colture miste di lieviti in fermentazione alcolica

SALMON, COLTURE MISTE DI LIEVITI IN FERMENTAZIONE ALCOLICA, PAG. 1
COLTURE MISTE DI LIEVITI IN FERMENTAZIONE ALCOLICA
Jean-Michel SALMON1, Perrine LANGUET2, Anne ORTIZ-JULIEN2
1
Directeur de Recherches - Unité Mixte de Recherches « Sciences pour l’Œnologie », Equipe
« Microbiologie et technologie des fermentations », INRA, 2, place Viala, F-34060 Montpellier Cedex,
France. Email : [email protected]
2
Lallemand sas, 19 Rue de Briquetiers, 31702 Blagnac
Articolo tratto dalla seconda Journée Scientifique Vigne-Vin, Agro.M, Montpellier, 20 marzo 2006
Riassunto
Numerosi enologi hanno notato un miglioramento della qualità dei vini ottenuto grazie all’utilizzo,
da circa quindici anni, di colture pure di lieviti. Tuttavia, nella ricerca continua della complessità
aromatica nell’elaborazione dei vini, l’utilizzo del solo genere Saccharomyces non apporta sempre
i risultati sperati. Per questo motivo, da qualche anno, i ricercatori si sono sempre più interessati
alla diversità della microflora presente sull’uva.
E’ verosimile che una parte non trascurabile della tipicità aromatica dei vini debba essere imputata
alle altre specie di lieviti Saccharomyces o non-Saccharomyces che si sviluppano all’inizio della
fermentazione spontanea dei mosti. Uno dei programmi di ricerca condotti dalla nostra unità è
mirato a cercare di simulare e studiare queste successioni di lieviti in laboratorio, per capire meglio
il loro apporto eventuale alla qualità finale del prodotto, ma anche a produrre lieviti misti per
l’enologia in funzione dei risultati ottenuti.
Introduzione
Tradizionalmente, la fermentazione alcolica nel corso della vinificazione veniva assicurata dalle
popolazioni indigene, tra cui la specie Saccharomyces cerevisiae era largamente predominante.
Tuttavia, da una quindicina di anni, la tendenza è la generalizzazione dell’inoculo grazie
all’introduzione di un ceppo puro sotto forma di Lievito Secco Attivo (LSA), per controllare meglio la
fermentazione e per evitare incidenti organolettici.
E’ in questo contesto che per molti anni sono stati condotti numerosi studi in mono-coltura ed in
particolare dalla nostra unità. L’obiettivo era allora di conoscere meglio i diversi fenomeni implicati
nel corso della fermentazione alcolica per migliorare le fermentazioni e per comprendere meglio le
differenze tra i ceppi commercializzati (circa 200 ceppi sul mercato mondiale) per migliorare la
qualità del vino.
Tuttavia, i ceppi industriali commercializzati sono stati spesso selezionati per alcune loro proprietà,
per degli obiettivi precisi (velocità di fermentazione, resistenza allo stress termico o all’etanolo,
produzione di aromi o di enzimi di interesse, ecc.), ma non soddisfano gli enologi in tutto il
percorso tecnologico della produzione del vino.
Sono stati eseguiti numerosi studi sulla co-fermentazione dei mosti ad opera di S. cerevisiae e
altre specie di lieviti che possono influenzare l’equilibrio organolettico finale del vino. Tra questi, è
stato studiato in modo particolare l’apporto qualitativo potenziale dei lieviti non-Saccharomyces a
livello delle fermentazioni enologiche, soprattutto in materia di sviluppo aromatico.
Uno studio fine dei risultati sperimentali ottenuti mostra che queste specie si sviluppano molto
difficilmente in un mezzo fermentativo e che vengono facilmente eliminati dalla crescita simultanea
di Saccharomyces, a causa della loro estrema sensibilità all’etanolo. A questo proposito, è stata
provata con successo a livello industriale l’associazione totalmente empirica di numerosi ceppi di
lieviti, poiché permette di unire talvolta l’interesse tecnologico (elevata velocità di fermentazione e
buon rendimento della trasformazione zuccheri/etanolo) ad un miglioramento qualitativo a livello
del prodotto finito (maggiore complessità aromatica).
Occorre ugualmente notare che in tutti i casi studiati, è stata fatta un’analisi dei prodotti di
fermentazione ottenuti, senza interessarsi alle cinetiche di fermentazione. Occorre altresì notare
che nonostante si riconosca che possano intervenire in co-coltura forti interazioni tra i ceppi di
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lieviti (Saccharomyces/Saccharomyces e Saccharomyces/non-Saccharomyces), non è stato
avviato alcun lavoro sui meccanismi che stanno alla base di tali interazioni.
Quali ceppi utilizzare ?
Tra i 200 ceppi di lieviti di Saccharomyces cerevisiae già commercializzati su scala mondiale, è
sempre possibile trovare delle coppie di ceppi che presentino delle caratteristiche complementari
per poter « approfittare » dei vantaggi rispettivi portati da ciascun ceppo. Questa via è stata poco
percorsa, poiché richiede uno studio esauriente delle proprietà di ogni ceppo, studio che non è
stato ancora effettuato.
Pochi ceppi indigeni (non-Saccharomyces) sono già stati selezionati e conosciuti per esercitare un
impatto organolettico nel corso della fermentazione. Molti presentano spesso dei difetti
organolettici nefasti per la qualità organolettica finale o delle condizioni di utilizzazione troppo
restrittive. Tra i candidati potenziali, Torulaspora delbrueckii, Hansenula anomala e Candida
stellata rimangono ceppi interessanti, poiché possono fermentare gran parte degli zuccheri del
mosto, influire sull’acidità volatile (diminuzione generale) e di aumentare in modo significativo il
tenore di alcoli superiori e di esteri dei vini. L’obbiettivo principale dell’utilizzazione di tali ceppi
rimane dunque il miglioramento organolettico dei vini neutri (generalmente bianchi).
Inoculi simultanei o scalari ?
Gli studi condotti dalla nostra unità hanno mostrato che per l’utilizzazione di coppie di ceppi di
Saccharomyces cerevisiae, si potevano effettuare con successo degli inoculi simultanei con
proporzioni studiate di ciascun ceppo, ottenendo un effetto significativo sul vino finale.
Per quanto riguarda l’utilizzazione di coppie di ceppi Saccharomyces / non-Saccharomyces, gli
studi realizzati hanno mostrato che non era possibile controllare la durata di sopravvivenza dei
ceppi non-Saccharomyces per mezzo di variazioni del rapporto iniziale di insemenzamento. In
queste condizioni, occorre effettuare solo inoculi scalari. I risultati ottenuti mostrano dunque che
occorre riprodurre la successione naturale delle diverse specie di lieviti per l’utilizzazione di queste
coppie di ceppi.
Tuttavia possono verificarsi interazioni tra ceppi …
Quando due ceppi si sviluppano e fermentano simultaneamente nello stesso mezzo, possono
capitare scambi di metaboliti tra i diversi ceppi, determinando non solo cambiamenti sensibili delle
proprietà cinetiche di ogni ceppo, ma anche dei prodotti finali di fermentazione. Uno studio
condotto dalla nostra unità su un modello di colture miste Saccharomyces uvarum /
Saccharomyces cerevisiae ha permesso di mettere in evidenza uno scambio di acetaldeide tra i
due protagonisti.
Questo tema viene attualmente portato avanti nell’ambito di una tesi per la valutazione della
risposta di diversi ceppi industriali all’eliminazione o al contrario all’aggiunta di acetaldeide durante
le fasi iniziali di crescita, in relazione con le cinetiche fermentative e la produzione di sottoprodotti.
Qualche esempio
Lievito misto S. cerevisiae / S. cerevisiae
Sono stati utilizzati due ceppi di Saccharomyces cerevisiae : il ceppo « A », conosciuto per la
cinetica di fermentazione e il ceppo « B » per le sue qualità organolettiche (rilascio importante di
polisaccaridi). Tuttavia, il ceppo « B » presenta spesso una fine di fermentazione difficile.
L’associazione potenziale di questo ceppo ad un altro conosciuto per le sue proprietà di
fermentazione permetterebbe di ottenere un insieme che unirebbe le qualità tecnologiche dei due
ceppi. Ciò è stato testato su scala di laboratorio e su scala industriale.
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120
100
80
Figura 1 : Influenza del rapporto all’inoculo
sull’efficacia del finale di fermentazione, che
mette in evidenza un effetto sinergico tra i
ceppi di lieviti della miscela (mosto di
Mourvèdre).
60
40
20
A,
80
%
B
20
%
30
%
A
,7
0%
A,
60
%
B
B
40
%
So
uc
he
So
uc
he
B
0
A
Efficacité des fins de fermentations
(%)
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Il comportamento di un inoculo misto non è dunque proporzionale al rapporto di insemenzamento,
ma al contrario, mette in evidenza in modo certo, l’esistenza di interazioni tra i ceppi. Tenendo
conto del gran numero di fermentazioni effettuate sia su scala di laboratorio che su scala pilota su
questo modello, possiamo dire che la coltura mista sembra essere un mezzo efficace per
correggere i difetti delle proprietà cinetiche di un ceppo. (Figura 1). L’evoluzione nel corso del
tempo dei polisaccaridi rilasciati nel corso delle fermentazioni condotte su scala pilota sul mosto di
Mourvèdre mostra differenze significative tra le prove (Figura 2). Come si vede dall’evoluzione
della tinta dei polisaccaridi precipitati, vi sono delle interazioni polisaccaridi/tannini che avvengono
precocemente nel corso della fermentazione. Il ceppo « B » induce un’evoluzione più precoce delle
interazioni rispetto al ceppo « A ». Le tinte dei campioni relative alle colture miste sono intermedie
rispetto alle dalle fermentazioni pure.
Souche B
Souche A
60% souche B, 40% souche A
70% souche B, 30% souche A
Moût initial
16
b* (couleur jaune)
14
12
Figura 2 : Influenza del rapporto di
inoculoo sulla quantità e i parametri del
colore dei polisaccaridi rilasciati allo
stesso momento di avanzamento della
fermentazione (mosto di Mourvèdre).
10
8
6
4
2
0
4
6
8
10
12
14
a* (couleur rouge)
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E’ stata eseguita una valutazione sensoriale, che ha mostrato che i vini derivati dagli
insemenzamenti misti non sono significativamente diversi dai vini ottenuti da fermentazioni
condotte dal ceppo « B ».
Lieviti misti S. cerevisiae / non-Saccharomyces
Sono stati inoculati diversi ceppi di lieviti non-Saccharomyces in un mosto bianco (Maccabeu) con
una popolazione di 106 cellule per ml, dopo 35 ore sono stati inoculati 7 g/L di un ceppo
commerciale di S. cerevisiae (sotto forma di lievito secco). Dopo il completamento della
fermentazione dei mosti, i vini sono stati analizzati per il loro tenore di esteri (figure 3 e 4) e
giudicati da un punto di vista sensoriale.
I profili degli esteri volatili ottenuti nell’ambito dell’insemenzamento scalare sono molto diversi da
quelli ottenuti dalla fermentazione di S. cerevisiae. Inoltre, con il ceppo non-Saccharomyces, i
profili ottenuti sono diversi. In tutti i casi, i vini ottenuti non presentano alcun difetto (ne’ da un
punto di vista sensoriale ne’ da un punto di vista chimico).
200%
180%
Figura 3 : Incidenza di
un inoculo di T.
delbrueckii nel corso
di 35 ore sulle
quantità relative di
esteri prodotti (mosto
di Maccabeu).
160%
140%
120%
100%
100 % = valeur du témoin
fermenté par S. cerevisiae
80%
60%
40%
20%
0%
Acétate
d'isoamyle
Butanoate
d'éthyle
Hexanoate
d'éthyle
Acétate
d'hexyle
Octanoate
d'éthyle
Décanoate
d'éthyle
200%
180%
160%
140%
Figura 4 :
Influenza di un
inoculo
preliminare di C.
stellata per 35 ore
sulle quantità di
esteri prodotti
(mosto di
Maccabeu).
120%
100%
100 % = valeur du témoin
fermenté par S. cerevisiae
80%
60%
40%
20%
0%
Acétate
d'isoamyle
Butanoate
d'éthyle
Hexanoate
d'éthyle
Acétate
d'hexyle
Octanoate
d'éthyle
Décanoate
d'éthyle
La degustazione dei vini ottenuti da una giuria esperta ha consentito di valorizzare a livello olfattivo
(O) e gustativo (G) le differenze dei vini fermentati da una coltura mista scalare rispetto ai vini
fermentati in modo classico da S. cerevisiae (Figure 5 e 6).
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Con T. delbrueckii (Figura 5), le note di « piccante , di mela , di banana, di animale, di agrumi
sono ridotte e al gusto c’è un certo livello di dolce e di grasso in bocca. Il vino ottenuto presenta
differenze marcate rispetto al testimone per le seguenti caratteristiche: “spezie da pasticceria,
frutta cotta, floreale, grasso e dolce”.
Figura 5 :
Profilo sensoriale medio
del vino fermentato da S.
cerevisiae (linea in
grassetto) e del vino
fermentato da una coltura
mista scalare T.
delbrueckii / S. cerevisiae
(linea a punti in grassetto)
(mosto di Maccabeu)
Con C. stellata (Figura 6), le note di «pera, banana » aumentano con l’inoculo scalare. Le note di
«mela, vegetale, piccante» sono ridotte. Al gusto, il vino derivante dall’inoculo misto è molto simile
al testimone.
Figura 6 :
Profilo sensoriale
medio del vino
fermentato da S.
cerevisiae (linea in
grassetto) e vino
fermentato dalla coltura
mista scalare C.
stellata / S. cerevisiae
(linea a punti in
grassetto) (mosto di
Maccabeu).
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Conclusioni
L’utilizzazione di colture miste di lieviti Saccharomyces / Saccharomyces e Saccharomyces / nonSaccharomyces rappresenta ormai un nuovo mezzo per sviluppare la complessità della struttura
gustativa dei vini. Occorre ancora capire e sviluppare le modalità di utilizzo di tale colture, in
funzione degli effetti finali ricercati e dunque dei ceppi da utilizzare.
I risultati ottenuti evidenziano il fatto che lo sviluppo di popolazioni di lieviti non- Saccharomyces
seguito dai lieviti Saccharomyces permette un aumento omogeneo del tenore in esteri, composti
essenziali dell’aroma fermentativo dei vini.
Inoltre, la scelta di un inoculo scalare dei ceppi utilizzati in una coltura mista è da preferire rispetto
all’inoculo diretto misto per armonizzare e intensificare la complessità aromatica dei vini. Lo
sviluppo dei lieviti misti basato su queste regole consentirà agli enologi di disporre di strumenti
innovativi, che permetteranno di esprimere al meglio le potenzialità aromatiche dell’uva,
garantendo allo stesso tempo una buona riuscita delle fermentazioni.
Bibliografia
Languet P., Salmon J.M., Ortiz-Julien A., 2004. Development of a mixed ADY starter. 7th International
Symposium on Innovations in Enology, « Quality, Typicity and Originality of Wine, Optimisation Methods »,
Stuttgart, 10-11 mai 2004.
Cheraiti N., Guezenec S., Salmon J.M., 2005. Redox interactions between Saccharomyces cerevisiae and
Saccharomyces uvarum in mixed culture under enological conditions. Applied and Environmental
Microbiology, 71(1), 255-260.
Salmon J.M., Savin M. 2005. L’inoculation séquentielle favorise des vins blancs plus complexes. Réussir
Vigne, Septembre, 111, 31.
Languet P., Aguera E., Samson A., Ortiz-Julien A., Salmon J.M. 2005. Valorisation aromatique des moûts
par l’utilisation séquentielle de levures d’espèces non-Saccharomyces et Saccharomyces. Revue des
Oenologues, 117, 31-33.
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