiche fisiologiche ed enologiche che vengono descritte di seguito:

Saccharomyces bayanus Sb18

-   Sporifica su agar acetato

-   Fermenta e assimila i seguenti zuccheri: galattosio, saccarosio, maltosio, raffinosio e melibiosio

-   Non cresce su L-lisina come unica fonte di azoto

-   Produce H2S a valori medio bassi (2 su una scala da 1 a 5)

-   Non cresce in presenza di 3 g/l di cicloesimmide

-   Cresce a 5°C in terreno YPD

-   Tempo di latenza: breve

-   Cinetica fermentativa: rapida e regolare

-   Resistenza all’alcol: 15%

-   Minima concentrazione inibente di metabisolfito di sodio: > 200 mg/l

-   Produzione di acidità volatile (g/l di acido acetico): 0,4-0,5

-   Produzione di glicerolo: 9-13 g/l

Saccharomyces cerevisiae Sc1000

-   Sporifica su agar acetato

-   Fermenta e assimila i seguenti zuccheri: galattosio, saccarosio, maltosio e raffinosio

-   Non cresce su L-lisina come unica fonte di azoto

-   Produce H2S a valori bassi (1 su una scala da 1 a 5)

-   Non cresce in presenza di 3 g/l di cicloesimmide

-   Cresce a 5°C in terreno YPD

-   Tempo di latenza: breve

-   Cinetica fermentativa: rapida e regolare

-   Resistenza all’alcol: 16%

-   Minima concentrazione inibente di metabisolfito di sodio: > 200 mg/l

-   Produzione di acidità volatile (g/l di acido acetico): 0,3-0,35

-   Produzione di glicerolo: 10-12 g/l

 

 

Produzione dei lieviti

Presso i laboratori del Parco Scientifico e Tecnologico della Sicilia è stata prodotta la quantità necessaria di lieviti per inoculare i vini sperimentali ad una concentrazione di ~106 CFU/ml, in medium liquido YPD (Yeast Phosphate Dextrose), un terreno massimo per lieviti composta da 1% di estratto di lievito, 2% di bactopeptone e 2% di destrosio.

Previa messa a punto della curva di crescita, ovvero il tempo necessario al raggiungimento del plateau, i lieviti prodotti in terreno liquido sono stati quindi centrifugati (ca. 2000 rpm x 10’), risospesi in acqua distillata sterile, ricentrifugati per allontanare il liquido, congelati immediatamente in azoto liquido e stoccati in frigo-congelatore a -80°C fino al giorno dell’inoculazione in cantina.   

I lieviti sono stati trasportati in azienda in borsa frigo corredata di opportuni ghiaccioli ed inoculati in base alle operazioni descritte nello schema tecnico-operativo di cantina.

 

 

 

 

 

Schema tecnico-operativo dell’attività svolta nelle  cantine partner.

 

In riferimento al Piano di Attività del progetto, dove si specificano gli obiettivi legati al trasferimento applicativo e collaudo della ricerca, si è seguito lo schema operativo generale relativo all’Azione 2.

 

L’obiettivo ultimo risulta pertanto la produzione di vini con alcuni tra i vitigni autoctoni siciliani più importanti (Nero d’Avola, Nerello Mascalese, Moscato di Noto) utilizzando lieviti selezionati in ambito regionale, che sono stati messi a confronto con i vini prodotti dalle stesse uve vinificate con i lieviti commerciali  abitualmente in uso nelle aziende coinvolte nel progetto.

            Tutte le pratiche di ammostamento, fermentazione, macerazione, affinamento ed eventuali stabilizzazioni sono state fatte in modo analogo per i tre vini al fine di eliminare per quanto possibile ogni fonte di variabilità diversa dal lievito.

  

1.       Raccolta dell’uva: ogni azienda ha scelto il momento ottimale per la raccolta dell’uva secondo il metodo normalmente usato in azienda; tutta l’uva del vigneto oggetto della sperimentazione è stata raccolta e lavorata lo stesso giorno.

 

2. Operazioni pre-fermentative: all’arrivo in cantina l’uva dopo essere stata diraspata e pigiata è stata trasferito in idonei contenitori di acciaio inox, nel caso di uva a bacca nera. L’uva è stata fatta fermentare separatamente in 3 vinificatori diversi di almeno 5 hl di capacità, dove si è trasferito una quantità di almeno 400 Kg di pigiato; sul pigiato nei tre contenitori si sono fatte le aggiunte in uso in ogni cantina, ad eccezione dei lieviti.

 

Nel caso di uva a bacca bianca il pigiato è stato pressato con pressa pneumatica, secondo lo schema in uso in  cantina; il mosto ottenuto è stato trasferito in un contenitore di acciaio inox a temperatura di 8-10°C e aggiunto di anidride solforosa ed enzimi pectolitici; dopo 36 ore circa si è separato il mosto limpido dalla feccia attraverso un opportuno travaso. Il mosto limpido è stato diviso in 3 serbatoi di acciaio inox di capacità idonea a contenere almeno 400 litri di liquido per ogni serbatoio.

 

3. Inoculo dei lieviti ed avvio della fermentazione alcolica: il contenitore destinato alla prova con il lievito in uso dall’azienda è stato inoculato come da protocollo aziendale. I contenitori destinati alle prove con lieviti autoctoni selezionati dal PSTS sono stati inoculati allo stesso modo rispettivamente con il lievito A e con il lievito B, come segue:

  • in un contenitore di volume idoneo è stata versata la coltura di lieviti liquida fornita dal PSTS ottenendo un volume di mosto (preso dalla vasca da inoculare) di circa 20 litri, assicurandosi che la differenza di temperatura tra il mosto e la coltura sia inferiore a 5°C ;
  • dopo 30 minuti si è aggiunto nel medesimo contenitore un volume di mosto pari a metà del volume totale di mosto-lievito, mescolando bene il tutto;
  • dopo ulteriori 45 minuti si è aggiunto un volume di mosto pari a 3/4 del volume totale di mosto-lievito, rimescolando bene;
  • dopo 1 ora si è passati ad incorporare il mosto-lievito alla massa da inoculare attraverso un rimontaggio all’aria per il tempo necessario a movimentare il volume totale della massa di 1,5-2 volte.

 

 

4. Gestione della fermentazione alcolica: dopo l’inoculo si è proceduto con il protocollo in uso nelle singole aziende, assicurandosi che le condizioni di fermentazione (temperatura, frequenza dei rimontaggi all’aria, aggiunta di attivanti di fermentazione) siano state le medesime nelle tre vasche interessate alla sperimentazione. E’stata monitorata la cinetica di fermentazione con la rilevazione giornaliera (alla stessa ora di ogni giorno) del contenuto in zuccheri e della temperatura durante tutta la durata della fermentazione nelle tre vasche;

 

5. Operazioni post-fermentative: dopo alcuni giorni dalla fine della fermentazione alcolica, si è proceduto al travaso separato dei tre vini;

 

6. Gestione delle fermentazione malolattica: nel caso del vino bianco la fermentazione malolattica è stata impedita attraverso una solfitazione al primo travaso, tale da garantire un livello minimo di anidride solforosa libera pari a 25 mg/l.

Nel caso dei vini rossi la fermentazione malolattica è stata favorita tenendo i contenitori in un ambiente a temperatura costante di 18-20°C. Una volta verificata (con apposita analisi) la fine della fermentazione malolattica si è proceduto ad un travaso e una solfitazione per ottenere un livello di anidride solforosa libera pari a 20 mg/l.

 

7. Operazioni pre-imbottigliamento: quando si è ritenuto il vino pronto per essere imbottigliato si è passati alle operazioni per la  stabilizzazione dello stesso. In particolare, i vini sono stati stabilizzati dal punto di vista proteico attraverso un’aggiunta di bentonite. Dopo circa 7 giorni dall’aggiunta di bentonite si è proceduto al travaso del vino.

 

8. Imbottigliamento: lo stesso giorno dell’imbottigliamento è stato corretto il contenuto di anidride solforosa in modo da garantire un livello della frazione libera pari a minimo 35 mg/l per il vino bianco e 30 mg/l per i vini rossi.

Le operazioni di riempimento, tappatura, capsulatura ed etichettatura del vino sono state eseguite dalle aziende secondo le modalità che più si adattano alle dotazioni tecniche delle singole cantine. Visto l’esigua quantità di vino da imbottigliare, rispetto alle potenzialità produttive dei più comuni impianti di imbottigliamento, si è ricorso all’imbottigliamento manuale.

 

Lo schema tecnico-operativo sopra descritto è stato, dalle singole aziende, seguito per garantire la coerenza delle prove di cantina rispetto agli obiettivi generali del progetto. Determinante è stata la stretta collaborazione tra il gruppo di lavoro del progetto e i tecnici enologi delle singole aziende,.

 

 

Determinazione pH e acidità dei mosti e cinetica fermentativa in cantina.

Prima di avviare le operazioni di inoculazione sono stati prelevati circa 100 ml di mosto dalla massa e conferiti presso il laboratorio chimico del PSTS. Le analisi effettuate al 31/10/12 sono riportate in tabella 5.

 

 

Tab. 5 - Valori rilevati di pH e acidità totale sui mosti oggetto della sperimentazionE

Azienda

Descrizione Analisi

Unità di Misura

Campione

Range ottimali

Metodo analitico

Scirè

pH

 

3,4

3 – 3,6

OIV-AS-313-15-PH —

METODO DI TIPO I

ACIDITÀ TOTALE

g di acido tartarico/l

5,1

5 - 14

OIV - AS-313-01-ACITOT —

METODO DI TIPO I

Terre di

Noto

pH

 

3,53

3 – 3,6

OIV-AS-313-15-PH —

METODO DI TIPO I

ACIDITÀ TOTALE

g di acido tartarico/l

4,5

5 - 14

OIV - AS-313-01-ACITOT —

METODO DI TIPO I

Scilio

pH

 

3,34

3 – 3,6

OIV-AS-313-15-PH —

METODO DI TIPO I

ACIDITÀ TOTALE

g di acido tartarico/l

5,04

5 - 14

OIV - AS-313-01-ACITOT —

METODO DI TIPO I

Tenuta

Terre Nere

pH

 

3,45

3 – 3,6

OIV-AS-313-15-PH —

METODO DI TIPO I

ACIDITÀ TOTALE

g di acido tartarico/l

5,64

5 - 14

OIV - AS-313-01-ACITOT —

METODO DI TIPO I

Tenuta

dell’Abate

pH

 

3,35

3 – 3,6

OIV-AS-313-15-PH —

METODO DI TIPO I

ACIDITÀ TOTALE

g di acido tartarico/l

4,6

5 - 14

OIV - AS-313-01-ACITOT —

METODO DI TIPO I

 

Come da schema tecnico operativo le aziende sono state tenute a seguire giornalmente la cinetica fermentativa attraverso la rilevazione del calo degli zuccheri mediante metodo densitometrico (Babo) o rifrattometrico (Brix).

 

Performance dei lieviti autoctoni selezionati.

La valutazione delle performance dei lieviti autoctoni testati confrontati con i lieviti normalmente in uso nelle cantine partner del progetto, consente di riconoscere comportamenti comuni che si possono riassumere in ordine cronologico passando in rassegna i principali caratteri enologici dei lieviti, valutati in maniera sicuramente non esaustiva, ma sufficiente a dare un giudizio sintetico.

In particolare, la valutazione è in riferimento a:

Energia di fermentazione: l’energia di fermentazione è definita come la rapidità con cui un lievito inizia e porta a termine la fermentazione alcolica[1]. Nel caso dei ceppi autoctoni testati si può osservare come rispetto ai lieviti selezionati il tempo di latenza, ovvero il tempo intercorso tra l’inoculo e l’inizio della fermentazione alcolica, è superiore e in alcuni casi anche doppio o triplo. Una volta iniziata la fermentazione, la velocità di degradazione dello zucchero è paragonabile o sensibilmente superiore al ceppo commerciale nella parte centrale del processo.

Confrontando le cinetiche si può infatti notare come il gap iniziale dovuto al ritardo di avvio viene in parte colmato (confr. Cinetiche fermentative Scirè – Tenuta dell’Abate). Questo aspetto risulta sensibilmente più evidente nel ceppo Sc 1000 rispetto al Sb 18. Nel caso dell’azienda Scilio il confronto tra i ceppi del PSTS. ed i lieviti indigeni dimostra addirittura un comportamento opposto rispetto a quello indicato. Si tenga presente tuttavia che l’energia fermentativa è funzione diretta del numero di cellule iniziali di lievito, che nel caso di inoculo con lieviti selezionati è sicuramente più alto rispetto all’inoculo dei lieviti autoctoni in coltura liquida prodotti dal PSTS; di contro si può ipotizzare che tale inoculo è sicuramente più alto nel caso dell’azienda Scilio se confrontato con il numero iniziale di lieviti indigeni del testimone.

In assenza di fattori limitanti, le fermentazioni si sono concluse in tempi relativamente paragonabili tra i testimoni e i lieviti autoctoni; in un solo caso la fermentazione si è rallentata fino a bloccarsi (confr. Cinetiche fermentazione Tenuta delle Terre Nere) a causa dell’elevato grado alcolico potenziale.

Potere fermentativo (o alcol-tolleranza): si definisce potere fermentativo il grado alcolico massimo prodotto da un lievito per fermentazione di un mosto contenente zucchero in eccesso[2]. La valutazione di questo carattere si potrà fare in maniera dettagliata dopo la determinazione del grado alcolico dei vini sperimentali prodotti; si può comunque ipotizzare, considerando gli alcoli potenziali dei mosti inoculati, che entrambi i ceppi testati hanno un alcol-tolleranza paragonabile alla maggior parte dei lieviti usati in enologia, ovvero intorno a 14-14,5% vol. alcol.

Resistenza all’anidride solforosa: rappresenta il comportamento di un lievito durante la fermentazione alcolica in presenza di un certo quantitativo di anidride solforosa, antisettico ampiamente usato in enologia per il controllo della flora microbica indigena dei mosti8. Dagli elementi rilevati nel corso delle prove sperimentali si può ipotizzare che entrambi i ceppi autoctoni possiedono questo carattere in modo paragonabile alla maggior parte dei lieviti vinari.

Sviluppo a temperature controllate: considerando di aver utilizzato i ceppi sia per vinificazioni in bianco (Moscato Terre di Noto) dove la temperatura di fermentazione è stata intorno a 15-16°C, sia per vinificazioni in rosso che hanno raggiunto temperature intorno a 30°C, si può ipotizzare che tali ceppi ben si adattano alle temperature di fermentazione relative alle più comuni tecnologie di produzione dei vini.

Produzione di idrogeno solforato: pur essendo un carattere geneticamente stabile, la capacità di un lievito di produrre una certa quantità di idrogeno solforato è fortemente influenzata dal mezzo di coltura[3].

 

 

 

 

 
 
 
 

[1] Zambonelli C. 1998. Microbiologia e biotecnologia dei vini. Ed. Edagricole.

[2] Castelli, T. 1954. Les agents de la fermentation vinaire. Arch Microbiol, 20: 323–342.

[3] Wainwrigth T. 1970. Hydrogen Sulphide Production by Yeast under Conditions of Methionine, Pantothenate or Vitamin B, Deficiency. J. Gen. Microb. 61: 107-1 19