DIPARTIMENTO DISMOT

DOTTORATO DI RICERCA IN

“ALIMENTAZIONE E NUTRIZIONE UMANA”

XXII CICLO - SSD: BIO/09

Coordinatore: Prof.ssa Caterina Mammina

“Indagine sui lieviti non-Saccharomyces di interesse in enologia: uno studio ecologico da approfondire in Sicilia”

Dottorando:

Dott.ssaRosanna Muriella

Tutor:

Prof.ssa Caterina Mammina

Triennio 2008/2010

Abstract

Backround

The grape is the prominent factor influencing the quality of the wine. The most prevalent yeasts on the grape come from a group of non-Saccharomyces, considered important for the final aromatic and salutary profile of wine.

The aim of this study was to identify the non-Saccharomyces yeast population of two Sicilian red grapes varieties, Nero d’Avola and Petit Verdot, during ripening for three consecutive vintages (2008-2010). Furthermore, the microbial population present on the Nero d’Avola grapes, which were being cultivated with two different systems, “cordone speronato” and Guyot, was identified for two consecutive vintages (2009-2010). Before doing the microbiological analysis, the quality of grapes was tested, estimating the total phenolic content (TP) and the total antioxidant capacity (TAC) of all simple picked during ripening until vintage.

Materials and Methods

Grapes, growing in vineyards from the same area (c/da Ferla, Mazara del Vallo – Sicily), were picked during ripening at intervals of 6-10 days. After pressing, grape must samples were analysed by Folin-Ciocalteau and crocin bleaching assays to determine TP and TAC respectively. Results were expressed as means and standard deviation of three tests. Subsequently, yeasts identification was conducted on colonies isolated from musts, characterized using Wallerstein Laboratory (WL) Nutrient Agar and restriction analysis of the amplified 5.8S-ITS rDNA region.

Results and Discussion

In all vintages, grapes reached good TP and TACvalues. Statistically significant differences in TP values (p<0,01)were found between the two varieties subjected to the same agricultural practices: Nero d’Avola grapes showed higher values, during the 2010 vintage particularly (16,63 ± 0,32 gGAE/L must), because of water deficit and unexpected climatic variations. Significant positive correlations between TP and TAC were detected in the grapes cultivated with “cordone speronato” and the Guyot system during the 2009 and 2010 vintage only, respectively.

By microbiological analysis, 12 different yeast species were identified. During ripening, number and diversity of species changed according to cultivar and climatic conditions. The most developed yeast species were Cryptococcus laurentii, Criptococcus flavus and Candida vinaria. Some species were identified on a variety or during a vintageonly. Grapes cultivated with the Guyot system showed a lower heterogeneity of yeast species.

Conclusion

Soil, agricultural practices and climatic conditions,characterizing the areas under study, do influence quality grapes. In fact, grapes showed good antioxidant properties. Some species isolated from these grapes could positively contribute to organoleptic characteristics of wine.

Riassunto

Introduzione

L’uva è la materia prima della vinificazione ed il suo stato di maturazione è il primo fattore che condiziona la qualità del vino. La maggior parte dei lieviti presenti sulla superficie degli acini appartiene al gruppo dei non-Saccharomyces, microrganismi capaci di modificare il profilo organolettico e salutare di un vino. Questi microrganismi sono stati oggetto di studio del presente lavoro di ricerca, condotto dal 2008 al 2010 sulle varietà Nero d’Avola e Petit Verdot, coltivate con sistema cordone speronato, e su uve Nero d’Avola coltivate a Guyot.

Materiali e metodi

Le uve, provenienti da vigneti della zona di Mazara del Vallo (Sicilia), sono state raccolte durante la maturazione e, innanzitutto, analizzate per il loro contenuto fenolico totale (metodo di Folin-Ciocalteau) e capacità antiossidante (metodo del crocin bleaching), in modo da definirne la qualità. Successivamente, sono state identificate le specie di lieviti per ciascuna varietà e sistema di coltivazione, utilizzando il terreno di coltura Wallerstein Laboratory (WL) Nutrient Agar e applicando l’analisi PCR-RFLP della regione 5.8S-ITS rDNA.

Risultati e discussione

Le analisi preliminari hanno evidenziato che alla vendemmia le uve hanno raggiunto buoni valori di contenuto fenolico e capacità antiossidante, soprattutto le uve Nero d’Avola, indipendentemente dal sistema di coltivazione della vite. Le analisi microbiologiche hanno condotto all’identificazione di 12 specie di lieviti, di cui 3 particolarmente diffuse sulle uve (Cryptococcus laurentii, Criptococcus flavus eCandida vinaria). Alcune specie sono state riscontrate solo su una varietà ed esclusivamente in una delle annate considerate (Pichia delftensis e Sporobolomyce roseus sulle uve Petit Verdot, annata 2008); mentre altre specie, come Metschnikowia pulcherrima, si sono sviluppate solo sulle uve coltivate a cordone speronato nell’annata 2010. Inoltre, le uve coltivate con sistema Guyot hanno sempre mostrato una minore variabilità in specie.

Conclusione

Nel complesso, l’indagine ha evidenziato l’influenza soprattutto della cultivar e delle condizioni ambientali sulle caratteristiche chimiche e microbiche delle uve e, quindi, sulla loro qualità.

Indice

Prefazione / Pag. 1

Capitolo 1. La maturazione dell’uva e la qualità del vino.

/ Pag. 5

1.1 Introduzione

/ Pag. 5
1.1.1 Le trasformazioni dell’uva durante il processo di maturazione /

Pag. 5

1.1.2 I fattori che influenzano la maturazione dell’uva

/

Pag. 8

1.1.3 La scelta della data di raccolta /

Pag.10

1.2 L’uva e il vino /

Pag.11

1.2.1 I composti fenolici nell’uva e nel vino /

Pag.11

1.2.2 Proprietà dei polifenoli /

Pag.15

1.2.3 I lieviti dell’uva ed il processo di fermentazione /

Pag.17

1.3 Varietà d’uva e sistemi di coltivazione della vite studiati

/

Pag.19

1.3.1 Uve Nero d’Avola /

Pag.19

1.3.2 Uve Petit Verdot

/

Pag.21

1.3.3 Sistema cordone speronato e sistema Guyot /

Pag.22

Capitolo 2. Metodiche utilizzate per descrivere la qualità delle uve.

/

Pag.23

2.1 Metodi per la determinazione del contenuto fenolico totale

/

Pag.23

2.1.1 Metodo di Folin-Ciocalteau

/

Pag.24

2.2 Metodi per la determinazione della capacità antiossidante

/

Pag.27

2.2.1 Metodo del “Bleaching” della crocina (CBA)

/

Pag.28

2.2.2 Messa a punto del metodo del “Crocin Bleaching” per la determinazione della capacità antiossidante dei mosti d’uva

/

Pag.29

2.2.3 Applicazione del metodo CBA sui mosti d’uva

/

Pag.36

Capitolo 3. Metodiche utilizzate per l’identificazione dei lieviti caratterizzanti le uve e applicazione sui mosti. / Pag.41
3.1 Metodi microbiologici per l’isolamento di lieviti non-Saccharomyces / Pag.41
3.1.1 Metodo di Cavazza e Poznanski (1998) / Pag.42
3.2 Metodi biomolecolari per l’identificazione delle specie di lieviti non-Saccharomyces / Pag.43
3.2.1 Metodo diGranchi et al. (1999) / Pag.44

3.3 Campionamento e analisi dei mosti d’uva

/ Pag.46
3.3.1 Criteri di campionamento / Pag.46
3.3.2 Raccolta delle uve / Pag.46
3.3.3 Trattamento dei campioni / Pag.47
3.3.4 Applicazione del metodo di Cavazza e Poznanski (1998) sui mosti d’uva / Pag.48
3.3.5 Applicazione del metodo di Granchi et al.(1999)sui mosti d’uva / Pag.50
Capitolo 4. Risultati delle analisi preliminari sulle uve. / Pag.54
4.1 Contenuto fenolico totale dei mosti d’uva / Pag.54
4.1.1 Valutazione del contenuto fenolico totale di due cultivar rosse siciliane rispetto alla stessa annata / Pag.54

4.1.2 Valutazione del contenuto fenolico totale di due cultivar rosse siciliane al variare dell’annata

/ Pag.58

4.1.3 Valutazione del contenuto fenolico totale di una cultivar rossa siciliana al variare del sistema di coltivazione della vite e dell’annata

/ Pag.60

4.2 Capacità antiossidante dei mosti d’uva

/ Pag.62

4.2.1 Confronto fra i valori di capacità antiossidante di varietà diverse nella stessa annata

/ Pag.62

4.2.2 Confronto fra i valori di capacità antiossidante di una stessa varietà in annate consecutive

/ Pag.65

4.2.3 Confronto fra i valori di capacità antiossidante di una varietà a sistema di coltivazione differente in due annate consecutive

/ Pag.67
4.3 Correlazione tra capacità antiossidante e contenuto fenolico totale nei mosti d’uva / Pag.68

4.3.1 Correlazione contenuto fenolico – capacità antiossidante nei campioni raccolti nell’annata 2008

/ Pag.71

4.3.2 Correlazione contenuto fenolico – capacità antiossidante nei campioni raccolti nelle annate 2009 e 2010

/ Pag.72
Capitolo 5. Risultati delle analisi microbiologiche sulle uve. / Pag.74
5.1 Contenuto in lieviti e muffe durante la maturazione dell’uva / Pag.74
5.1.1 Valutazione del contenuto in lieviti e muffe in due varietà d’uva siciliane rispetto alla stessa annata / Pag.75
5.1.2 Valutazione del contenuto in lieviti in due varietà d’uva siciliane al variare dell’annata / Pag.79
5.1.3 Valutazione del contenuto in lieviti e muffe di una cultivar siciliana al variare del sistema di coltivazione della vite e dell’annata / Pag.81
5.2 Morfologie di lieviti non-Saccharomyces su terreno di coltura WL Nutrient Agar / Pag.83
5.2.1 Uve Petit Verdot a sistema cordone speronato / Pag.85
5.2.2 Uve Nero d’Avola a sistema cordone speronato / Pag.85
5.2.3 Uve Nero d’Avola a sistema Guyot / Pag.86
5.3 Specie di lieviti non-Saccharomyces nei mosti d’uva / Pag.87
5.3.1 Evoluzione delle specie di lieviti durante la maturazione delle uve Petit Verdot in tre annate consecutive / Pag.90

5.3.2 Evoluzione delle specie di lieviti durante la maturazione delle uve Nero d’Avola a sistema cordone speronato in tre annate consecutive

/ Pag.93

5.3.3 Evoluzione delle specie di lieviti durante la maturazione delle uve Nero d’Avola a sistema Guyot in due annate consecutive

/ Pag.96

5.3.4 Confronto fra le popolazioni non-Saccharomyces alla vendemmia di differenti varietà e sistemi di coltivazione nella stessa annata

/ Pag.97

5.3.5 Confronto fra le popolazioni non-Saccharomyces alla vendemmia di differenti varietà e sistemi di coltivazione in annate consecutive

/ Pag.100

Capitolo 6. Discussione.

/ Pag.104

6.1 Discussione dei risultati delle analisi preliminari condotte sulle uve

/ Pag.104

6.2 Discussione dei risultati delle analisi microbiologiche condotte sulle uve

/ Pag.109
Conclusioni / Pag.117
Bibliografia / Pag.120