Wine Expert n°3 - Lallemand Wine

3
Winemaking e dintorni
IL GLUTATIONE ED IL SUO UTILIZZO IN VINIFICAZIONE
Che cos’è il
glutatione?
Il glutatione (L-g-glutamil-L-cisteinilglicina) è un tripeptide costituito da tre aminoacidi:
glutammato, cisteina e glicina.
Nel mosto, nel vino e anche nelle cellule dei lieviti, il glutatione può essere presente sia nella
sua forma ridotta (GSH) che in quella ossidata (GSSG); in quest’ultimo caso si tratta di due
molecole di glutatione unite da un ponte disolfuro.
Il glutatione normalmente si trova nelle piante e negli alimenti (ad esempio in frutti come
l’uva) ed è anche il composto sulfureo non proteico presente in maggior quantità in numerosi
organismi viventi, compreso il lievito enologico Saccharomyces cerevisiae.
Figura 1: Struttura molecolare del glutatione (GSH) e del glutatione disolfuro (GSSG)
Perché è importante
nella vinificazione?
Il glutatione (GSH) è importante nella vinificazione in virtù della sua capacità di inattivare gli
ortochinoni, i principali responsabili della colorazione marrone e della perdita di aroma nei vini
(specialmente bianchi) dovuta a meccanismi ossidativi.
Grazie al suo bassissimo potenziale redox (E’o=-250 mV a pH 7,0; E’o=-40 mV a pH 3,0), può
fungere da potente tampone in molte reazioni cellulari di ossidoriduzione, è infatti noto da
anni che il suo potere antiossidante è superiore anche a quello dell’acido ascorbico (E’o=+60
mV a pH 7,0 ; E’o=+267 mV a pH 3,0). Il glutatione svolge un ruolo essenziale nel prevenire
l’ossidazione, in quanto può reagire tramite il suo gruppo –SH con l’acido caftarico, uno
dei fenoli nel mosto più suscettibili all’ossidazione, dando origine all’acido 2-S-glutationil
caftarico (anche noto come GRP, Grape Reaction Product), un composto stabile e incolore
(Moutonet et al., 2001).
Questo comportamento è stato osservato nel GSH e non negli altri composti contenenti
gruppi –SH (come ad esempio la cisteina o la glutamilcisteina) presenti nel mosto o nel lievito.
Il GSH può anche competere con i composti tiolici (come il 3-mercapto-esanolo, l’acetato
di 3-mercapto-esanolo ed il 4-metil-mercaptopentanone) presenti sotto forma di precursori
aromatici nella reazione con gli ortochinoni. Questa reazione permette di salvaguardare e
preservare determinati aromi nel vino (Dubourdieu et al., 2003).
Come possiamo
influenzare i livelli di
glutatione nel mosto
e nel vino?
Il livello di glutatione nel mosto può variare notevolmente in quanto dipende dal vitigno e
dalle pratiche viticole ed enologiche applicate alla materia prima.
Poiché legalmente il glutatione non può essere aggiunto al mosto o al vino, l’utilizzo di
derivati di lievito specifici ricchi in GSH rappresenta un’interessante alternativa per ottimizzare
la qualità dei vini (brevetto Lallemand n. WO/2005/080543).
Tra tutti i lieviti presenti nel portfolio Lallemand, soltanto degli specifici ceppi sono adatti
alla produzioni di derivati di lievito con elevati contenuti in glutatione. Anche il processo
che comprende la moltiplicazione, l’inattivazione e la disidratazione del lievito viene
adattato in modo da ottenere un elevato contenuto di glutatione ridotto (quello con effetto
antiossidante più marcato) solubile.
1
Come possiamo
influenzare i livelli di
glutatione nel mosto
e nel vino?
Un altro importante criterio preso in considerazione è la capacità di rilasciare GSH nel mezzo
dopo la sua aggiunta.
Riassumendo, i criteri presi in considerazione per ottenere i migliori derivati di lievito ricchi
in GSH sono:
•
•
•
•
La capacità del ceppo di lievito di partenza di accumulare GSH
L’intero processo di produzione del prodotto
La capacità di rilasciare velocemente il GSH nel mezzo
La presenza di GSH nella sua forma solubile e ridotta (l’unica forma attiva ed efficiente
nei confronti dei meccanismi ossidativi)
Nell’utilizzo di lieviti inattivati specifici ricchi in GSH devono essere presi in considerazione
alcuni parametri.
Fabbisogno di azoto del lievito:
Il GSH è un tripeptide e quindi una potenziale fonte di azoto. Così, in caso di
esaurimento dell’azoto nel mosto, il lievito può utilizzare il GSH come nutrimento.
Risulta perciò molto importante gestire correttamente la fermentazione e provvedere
ad una nutrizione sufficiente e bilanciata. Questo accorgimento è ancora più
importante se abbiamo a che fare con un lievito con un elevato fabbisogno di azoto.
Momento in cui effettuare l’aggiunta:
In base a uno studio effettuato da Aguera et al. (2012), il momento migliore per l’aggiunta
di un derivato ricco in glutatione è nei primi stadi della fermentazione alcolica.
RISULTATI
PARTE
1
CONOSCERE IL LIVELLO DI GSH NEI DERIVATI DI
LIEVITO INAttivati
Wessel du Toit
PAROLA ALL’ESPERTO
“I lieviti inattivati specifici sono uno strumento promettente per
l’integrazione del glutatione nel mosto.
La letteratura in materia e le ricerche da noi condotte hanno mostrato
differenze nel quantitativo di GSH rilasciato dai diversi lieviti. Tali differenze
sembrano essere legate ai processi produttivi delle diverse preparazioni.
I nostri risultati mettono il luce l’importanza di distinguere tra contenuto
di GSH ridotto e GSH totale, in quanto è solo la forma ridotta quella che
esplica una funzione antiossidante nel vino.
Il Dott. Wessel du Toit, del Dipartimento di
Viticoltura ed Enologia della Stellenbosch
University, ha condotto alcune ricerche
sugli antiossidanti e sull’ossidazione nei
vini. In passato ha collaborato a lungo
con Lallemand ed ha pubblicato numerosi
studi sull’effetto dell’ossigeno sul vino.
A partire da questi dati, è possibile dedurre che il processo produttivo alla
base del “prodotto 5” (vedi grafico a pag. 4), è stato ottimizzato a tal punto
da contenere un quantitativo considerevolmente maggiore di GSH. Questo
prodotto può quindi risultare più efficiente nella riduzione dei fenomeni
ossidativi rispetto agli altri prodotti presi in considerazione nello studio”.
2
RISULTATI (PARTE 1)
Molti prodotti a base di specifici derivati di lievito
si definiscono ricchi in GSH. Che cosa significa
esattamente? Parliamo sempre della stessa cosa?
È importante capire che il contenuto di GSH dipende
dalla modalità con cui viene misurato. Infatti, quando
viene determinato mediante reazione chimica,
vengono conteggiate tutte le molecole contenenti
un gruppo –SH e non esclusivamente il GSH in forma
ridotta. Il risultato viene espresso come “Glutatione
equivalente” e non come “Glutatione effettivo”
(cioè quello presente in forma ridotta).
Il metodo migliore per ottenere una misurazione
reale del glutatione effettivo è per via cromatografica
(UPLC, Ultra Performance Liquid Chromatography), in
questo modo è possibile rilevare il contenuto di GSH in
forma ridotta. Parallelamente, è possibile determinare
con precisione il glutatione ossidato (GSSG) e altri
composti come la cisteina e la glutamil-cisteina. In
Figura 3 sono illustrati i risultati ottenuti con questo
metodo che viene utilizzato per misurare il GSH nei
derivati di lievito.
Figura 2. Reazione chimica coinvolta nella determinazione per via chimica classica del “Glutatione equivalente”
9.0e-2
UPLC
8.5e-2
Flusso:
Temp. colonna:
Fase mobile:
8.0e-2
7.5e-2
7.0e-2
6.5e-2
6.0e-2
incl.
GSSG
2,83
203.5930
Cis
5.5e-2
+DTNB
3,74
209.5930
4.5e-2
γ-glu
-cys
GSH
+DTNB
5.0e-2
0,3 mL/min
40 ºC
A: Acqua + 0,1% FA
B: ACN + 0,1% FA
+DTNB
4,88
199.5930
4.0e-2
3.5e-2
3.0e-2
2.5e-2
2.0e-2
1.5e-2
1.0e-2
0.5e-3
0.0
-0.5e-3
Time
2,80
3,00
3,20
3,40
3,60
3,80
4,00
4,20
4,40
4,60
4,80
5,00
5,20
5,40
5,60
5,80
La Figura 4 mostra i risultati di numerose analisi
condotte e le variazioni tra i diversi metodi
di analisi. Ad esempio, l’utilizzo del metodo
chimico classico e della cromatografia liquida
UPLC portano a diverse interpretazioni.
OptiMUM White , in virtù dell’ottimizzazione del
processo, presenta il più alto livello in assoluto
di GSH effettivo, dimostrandosi così il prodotto
più efficiente per preservare colore e aroma nel
mosto e nel vino.
®
Si può anche notare che il prodotto 5 ha il
maggior livello di “GSH equivalente” ma è anche
quello con il contenuto più elevato di cisteina
e pertanto non si rivela essere il composto
più indicato in quanto al suo potenziale
antiossidante.
Quantità in peso
Figura 3: Esempio di cromatogramma ottenuto con
tecnica UPLC
Prodotto 1
Prodotto 2
OptiMUM White®
Prodotto 4
Prodotto 5
Cisteina
GSH equivalente
GSH effettivo
Figura 4: Analisi di cisteina, GSH effettivo (UPLC) e di GSH
equivalente (metodo chimico classico) in alcuni
derivati di lievito ricchi in GSH
3
In uno studio effettuato dal Dipartimento di
Viticoltura ed Enologia della Stellenbosch
University (Kritzinger et al., 2012), l’analisi UPLC
ha rivelato i contenuti di GSH totale, ridotto
e ossidato rilasciati in una soluzione di vino
modello.
Dalla Figura 5 si può constatare che OptiMUM
White® è il prodotto che di gran lunga rilascia
i più alti livelli di GSH ridotto nella soluzione
modello, mentre gli altri 4 hanno mostrato un
rilascio tra loro equiparabile. Uno degli altri
prodotti testati (il numero 3) presenta un elevato livello di GSH totale, ma la maggior parte
è nella sua forma ossidata (GSSG), quella cioè
non efficiente nel mosto e nel vino.
(mg/L)
RISULTATI (PARTE 1)
3.8
3.6
3.4
3.2
3.0
2.8
2.6
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
GSH effettivo
ridotto
GSSG
GSH ossidato
Prodotto 1
Prodotto 4
Prodotto 2
GSH totale
Prodotto 3
Prodotto 5 - OptiMUM White®
Figura 5: Contenuto di glutatione ridotto (GSH), ossidato (GSSG) e
totale (GSH + GSSH x 2) liberato da differenti derivati di
lievito in una soluzione di vino modello.
PARTE
2
Impatto sulla qualità dei vini
Jean-Michel Salmon
Jean-Michel SALMON, ha conseguito un
Master Scientifico in Biochimica industriale
e alimentare nel 1981 all’Università di
Parigi. Dopo aver conseguito il dottorato
in microbiologia nel 1986 (Università di
Montpellier) e aver collaborato per un anno
presso il CSIC di Madrid, è entrato come
ricercatore scientifico nel team di ricerca in
microbiologia dell’INRA (Istituto Nazionale
della Ricerca Agronomica) di Montpellier.
Dal 2003 è Direttore di Ricerca presso questo istituto, e da due anni è
incaricato della direzione dell’unità sperimentale di Pech Rouge. Il suo
principale campo di studio è la fisiologia dei lieviti Saccharomyces e
non Saccharomyces, e più nel dettaglio lo studio delle loro interazioni
con l’ossigeno durante la fermentazione alcolica. Le sue pubblicazioni
scientifiche annoverano 76 articoli peer-reviewed, 38 documenti
specialistici legati all’enologia, 50 conferenze internazionali, 37 cartelloni
esposti in congressi e 4 brevetti.
PAROLA ALL’ESPERTO
“Abbiamo condotto alcune ricerche
relative all’utilizzo dei derivati di lievito
nella vinificazione. Nel concreto, ci
siamo concentrati sulla determinazione
del momento migliore per l’aggiunta e
sull’impatto di tale pratica sui composti
aromatici.
I nostri risultati mostrano l’impatto positivo
dell’aggiunta dei derivati di lievito ricchi
in GSH sulla stabilità cromatica e sulla
conservazione dei tioli volatili durante
l’affinamento, a patto che l’aggiunta
venga fatta all’inizio della fermentazione
alcolica. Abbiamo anche potuto osservare
che questo trattamento si rivela ancora
più efficace se la fermentazione alcolica
è condotta correttamente e controllata in
termini di scelta del ceppo di lievito e degli
aspetti nutrizionali (Aguera et al., 2012)”.
4
RISULTATI (PARTE 2)
2.1 Gestione della fermentazione
1600
Come indicato precedentemente, una corretta gestione
della fermentazione è fondamentale in quanto un lievito
con un alto fabbisogno di azoto, se non adeguatamente
nutrito, può utilizzare gli aminoacidi del glutatione come
fonte di azoto, diminuendone così l’efficacia nel vino.
1200
+23%
1400
+18%
ng/L
1000
800
600
+52%
400
I risultati in Figura 6 mostrano l’impatto di OptiMUM White
su Syrah e Grenache rosé: con il lievito B, caratterizzato da
un’alta richiesta di azoto, OptiMUM White® ha un minore
impatto sui livelli finali di tioli nel vino. Con gli altri ceppi,
caratterizzati da una domanda di azoto da bassa a media,
si riscontra un importante effetto di OptiMUM White® sulla
concentrazione di tioli rispetto al vino controllo non trattato.
®
+7%
200
0
Lievito A
controllo
Lievito A con
OptiMUM-White®
Lievito C
controllo
Lievito C con
OptiMUM-White®
700
+14%
600
ng/L
500
400
300
200
+42%
100
0
Lievito B
controllo
Lievito B con
OptiMUM-White®
3MH
Lievito D
controllo
Lievito D con
OptiMUM-White®
3MHA
Figura 6. Concentrazione di tioli in vini Syrah (sopra) e
Grenache rosé (sotto), con e senza aggiunta di
OptiMUM White®
2.2 Momento in cui effettuare l’aggiunta
I risultati (Figura 7) mostrano che, in un vino sottoposto
ad un test di invecchiamento accelerato, si è avuto un
impatto positivo sulla conservazione dei tioli quando
OptiMUM White® veniva aggiunto all’inizio della
fermentazione.
Sperimentazioni successive sono state condotte in
cantina su vini rosati Grenache e Syrah dopo un anno
di affinamento: analizzando i vini si è riscontrato un
aumento significativo dei tioli varietali 3MH e 3MHA
quando OptiMUM White® veniva aggiunto all’inizio
della fermentazione.
200
150
ng/L
In uno studio condotto da Aguera et al. (2012) è
stato studiato l’impatto dovuto ai diversi momenti di
aggiun-ta di OptiMUM White®: all’inizio e alla fine della
fermentazione alcolica.
100
50
0
3MH
3MHA
Controllo
OptiMUM White® aggiunto all’inizio della fermentazione alcolica
OptiMUM White® aggiunto a fine della fermentazione alcolica
Figura 7: Livello di tioli in un Sauvignon Blanc, sottoposto ad
affinamento ossidativo, dopo trattamento con OptiMUM
White® in fermentazione.
5
RISULTATI (PARTE 2)
2.3 Impatto sui composti aromatici
Numerosi studi hanno mostrato l’impatto del glutatione su diversi composti aromatici come terpeni, esteri e tioli volatili
(Fragasso et al. 2010, Andùjar-Ortiz et al. 2010, Curtin, 2009). Alcuni risultati sono mostrati in Figura 8: diversi composti
aromatici (tioli, esteri e terpeni) sono stati misurati in vini ottenuti da vitigni Roupeiro e Rabo de Ovelha (Portogallo). I vini
trattati con OptiMUM White® mostravano una concentrazione significativamente maggiore di esteri e terpeni rispetto
al controllo.
50
Variazione % rispetto
al controllo non trattato
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
3MH
3MHA
Acetato di
isoamile
Esanoato
di etile
Tioli varietali
Acetato
di esile
Ottanoato 2-feniletanolo
di etile
Esteri
Linalolo
Nerolo
Geraniolo
Terpeni
Figura 8. Variazioni (in %) dei composti aromatici in vini Roupeiro e Rabo de Ovelha (Portogallo) trattati con OptiMUM White®
rispetto al vino controllo non trattato (da Aguera et al. 2012)
Qualità visiva
8.0
Qualità globale
6.0
Volume gustativo
Queste differenze nei composti aromatici portano all’impatto
sensoriale mostrato in Figura 9, in cui lo stesso vino trattato con
OptiMUM White® mostra un livello significativamente maggiore
di aromi positivi ed un maggior equilibrio gustativo.
4.0
Aromi negativi
2.0
Qualità gustativa
Equilibro gustativo
Aromi fruttati
Figura 9: Valutazione media di un panel di professionisti su vini
Roupeiro e Rabo de Ovelha (Portogallo): controllo (blu),
e OptiMUM White® (verde). Da Aguera et al. (2010)
Aromi positivi
IN BREVE
I derivati di lievito ricchi in glutatione sono strumenti naturali per la vinificazione e possono essere utilizzati per favorire
e migliorare l’intensità aromatica e la longevità, oltre che per preservare il colore nei vini bianchi e rosé. OptiMUM
White® è un prodotto a base di uno specifico derivato di lievito che sfrutta un innovativo processo produttivo in grado
di aumentare la disponibilità di glutatione nella sua forma ridotta, cioè quella effettivamente attiva nella sua funzione
antiossidante.
Questo prodotto ha dimostrato avere un impatto positivo sul colore, sul contenuto di composti aromatici come tioli,
terpeni ed esteri e sul profilo sensoriale globale; le sue proprietà antiossidanti influiscono anche sulla protezione dei
composti aromatici dall’ossidazione e quindi sulla longevità nel corso dell’affinamento.
Per informazioni: [email protected]
LALLEMAND
LALLEMAND
LALLEMAND
ITALIA
ITALIA
ITALIA
- Via
- Via
-Rossini
Via
Rossini
Rossini
14/B
14/B
14/B
- 37060
- 37060
- 37060
Castel
Castel
Castel
D’Azzano
D’Azzano
D’Azzano
(VR)
(VR)
/(VR)
Tel:
/ Tel:
/045.512555
Tel:
045.512555
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Lallemand
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Enologia:
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Enologia:
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Un
mondo
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