Gestione di gas tecnici nella macerazione esperienze su uve rosse

Emilio Celotti

Università di Udine

Emilio.celotti@uniud.itDa Amrani, 1994

Giovedì del Centro, Cormòns 24-02-2005

La macerazione è una fase cruciale che deve trasferire una qualità NOTA nei caratteri del vino

La macerazione si compie in un tempo molto breve della vita del vino, quindi tutte le fasi del processo devono essere OTTIMIZZATE. Un errore in questo periodo è difficilmente rimediabile

E’ necessario conoscere

La qualità della materia prima

I fattori che determinano l’estrazione e la stabilità dei polifenoli e altre sostanze da estrarre (polisaccaridi, aromi e precursori)

Il tipo di vino da proporre al consumatore ed i suoi caratteri di piacevolezza

•Concetto da ridefinire in chiave moderna

•Definire i fattori di qualità

•Valutare la qualità per poterla gestire

LA GESTIONE DELLA MACERAZIONE NON PUO’ PRESCINDERE DALLA CONOSCENZA

DELLA QUALITA’ FENOLICA, MA NON SOLO

QUALITA’

Tannini:legati alla membrana vacuolare,

legati alla parete cellulare,liberi nel succo vacuolare,

quindimaggiore difficoltà e selettività nell’estrazione

Antocianilocalizzati nei vacuoli delle cellule della buccia

•maturità dell’uva

•tipo di solvente

•temperatura

•tempo

•Additivi (SO2) e coadiuvanti (enzimi)

•movimentazione

•presenza di parti solide e lieviti

Fattori che condizionano l’estrazione

Volume rimontaggio130 hL/

giorno

250 hL/

giorno

500 hL/

giorno

Antociani totali (mg/L) 575 750 812

DO520 0.39 0.69 0.75

I pvpp (%) 42.4 55.2 58.4

dAl (%) 16.3 12.2 9.6

dTA (%) 54.2 77.1 79.4

dTAT (%) 29.4 10.5 11.0

I PVPP =indice degli antociani legati ai tannini e adsorbiti su PVPP;dAl=antociani liberi; dTA=antociani legati ai tannini, decolorabili con SO2;

dTAT=antociani legati ai tannini, non decolorabili con SO2.

Influenza del volume del rimontaggio sullo stato degli antociani nel vino (Vivas et al., 1992).

Duratamacerazione

Temperatura(°C)

Tonalità Intensita Antociani(g/L)

Tannini(g/L)

20 0.54 1.04 0.54 2.24 giorni 25 0.52 1.52 0.63 2.4

30 0.58 1.46 0.64 3.320 0.45 1.14 0.59 3.0

8 giorni 25 0.56 1.62 0.61 3.230 0.56 1.54 0.62 3.620 0.53 1.16 0.49 2.5

14 giorni 25 0.51 1.36 0.59 3.530 0.56 1.44 0.58 3.820 0.56 1.45 0.38 3.5

30 giorni 25 0.67 1.20 0.39 3.730 0.80 1.47 0.21 4.3

Influenza della temperatura di macerazione sulla solubilizzazione delle sostanze polifenoliche (Ribéreau Gayon et al., 1970).

•Temperatura

•Ossigenazione e/o protezione dall’ossigeno (gas di fermentazione o gas esogeni in varia forma)

•Stabilizzanti (tannini, polisaccaridi)

•Fenomeni colloidali (concentrazione, cariche elettriche)

•Rapporto tra componenti fenoliche

•Attività enzimatiche del lievito

•Attività enzimatiche dell’uva (PPO)

•Reazioni chimiche

Fattori che condizionano la stabilità del colore

Chinone dell'acidocaftarico

Acidocaftarico

Acidodeidroascorbico

Acidoascorbico

Flavanoli

ChinoniGSH

PFO*O2

Acidocaftarico

O2

O2

GRP

PFO*

Laccasi

Chinonedel GRP2

GRP2Chinonedel GRP

GSH

Prodotti dicondensazione

PFO*: Tirosinasi e/o Laccasi

Ossidazione dei fenoli nel mosto (Rigaud et al.1990)L’ossidazione preventiva su mosto di sgrondo di uve

rosse (tecnica laboriosa) permette di ridurre a posteriori i rischi di ossidazione enzimatica (dipende se prevalgono le cinetiche chimiche o enzimatiche)

HO

O-Gl

OH

R

OH

R'

OH

Pseudo base AOH2

HO

O-Gl

OH

R

OH

R'

Calcone cis

OH

HOO-Gl

OH

Calcone trans

OH

R

OH

R'

2 1

OO

O

Degradazione termica degli antociani: rottura in "1", acidi benzoici; rottura in "2", acidi cinnamici.

Degradazione ossidativa degli antociani

Conduce ad una polimerizzazione via o-chinoni e semichinoni, ma può condurre anche a rottura dell’eterociclo e formazione di acidi benzoici.La reattività degli antociani alla formazione di radicali sull’anello B è legata alla presenza di sostituenti su quest’ultimo: così la malvidina, con i suoi metossili, è meno soggetta all’ossidazione rispetto alla cianidina, per la quale i due ossidrili risultano essere facilmente attaccabili.Il meccanismo di degradazione è legato ad un effetto sinergico di temperatura, ossigeno e altri fattori (luce, catalizzatori...), che portano gli antociani all'ossidazione e alla decolorazione.

T

"H+"

C4+ + AOH T-A+

"H+" H2O

"H+" H2O

A+ + T AT A+-T AO-T

O2 e-

"H+"

"H+"

a)

b)

Condensazione diretta: a). T-A; b). A-T.

O

OH

OH

HO

R

R'

HO

OH

HCH3

+

CH3

a) b)

AO

CHT

Polimerizzazione degli antociani via acetaldeide: a) carbocatione intermedio; b). schema di una struttura possibile per un polimero.

H3C O H3C O + H3C+

OH

HO

OH

OH

OH

R'

R

OH

H3C

"H+"H2O

HO

OH

OH

OH

R'

R

H3C

+

Molecola di flavano

HO

OH

OH

OH

R'

R

CH3HO

HO

HO

OH

R

R'

Molecola di flavano

HH

H

H

OO

OO

"H+"

Polimerizzazione dei flavani in presenza di acetaldeide (Glories, 1974).

Polisaccaridi dell’uva

•positivi per caratteristiche organolettiche

•effetti colloidali

•stabilità del colore

•se eccessivi danno precipitazioni colloidali (es. uve troppo mature)

Vinaccioli

•se maturi sono positivi

•se non maturi è preferibile eliminarli

•Decisiva l’estrazione dalle bucce

•Favoriti da macerazioni prefermentative a basse temperature

•Valutare anche nelle uve rosse la tecnica in “riduzione” per preservare gli aromi (il problema dei bianchi relativo alla potenziale instabilità fenolica non esiste nel caso delle uve rosse)

Alcune applicazioni di cantina con gestione dell’ossigenazione e

protezione dall’ossigeno nella macerazione di uve rosse

Antociani

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 5 10 15 20 25

giorni

anto

cian

i mg/

L

Tannini in macerazione (effetto antiossidante)

Es: 100-200 mg/L di tannino idrolizzabile possono proteggere completamente dall’ossidazione

test

DO 620

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200

1,400

1,600

1,800

2,000

0 5 10 15 20 25

giorni

DO

620

test

Tannini in macerazione (effetto stabilizzante)

Ossigenazione

Quanto ossigeno e come dipende da:

•consumo lieviti (da 2 a 10 mg/L)

•consumo per attività enzimatiche (anche 100-200 mg/L)

•cinetiche chimiche (vedi ossigenazione in affinamento)

•E’ difficile discriminare gli effetti

Bisogna essere certi di dare una quantità verosimile con sistemi che evitano la dispersione del gas fornito, bisogna provocare l’ottima dissoluzione del gas (pressione, superficie)

La flessibilità operativa deve permettere di gestire in momenti diversi “la protezione dall’ossigeno” e l’ossigenazione

E’ fondamentale che la tecnologia permetta di gestire una ottimale dissoluzione del gas ottimizzando la superficie e sfruttando un differenziale di pressione adeguato (0,3-0,4 bar)

Se il gas fornito (ossidante o inerte che sia) non viene disciolto su tutta la massa è prevedibile non ottenere i risultati attesi

Fondamentale inoltre il contatto ottimale bucce-liquido

Vinificatore utilizzato per le prove di cantina

I vinificatori sono stati riempiti con la stessa uva al fine di avere dati confrontabili

Tabella 1

Tipo di ProvaMerlot

Test 1mo gg: ammostamento, T di fermentazione 27°C; dal 2do al 4togg 1 rimontaggio giornaliero.

Red1mo gg: pre-saturazione con CO2, ammostamento, T di fermentazione 27°C; dal 2do al 4togg 1rimontaggio al giorno.

Ox1mo gg: ammostamento, T di fermentazione 27°C; dal 2do al 4togg dosaggio giornaliero di circa 10mg/L di O2.

Ox + Tan23 °C

1mo gg: ammostamento + 10 g/hL di tannino, T di fermentazione 23°C; dal 2do al 4togg dosaggiogiornaliero di circa 10 mg/L di O2.

Ox + Tan34 °C

1mo gg: ammostamento + 10 g/hL di tannino, T di fermentazione 34°C; dal 2do al 4togg dosaggiogiornaliero di circa 10 mg/L di O2.

Cabernet

Test 1mo gg: ammostamento, T di fermentazione 27°C; dal 2do al 4togg 1 rimontaggio giornaliero.

Ox 28 °C1mo gg: ammostamento, T di fermentazione 28°C; dal 2do al 4togg dosaggio giornaliero di circa 10mg/L di O2.

Ox 34 °C1mo gg: ammostamento, T di fermentazione 34°C; dal 2do al 4togg dosaggio giornaliero di circa 10mg/L di O2.

Per ogni prova di entrambe le varietà sono stati effettuati due campionamenti giornalieri, uno al mattino e uno allasera, di mosto-vino.

Esempio di gestione gas tecnici su uve rosse in macerazione

Con vinificatore attrezzato per ottimizzare la distribuzione omogenea del gas e la gestione della temperatura

I grafici che seguono vanno valutati anche nel tempo, questo amplia le possibilità di utilizzo dei fattori di macerazione per la produzione di vini diversi

Variabili studiate:

•ossigenazione

•riduzione

•temperatura

•tannino esogeno

Merlot

15

20

25

30

35

40

45

12/09 AM 12/09 PM 13/09 AM 13/09 PM 14/09 AM 14/09 PM 5/10 7/11 12/12 15/1

Date

To

tal p

he

no

ls (

AB

S 2

80

nm

)

Test Red Ox Ox + Tan + 23°C Ox + Tan + 34°C

Maceration

Post-Maceration

Effetto sulla struttura fenolica

Merlot - wine

250

280

310

340

370

400

430

460

490

6/10 8/11 15/12 16/1

Date

To

tal a

nth

oc

ya

nin

s (

mg

/L)

Test Red Ox Ox + Tan + 23°C Ox + Tan + 34°C

Antociani

Abs 280

10

20

30

40

50

60

70

data

Ab

s 2

80 (

nm

)

Ox Ox +Tan Rid

Struttura fenolica

Cabernet 1

Abs 620

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Data

Ab

s 6

20 (

nm

)

Ox Ox + Tan Rid

Effetto sui polimeri stabili tra A e T

Cabernet 1

INDICE PIGMENTI POLIMERIZZATI

25

28

31

34

37

40

19/11/01 17/12/01 11/02/02

data

perc

entu

ale

OX OX+TAN RID

Antociani stabilizzati da tannini

Cabernet 1

ANTOCIANI

400

420

440

460

480

500

520

19/11/01 17/12/01 11/02/02

data

mg/

l

OX OX+TAN RID

Antociani

Cabernet 1

TANNINI TOTALI

3,5

4,0

4,5

5,0

19/11/01 17/12/01 11/02/02

data

gr/l

OX OX+TAN RID

Struttura fenolica

Cabernet 1

Cabernet 2

Cabernet

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

14/09/00 P 15/09/00 M 15/09/00 P 16/09/00 M 16/09/00 P 17/09/00 M 05/10/00 07/11/00 12/12/00 15/01/01

Po

life

no

li to

tali

(Ab

s 2

80n

m)

Test Oss+28°C Oss+34°C

Macerazione

Post-Macerazione

svinatura

Struttura fenolica

Cabernet

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

21/10/00 10/11/00 30/11/00 20/12/00 09/01/01 29/01/01 18/02/01

Tan

nin

i (g

/L)

Test Oss+28°C Oss+34°C

Cabernet 2

Struttura fenolica

Cabernet

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

21/10/00 10/11/00 30/11/00 20/12/00 09/01/01 29/01/01 18/02/01

Ind

ice

Os

sid

abili

tà A

nto

cian

i (%

)

Test Oss+28°C Oss+34°C

Cabernet 2

Stabilità del colore

Cabernet

0

1

2

3

4

5

6

7

rosso rubino

ciliegia

mora selvatica

violetta

fruttato

floreale

erbaceo

speziato

cuoio

armonia olfattiva

acidità

amaro

dolce

astringenza

rotondità

impressione generale

Test Oss+Tan+23°C Oss+Tan+34°C

Cabernet 2

Effetti sensoriali

Merlot

0,0

3,5

7,0Colore rosso rubino

Marasca

Mora selvatica

Viola

Frutta matura

Floreale

Vegetale frescoArmonia olfattiva

Acidità

Amaro

Dolce

Armonia gustativa

Giudizio complessivo

Test Red Ox Ox + Tan + 23°C Ox + Tan + 34°C

Effetti sensoriali

Il Raboso ha risposto meno alle variabili studiate, tuttavia si conferma l’importanza della riduzione all’inizio macerazione e dell’ossigenazione dal 2°-3° giorno sulla stabilità del colore

La particolare struttura fenolica di questa varietà potrebbe spiegare questi risultati

La difficile prevedibilità dei fenomeni che avvengono a carico dei polifenoli rende indispensabile il controllo di processo

Se non si controlla il processo di estrazione si rischia di vanificare il lavoro e di perdere qualità

Controllo di processo indispensabile•Abs 280, 320, 420, 520, 620

•Tannini totali, antociani

•Analisi sensoriale

La svinatura non deve essere affidata a standardizzazioni, pena la perdita di polifenoli

Decidere il momento della svinatura solo dopo il controllo di processo

I fattori di macerazione vanno gestiti nel tempo e monitorati

E’ possibile pertanto gestire una prestabilizzazione del patrimonio fenolico e aromatico in funzione delle tecniche adottate (es: risparmio affinamento in barrique, si anticipano fenomeni che ad esempio si cercano con la microossigenazione)

L’aspetto aromatico deve essere privilegiato con macerazioni prefermentative (dipende dalla varietà) ed eventualmente con la gestione in “riduzione”

L’aspetto fenolico è comune alle varietà, tuttavia i rapporti tra costituenti giustifica l’impiego ragionato delle diverse possibilità tecnologiche che devono essere possibili con un vinificatore “flessibile”

Bisogna individuare la combinazione ottimale di additivi, coadiuvanti e fattori fisici

Colore

Aromi

Struttura

Abbiamo gli strumenti per gestire tali caratteri

La mecerazione deve essere una scelta tecnologica ragionata

Diversi autori hanno verificato il significativo effetto delle temperature elevate a fine macerazione e il ruolo dell’ossigenazione durante la macerazione, mancano tuttavia studi dettagliati sugli effetti delle singole variabili

Livello di ossigenazione

Tempo di trattamento

Combinazione con la temperatura

Recenti risultati su ossigenazione, riduzione e temperatura in macerazione

•dati su soluzione modello estrapolando tutti gli interferenti del sistema reale

•assenza di lieviti, cinetiche enzimatiche per capire i livelli di interazione tra polifenoli tannici e antocianici

Livelli di ossigenazione su modello con T/A 4:

Lavaggio con N2 (prova N2)

2-3 ppm

Quasi saturazione (O2)

Le condizioni sperimentali sono state mantenute per tutta la durata dell’esperimento

pH 3,5

110

112

114

116

118

120

122

124

0 1 2 3 4 5 6

tempo (giorni)

D.O

. 28

0 nm

25 °C

25 °C N2

25 °C O2

35 °C

35 °C N2

35 °C O2

40 °C

40 °C N2

40 °C O2

Effetti variabili in funzione della temperatura e del livello di ossigenazione

pH 3,5

7

7,2

7,4

7,6

7,8

8

8,2

8,4

8,6

8,8

9

0 1 2 3 4 5 6

tempo (giorni)

Ta

nn

ini t

ota

li (g

/L)

25 °C

25 °C N2

25 °C O2

35 °C

35 °C N2

35 °C O2

40 °C

40 °C N2

40 °C O2

L’ambiente riducente ha preservato i tannini, indipendentemente dalla temperatura

pH 3,5

1517192123252729313335

0 1 2 3 4 5 6

tempo (giorni)

Ind

ice

HC

l 7

ore

25 °C

25 °C N2

25 °C O2

35 °C

35 °C N2

35 °C O2

40 °C

40 °C N2

40 °C O2

L’ambiente ossidante ha favorito le polimerizzazioni T-T, alle temperature più alte (35 e 40°C)

pH 3,5

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

0 1 2 3 4 5 6

tempo (giorni)

An

toci

ani

(mg

/L)

25 °C

25 °C N2

25 °C O2

35 °C

35 °C N2

35 °C O2

40 °C

40 °C N2

40 °C O2

Effetti variabili in funzione di temperatura e ossigenazione

pH 3,5

20

30

40

50

60

70

80

0 1 2 3 4 5 6

tempo (giorni)

I.O

.A.

(%)

25 °C

25 °C N2

25 °C O2

35 °C

35 °C N2

35 °C O2

40 °C

40 °C N2

40 °C O2

Buoni risultati alle temperature più elevate, anche con ambiente ossidante

pH 3,5

35

40

45

50

55

60

65

70

75

0 1 2 3 4 5 6

tempo (giorni)

I.P.

P. (

%)

25 °C

25 °C N2

25 °C O2

35 °C

35 °C N2

35 °C O2

40 °C

40 °C N2

40 °C O2

L’ossigenazione ha favorito la stabilizzazione del colore, indipendentemente dalla temperatura

pH 3,5

20

21

22

23

24

2526

27

28

29

30

0 1 2 3 4 5 6

tempo (giorni)

D.O

. 52

0 nm

25 °C

25 °C N2

25 °C O2

35 °C

35 °C N2

35 °C O2

40 °C

40 °C N2

40 °C O2

Alla temperatura più bassa, l’ossigenazione ha mantenuto il colore rosso

Risulta più importante il ruolo dell’ossigenazione rispetto alla temperatura, tuttavia la combinazione tra temperatura e ossigenazione è interessante

Ulteriori ricerche serviranno per approfondire il ruolo dei gas tecnici nella fase di macerazione

Risulta interessante ipotizzare l’impiego di condizioni di riduzione e ossigenazione in diversi momenti della macerazione

Sono da considerare i polifenoli ma anche il patrimonio aromatico del vino finito (es: aromi erbacei favoriti da ossigenazione e attività lipossigenasiche)

La gestione ragionata di ossigenazione, riduzione e temperatura, con attrezzature adeguate, consente di esaltare le caratteristiche qualitative dell’uva, limitando l’utilizzo di coadiuvanti esogeni e di additivi

Esiste una diversa risposta varietale legata verosimilmente al potenziale fenolico dell’uva e al rapporto tra componenti

Grazie per l’attenzione