Com’è noto, i polifenoli svolgono un ruolo importante nell’ossidazione dei mosti, e nell’invecchiamento e nell’ossidazione del vino (Wildenradt et al. 1974, Singleton et al. 1985, Singleton 1987, Cheynier et al. 1988).

Tuttavia, a causa delle tecnologie disponibili (principalmente spettrofotometria UV visibile e cromatografia liquida ad alta prestazione – HPLC), questi composti sono difficili da misurare in cantina, tanto più che i metodi impiegati presentano diversi inconvenienti:

• sono lunghi da applicare, perché occorre preparare i campioni prima di poterli analizzare (filtrazione, diluizione e acidificazione);
• possono essere difficili da utilizzare in cantina a causa del costo dell’attrezzatura necessaria e delle competenze richieste per eseguire le analisi;
• i risultati ottenuti tramite HPLC sono estremamente dettagliati, ma difficili da interpretare per permettere di prendere decisioni in tempo reale.

Di conseguenza i vinificatori non possono prendere decisioni in tempo reale basate sulla composizione dei polifenoli durante la vinificazione.

Un’altra tecnica, l’elettrochimica, è stata adottata correntemente dagli universitari per studiare l’ossidazione dei polifenoli (Lunte et al. 1988, Hapiot et al. 1996, Makhotkina et ale. 2013), la composizione fenolica dei vini (Kilmartin et al. 2002, De Beer et al. 2004, Makhotkina et al. 2012) e l’estrazione dei polifenoli durante la vinificazione (Zou et al. 2002, Makhotkina et al. 2012).

Tuttavia, quando praticato con elettrodi tradizionali, questo metodo è complicato da utilizzare in cantina e non permette di ottenere risultati in tempo reale a causa dello sporco accumulato con ogni misurazione. L’ossidazione dei polifenoli porta infatti al loro assorbimento sulla superficie dell’elettrodo, rendendone così necessaria la pulizia tra una misurazione e l’altra, come peraltro indicato nella descrizione della metodologia in tutte le pubblicazioni sopracitate. La soluzione per evitare di dover pulire gli elettrodi dopo ogni misurazione consiste nell’utilizzare elettrodi stampati monouso (Avramescu et al. 2002).

Alcuni di questi elettrodi costituiti da un elettrodo di lavoro in carbonio, sono stati messi a punto per analizzare i composti fenolici dei mosti, dei vini e la loro ossidazione (Ugliano et al. 2013, 2015a, 2015b, 2015c, 2016) per essere utilizzati con il NomaSense PolyScan P200 (Wine Quality Solutions): un potenziostato che consente di effettuare un’analisi mediante voltammetria a scansione lineare.

Questa tecnica elettrochimica consiste nell’applicare tensioni crescenti al campione. A ogni nuovo grado di tensione, vari composti vengono ossidati e, di conseguenza, si liberano elettroni che generano corrente. La curva, intensità vs potenziale, che ne risulta (Figura 1) è come una sorta di “impronta digitale” dei composti ossidabili presenti nel campione e evolve nel corso di tutta la vinificazione.

Per rendere più semplice l’interpretazione dei dati in tempo reale e aiutare i vinificatori a prendere le decisioni del caso, a partire dalla curva, l’apparecchiatura calcola degli indicatori. In particolare:

• PhenOx: contenuto di polifenoli totali (equivalente di acido gallico in mg/l) in relazione con l’indice Folin-Ciocalteu.
• EasyOx: composti facilmente ossidabili.

Di seguito si riportano numerosi esempi di applicazione di tale tecnica come aiuto per prendere decisioni in tempo reale durante la vinificazione.

Controllo dell’estrazione dei polifenoli nei mosti bianchi

Una delle principali sfide tecniche delle prime fasi della vinificazione in bianco consiste nello stabilizzare il futuro vino per proteggerlo dall’ossidazione. Per raggiungere tale obiettivo occorre eliminare i polifenoli in eccesso tramite chiarifica o ossigenazione dei mosti. Il vinificatore deve poter valutare nel minor tempo possibile la concentrazione di polifenoli presenti nel mosto:

• o durante la pressatura, per poter separare in vasche diverse i mosti a basso contenuto di polifenoli da quelli ad alto contenuto di polifenoli;
• o prima della pulizia dei mosti e dell’inizio della fermentazione alcolica, per essere in grado di decidere se occorre procedere alla chiarifica o all’ossigenazione dei mosti.

Il controllo della concentrazione polifenolica permette di ottimizzare i programmi di pressatura per separare i mosti poveri da quelli ricchi di polifenoli, inviandoli in vasche diverse per poter così adattare il processo di chiarifica in base alla materia. Quando durante la pressatura non si osserva nessun aumento significativo della concentrazione di polifenoli (Figura 2), occorrerà apportare delle modifiche al programma, ad esempio riducendo il numero di movimenti per lo sgretolamento o il tempo di macerazione delle uve. Se invece il livello di polifenoli è stabile all’inizio della pressatura, ma poi aumenta come indicato dall’evoluzione dell’indice PhenOx in Figura 3, sarà facile separare i mosti all’inizio dell’applicazione della pressione a 800 mbar, quando si osserva un aumento di 100 unità.

L’utilizzazione quotidiana di questa tecnica per ottimizzare la separazione delle frazioni di pressatura non è tuttavia consigliabile, in particolare nelle cantine che trattano volumi importanti.

In questi casi, infatti, una volta ottimizzati i cicli di pressatura, è possibile analizzare solo i mosti delle vasche prima della chiarifica. L’assemblaggio dei mosti prima della chiarifica si baserà quindi sull’analisi chimica della qualità e il percorso di vinificazione potrà essere adattato alle diverse qualità di mosto (protezione dall’ossigeno per i mosti poveri di polifenoli, chiarifica o ossigenazione per quelli ricchi di polifenoli).

Tale procedura è mostrata nell’esempio seguente, osservato in una cantina cooperativa francese in cui sono utilizzati più metodi di pressatura, tra cui diverse presse pneumatiche da 150 hl per pressatura diretta, diverse vasche orizzontali di sgrondo dinamico e una vasca di sgrondo continuo “a rasterllo”. L’uva precedentemente sgrondata nelle vasche è quindi pressata in una pressa pneumatica da 480 hl. Ogni giorno viene riempito un gran numero di vasche per la chiarifica. L’assemblaggio di mosti di qualità simile e l’adattamento del processo alla qualità dei mosti è difficile da mettere in atto senza avere a disposizione un metodo che ne indichi in maniera semplice la qualità. L’uso della voltammetria a scansione lineare per misurare il contenuto di polifenoli dei mosti in ogni vasca di chiarifica è significativo per aiutare a prendere le decisioni del caso. Nell’esempio precedente, nel corso di una giornata, è stato possibile distinguere tre qualità di mosti diversi (Tabella 1):

• Mosto con bassa concentrazione di polifenoli, proveniente dalla sgrondatura delle presse pneumatiche da 150 hl e dalle vasche di sgrondo. In virtù del ridotto rischio di ossidazione dei mosti, in questo caso si è optato per un processo di vinificazione senza chiarifica, solo con solfitazione e inertizzazione.
• Mosto con concentrazione media di polifenoli, proveniente dalla pressatura delle presse pneumatiche da 150 hl, dal mosto fiore e dalle prime frazioni della pressa da 480 hl. In questo caso si è proceduto a una chiarifica con dosi moderate di coadiuvanti enologici (PVPP o proteine vegetali).
• Mosto ad alta concentrazione di polifenoli, proveniente dalle ultime frazioni della pressa da 480 hl. In questo caso si è proceduto a una chiarifica con dosi elevate di coadiuvanti enologici (PVPP e carbone).

Inoltre, nell’esempio preso in considerazione è stato ottenuto un vantaggio economico grazie a:

• adeguamento delle dosi di prodotti enologici utilizzati in base alla concentrazione polifenolica dei mosti, in modo da evitare dosi eccessive di coadiuvanti e quindi un’alterazione del profilo organolettico;
• recupero di volumi supplementari di mosti con a concentrazione media di polifenoli che prima non erano separati dai mosti-pressa della pressa da 480 hl;
• stabilizzazione precoce dei mosti di pressa contro l’ossidazione che permette l’assemblaggio con i vini fiore senza rischiare l’ossidazione precoce dell’assemblaggio stesso.

I valori finora citati, sono stati ottenuti da uve Sauvignon Blanc, ma sono state analizzati anche molti altri vitigni (Chardonnay, Grenache Blanc, Colombard, Gros Manseng, Moscato, ecc.) con risultati comparabili.

Controllo dell’estrazione dei polifenoli durante la macerazione tradizionale dei vini rossi

Il controllo dell’estrazione dei polifenoli durante la macerazione tradizionale dei rossi è utile per:

• determinare la fine dell’estrazione e avviare le fasi di svinatura e pressatura (procedimento particolarmente importante quando la cantina deve ottimizzare la rotazione delle vasche in previsione dell’arrivo di nuove uve);
• confrontare la concentrazione e la composizione fenolica di ogni vasca in modo da adattare l’affinamento e confrontare le annate (Bolkan, 2017).

La figura 4 e la figura 5 mostrano l’estrazione dei polifenoli durante la macerazione tradizionale di uve Tempranillo.

Nel primo caso (Figura 4), con l’inizio immediato della fermentazione alcolica, l’estrazione comincia sin dal primo giorno, per poi stabilizzarsi a partire dal sesto giorno. Nella seconda vasca, invece (Figura 5), l’estrazione ha inizio dopo sei giorni, ossia dopo la macerazione pre-fermentativa a freddo, che non permette un’estrazione dei polifenoli tanto veloce quanto quella possibile con l’inizio della fermentazione alcolica. A questo punto, quando si raggiunge la fase di stabilizzazione, se è necessario liberare le vasche, è possibile decidere di procedere alla svinatura.

Quando l’estrazione degli antoniani è controllata con il metodo di Puissant-Léon (metodo spettrofotometrico applicato in seguito a chiarificazione e acidificazione del mezzo) in parallelo a misurazioni voltammetriche, per entrambi i metodi si osservano profili evolutivi simili (Figura 6). La misurazione tramite voltammetria a scansione lineare permette quindi al vinificatore di prendere decisioni partendo da presupposti simili, ma semplificando la misurazione in sé, poiché la tecnica prevede l’uso di elettrodi stampati monouso e non richiede la preparazione di campioni.

Inoltre la misurazione del livello di EasyOx e PhenOx al termine del processo di fermentazione alcolica permette di confrontare i livelli registrati fra le varie diverse vasche ma anche di compararli ai valori ottenuti usualmente.

Ad esempio la misurazione elettrochimica effettuata alla fine della fermentazione alcolica in 17 vasche dello stesso vitigno (Tempranillo) di una stessa cantina (Figura 7) mostra delle diverse concentrazioni polifenoliche, con valori di PhenOx che variano da 500 a 700 e valori di EasyOx compresi tra 190 e 270. Anche la composizione polifenolica del contenuto delle vasche è diversa: ad esempio la vasca 13 ha un valore di EasyOx superiore alla media e uno di PhenOx vicino alla media, mentre la vasca 7 ha un livello di EasyOx vicino alla media e un PhenOx al di sopra della media . Questi dati mostrano una differenza nei dei tipi di composti ossidabili presenti nei vini e attualmente sono in corso ulteriori studi per determinare se tale differenza abbia o meno conseguenze sull’evoluzione dei vini, così come avviene per il rapporto tannini/antociani (Durner et al., 2015, Gambuti et al. 2017).

Oltre al Tempranillo di cui sopra, sono stati osservati risultati simili anche con altri vitigni quali Merlot, Cabernet Sauvignon, Syrah, Grenache e Mourvèdre.

Conclusioni

L’evoluzione dei meccanismi di ossidazione nel mosto e nel vino resta difficile da valutare per i vinificatori con i metodi analitici tradizionali. Tuttavia, il controllo in tempo reale dei polifenoli e della loro ossidazione può rendere più facile il processo decisionale e permettere così di adattare la vinificazione all’obiettivo di prodotto desiderato. Come dimostrato dagli oltre 5 anni di utilizzazione di questa tecnica sul campo, la voltammetria a scansione lineare con elettrodi stampati monouso permette di seguire in modo semplice l’evoluzione della concentrazione e della qualità dei polifenoli, in particolare all’inizio della vinificazione.

Altre applicazioni sono attualmente in corso di finalizzazione per mettere a punto l’utilizzazione di questo metodo in altre fasi della vinificazione.