Gestione di gas tecnici nella macerazione
esperienze su uve rosse
Giovedì del Centro, Cormòns 24-02-2005
Emilio Celotti
Università di Udine
[email protected]
Da Amrani, 1994
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
QUALITA’
•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
Tannini:
legati alla membrana vacuolare,
legati alla parete cellulare,
liberi nel succo vacuolare,
quindi
maggiore difficoltà e selettività nell’estrazione
Antociani
localizzati nei vacuoli delle cellule della buccia
Fattori che condizionano l’estrazione
•maturità dell’uva
•tipo di solvente
•temperatura
•tempo
•Additivi (SO2) e coadiuvanti (enzimi)
•movimentazione
•presenza di parti solide e lieviti
Volume rimontaggio
130 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).
Durata
Temperatura
Tonalità
macerazione
(°C)
20
0.54
25
0.52
4 giorni
30
0.58
20
0.45
25
0.56
8 giorni
30
0.56
20
0.53
14 giorni
25
0.51
30
0.56
20
0.56
25
0.67
30 giorni
30
0.80
Intensita
1.04
1.52
1.46
1.14
1.62
1.54
1.16
1.36
1.44
1.45
1.20
1.47
Antociani
(g/L)
0.54
0.63
0.64
0.59
0.61
0.62
0.49
0.59
0.58
0.38
0.39
0.21
Tannini
(g/L)
2.2
2.4
3.3
3.0
3.2
3.6
2.5
3.5
3.8
3.5
3.7
4.3
Influenza della temperatura di macerazione sulla solubilizzazione delle
sostanze polifenoliche (Ribéreau Gayon et al., 1970).
Fattori che condizionano la stabilità del colore
•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
Acido
caftarico
Acido
deidroascorbico
PFO*
O2
GRP
Chinone
del GRP2
Laccasi
O2
GRP2
GSH
Chinone
del GRP
PFO*: Tirosinasi e/o Laccasi
GSH
Chinone dell'acido
caftarico
Acido
ascorbico
Flavanoli
PFO*
O2
Acido
caftarico
Chinoni
Prodotti di
condensazione
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)
R
R
OH
OH
OH
HO
OH O
HO
O
R
'
R
'
O-Gl
O-Gl
OH
OH
Pseudo base AOH2
Calcone cis
R
HO
OH
2
OH
O-Gl
OH
1
R
'
O
Calcone trans
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.
"H+"
"H+"
a)
T
C4+ +
H2O
T-A+
AOH
"H+"
H2O
"H+"
b)
A+ +
T
A+-T
AT
O2
-
e
AO-T
"H+"
Condensazione diretta: a). T-A; b). A-T.
R'
OH
a)
b)
HO
O
O
R
OH
H
O
H
+
A
T
CH
CH3
HO
CH3
Polimerizzazione degli antociani via acetaldeide: a)
carbocatione intermedio; b). schema di una struttura
possibile per un polimero.
H
H3 C
O
H
H
"H+"
+
H3 C
H3 C
O+
OH
H
Molecola di flavano
R
R
OH
OH
H2O
"H+"
O
HO
O
HO
R'
R'
H3C
H3C
OH
OH
+
OH
OH
OH
Molecola di flavano
R
R
OH
HO
OH
HO
O
O
R'
R'
HO
OH
HO
CH3
OH
Polimerizzazione dei flavani in
presenza di acetaldeide (Glories,
1974).
Vinaccioli
•se maturi sono positivi
•se non maturi è preferibile eliminarli
Polisaccaridi dell’uva
•positivi per caratteristiche organolettiche
•effetti colloidali
•stabilità del colore
•se eccessivi danno precipitazioni colloidali (es. uve
troppo mature)
•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
900
antociani m g/L
800
700
600
500
400
300
200
test
100
0
0
5
10
15
20
25
giorni
Tannini in macerazione (effetto antiossidante)
Es: 100-200 mg/L di tannino idrolizzabile possono
proteggere completamente dall’ossidazione
DO 620
2,000
1,800
1,600
DO 620
1,400
1,200
1,000
0,800
0,600
0,400
test
0,200
0,000
0
5
10
15
20
giorni
Tannini in macerazione (effetto stabilizzante)
25
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
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
Tabella 1
Tipo di Prova
Merlot
Test
1mo gg: ammostamento, T di fermentazione 27°C; dal 2do al 4togg 1 rimontaggio giornaliero.
1mo gg: pre-saturazione con CO2, ammostamento, T di fermentazione 27°C; dal 2do al 4togg 1
Red
rimontaggio al giorno.
1mo gg: ammostamento, T di fermentazione 27°C; dal 2do al 4togg dosaggio giornaliero di circa 10
Ox
mg/L di O2.
mo
do
to
Ox + Tan 1 gg: ammostamento + 10 g/hL di tannino, T di fermentazione 23°C; dal 2 al 4 gg dosaggio
23 °C giornaliero di circa 10 mg/L di O2.
do
to
mo
Ox + Tan 1 gg: ammostamento + 10 g/hL di tannino, T di fermentazione 34°C; dal 2 al 4 gg dosaggio
34 °C giornaliero di circa 10 mg/L di O2.
Cabernet
Test
1mo gg: ammostamento, T di fermentazione 27°C; dal 2do al 4togg 1 rimontaggio giornaliero .
do
to
1mo gg: ammostamento, T di fermentazione 28°C; dal 2 al 4 gg dosaggio giornaliero di circa 10
Ox 28 °C
mg/L di O2.
do
to
1mo gg: ammostamento, T di fermentazione 34°C; dal 2 al 4 gg dosaggio giornaliero di circa 10
Ox 34 °C
mg/L di O2.
Per ogni prova di entrambe le varietà sono stati effettuati due campionamenti giornalieri, uno al mattino e uno alla
sera, di mosto-vino.
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
45
Post-Maceration
Total phenols (ABS 280nm)
40
Maceration
35
30
25
20
15
12/09 AM
12/09 PM
13/09 AM
13/09 PM
14/09 AM
14/09 PM
5/10
7/11
12/12
Date
Test
Red
Ox
Effetto sulla struttura fenolica
Ox + Tan + 23°C
Ox + Tan + 34°C
15/1
Merlot - wine
490
Total anthocyanins (mg/L)
460
430
400
370
340
310
280
250
6/10
8/11
15/12
16/1
Date
Test
Antociani
Red
Ox
Ox + Tan + 23°C
Ox + Tan + 34°C
Cabernet 1
Struttura fenolica
Cabernet 1
Effetto sui polimeri stabili tra A e T
Cabernet 1
INDICE PIGMENTI POLIMERIZZATI
40
percentuale
37
34
31
28
25
19/11/01
17/12/01
11/02/02
data
OX
Antociani stabilizzati da tannini
OX+TAN
RID
Cabernet 1
ANTOCIANI
520
500
mg/l
480
460
440
420
400
19/11/01
17/12/01
11/02/02
data
OX
Antociani
OX+TAN
RID
Cabernet 1
TANNINI TOTALI
5,0
gr/l
4,5
4,0
3,5
19/11/01
17/12/01
11/02/02
data
OX
Struttura fenolica
OX+TAN
RID
Cabernet 2
C a b ern et
45
40
Polife noli totali (Abs 280nm )
M a c e r a z io n e
35
30
25
20
P o s t - M a c e r a z io n e
15
s v in a t u r a
10
5
0
14/09/00 P 15/09/00 M
15/09/00 P 16/09/00 M
Te s t
Struttura fenolica
16/09/00 P 17/09/00 M
O s s + 2 8 °C
05/10/00
O s s + 3 4 °C
07/11/00
12/12/00
15/01/01
Cabernet 2
C ab ern et
1 ,8
1 ,6
Tannini (g/L)
1 ,4
1 ,2
1 ,0
0 ,8
0 ,6
0 ,4
0 ,2
0 ,0
2 1 /1 0 /0 0
1 0 /1 1 /0 0
3 0 /1 1 /0 0
T est
Struttura fenolica
2 0 /1 2 /0 0
O ss+28°C
0 9 /0 1 /0 1
O ss+34°C
2 9 /0 1 /0 1
1 8 /0 2 /0 1
Cabernet 2
C ab ern et
Indice Os s idabilità Antociani (%)
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
2 1 /1 0 /0 0
1 0 /1 1 /0 0
Stabilità del colore
3 0 /1 1 /0 0
2 0 /1 2 /0 0
Te s t
O s s +2 8 °C
0 9 /0 1 /0 1
O s s +3 4 °C
2 9 /0 1 /0 1
1 8 /0 2 /0 1
Cabernet 2
C ab ern et
r o s s o r u b in o
im p r e s s io n e g e n e r a le
7
c ilie g ia
6
r o to n d ità
m o r a s e lv a tic a
5
4
3
a s tr in g e n z a
v io le tta
2
1
d o lc e
f r u tta to
0
amaro
f lo r e a le
a c id ità
erbac eo
a r m o n ia o lf a ttiv a
s p e z ia to
c u o io
Te s t
Effetti sensoriali
O s s + T a n + 2 3 °C
O s s + T a n + 3 4 °C
Merlot
Colore rosso rubino
7,0
Giudizio complessivo
Marasca
Armonia gustativa
Mora selvatica
3,5
Dolce
Viola
0,0
Amaro
Frutta matura
Acidità
Floreale
Armonia olfattiva
Test
Red
Ox
Effetti sensoriali
Vegetale fresco
Ox + Tan + 23°C
Ox + Tan + 34°C
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
D.O. 280 nm
124
122
25 °C
120
25 °C N2
25 °C O2
118
35 °C
116
35 °C N2
114
35 °C O2
112
40 °C
110
40 °C N2
0
1
2
3
4
5
tempo (giorni)
Effetti variabili in funzione della
temperatura e del livello di ossigenazione
6
40 °C O2
pH 3,5
Tannini totali (g/L)
9
8,8
8,6
8,4
8,2
25 °C
25 °C N2
25 °C O2
8
35 °C
7,8
7,6
35 °C N2
7,4
7,2
40 °C
35 °C O2
40 °C N2
7
0
1
2
3
4
5
6
tempo (giorni)
L’ambiente riducente ha preservato i tannini,
indipendentemente dalla temperatura
40 °C O2
Indice HCl 7 ore
pH 3,5
35
33
31
29
27
25
23
21
19
17
15
25 °C
25 °C N2
25 °C O2
35 °C
35 °C N2
35 °C O2
40 °C
40 °C N2
0
1
2
3
4
5
tempo (giorni)
L’ambiente ossidante ha favorito le
polimerizzazioni T-T, alle temperature più
alte (35 e 40°C)
6
40 °C O2
pH 3,5
Antociani (mg/L)
1600
1500
1400
25 °C
1300
1200
25 °C O2
1100
35 °C N2
1000
900
35 °C O2
800
700
40 °C N2
25 °C N2
35 °C
40 °C
40 °C O2
600
0
1
2
3
tempo (giorni)
Effetti variabili in funzione di
temperatura e ossigenazione
4
5
6
pH 3,5
80
25 °C
I.O.A. (%)
70
25 °C N2
25 °C O2
60
35 °C
50
35 °C N2
35 °C O2
40
40 °C
40 °C N2
30
40 °C O2
20
0
1
2
3
4
5
tempo (giorni)
Buoni risultati alle temperature più elevate,
anche con ambiente ossidante
6
pH 3,5
75
25 °C
I.P.P. (%)
70
25 °C N2
65
25 °C O2
60
35 °C
55
35 °C N2
50
35 °C O2
45
40 °C
40 °C N2
40
40 °C O2
35
0
1
2
3
4
5
tempo (giorni)
L’ossigenazione ha favorito la stabilizzazione del
colore, indipendentemente dalla temperatura
6
D.O. 520 nm
pH 3,5
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
25 °C
25 °C N2
25 °C O2
35 °C
35 °C N2
35 °C O2
40 °C
40 °C N2
40 °C O2
0
1
2
3
4
5
tempo (giorni)
Alla temperatura più bassa, l’ossigenazione
ha mantenuto il colore rosso
6
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