SANDRA TORRIANI

Metodi per il controllo microbiologico

dei mosti e dei vini in assenza di anidride solforosa

Dipartimento di Biotecnologie, Università degli Studi di Verona

Convegno tecnico:LA RIDUZIONE DEI SOLFITI NEI VINI

COME GRANDE OPPORTUNITÀ DI MERCATO

IMPIEGO DI SOLFOROSA IN ENOLOGIA

LEGISLAZIONI SULLA SOLFOROSA

dal Dic. 2005 è diventato obbligatorio riportare in etichetta

la frase “contiene solfiti” (10 mg/L )

L’ Organizzazione Mondiale della Sanitàcomprende l’SO2 tra i conservanti (E220) e ne indica la Dose Giornaliera Ammissibile in 0,7 mg/kg di peso corporeo.

All’eccesso di assunzione di SO2 sono attribuiti vari disturbi, ad es. l’insorgenza di emicranie.

Attualmente i limiti legali alla presenza di solfiti nei vini sono fissati dalla legislazione comunitariaReg. CE 606/2009

Oltre all’effetto tossico, l’SO2 ha anche un’azione allergenica, per cui con l’entrata in vigore della Direttiva CE n.89/2003,

Tenore totale SO2 (mg/L)

Vini rossiVini bianchi e

rosati

< 5 g/L >5 g/L < 5 g/L > 5 g/L

150 200 200 250

Pittogramma Reg. CE 607/2009 art. 51, par. 2

SOLFOROSA COME INDICE DI QUALITÀ?

Il consumatore consapevole è orientato verso alimenti salubri privi di additivi

chimici.

La quantità di SO2 nei vini può qualificare le

produzioni enologiche, non solo quelle biologiche,

che sono ottenute con un uso molto contenuto di SO2

durante la vinificazione.

MOSTO FERM.

ALCOLICA

FERM.

MALOLATTICABOTTIGLIA

LEGNO

O

ACCIAIO

Il vino può trovare nel suo ridotto contenuto di SO2 un ulteriore

fattore di valorizzazione, anche in termini commerciali e

promozionali.

AZIONE ANTIMICROBICA DELLA SOLFOROSA

MOSTO FERM.

ALCOLICA

FERM.

MALOLATTICABOTTIGLIA

LEGNO

O

ACCIAIO

• Inibizione lieviti non-Saccharomyces,

• Inibizione batteri malolattici nei vini bianchi,

• Prevenzione dello sviluppo di Brettanomycesspp. e contaminanti batterici,

• Controllo proliferazione microbica.

PRATICHE ENOLOGICHE ALTERNATIVE AI SOLFITI

ADDITIVI CHIMICI

• “Classici”

(es. dimetildicarbonato, acido ascorbico, acido sorbico)

• “Naturali”

(es. lisozima, chitinasi, batteriocine, zimocine)

Stato sanitario delle uve, igiene della cantina e idonee pratiche enologiche sono i “cornerstones” della strategia che l’enologo deve applicare

contro la proliferazione incontrollata dei microbi di deterioramento.

TRATTAMENTI FISICI

• Campi elettrici pulsati,

• Trattamenti a elevate pressioni,

• Ultrasuoni ad alta intensità,

• Luce ultravioletta

Irraggiamento nella regione C degli ultravioletti (UV-C).

I raggi UV-C interagiscono con il DNA dei microrganismi

I residui di timina formano dimeri � i microrganismi non si replicano

TRATTAMENTI con LUCE ULTRAVIOLETTA

254 e 260 nm

� Il trattamento UV è già stato applicato con successo:

� Anche in impianti di imbottigliamento di cantine:

- trattamento dell’acqua,

- sanitizzazione dell’aria.

- per il controllo dei microrganismi e dell’attività enzimatica in succhi di frutta

� Trattamenti sperimentali su mosto d’uva e vino contaminati artificialmente

[Koutchma et al., 2009, Food and Bioprocess Technology 2:138;Falguera et al.,2011, LWT-Food Science and Technology 44:115]

[Fredericks et al., 2011. Efficacy of ultraviolet radiation as an alternative technology to inactivate microorganisms in grape juices and wines. Food Microbiol. 28:510]

I RAGGI UV-C NELL’INDUSTRIA DELLE BEVANDE

Per ovviare allo scarso potere di penetrazione dei raggi UV negli alimenti sono stati progettati reattori a flusso turbolento.

L’impianto base è formato da 40 tubi in serie ciascuno dei quali contiene una lampada

UV-C (254 nm)

Il campione è fatto circolare a un flusso costante di 4.000 L/h. Modulando il numero di lampade o facendo circolare più volte il campione da trattare, è possibile applicare dosaggi di luce diversi.La dose è circa 1.000 J/L.

TECNOLOGIA SurePure (Milnerton, South Africa)

I tubi sono stati progettati per generare un flusso turbolento del liquido da trattare, migliorando la capacità di penetrazione dei raggi UV e la capacità di inattivare i microrganismi.

Controllare le fermentazioni e le contaminazioni microbiche senza l’aggiunta di additivi chimici è uno degli obiettivi dell’industria enologica da raggiungere per ottenere vini salubri come richiedono i consumatori.

Premessa

Applicazione di un nuovo trattamento UV-C alternativo all’uso dei solfiti nell’industria enologica per il controllo dei microrganismi contaminanti e per il miglioramento della qualità di mosti e vini (UVASOL).

SPERIMENTAZIONE CON UV-C

Ricerca

MOSTO FERM.

ALCOLICA

FERM.

MALOLATTICABOTTIGLIA

LEGNO

O

ACCIAIO

PROVA DI LABORATORIO

Valutare laresistenza intrinseca caratteristica di diverse speciedi lieviti e batteri enologici alla radiazione UV-C.

Ogni coltura in fase stazionaria è stata diluita e le diluizioni sono state piastrate in triplicato su terreno YPD Agar (lieviti), MRS Agar (batteri lattici) e FM (batteri acetici).

Le piastre sono state irradiate con lampada Spectroline Longlife™ Filter Model ENF-240C/FE(Spectronics Corporation, USA) a 254 nm in modo statico.

Il tempo di esposizione è stato di 277 sec, in modo da ottenere lo stesso dosaggio dell’impianto SurePure.

E’ stata calcolata la riduzione logaritmica media confrontando i risultati delle conte delle diluizioni trattate e delle diluizioni controllo (non sottoposte a trattamento UV-C).

Obiettivo

Materiali e metodi

EFFICACIA DEI RAGGI UV-C sui BATTERI

Specie di batteri

Conta (UFC/mL)Riduzione

logaritmicaPrima trattamento UV-C

Dopo trattamento UV-C

Acetobacter aceti 7,7·106 ± 3,4·106 13 ± 15 6,0 ± 0,8

A. malorum 9,1·106 ± 1,1·106 93 ± 77 5,5 ± 1,3

A. oeni 2,2·106 ± 5,7·105 23 ± 5 5,4 ± 0,8

A. pomorum 9,7·106 ± 8,8·105 66 ± 30 5,7 ± 1,0

Gluconobacter oxydans 5,3·106 ± 1,2·106 63 ± 6 5,5 ± 0,9

Lactobacillus hilgardii 2,3·107 ± 2,4·106 44 ± 38 6,1 ± 1,0

L. paracasei/rhamnosus 2,7·107 ± 4·105 36 ± 32 6,3 ± 0,9

L. buchneri/parabuchneri/sunkii 3,9·107 ± 3,7·106 90 ± 70 6,2 ± 1,2

Oenococcus oeni 5,3·107 ± 4,2·106 77 ± 32 6,4 ± 1,1

Tutte le specie di acetobatteri e di batteri lattici testate hanno mostrato una riduzione logaritmica molto marcata, sempre superiore alle 5 unità logaritmiche.

EFFICACIA DEI RAGGI UV-C sui LIEVITI

Specie di lievito

Conta (UFC/mL)Riduzione

logaritmicaPrima trattamento UV-C

Dopo trattamento UV-C

Candida steatolytica 3,8·107 ± 1,3·107 70 ± 30 5,7 ± 0,2

Candida zemplinina/stellata 9·105 ± 3·105 4,6·102 ± 6,3·102 3,6 ± 0,7

Hanseniaspora osmophila 2,3·105 ± 2,3·105 N.R. 5,2 ± 0,4

Hanseniaspora uvarum 4·105 ± 2,6·105 36 ± 47 4,4 ± 1,2

Lachancea thermotolerans 2,1·106 ± 3·105 10 ± 17 5,8 ± 0,8

Metschnikowia pulcherrima 5,6·106 ± 7·105 6 ± 11 6,3 ± 0,8

Pichia galeiformis/membranifaciens 4,3·106 ± 2,5·106 46 ± 47 5,1 ± 0,3

Pichia kluyveri 2,6·106 ± 2·105 1,3·103 ± 2·102 3,2 ± 0,05

Saccharomyces cerevisiae 8,2·106 ± 7·105 13 ± 10 6,0 ± 0,8

* I più sensibili sono stati S. cerevisiae, L. thermotoleranse M. pulcherrima, che mostrano un elevato tasso d’inattivazione.

*P. kluyverie C. zemplinina/stellata, sono > resistenti alla radiazione UV-C.

PROVE DI CANTINA

Valutare l’efficacia dell’applicazione UV-C con l’impianto SurePure per la stabilizzazione microbiologica di mosto d’uva e vino.

�Diverse cantine d’Italia,

�Differenti tipi di matrice: - mosto,- vino bianco e rosato, - vino rosso,

�Prove a diverso dosaggio (25-2.000 J/L),

�Prove a dosaggio 1.000 J/L.

Obiettivo

Materiali e metodi

� Determinazione del numero dei microrganismi (UFC/mL), prima e dopo il trattamento UV-C in terreni specifici (lieviti in WL, LAB in MRS,

batteri aerobi in WLD).

RISULTATI: MOSTO di UVA GARGANEGA

0

1

2

3

4

5

Cont 125 250 500 625 750 1000

J/L

Log

UF

C/m

L

Lieviti LAB AAB

Correlazione tra dosaggio di radiazione UV-C e tasso d’inattivazione (Keyser et al. 2008)

Conte iniziali (UFC/mL)

Lieviti LAB AAB

3·104 1·104 3·104

RISULTATI: VINO PINOT GRIGIO

Correlazione tra dosaggio di radiazione UV-C e tasso d’inattivazione (Keyser et al. 2008)

Conte iniziali (UFC/mL)

Lieviti LAB AAB

1·105 1·102 2·102

0

1

2

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4

5

6

Cont 125 250 500 625 750 1000

J/L

Log

UF

C/m

L

Lieviti LAB AAB

RISULTATI: VINO SANGIOVESE

Il trattamento è risultato efficace per i LAB, ma non per gli altri gruppi microbici.

Conte iniziali (UFC/mL)

Lieviti LAB AAB

5·104 3·102 7·102

0

1

2

3

4

5

Cont 500 750 1000 2000

J/L

Log

UF

C/m

L

Lieviti LAB AAB

RISULTATI: MOSTI

L’inattivazione dei lieviti è stata in genere elevata (3,38 ± 1,77 Log)Elevata suscettibilità dei batteri alla radiazione UV-C (LAB 2,05 ± 1,76 Log; AAB 2,49 ± 1,55 Log)

Conte iniziali (UFC/mL) Riduzioni logaritmiche

Campione Lieviti LAB AAB Lieviti LAB AAB

Mosto di Garganega, FT 3,1·104 1,2·104 3,1·104 4,49 4,08 4,49

Mosto Garganega, SB 5,5·107 60 1,1·102 5,32 0,48 2,04

Mosto di Moscato, FF 4,7·106 1,9·102 102 4,72 2,27 2

Mosto passito, FLV 5·107 103 8,2·103 2,09 3 2,14

Mosto di Prosecco, CB 107 4·103 5·103 5,3 2,12 1,92

Mosto di Trebbiano, CVC 5,6·107 2,7·104 1,3·105 1,97 4,43 2,48

Mosto di Verdicchio, MN 7·104 N.R. 7,7·104 0,76 - 4,89

3,38 ± 1,77 2,05 ± 1,76 2,49 ± 1,55

Trattamento a 1.000 J/L

RISULTATI: VINI BIANCHI E ROSATI

Il sistema SurePure è risultato estremamente efficace nell’abbattere la carica microbica, anche quando il livello numerico iniziale è molto elevato.

Trattamento a 1.000 J/L

Conte iniziali (UFC/mL) Riduzioni logaritmiche

Campione Lieviti LAB AAB Lieviti LAB AAB

Asti spumante, TS 3,3·107 N.R. N.R. 7,51 0 0

Chardonnay, MZ 8·104 1,5·102 60 4,90 2,18 1,78

Fiano, TF 5·104 >105 3·106 4,70 6,00 6,48

Garganega, COL 1,5·102 30 50 2,17 1,48 1,69

Garganega, DC 1,3·105 104 20 2,51 4,00 1,30

Garganega, VR 2·106 90 70 2,85 1,95 1,84

Pinot grigio, RDL 1,3·105 1,3·102 2,4·102 5,11 2,00 2,34

Prosecco 1,5·104 4·102 9·103 4,18 2,60 3,95

Rosato, RDL 1,6·105 1,4·104 N.R. 5,20 4,14 0

Schiava rosato, RDL 7·107 80 3,6·102 7,84 1,90 2,56

Trebbiano, CVC 5·104 6·105 2·104 4,70 5,78 3,00

4,70 ± 1,82 2,91 ± 1,85 2,27 ± 1,82

RISULTATI: VINI ROSSI

Il tasso di inattivazione nei vini rossi è basso soprattutto per i lieviti, in quanto sono ricchi in sostanze polifenoliche, come antociani e tannini, che sono in grado di assorbire la radiazione ultravioletta

Trattamento a 1.000 J/L

Conte iniziali (UFC/mL) Riduzioni logaritmiche

Campione Lieviti LAB AAB Lieviti LAB AAB

Aglianico 1, TF 107 7,4·104 2,6·103 1,00 1,23 0,64

Aglianico 2, TF 107 2,4·103 7,6·103 0,79 0,78 0,77

Aglianico, CD 2,4·103 1,4·104 1,4·104 0,54 1,16 0,59

Amarone FW, GIV 7·105 90 80 - 1,95 0,60

Amarone, GIV 9·105 4,4·103 8,2·103 1,18 0,90 1,01

Barolo, FF 2·103 6·103 3·103 0,60 0,60 3,48

Sangiovese, CVC 5·104 3,4·102 7·102 0,30 1,20 1,15

Syrah in barrique, 70 N.R. N.R. 0,07 - -

Tai rosso, LP 6·107 N.R. 1,3·102 0,23 - 2,11

Vino rosso, COL 6·102 103 6·104 0,96 3,00 4,00

Vino rosso, FLV 1,7·108 5,4·103 1,3·102 1,93 1,24 -

0,63± 0,57 1,08± 0,81 1,32± 1,28

PROVE PRELIMINARI DI STABILITA’

Obiettivo

Materiali e metodi

Valutare la stabilità microbiologica di vini trattati con UV-C.

�Campioni di vino trattato e controllo,

�Conservazione a 4°C e 20°C,

�Analisi microbiologiche nel tempo.

Vino Barbera

CONCLUSIONI

• Le prove in laboratorio hanno indicato che i lieviti e i batteri presenti nei mosti e nei vini sono suscettibili alla radiazione UV-C. Alcune specie del genere Pichiae Candidasono maggiormente resistenti.

• Il trattamento UV-C si è dimostrato efficace nel diminuire la concentrazione dei microrganismi indigeni associati ai vini bianchi/rosati e ai mosti.

• E’ necessario ottimizzare i dosaggi di radiazione UV in base al campione da trattare: i vini rossi richiedono un trattamento prolungato.

• I fattori che limitano l’inattivazione microbica :- Tipo e stato fisiologico dei microrganismi - Sostanze polifenoliche - Torbidità

MOSTO FERM.

ALCOLICA

FERM.

MALOLATTICABOTTIGLIA

LEGNO

O

ACCIAIO

CONCLUSIONI

• Questo metodo per il controllo della contaminazione microbica può

consentire di ottenere una stabilizzazione microbiologica dei prodotti per

lungo tempo.

• Il sistema SurePure si pone come valida alternativa all’azione antimicrobica

dell’SO2 durante il processo di vinificazione in bianco.

• Saranno effettuati studi specifici per indagare eventuali effetti del trattamento

UV-C sulle caratteristiche organolettiche e sul colore.

MOSTO FERM.

ALCOLICA

FERM.

MALOLATTICABOTTIGLIA

LEGNO

O

ACCIAIO

Ringraziamenti

Le cantine, gli enologi e i tecnici per il loro prezioso aiuto e supporto nel condurre le sperimentazioni.

I miei collaboratori:Dr.ssa Marilinda LorenziniDr. Fabio FracchettiDr.ssa Franca Rossi Dr. Alessio Artuso

Grazie per l’attenzione