Lezione 16 - gruppove.net
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CARATTERI DI QUALITÀ<br />
I lieviti possono influire sulla composizione dei vini con due<br />
differenti modalità:<br />
1. Per la capacità o l’incapacità di produrre, durante lo sviluppo e<br />
la fermentazione, certi composti che agiscono sulla qualità dei<br />
vini<br />
2. Per la capacità di agire su alcune sostanze dei mosti<br />
provocando quindi cambiamenti nella composizione chimica<br />
1
GLICEROLO<br />
• è uno dei prodotti principali della fermentazione alcolica, insieme<br />
all’etanolo e all’anidride carbonica<br />
• si forma in quantità molto bassa, con alto grado di variabilità, con valori<br />
compresi fra 2-8g /L<br />
• S. cerevisiae è il lievito che dà origine a fermentazioni alcoliche con la più<br />
bassa quantità complessiva di prodotti minori e, in particolare, di glicerolo<br />
• produzione dipendente dalle condizioni fermentative (temperatura, fonti<br />
nutritive) e dal ceppo contribuisce a conferire maggiore morbidezza alla<br />
struttura<br />
3
ACIDO SUCCINICO<br />
• composto tipico della fermentazione alcolica, deriva, per la maggior<br />
parte, direttamente dagli zuccheri<br />
• la sua produzione varia in funzione del ceppo e, generalmente, è<br />
collegata con quella del glicerolo<br />
• quantità comprese tra 300-600 mg/L<br />
• influisce indirettamente alla qualità dei vini poiché contribuisce al<br />
conferimento dell’acidità fissa<br />
4
ACIDO ACETICO<br />
• viene prodotto da tutti i lieviti nel corso della fermentazione alcolica<br />
• S. cerevisiae è una delle specie che forma le minori quantità del composto e la<br />
capacità di produrlo è carattere di ceppo, stabile ed ereditario<br />
• intervallo piuttosto ampio della quantità prodotta, da 100-800 mg/L<br />
• produzione notevolmente influenzata dal mezzo<br />
• trattamenti drastici di illimpidimento dei mosti determinano un incremento<br />
della sua sintesi probabilmente a causa dell’impoverimento in alcuni composti<br />
quali gli acidi grassi insaturi<br />
• influisce negativamente sulla qualità dei vini<br />
5
ACETALDEIDE<br />
• composto carbonilico più importante che si forma durante la fermentazione, 90% delle<br />
aldeidi totali del vino<br />
• la capacità di formare acetaldeide è comune a tutti i lieviti<br />
• precursore di acetato, acetoino e etanolo<br />
• alti livelli non desiderabili (non commerciabili vini con contenuti > 500mg/L )<br />
• la variabilità del contenuto è funzione della specie: S. cerevisiae > produttore (50-120<br />
mg/L); H. uvarum, C stellata, H. anomala, M. pulcherrima quantità basse, (da 0 fino a<br />
40mg/L)<br />
• in S. cerevisiae la quantità prodotta è carattere di ceppo (tra 15 e 100 mg per 100 ml di<br />
etanolo)<br />
• carattere fortemente influenzato dall’anidride solforosa esogena o endogena (aggiunta al<br />
mezzo o prodotta dal lievito stesso) ed è quindi di difficile controllo<br />
• è considerata composto che influisce negativamente sulla qualità dei vini<br />
ACETOINO<br />
• presente nei vini in quantità piuttosto variabili, da 2 a 32 mg per litro<br />
• può rivestire notevole importanza ai fini di una diminuzione qualitativa del prodotto a<br />
causa della sua possibile conversione a diacetile e 2,3-butandiolo (conferiscono al vino 7<br />
un aroma burroso troppo marcato considerato sgradevole)
PRODUZIONE DI COMPOSTI SOLFORATI<br />
• i lieviti sintetizzano gli aminoacidi solforati partendo dai solfati<br />
• la biosintesi della metionina si realizza in due fasi, la prima delle quali consiste<br />
nella riduzione dei solfati a idrogeno solforato<br />
SOLFATO (SO 4 2- )<br />
ATP sulfurilasi, APS kinasi,<br />
PAPS riduttasi<br />
SOLFITO (SO 3 2- )<br />
solfito riduttasi<br />
IDROGENO SOLFORATO (H 2 S)<br />
IDROGENO SOLFORATO +<br />
OMOSERINA<br />
omocisteina sintasi<br />
OMOCISTEINA<br />
METIONINA<br />
transmetilasi<br />
• la seconda fase parte da idrogeno solforato e omoserina acetilata e raggiunge lo<br />
stadio finale di metionina avendo come intermedio la omocisteina<br />
• nella biosintesi compaiono come intermedi solfito e idrogeno solforato, che<br />
possono essere secreti nel mezzo e le cui produzioni costituiscono importanti<br />
caratteri<br />
8
PRODUZIONE DI COMPOSTI SOLFORATI<br />
• i lieviti sintetizzano gli aminoacidi solforati partendo dai solfati<br />
• la biosintesi della metionina si realizza in due fasi, la prima delle quali consiste<br />
nella riduzione dei solfati a idrogeno solforato<br />
SOLFATO (SO 4 2- )<br />
ATP sulfurilasi, APS kinasi,<br />
PAPS riduttasi<br />
SOLFITO (SO 3 2- )<br />
solfito riduttasi<br />
IDROGENO SOLFORATO (H 2 S)<br />
IDROGENO SOLFORATO +<br />
OMOSERINA<br />
omocisteina sintasi<br />
OMOCISTEINA<br />
METIONINA<br />
transmetilasi<br />
• la seconda fase parte da idrogeno solforato e omoserina acetilata e raggiunge lo<br />
stadio finale di metionina avendo come intermedio la omocisteina<br />
• nella biosintesi compaiono come intermedi solfito e idrogeno solforato, che<br />
possono essere secreti nel mezzo e le cui produzioni costituiscono importanti<br />
caratteri<br />
9
SOLFITI (ANIDRIDE SOLFOROSA)<br />
• la produzione di anidride solforosa è carattere comune a tutti i ceppi di S.<br />
cerevisiae<br />
• variabilità nella quantità prodotta; nei vini di norma è compresa fra 5-6 mg/l fino<br />
a 20 mg per litro, con una media di 10-12 mg/l; esistono ceppi che ne producono<br />
quantità notevolmente superiori, fino a superare i 100 mg per litro<br />
• i ceppi produttori di grandi quantità di acido solforoso manifestano carenze nel<br />
processo di biosintesi della metionina, particolarmente a livello della solfito<br />
riduttasi; l’incapacità o la limitata capacità di ridurre i solfiti a idrogeno<br />
solforato ha, come conseguenza, l’accumulo dei solfiti, cioè di una delle forme<br />
in cui l’anidride solforosa è presente nei vini.<br />
10
IDROGENO SOLFORATO<br />
• la produzione di idrogeno solforato è carattere comune a tutti i ceppi di S. cerevisiae<br />
• variabilità nella quantità prodotta: da pochi microgrammi fino ad alcuni milligrammi per<br />
litro<br />
• l’idrogeno solforato, che deriva dalla riduzione dei solfiti, reagisce solo in parte con la<br />
omoserina per originare poi la metionina e le quantità in eccesso si liberano<br />
• la sensazione sgradevole che provoca nel corso della fermentazione, dovuta a sentori di<br />
ridotto, è temporanea poiché il composto è insolubile in acqua e tende a volatilizzare<br />
completamente, tuttavia, è proprio la produzione di idrogeno solforato che conferisce ai<br />
lieviti la capacità di formare alcuni composti, quali i disolfuri e i mercaptani, che<br />
influiscono pesantemente e negativamente sulla qualità dei vini<br />
• l’idrogeno solforato ha anche un’azione positiva perché determina la precipitazione, sotto<br />
forma di solfuri, dei metalli pesanti.<br />
• alcuni ceppi di S. cerevisiae (circa l’1%) non producono idrogeno solforato; ciò è dovuto<br />
ad una solfito riduttasi che funziona in modo ridotto e catalizza la produzione di una<br />
quantità di H 2 S non eccedente il fabbisogno cellulare e che (reagisce interamente con<br />
l’omoserina)<br />
• i ceppi non produttori di idrogeno solforato presentsno alcune caratteristiche di grande<br />
interessein quanto sono fra quelli che producono le più alte quantità di solfiti e di npropanolo<br />
(Zambonelli et al., 1984).<br />
11
AZIONE SULL’ACIDO MALICO<br />
• uno dei più importanti componenti dei mosti<br />
• con acido tartarico e acido succinico contribuisce al conferimento<br />
dell’acidità fissa<br />
• azione dei batteri lattici con FML<br />
• azione dei lieviti con diminuzione (fermentazione malo-alcolica) o<br />
aumento (sintesi)<br />
• le rilevanti differenze di comportamento riguardo alla capacità della<br />
demolizione dell’acido malico da parte di S. cerevisiae sono carattere di<br />
ceppo<br />
• si registrano abbattimenti che vanno da un minimo del 5% fino al 52%<br />
della concentrazione iniziale dell’acido<br />
12
ALCOL SUPERIORI<br />
• n-propanolo, isobutanolo, alcol amilico attivo e alcol isoamilico, sono<br />
prodotti da tutti i lieviti nel corso della fermentazione<br />
• derivano dagli aminoacidi corrispondenti per via catabolica ma anche dal<br />
metabolismo del glucosio senza coinvolgimento degli AA corrispondenti<br />
• la loro concentrazione nei vini è molto variabile, compresa fra poco meno di<br />
100 fino ad oltre 500 mg per litro<br />
• la concentrazione dei singoli composti normalmente è sotto la soglia di<br />
percettibilità, ma nel loro complesso essi costituiscono il cosiddetto olio di<br />
flemma o “Fuesel Oil”, che contribuisce alla complessità olfattiva del vino<br />
• β-feniletanolo, composto rientrante nel gruppo degli alcol superiori,<br />
considerato in modo positivo agli effetti della qualità perché impartisce un<br />
gradevole profumo di rosa, presente nei vini in concentrazioni di 10-20 mg/l<br />
e anche più, raggiungendo talvolta i 100 mg/l; fra i Saccharomyces sensu<br />
stricto ci sono ceppi che ne producono fino a 400 mg/l<br />
13
14<br />
Da Vincenzini et al, 2005
ATTIVITÀ ENZIMATICHE E LIBERAZIONE DI SOSTANZE AROMATICHE<br />
Attività β-glucosidasica e liberazione di terpeni<br />
• i terpeni sono sostanze aromatiche di origine vegetale responsabili di un<br />
gradevole odore floreale, sono contenuti soprattutto nelle bucce dell’uva sia in<br />
forma libera, odorosa (linalolo, α-terpineolo, nerolo, geraniolo), sia in forma<br />
mono e di-glucosidica, inodore<br />
• la liberazione enzimatica dei terpeni dai glucosidi può avvenire sia ad opera sia<br />
delle β-glucopiranosidasi vegetali sia di quelle periplasmatiche di S. cerevisiae,<br />
dopo il distacco del glucide distale ad opera di β-D-apiofuranosidasi, di α-Larabinofuranosidasi<br />
e di α-L-ramnopiranosidasi<br />
• le β-glucosidasi provenienti dall’uva sono poco attive a pH da 3 a 4, sono inibite<br />
da concentrazioni di glucosio superiori all’1% e perciò non sono idonee dal punto<br />
di vista enologico; le β-glucosidasi di origine fungina,, sono più versatile e meno<br />
sensibili alla concentrazione zuccherina così come quella prodotta dai lieviti<br />
15
Cinnamato-decarbossilasi e liberazione di fenoli volatili (P.O.F.)<br />
• i fenoli volatili sono composti odorosi per lo più indesiderati (P.O.F.: Phenolic<br />
Off-Flavor), imputabili all’attività trans (E) cinnamato decarbossilasi<br />
sostituita (SCD) del lievito sugli acidi fenolici 4-idrossicinnamico (pcumarico)<br />
e 3-metossi-4-idrossicinnamico (ferulico); si formano fenoli volatili<br />
quali il 4-vinil-guaiacolo e il 4-vinil-fenolo<br />
• a questi composti sono associati descrittori aromatici riferibili ad odore di<br />
farmaco e di fenolo. Se presenti in quantità elevate (maggiori di 0.7 mg/l)<br />
possono conferire al vino difetti olfattivi e gustativi; una loro minima<br />
presenza può risultare positiva per le caratteristiche aromatiche del vino<br />
• l’attività SCD del lievito è endocellulare e strettamente legata alla<br />
fermentazione alcolica; tuttavia, essa sarebbe inibita dalla presenza di<br />
composti polifenolici poco polimerizzati quali catechine e antociani; ne<br />
consegue che soltanto nei vini bianchi abbondano i vinil-fenoli, mentre nei<br />
vini rossi abbondano gli etil-fenoli, come conseguenza dell’attacco di<br />
Brettanomyces<br />
<strong>16</strong>
Attività esterasica e produzione di esteri volatili<br />
• esterasi d’importanza enologica sono:<br />
1. le arilesterasi (A-esterasi), che hanno come substrato gli esteri arilici (es. fenilacetato)<br />
2. le carbossilesterasi (B-esterasi), che hanno come substrato gli esteri degli acidi carbossilici<br />
con alcoli alifatici o aromatici (es. butirrato di etile)<br />
3. le acetilesterasi (C-esterasi), che hanno come substrato gli esteri dell’acido acetico (es.<br />
acetato di etile, di isoamile, di isobutile)<br />
• l’attività esterasica dei lieviti è principalmente di idrolisi nei riguardi degli esteri provenienti<br />
dalle uve ed estratti durante la spremitura. Tuttavia, una parte degli esteri presenti nei vini<br />
deriva dal metabolismo secondario dei lieviti durante la fermentazione alcolica. Gli acidi,<br />
una volta attivati sotto forma di acil-CoA, sono legati enzimaticamente agli alcoli<br />
• i fattori che rallentano la velocità di fermentazione (diminuzione di temperatura, condizioni<br />
di anaerobiosi) favoriscono l’aumento della produzione degli esteri da parte del lievito<br />
• gli esteri etilici degli acidi grassi e gli acetati rappresentano i principali costituenti volatili<br />
del vino, producono odori che contribuiscono in maniera essenziale all’aroma di fruttato<br />
• pur essendo presenti a concentrazioni inferiori alla loro soglia olfattiva, l’additività delle<br />
singole molecole ne permette la percezione olfattivasostanze come acetato di etile, di<br />
isoamile, di isobutile, etilcaproato e etilcaprato, butirrato e valerato di etile giocano un ruolo<br />
importante nella formazione del bouquet del vino<br />
• le esterasi, che regolano l’equilibrio tra esteri ed acidi liberi, sia nell’idrolisi sia nella sintesi,<br />
possono avere un ruolo fondamentale nel determinare le caratteristiche organolettiche del<br />
vino.<br />
• l’interesse tecnologico nei confronti delle esterasi prodotte dai lieviti è quindi associato da<br />
un lato alla possibilità che esse offrono di abbattere il contenuto in acetato di etile, dall’altro<br />
dal problema della progressiva perdita di profumo che esse possono provocare nei vini<br />
17
Attività proteasica<br />
•proteasi extracellulari di S. cerevisiae sono capaci di idrolizzare in vivo<br />
emoglobina e caseina aggiunte al mezzo in fermentazione<br />
•peptidasi periplasmatiche di S. cerevisiae legate al sistema di trasporto attivo<br />
sono capaci di staccare direttamente, da proteine del mezzo, dipeptidi o tripeptidi<br />
e di utilizzarli come fonte azotata<br />
•l’importanza tecnologica di proteasi e peptidasi del lievito durante la<br />
vinificazione è notevole (aspetti tecnologici, es. chiarifica dei mosti, aspetti<br />
nutrizionali per il lievito stesso, aspetti aromatici, essendo gli aminoacidi dei<br />
precursori aromatici<br />
18
β-glucanasi e liberazione di mannoproteine e polisaccaridi<br />
• la β-glucanasi è un enzima naturale presente in molte specie di lieviti. S. cerevisiae<br />
secerne numerose β-(1,3)-glucanasi<br />
• sono glicoproteine costitutive e la loro attività varia durante il ciclo vitale della cellula,<br />
rimanendo attive anche alcuni mesi dopo la morte della stessa<br />
• la loro attività è stata evidenziata durante l’autolisi naturale del lievito<br />
• la loro azione permette la liberazione nel mezzo di mannoproteine e polisaccaridi,<br />
costituenti principali della parete cellulare del lievito, durante la conservazione del vino<br />
sulle fecce<br />
• fattori che possono influire sulla quantità di macromolecole liberate sono: ceppo di<br />
lievito, temperatura di fermentazione, torbidità iniziale del mezzo (minore è la torbidità,<br />
maggiore è la produzione di polisaccaridi)<br />
• modificazioni sul profilo organolettico del vino: incremento di morbidezza e di struttura<br />
e intensificazione della percezione olfattiva e gustativa delle note varietali e di<br />
affinamento<br />
• vantaggi dal punto di vista della stabilità proteica e tartarica; (I) le mannoproteine<br />
estratte enzimaticamente dalla parete del lievito, sono in grado di far dimezzare la<br />
quantità di bentonite necessaria per la stabilizzazione proteica (II) ritardo nella<br />
cristallizzazione dell’acido tartarico (agiscono come colloidi stabilizzanti)<br />
19
CAPACITÀ AUTOLITICA<br />
• fenomeno di idrolisi delle proteine cellulari, operata da endoenzimi<br />
proteolitici delle cellule stesse, e nella conseguente liberazione nel mezzo<br />
degli aminoacidi<br />
• in S. cerevisiae l’autolisi avviene quando le cellule sono sospese in<br />
liquidi privi di nutrienti con funzione energetica e la temperatura<br />
raggiunge valori di 45-55°C.<br />
• l’importanza da attribuire all’autolisi a livello qualitativo, soprattutto nel<br />
caso della rifermentazione dei vini spumanti, è dibattuta<br />
20
Attività proteolitica<br />
Caratteri di qualità<br />
Produzione di H 2S<br />
21
CARATTERI QUALITATIVI<br />
Determinazioni mediante test su piastra<br />
Attività proteolitica Attività β-glucosidasica Produzione di H 2 S<br />
22
RISULTATI OTTENUTI UTILIZZANDO LA TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE NEL<br />
MIGLIORAMENTO DI CEPPI VINARI<br />
MIGLIORAMENTO DELLA PERFORMANCE DI FERMENTAZIONE<br />
OBIETTIVO<br />
Utilizzazione degli zuccheri<br />
(Riou et aL 1999)<br />
Assimilazione dell'azoto<br />
(Salmon and Barre 1998)<br />
Tolleranza a<br />
composti antimicrobici<br />
(Fogel et al. 1983)<br />
(Henderson et al. 1985)<br />
STRATEGIA<br />
Over-espressione dei geni appartenenti alla famiglia delle<br />
permeasi" HXT in S. cerevisiae al fine di incrementare l’uptake<br />
degli zuccheri<br />
Lieviti vinari mutanti contenenti il gene recessivo ure2<br />
(repressore dei geni implicati nel processo di conversione<br />
della prolina a glutammato), al fine di incrementare<br />
l'assimilazione di prolina presente nel succo d'uva.<br />
Incremento della rcsistenza al rame ottenuto modiante<br />
integrazione del gene CPU1, che codifica per una copper<br />
binding protein, in molteplici siti del genoma per indurre nei<br />
lieviti la tolleranza ai residui di rame presenti nel succo d'uva.<br />
23
OBIETTIVO<br />
Riduzione dell'intorbidamento<br />
proteico<br />
(Lourens 1992)<br />
Prevenzione<br />
dell’intorbidamento proteico<br />
(Laing and Pretorius 1993)<br />
(van Rensburg et al. 1997, 1998)<br />
CHIARIFICAZIONE DEL VINO<br />
STRATEGIA<br />
Over-espressione del gene PEP4, che codifica per<br />
la proteasi vacuolare A, al fine di attivare la stessa,<br />
di norma inattiva<br />
Co-espressione del gene della pectato-liasi [pelE)<br />
di Erwinia chrysanthemi e della poligalatturonasi<br />
(peh1) di Erwima carotovora in lieviti vinari onde<br />
permettere un incremento dell'officienza di<br />
degradazione dei polipectati.<br />
Co-esprL'ssione do I i'onc do I la endo-beta-1,-4glucanasi<br />
{ENDI) da Butyrivibrio fibrisolvcns,<br />
della endo-beta-1,3-1,4-glucanasi (BEG1) da<br />
Bacillus subtilis, della cellodestrinasi (CEL1)<br />
da Ruminococcus flavefaciens, detia<br />
cellobioidrolasi (CBH1} da Phanerochaeta<br />
chrysosporium, e della cellobiasi (BGL1) da<br />
Saccharomycopsis fibuligera, in una cassetta<br />
introdotta in S. cerevisiae, permettendo al lievito di<br />
degradare con efficienza i glucani<br />
24
OBIETTIVO<br />
Riduzione<br />
dell'acidita di vini<br />
prodotti in climi<br />
temperati<br />
(Bony et at. 1997)<br />
(Volschenk et al.<br />
1997)<br />
Acidificazione di<br />
vini ad elevato pH<br />
prodotti in climi piu<br />
caldi<br />
(Dequin et at. 1999)<br />
Lieviti vinari<br />
produttori di peptidi<br />
antimicrobici<br />
(Schoeman et al.<br />
1999)<br />
BIOREGOLAZIONE DELL’ACIDITÀ DEL VINO<br />
STRATEGIA<br />
Co-espressione del gene malolattico (mleS) da Lactococcus lactis<br />
e del gene della malato permeasi (mae1) da Schizosaccharomyces<br />
pombe in S. cerevisiae per indurre la fermentazione malolattica.<br />
Co-espressione del gene dell'enzima malico (mae2) da S. pombe e<br />
del gene della malato permeasi {mae1) da S. pombe in S.<br />
cerevisiae per indurre la fermentazione maloetanolica.<br />
Costruzione di un ceppo di S. cerevisiae contenente il gene della<br />
latticodeidrogenasi (LDH) da Lactobacittus casei espresso<br />
sotto controllo del gene della alcol deidrogenasi del lievito, al<br />
fine di promuovere la conversione del glucosio ad acido<br />
lattico.<br />
Espressione di due batteriocine in S. cerevisiae; una per la<br />
pediocina (pedA) da Pediococcus acidilactici ed una per la<br />
leucocina (IcaB) da Leuconostoc carnosum, per ottenere un ceppo<br />
di lievito battericida.<br />
25
INCREMENTO DELL’AROMA DEL VINO E ALTRE QUALITÀ SENSORIALI<br />
OBIETTIVO<br />
Rilascio dei terpenoidi<br />
dell'uva<br />
(van Rensburg et al. 1997-98)<br />
(Perez-Gonzales et al. 1993)<br />
(Crous et al. 1996)<br />
Incremento della produzione<br />
di esteri volatili desiderabili<br />
(Lilly et al. 1999)<br />
Incremento della produzione<br />
di glicerolo<br />
(Remize et at. 1999)<br />
STRATEGIA<br />
Espressione del gene della beta-glucosidasi (BGL1) da Saccharomycopsis<br />
fibuligera in S. cerevisiae per incrementare 1'aroma del vino.<br />
Espressione del gene della beta-1,4-glucanasi da Trichoderma<br />
longibranchiatum per incrementare l'intensità dell’aroma del vino.<br />
Over-espressione del gene della eso-beta-1,3-glucanasi da S. cerevisiae<br />
ed introduzione nel medesimo lievito del gene della endo-beta 1,4glucanasi<br />
(END1) da Butyrivibrio fibrisolvens, del gene della endo-beta-<br />
1,3-1,4-glucanasi (BEG1) da Bacillus subtilis, e del gene della alfaarabinofuranosidasi<br />
(ABF2) al fine di incrementare il carattcre varietale<br />
dei Moscati.<br />
Over-espressione del gene della acetiltrasferasi (ATF1),<br />
fondamentale nella sintesi degli esteri per aumentare il livello di<br />
etilacetato, isoamilacetato e beta-feniletilacetato, per incrementare il<br />
carattere aromatico fruttato nel vino e nei suoi distillati.<br />
Over-espressione del gene GPD1 (citosolglicerol-3-fosfato deidrogenasi),<br />
enzima chiave nel limitare la formazione di glicerolo, ed espressione<br />
costitutiva di FPS1, codificante per una proteina di canale che agisce<br />
come un coadiuvante nel trasporto del glicerolo, al fine di aumentare la<br />
produzione di glicerolo. Inattivazione dei geni ALD6 e ALD7, che<br />
trascrivono per la acetaldeide deidrogenasi, onde evitare l’eccessiva<br />
concentrazione di acetato formatosi in seguito alla grande produzione<br />
26<br />
di glicerolo.
FERMENTAZIONE GLICEROPIRUVICA • In presenza di solfito, l’ACETALDEIDE si<br />
Fruttosio-1,6-difosfato<br />
combina con il solfito e non può essere<br />
ridotta ad ETOH<br />
Diidrossiacetonfosfato Gliceraldeide-3-fosfato<br />
NAD +<br />
NADH+H +<br />
Glicerolo 3-fosfato 1,3-Difosfoglicerato<br />
• il NADH+H + reso disponibile dalla<br />
gliceraldeide-3-P deidrogenasi viene quindi<br />
utilizzato nella riduzione del<br />
DIIDROSSIACETONFOSFATO a<br />
GLICEROLO-3-P e quindi a GLICEROLO<br />
• In queste condizioni il glucosio viene<br />
fermentato a glicerolo, CO 2 e acetaldeide<br />
bisolfito<br />
Glicerolo Piruvato • Avviene anche all’inizio della FA, quando i<br />
lieviti inoculati, cresciuti in aerobiosi, hanno<br />
piruvato decarbossilasi e alcol deidrogenasi<br />
poco espresse, quindi la presenza di<br />
Prodotti secondari<br />
(acido a-chetoglutarico; ac. succinico,<br />
butandiolo, diacetile,.....)<br />
acetaldeide é limitata e il potere riducente<br />
generato da gliceraldeide-3-P deidrogenasi<br />
prende la via della fermentazione<br />
gliceropiruvica<br />
27
substrato<br />
acido malico<br />
Fermentazione maloalcolica<br />
COOH<br />
CHOH<br />
CH 2<br />
COOH<br />
2 CO 2<br />
prodotto<br />
etanolo<br />
CH 2 OH<br />
• Propria del genere Schizosaccharomyces ma anche di altri lieviti fra cui S.<br />
cerevisiae (in misura minore)<br />
• Avviene per duplice decarbossilazione dell’acido malico<br />
• Può avvenire anche via:<br />
(I) ac. malico -> ac.ossalacetico ->piruvico -> acetaldeide -> etanolo<br />
(II) ac. malico -> piruvico -> acetaldeide -> etanolo<br />
• Porta ad una disacidificazione con aumento del contenuto in etanolo, non<br />
consigliata in vini di pregio<br />
CH 3<br />
28
EVOLUZIONE DELLA POPOLAZIONE DI LIEVITI DURANTE LA FERMENTAZIONE<br />
N.° lieviti CFU x 10 3 x mL -1<br />
20 40 60 80 100<br />
aerobiosi<br />
1 x 10 5 / mL = 1 x 10 10 / q.le<br />
anaerobiosi<br />
5 10 15 20 25 GG<br />
29
EFFETTO DELL’AEREAZIONE SULLA POPOLAZIONE DI LIEVITI IN FERMENTAZIONE<br />
N.° lieviti CFU x 10 3 x mL -1<br />
20 40 60 80 100<br />
aereato al 2° gg<br />
aereato al 4° gg<br />
aereato dopo l’8° gg<br />
non aereato<br />
5 10 15 20 25 GG<br />
30
SOSTANZE VOLATILI PRESENTI NEL VINO<br />
Alcoli<br />
Metanolo 3-Metil-1-butanolo 1- e 2- Nonanolo<br />
Etanolo 1- e 2- Pentanolo 1- e 2- Decanolo<br />
1- e 2- Propanolo 1- e 2- Esanolo 1-Undecanolo<br />
2-Metil-1-propanolo 1- e 2- Eptanolo 2-Dodecanolo<br />
1-Butanolo 1- e 2- Ottanolo 2-Feniletanolo<br />
Aldeidi<br />
Metanale Butanale Ottanale<br />
Etanale 2- e 3- Metilbutanale Decanale<br />
Propanale Esanale Unedcanale<br />
2-Metilpropanale Eptanale<br />
Chetoni<br />
Acetone 2-Esanone Acetoino<br />
2-Butanone 2-Eptanone Diacetile<br />
2-Pentanone 2-Nonanone<br />
Acidi Grassi<br />
Acido Formico Acido n-Valerianico Acido Caprico<br />
Acido Acetico Acido Capronico Acido Laurico<br />
Acido Propionico Acido Caprilico Acido Miristico<br />
Acido Butirrico Acido Pelargonico Acido Enantico<br />
Esteri<br />
Formiato di Etile Propionato di n-Propile Enantato di Etile<br />
Acetato di Metile Propionato di Isobutile Caprilato di Etile<br />
Acetato di Etile Propionato di Isoamile Caprilato di Isobutile<br />
Acetato di Isopropile Butirrato di Etile Caprilato di Isoamile<br />
Acetato di n-Butile Butirrato di Isopropile Pelargonato di Etile<br />
Acetato di Isobutile Butirrato di Isoamile Caprato di Etile<br />
Acetato di n-Amile Benzoato di Etile Caprato di Isoamile<br />
Acetato di Isoamile Valerianato di Etile Undecanato di Etile<br />
Acetato di n-Esile Isovalerianato di Etile Laurato di Etile<br />
Acetato di n-Eptile Capronato di Etile Laurato di Isoamile<br />
Acetato di Feniletile Capronato di Isobutile Miristato di Etile<br />
Propionato di Etile Capronato di Isoamile<br />
Composti Diversi<br />
Geraniolo Farnesolo Succinado di Dietile<br />
-Terpenolo Furfurolo Tirosolo<br />
Limonene Vanillina Triptofolo<br />
Linalolo Aldeide Cinnamica m-Cresolo<br />
Nerolo Aldeide Benzoica 4-Etilfenolo<br />
-Ionone Antanilato di Metile 4-Vinilfenolo<br />
-Ionone Cinammato di Etile 4-Etilguaiacolo<br />
Citronella Salicilato di Etile<br />
Citrale Lattato di Etile<br />
Modificato da Peynaud, 2002<br />
31
CONCENTRAZIONE DI ALCUNE SOSTANZE VOLATILI NEL VINO<br />
Dosi massime in milligrammi per litro<br />
Metanolo 40-187<br />
1-Propanolo 11-45<br />
2-Metil-1-Propanolo 45-126<br />
2-Metil-1-Butanolo 30-110<br />
3-Metil-1-Butanolo 75-300<br />
Formiato di Etile 0,02-0,84<br />
Acetato di Metile 0,01-0,10<br />
Acetato di Etile 25-200<br />
Acetato di Propile 0,08-7,5<br />
2-Metilpropionato di Etile 0-0,08<br />
Butirrato di Etile 0,10-1,00<br />
Acetato di 2-Metilpropile 0,01-0,40<br />
2-Metilbuttirrato di Etile 0-0,08<br />
Acetato di 3-Metilbutile 0,04-3,10<br />
Acetato di Esile 0-0,10<br />
Esanato di Etile 0,06-0,32<br />
Modificato da Peynaud, 2002<br />
32
SOGLIE DI SENSAZIONE OLFATTIVA DI ALCUNE SOSTANZE VOLATILI (mg/l)<br />
Alcoli (1)<br />
Alcol isoamilico 7<br />
Alcol isobutilico 75<br />
Alcol esilico 5,2<br />
Alcol feniletilico 7,5<br />
Acidi (1)<br />
Acido propionico 20<br />
Acido butirrico 4<br />
Acido isobutirrico 8,1<br />
Acido isovalerianico 0,7<br />
Acido capronico 8,8<br />
Acido caprilico 15<br />
Acido Caprico<br />
Esteri<br />
8<br />
(1)<br />
Acetato di etile 17<br />
Acetato di isoamile 0,2<br />
Acetato di feniletile 0,65<br />
Caprilato di etile 0,25<br />
Lattato di etile<br />
Terpeni<br />
14<br />
(2)<br />
Geraniolo 0,13<br />
Linalolo 0,1<br />
Ossidi di Linalolo 3-6<br />
Nerolo 0,4<br />
Terpinolo 0,46<br />
(1) In soluzione idroalcolica 9,4 %; (2) In soluzione zuccherina ( 90 g/l di saccarosio)<br />
33
CORRELAZIONE FRA SOSTANZE E PROFUMI<br />
Sostanze Volatili Odori Corrispondenti<br />
Acetato di Etile Spunto acetico<br />
Acetato di Isoamile Banana, caramella acidulata<br />
Acetato di Feniletile Rosa, tè<br />
Acido Feniletilico Miele<br />
Acetoino Mandorla<br />
Alcol Feniletilico Rosa<br />
Aldeide Anisica Biancospino<br />
Aldeide Benzoica Mandorla amara, nocciolo<br />
Aldeide Cinnamica Cannella<br />
Aldeide Feniletilica Giacinto<br />
Aldeide Fenilpropionica Lillà<br />
Benzaldeide Cianidrica Ciliegia<br />
Capronato, Caprilato e Caprato di Etile Acidi grassi, sapone, candela<br />
Diacetile Nocciola, burro<br />
Geraniolo Rosa<br />
Glicinizzina Liquirizia<br />
Esanediolo Geranio<br />
Esenolo, Esenale Erba<br />
Irone Iris<br />
Linalolo Legno di rosa<br />
Ossidi di Linalolo Canfora<br />
Paratolimetilchetone Fieno tagliato<br />
Piperonale Acacia<br />
Undecalattone Pesca<br />
Vanillina Vaniglia<br />
Modificato da Peynaud, 2002<br />
34