Microbiologia enologica - Appunti presi al pc

SO₂

• Sorbato

• Mosti concentrati

•

→ possono essere contaminati durante l’imbottigliamento da lieviti resistenti ai conservanti:

Z. bailii, S. cerevisiae, S. ludwigii

L’uso di conservanti in dosi subletali favorisce la selezione di specie altamente resistenti.

Punti critici della linea di imbottigliamento:

Superfici esterne dei filtri

• Riempitori

• Tappi

• Ganci

• Sterilizzatori

• Collo della bottiglia

• Aria interna delle bottiglie

•

I materiali d’imballaggio (bottiglie, tappi) non sono generalmente una fonte significativa, perché i

microrganismi eventualmente presenti non sopravvivono nel vino.

Tuttavia, l’introduzione di ossigeno durante l’imbottigliamento può stimolare la crescita di Z.

bailii.

Ecologia delle uve danneggiate

Le uve danneggiate favoriscono lo sviluppo di specie produttrici di 4-etil-fenolo:

• Dekkera/Brettanomyces spp.

• → presenza possibile anche già nel vigneto al momento della raccolta, non solo in

cantina.

Pichia guilliermondii

•

Proliferano anche:

• Hanseniaspora uvarum (anamorfa: Kloeckera apiculata)

• Candida stellata

• Metschnikowia pulcherrima

• Candida krusei

• Pichia membranifaciens

• Saccharomycopsis vini

• Saccharomycopsis crataegensis

• Candida steatolytica

• Zygosaccharomyces spp. (solo occasionalmente)

•

Presenza di acido acetico e acetato di etile:

• Prodotti da batteri acetici: Gluconobacter spp., Acetobacter spp.

• Secondo altri autori, anche da lieviti.

•

Botrytis cinerea

Può manifestarsi come:

• Muffa nobile: usata in produzioni particolari (es. Sauternes, Tokay Aszù)

• Muffa grigia: associata a danno economico

•

Effetti comuni (muffa nobile e grigia)

Variazione della composizione chimica dell’uva

• Produzione di composti ad azione antibiotica

•

In presenza di muffa nobile:

↑ Zuccheri (oltre 300 g/L)

• ↑ pH (circa +0,3 unità)

• ↑ Acido gluconico (da ossidazione del glucosio)

• → può inibire l’attività metabolica di alcuni microrganismi, creando problemi fermentativi

↑ Acido acetico (tollerato in produzioni particolari)

•

In presenza di muffa grigia:

↑ Glicerolo

• ↑ Acido gluconico

• → può creare problemi fermentativi

↑↑ Acido acetico (prodotto dai batteri acetici)

• Risultato: vini di scarsa qualità

•

Brettanomyces spp.

Forma asessuata di Dekkera

• È resistente all’etanolo, può completare la fermentazione, anche se lentamente

• Origine esterna: arriva in cantina da:

• Uve in cattive condizioni sanitarie

• Mosti/vini da altre cantine

• Botti di legno usate (attenzione alla loro storia tecnologica!)

•

Controllo dello sviluppo: lavaggi frequenti e 0,8 mg/L di SO₂ molecolare

•

Impatto sensoriale nei vini fermentati da Saccharomyces:

Odori caratteristici:

• Stalla

• Cavallo

• Animale bagnato

• Pelle

• Terra

• Medicinale

•

Produzione di composti indesiderati:

Acidità volatile:

• Acido acetico

• Acido butirrico

•

Off-odors principali:

• 4-etilfenolo

• 4-etilguaiacolo

• Derivano da acido p-cumarico e acido ferulico

• (presenti nel mosto e nel legno)

Enzimi chiave coinvolti:

• Cinnamato decarbossilasi

• Vinil fenolo reduttasi

• → presenti anche in Saccharomyces, ma inibiti dai tannini

Monitoraggio e prevenzione

Soglia critica:

• 10² cellule/ml → già sufficiente per produrre off-flavors, anche se la

concentrazione sembra bassa.

Il lievito può essere vitale nel vino ma non svilupparsi su terreni di coltura → meglio

• ricorrere ad analisi molecolari.

Strategie di controllo:

Conta in piastra con terreni specifici

• Analisi molecolare

• Analisi degli etilfenoli prodotti

• Ripetere le analisi dopo 1 o 2 mesi → se i livelli di etilfenoli aumentano, agire per

bloccare la crescita di Brettanomyces.

Metabolismo microbico degli acidi cinnamici e formazione dei fenoli

volatili

L'immagine analizzata rappresenta due tappe chiave nel metabolismo degli acidi cinnamici (p-

cumarico, caffeico, ferulico) da parte dei microrganismi. Questo processo è rilevante in

microbiologia enologica poiché conduce alla formazione di fenoli volatili, composti responsabili di

difetti organolettici nei vini.

1. Processo metabolico

Fase 1 – Decarbossilazione degli acidi cinnamici

Enzima coinvolto: cinnamato-decarbossilasi

• Trasformazione:

• → gli acidi cinnamici vengono convertiti in vinilfenoli

→ es: acido p-cumarico → 4-vinilfenolo

Microrganismi coinvolti:

• Saccharomyces cerevisiae (alcuni ceppi)

• Brettanomyces

• Batteri lattici: Lactobacillus plantarum, Oenococcus oeni

•

Fase 2 – Riduzione dei vinilfenoli

Enzima coinvolto: vinilfenolo-reduttasi

• Trasformazione:

• → i vinilfenoli vengono ridotti a etilfenoli

→ es: 4-vinilfenolo → 4-etilfenolo

Microrganismi coinvolti:

• Brettanomyces

• Lactobacillus plantarum (in alcune condizioni)

•

2. Implicazioni enologiche

Produzione di fenoli volatili

Composti principali:

• 4-etilfenolo

• 4-etilguaiacolo

•

Odori associati:

• Medicinale, stallatico, altri off-flavors

•

La produzione dipende da:

• Presenza di precursori (acidi cinnamici liberi) nel mosto

• Attività microbica durante:

• Fermentazione alcolica

• Fermentazione malolattica

•

Ruolo dei microrganismi

Saccharomyces cerevisiae:

• → in grado solo della decarbossilazione

Brettanomyces:

• → completano entrambe le tappe → principali responsabili della formazione di etilfenoli

nei vini

Batteri lattici (es. Lactobacillus plantarum):

• → possiedono entrambe le attività (decarbossilasica e reduttasica)

→ possono contribuire alla formazione di fenoli volatili in condizioni specifiche

Prevenzione

Riduzione dei precursori nel mosto (acidi p-cumarico e ferulico)

• Utilizzo di:

• Ceppi selezionati di lieviti e batteri lattici non produttori di precursori

• Ceppi incapaci di completare il metabolismo → prevenzione dei difetti

• organolettici

3. Soglie critiche e gestione del rischio

Carichi microbici critici

100–1000 cellule/mL → da considerare soglia d’allarme per rischio di alterazione

•

Tuttavia, esperimenti di laboratorio con carichi >1000 cellule/mL non hanno sempre

portato all’alterazione → è quindi necessario approfondire lo studio dello sviluppo di

Brettanomyces e del reale legame con l’insorgenza dell’alterazione.

4. Strategie di controllo

Sanificazione frequente

• Contenitori in acciaio (più facili da sanificare)

• Anidride solforosa (SO₂)

•

Botti in legno: punto critico

Sanificazione delle botti praticamente impossibile

• Botti nuove più suscettibili a infezioni microbiche rispetto a quelle vecchie

• (vale anche per l’attività dei batteri lattici nella fermentazione malolattica)

5. Considerazioni sulla fermentazione malolattica

Coinoculo di batteri lattici specifici subito dopo la pigiatura → fermentazione malolattica in

• contemporanea alla fermentazione alcolica

Solfitazione al termine di entrambe le fermentazioni

• Risultato:

• Estrazione più abbondante di composti fenolici

•

Via fermentativa di Brettanomyces

(Metabolismo, effetto Custer e implicazioni enologiche)

1. Spiegazione microbiologica enologica

Brettanomyces è un lievito noto in enologia per la sua capacità di alterare il profilo sensoriale dei

vini, producendo note aromatiche indesiderate descritte come “stallatico” o “medicinale”.

La via fermentativa di Brettanomyces presenta caratteristiche peculiari rispetto ai lieviti

convenzionali come Saccharomyces cerevisiae.

2. Effetto Custer

Definizione:

• L’effetto Custer si manifesta quando l’ossigeno stimola la fermentazione anziché inibirla,

in contrasto con l’effetto Pasteur tipico di Saccharomyces cerevisiae.

Conseguenza enologica:

• → Brettanomyces mantiene la produzione di metaboliti fermentativi anche in condizioni

aerobiche, contribuendo alla sua persistenza nei vini.

3. Metabolismo fermentativo di Brettanomyces

Fase 1 – Metabolismo del glucosio

Il glucosio è metabolizzato attraverso la glicolisi, con produzione di:

• Piruvato

•

Fase 2 – Destino del piruvato

→ Il piruvato viene convertito in acetaldeide, che rappresenta un intermedio chiave.

Fase 3 – Destino dell'acetaldeide

Ossidazione ad acido acetico

• Reazione: Acetaldeide + NADH → Acido acetico + NAD⁺

•

Riduzione a etanolo

• Reazione: Acetaldeide + NADH → Etanolo + NAD⁺

•

Entrambe le reazioni comportano il consumo di NADH e la rigenerazione di NAD⁺, essenziale per

la sostenibilità metabolica.

4. Ossidazione non-specifica delle aldeidi

Brettanomyces è in grado di ossidare aldeidi diverse dall’acetaldeide.

• Questo comporta la produzione di altri acidi organici, come:

• Acido butirrico

•

Tale flessibilità metabolica amplia il profilo aromatico dei composti secondari generati.

•

5. Importanza della rigenerazione del NAD⁺

La capacità del lievito di rigenerare NAD⁺ è cruciale per mantenere attive le reazioni di:

• Ossidazione (produzione di acidi)

• Riduzione (produzione di etanolo)

•

Il bilancio tra acido acetico ed etanolo dipende direttamente dalla disponibilità di NAD⁺.

6. Sviluppo di Brettanomyces in presenza di glucosio residuo

Quantità minime di glucosio residuo (anche 1–2 g/L) sono sufficienti a:

• Stimolare la crescita di Brettanomyces

• *Attivare la sua via metabolica fermentativa

•

Ciò rende Brettanomyces particolarmente problematico nei vini con zuccheri residui, anche in

tracce.

7. Implicazioni enologiche

Alterazione del profilo sensoriale dei vini:

• Odori sgradevoli: derivanti da aldeidi ossidate e acidi organici secondari

•

Produzione di acido acetico:

• Contribuisce all’acidità volatile

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