Dominato per molti anni dai tappi in sughero, il mercato delle chiusure per i vini fermi è cambiato notevolmente e attualmente possiamo individuare cinque categorie principali.

Lo schema seguente (figura 1), basato sui dati di mercato raccolti dai team di Business Intelligence di Vinventions, mostra che la soluzione di tappatura più diffusa è rappresentata dal tappo a vite con una quota di mercato di quasi il 37%, inoltre, altro risultato sorprendente, i tappi monopezzo rappresentano circa il 10% del mercato; I tappi tecnici a base di sughero, invece, rappresentano il 20% del mercato, seguiti con una quota di mercato del 16% dai tappi microagglomerati a base di piccole particelle di sughero, agglomerate in matrici il più delle volte in poliuretano.

Infine, la categoria di tappi sintetici e tappi PlantcorcTM di origine vegetale rappresenta il 15% del mercato. Questa diversificazione delle soluzioni per la tappatura è avvenuta abbastanza rapidamente:

alla fine degli anni ’90, in base ai nostri dati, i tappi in sughero rappresentavano il 97% del mercato. I fattori che hanno dato impulso a questa diversificazione sono senza dubbio la ricerca, da parte di tutti gli attori della catena di commercializzazione del vino, di soluzioni che eliminassero il sentore di tappo e che consentissero una maggiore omogeneità tra le bottiglie.

1. I criteri attuali per la scelta dei tappi per i vini fermi

Considerato per molto tempo come un semplice metodo di chiusura delle bottiglie, la tappatura dei vini fermi deve oggi soddisfare un gran numero di criteri per andare incontro alle esigenze dei produttori, dei distributori ma anche dei consumatori. Gli utenti dovrebbero considerare i criteri esposti di seguito per mettersi nelle condizioni di ottenere vini senza difetti, conservati nelle migliori condizioni prima di essere degustati e con un successo duraturo sul mercato.

• I tappi di sughero dovrebbero essere privi di aloanisoli (TCA, TeCA, PCA, TBA …) per evitare il sentore di tappo e di muffa. Come promemoria, gli aloanisoli al di sopra della soglia di riconoscimento danno difetti riconducibili al gusto tappo. Quando invece la loro concentrazione è compresa tra la soglia di percezione e la soglia di riconoscimento, queste molecole mascherano l’aroma tipico del vino (Takeuchi et al., 2013).
  Sebbene siano state sviluppate molte tecniche con diversi gradi di efficacia, gli utenti devono rimanere vigili sugli effetti che tali sostanze possono avere nel mascherare l’aroma del vino e che possono essere variabili da bottiglia a bottiglia. Questo problema non è quindi risolto.
• L‘attitudine al contatto con alimenti contenenti alcol è un altro elemento da richiedere al fornitore. Non considerando i tappi di sughero monopezzo, che sfuggono a qualsiasi regolamentazione a causa di un certo empirismo ambientale, qualsiasi altra soluzione di tappatura deve essere oggetto di uno studio sul contatto alimentare in laboratori specializzati. È importante ricordare che la neutralità organolettica (nessun impatto del tappo sul colore, sull’aroma e sulle proprietà gustative del vino) è una garanzia di qualità.
• Le prestazioni meccaniche dei tappi sono essenziali per la conservazione ottimale dei vini. Infatti, le prestazioni durante l’imbottigliamento e durante lo stoccaggio delle bottiglie consentono di garantire l’assenza di perdite di gas (ossigeno e anidride carbonica) e liquidi (colature dei tappi). Per i tappi cilindrici, è essenziale conoscere le proprietà meccaniche ed in particolare le grandezze fisiche che consentono di comprendere meglio il ritorno elastico. Per i tappi a vite, non è ragionevole pensare che non vi siano rischi di perdite di gas o di liquidi, è necessario tenere ben presente che la tenuta si ottiene unicamente mediante la membrana della capsula. Vista la superficie di contatto limitata della membrana che assicura la tenuta, si comprende meglio l’importanza fondamentale delle regolazioni di precisione delle teste della capsulatrice ad ogni cambiamento delle capsule a vite e del formato della bottiglia.
• Quando le proprietà meccaniche dei tappi sono ottimali, è necessario allora considerare la predisposizione dei vini all’invecchiamento in relazione alle diverse tecnologie considerate. Nel caso in cui le perdite di gas siano escluse, i materiali utilizzati per i diversi tipi di tappi devono consentire di regolare gli scambi di gas (entrata di ossigeno e uscita di anidride carbonica). Lo scambio dei gas sarà il principale argomento di discussione di questo articolo.
• Le soluzioni di tappatura sono anche al centro di considerazioni sulla sostenibilità ed è importante poter chiedere al proprio fornitore elementi che attestino il suo impegno su questa linea; sia sulle modalità di produzione dei tappi, sia sulle proprietà ambientali intrinseche dei tappi. La legislazione così come gli impegni liberamente presi dalla grande distribuzione e dai produttori di vino, determineranno la necessità di documentazione che possa attestare l’impronta di carbonio, il ciclo di vita, la quota di materiali di origine biologica, il livello di riciclabilità, di biodegradabilità, ecc. … delle diverse soluzioni.
• Infine, la componente del marketing può anche guidare la scelta di un tipo di chiusura piuttosto di un altro. La percezione del consumatore rimane un elemento spesso importante del processo decisionale, ma ci sono pochi studi ben strutturati a livello dei consumatori che possono supportare queste asserzioni. La percezione dei consumatori e la velocità di adozione di nuove soluzioni di tappatura variano da paese a paese. La rapida adozione del tappo a vite in Australia o Scandinavia ne è un esempio. Anche l’estetica e l’originalità possono rappresentare criteri di selezione, ma bisogna fare attenzione a non compromettere la qualità dei vini.

2. Gestione dell’ossigeno e dei tappi

2.1 Le misure dell’ossigeno attraverso i tappi

Questo tema è abbastanza recente ed è interessante ricordare che lo studio che per primo metteva in luce le diverse permeabilità tra i tipi di tappi nel 2001 (Godden et al., 2001), in realtà si limitava a ipotizzare che i tappi studiati avessero diversi gradi di permeabilità. In effetti, a causa dell’assenza di un’accurata tecnologia di misurazione dell’ossigeno e facile da gestire su un gran numero di test simultanei, gli autori non potevano dimostrare le loro ipotesi.

Il metodo di riferimento all’epoca era un metodo che utilizzava la tecnologia Mocon (Peck et al., 2005) secondo un protocollo che era stato adattato da ASTM F1307-02 (vedi bibliografia) per misurare le permeabilità delle pellicole. Questo metodo, mai realmente validato per la misurazione delle permeabilità dei tappi, è ancora in uso nei laboratori di analisi dei materiali ma presenta gli svantaggi di essere costoso, di essere in grado di elaborare solo un numero limitato di test e di richiedere la sezione dei colli delle bottiglie prima di incollarli su una piastra di metallo; questa procedura non garantisce l’assenza di perdite nel sistema (vedi foto 1).

Diversi metodi sono stati quindi sviluppati da diversi team. Basati su diversi principi di misurazione, sono rimasti o di proprietà degli industriali (Rabiot et al., 1999) o non hanno migliorato il metodo accademico sperimentale e non sono stati quindi trasferiti in un metodo di routine per misurare la permeabilità dei tappi (Lopes et al., 2007).

2.2 Il metodo NomaSense di Wine Quality Solutions

Il nostro team ha iniziato il lavoro sullo sviluppo di un metodo per misurare la permeabilità dei tappi nel 2007. Una tecnologia non invasiva basata sulla luminescenza che utilizza sensori che possono essere incollati all’interno di bottiglie trasparenti, la tecnologia NomaSense (Wine Quality Solutions). Questa tecnologia di misurazione dell’ossigeno è stata validata secondo le indicazioni dell’OIV (Dieval et al., 2009).

Abbiamo anche pubblicato la validazione della misurazione della permeabilità dei tappi con il metodo NomaSense rispetto al metodo “cosiddetto” di Mocon (Dieval et al., 2011). L’obiettivo era sviluppare un metodo rapido, economico e preciso. Questo metodo è diventato gradualmente il metodo di riferimento, come dimostrato dalla sua adozione da parte di grandi gruppi produttori di sughero (Oliveira et al., 2013, Chevalier et al., 2019).

2.3 Il protocollo del metodo NomaSense

L’implementazione del metodo rimane relativamente semplice ma richiede ancora molta cura date le condizioni di inertizzazione prima della misurazione. Abbiamo scelto di lavorare con un metodo di misurazione in assenza di vino perché quest’ultimo reagisce con l’ossigeno e induce una diminuzione della quantità di ossigeno presente nella bottiglia.

• Materiale : Sono usate bottiglie in vetro trasparente da 375 ml. I profili interni del collo sono controllati da una sonda automatica (Egitron® PerfiLab®) per garantire che le dimensioni rientrino nelle specifiche e per calcolare l’esatto volume occupato dal tappo. I sensori PSt6 di Wine Quality Solutions sono incollati all’interno di queste bottiglie per consentire una misurazione non invasiva nel tempo. Questi sensori sono calibrati in fabbrica.
• Tappatura : La tappatura delle bottiglie rimane il punto critico di questo metodo. È molto importante realizzare la tappatura dopo un’inertizzazione efficace della bottiglia per iniziare le misurazioni con un’atmosfera nella bottiglia a meno di 0,5 hPa di ossigeno. È utilizzata una linea di imbottigliamento GAI (modello MLE 441), in cui la tappatrice ha un diametro di compressione regolato a 15,7 mm. La doppia inertizzazione con azoto 5.0 Aligal 1 (>99.999%) delle bottiglie è realizzato con il sistema vuoto/gas degli ugelli elettropneumatici. La tappatura è realizzata sotto vuoto a 0.95 bar, velocità 13 Hz.
• Stoccaggio delle bottiglie : Tutte le bottiglie sono stoccate in un armadio termostatico a 23 ± 1°C e 70 ± 5% di umidità relativa (foto 2). Sono eseguite 2 misurazioni al giorno per 14 giorni.

• Misurazione con NomaSense O₂ P6000
  Il NomaSense O₂ P6000 viene utilizzato per misurare il contenuto di ossigeno nelle bottiglie. La fibra ottica viene applicata sul vetro all’esterno della bottiglia nella direzione dei sensori PSt6 bloccati all’interno come mostrato nella foto 2. L’analizzatore emette una luce blu che eccita il luminoforo contenuto nel sensore. La quantità di ossigeno presente sul sensore è proporzionale al ritardo nell’emissione della luce rossa generata dal ritorno al livello elettronico di base del luminoforo. Questo semplice principio della fisica è il più specifico della misurazione dell’ossigeno tra le tecnologie di misurazione finora conosciute.
• Trattamento dei dati e modellizzazione : Tutte le misurazioni sono archiviate e elaborate utilizzando il software XLfit (IDBS, Guildford, Surrey, UK) che è un’opzione di modellizzazione di Microsoft® Excel®. La parte più complessa dello sviluppo di tale metodo è stata quella di renderlo un metodo rapido. Per questo, la nostra equipe ha sviluppato un modello predittivo che consente di caratterizzare le proprietà di permeabilità dei tappi in 14 giorni. Il modello sviluppato si basa sulle leggi di Fick e di Henry e sulle equazioni di diffusione di Crank. L’approccio e le ipotesi di lavoro sono dettagliati nel nostro documento del 2011 (Dieval et al., 2011). Questo documento mostra anche la buona correlazione tra i risultati previsti dopo 14 giorni e quelli ottenuti tramite il metodo Mocon.

2.4 Definizione e elementi di permeabilità

Prendiamoci il tempo per ricordare alcuni punti e fissare alcune definizioni importanti al fine di evitare confusioni che potrebbe essere sorte a causa della mancanza di omogeneità di comunicazione nel campo della permeabilità dei tappi.

Il metodo NomaSense che abbiamo sviluppato, così come l’approccio seguito, ci ha permesso di essere i primi a considerare nella loro interezza gli aspetti relativi all’entrata dell’ossigeno attraverso i tappi. Nelle condizioni sperimentali sopra descritte, la curva convenzionale dell’entrata dell’ossigeno attraverso un tappo è mostrata nella Figura 2 riportata di seguito. Questa curva, che segue il modello sviluppato sulla base dell’equazione di Crank, consente di distinguere due fasi distinte ma interconnesse dall’equazione di Crank:

• la fase di desorbimento (l’ossigeno contenuto nel tappo e liberato nella bottiglia dopo la tappatura)
• la fase raggiunta di equilibrio denominata comunemente OTR (Tasso di trasmissione dell’ossigeno, passaggio costante di ossigeno).

Le due fasi osservate possono essere spiegate (vedi Figura 3) ricordando che la forza che favorisce l’ingresso di ossigeno da un compartimento all’altro è la differenza di pressione parziale dell’ossigeno esistente tra questi due compartimenti. Un tappo cilindrico è un cilindro poroso che contiene pertanto dell’aria e con l’inserimento in un collo (prendere come riferimento 18,5 mm di diametro interno) la pressione dell’ossigeno nel cilindro va dal 21 a oltre il 30%. Nonostante l’uscita dell’ossigeno verso l’esterno della bottiglia, l’ossigeno tenderà a penetrare rapidamente nella bottiglia dopo la tappatura poiché la distanza da percorrere e il gradiente di pressione è più favorevole rispetto a quando si raggiunge l’equilibrio (quando la sovrapressione nel tappo compresso è scomparsa).

Anche se questi fenomeni erano già stati osservati, siamo stati i primi a descriverli matematicamente e a correlare il ruolo del desorbimento con le prime fasi dell’evoluzione del vino. Questo lavoro, condotto in collaborazione con AWRI, è stato pubblicato nel 2011 (Ugliano et al., 2011) ed è stato all’origine della creazione del primo tappo cilindrico trattato contro il desorbimento, oggi chiamato Nomacorc Select Green 100 e commercializzato nel 2011. Da allora, il tappo Nomacorc Reserva beneficia di questo stesso trattamento brevettato. Questi due tappi sono gli unici con queste caratteristiche avanzate nella gestione dell’ossigeno. Il vantaggio di eliminare il desorbimento è che i sapori del vino sensibili all’ossigeno sono meglio conservati. Inoltre, a differenza delle soluzioni di tappatura con OTR molto bassi, i maggiori input di ossigeno in seguito consentono di combattere i fenomeni di riduzione che possono verificarsi durante l’invecchiamento dei vini (Ugliano et al., 2011 & 2012).

È bene specificare due punti importanti sul desorbimento. In primo luogo, l’ossigeno non viene spinto nella bottiglia in modo brutale (in termini più banali non c’è “pscchttt” di ossigeno nella bottiglia). I materiali utilizzati in base al tipo di tappi hanno caratteristiche intrinseche di diffusione dell’ossigeno che definiranno i tassi di passaggio dell’ossigeno. In secondo luogo, a seconda dello spessore dei materiali e dell’organizzazione cellulare o molecolare di questi materiali, i tassi di diffusione apparenti possono variare ampiamente. In altre parole, l’ossigeno deve farsi strada attraverso strati successivi di materiale prima di poter essere rilasciato nella bottiglia. Come abbiamo già detto, desorbimento e OTR sono collegati dall’equazione di Crank. Pertanto, più basso sarà l’OTR di un tappo, più a lungo durerà il desorbimento. A titolo di esempio, abbiamo valutato il tempo impiegato dalla fase di desorbimento per diversi tappi nella gamma Nomacorc Plantcorc (vedere la tabella 1). Sebbene una recente pubblicazione proponga di determinare la fine del desorbimento dopo 6 mesi (Chevalier et al., 2019), non ci sembra appropriato stabilire una durata del desorbimento a priori alla luce dei risultati della tabella seguente.

Inoltre, ricordiamoci che qualsiasi perdita nell’interfaccia vetro / tappo contraddice le curve ottenute e il modello non può più essere utilizzato. La foto 3 in basso illustra le diverse fonti di ossigeno che possono entrare in una bottiglia di vino a livello del tappo cilindrico. In assenza di perdite, gli ingressi di ossigeno attraverso i tappi sono quindi la somma del desorbimento e dell’OTR.

2.5 Le unità di misura adottate

Se c’è un punto che ha creato confusione nel mercato, sono le diverse unità di misura adottate.

Inizialmente le unità per la definizione degli OTR erano derivate dallo standard ASTM ed espresse in cc / giorno / tappo al 100% di ossigeno (il che significa che i tappi erano esposti ad una concentrazione di ossigeno del 100% e non alla concentrazione del 21% dell’aria). La prima confusione è comparsa quando sono state create unità in cc / giorno / tappo al 21% di ossigeno. Alcuni hanno approfittato di questo fattore 5 di differenza per dichiarare valori più bassi di OTR. In seguito, sono state individuate unità più complesse.

Abbiamo proposto una decina di anni fa di semplificare tutto ciò e di utilizzare un’unità semplice condivisa da tutti i vinificatori ovvero il mg / bottiglia. Infatti, i tecnici del settore vitivinicolo sono abituati a misurare gli apporti di ossigeno durante la vinificazione nell’ordine del mg al mese e anche le concentrazioni di molecole importanti del vino sono espresse in mg / L, come è il caso per esempio della SO₂ libera. Abbiamo investito molto tempo nella comprensione della connessione tra l’apporto di ossigeno attraverso i tappi e l’evoluzione dei vini in bottiglia, quindi è diventato ovvio che dovevamo usare unità che erano comprese da tutti e che consentissero di stabilire correlazioni più facilmente. Diversi produttori di tappi stanno seguendo l’esempio, come evidenziato da recenti pubblicazioni (Oliveira et al., 2013, Chevalier et al., 2019).

3. Apporti di ossigeno e omogeneità

Come già accennato nell’introduzione di questa recensione, i problemi relativi alle differenze da bottiglia a bottiglia sono stati una delle principali cause della diversificazione dei metodi di tappatura per i vini fermi. Queste variazioni possono essere dovute a livelli molto variabili di ingresso di ossigeno da un tappo all’altro (M. Ugliano et al, 2015). Ancora una volta, per evidenziare queste variazioni, è stato necessario essere in grado di misurare un gran numero di modalità, e ciò è stato consentito dal metodo NomaSense.

Per più di un decennio, abbiamo trasmesso il messaggio che determinare i valori dell’apporto di ossigeno non era sufficiente per una corretta valutazione della scelta del sistema di tappatura, ma che si doveva davvero tenere conto del coefficiente di variazione attorno al valore medio. Abbiamo analizzato tutte le soluzioni di tappatura esistenti sul mercato e riportiamo le principali osservazioni. La Figura 4 offre una panoramica dei risultati ottenuti per le diverse tecnologie di tappatura. Commenteremo solo i risultati sui tappi di sughero, sui microagglomerati e sui tappi coestrusi (sintetici e Plantcorc).

La tipologia tappo di sughero monopezzo è quella che presenta la maggiore variabilità tra i singoli tappi. Inoltre, lo studio pubblicato dai team Amorim in collaborazione con l’Università di Bordeaux (Oliveira et al., 2013) ha confermato che la variabilità che può esistere in una popolazione di 600 tappi ricavati da 2 pannelli di sughero potrebbe essere molto importante e essere compresa tra 0,5 a oltre 4 mg di ossigeno nell’arco di 1 anno, come mostrato dai risultati nella Tabella 2.

Abbiamo misurato gli stessi livelli di variabilità nel nostro laboratorio, anche nel caso in cui i tappi sono stati precedentemente selezionati sulla base della loro rispettiva massa, non permettendo di collegare la permeabilità degli stessi alla loro densità.

Per quanto riguarda la classe dei microagglomerati, si osserva su un gran numero di misure che la mediana della categoria è di 0,5 mg all’anno, che corrisponde al valore di OTR misurato su tappi di sughero naturale. La variabilità può essere osservata tra diversi produttori di microagglomerati, ma anche tra lotti dello stesso produttore, il che deve incoraggiare a comprendere questa variabilità anche per questa classe di tappi industriali.

Per l’altra grande categoria di tappi cilindrici, il processo di coestrusione, utilizzato per la fabbricazione di tappi sintetici e Plantcorc, è un mezzo di produzione continua che consente di ottenere il miglior livello di omogeneità tra i tappi, come illustrato dai risultati del grafico precedente. Questa modalità di produzione offre quindi la migliore omogeneità alla classe di tappi coestrusi.

Conclusioni

Numerosi criteri vengono ora presi in considerazione nella scelta della soluzione per la tappatura del vino fermo, soluzione che deve soddisfare sia le esigenze dei produttori che quelle dei diversi mercati. Tra questi criteri, la gestione dell’ossigeno diventa un argomento sempre più sentito dai diversi produttori di tappi. Dopo aver sviluppato modelli matematici che spiegano il passaggio di ossigeno attraverso i tappi cilindrici, vogliamo focalizzare l’attenzione sui seguenti punti:

• l’OTR non è sufficiente per descrivere il passaggio di ossigeno attraverso i tappi cilindrici
• il fenomeno di desorbimento deve essere preso in considerazione per descrivere gli apporti di ossigeno dei tappi – la durata del desorbimento è tanto più lunga quanto più l’OTR è debole
• inoltre, la variabilità intrinseca dei diversi tipi di tappi è un elemento chiave per garantire la variabilità da bottiglia a bottiglia in linea con le esigenze del mercato.

Infine, le ricerche condotte in collaborazione con istituti accademici del settore vitivinicolo a livello mondiale ci hanno permesso di comprendere meglio l’influenza dell’ossigeno sull’evoluzione del vino in bottiglia e di sviluppare una gamma di tappi (Green Line e Reserva) con caratteristiche di gestione dell’ossigeno ancora uniche nel mercato della tappatura in termini di passaggio di ossigeno e omogeneità.