Fermentazione alcolica e malolattica

Riassunti di chimica enologica: fermentazione alcolica e malolattica

Definizione di fermentazione

Per fermentazione si intende una via metabolica utilizzata per produrre energia, a partire da sostanze organiche (in questo caso zuccheri), in assenza di ossigeno.

Fermentazione alcolica

La fermentazione alcolica è l'essenza della vinificazione: essa ha infatti lo scopo di trasformare gli zuccheri (esosi, pentosi non sono fermentabili) in etanolo, in modo da produrre la minore quantità di sottoprodotti indesiderati, preservando al meglio l'aroma ed il flavor naturali dell'uva, che contribuiranno ad evidenziare il carattere unico del vino.

È stato studiato che 180g di zuccheri producono circa 92g di etanolo, che corrispondono al 51% del peso zuccherino. Non tutti gli zuccheri presenti vengono trasformati in etanolo: circa il 5% degli zuccheri è utilizzato per produrre sottoprodotti quali glicerolo, ac. succinico, ac. lattico, il 2,3-butandiolo, l'ac. acetico; altri 2,5% è consumato dai lieviti come fonte di carbonio.

La fermentazione è composta da un numero di reazioni biochimiche enzimatiche che avvengono secondo una specifica sequenza: esse sono sette. La fermentazione alcolica è considerata a tutti gli effetti una fermentazione, in quanto si ha produzione di energia sottoforma di ATP. Il NAD e il NADH+H⁺ sono agenti biochimici che partecipano durante le reazioni di ossido-riduzione (NAD forma ossidata, NADH+H⁺ forma ridotta) che hanno luogo con la degradazione dei carboidrati.

La fermentazione segue le fasi della glicolisi: il passaggio fondamentale è la divisione del fruttosio 1,6-bifosfato in gliceraldelde 3-fosfato e in diidrossiacetone fosfato: essi sono due forme isomere. Se prosegue la glicolisi, si ha l'utilizzo della gliceraldeide 3-fosfato, con produzione di ac. piruvico, decarbossilazione del piruvico (liberazione di CO₂) e formazione di acetaldeide; in seguito l'acetaldeide, viene ridotta a etanolo tramite in NADH+H⁺. Quest'ultima reazione non è fondamentale al fine di produrre energia, ma è di vitale importanza per ripristinare NAD⁺ per fare continuare la glicolisi.

All'inizio di fermentazione, quando non si ha quantità sufficiente di acetaldeide, esiste un altro modo di ripristinare il NAD⁺: durante la scissione del fruttosio 1,6-bifosfato, si ha la produzione di diidrossiacetone fosfato e gliceraldeide 3-fosfato: il diidrossiacetone fosfato è in grado di reagire con il NADH+H⁺ accumulato, e produrre glicerolo fosfato, che in seguito alla perdita del gruppo fosfato, diventa l'alcool glicerolo.

Il glicerolo ci può interessare perché è un polialcol che ha una densità maggiore di quella della soluzione idroalcolica, per cui tende a rendere il prodotto più "grasso", cioè tende a riempire di più la struttura del prodotto, ha un sentore dolciastro e quindi tende a rendere il nostro vino più strutturato, rotondo e morbido. Questo processo è noto come fermentazione glicero-piruvica.

Bilancio energetico

Il bilancio energetico del percorso alcolico è il seguente: nella fase 1 vengono impiegati 2 ATP (fosforilare il glucosio e fosforilare il fruttosio 6-fosfato); durante la fase 3 vengono immessi 2 fosfati inorganici (gliceraldeide 3-fosfato e diidrossiacetone fosfato); nella fase 4 e 5 si producono 2 ATP per ogni molecola di gliceraldeide 3-fosfato. Si ha una resa netta di...