Gli aromi dell'uva e del vino

Gli aromi dell’uva e del vino
Corso di Enologia I
a.a. 2012 - 2013

AROMI DELL’UVA E DEL VINO
Sostanze odorose delle uve e dei vini N° > 1000
tra cui anche CH3–COOH e CH3 –CH2OH
concentrazione: qualche centinaia di mg/L
(esclusi macrocostituenti quali etanolo, acido acetico)
Fragranza struttura chirospecifica
OAV: odor activity value = Concentation/Threshold

Naso (strumento insostituibile)
intensità percezione (soglia)
concentrazione
GC-MS

Gascromatografia (GC)
La GC è utilizzata per la separazione di sostanze volatili o volatilizzabili come
idrocarburi a basso peso molecolare, aromi, acidi organici, basata sulla
ripartizione della miscela da analizzare tra una fase stazionaria ed una fase
mobile, in funzione della diversa affinità di ogni sostanza della miscela con le
fasi. Questa tecnica cromatografica, la fase stazionaria è una colonna
contenente il materiale attivo e la fase mobile è un gas (es ( es: : He); He);
la
separazione avviene sulla base del punto di ebollizione degli analiti e sulla
loro interazione con la fase fissa Schema strumento: forno
termostatabile che contiene la
colonna cromatografica,
formata da un sottile capillare
in vetro, lungo alcuni metri,
sulle cui pareti interne è stato
deposto un sottile strato della
fase fissa. Dopo un certo
tempo dall’introduzione del
campione nell’iniettore, con un
flusso di gas inerte (es:He,N2)
i singoli componenti vengono
separati all'estremità opposta
(del detector), ove è posto un
rivelatore.

15.0e6
12.5e6
10.0e6
7500e3
5000e3
2500e3
Spettrometro
di massa
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
al PC
Strumento per GC-MS
Particolarmente utilizzata in campo agroalimentare è quella accoppiata alla
spettrometria di massa (GC-MS) (GC MS) nella quale,
è possibile avere informazioni strutturali sulle sostanze separate
separat
Interfaccia
cromatografo –
spettrometro di
massa
Iniettore
Forno per
la colonna
Impostazione
dei parametri
strumentali

Localizzazione mucosa olfattiva
La mucosa olfattiva è localizzata nella parte
superiore della cavità nasale.
Gli odoranti sono trasportati lungo la mucosa
venendo in contatto con i neuroni della
recezione olfattiva (ORN).
Questi neuroni contengono molecole chiamate
recettori olfattivi.

Struttura del sistema olfattivo. In figura sono riportati 3 tipi di ORN,
indicati con colori diversin ciascuno con i suoi recettori specializzati.

COME PERCEPIAMO GLI ODORI?
1. I recettori della mucosa olfattiva sono
specializzati
2. 2,5 cm2 contenenti 50.000.000 di
cellule olfattive
3. Circa 1.000 recettori differenti
4. Grande diversità inter-individuale

Intensità della percezione
intensità
120
100
80
60
40
20
0
intensità
0 200 400 600 800 1000
concentrazione

Effetto della matrice
La soglia di percezione varia in funzione della matrice
(mediamente, è 10 volte > nel vino che in H2O)
COMPOSTO Soglia in acqua Soglia nel
vino
geraniolo 14 μg 150 μg
linalolo 5 μg 50 μg
4-MMP 0.5 ng 5 ng
IBMP 0.2 ng 2 ng
geosmina(-) 10 ng 60 ng
esanolo 1 μg 13 μg

Composti odorosi dell’uva e del vino
Sono responsabili del suo profumo ⇒ appartengono, tra
le altre, alle famiglie dei terpeni, alcoli, aldeidi, chetoni,
acidi ed esteri. Sono suddivisibili in:
Composti primari, primari,
detti anche varietali perchè perch
caratteristici da varietà variet a varietà variet di Vitis Vitis vinifera vinifera
((es es:: terpeni) terpeni
Composti secondari: secondari:
si liberano durante i processi di
vinificazione, in particolare al momento della pigiatura
(prefermentativi
prefermentativi) )
(fermentativi
fermentativi)
e durante le fermentazioni
Composti terziari: terziari:
si generano durante la
maturazione, in relazione anche alle condizioni di
conservazione che possono essere ossidanti (a
contatto con l’aria) l aria) o riducenti (in assenza di aria)

Classificazione composti odorosi del vino
AROMI VARIETALI
o PRIMARI
AROMI di
PREFERMENTAZIONE
AROMI di
FERMENTAZIONE
FERMENTAZIONE
AROMI di
MATURAZIONE
(bouquet)
UVA
GRADO DI MATURAZIONE
TERRENO,CLIMA,CURE COLTURALI
MOSTO
AMMOSTATURA
MACERAZIONE
IDROLISI-OSSIDAZIONE
VINO GIOVANE
LIEVITI
BATTERI MALOLATTICi
VINO MATURO
Reazioni di esterificazione,
Ossidazione, acetalizzazione

Classi di composti o composti
responsabili di alcune sensazioni
olfattive riscontrabili nel vino:
• Floreale – composti terpenici , norisoprenoidi;
• Speziato – vinilfenoli, aldeidi fenoliche, altri fenoli;
• Fruttato – esteri, norisoprenoidi, composti terpenici, composti
tiolici;
• Caramellizzato - furani, pirani, norisoprenoidi, benzenoidi;
• Vegetale – aldeidi alifatiche sature ed insature, pirazine;
• Boisé – aldeidi fenoliche , altri fenoli volatili;
• Frutta secca - benzoidi, furani.
Altri aromi:
• Diacetile e acetoino (burro), metionale (cane bagnato),
4-etilfenolo (cavallo bagnato), 4-etilguaiacolo (bruciato)
4-vinilfenolo (pittura ad acquerelli), 4-vinilguaiacolo
(chiodi di garofano), 3,5-esadien-2-olo (geranio),
acido solfidrico (uova marce) ……

Composti odorosi Primari o Varietali:
Provenienti dalle uve
NOR-ISOTERPENOIDI C 13
COMPOSTI
CONTENENTI ZOLFO
TERPENI
BENZENOIDI
PIRAZINE

Terpeni, norisoprenoidi, benzenoidi, pirazine,
composti tiolici ⇒ metaboliti secondari (non
indispensabili per la vita delle cellule).
La loro biosintesi, molto più di quella dei
metaboliti primari (acidi, carboidrati semplici e
complessi, amminoacidi, peptidi e proteine, lipidi)
è influenzata da fattori ambientali e colturali.
Variabili critiche: luminosità, evoluzione delle
temperature, stress idrici e termici, gestione del
vigneto.

LIBERI
PIRAZINE
TERPENI
LINALOLO
NEROLO
GERANIOLO
POLIOLI
Aromi varietali
AROMI
VARIETALI
LIBERI ed
ETEROSIDI
BENZENOIDI
BENZALDEIDE
p-OH-BENZ.
VANILLINA
SIRINGALD.
CISTEINILDERIVATI
lieviti
TIOLI
NORISOPRENOIDI
TDN
VITISPIRANI
DAMASCENONE
ACTINIDOLI

Uve aromatiche ► elevato contenuto di composti
terpenici, scarsamente rappresentati nelle non
aromatiche.
Parte dei composti terpenici è presente in forma
libera, ma la maggior parte è legata agli zuccheri
(glucosio e disaccaridi).
Uve non aromatiche ► i composti aromatici
varietali si trovano sotto forma glicosilata.
Norisoprenoidi e benzenoidi ⇒ legati agli
zuccheri in tutte le varietà.
Pirazine ⇒ solo in forma libera e solo in alcune
varietà

ALDEIDI
CHETONI
OSSIDI
ALCOLI MONO, DI,TRI-IDROSSILATI
IDROCARBURI TERPENICI
ESTERI
COMPOSTI ODOROSI PRIMARI:
TERPENI LIBERI TERPENI GLICOSILATI
MONOSACCARIDI E DISACCARIDI
DEGLI ALCOLI E DEGLI OSSIDI
SCARSAMENTE VOLATILI E
OLFATTIVAMENTE NON
AVVERTIBILI

Composti odorosi primari: i terpeni
I terpeni sono sostanze eterogenee (alcoli, aldeidi,
idrocarburi, chetoni, ecc.) ma riconducibili all’unit all unità di
base isoprenica ⇒
Nel vino hanno un impatto
sensoriale elevato ma sono in
concentrazione molto basse,
(µg/L). /L). Determinazione dei
terpeni: GC-MS GC MS
nerolo
geraniolo

Monoterpene idrocarburico
CH 3
C
CH 3 CH 2
Limonene
5
1
4
3
2
3
4 5
2
1

Alcol monoterpenici
CH 3
C
H
CH 3 CH 3
CH 2 OH
CH 3
C
CH 2
CH 3 CH 3
Geraniolo Linalolo
OH

Monopreni aldeidici
CH 3
Geraniale
H
CHO
C C
CH 3
Nerale
H
CHO

OH
MONOTERPENI
OH
OH
OH OH O
Mircene Linalolo Geraniolo Nerolo Citronellolo Rosenossido
Limonene α-Terpinene β-Fellandrene Mentolo
OH
α-Terpineolo Carvone
O
O O
Sabinene α-Pinene β-Pinene Canfene Canfora Carvone

Monoterpeni liberi e glicosilati nelle uve moscato
Monoterpene Libero
Legato Valore di soglia
(μg/kg frutto) (μg/kg frutto) (μg/L, in H2O)
Linalolo 100 390 6
Geraniolo < 5 330 130
Nerolo < 5 170 400
α-Terpineolo < 5 40 350
trans- Furan linalolo
ossido
5 130 7000
cis-Furan-linalolo ossido < 5 < 5 6000
trans-Piran-linalolo
ossido
100 20 3600
cis-Piran-linalolo ossido 30 5 5400
3,7-Dimetilocta-1,trans-
5-dien-3,7-diolo
2200 300 inodore

O
H
(tutto-trans)-α-Sinensale
SESQUITERPENI
O
β-Bisabolene
Cadinene Valencene (+)-Nootkatone

Caratteristiche sensoriali di alcuni terpeni
Composto Nota Valore di soglia
(μg/kg, in H 2O)
Mircene Erbaceo, metallico 14
Linalolo Floreale 6
Cis-Furanlinalolo ossido Dolce, legnoso 6000
Geraniolo Di rosa 40
Geraniale Di agrume 32
Citronellolo Di rosa 40
(2S,4R)-Rosa ossido Di geranio 0.5
R-(+)-Limonene Di agrume 200
R-(-)-α-Fellandrene Di terpene, medicinale 500
S-(+)-α-Fellandrene Di finocchio, erbaceo 200
α-Terpineolo Liliaceo, di pesca 330
1,8-cineolo Speziato, di canfora 12
(tutto-E)-α-Sinensale Di arancio 0.05
(-)-β-Cariofillene Speziato, secco 64

Durante la maturazione dell’uva, la caratteristica olfattiva varietale
diminuisce e aumentano, invece, le note di frutta secca e il complesso
dei precursori di aromi fermentativi.

Durante la maturazione si osserva:
contenuto in composti terpenici e nor-isoprenoidi
pirazine
Inoltre:
Il massimo livello dei composti terpenici liberi
precede la maturità glucidica, mentre il tenore in
glicosidi aumenta, per un certo tempo, anche dopo.

Principali componenti odorosi glicosilati
β-D-glucosio (1
α-L-arabinosio (1 6) β-D-glucosio (1
β-D-apiosio (1 6) β-D-glucosio (1
β-D-xilosio (1 6) β-D-glucosio (1
α-L-ramnosio (1 6) β-D-glucosio (1
Alcoli terpenici
Norisoprenoidi
Polioli
Benzenoidi

Idrolisi di un componente odoroso
glicosilato (ramnosio-glucosio)
Composto glicosilato:
Glucoside:
OH
CH2OH
OH
R-OH R
O
OH
R
O
OH CH2
O
O H OH
O
Terpenoli (linalolo, geraniolo, )
Alcol alifatici
Fenoli volatili
Acidi fenolici
OH
C H 2
OH
O
OH
R
O

Glicosidasi
Idrolizzano i legami fra gli zuccheri e gli aromi
varietali sotto forma eterosidica con
produzione di agliconi dotati di aroma specifico
o di composti poliidrossilati, alcuni dei quali si
trasformeranno nel vino, per catalisi acida, in
aromi dalla bassa soglia olfattiva.
Le β-glucosidasi sono gli enzimi più
importanti di questa classe, soprattutto
nella vinificazione di particolari uve
aromatiche.

Pirazine
Le pirazine sono composti aromatici molto potenti
che si trovano frequentemente in natura in
prodotti come i piselli e i peperoni verdi. verdi.
Ci sono
tre tipi di pirazine: pirazine:
la isopropilmetossipirazina,
isopropilmetossipirazina,
prevalente in asparagi e piselli, piselli,
la
isobutilmetossipirazina,
isobutilmetossipirazina,
prevalente nei peperoni
verdi, verdi,
e la sec-butilmetossipirazina
sec butilmetossipirazina che si trova
prevalentemente nelle barbatietole
Queste sostanze, sostanze,
in alcuni vini (Sauvignon bianco, bianco,
Merlot nero, nero,
Cabernet sauvignon), conferiscono
una nota erbacea o, appunto, appunto,
di peperone peperone verde verde
perchè perch presentano una soglia olfattiva
estremamente bassa: bassa:
1-2 1 2 ng/L ng/L
nei vini bianchi e
10–15 10 15 ng/L ng/L
nei rossi, rossi,
ovvero l’equivalente
equivalente di un
grappolo su 500.000 tonnellate. tonnellate.
Sono quindi
sostanze di grande interesse dal punto di vista
aromatico; aromatico;
peraltro i consumatori ne gradiscono il
contributo nei vini bianchi ma non nei rossi
N
N
N
N
N
N
CH3 CHCH3 OCH3
CH 2CHCH 3
OCH3
CH 3
CH2CH3 CH
CH3 OCH3

N
N
PIRAZINE
N
OMe N
OMe
3-isopropil-2-metossipirazina 3-sec-butil-2-metossipirazina 3-isobutil-2-metossipirazina
Le metossipirazine sono responsabili di aromi erbacei (di speziato, di pepato, di
patata) nei vini. Sono caratterizzate da una soglia di percezione molto bassa.
Sono aromi presenti soprattutti nei vitigni Sauvignon franc, Cabernet
Sauvignon, Sauvignon blanc, Merlot.
I caratteri olfattivi delle metossialchil-pirazine variano a seconda del costituente
alchilico:
-gruppo alchile C3 o inferiore odore terroso o di nocciola
- gruppo alchile C3 – C6 nota di peperone
N
N
OMe

Determinazione delle pirazine
La determinazione delle
pirazine è complessa a
causa della concentrazione,
generalmente molto bassa,
e della difficoltà difficolt di
individuarle in mezzo a
centinaia di altre sostanze
volatili. Soltanto una
tecnica potente come la
GC-MS GC MS è in grado di
identificarle e dosarle
Nelle figure sono riportati i
cromatogrammi ottenuti con
SPME-GC SPME GC-MS MS in un Merlot
nero (alto) e in un Cabernet
Sauvignon (sx ( sx). ). Le pirazine
identificate sono presenti a
livello di pochi ng/l,
concentrazioni comunque già gi
attive dal punto di vista
organolettico

ORIGINE DELLE PIRAZINE
La 2-metossi-3-isobutilpirazina avrebbe come precursori leucina e
gliossale da cui deriverebbe in seguito a sintesi enzimatiche.
La presenza delle pirazine è indice di vendemmia prematura oppure di
uve coltivate in climi freddi.
H
O
H O
+
N
H 2
COOH
gliossale leucina

Andamento del contenuto in pirazine
Contenuto in pirazine: ⇓ nelle prime fasi di
maturazione in maniera consistente con la
maturazione.
Durante lo sviluppo degli acini: le pirazine si
trovano inizialmente nei raspi.
Verso la maturazione: si trovano quasi solo
nella buccia e nei vinaccioli, mentre vengono
raramente percepite nella polpa.
Durante i processi di lavorazione: la pirazina
viene facilmente trasferita nel vino. Il suo
contenuto nel Sauvignon bianco si riduce
della metà se si lascia soggiornare il mosto
sulle fecce.

NOR-ISOPRENOIDI
• Responsabili della nota di kerosene o
asfalto si forma in vini bianchi maturati in
botte.
Vitispirano e TDN (1,1,6-trimetil-1,2diidronaftalene),
hanno soglie olfattive di
0.8 mg/L e 0.02 mg/L rispettivamente .
Nota di asfalto: considerata spesso
un’imperfezione nei vini bianchi, è
caratteristica dei Riesling maturi.

uve Chardonnay
Sentori: frutti esotici, rosa
NOR-
ISOPRENOIDI
Origine : degradazione dei
carotenoidi (neoxantina).
Sentori: Viola, lamponi

La determinazione di questi composti,
presenti in concentrazioni molto
basse prevede uno stadio di
estrazione per isolare gli analiti dalla
matrice a cui segue l’analisi
gascromatografica
Descrittore olfativo vitispirano: eucalipto, canfora
.
Descrittore olfattivo Trimetil-Diidro-Naftene: Kerosene

Degradazione dei carotenoidi con formazione
di isoprenoidi a 9, 10, 11 atomi di
carbonio

AROMI FORMATI DURANTE LA DEGRADAZIONE
OSSIDATIVA DEI CAROTENOIDI

Formazione di aromi dalla degradazione ossidativa della
neoxantina
HO
HO
HO
O
3-Idrossi-β-damascone
O
.
OH
Neoxantina
H
O
H
H +
O
[O]
β-damascenone
HO
HO
H
.
OH
-H 2 O .
O H
OH
O
Chetone di Grasshopper
OH

Composti tiolici i precursori sono costituiti da
un amminoacido solforato (cisteina) o un peptide
contenente cisteina e un residuo alchilico sostituito
con gruppi –OH o C=O.
A differenza dei composti terpenici, dei
norisoprenoidi e dei benzenoidi, i cui glicosidi
possono essere idrolizzati ad opera degli enzimi
dell’uva o esogeni o dei lieviti e batteri o per
catalisi acida, i cisteinil derivati possono essere
liberati solo da lieviti dotati di particolari liasi.

CH 3
COOH CH NH 2
CH 2
S
CH 2 CH
CH 2
CH 2CH 2OH
S (3 ESAN- 1-OL) CISTEINA
β LIASI
CH 3
CH2 CH2 Aroma di bosso,
pompelmo, frutto
della passione
Questi composti si liberano solo per
SH
CH
CH 2
azione dei lieviti e non per catalisi acida.
CH 2OH
3-MERCAPTOESAN-1-OLO

Composti odorosi primari:
i Lattoni
Durante la maturazione dell'uva si ha la degradazione
dei carotenoidi presenti nella buccia che porta alla
formazione di lattoni C8 o C9 noti responsabili delle
note odorose di frutta secca, miele, albicocca, ecc.
Sono profumi estemamente stabili.
Linalolo
Wine lactone

Evoluzione degli aromi durante la maturazione
delle uve
Il contenuto dei composti terpenici liberi aumenta fino
ad un certo livello di maturità, poi diminuisce; quello
degli eterosidi aumenta fin oltre la fine dell’accumulo
degli zuccheri.
Nelle uve aromatiche, la maturità aromatica (il momento
in cui si ha il massimo livello di terpeni liberi) precede la
maturità glucidica.
Il contenuto in norisoprenoidi aumenta, mentre quello
in pirazine diminuisce nel corso della maturazione.

Eventi che si registrano alla rottura
dell’acino (pigiatura dell’uva)
Il succo contenuto nei vacuoli delle cellule
della polpa si separa dalle strutture cellulari
solide.
Inizia la diffusione, nel mosto, delle
sostanze presenti nei vacuoli delle cellule
della buccia e nel tegumento dei semi.
Gli enzimi vengono a contatto con i loro
substrati.

Classi di enzimi di interesse enologico che si
attivano alla rottura dell’acino.
Proteasi
Polifenol ossidasi
Lipossigenasi
Glicosidasi
Pectinasi
ADH

Proteasi
Idrolizzano le proteine e i peptidi dell’uva
con produzione di amminoacidi o peptidi a
più basso peso molecolare.
La loro azione è importante in quanto le
sostanze prodotte consentono una miglior
riproduzione dei lieviti e la produzione di
aromi fermentativi.
È importante che queste sostanze vengano
prodotte prima dell’inizio della fermentazione

Glicosidasi
Idrolizzano i legami fra gli zuccheri e gli
aromi varietali sotto forma eterosidica con
produzione di agliconi dotati di aroma
specifico o di composti poliidrossilati, alcuni
dei quali si trasformeranno nel vino, per
catalisi acida, in aromi dalla bassa soglia
olfattiva.
Le β-glucosidasi sono gli enzimi più importanti
di questa classe, soprattutto nella vinificazione
di particolari uve aromatiche.

Carattere vegetale
• Al momento della trasformazione dell’uva in
vino possono comparire aromi vegetali.
Molecole ad essi associate:
IBMP (nuance peperone verde, edera, terroso)
Aldeidi (esanale, trans-2 e cis-3 esenale) e
alcoli C6 (nuance erbacee), formati per
ossidazione degli acidi grassi insaturi presenti
nella membrana dei tessuti vegetali (piccioli,
raspi, foglie, uve). Possono indicare
maltrattamento della vendemmia (diraspatura,
pigiatura, pressatura)

Biosintesi dei composti carbonilici a 6 atomi di C (aroma erbaceo)
Lipidi di membrana
OH
O
C18:3 lipossigenasi C18:2
lipossigenasi
OOH
(in presenza di O 2)
9-idroperossi-C18:3 9-idroperossi-C18:2
O
cis-3-esenale
H
H
Liasi
O
13-idroperossi-C18:3
12-oxo-C12:1
acilidrolasi
O
OH
O
OH
OOH
Liasi
13-idroperossi-C18:2
esanale H H 12-oxo-C12:1
O
O
OH
OH
O O
OH
O

LIPOSSIGENASI (enzimi liberati nel mezzo delle operazioni
prefermentative.)
• Gli acidi linoleico( C18:2 )e linolenico (C18:3) vengono
trasformati in aldeidi ed alcoli a sei atomi di carbonio.
• Le aldeidi hanno odore di erba appena tagliata, gli
alcoli di funghi.
• Le aldeidi sature ed insature vengono ridotte ad alcoli
dalle ADH dell’uva. La soglia di percezione degli alcoli
(meno odorosi delle aldeidi) è ∼ mg/L (spesso > della
loro concentrazione; influenza limitata).
• L’insaturazione di uno degli alcoli insaturi prodotti
viene saturata dagli enzimi dei lieviti.

Interazione lieviti – composti varietali aromatici
e non aromatici:
Idrolisi di alcuni eterosidi aromatici con produzione
delle forme libere;
Produzione di tioli dai cisteinil derivati;
Trasformazione di composti aromatici in altri di
rilevante importanza sensoriale (caso del geraniolo);
Trasformazione di alcuni acidi cinnamici liberi in vinil
fenoli (qualche lievito inquinante produce etil fenoli);
Trasformazione delle aldeidi in alcoli

Profumi Secondari o di Fermentazione
ESTERIFICAZIONE: principale fonte di aromi secondari

Flavours da fermentazione

AROMI DA FERMENTAZIONE: MECCANISMO DI
FORMAZIONE
Catabolismo degli ammino acidi: alcool isoamilico da leucina, 2-feniletanolo da fenilalanina.
Metabolismo degli acidi grassi: etanolisi di AcilCoA
Ossidazione dell’acido linoleico: acilazione dell’esanolo (da esanale)

ESTERI
Si formano dalla combinazione di alcoli derivanti dal metabolismo dei lieviti e di
acidi costitutivi dell’uva (tartarico, malico, citrico) oppure da acidi derivanti
dalla fermentazione (acetico, succinici, lattico, gluconico).
La formazione di esteri è favorita dalle basse temperature di fermentazione e
dalla presenza di ossigeno, mentre è sfavorita dall’aggiunta eccessiva di solfiti
e dall’azione della Botrytis.
I vini novelli sono caratterizzati da elevate quantità di cinnamato di etile.
La formazione di acidi superiori (a lunga catena) può portare a difetti
La presenza di octen-3-olo (aroma di fungo) è indice di contaminazione da
Botrytis.

Esteri di fermentazione
Acetati degli alcoli superiori
• acetato di isoamile: banana
• acetato di fenil-etile: rosa
Esteri etilici degli acidi grassi
• esanoato di etile: floreale
• decanoato di etile: sapone

Formazione degli esteri
E’ favorita da:
1) Bassa temperatura di fermentazione
2) Sfecciatura forte

Esteri più abbondanti:
- Etanolo + tartarico, malico, citrico
- Etanolo + acetico
- Etanolo + acidi grassi
SOLERONE e SOTOLONE:
O
O
solerone
O
Aroma chiave dei grandi
vini rossi
Intenso profumo fruttato
O
sotolone
OH
Aroma chiave dello Sherry e dei
vini liquorosi in genere
O

Lieviti e fermentazione
Metaboliti volatili:
– Esteri
– Alcoli superiori
– Composti Carbonilici
– Acidi volatili
– Composti solfidrici

• Esteri (aromi fruttati)
Composto Vino
(mg/L)
Soglia
(mg/L)
Swiegers et al., 2005 Austr. J. Grape Wine Res. 11: 139-173
Descrittore Aroma
Etil-acetato 22.5-63.5 7.5* Fruttato, smalto per
unghie
Isoamil acetato 0.1-3.4 0.03* Banana, pera
Isobutil acetato 0.01-1.6 1.6*** Banana, frutta
2-Feniletil
acetato
0-18.5 0.25* Floreale, rosa,
fruttato
Esil acetato 0-4.8 0.07** Dolce,
Etil butanoato 0.01-1.8 0.02* Floreale, fruttato
Etil esanoato 0.03-3.4 0.05* Mela verde
Etil octanoato 0.05-3.8 0.02* Sapone
Etil decanoato 0-2.1 0.2**** Floreale, sapone
*idroalcolica al 10% , **vino, ***birra, ****vino sintetico

Esters
Sono prodotti principalmente dai lieviti
(attraverso il metabolismo lipidico e
dell’acetil-CoA)
• Quantità Variabili: ceppi misti danno livelli di
esteri superiori alle fermentazioni condotte
con solo Saccharomyces cerevisiae
• Sono anche varietà dipendenti
• Alcuni esteri vengono prodotti dai lieviti da
precursori specifici della bacca

• Alcoli superiori
– Prodotti del metabolismo secondario dei lieviti
e possono avere sia un impatto positivo e
negativo sull’aroma
Composto Vino (mg/L) Soglia
(mg/L)
Descrittore
dell’aroma
Propanolo 9-68 500** Fruttato, dolce,
pungente, acuto
2-metilpropanolo 25.8-110 4 Fruttato, vinoso
Butanolo .5-8.5 150* Fusel, spirito
Isobutanolo 9-174 40* Fusel, spirito
Isoamil alcol 6-490 30* Pungente, solvente
Esanolo 0.3-12 4* Verde, erba
2-Feniletil alcol 4-197 10* Floreale, rosa
*10% etanolo, **vino

PRINCIPALI ALCOLI SUPERIORI DEL VINO
• 1) PROPANOLO……………………..…20-40 mg/L
• 2) 2-METIL-1-PROPANOLO……………...80 mg/L
• 3) 3-METIL- 1-BUTANOLO ……………..175mg/L
• 4) 2METIL-1-BUTANOLO……………….100 mg/L
• SONO I SOLI ALCOLI SUPERIORI PRESENTI NEL VINO
ANCHE SE L’UNICAFONTE DI AZOTO PER I LIEVITI E’ LA
GLICINA.
EFFETTI SUL VINO:
• A livelli non elevati ( 0.3 g/L) nota dominante che riduce la
fragranza (raramente apprezzata).

Conseguenze della presenza di
alcoli superiori nel vino:
• < 300 mg/L aggiungono complessità al vino
(caratteristiche di frutta)
• >400 mg/L (note olfattive e gustative
pungenti e non gradevoli)
• Differenti ceppi di lievito producono quantità
variabili di alcoli superiori:
– Lieviti Non-Saccharomyces livelli poù elevati
di alcoli superiori

• Concentrazione di alcoli superiori prodotti:
– Quantità di precursori - amino acidi
Ehrlich Pathway
– EtOH conc, T° fermentazione, pH,
composizione del mosto, tempo di
macerazione
From Linda Bisson: The Fusel Family

Composti aromatici Prodotti in
fase fermentativa dai lieviti
• Composti carbonilici
– Acetaldeide (bruised apple, nutty)
• Soglia Sensoriale: 100 mg/L (conc. nel vino 10-75
mg/L)
• Intermedio del processo fermentativo
• Incrementanel tempo per ossidazione dell’ EtOH -
dovuta ad aereazione
• L’uso di alte concentrazioni di SO2 in fase
prefermentativa può causare accumulo di acetaldeide
• L’Acetaldeode nei vini bianchi è un indicatore di
ossidazione

SOSTANZE VOLATILI PRODOTTE DURANTE LA
FERMENTAZIONE MALO-LATTICA E LA
MATURAZIONE dei vini
• ACIDO ACETICO
• ACETOINA
• DIACETILE
• LATTATO DI ETILE
• MONOETILE SUCCINATO
• DIETILE SUCCINATO
• MONOETILE-OH-GLUTARATO
• DIETILE–OH-GLUTARATO
• DIETILE MALATO
• FENOLI VOLATILI
ACIDI
PROPIONICO
ISOBUTANOICO(ISOBUTURRICO)
BUTANOICO (BUTIRRICO)
ISOPENTANOICO ISOVALERIANICO
ESANOICO (CAPRONICO)
OTTANOICO (CAPRILICO)
DECANOICO (CAPRICO)
DODECANOICO (LAURICO)
Esteri volatili
Isobutile acetato isoamile acetato etile acetato
2-fenil-etil-acetato etile butirrato etil-3-OH-butirrato
Etil-4-OH-butirrato γ-butirro-lattone etile capronato
Etile caprilato etile caprato

I batteri lattici presentano attività esterasica
– Alcuni esteri come l’etil-acetato, l’etil esanoato
(mela) , etil-lattato (creamoso, fruttato, cocco)
e l’etil-ottanoato (sapone dolce) incrementano
con la MLF, alcuni altri decrementano
– Le esterasi sono coinvolte sia nella sintesi che
nell’idrolisi degli esteri
– Questo può incrementare o decrementare la
qualità del vino
ethyl hexanoate ethyl 2-hydroxypropanoate ethyl octanoate

• Etil-acetato (solvente, colla)
– Soglia aromatica 7.5 mg/L
– Vino normale 22.5-63.5 mg/L
(vino alterato >150 mg/L)
– Temperatura di fermentazione, conc. SO2 ,
durata della MLF
– Grande influenza dell’ossigeno: incrementa
la produzione in condizioni aerobie

•Diacetile
Carbonyl compounds
– Produzione influenzata da una varietà di
fattori: es: temperatura di fermentazione,
[SO2 ], durata della MLF
– Fattore più influente: PO2 ; incrementa la
produzione in condizioni aerobie

• Diacetile (note di burro; a bassa conc. Sentori
di noce o di tostato)
– Soglia Aromatica 0.2 mg/L nei vini bianchi, 2.8
mg/L nei rossi
– > 1-4 mg/L note di burro
– > 5 mg/L indesiderabile – sentore di burro
rancido
– prodotto per lo più durante la MLF dai batteri
lattici LAB
– Intermedio di processo nella decarbossilazione
riduttiva del piruvico a 2,3-butandiolo

Prodotti Volatili delle Fermentazioni
• Acidi Volatili (500-1000 mg/L)
– Acidi grassi Volatili (propionico ed esanoico)
• Prodotti del metabolismo degli acidi grassi di lieviti e
batteri
– Acido acetico (90%)
• A conc. Elevate aroma di aceto
• Limite superiore: 0.7-1.1 mg/L (secondo il tipo di vino)
• Prodotto da ceppi di Saccharomyces cerevisiae in
conc. Variabile
• Ceppi selezionati: ne producono – degli endogeni

Volatile acids (VA)
• Acido acetico
– Conc. Eccessiva metabolismo dell’EtOH dei
batteri acetici aerobi
– Lieve incremento durante la MLF
2 possibili vie biosintetiche:
• Prodotto da glucidi residui (esosi e pentosi)
• Dalla metabolizzazione dell’acido citrico

• Fenoli Volatili (prodotti dagli acidi
idrossicinnamici presenti nelle uve e nei
mosti)
p-coumaric acid
ferulic acid
-CO2 Reduced
4-vinylphenol
4-vinyl-guaiacol
Riduzione
4-ethylphenol
4-ethyl-guaiacol

Fenoli Volatili
• presenti in tracce nelle uve
• Prodotti per lo più in fermentazione da
precursori
– Saccharomyces cerevisiae
Contributo
principale
• 4-etilfenolo (medicinale, cuoio)
• 4-etilguaiacolo (fenolico; prodotto per lo più in MLF)
• 4-vinil fenolo (farmaceutico)
• 4-vinilguaiacolo (curry)
Presenti in
conc. <
valori soglia

Fenoli Volatili
– Brettanomyces/Dekkera spp.
• Producono elevate conc di 4EF, 4EG, considerati
microrganismi fortemente dannosi
• Sentori associati al metabolismo di questi
microrganismi: medicinale, farmaceutico, barnyardlike,
cavallo, sudore, di cuoio, urina di topo, cane
bagnato, fumo, piccante, rancido, metallico
– I “Brett” non sono un problema fermentativo ma
rappresentano una “minaccia” in cantina (e
nella sua atmosfera) e nei serbatoi

OMe
OH
OMe
OH
OMe
OH OH
guaiacolo 4-metil-guaiacolo 4-etil-fenolo 4-vinil-guaiacolo
affumicato speziato curry
Si forma per azione del Brettanomyces,
Per degradazione degli acidi cinnamici del legno
Ha una classica nota di cuoio
Il 4-vinil-guaiacolo e il 4-vinil-fenolo derivano dagli acidi fenolici del mosto
degradati dai lieviti durante la fermentazione alcolica.
Il 4-etil-guaiacolo si forma allo stesso modo durante la fermentazione malolattica.

Glicosidasi
AROMA DEI MULLER –TURGAU
MONOTERPENI LIBERI (PARTICOLARMENTE IL LINAIOLO)
• LIVELLO ABBASTANZA ELEVATO DI ESANOLO
• ( PREVALENZA TRANS-3 ESANOLO SUL CIS-)
• LIVELLO ABBASTANZA ELEVATO DI ETIL-
FENOLO E DI 4-VINILFENOLO.

Composti volatili che si sviluppano in
seguito al metabolismo fermentativo
• Composti dello S
– composti eterociclici, solfidrici
– Tioli, tioesteri
• Reazioni Promosse dai lieviti
– Degradazione di aminoacidi contenenti S
– Degradazione di pesticidi contenenti S
– Rilascio e/o metabolizzazione da precursori
presenti nelle uve contenenti S

Andamento della Formazione
dell’H 2 S in funzione del tempo di
[Esosi] Brix
fermentazione
Tempo
H 2S

Composti dello S
• Derivati dell’acido Solfidrico
– Acido solfidrico (H 2 S) – uova marce
• Soglia Aromatica (10-80 μg/L)
– Prodotto dai lieviti da:
• Composti Inorganici solfidrici, solfati (SO 2-
4 )
and solfiti (SO 2-
3 )
• Composti organici solfidrici, cisteina e
glutatione
Glutathione

H 2S
– Quantità prodotta varia con:
• Quantità di solfuri presente
• Ceppo di lievito
• Condizioni di fermentazione
• Concentrazione di nutrienti del mezzo
– H 2 S prodotto durante le fasi iniziali e intermedie
del processo fermentativo
• Associato con la crescita dei lieviti
• Meccanismo non del tutto noto
• Nei vini bianchi inversamente correlato con la quantità
iniziale di N2 e glutatione presenti dopo la fermentazione

H 2S
– I mosti d’uva sono tipicamente carenti in solfuri
organici
– I lieviti sintetizzano solfuri organici da fonti
inorganiche
–H2S intermedio della riduzione dei solfati o dei
solfiti
– Se è presente abbastanza N2 , l’H2S prodotto è
impiegato con l’O-acetil serina e l’O-acetil
omoserina, derivate dal metabolismo azotato, per
formare solfuri organici

Composti solforici Volatili
Metantiolo: CH3-SH Etantiolo: C2H5-SH Dimetil solfuro: CH3-S-CH3 Dimetil disolfuro: CH 3-S-S-CH 3
Dimetil trisolfuro: CH 3-S-S-S-CH 3
Dietil solfuro: C 2H 5-S-C 2H 5
Dietil disolfuro: C 2H 5-S-S-C 2H 5

Tioli (mercaptani)
• Formazione di composti quali il DMS (CH3-S-
CH3: sentori di cavolo, asparago, granturco,
melasse) non ancora chiarita
• I Mercaptani come l’etantiolo possono essere
formati per reazione tra H2S e EtOH o
CH3CHO • I lieviti possono ridurre i disulfides a tioli come
etan- and metantiolo

Tioli (mercaptani)
– Basse soglie aromatiche > 1.1 μg/L
– Etantiolo (cipolla, gomma, gas naturale)
– Metantiolo (cavolo cotto, cipolla, putrefatto,
gomma)
• La loro presenza durante la fermentazione
suggerisce che sono sotto-prodotti del
metabolismo dei lieviti
methanethiol ethanethiol

Swiegers et al., (2005) Austr. J. Grape Wine Res. 11: 139-173
H 2S

Quercus alba (American oak)
Aromi da maturazione e affinamento
Quercus sessilis
Quercus robur
(French oak)

GLI AROMI DURANTE LA
CONSERVAZIONE DEI VINI
• Idrolisi degli esteri degli acidi grassi nei vini
bianchi.
• Esterificazione degli acidi fissi dell’uva e di
quelli prodotti da lieviti e batteri.
• Idrolisi dei terpeni , dei norisoprenoidi e dei
benzoidi sotto forma eterosidica.
• Trasformazione dei terpeni (idrolisi
racemizzazione , isomerizzazione ,
disidratazione ,idratazione, scambio.)
• Trasformazione dei norisoprenoidi (idrolisi ,
ridistribuzione)
• Altre reazioni: acetalizzazione,eterificazione.

Affinamento:
In botte
In barrique
In vasche
In bottiglia
Ambiente ossidante
Ambiente riducente
I microrganismi non sono più attivi, ma lo possono continuare ad essere per un
certo tempo i loro enzimi.
Affinamento in botte vanillina, lattoni, fenoli volatili, composti furfurilici
La vanillina deriva dalla degradazione della lignina ed è
particolarmente significativa nei vini affinati in
barrique, poiché la tostatura del legno ne induce la
formazione. Per la sua estrazione dal legno sono
necessari almeno 3 mesi di invecchiamento in barrique,
ma poi si ha un calo in bottiglia.

LATTONI da affinamento
Sono caratterizzati da note dolci e legnose.
Il più importante è l’oak-lattone, tipico dei vini affinati
in botti di rovere (Quercus Alba).
Maggiore è la permanenza del vino in botte e maggiore è la sua concentrazione,
che aumenta ulteriormente in bottiglia.
FENOLI VOLATILI:
Si ottengono per degradazione della lignina in seguito a pirolisi (tostatura). Sono
caratterizzati dalle note speziate e affumicate. La loro estrazione è massima
nelle prime settimane di affinamento in botte e poi si ha una stabilizzazione.
OMe
OH
OMe
OH
OMe
OH OH
guaiacolo 4-metil-guaiacolo 4-etil-fenolo 4-vinil-guaiacolo

• γ-Lattoni: contribuiscono in maniera determinante al
flavor boisé (odore di legno e di noce di cocco).
• Sono due isomeri cis- e trans-γ-ottalattoni (4-metil-
5-butildiidro-2-furanone o semplicemente 3-metil- γottalattone)
del whisky-lattone.
• Sono stati prima identificati nell'estratto di quercia,
poi riconosciuti come importanti composti del flavor
del whisky, del brandy e dei vini in maturazione in
botti di quercia.
• I γ-lattoni sono diastereoisomeri (due carboni
asimmetrici) e quindi ne esistono quattro isomeri, due
per ciascuna forma cis e trans.

Nome Struttura Aroma
Alimento
4-Nonanolide
(γ-nonalattone)
4-Decanolide
(γ-decalattone)
5-Decanolide
(δ-decalattone)
Z-6-Dodecen-γ-lattone
3-Metil-4-ottanolide
(lattone del whisky)
O
Lattoni
O
O
O
O
O
O
O
O
O
Di olio di cocco,
grasso
Fruttato, di pesca
Oleoso, di pesca
Dolce
Alimenti ricchi in
lipidi, pesche
Pesche, albicocche,
mango, fragole
Latte
Latte, pesche
Di noce di cocco Bevande alcoliche

COMPOSTI FURFURILICI:
Si ottengono per degradazione termica in seguito a tostatura delle emicellulose
del legno. Sono caratterizzati dalle classiche note di tostato e sono per lo più
aldeidi e furani oppure alcoli.
Il 5-metilfurfurale ha il classico aroma di caramello
e viene estratto durante l’affinamento dalle doghe
del legno.
O
SH
C
H 3
Il furfuriltiolo ha un aroma di caffè caratteristico. Si
forma per reazione di H 2 S, prodotto dai lieviti che
ancora fermentano in barrique, e il furfurale rilasciato
dalle doghe tostate
O
O
H

Percezioni organolettiche attribuite
ai principali composti ceduti dal legno al vino
Composto Sensazione olfattiva
Vanillina Vanigliato
Guaiacolo Affumicato
4-metil-guaiacolo Bruciato
4-etil-guaiacolo Speziato, affumicato
4-vinil-guaiacolo Chiodo di garofano
4-vinil-fenolo Vernice
4-etil-fenolo Stalla, cavallo
Eugenolo Chiodo di garofano
Whisky-lattone Noce di cocco, rovere
Furfurale Mandorla
5-metil-furfurale Mandorla tostata
Alcool furfurilico Fieno, verbena

Variazione della concentrazione (mg/L) dei composti volatili in Cabernet Sauvignon (alcool, 12.3% v/v;
pH, 3.45) e Merlot (alcool, 13.6% v/v; pH, 3.7) durante l’affinamento in botti di rovere.

Qualche esempio….

Composti aromatici di Chardonnay (otto mesi di affinamento in botti di rovere)

Dalla
degradazione dei
carotenoidi
(neoxantina).
Chardonnay: aromi varietali
Fiori esotici, mela, rosa, miele

Chardonnay: aromi varietali e da fermentazione
Chardonnay
Aromi varietali: notisoprenoidi note di frutti esotici, mela, rosa, miele, violetta
Aromi da fermentazione:
Esteri degli acidi grassi note di cera e miele
Etil butanoato ed esanoato frutta, buccia di mela, fragola
Isoamil acetato banana fresca
Esil acetato frutta, erba, mela

Chardonnay: aromi dal rovere

Composti aromatici di Gewurztraminer
Gewurztraminer
Component

Cocco, legno,
dolce
Gewürztraminer: aromi varietali
Tre monoterpeni: linalolo, rosa ossido e lattone del vino
Un norisoprenoide-C 13 : β-damascenone.
Verde, floreale,
dolce, di rosa
Floreale,
leggermente speziato

Gewürztraminer: aromi da fermentazione
Etil isobutirrato: aroma di fragola
Gewürztraminer

FORMAZIONE DI OFF-FLAVOUR
OFF FLAVOUR
L’OSSIDAZIONE porta ad un’alterazione dei caratteri organolettici:
1) Ossidazione dei polifenoli aumento della tonalità gialla
(molto sensibili i bianchi!)
2) Ossidazione del flavour formazione di sotolone e amminoacetofenolo
La formazione di ODORI SULFUREI è dovuta alla produzione di H2S
durante la fermentazione, con successiva formazione di prodotti
solforati. Il classico difetto è denominato “ridotto” o “feccia”
L’ODORE DI MUFFA è dovuto sia all’utilizzo di botti o tini in cattive
condizioni igieniche sia alla contaminazione da Botrytis Cinerea

CH 3
CH 3
OH
La GEOSMINA (terra, humus) si produce per
contaminazione delle uve con Penicillium expansum.
Il tipico ODORE di TAPPO è dovuto alla
presenza di 2,4,6-tricloroanisolo. Questo
composto è dovuto alla concomitanza di due
fattori:
- presenza di microrganismi fungini;
- utilizzo di sostanze clorurate per la
sbiancatura del sughero.
OMe
Cl Cl
In presenza di microrganismi, le sostanze clorurate possono reagire con
in fenoli estratti dalla botte, dando origine al TCA e a suoi derivati.
Inoltre attacchi fungini possono produrre TCA nelle botti, nei pellet,
nei cartoni di imballaggio, anche in assenza di sughero residui
clorurati ubiquitari!!!
Cl