Appunti di Tecnica enologica

Appunti di tecnica enologica

Presentazione 1: introduzione

La produzione del vino comprende le tecniche e le tecnologie utilizzate nella trasformazione dell’uva in vini di uno stile desiderato. Ciò riguarda principalmente la vinificazione (fermentazione, lieviti) che è accompagnata da una serie di altri importanti cambiamenti.

Particolari stili di vino

Esistono particolari stili di vino con passaggi di produzione unici:

• Spumante: fermentazione alcolica secondaria, aggiunta di CO2
• Vini fortificati: aggiunta di etanolo derivato da uva durante fermentazione primaria, che si arresta e il vino resta dolce

Principali differenze tra bianchi e rossi

1. Le uve bianche sono diraspate e pigiate a succo senza trascorrere molto tempo con i solidi dell’uva;

2. Le uve rosse sono pigia-diraspate e il mosto (succo e solidi dell’uva) va alla macerazione e fermentazione in presenza di bucce, semi e succo;

3. Il risultato è un’estrazione di polifenoli maggiore nei rossi rispetto ai bianchi;

4. Temperature più fredde vengono utilizzate per le fermentazioni bianche (aromi) e calde per i rossi (estrazione dei solidi);

5. Fermentazioni bianche escludono ossigeno, rosse incoraggiano una certa areazione (macerazione);

6. Rossi subiscono malolattica e contatto con legno di rovere;

7. I rossi maturano in vasche o botti per periodi anche molto lunghi;

8. I bianchi maturano prima.

Passaggi fondamentali e attrezzature

Le aggiunte principali possono includere:

• Acido tartarico
• Tannino
• SO2
• Zucchero
• Enzimi

Gli additivi sono sostanze nutritive sotto forma di diammonio fosfato; sono possibili ulteriori passaggi di chiarifica e legno di rovere (anche per alcuni bianchi) che può avvenire in diversi modi e diversi momenti. Le ulteriori regolazioni riguardano principalmente l’uso di acido tartarico, sali di carbonato e SO2.

I controlli essenziali

• Temperatura
• pH
• Acidità titolabile
• Zuccheri residui
• Cinetica di fermentazione
• Azoto assimilabile
• Alcol
• SO2 libera e legata
• Acido malico -> acidità volatile

Chiarifica pre-fermentativa

La maggior parte dei vini bianchi e rosati è fermentata in assenza di solidi (bucce e semi); subito dopo la pressatura, il mosto è torbido a causa della presenza di polpa, pezzi di bucce e altri materiali insolubili. Per fare vini di alta qualità è necessario effettuare una chiarifica: maggiori esteri fruttati, meno alcoli superiori e composti dello zolfo. Tuttavia, una chiarifica eccessiva porta a fermentazioni lente o bloccate; un buon equilibrio si ha attorno allo 0,5% in volume di solidi sospesi.

Metodi di chiarifica

• Sedimentazione a freddo: il mosto è conservato a freddo (5°C) in un serbatoio, in modo che le sostanze più pesanti come polisaccaridi, pectine e polifenoli vadano sul fondo; il processo può essere accelerato da appositi enzimi pectolitici. Il mosto presente sul fondo del serbatoio può essere recuperato ma è di qualità inferiore
• Centrifugazione: richiedono più attrezzature
• Flottazione: aggiunta di gelatina per flocculare i costituenti polisaccaridici e polifenolici; il precipitato viene fatto galleggiare attraverso insufflazione di aria
• Filtrazione: filtri di profondità e ad alta capacità

Serbatoi e fermentatori

Le dimensioni e il tipo variano in base alle esigenze della cantina; nelle cantine moderne, i serbatoi sono di acciaio inossidabile e sono utilizzati per la conservazione del mosto durante processi come decantazione, stabilizzazione, maturazione etc. Nel caso di serbatoi molto grandi e quindi conservati all’aperto, questi sono dotati di isolamento e refrigerazione. Lo scopo è mantenere uno spazio di testa (distanza tra vino e parete superiore del serbatoio) minore possibile, in modo da ridurre al minimo l’ossidazione. Un altro modo è la copertura con gas inerte (CO2, N2 o miscele) per proteggere il vino dalle ossidazioni durante lo stoccaggio.

I barili e le botti di rovere sono le forme tradizionali dei serbatoi, utilizzati ancora oggi per la maturazione del vino. Negli ultimi anni sono state sostituite con recipienti in polietilene alimentare che simulano l’ingresso di aria tipico delle botti. Altri componenti che possono essere utilizzati sono trucioli, doghe e polveri (alternative economiche alle botti).

Le vasche di fermentazione possono essere le stesse di quelle di stoccaggio (bianco) o diverse (macerazione rosso). L’estrazione del colore dal cappello (bucce che salgono in superficie) può essere gestita attraverso diversi tipi di vasi: fermentatori aperti oppure rotanti, fermentatori statici chiusi (sistemi per bagnare il cappello o rimontaggio). Nella maggior parte dei casi le operazioni sono automatizzate e gli impianti sono progettati anche in funzione al drenaggio (rimozione delle vinacce). Inoltre, si deve tenere conto delle eventuali operazioni di refrigerazione o riscaldamento. I fermentatori sono tipicamente in acciaio inox; altri recipienti oltre alle botti e alla plastica, possono essere in calcestruzzo o pietra, o ancora in terracotta. Alcuni spumanti richiedono l’uso di recipienti a pressione dopo la fermentazione alcolica (mantenere CO2).

Vini spumanti

Prodotto con l’aggiunta di lievito e zucchero ad un vino base secco (cuvée) prima di effettuare una seconda fermentazione in un contenitore chiuso (bottiglia) per trattenere etanolo e CO2.

• Metodo tradizionale: consiste nel trasformare il vino in spumante direttamente nella bottiglia (Champagne)
• Metodo classico: ci si riferisce unicamente alla rifermentazione in bottiglia, dove lo zucchero ed i lieviti aggiunti riattivano una seconda fermentazione alcolica (producing CO2) (Trentodoc, Franciacorta)
• Metodo Charmat: la rifermentazione avviene in autoclave e il sedimento di lieviti viene eliminato per filtrazione isobarica prima dell’imbottigliamento (Prosecco)

Trafila metodo classico

1. Vino base: uva raccolta a mano, precocemente, con 16-18°Brix e fatta fermentare fino a secchezza per ottenere il vino base
2. Tiraggio: il vino base viene miscelato per produrre una cuvée insieme allo zucchero e al lievito per poi essere imbottigliato; ogni 4 g/L di zucchero si produce 1 Bar, in generale si vogliono 8 Bar
3. Seconda fermentazione: avviene nelle bottiglie sotto il tappo a corona (1-4 anni o più); durante questo periodo il lievito va in autolisi
4. Remuage: il lievito viene rimosso dalla bottiglia e raccolto nel collo mediante rotazioni regolari della stessa
5. Sboccatura: il vino è raffreddato e il lievito rimosso mediante congelamento nel collo e sboccatura; si perdono circa 2 bar di CO2
6. Dosaggio: viene aggiunto il dosaggio, che può contenere una piccola quantità di zucchero, additivi (acido citrico/ascorbico, brandy, SO2) e la bottiglia viene risigillata ad una pressione finale di circa 6 bar

Vini liquorosi

Vini speciali arricchiti con distillati durante la produzione; l’aggiunta di alcol può fermare la fermentazione e aumenta il contenuto alcolico finale del vino (conservante); i vini fortificati possiedono migliore stabilità microbica e tollerano meglio ossigeno.

Scelta della fortificazione:

• Prima della fermentazione: porta a vini dolci con alcol moderatamente alto, spesso indicati come mistelle; l’etanolo dalla fermentazione è pochissimo, bassa estrazione dei costituenti e pochissimi aromi fermentativi. Invecchiati in rovere.
• Prima della fine della fermentazione: conosciuto come mutage, questo processo porta a vini dolci con alto contenuto alcolico (Porto); conservati in botti di rovere, soggetti a fenomeni ossidativi e a volte, in base allo stile, anche di composti dalla degradazione degli zuccheri per le alte temperature.
• Fine fermentazione: produzione di vini fortificati secchi (Sherry, Marsala). In alcuni stili si aumenta l’alcol fino al 15% circa in modo da far sviluppare dei lieviti flor che portano alla formazione di composti come acetaldeide e sotolone; nel caso di livelli alcol più alti si avranno ossidazioni unicamente abiotiche.

Approfondimenti principali

Macerazione, invecchiamento, stabilizzazione a freddo, affinamento, filtrazione.

Campionamento delle uve

Il contenuto zuccherino nelle bacche è solitamente compreso tra il 18 e il 15% con variazioni del 2% nello stesso vigneto, anche in parametri come il colore; gli aromi, invece, sono molto più variabili. Questo si traduce nella necessità di scegliere il momento migliore per la vendemmia, campionando in modo significativo. Il campione di bacche deve avere dimensioni e caratteristiche adeguate in modo da rappresentare al meglio l’intero campo. I principali parametri analizzati sono: zuccheri riducenti, acidità titolabile, pH, acido tartarico e acido malico.

Zuccheri

Questi si trovano in quantità quasi equimolari, poiché derivano dall’idrolisi del saccarosio proveniente dalla fotosintesi; sono anche presenti piccole quantità di pentosi e altri zuccheri. La concentrazione di zucchero è il parametro più utilizzato per valutare la composizione e la maturazione dell'uva, anche perché determina l'eventuale concentrazione di alcol. All'interno di una regione, lo zucchero raggiunto durante la maturazione può essere previsto dal rapporto tra la crescita vegetativa (un proxy per l'area fogliare e l'attività fotosintetica) e la quantità di uva da maturare. Temperature più calde e stagioni di crescita più lunghe comporteranno una maggiore fotosintesi. Quindi, un fattore limitante nel raggiungere uno adeguata maturazione zuccherina sono le temperature durante la stagione di crescita. Le aggiunte di zucchero sono più comuni nelle regioni fresche. I polisaccaridi derivano principalmente dalle pareti cellulari delle bacche e il loro contenuto nei succhi di V. vinifera sono intorno allo 0,1%. È possibile utilizzare delle pectinasi in modo da aumentarne il contenuto. La combinazione dei polisaccaridi è indicata come fibra ed è uno dei costituenti principali della vinaccia.

Acidi

Le uve contengono acidi organici fino a 10 g/Kg, di cui la maggior parte sono presenti anche nel vino. L’acido tartarico è il principale, seguito dall’acido malico mentre gli acidi minori includono ascorbico, citrico. Citrico e malico possono essere metabolizzati dai batteri lattici.

Maturazione acidica

Gli acidi malico e tartarico si accumulano pre-invaiatura; il malato diminuisce durante l’accumulo di zuccheri a causa della respirazione. Il tasso di degradazione dell’acido malico aumenta a temperature più elevate => regioni calde necessitano di aggiunte acide.

Composti in bucce e succo - Amminoacidi e ammonio

Sono i principali composti azotati, necessari per il metabolismo, presenti nell’uva, sebbene le loro concentrazioni possano variare notevolmente. Solo la metà sono a-amminoacidi metabolizzati dallo lievito => è possibile integrare i mosti con azoto (fosfato biammonico) se i livelli di YAN sono troppo bassi. Enzimi ed altre proteine si trovano in concentrazioni molto inferiori; le più importanti sono: ossidasi, esterasi, chitinasi, glucosidasi, pectinasi e glucanasi. Le proteine simili a taumatina e le chitinasi sono prodotte a seguito di infezioni fungine e possono causare intorbidimenti in vino bianco, o legarsi ai tannini diminuendone l’estraibilità. L’uva contiene anche oligopeptidi come il glutatione, un importante antiossidante grazie al gruppo tiolico. Le uve contengono inoltre piccole quantità di ammine biogene come spermidina, spermina, etilammina etc.

Lipidi e cere

I lipidi sono un costituente chiave dei semi dell’uva e si trovano in basse quantità nella buccia e nella polpa. I principali sono glicolipidi e fosfolipidi contenenti acido palmitico, stearico, linoleico e linonelinico. Gli acidi grassi insaturi sono scarsamente estratti, anche se essenziali per la formazione di composti volatili C6, alcoli e aldeidi e sono fondamentali per la membrana cellulare del lievito. L’esterno della buccia dell’uva è ricoperto da una cuticola cerosa composta da triterpenoidi; la miscela è complessa e comprende principalmente acido oleanolico e composti correlati. La cera contiene anche alcoli a catena lunga, esteri, aldeidi, idrocarburi etc. Grazie alla forte idrofobicitè, questi composti sono debolmente solubili nel vino ed estratti in minima parte.

Maturazione ed accumulo di acqua nelle bacche

Le bacche maturano in tempi diversi anche in funzione dell’annata (guardare grafico dove le frecce indicano il momento in cui le bacche raggiungono i 21°Brix). La quantità di acqua influenza peso fresco, diametro e volume della bacca e si calcola come l’acqua che arriva dallo xilema + linfa dal floema – acqua persa per traspirazione – movimento inverso nello xilema. Dopo l’invaiatura il contributo dallo xilema diminuisce molto tramite blocco mediante embolia; tale blocco si instaura intorno ai 6/7°Brix. Questo comporta variazioni nell’accumulo di sostanze xilema-mobili e solidi floema-solubili.

I seguenti grafici mostrano che:

• Le concentrazioni nella polpa (•) eccedono quelle della buccia (○) in componenti che si accumulano massicciamente nel tessuto della polpa: malato all'inizio della maturazione e gli zuccheri dappertutto. In tutti gli altri casi, le concentrazioni nella buccia sono più alte, in particolare con il potassio e i fenoli.
• Come ° Brix cresce, le concentrazioni di alcuni componenti aumentano (entrambi gli esosi, potassio e anioni inorganici), alcuni cambiano poco (fenolo, tartrato), alcuni diminuiscono (malato), altri aumentano e poi diminuiscono (acido abscissico).

N.B. °Brix, PVT (potenziali terpeni volatili) e aroma variano anche in base a irrigazione e pratiche agronomiche come la diradatura.

Minerali e vitamine

I minerali nel vino servono come controioni agli acidi deprotonati; i principali sono K, Ca, Mg, Na e Fe. I mosti presentano anche diversi anioni come fosfato, solfato, cloruro e poco nitrato. L’uva contiene molte vitamine utilizzate dallo lievito, che vengono poi restituite in composti simili; le principali sono: acido ascorbico, niacina, vitamina B6, riboflavina, tiamina, folato e vitamina A, tocoferolo, vitamina K etc.

Isoprenoidi

Gli isoprenoidi comprendono: monoterpeni, sesquiterpeni e C13 norisoprenoidi che sono importanti aromi del vino. I carotenoidi sono presenti a bassi livelli nelle bacche d’uva e sono molto interessanti perché precursori di C13 norisoprenoidi; questi ultimi iniziano ad accumularsi poco dopo l’invaiatura ed in poche settimane raggiungono il picco. L’accumulo degli altri isoprenoidi inizia settimane dopo l’invaiatura e può continuare oltre la maturazione commerciale.

N.B. i norisoprenoidi esistono solo come glicosidi non volatili, mentre una frazione di monoterpeni sono liberi e partecipano maggiormente all’aroma del vino (vini aromatici).

Materiali insolubili

I principali sono:

• Buccia: composta principalmente da tannini, zuccheri solubili e polisaccaridi insolubili
• Semi: composti da polisaccaridi, proteine grezze, grassi, ceneri e minerali, tra cui K, Ca, fosfato, solfato e Mg.

Presentazione 2: macerazione ed estrazioni

Introduzione alla macerazione

La vinificazione comporta l’estrazione incompleta e variabile dei componenti presenti nelle bucce e nei semi. La macerazione è un processo di estrazione che include manipolazioni chimiche e fisiche; può essere anche definita come contatto con le bucce, soprattutto quando si parla di macerazione pre-fermentativa (varietà aromatiche).

Fattori importanti per la macerazione

• Durata
• Temperatura
• Altri processi che influenzano l’estrazione: trattamenti enzimatici, miscelazione, pressatura, riscaldamento, congelamento, impulsi ad alta pressione, microonde o campi elettrici pulsanti.

N.B. questi processi non sono selettivi. I composti più studiati sono i composti fenolici, in particolare tannini condensati e antociani. La macerazione prolungata dopo fermentazione aumenta tannini condensati e diminuisce antocianine; i polisaccaridi aumentano in funzione del tempo. Gli altri composti variano in base alle condizioni di macerazione.

Caratteristiche generali di estrazione

Si ricava un coefficiente di estrazione: m = quantità del composto analizzato. Rilevando la quantità nel vino in diversi momenti è possibile ottenere la velocità di estrazione.

Legge di Fick: il flusso molecolare in ogni punto è proporzionale alla variazione di concentrazione per unità di percorso nella direzione in cui tale variazione è massima ed ha verso opposto a quello in cui diminuiscono le concentrazioni. Utilizzando questi principi si ottengono costanti di estrazione e concentrazioni di tannino all’equilibrio. Andando a vedere l’estrazione di fenoli totali e catechina misurati e previsti, non si discostano di molto.

Velocità di estrazione e coefficiente di estrazione dipendono da:

1. Localizzazione: se i composti sono nella polpa, buccia o semi
2. Polarità: il vino è una soluzione idroalcolica che scioglie sostanze polari come zuccheri, acidi, fenoli, alcoli etc. Le sostanze non polari sono difficilmente estratte.
3. Dimensione delle molecole
4. Re-adsorbimento sulle bucce e tessuti solidi
5. Perdite reattive: idrolisi di forme legate

Estrazione dei polifenoli

La maggior parte dei polifenoli si trova nei solidi dell’uva; di questi, i tannini e i pigmenti coniugati sono importantissimi per la qualità del vino rosso.

Estrazione di tannini condensati

I tannini condensati fanno parte della famiglia dei flavan 3 oli, che sono tutti estratti insieme. L’estrazione dai semi richiede settimane, dalle bucce pochi giorni. La quantificazione dei fenoli estratti è complicata dalle reazioni che avvengono in seguito.