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La Micro-ossigenazione: principi teorici, modalità operative, influenza sulle caratteristiche compositive e sensoriale.

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Presentazione sul tema: "La Micro-ossigenazione: principi teorici, modalità operative, influenza sulle caratteristiche compositive e sensoriale."— Transcript della presentazione:

1 La Micro-ossigenazione: principi teorici, modalità operative, influenza sulle caratteristiche compositive e sensoriale

2 Micro-ossigenazione Processo tecnologico Imita l’apporto di ossigeno osservato nei vini maturati in legno, in contrasto con le ampie dosi di ossigeno richieste durante i travasi Piccole quantità di O 2 Vini rossi Cisterne in acciaio o altri contenitori Comporta l’ammorbimidimento dei tannini, la stabilizzazione del colore e la perdita degli aromi vegetali

3  Vantaggio: conferiscono anche altri benefici al vino, tra cui l’apporto di sentori aromatici complementari e di struttura che derivano da partizione chimica nel vino dal legno (Singleton 1994; Vivas 1996).  Svantaggio: rappresentano un costo elevato, non solo relativamente al prezzo del contenitore “barrique”, con una vita media di tre anni, ma anche relativamente al lavoro richiesto per il mantenimento di tali contenitori (riempimento, travaso, colmatura, monitoraggio, pulizia e conservazione).  Vantaggio: conferiscono anche altri benefici al vino, tra cui l’apporto di sentori aromatici complementari e di struttura che derivano da partizione chimica nel vino dal legno (Singleton 1994; Vivas 1996).  Svantaggio: rappresentano un costo elevato, non solo relativamente al prezzo del contenitore “barrique”, con una vita media di tre anni, ma anche relativamente al lavoro richiesto per il mantenimento di tali contenitori (riempimento, travaso, colmatura, monitoraggio, pulizia e conservazione). Le barriques sono tradizionalmente usate per conservare i vini durante la maturazione (periodo di sviluppo tra la fermentazione e la bottiglia)

4 Differenza tra il trattamento pre- malolattica (20-90 mg di O 2 / litro/ mese) e post-malolattica, (3-10 mg di O 2 / litro/ mese) O2O2 Viene introdotto ad una velocità uguale o inferiore a quella consumata dal vino, evitando un eccesso di ossigeno disciolto (Paul 2002b). Un eccesso di ossigeno per lunghi tempi è determinante per le proprietà sensoriali e il futuro potenziale sviluppo di un vino, (Parish, Wollan et al. 2000; Cheynier, Atanasova et al. 2002; Paul 2002), Range di dosaggio = 2 a 90 mg di O 2 / litro/ mese MO dipende significativamente dal controllo della velocità di esposizione all’O 2

5 VarietàVelocità di dosaggio (mg/L/mese) Dosaggio cumulativo di O 2 (mg/L) Riferimenti Bibliografici Post FML ed aggiunta di SO 2 Cabernet sauvignon5-1030(McCord 2002) Cabernet sauvignon1-53.5(Otto 2002) Shiraz1-37.9(Otto 2002) Shiraz (Otto 2002) Cabernet sauvignon (Otto 2002) Cabernet sauvignon22.2(Laidlaw 2002) Media11.3 Pre FML ed aggiunta di SO2 Cabernet sauvignon60(Lemaire, Gilis et al. 2001) Cabernet sauvignon60-90(Lemaire, Gilis et al. 2001) Merlot30-50(Otto 2002) Cabernet sauvignon20-60(Loch 2002) Merlot30-60(Loch 2002) Shiraz20-60(Loch 2002) Cabernet sauvignon20-60(Loch 2002) Cabernet sauvignon20-60(Mitchell 2002) Malbec30-60(Mitchell 2002) Cabernet sauvignon20-40(Leislie 2006) Media21.0

6 MO = processo fisico-chimico suddivisibile in tre subprocessi: I)La distribuzione dell’O 2 nel vino II)Il trasporto dell’O 2 disciolto attraverso il volume del vino contenuto nelle vasche di maturazione III)Le reazioni chimiche che avvengono tra O 2 e substrato ossidabile del vino Tutti questi subprocessi giocano un ruolo chiave nel successo del trattamento Distribuzione dell’ossigeno Regolazione del dosaggio dell’ossigeno Trasferimento di massa di ossigeno nel bulk Trasporto di massa dell’ossigeno Distribuzione dell’ossigeno disciolto (OD) attraverso la vasca Gradiente di ossigeno disciolto costante Consumo di ossigeno Ordine di reazione totale e velocità costante Effetto del substrato iniziale Effetto della disponibilità di ossigeno

7 L’equilibrio di solubilità dell’ossigeno (dall’aria) nel vino (12% v/v di EtOH) in condizioni standard (25 °C e 1 atm) è circa pari a 11 mg/L. Nella pratica, all’interno del mezzo non si raggiungeranno mai tali valori, comunque risulta importante determinare la velocità di trasferimento di massa all’interfase. Due metodi sono stati sviluppati: 1.micro-bullage 2.membrane polimeriche Distinzione tra MO e travaso aerativo “SPARGING” di aria/ossigeno Velocità di dosaggio controllata e monitorata strumentalmente

8 Le bolle vengono sparse dal diffusore a micropori che viene sospeso nella parte bassa della vasca L’ossigeno viene disciolto dalle piccole bolle nel vino L’interfaccia di traferimento dell’ossigeno è determinata principalmente dalla distribuzione della dimensione delle bolle o dalla densità di area interfacciale (Mewes and Wiemann 2003) Micro-bullage tecnica più comunemente utilizzata per la MO commerciale

9 Serbatoio  -O 2 compressore bombola O 2

10 Il traferimento di massa dell’ossigeno dalla fase dispersa (gas) alla fase continua (vino) La forza che guida il flusso di soluto è il gradiente di concentrazione. Viene assunto che la concentrazione di O 2 disciolto nel bulk del vino viene mantenuta a zero, per cui la concentrazione all’equilibrio all’interfaccia può essere calcolata utilizzando la legge di Henry Dove P è la pressione parziale del gas e H è il coefficiente della legge di Henry. C O2,w = concentrazione nel bulk dell’ossigeno disciolto del vino, KL = coefficiente di trasferimento di massa a = superficie di contatto tra la bolla ed il vino * = si riferisce alla concentrazione di O 2 disciolta nel liquido a ridosso dell’interfaccia

11 Diametro della bolla = parametro chiave del trasferimento di massa  Velocità di dissoluzione dell’O 2 dalla bolla al vino: influenzata dal coefficiente di trasferimento di massa (K L ) e dall’area interfacciale specifica (a)  Relazione tra la superficie interfacciale e la dimensione delle bolle: bolle più piccole hanno un più alto valore di a per un dato volume di fase liquida (Motarjemi and Jameson, 1978). D < 150 μm: comportamento come sfere solide (nulla circolazione del gas all’interno della bolla) e K L dipende dal diametro della bolla. 150 μm 2 mm: incremento del K L 2 mm 5 mm l’atmosfera interna permette di circolare debolmente a un coefficiente di massa più grande D > 5 mm: bolle con superficie interfacciale deformabile e il K L è difficile da predire

12 Ossigenazione con membrane polimeriche dense Uso di tubi polimerici densi ossigeno–permeabili Svantaggio: necessità di avere un’altezza minima di vino al di sopra del diffusore perchè avvenga una completa dissoluzione dell’ossigeno. Vantaggio: l’apporto di O 2 avviene in assenza di bolle con una conseguente diminuzione della perdita dei volatili (stripping). Le membrane (16 tubi) sono posizionate nel liquido e l’O 2 passa attraverso un setto pressurizzato L’O 2 viene absorbito dal polimero e trasportato dal lato gas al lato liquido per diffusione, a ridosso del lato liquido, avviene il desorbimento dell’O 2.

13 Accumulo all’interfaccia della superficie delle bolle e conseguente diminuzione della tensione superficiale del liquido Piccole bolle sono affette da una grande superficie esposta e quindi una più grande superficie interfacciale All’aumentare della concentrazione di etanolo si ha una diminuzione della dimensione delle bolle (diminuzione del diametro) e anche del K L. Diminuisce anche l’indice di coalescenza per le bolle più piccole e la rottura di quelle più grandi ↓ del diametro e ↓ tensione superficiale = bolle più stabili (Jamialahmadi and Mueller-Steinhagen 1992) ETANOLO Agente superficie-attivo in soluzioni acquose con effetto sulle proprità di trasporto totale (Kulkarni, Shah et al. 1987; Jamialahmadi and Mueller- Steinhagen 1992).

14  MO prima e durante la fermentazione malolattica dipende dalla concentrazione del biossido di zolfo che può limitare la condensazione degli antociani con i tannini.  Questa osservazione può essere relazionata a una bassa velocità di formazione di polimeri pigmentati da soluzioni modello di malvidin-3-glucoside e tannino in presenza di una alta concentrazione di SO 2.  Comunque il ruolo della SO 2 durante la MO non è stato ampiamente valutato;  La SO 2 non reagisce direttamente con l’O 2, alle condizioni del vino, ma riduce i polifenoli ossidati alla loro forma ridotta e rimuove il perossido. SO 2

15  Polifenoli = maggiori composti che contribuiscono all’astringenza nei prodotti naturali (Haslam 1998).  Astringenza = sensazione tattile genericamente ben definita come secchezza, ruvidità e costrizione (Haslam 1998; Vidal, Francis et al. 2003); si pensa sia causata dal selettivo legame dei polifenoli con proteine ricche in prolina della saliva diminuendo l’effettiva lubrificazione all’interno della cavità orale.  Descrittori di astringenza = “fine”, “ruvido”, “grezzo” (Vidal, Cheynier et al., 2002); funzione principalmente della lunghezza dei tannini (Vidal, Francis et al., 2003).  Antociani e polimenri pigmentati non contribuiscono significativamente all’astringenza  Etilflavanoli e proantocianidine sono direttamente correlate (Vidal, Francis et al., 2004). Ciò risulta significante in quanto potrebbe spiegare perchè la sintesi dei pigmenti polimerici, formati in competizione con i tannini, sia importante, non solo per la stabilità del colore, ma anche per la riduzione dell’intensità della percezione dell’astringenza.

16 La somministrazione dell'O 2 nel vino avviene in due fasi successive: O 2 e POLIFENOLI corrisponde al periodo che intercorre dalla fine della fermentazione alcolica sino alla fermentazione malolattica esclusa FASE I: fase di strutturazione prevede la condensazione tannini secchi con antociani liberi ancora presenti si riferisce al periodo successivo la fermentazione malolattica FASE II: fase di armonizzazione prevede un continuo ammorbidimento dei tannini e recupero della componente colloidale attraverso la riomogeneizzazione della feccia

17  Condensazione tannini secchi/ antociani liberi attraverso ponti etanale (acetaldeide) = ammorbidimento globale del vino e annullamento del gusto amaro e astringente del tannino, derivante soprattutto dai vinaccioli.  Quantità O 2 controllata sulla base di quella che è stata l'evoluzione del vino nella fase precedente.  Prima dell'imbottigliamento: negativo gusto di ridotto, dovuto alla mancanza di apporti di O 2 corretti nella prima fase (potere riducente elevato); odori sgradevoli dovuti ai trattamenti in vigna (composti sulfurei) con evoluzione di componenti aromatiche particolari e dal vitigno stesso (quest'ultima caratteristica negativa risulta di difficile risoluzione, se non con travasi all'aria con la conseguente eliminazione della feccia, operazione spesso dannosa in quanto gli apporti violenti di aria rendono definitivamente secchi i tannini, e talvolta vanno ad impoverire il vino della sua componente colloidale). Diversi parametri sono considerati per il dosaggio dell'O 2 (ml/l/mese): caratteristiche del vitigno, trattamenti subiti, tipo di macerazione, patrimonio polifenolico, ecc..

18 La prima fase di micro-ossigenazione è caratterizzata da un incremento dell’intensità dei tannini sul palato e declino dell’intensità aromatica e complessità dei vini. La fine di questa fase è determinata da un’inversione di queste tendenze organolettiche. La durata di questa fase è 1÷6 mesi e dipende da: o Contenuto fenolico iniziale del vino o Tempo di micro-ossigenazione o Quantità di ossigeno aggiunto o Temperatura o Livello di SO 2 o Estensione dell’areazione (Lemaire 1995) Fase di strutturazione Caratterizzata da un incremento della morbidezza dei tannini e quindi incremento della complessità e della lunghezza del vino. Il punto finale ottimale del processo di micro-ossigenazione viene raggiunto quando il vino mostra il massimo di complessità e di morbidezza tannica possibile. La determinazione di tale punto finale è difficile da valutare. L’analisi sensoriale dei vini serve a percepire sottili differenze nelle caratteristiche degli stessi. Fase di armonizzazione

19

20 Diraspo- pigiatura Macerazione a freddo (72 ore x 12 °C) Fermentazione Macerazione (15 gg.) Pressatura Travaso e filtrazione (0,45 µm) Enzimi pectolitici 30 mg/L SO 2 15 mg/L Saccarosio 30 mg/L DAP 200 mg/L Lieviti selezionati 25 g/hL Movimentazione cappello ogni 12 ore Movimentazione cappello ogni 24 ore Stuart Dykes (2007).The Effect of Oxygen Dosage Rate on the Chemical and Sensory Changes Occurring During Micro- oxygenation of New Zealand Red Wine. PhD Thesis. The University of Auckland, New Zeland. ESEMPIO 1: Cabernet Sauvignon TrattamentoVelocità di dosaggio (mg/L/mese) Pressione del diffusore (kPa) Controllo00 Trattamento Trattamento Trattamento Fermentazione malolattica: 52 giorni dopo il trattamento di microssigenazione aggiungendo Oenococcus oeni a 18 °C (10 mg/L). Alla fine della fermentazione sono stati aggiunti 30 mg/L di SO2

21 ↑ [O 2 ] ↑ IC ↑ [O 2 ] ↑ A 520 nm ↑ [O 2 ] ↑ Tinta

22 Diraspo- pigiatura Macerazione a freddo (72 ore x 12 °C) Fermentazione (12 giorni) Macerazione a caldo (5 giorni) Pressatura Travaso dalla vasca alle barrique SO 2 15 mg/L DAP 200 mg/L Lieviti selezionati 30 g/hL Movimentazione cappello ogni 12 ore Movimentazione cappello ogni 24 ore Decantazione TrattamentoOssigenoSO2 1No100 mg/L 2No 3Si100 mg/L 4SiNo Stuart Dykes (2007).The Effect of Oxygen Dosage Rate on the Chemical and Sensory Changes Occurring During Micro- oxygenation of New Zealand Red Wine. PhD Thesis. The University of Auckland, New Zeland. ESEMPIO 2: Cabernet Franc

23 µO 2

24

25 No µOx Si µOx SO 2 combinata SO 2 libera

26 M.L. González-Sanjosé, M. Ortega-Heras and S. Pérez-Magariño (2008). Microoxygenation Treatment and Sensory Properties of Young Red Wines Food Science and Technology International. 14: 123. ESEMPIO 3: Analisi Sensoriale I anno II anno Varietà O2 Totale (mL/L) Temp o (gg) TPI O2 Totale (mL/L) Tempo (gg) TPI Mencìa Mencìa Tinta de Toro Tinta de Pais Tempranillo Tinto Fino Vini Descrittori MONon-MO Intensità Colorante (CI)5.7b4.8a Viola (Vio) Granato (Gr)3.2 Arancione scuro (Or) Intensità Olfattiva (OI) Erbaceo (Herb) Vegetale (Veg)2.0a2.6b Fruttato (Fruit) Legnoso (Woody) Solforico (SH2) Etanale (Et) Sporco (Dirty)1.2 Ossidato (Oxi) Ridotto (Red)1.5a2.2b Grassezza (Fat)3.7 Acidità (Ac) Astringenza (Ast)4.0b3.6a Tannini Verdi (GT) Tannini Duri (HT)3.2b2.6a Tannini Morbidi (ST) Tannini Secchi (DT)1.0 Equilibrio (Eq) Valore Globale (GV) Valori con lettere differenti (a e b) indicano i valori statisticamente significativi (LSD test, α≤ 0.05)

27 MO I MO II T I T II

28 ESEMPIO 4: Sangiovese Giuseppe Arfelli, Elisa Sartini, Claudia Corzani, Alessandra Fabiani (2010). Chips, lees and micro-oxygenation: influence on some flavours and sensory profile of a bottled red Sangiovese wine. European Food Research and Technology. Diraspatura e pigiatura Fermentazione con macerazione (7gg; 28 °C) Fermentazione malolattica spontanea Pressatura Travaso e filtrazione 50 mg/L SO 2 Lieviti selezionati Vino Aggiustamento SO 2 Caratteristiche del vino alcol % (v/v)12.64 pH3.24 Acidità Titolabile (g/L)6.81 Acidità Volatile (g/L)0.35 SO2 (mg/L)50 Polifenoli Totali (mg/L ac. gallico eq.) C = Controllo 2.C+Chips = controllo + 2 g/L chips di rovere francese (10 x 2 x 2mm) a media tostatura 3.C+Chips+μO2 = controllo +2 g/L chips di rovere francese (10 x 2 x 2mm) a media tostatura + MO (3mL/L/mese) 4. C+Chips+fecce+μO2 = controllo +2 g/L chips di rovere francese (10 x 2 x 2mm) a media +90 mg/L di lieviti disidratati (Saccharomyces cerevisiae) + MO (9 mL/L/mese)

29 C+Chips+feccia+µO 2

30 ESEMPIO 5: sensoriale Roberto Ferrarini Francesca Girardi Giotto Federico (DATA??????)


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