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NUMERO 55 - Luglio - Agosto 2007
Strumenti per migliorare la gestione della fermentazione alcolica
La conduzione della fermentazione alcolica resta l’elemento
chiave della vinificazione, importante di per se stessa e per
le ripercussioni che ha sulla qualità dei vini.
Nuove ricerche e studi di ecologia microbica mettono in
evidenza come la corretta gestione della fermentazione alcolica meglio predisponga il vino alla eventuale successiva
fermentazione malolattica nonché alla fase di conservazione
e affinamento, il tutto nell’ottica di una maggiore valorizzazione del prodotto finito.
Cerchiamo allora di raccogliere un po’ di idee a tal proposito.
In questa fase, caratterizzata da una attività fermentativa
molto ridotta, non si ha ancora aumento di popolazione microbica, avviene per contro l'assorbimento di fattori di crescita e un primo consumo di azoto da parte del lievito.
Segue la fase di sviluppo esponenziale del lievito nella quale si
formano 4 – 6 generazioni di cellule e si ha il consumo di quasi tutto l’azoto assimilabile, che diviene l’elemento limitante
la crescita microbica. Durante questa fase la fermentazione
raggiunge la sua velocità massima. A questo punto è stato
consumato solo il 30% circa dello zucchero, il 70% del lavoro
resta ancora da svolgere.
Generalità
Successivamente si passa alla fase stazionaria, durante la quale il numero di cellule rimane pressoché invariato e deve essere consumato il rimanente 70% degli zuccheri.
La funzione chiave è ora il trasporto degli zuccheri all’interno
della cellula: maggiore e più regolare è il trasporto migliore è
il processo fermentativo.
Questa funzione è favorita dalla disponibilità di azoto che
serve alla sintesi dei trasportatori zuccherini. L’apporto di azoto prontamente assimilabile induce aumenti della velocità
istantanea di fermentazione, l’effetto dell’azoto è tuttavia
decrescente man mano che si va verso la fase finale.
Per affrontare l’argomento partiamo da alcuni richiami di
ordine generale sulla cinetica della fermentazione alcolica
del mosto.
Il processo è molto ben rappresentato dalle curve di figura 1
che riportano l’evoluzione del numero di cellule di lievito, il
consumo di azoto, la produzione di CO2 istantanea (indice
della velocità di fermentazione) e lo sviluppo totale di CO2.
La fase iniziale di latenza è il momento nel quale i lieviti, si
devono adattare al nuovo substrato ed alle nuove condizioni
di vita, modificano il loro metabolismo da aerobico a fermentativo. La durata di questa fase varia in funzione del
ceppo di lievito e delle caratteristiche del substrato: composizione del mosto disponibilità di vitamine ed oligoelementi,
presenza di tossine, carica di microrganismi indigeni, temperatura, ecc.
La fase finale è fondamentalmente espressione della tolleranza del lievito all’alcool, frutto sia di fattori genetici, sia del
metabolismo degli acidi grassi e degli steroli.
Lipidi e steroli
Figura 1: Grafico rappresentante lo svolgimento della fermentazione
www.laffort.com
1
I lipidi rappresentano un gruppo di molecole
estremamente importanti per la vitalità cellulare soprattutto in condizioni enologiche ove le
cellule, per difendersi da fattori di stress, vanno
incontro ad una modificazione della composizione lipidica delle membrane. La possibilità di incrementare la quantità cellulare di ergosterolo e
di acidi grassi insaturi è alla base della tolleranza
all’etanolo. La cellula cerca di reagire ad elevate
concentrazioni di etanolo inducendo la sintesi di
ergosterolo ed incrementando il rapporto fra
acidi grassi insaturi e saturi. Per la sintesi di acidi
grassi insaturi e steroli è necessario che i lieviti
siano in presenza di adeguate concentrazioni di
ossigeno, condizione che si verifica o in fase di
avvio fermentazione o in fase precoce in concomitanza di un rimontaggio all’aria. Prolungate
condizioni di anaerobiosi rendono impossibile il
compimento del processo il che comporta accumulo nel mezzo di acidi grassi saturi a media e
corta catena.
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Punti critici
prima di versare l’inoculo in vasca.
In ogni fase del processo bisogna capire quale è il rischio ed
operare in modo da prevederlo.
• Una cattiva impiantazione del ceppo inoculato, che si può
evidenziare con una fase di latenza lunga, fa aumentare il
rischio di inquinamento da parte di altri microrganismi,
che sottraggono elementi nutritivi e non garantiscono
una buona fermentazione.
• Durante la fase esponenziale si deve operare in modo che
questa non sia troppo esplosiva dal punto di vista della
velocità istantanea di fermentazione e del numero di cellule prodotte, perché questo potrebbe significare maggiore difficoltà nelle fasi successive.
• Se nella fase stazionaria i sistemi di trasporto della membrana vanno in crisi si può avere rallentamento con rischio di arresto del processo.
Per l’inoculo si fa quasi sempre riferimento ad una dose di
20 g/hL, ma non dobbiamo dimenticare che in caso di condizioni di fermentazione particolarmente difficili, o di forte
presenza di lieviti indigeni può essere utile, al fine di garantire una sicura dominanza del nostro ceppo ed una migliore
conduzione della fermentazione, aumentare la dose di inoculo. E’ vero che si deve fare attenzione ai costi, ma sovente
quello che si spende per un buon inoculo lo si risparmia in
termini di attivanti e nutrienti o reinoculi e manodopera per
portare a termine fermentazioni stentate o bloccate - e lo si
recupera poi in pieno dato il migliore profilo qualitativo ottenuto nel vino.
In fase di preparazione dei lieviti per l’inoculo attualmente si
hanno a disposizione particolari attivatori che aiutano molto
nel favorire la colonizzazione del substrato da parte del ceppo prescelto e lo rendono più tollerante all’alcool, cioè attivo nella fase finale di fermentazione.
Per contenere questi rischi si deve porre particolare attenzione ai seguenti aspetti:
a. una corretta reidratazione del lievito,
b. un inoculo tempestivo
c. una corretta gestione della temperatura
d. una corretta gestione della nutrizione.
a.
Reidratazione
La reidratazione dei lieviti è una delle prime operazioni che si
apprendono lavorando in cantina, per questo spesso viene
sottovalutata o banalizzata, mentre invece deve essere fatta
con estrema cura, avendo presente che è il momento in cui
microrganismi, ma pur sempre entità viventi, devono passare da uno stato quiescente allo stato attivo, ripristinando
tutte le loro funzioni vitali.
Si raccomanda di attenersi scrupolosamente alle modalità
indicate su ogni confezione, soprattutto in riferimento alle
tempistiche ed alle temperature di reidratazione e di immissione dell’inoculo in vasca. A questo proposito non si deve
dimenticare che al momento dell’introduzione dei lieviti in
vasca, sbalzi di temperatura tra acqua di reidratazione e mosto-pigiato da inoculare superiori a 8°C possono indurre la
morte di una elevata percentuale di cellule. Ecco perché,
soprattutto in caso di inoculo di mosti provenienti da chiarifiche statiche a freddo o di pigiati raffreddati per la macerazione prefermentativa a freddo, si consigliano uno o due
passaggi intermedi di riaggiustamento della temperatura
A questo scopo la Laffort propone da qualche anno il
SUPERSTART. Si tratta di scorze di lieviti selezionate per la
loro particolare ricchezza in fattori di sopravvivenza quali
acidi grassi e steroli e fattori di crescita quali vitamine, oligoelementi e amminoacidi. I fattori di crescita servono soprattutto per la fase iniziale della fermentazione. E’ vero che
i mosti dovrebbero esserne naturalmente provvisti, ma spesso questi elementi non sono biodisponibili per il nostro lievito o vengono rapidamente consumati dai microrganismi
indigeni. I fattori di sopravvivenza, acidi grassi insaturi a lunga catena e steroli, estrinsecano la loro funzione soprattutto
in fase finale, ma se i lieviti ne hanno a disposizione arrivano
al momento più difficile della fermentazione con membrane
meglio strutturate e pienamente funzionali.
L’effetto che un tale attivatore di lieviti esplica non si evidenzia perciò sulla velocità di fermentazione (maggiore velocità massima, espressa come sviluppo di CO2 per unità di
tempo), ma sulla migliore resistenza del lievito all’alcool,
ossia su chiusure di fermentazione più nette, maggiori velocità in fase finale, nessuna produzione di metaboliti indesiderati, minima produzione di acidità volatile. Molti dati raccolti nelle ultime vendemmie testimoniano come anche le
prestazioni aromatiche dei lieviti risultino in tal modo notevolmente migliorate.
Il fatto di sciogliere Superstart nell’acqua di reidratazione
alla dose di 20-30 g/hL ci permettere di fornire nutrienti strategici per la vita del lievito esclusivamente
Figura 2: Schema di corretto protocollo di reidratazione dei lieviti
al nostro ceppo, non fornendoli quindi ai microrganismi indigeni presenti sicuramente in vasca ed evitando che alcuni elementi possano essere bloccati da
composti del mosto.
b.
Momento di inoculo
Per quanto riguarda il momento di inoculo, il principio
guida deve essere sempre ispirato al fatto che si deve
fare in modo di mettere la nostra popolazione di lieviti in grado di dominare sulle altre popolazioni microbiche per avere la certezza che la trasformazione biologica del mosto in vino avvenga a carico di microrganismi con caratteristiche note e desiderate, e non a
carico di microrganismi casuali. Possiamo allora generalizzare dicendo che l’inoculo deve essere fatto il più
precocemente possibile.
Nel caso di vinificazione in rosso tradizionale è opportuno inoculare già durante il riempimento della vasca
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sede della macerazione/fermentazione. Indicati- Figura 3: Gamma nutrienti Laffort
vamente appena in vasca è presente 1/3 del
pigiato si può introdurre il volume completo
dell’inoculo, in modo che nel prosieguo del
riempimento si omogeneizzi bene alla massa e
possa iniziare la fase di adattamento, per un
pronto avvio di fermentazione non appena il
riempimento è completato. Attendere che la
vasca di macerazione sia completamente piena
prima di inoculare, soprattutto se per il riempimento occorrono più ore o un’intera giornata,
vuol dire lasciare molto spazio alle popolazioni
indigene, che consumano alimenti e fattori di
crescita e rendono più difficile se non impossibile una corretta impiantazione del ceppo inoculato.
In fase finale, quando già l’alcool rende l’ambiente abbastanza ostile ai lieviti, sarebbe buona norma non compliIn caso di macerazione prefermentativa a freddo, sempre di
cargli ulteriormente il lavoro con temperature estreme o
uve rosse, occorre inoculare al riempimento della vasca,
troppo basse o eccessivamente alte (< 15°C o > 30°).
prima della macerazione pre-fermentativa. E’ vero che durante tutto il periodo della MPF si mantengono temperatud.
Gestione nutrizione
re (8 – 10°C) che non permettono l’avvio vero e proprio
Per fare ciò è sicuramente utile raccogliere alcune infordella fermentazione, ma in questa fase il ceppo inoculato ha
mazioni sulle caratteristiche del substrato da fermentare,
il tempo di adattarsi al substrato in modo da essere il primo
mosto, ragionando sulla dinamica della fermentazione.
a partire al ripristino di temperature conformi alla fermentazione. Se si ritiene troppo rischioso inoculare l’intera dose
Sul mosto è buona norma conoscere almeno due paradi lievito ad inizio MPF, una soluzione intermedia può consimetri base, il grado alcolico potenziale, ossia il volume di
stere nello smezzare la dose, ed inocularne ½ al riempimenlavoro che il lievito dovrà svolgere, e la disponibilità di
to della vasca ed ½ al momento in cui si rialza la temperaAPA naturale, ossia la disponibilità naturale di alimenti.
tura.
Questo dato deve essere considerato come un indice in
senso lato della disponibilità nutrizionale del mosto, nel
Nel caso di vinificazione in bianco l’inoculo deve essere
senso che mosti carenti o molto carenti in azoto lo sono
fatto appena terminata la fase di defecazione dei mosti,
anche in altri composti, quali fattori di crescita e fattori di
ponendo sicuramente particolare cura all’adattamento delsopravvivenza.
l’inoculo alla temperatura.
Spesso la carenza nutrizionale è associata a maturazioni
spinte, quindi gradi potenziali elevati, il che complica ulc. Gestione temperatura
teriormente le cose.
La temperatura di fermentazione è sicuramente un altro
Per cercare di semplificare la problematica è possibile
parametro da gestire con cura: come abbiamo già sottolineinquadrarla schematicamente ipotizzando quattro situaato è importante evitare sbalzi di temperatura al momento
zioni campione. Prima però è necessario fissare la nostra
dell’inoculo tra soluzione di reidratazione e vasca, questo ci
attenzione su alcuni punti importanti.
permetterà di ridurre i tempi di latenza.
La legislazione oggi ci permette di addizionare fino a
Nella fase di sviluppo esponenziale, durante la quale si ha il
100 g/hL di sali ammoniacali. Tale apporto sotto forma di
picco di velocità fermentativa, quindi di produzione di calosolfato d’ammonio apporta al vino 0,7 g/L di solfati, tere, si deve fare attenzione a non avere repentini innalzanendo conto che la legislazione italiana pone il limite di 1
menti della temperatura. Molto deleteri risultano gli sbalzi
g/L di solfati nei vini, per aggiunte così importanti è forse
di temperatura sia verso l’alto che verso il basso, ecco permeglio ricorrere all’uso di fosfato di ammonio o ad una
ché anche durante la fase stazionaria il controllo deve essemiscela dei due sali ammoniacali.
re fatto in continuo, evitando di lasciare derivare la tempeTutti gli autori più o meno concordano sul fatto che moratura verso l’alto per poi riabbassarla con un unico intersti con meno di 150-160 mg/L di APA naturale non posvento fino al livello desiderato.
sono portare a termine la fermentazione senza l’apporto
di nutrienti. Per non rischiare, soprattutto in caso di gradazioni alcoliche un po’ più sostenute, indicativamente >
13 % vol, è meglio pensare ad una disponibilità globale di
azoto per i lieviti intorno ai 200 mg/L.
Questa quota può essere un po’ aumentata per le vinificazioni in bianco rispetto alle vinificazioni in rosso, e per
gradazioni alcoliche molto elevate.
La misura dell’APA dei mosti deve essere fatta prelevando
il campione del mosto al momento dell’inoculo: è infatti
quella presente in quell'istante la quantità di azoto che
noi mettiamo a disposizione dei nostri lieviti; considerata
cioè quella eventualmente persa o recuperata durante ad esempio - operazioni di macerazione pellicolare o sta-
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bulazione liquida a freddo pre-inoculo.
ancora aiutare il lievito con Bioactiv.
Caso 1: APA naturale > 140 - alcol potenziale ≤ 13% vol.
E’ una situazione teoricamente di facile gestione, si può
pensare che il lievito correttamente reidratato ed inoculato
in queste condizioni abbia sufficiente disponibilità di azoto
con funzione plastica ed altri fattori di crescita per la moltiplicazione cellulare, per garantire il regolare compimento
della fase esponenziale. E’ inutile o a volte addirittura controproducente stimolare in modo ulteriore la moltiplicazione cellulare con un apporto precoce di azoto. Si consiglia
quindi di intervenire quando circa il 30% degli zuccheri è
stato consumato (d -20/30 punti), presumibilmente nel
momento di passaggio tra fase esponenziale e fase stazionaria, apportando 20 – 30 g/hL di Thiazote in concomitanza
di un rimontaggio all’aria. In questo modo si favorisce la
formazione di una generazione di lieviti attivi, con membrane ben strutturate e funzionali nel trasporto degli zuccheri.
Più avanti, nel prosieguo della fase stazionaria, quando rimangono ancora da consumare 40 – 50 g/L di zucchero,
l’apporto di Bioactiv alla dose di 20-30 g/hL garantisce la
corretta disponibilità di fattori di sopravvivenza e mette a
disposizione elementi inerti che offrono supporto ai lieviti e
operano nell’adsorbimento di composti inibitori quali acidi
grassi saturi a media e corta catena.
Caso 3: APA naturale > 140 - alcol potenziale > 13% vol
In questo caso, e ancor più salendo ulteriormente, il fattore
limitante è rappresentato dal grado alcolico, quindi si deve
operare per assicurarsi una buona tolleranza del lievito all’alcool. La strategia proposta è di utilizzare Superstart in fase di
reidratazione del lievito, in modo da fornire alle cellule che
andremo ad inoculare una buona dotazione di fattori di sopravvivenza. L’azoto non risulta limitante, quindi in fase di
inoculo non è consigliabile addizionare ulteriormente azoto,
mentre un apporto calibrato di Nutristart o Thiazote ad compimento del primo terzo di fermentazione sicuramente giova
al suo buon andamento. Se si rilevano rallentamenti è ancora
consigliato un intervento con Bioactiv in fase finale.
Caso 4: APA naturale < 100 - alcol potenziale > 13% vol
Figura 6: Illustrazione CASO 3
Figura 4: Illustrazione CASO 1
E’ il caso che rappresenta la maggiora difficoltà, abbiamo
mosto povero dal punto di vista nutrizionale e ricco in zuccheri. Il lievito si trova a dover svolgere molto lavoro, in carenza di elementi nutrienti, e con una fase finale resa sicuramente più difficile dall’alta concentrazione di alcool. Si deve
operare in modo da sviluppare una popolazione di lieviti resistente all’alcool e molto attiva. Nella strategia di alimentazione è utile l’apporto in fase di reidratazione del lievito di
Superstart di cui verranno valorizzate appieno le sue capacità
di aumentare la resistenza all’alcool ed il suo apporto di fattori di crescita. In fase di inoculo si dovrà arricchire il substrato con Thiazote (20 – 30 g/hL) che consentirà lo sviluppo di
un adeguato numero di cellule.
Ad 1/3 di fermentazione una buona aerazione con aggiunta
ancora di azoto a mezzo di Thiazote o di Nutristart ed eventualmente Bioactiv in fase finale ci garantiranno uno svolgimento completo e netto della fermentazione.
Figura 5: Illustrazione CASO 2
Caso 2: APA naturale < 100 - alcol potenziale ≤ 13% vol.
In situazioni più genericamente di APA naturale basso sia
l’azoto con funzioni plastiche che gli altri fattori di crescita
sono carenti. Dobbiamo quindi intervenire già al momento
dell’inoculo con Nutristart, in modo da aggiustare sia il livello di azoto, che ripristinare la dotazione del substrato di
altri fattori.
Al momento cruciale del primo terzo di fermentazione si
interviene ancora con Thiazote in concomitanza con un
rimontaggio all’aria,ed eventualmente in fase finale si può
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Figura 7: Illustrazione CASO 4
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