La cantina come nicchia ecologica di Saccharomyces cerevisiae

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Tra ipotesi e certezze: l’esistenza di un ciclo di Saccharomyces cerevisiae all’interno della cantina

Come ben tutti sanno, il vino è una bevanda alcolica fermentata e il processo di trasformazione degli zuccheri in etanolo avviene a carico di microrganismi, i quali sono capaci di demolire tali molecole organiche per dar vita a composti inediti e non presenti originariamente nella materia prima. Saccharomyces cerevisiae, il principale (ma non unico!) attore della trasformazione del mosto d’uva in vino, è un microrganismo eucariotico unicellulare appartenente al dominio Fungi, lo stesso a cui appartengono muffe ed altri lieviti.

In natura questo ceppo si può incontrare in una grande varietà di ambienti e superfici, tra cui quelle di molti alimenti e persino a livello del tratto gastrointestinale e di altre superfici corporee, così come in ambienti acquatici o in campioni di terreno.

Sulla superficie dell’acino d’uva vi si possono trovare diverse specie microbiche presenti naturalmente nel terreno e negli ambienti di produzione primaria vitivinicola. Si stima, infatti, che circa 103 – 105 UFC/g di microrganismi siano presenti stabilmente sull’uva raccolta in campo e in buono stato di salute; è bene sottolineare questo aspetto, poiché in caso di uve non integre o comunque fortemente contaminate, la cifra si attesta intorno alle 106 – 108 UFC/g, con prevalenza di batteri acetici e muffe (Botrytis cinerea, Penicillum, Aspergillus tra le più note).

Normalmente, le specie presenti sull’acino risultano essere in maggioranza lieviti, tra cui: Hanseniaspora uvarum (Kloeckera apiculata), Hanseniaspora guilliermondii (Kloeckera apis), Candida stellata, Metschnikowia pulcherrima, Cryptococcus, Pichia, Kluyveromyces e solo in minima parte Saccharomyces cerevisiae. Tra i batteri lattici Lactobacillus, Oenococcus e Pediococcus, mentre tra gli acetici Gluconobacter, Acetobacter e Gluconacetobacter.

In questo articolo si spiega la probabile esistenza di un ciclo biologico di Saccharomyces cerevisiae all’interno della cantina.

Come si spiega la modesta presenza del principale fautore della fermentazione alcolica?

V’è senza dubbio una ragione biologica e al contempo tecnologica come primo approccio al problema. La fermentazione viene condotta, nelle prime fasi, da lieviti apiculati e non dagli ellittici (a cui S. cerevisiae appartiene), i quali conducono una trasformazione in alcol molto più tumultuosa, fermentando anche il fruttosio e producendo anche quantità non trascurabili di acido acetico (un’elevata presenza dello stesso comporterebbe uno dei difetti a cui il vino può essere soggetto e cioè lo “spunto acetico”).

Quando il contenuto di alcol nel mosto sale (5-6°), col procedere della fermentazione, i lieviti apiculati non resistono alla presenza del loro stesso rifiuto metabolico e soccombono, lasciando spazio alla conduzione del processo da parte di Saccharomyces cerevisiae. Ciò però non è sufficiente a spiegare la ridotta presenza iniziale sull’acino d’uva, poiché il microrganismo in questione è in grado di riprodursi ed è presente in numero adeguato anche all’inizio della fermentazione, fase in cui la considerevole presenza di ossigeno fa sì che i lieviti presenti si moltiplichino.

Tre presupposti, confermati da vari gruppi di ricerca, aiutano a schiarire le idee:

  • Il lievito vinario non è massicciamente presente negli ambienti di produzione della materia prima dell’industria enologica (più semplicemente: superfici della vigna, bacca d’uva e suolo del vigneto);
  • I saggi di fermentazione naturale realizzati in laboratorio in condizioni di asetticità e mediante estrazione del succo con pressione non hanno fornito un prodotto idoneo alla denominazione di “vino”;
  • In fermentazioni naturali condotte in cantina si svolgono, con rarissime eccezioni e in modo normale, con prodotti che possono essere denominati come “vino”.
lieviti ellittici al microscopio ottico (ingr. 40x)
Figura 1 – lieviti ellittici al microscopio ottico (ingr. 40x)

Tutto lascerebbe intendere che la nicchia ecologica di Saccharomyces cerevisiae sia la cantina. In accordo con le definizioni vigenti, per cantina si intende l’insieme dei locali nei quali il vino si può trovare in fase “sciolto”, in fase di riposo, oppure in fase di invecchiamento. L’insieme di tutti i locali adibiti alla ricezione dell’uva e alla trasformazione di quest’ultima in vino è detto enopolio, termine oramai desueto.

La fermentation pouvait trouver cause dans les cellules qui certainement contaminaient les surfaces des sites, utensiles et vases de vendage

Pasteur, sul finire dell’Ottocento, ebbe a dire: “La fermentation pouvait trouver cause dans les cellules qui certainement contaminaient les surfaces des sites, utensiles et vases de vendage”.

Il primo vero esperimento condotto in tal senso lo dobbiamo due enologi francesi, risalente al decennio 1950-60, i quali dimostrarono che le cellule vive di S. cerevisiae sono costantemente e in grandi quantità presenti su tutte le superfici esposte della cantina, pavimenti, soffitti, muri perimetrali, vasi vinari e apparecchi vari, persino sulle mani di operatori.

L’esperimento

Il discorso è stato ripreso negli anni ’80 da ricercatori italiani dell’Università di Perugia, dimostrando che più dell’80% delle cellule isolabili nei luoghi di produzione del vino appartengono alla specie vinaria (da qui, la riflessione che siano proprio i lieviti che colonizzano la cantina a funzionare come starter nel caso di fermentazioni condotte naturalmente cioè senza l’utilizzo di starter).

L’esperimento è stato condotto in cantina pilota, utilizzando per due vendemmie consecutive il lievito marcato come starter selezionato, cioè il ceppo di S. cerevisiae DBVPG 1883 formante colonie bianche distinguibili su agar al bismuto, a differenza delle colonie naturali formanti colonie nere; la fermentazione del terzo anno è stata lasciata decorrere per via naturale, senza aggiunta di starter.

Nel corso del primo anno, si è assistito ad una progressiva presa di possesso delle superfici di cantina da parte del lievito marcato a colonia bianca, che diventava rapidamente la specie fermentante largamente prevalente (insieme a pochi altri lieviti dal metabolismo ossidativo del tipo Candida e Pichia). Nel secondo anno, la presa di possesso andava a consolidarsi, fino ad arrivare alla terza vendemmia in cui i lieviti selvaggi (colonie nere) rimanevano in concentrazioni assolutamente minori (<5%).

sezione delle storiche cantine di Mastroberardino, Atripalda (AV)
Figura 2 – sezione delle storiche cantine di Mastroberardino, Atripalda (AV)

Risultati

Tali risultati, ripetuti e confermati in altri saggi di fermentazione condotti con il lievito marcatore, dimostrano che le cellule possono passare agevolmente dalle superficie dell’ambiente di cantina al mosto e viceversa, contaminando in maniera netta anche le attrezzature e le mani degli operatori.

Restano da approfondire, dunque, i risvolti tecnologici e pratici della vicenda, nella quale si delineano aspetti interessanti a livello di selezione genetica di nuove proprietà enologiche.

Si ringrazia Marco Cozzolino per la stesura dell’articolo “La cantina come nicchia ecologica di Saccharomyces cerevisiae”

Fonti

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