POL-TP
METODI ANALITICI RAPIDI PER LA MISURA DELLE
FRAZIONI POLIFENOLICHE E QUALITÀ DEL VINO
Enol. Stefano Ferrari
POL-TP - METODI RAPIDI PER LA MISURA DEI POLIFENOLI E QUALITÀ DEL SANGIOVESE DEI COLLI FIORENTINI
S. FERRARI (ISVEA)
POL-TP – Obiettivi del Progetto
• Caratterizzare la qualità fenolica delle uve Sangiovese
– consentire una migliore programmazione dei conferimenti
– ottimizzare la gestione dei processi di vinificazione
• Monitorare l’estrazione dei polifenoli in fase di macerazione
– massimizzare il risultato qualitativo
– ottimizzare l’utilizzo di vinificatori e risorse energetiche
• Seguire l’evoluzione dei polifenoli durante l’affinamento
– intervenire con pratiche enologiche
Testare l’applicazione della tecnologia TP (ora Wine
Cloud) alla realtà viticola del Sangiovese Toscano
DALLA VIGNA ALLA CANTINA - STRUMENTI PER ESALTARE LA QUALITÀ DEL SANGIOVESE
MONTESPERTOLI, 13 FEBBRAIO 2015
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POL-TP – Progetto sperimentale
• Due annate (2013 e 2014):
– 2013:
• Monitoraggio 5 vigneti Chianti Colli Fiorentini (V1÷V5) con
prelievi settimanali da 5 settimane prima della vendemmia
• Selezione due vigneti (V2 e V5) -> Vinificazione
• Le uve di ciascun vigneto seguendo 2 protocolli di macerazione
differenziati (A e B)
– 2014:
• Monitoraggio 5 vigneti Chianti Colli Fiorentini (V1÷V6, no V4) con
prelievi settimanali da 2 settimane prima della vendemmia
• Due vigneti (V2 e V5) più un terzo (V6) -> Vinificazione
• Le uve di ciascun vigneto seguendo 2 protocolli di macerazione
differenziati (A e B)
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MONTESPERTOLI, 13 FEBBRAIO 2015
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POL-TP – Progetto sperimentale
• Tecniche di campionamento in vigna:
– 2013:
1. Individuate le file, prelievo casuale in doppio (x ed y) su tutti i
vigneti
2. Su due vigneti, sulle stesse file, prelievo anche su piante
segnate:
I. staccando le bacche (w)
II. tagliando il pedicello (z)
– 2014:
• Individuate le file, prelievo casuale in doppio (x ed y) su tutti i
vigneti
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POL-TP – Progetto sperimentale
Protocolli di vinificazione:
– Vasche da 10 hl;
– Randomizzazione vendemmiato;
– Protocolli di macerazione:
A. 5 gg a 24°C; programma di rimontaggi intenso; utilizzo di
enzima per l’estrazione delle sostanze polifenoliche;
B. 10 gg a 30°C; programma di rimontaggi ordinario; nessuna
aggiunta di enzima;
–
–
–
–
Coinoculo BL 24h post inoculo LSA;
Svinatura e riunione pressato (2 bar);
3 travasi dopo il termine della FML;
Filtrazione 1 µm ed imbottigliamento.
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POL-TP – Progetto sperimentale
Controlli analitici
Uve:
• Su tutti i campioni prelevati:
– Grado zuccherino, Acidità totale e pH;
– Wine cloud (Fenoli totali, Pigmenti, Tannini);
– Profilo polifenolico in HR-MS-HPLC (in fase di elaborazione).
• In aggiunta, su tutti i campioni “x”:
– APA, Peso medio acino, Rapporto Vinaccia/Succo, Maturità
fenolica (Glories).
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POL-TP – Progetto sperimentale
Controlli analitici
Mosti e Vini:
• Su tutti i campioni prelevati:
– Alcol, Zuccheri, pH, Acidità totale e volatile, Acidi tartarico, malico
e lattico;
– Wine cloud (dal terzo giorno di macerazione: Fenoli totali, Pigmenti,
Tannini, Antociani liberi; dalla svinatura: Tannini pigmentati);
– Profilo polifenolico in HR-MS-HPLC (in fase di elaborazione).
• Inoltre, ai punti critici:
– Glicerolo, Acidi organici, Potassio, Caratteristiche cromatiche,
Antociani totali e monomeri, Flavani e Polifenoli;
• Inoltre, sui campioni finali:
– Frazionamento DO520, Indici di HCl e di Etanolo;
– Valutazione sensoriale.
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POL-TP - valutazione sensoriale
vini sperimentali
•Struttura (Intensità tannica, Qualità tannica,
Astringenza, Secchezza)
•Colore (Intensità cromatica, Qualità cromatica)
•Gusto (Intensità sensazioni gustative, Qualità
sensazioni gustative)
•Aroma (Intensità aromatica, Qualità aromatica)
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POL-TP - Valutazione sensoriale
vinificazioni sperimentali
Elaborazione
valutazioni sensoriali
(10 giudici): valori medi
ed intervalli di
confidenza 95%.
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POL-TP - Valutazione sensoriale
vinificazioni sperimentali
MANOVA (2 vigne, 2
annate, 2 tecniche, 10
giudici).
INTENSITÀ CROMATICA
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POL-TP - Valutazione sensoriale
vinificazioni sperimentali
MANOVA (2 vigne, 2 annate, 2 tecniche, 10 giudici)
INTENSITÀ TANNICA
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POL-TP - Valutazione sensoriale
vinificazioni sperimentali 2014
MANOVA (3 vigne, 2 tecniche, 10 giudici)
INTENSITÀ CROMATICA
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POL-TP - Valutazione sensoriale
vinificazioni sperimentali 2014
MANOVA (3 vigne, 2 tecniche, 10 giudici)
INTENSITÀ TANNICA
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La valutazione sensoriale dei vini
è correlata alla loro composizione?
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POL-TP - Caratterizzazione vinificazioni
sperimentali
PCA: variabili vini (imbottigliati)
+ campione di riferimento V2_4 (TR1)
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POL-TP – Vini: variabili significative
7
IntTann
V2_3_B_Imb
6
V5_3_B_Imb
V2_3_A_Imb
V2_4_M_TR1
V5_3_A_Imb
V2_4_B_Imb
5
V2_4_A_Imb
V5_4_A_Imb
V5_4_B_Imb
4
V6_4_B_Imb
V6_4_A_Imb
R² = 0.9446
TV
3
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
Vini – correlazione tra il contenuto in Tannini e la
valutazione sensoriale dell’INTENSITÀ TANNICA
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POL-TP – Vini: variabili significative
Vini - variabili correlate
con la valutazione
sensoriale
dell’INTENSITÀ CROMATICA
PV
Int
TV
AL
TP
Ton
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POL-TP – Vini: variabili significative
Vini - variabili correlate
con la valutazione
sensoriale della
QUALITÀ CROMATICA
PV
Int
TV
AL
TP
Ton
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POL-TP – Vini: variabili significative
Vini - variabili correlate con le
percezioni GUSTATIVE ed AROMATICHE
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POL-TP – Vini: variabili significative
vini - INTENSITÀ GUSTATIVA: previsione e scostamenti
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POL-TP – Vini: variabili significative
variabili correlate
con le valutazioni
sensoriali di
INTENSITÀ GUSTATIVA e
QUALITÀ AROMATICA
IntGust
EsN
Alc
FT
P
T
AL
FT
P
T
AL
TP
ATa
Gl
K
pH
SL
AV
QualArom
EsN
Alc
TP
ATa
Gl
K
pH
SL
AV
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POL-TP: principali
componenti legati alla qualità
•Tannini, Tannini pigmentati
•Pigmenti liberi e totali, Colore
• Alcol, Estratto, pH, Acidità volatile, SO2
• Glicerolo, Acido tartarico, Potassio
COME DIPENDONO DALLA
MATERIA PRIMA???
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La composizione dei vini
è correlata a quella delle uve?
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Evoluzione componenti Uve e Vini:
Uve
Vini
Controllo evoluzione Pigmenti
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Evoluzione componenti Uve e Vini:
Uve
Vini
Controllo evoluzione Tannini
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Complessità trasformazioni nei vini
•Meccanismi di estrazione differenziati
•Precipitazioni ed adsorbimenti sulle pareti
cellulari
•Combinazioni dirette tannini-antociani
•Ponti etanale
•Combinazioni antociani con metaboliti dei
lieviti (ac. piruvico, vinilfenoli ecc.)
•Ricombinazioni, forme derivate, ecc.
MATERIA PRIMA -> TRASFORMAZIONE
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Correlazione variabili UVE -> VINI
• Studio delle correlazioni tra gruppi di variabili
• Semplificazione del modello
• Verifica della significatività delle variabili utilizzate
• Valutazione dell’influenza della tecnica di vinificazione
• Riscontro coi risultati su scala reale
Modello:
• Ha funzione predittiva ed è implementabile con
l’integrazione di nuovi dati in annate successive
• Non estendibile sic et simpliciter a contesti differenti da
quello di riferimento, salvo preventiva validazione
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Selezione campioni di riferimento:
T-2:
• Distribuzione già omogenea variabili in vigna
• Buona correlazione con la composizione alla vendemmia
• Sufficiente anticipo per programmare operazioni di cantina
Tr1:
• Completate le fasi di estrazione e di trasformazione biologica
• Vini stabili e facilmente omogeneizzabili
• Scevri dall’effetto non ponderabile delle condizioni di
filtrazione/imbottigliamento
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Correlazione variabili UVE -> VINI
PLS2: Variabili Uve T-2 vs. Variabili Vini Tr1
semplifichiamo…
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Indici Glories vs. Vini
Corr = 92,0%
PC1: 59% -> 69%
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Indici AWRI vs. Vini
Corr = 92,8%
PC1: 75% -> 70%
• Capacità esplicativa leggermente superiore
• Correlazione scores leggermente migliore
• Maggior semplicità operativa
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Vigneto, 2014
Vigneto, Anno (V2-V5)
Significatività variabili utilizzate
MODELLO POL-TP: VARIABILI UVE
• Zuccheri
• pH
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Significatività variabili utilizzate
Vigneto, Anno (V2-V5)
Vigneto, 2014
MODELLO POL-TP: VARIABILI UVE
• Pigmenti (Wine Cloud)
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Significatività variabili utilizzate
Vigneto, Anno (V2-V5)
MODELLO POL-TP: VARIABILI UVE
• Fenoli Totali (Wine Cloud)
• Tannini (Wine (Cloud)
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Rispondenza del Modello (A) ed effetti
della Tecnica di Vinificazione
Previsione
valori e scarti:
Intensità Colore
Potere predittivo Tesi A ->
PC1->94,1%, PC2->5,8%
Tesi B ->  forte bassi valori
(2014)
Z
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FT
P
T
pH
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Rispondenza del Modello (A) ed effetti
della Tecnica di Vinificazione
Previsione
valori e scarti:
Tonalità Colore
Potere predittivo Tesi A ->
PC1->51,4%, PC2->48,0%
Tesi B -> sostanziale
sovrapposizione
Z
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P
pH FT
T
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Rispondenza del Modello (A) ed effetti
della Tecnica di Vinificazione
Previsione
valori e scarti:
Pigmenti
Potere predittivo Tesi A ->
PC1->95,2%, PC2->4,2%
Tesi B ->  forte V2 e V5 2014
FT
Z
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P
T
pH
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Pigmenti delle uve e dei vini
25.0
V5 2013
Pigmenti vino
V5 2014
15.0
V2 2013
B
V2 2014
20.0
A
V6 2014
10.0
Pigmenti Uva
5.0
0.5
0.8
1.1
1.4
Pigmenti: resa uva -> vino variabile secondo le caratteristiche
della materia prima e le modalità di estrazione
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Rispondenza del Modello (A) ed effetti
della Tecnica di Vinificazione
Previsione
valori e scarti:
Tannini
Potere predittivo Tesi A ->
PC1->87,2%, PC2->12,2%
Tesi B ->  sistematico (≈0,27 g/l)
FT
Z
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P
T
pH
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Tannini delle uve e dei vini
2.5
V5 2013
Tannini vino
V2 2013
2.0
1.5
A
B
V5 2014
V6 2014
0.5
V2 2014
1.0
Tannini Uva
0.0
3
4
5
6
7
Tannini: resa uva -> vino variabile secondo
le modalità di estrazione
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Rispondenza del Modello (A) ed effetti
della Tecnica di Vinificazione
Previsione
valori e scarti:
Tannini
pigmentati
Potere predittivo Tesi A ->
PC1->87,8%, PC2->11,9%
Tesi B ->  significativo bassi
valori (2014)
Z
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FT
P
T
pH
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Rispondenza del Modello (A) ed effetti
della Tecnica di Vinificazione
Previsione
valori e scarti:
Estratto netto
Potere predittivo Tesi A ->
PC1->92,2%, PC2->7,2%
Tesi B ->  bassi valori (2014)
FT
Z
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P
T
pH
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Proiezioni sul Modello POL-TP:
effetto del grado di maturità
Predizione delle
variazioni nella
composizione dei vini in
corrispondenza
dell’oscillazione del
valore delle variabili delle
uve pari a ± dev. st.
rispetto alla media
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La valutazione sensoriale dei vini
è correlata alla loro composizione,
e questa è correlata a quella delle uve
Ma allora la valutazione sensoriale
dei vini è correlata alla
composizione delle uve?
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Indici AWRI delle uve e
valutazione sensoriale dei vini
Previsione
valori e scarti:
Int. Cromatica
Buona correlazione p->m (88,9%)
Tesi B -> tendenziale  per tutti i
valori
Z
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FT
P
T
pH
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Indici AWRI delle uve e
valutazione sensoriale dei vini
Previsione
valori e scarti:
Intens. Tannica
Buona correlazione p->m (90,5%)
Tesi B -> tendenziale  per tutti i
valori
Z
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FT
P
T
pH
MONTESPERTOLI, 13 FEBBRAIO 2015
POL-TP - METODI RAPIDI PER LA MISURA DEI POLIFENOLI E QUALITÀ DEL SANGIOVESE DEI COLLI FIORENTINI
S. FERRARI (ISVEA)
Indici AWRI delle uve e
valutazione sensoriale dei vini
Previsione
valori e scarti:
Qual. Gusto
Buona correlazione p->m (91,9%)
Tesi B ->  valori elevati
Tesi A ->  valori bassi
Z
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FT
P
T
pH
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S. FERRARI (ISVEA)
Indici AWRI delle uve e
valutazione sensoriale dei vini
Previsione
valori e scarti:
Int. Aroma
Buona correlazione p->m (92,5%)
Tesi B ->  valori elevati
Z
FT
P
T
pH
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S. FERRARI (ISVEA)
Prove sperimentali e su scala reale
Uva Vigneto V2 – annata 2014 – cantina di produzione
Macerazione 12 gg. in vinificatore rotativo da 250 hl
Prodotto ad oggi non ancora imbottigliato
Nessuna filtrazione
Vs.
Uva Vigneto V2 – annata 2014 – cantina sperimentale
Macerazione con tecniche A e B
Prodotto microfiltrato ed imbottigliato a dicembre 2014
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Prove sperimentali e su scala reale
IntArom
Valutazione sensoriale:
il campione si sovrappone
sufficientemente, non
divergendo significativamente
dal suo omologo B
salvo che per il colore
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QualArom
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Prove sperimentali e su scala reale
Modello predittivo Uve ->
Valutazione sensoriale Vini
Scost. rispetto al valore predetto:
MDS
-Intensità tannica: non significativo
-Intensità cromatica: significativo
IntTann
MDS
IntCrom
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Prove sperimentali e su scala reale
Composizione vini: entità degli
scarti misurato/predetto (in
base al Modello elaborato per
la vinificazione A)
-Tesi sperim. 2013: 16/10/2013
-Tesi sperim. 2014: 8÷15/10/2014
-Tesi scala reale 2014: 13/11/2014
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Prove sperimentali e su scala reale
Composizione vini: entità degli
scarti misurato/predetto (in
base al Modello elaborato per
la vinificazione A)
-Tesi sperim. 2013: 16/10/2013
-Tesi sperim. 2014: 8÷15/10/2014
-Tesi scala reale 2014: 13/11/2014
In sostanza la
vinificazione di cantina
non si discosta
significativamente dalla
Tesi B salvo che per una
maggiore estrazione di
Tannini
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Conclusioni
La qualità chimica e sensoriale – dunque il valore dei vini Sangiovese della zona del Chianti Colli
Fiorentini è strettamente correlata alla
composizione delle uve
La classificazione delle uve in funzione della qualità
attesa è parametrizzabile per mezzo di poche
variabili di semplice valutazione (Zuccheri, pH,
Wine Cloud)
Un eccellente grado di previsione è già riscontrabile
con due settimane di anticipo rispetto alla
vendemmia
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Conclusioni
Il controllo del processo è possibile, semplice ed
economico sin dalla fase di macerazione
Uno standard di maturazione più elevato consente di
ottenere livelli qualitativi ottimali anche con
tecniche di macerazione abbreviate, con evidenti
economie gestionali
Viceversa, una maturazione insoddisfacente richiede
tempi più lunghi e temperature più elevate – oltre
all’eventuale impiego di pratiche supplementari per ottenere un’estrazione sufficiente
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grazie per l’attenzione!!!
Enol. Stefano Ferrari
[email protected]
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