Approcci microbiologici per la riduzione del contenuto alcolico nei vini

This thesis investigates the reasons behind the increase in alcohol levels in wine and explores the use of microorganisms as a strategy to reduce it. Climate change, rising temperatures and the choice to harvest grapes at a riper stage have led to increased sugar concentrations in grapes, that in turn result in higher alcohol content after fermentation. At the same time, these conditions often produce wines with lower acidity and, in some cases, reduced microbiological stability. However, markets are asking for “lighter” wines, that are easier to drink and lower in alcohol. During alcoholic fermentation, the sugars present in grapes are metabolized by yeasts and primarily converted into ethanol and carbon dioxide. Several factors, such as oxygen availability, temperature, nitrogen levels, and pH, can influence yeast sugar metabolism. When part of the sugar flux is redirected toward the production of metabolites other than ethanol, for example glycerol or organic acids, the final alcohol content of the wine can be reduced. For this reasons, the work presents several non-Saccharomyces yeast species currently used in winemaking: Torulaspora delbrueckii, Zygosaccharomyces bailii, Starmerella bacillaris, Metschnikowia pulcherrima, Hanseniaspora spp. and Lachancea thermotolerans. These yeasts can ferment more slowly, exhibit higher respiratory metabolism, or produce other compounds, thereby limiting the conversion of sugar into alcohol. They are often used together with Saccharomyces cerevisiae, through sequential or mixed inoculation, together with careful control of oxygen and nutrients. Under these conditions the alcohol content can be reduced by about 0.5–1.5% (v/v), and in some specific conditions even more, while preserving a good aroma and mouthfeel. In conclusion, microbiological strategies represent a “soft” and promising solution for alcohol reduction in wine, better for wine style and sensory quality than physical dealcoholization methods. When combined them with appropriate vineyard practices and with the selection of local yeast strains, these strategies can help wineries adapt to climate change without losing the typical character and identity of their wines.

Questa tesi analizza le cause dell’aumento del contenuto alcolico nel vino ed esplora l’uso di microrganismi come strategia per ridurlo. Il cambiamento climatico, l’aumento delle temperature e la scelta di vendemmiare a uno stadio di maturazione più avanzato hanno determinato un incremento della concentrazione di zuccheri nelle uve, con conseguente aumento dell’alcol dopo la fermentazione. Allo stesso tempo, queste condizioni producono spesso vini con acidità più bassa e, in alcuni casi, con una ridotta stabilità microbiologica. Il mercato, tuttavia, richiede vini più “leggeri”, più facili da bere e con un grado alcolico inferiore. Durante la fermentazione alcolica, gli zuccheri presenti nelle uve vengono metabolizzati dai lieviti e convertiti principalmente in etanolo e anidride carbonica. Diversi fattori, come la disponibilità di ossigeno, la temperatura, i livelli di azoto e il pH, possono influenzare il metabolismo degli zuccheri da parte dei lieviti. Quando una parte degli zuccheri viene indirizzata verso la produzione di metaboliti diversi dall’etanolo, ad esempio glicerolo o acidi organici, il contenuto alcolico finale del vino può essere ridotto. Per questi motivi, il lavoro presenta diverse specie di lieviti non-Saccharomyces attualmente utilizzate in enologia: Torulaspora delbrueckii, Zygosaccharomyces bailii, Starmerella bacillaris, Metschnikowia pulcherrima, Hanseniasporaspp. e Lachancea thermotolerans. Questi lieviti possono fermentare più lentamente, mostrare un metabolismo respiratorio più elevato o produrre altri composti, limitando così la conversione degli zuccheri in alcol. Spesso vengono impiegati insieme a Saccharomyces cerevisiae tramite inoculo sequenziale o misto, con un controllo accurato di ossigeno e nutrienti. In queste condizioni, il contenuto alcolico può essere ridotto di circa 0,5–1,5% (v/v) e, in alcune situazioni specifiche, anche di più, preservando al contempo un buon profilo aromatico e una piacevole sensazione al palato. In conclusione, le strategie microbiologiche rappresentano una soluzione “soft” e promettente per la riduzione dell’alcol nel vino, generalmente più rispettosa dello stile e la qualità sensoriale rispetto ai metodi fisici di dealcolazione. Se combinate con pratiche viticole adeguate e con la selezione di ceppi di lievito locali, queste strategie possono aiutare le cantine ad adattarsi al cambiamento climatico senza perdere il carattere tipico e l’identità dei propri vini.