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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 />

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