Lieviti per Spumantizzazione: Caratteristiche e Importanza nella Produzione di Spumanti

La spumantizzazione è il processo di produzione degli spumanti, che trasforma un vino base in un vino effervescente. Questo processo si realizza inducendo una seconda fermentazione completa di una soluzione zuccherina addizionata con lieviti specifici, portando a una sovrapressione di almeno 3 bar.

Analogamente ai vini fermi, anche per gli spumanti esiste una classificazione di qualità, che va ad integrare il sistema delle denominazioni di origine e che è definita a livello Europeo dal reg. V.S. Vino spumante da tavola, con sovrapressione min. V.S.Q. Vino spumante di qualità, con sovrapressione in. Se lo spumante è ottenuto da vitigni aromatici, si sostituiscono le lettere V.S. “vino spumante” con V.S.A. “vino spumante aromatico“. Lo spumante ottenuto con additivazione di anidride carbonica gassosa è definito V.S.G. I vini frizzanti sono caratterizzati da una sovrapressione massima di 2,5 bar.

La classificazione degli spumanti, dal punto di vista del contenuto zuccherino, riprende quella tradizionalmente utilizzata nello Champagne, ed integrata nel regolamento CE n. 607/2009-allegato XIV.

I lieviti, ed in particolare i Saccharomyces, sono i microrganismi che, fermentando, trasformano gli zuccheri del mosto nell’alcool del vino; sono quindi l’elemento fondamentale nella vinificazione e svolgono il lavoro cruciale nella fermentazione alcolica. I lieviti rispondono a necessità biologiche e per questo, nel mosto, per poter sopravvivere svolgono la fermentazione e trasformano ogni grammo di zucchero in 0,62 grammi di alcool, inoltre sviluppano anidride carbonica in questo processo e ciò è fondamentale per la produzione dei vini spumanti e frizzanti tramite rifermentazione del vino.

Per le dosi solitamente si sta tra i 20 e i 30 grammi per ettolitro di mosto, ma ogni lievito ha le sue dosi e soprattutto è molto importante seguire in maniera puntuale i protocolli indicati dalla casa produttrice, specialmente in merito alle temperature di riattivazione.

Caratteristiche Fondamentali dei Lieviti per la Presa di Spuma

Il lievito per spumante deve possedere alcune caratteristiche fondamentali per garantire una fermentazione efficace e un prodotto finale di alta qualità. Ecco le principali:

• Capacità di rifermentare in un ambiente alcolico: Il lievito deve essere in grado di rifermentare un vino con un grado alcolico abbastanza elevato (mediamente un vino base per spumante ha un grado alcolico di 11%Vol) dove la disponibilità dei nutrienti è abbastanza ridotta a causa della fermentazione alcolica primaria.
• Tolleranza alle basse temperature: Solitamente la presa di spuma avviene a temperature comprese tra 11 e 15 °C, mentre la temperatura ottimale per lo sviluppo del lievito è compresa tra i 25 e i 30°C.
• Fattore Killer K2: Questa caratteristica conferisce al lievito la capacità di inibire altri microrganismi indesiderati.
• Resistenza all'alcol: Essenziale per sopravvivere e operare in ambienti con elevate concentrazioni di alcol.
• Debole produzione di SO2 e acidità volatile: Per evitare la formazione di composti indesiderati che possono compromettere la qualità del vino.
• Ottima cinetica fermentativa: Con fasi di latenza piuttosto basse, garantendo un avvio rapido della fermentazione.
• Attitudine all'autolisi: Al termine della rifermentazione, il lievito deve essere in grado di andare in autolisi, liberando componenti aromatiche e mannoproteine che influiscono positivamente sulle caratteristiche organolettiche del vino.

Implicazioni Microbiologiche dell’Inoculo di Lieviti Selezionati

L’inoculo di lieviti selezionati enologici nel mosto ha significative implicazioni microbiologiche che influenzano la dinamica della popolazione microbica e la qualità della fermentazione. I lieviti selezionati interagiscono con la microbiota nativa del mosto, predominando rapidamente sugli altri microrganismi presenti. Questa predominanza è fondamentale per prevenire fermentazioni spontanee incontrollate, che possono talvolta portare a produzione di off-flavours e altre problematiche microbiologiche.

L’introduzione di lieviti selezionati permette di avviare una fermentazione più prevedibile e controllata, riducendo il rischio di contaminazioni da parte di microrganismi indesiderati come batteri lattici o lieviti selvatici. Questi microrganismi possono produrre composti indesiderati (come acido acetico o solfuro di idrogeno) che compromettono la qualità del vino. I lieviti selezionati, grazie alla loro robustezza e capacità di adattamento, garantiscono una fermentazione completa ed efficiente, migliorando la stabilità microbiologica del vino.

L’uso di lieviti selezionati enologici offre vantaggi significativi dal punto di vista della qualità del prodotto finale. La loro capacità di resistere a condizioni ambientali difficili e di competere efficacemente con la microbiota nativa consente ai produttori di ottenere vini con profili aromatici e gustativi allineati alle aspettative. Inoltre, l’inoculo di lieviti selezionati può essere ottimizzato per lavorare in sinergia con nutrienti specifici, migliorando ulteriormente il processo fermentativo e la qualità del vino.

Selezione dei Lieviti: Caratteristiche Genetiche e Proprietà Fermentative

I lieviti selezionati enologici sono scelti per specifiche caratteristiche genetiche che influenzano direttamente le loro proprietà fermentative. Le analisi genetiche identificano marcatori specifici che conferiscono ai lieviti una maggiore capacità di fermentare, migliorando l’efficienza e la prevedibilità del processo fermentativo.

Alcuni lieviti sono spesso selezionati per la loro resistenza a stress ambientali come alte concentrazioni di alcol, variazioni di temperatura e pressioni osmotiche, assicurando una fermentazione robusta e costante. Le mutazioni genetiche nei lieviti selezionati possono influenzare la produzione di composti aromatici desiderabili, come esteri e alcoli superiori, che contribuiscono al miglioramento del profilo sensoriale del vino, altri posso favorire il rilascio di mannoproteine o polisaccaridi, rendendo il vino più complesso e attraente per i consumatori.

Una accurata selezione del ceppo da utilizzare consente di ottimizzare il metabolismo del lievito, garantendo non solo una fermentazione completa ma anche un miglioramento della qualità finale del prodotto. L’uso di lieviti selezionati enologici permette di controllare meglio il processo di fermentazione, riducendo i rischi associati a fermentazioni spontanee e migliorando la qualità finale del vino prodotto.

L’applicazione di queste conoscenze genetiche nella selezione dei lieviti rappresenta un avanzamento significativo nell’enologia moderna, permettendo ai produttori di vino di ottenere risultati di alta qualità con maggiore prevedibilità e sicurezza, senza ricorre all’utilizzo di Lieviti OGM, non autorizzati secondo la legislazione in vigore.

Impatto dei Lieviti Selezionati sulla Produzione di Aromi e Flavour

I lieviti selezionati enologici influenzano significativamente la produzione di composti aromatici ed il bouquet del vino. Durante la fermentazione, questi lieviti reagiscono con i precursori aromatici naturalmente presenti nelle uve, permettendo lo sviluppo di molecole come esteri, alcoli superiori e acidi volatili, che contribuiscono al profilo sensoriale del vino.

Gli esteri, ad esempio, sono responsabili di aromi fruttati e floreali, mentre gli alcoli superiori aggiungono complessità e profondità al bouquet aromatico. Gli acidi volatili, seppur in concentrazioni controllate, possono arricchire il vino con note aromatiche complesse.

La scelta del ceppo di lievito è fondamentale per modulare le caratteristiche aromatiche del vino. Studi hanno dimostrato che lieviti diversi permettono lo sviluppo di profili aromatici distinti, anche quando fermentano lo stesso mosto. Alcuni ceppi sono selezionati per la loro capacità di produrre elevati livelli di esteri, migliorando l’intensità aromatica, mentre altri possono essere scelti per la loro produzione di specifici alcoli superiori che influenzano positivamente la struttura e il corpo del vino.

La selezione di lieviti con caratteristiche fermentative ottimali permette di ottenere vini con un profilo aromatico desiderato, elevata complessità e maggiore appeal sensoriale, soddisfacendo le aspettative dei consumatori e valorizzando il prodotto finale.

Adattamento e Resistenza dei Lieviti Selezionati a Condizioni Estreme di Fermentazione

I lieviti selezionati enologici sono sviluppati per resistere e adattarsi a condizioni estreme di fermentazione, quali elevate concentrazioni di zuccheri, basse temperature e alte pressioni di alcol. Questi lieviti possiedono caratteristiche genetiche e fisiologiche che li rendono capaci di operare in ambienti altamente stressanti, garantendo una fermentazione completa e di alta qualità.

Le elevate concentrazioni di zuccheri nel mosto possono creare un ambiente osmotico sfavorevole per molti microrganismi, ma i lieviti selezionati sviluppano una maggiore tolleranza osmotica. Questo adattamento è spesso mediato da meccanismi molecolari come la produzione di glicerolo, che aiuta a bilanciare la pressione osmotica interna ed esterna della cellula del lievito.

Inoltre, la presenza di proteine da shock termico (HSP) permette ai lieviti di sopravvivere e funzionare efficacemente anche a basse temperature, favorendo una fermentazione controllata che può migliorare il profilo aromatico del vino. Ad alte concentrazioni di alcol, la membrana cellulare dei lieviti può destabilizzarsi, compromettendo la vitalità del lievito stesso.

I lieviti selezionati sono dotati di una membrana cellulare rinforzata con una composizione lipidica adattata per resistere a questi ambienti. Questo rende possibile la loro sopravvivenza e attività fermentativa anche quando i livelli di alcol aumentano durante la fermentazione.

L’uso di lieviti selezionati enologici consente ai produttori di vino di affrontare sfide legate alle condizioni ambientali estreme, garantendo fermentazioni efficienti e prevedibili. La capacità di questi lieviti di adattarsi a condizioni difficili non solo assicura un decorso fermentativo più regolare, ma migliora anche la qualità e la stabilità del vino prodotto.

Utilizzo dei Lieviti Selezionati nella Vinificazione Spumante

I lieviti selezionati enologici sono essenziali nella produzione di vini spumanti, particolarmente durante la fermentazione in bottiglia e la presa di spuma. Questi lieviti sono scelti per la loro capacità di produrre anidride carbonica in modo efficiente, fondamentale per la formazione del perlage caratteristico dei vini frizzanti e spumanti. La produzione di CO₂ deve essere costante e controllata per assicurare una spuma fine e persistente.

Le caratteristiche specifiche dei lieviti selezionati per la vinificazione spumante includono una elevata tolleranza alla pressione e una capacità di fermentare a basse temperature. Questi lieviti devono resistere alle alte pressioni interne delle bottiglie, che possono superare i sei bar, mantenendo al contempo un’attività metabolica sufficiente per completare la fermentazione secondaria.

I protocolli di fermentazione per la produzione di spumanti di alta qualità, secondo il Metodo Tradizionale, prevedono l’inoculo di lieviti selezionati direttamente nelle bottiglie, dove fermentano lentamente, migliorando l’integrazione dell’anidride carbonica e sviluppando aromi complessi. Durante questo processo, i lieviti rilasciano mannoproteine, che contribuiscono alla cremosità della spuma e alla stabilità del vino.

L’uso di lieviti selezionati enologici permette di ottenere un controllo preciso del processo fermentativo, garantendo un prodotto finale di qualità superiore, con perlage fine, una spuma persistente e un profilo aromatico ricco. Questi lieviti sono quindi strumenti indispensabili per i produttori che desiderano eccellere nella vinificazione spumante, offrendo vini con caratteristiche organolettiche distintive e un’alta stabilità nel tempo.

Lieviti Specifici per Metodo Classico e Metodo Charmat

Gli spumanti metodo classico sono considerati “vini speciali”, non solo per la legislazione italiana, ma anche perché il processo produttivo è del tutto peculiare e crea, sia dal punto di vista chimico che microbiologico, situazioni difficilmente riscontrabili nelle altre produzioni enologiche. Non sempre le condizioni della spumantizzazione sono ideali per far esprimere al meglio i lieviti sia nella fermentazione in bottiglia che nella autolisi in affinamento. Tale assunto si conferma già dall’inizio del processo di produzione di un vino spumante, in quanto il metodo champenoise e il metodo charmat creano ambienti considerevolmente differenti, puntando produzioni enologiche altrettanto diverse.

Vi sono dunque alcuni caratteri comuni, ma anche alcune peculiarità dei lieviti da impiegarsi in queste due produzioni. Nella presa di spuma in bottiglia etanolo, pH e pressione parziale di CO2 sono i fattori più limitanti, al limite della sopravvivenza per i lieviti. Per quanto riguarda gli spumanti metodo charmat non è da trascurare che le fermentazioni secondarie avvengano a basse temperature e con dosi non trascurabili di anidride solforosa.

La vinificazione in autoclave è, infine, un processo rapido, il rilascio di molecole ad alto valore sensoriale, come le mannoproteine, deve essere pertanto veloce, anche in assenza di una vera e propria autolisi. Questo carattere è dunque prerogativa dei lieviti impiegati nella produzione di spumanti metodo classico, perché facilita il processo di sboccatura del vino.

La capacità di adattarsi agli stress incombenti durante la fermentazione alcolica è il più importante carattere di selezione per ogni lievito vinario. Per quel che riguarda l’acidità è noto che un eccessivo gradiente tra la concentrazione protonica dell’ambiente, il vino, e il citoplasma metta sotto stressa la cellula, e in particolare i sistemi proteici di trasporto selettivo delle membrane cellulari, obbligandola a destinare una quota significativa dell’attività metabolica al mantenimento dell’omeostasi cellulare, distogliendola da altri metabolismi di maggiore interesse enologico. Ognuno di essi ha un impatto differente sulla vitalità e sul metabolismo cellulare.

Flocculazione, Autofagia e Autolisi

La flocculazione è un fenomeno biologico che vede l’aggregazione di diverse cellule di lievito, appartenenti alla stessa specie, in modo transitorio, ovvero reversibile. In altre parole, i flocculi, una volta formatisi, possono anche sciogliersi. Tale carattere è fondamentale perché semplifica notevolmente la separazione delle cellule dal vino nella presa di spuma in bottiglia.

La flocculazione dei lieviti per spumantizzazione è un processo differente da altre forme di aggregazione come i biofilm o la co-aggregazione tipica, ad esempio, dei lieviti della flor: in questi casi infatti possono essere coinvolte anche differenti specie di lievito. Nel caso dei lieviti per spumantizzazione la flocculazione è resa possibile da proteine di membrana che riconoscono, legandosi, i residui glucidici presenti nelle mannoproteine di altre cellule di S.

Vi sono tuttavia alcuni fattori ambientali che possono interferire con questo meccanismo, quali la presenza di zuccheri (Mannosio, maltosio, glucosio o saccarosio), il basso pH, la presenza di glicerolo, la concentrazione di diversi cationi e in particolare di Ca2+. Da queste poche righe si deduce che la floculazione dei lieviti è un fenomeno decisamente complesso: sono stati osservati almeno tre differenti fenotipi coinvolti, ognuno con diversi meccanismi e fattori inibitori o stimolanti.

Pertanto, per ovviare a questa complessità sono stati proposti sistemi artificiali di immobilizzazione dei lieviti che consentirebbero di aggregare le cellule in un substrato inerte, riducendo a pochi minuti la fase di sboccatura.

Il tempo è un fattore chiave nell’autolisi perché questo processo prevede differenti fasi e può essere influenzato da diverse variabili ambientali. Il processo di autolisi vede due step successivi, il primo è detto autofagia, il secondo propriamente autolisi.

L’autofagia è dunque un meccanismo di sopravvivenza che viene attivato dalla carenza ambientale di fattori essenziali alla vita cellulare, come ad esempio succede al termine della fermentazione alcolica in bottiglia quando zuccheri e composti azotati scarseggiano. L’autolisi è un processo naturale che avviene al termine del ciclo vitale di una popolazione microbica, è dunque autoindotto da cellule ancora vive.

Nei processi industriali quali la presa di spuma, o più comunemente la produzione di lisati cellulari per l’industria, l’autolisi può essere indotta modulando alcuni fattori ambientali quali la temperatura, la pressione osmotica, la disponibilità di ossigeno e la presenza di composti antibiotici.

L’autolisi è dunque importante nella maturazione di un vino spumante, ma perché? Qual è il ruolo dei diversi composti liberati dalle cellule nella definizione del profilo organolettico del vino? Per quanto riguarda i composti azotati, possiamo distinguere tre contributi. Il tasso di proteine rilasciate dal lievito aumenta nel vino spumante fino a 3 mesi dalla fine della fermentazione alcolica, vengono poi idrolizzate a peptidi che costituiscono la frazione più rappresentativa per quantità, stima fino al 60% del totale dei composti azotati, e durata nel tempo, raggiungendo il massimo intorno ai 15 mesi di affinamento. I peptidi hanno differenti funzioni sia verso le cellule ancora vitali che nei confronti del vino, le più rilevanti sono le funzioni antimicrobiche e antiossidanti.

La loro composizione, intesa come peso molecolare, ma anche l’idrofobicità e dunque l’interazione con il vino, mutano nel tempo, mano a mano che procede l’invecchiamento del vino. I peptidi tendono poi a ridursi in aminoacidi liberi, frazione che rappresenta circa il 10% dell’azoto nel vino spumante in affinamento con un aumento progressivo a partire dai 9 mesi di affinamento.

Polisaccaridi e mannoproteine arricchiscono il vino durante l’autolisi, essendo prodotti di disgregazione delle pareti cellulari. Le mannoproteine riducono la torbidità e influenzano positivamente schiuma e corpo del vino, la loro efficacia è mantenuta fino ai 18 mesi di invecchiamento, trascorsi i quali la qualità della schiuma tende a decrescere per l’accumulo di composti antagonisti, come il fruttosio.

I lipidi derivano in buona parte dalla degradazione delle membrane cellulari, la loro funzione è variabile in base alla lunghezza della catena carboniosa. Esteri, alcoli superiori e aldeidi sono le principali classi di composti aromatici liberati dall’autolisi del lievito, il rilascio avviene tipicamente all’inizio dell’autolisi per poi osservare una progressiva diminuzione, sia per fenomeni di adsorbimento sulle pareti cellulari, in particolare nel caso degli alcoli superiori, che di degradazione meramente chimica, come nel caso delle aldeidi.

Infine, l’imbrunimento che caratterizza i vini spumanti lungamente affinati è dovuto a fenomeni ovvero l’ossidazione dei composti fenolici e l’azione di enzimi citoplasmatici.

La tabella seguente riassume le principali caratteristiche dei lieviti utilizzati nella spumantizzazione:

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