L'azione dell'anidride solforosa nel vino

La SO₂ ha la capacità di inibire o di distruggere, in funzione della dose utilizzata, i lieviti e i batteri. È particolarmente attiva sui lieviti contaminanti e i batteri acetici presenti sulle uve sane o poco ammuffite. Distruggendo i lieviti poco efficaci, la solfitazione favorisce lo sviluppo dei ceppi attivi, indigeni o aggiunti: questo spiega sia il leggero ritardo all’avvio con successiva accelerazione di queste fermentazioni dopo solfitazione.

I batteri lattici e acetici dei vini e alcuni lieviti detti di contaminazione dei vini possono resistere a quantità molto elevate di SO2 libera, sotto forma molecolare. In ogni caso, la quantità efficace e necessaria cresce con il numero dei germi da distruggere.

L’azione della SO₂ si caratterizza con il tempo necessario per ridurre la popolazione dei lieviti del 10% del numero iniziale; si usa il termine di tempo di riduzione decimale (o valore D). Una durata di 1 D lascia il 10% di popolazione iniziale, 2 D lascia 1%, 3 D lascia 1 %o . La tabella sottostante mostra l’effetto rapidamente crescente delle quantità di SO₂ molecolare. Delle dosi insufficienti agiscono lentamente, lasciano sopravvivere dei lieviti che si possono moltiplicare, con la necessità di ulteriori solfitazioni.

Nel caso dei vini rossi, il blocco dei batteri acetici con la SO2 è talvolta rafforzato dai tannini.

L’attività antisettica svolta dall’anidride solforosa varia in funzione sia della composizione del mezzo di reazione sia del microrganismo considerato, e appare dovuta alla sua capacità di interagire con i ponti a disolfuro presenti nelle proteine, che vengono prima ridotti e quindi scissi, e con i gruppi carbonilici presenti in molte strutture molecolari e, in particolare, nell’acetil-Co-A. 
La quantità di etanolo presente in soluzione appare positivamente correlata all’azione antisettica svolta dalla SO₂, che può essere impiegata in quantità più contenute. Un incremento di temperatura induce, invece, due effetti tra loro contrastanti: mentre da un lato produce un effetto sinergizzante per cui concorre a limitare l’attività microbica, dall’altro riduce la solubilità della SO₂ nel mezzo di reazione, favorendone la liberazione nell’atmosfera. 
Operando a temperature prossime a quella ambiente, è questo secondo effetto a prendere il sopravvento, per cui un aumento di temperatura tende a limitarne l’attività antisettica. Per quanto riguarda la variabilità di effetto dovuta alle caratteristiche peculiari del microrganismo considerato, occorre specificare come ogni specie o ceppo microbico esibisca una sua specifica resistenza all’azione dell’anidride solforosa. 
Ad esempio, i lieviti resistenti alla SO₂ sono in grado di ridurne l’interazione con l’acetil-Co-A, stimolando la produzione di glutatione e cisteina, composti che, contenendo zolfo allo stato ridotto, sono in grado di legarsi con l’anidride solforosa, limitando così l’inattivazione degli altri metaboliti presenti nel liquido cellulare. 
Tuttavia è possibile osservare come i microrganismi contraddistinti da dimensioni più ridotte risultino generalmente più sensibili all’azione di questo antisettico per cui il rapporto superficie cellulare/volume può essere assunto come un valido parametro per prevederne la sensibilità alla SO₂. 
Infatti i batteri, che appaiono contraddistinti da un elevato rapporto superficie/volume, risultano effettivamente meno resistenti dei lieviti, che evidenziano un valore di questo rapporto più contenuto, e tra i lieviti, gli apiculati appaiono meno resistenti degli ellittici.

È sulla base di queste considerazioni che si può spiegare il maggior effetto inibente indotto da una analoga addizione di SO₂ sulla fermentazione malolattica rispetto a quella alcolica.

La SO₂ agisce sui microrganismi con numerosi meccanismi complementari: 
– fuori della cellula, la SO₂ reagisce con le sostanze nutritive della cellula formatesi in occasione della respirazione e della fermentazione, con alcuni lipidi e riduce l’ossigeno disponibile; 
– la SO₂ molecolare (H₂SO₃) si fissa sulle membrane cellulari e perturba il loro funzionamento; 
– all’interno della cellula, la SO₂ reagisce con i diversi enzimi (ATP, NAD), con gli amminoacidi solforati, con i composti carbonilici, con la tiamina e con diversi lipidi e proteine. 
Questa molteplicità di meccanismi spiega sia la polivalenza della SO₂ sia le difficoltà nel sostituirla.

L’anidride solforosa appare in grado di esplicare un’azione chiarificante agendo in modo sia diretto sia indiretto. Se è presente in quantità elevate tende a comportarsi come un acido, apportando cariche positive al mezzo di reazione, che possono neutralizzare le cariche dei colloidi a carica negativa presenti in sospensione (tannini), inducendone la flocculazione; questo meccanismo diviene significativo solo nel corso della preparazione dei mosti muti, perché solo in questa occasione si raggiungono le necessarie elevate concentrazioni di SO₂. 
Dati i più ridotti tenori di SO₂ impiegati di norma in vinificazione, la sua azione chiarificante risulta prevalentemente indiretta, per cui, agendo sulla velocità di sviluppo della popolazione dei lieviti, essa tende a ritardare l’avvio della fermentazione e quindi della conseguente produzione tumultuosa dell’anidride carbonica. Lo sviluppo gassoso rappresenta un fenomeno che mal si accorda con la defecazione di un mosto, particolarmente quando questa è fortemente desiderata, come nel corso di una vinificazione in bianco. 
Durante la macerazione, l’acidità delle soluzioni generate dalla presenza dell’anidride solforosa facilita la dissoluzione dei composti fenolici presenti nelle bucce. Infatti la SO₂ addizionata al pigiato tende a favorire l’idrolisi di alcuni costituenti della membrana cellulare delle bucce, riducendone la resistenza al trasferimento di materia e incrementando così la velocità di diffusione dei diversi componenti in queste racchiusi e, in particolare, degli antociani e dei tannini.

La SO₂ in soluzione reagisce con l’ossigeno per formare dei solfati:

Un litro di mosto o di vino saturo di aria, che contiene circa 8 mg d’ossigeno/l, ossida 32 mg di SO₂ e produce 49 mg d’acido solforico. Questo aumento può rinnovarsi molte volte nel corso della vinificazione e dell’affinamento del vino, che comporta ogni volta una diminuzione di pH di circa 0,05.
Questa reazione chimica è lenta, occorrono molti giorni alla SO₂ per consumare l’ossigeno disciolto nel vino. Nel caso di mosti, si osserva un rapido consumo di tutto l’ossigeno, in 4-20 minuti (per azione enzimatica). In questo caso la solfitazione blocca questo consumo molto rapidamente, in 1-6 minuti circa, non per reazione diretta con ossigeno ma per il blocco degli enzimi ossidativi. La sua azione è più lenta in presenza di laccasi.

L’azione svolta dalla SO₂ nei confronti degli enzimi viene definita: antiossidasica. La sua azione è efficace sulla tirosinasi ma limitata sulla laccasi dove può essere quantificata come per i lieviti dal valore D. 

La SO₂ protegge i mosti dall’ossidazione per distruzione delle attività enzimatiche provenienti dall’uva c/o dalla muffa. 
Per essere efficace, la SO₂ deve essere aggiunta molto presto, in una quantità proporzionale all’attività enzimatica. L’anidride solforosa contribuisce a preservare l’intensità colorante del mosto-vino e a ridurre il potenziale ossidoriduttivo del mezzo che la contiene. 
Nella tabella seguente vengono riportati i valori delle pendenze delle rette tangenti nel punto iniziale delle curve che descrivono la scomparsa del colore in soluzioni modello di due antocianine (malvina e cianina) presenti in un mosto-vino, a seguito di un trattamento ossidativo. 
Viene così valutata la suscettibilità all’ossidazione dimostrata dalle soluzioni analizzate a seguito dell’aggiunta di diversi componenti, al fine di valutarne l’effetto antiossidante e quindi la potenzialità nel preservare il più possibile inalterate le caratteristiche cromatiche del mosto-vino trattato. 

Sebbene, come era facilmente prevedibile, data la più elevata presenza di gruppi idrossilici nella sua struttura molecolare, la cianina evidenzi una maggiore suscettibilità all’ossidazione di quella dimostrata dalla malvina, la loro risposta all’addizione in soluzione dei diversi componenti analizzati è risultata del tutto paragonabile. Mentre il positivo effetto indotto dall’etanolo sulla suscettibilità all’ossidazione delle due soluzioni analizzate non appare così marcato, la presenza in soluzione di componenti polifenolici estratti dalle uve (catechina e procianidina B3) assicura una significativa protezione ai composti antocianici. 
È comunque l’anidride solforosa a dimostrare di possedere il miglior potenziale antiossidante tra tutti componenti analizzati, sia che venga addizionata a un mosto sia a un vino (soluzione + 10% EtOH). Pertanto la presenza di SO₂ disciolta in un vino, dove la macerazione delle vinacce è stata evitata (vinificazione in bianco) e che è, quindi, caratterizzato da un quantitativo più limitato in componenti ossidabili rispetto ai prodotti ottenibili per macerazione (vinificazione in rosso), tende a incrementare sensibilmente la velocità di assorbimento dell’ossigeno .

Il vino rosso, più ricco in componenti ossidabili, tende ad assorbire più velocemente l’O₂ (0,45 mg L-1 min-1) di un prodotto vinificato in bianco (0,20 mg L-1min-1), ma un’ulteriore addizione di un potente antiossidante come la SO₂ non ne muta sensibilmente l’affinità all’ossigeno (0,42 mg L-1 min-1), contrariamente a quanto accade utilizzando un prodotto dotato di un minor potere antiossidante, che risulta però sensibile all’addizione della SO₂ (0,33 mg L-1 min-1). Il fatto, inoltre, che la velocità di assorbimento dell’O₂ non sembri variare o addirittura tenda leggermente a diminuire a seguito dell’addizione della SO₂ sembrerebbe evidenziare come il potere antiossidante dovuto alle sostanze disciolte nel mosto-vino e, in particolare, ai componenti polifenolici (non flavonolici e antocianici), risulti probabilmente più elevato di quello espresso dalla stessa anidride solforosa. 
Alla capacità della SO₂ di attaccare i gruppi disolfuro presenti nelle proteine è addebitabile la sua spiccata attività inibente nei confronti di diversi enzimi, in particolare nei confronti delle polifenolossidasi disciolte nel mosto (tirosinasi e laccasi). 
Questa attività si manifesta anche a dosi molto limitate e viene quindi utilmente sfruttata nel corso della pigiatura delle uve rosse, specie se botritizzate, per limitare il decorso delle reazioni di ossidazione enzimatica delle sostanze fenoliche.

Poiché l’anidride solforosa limita l’azione delle polifenolossidasi, riduce di conseguenza la formazione di chinoni, che possono ossidare i gruppi tiolici ma, nello stesso tempo, può reagire con i chinoni eventualmente formatisi.

Per compensare le inevitabili perdite di SO₂ che si registrano nel corso della vinificazione, si può ricorrere all’impiego dell’acido ascorbico, che svolge un’azione protettiva nei confronti del vino (particolarmente utile nei vini bianchi), favorendo la sinergica deossigenazione del prodotto senza inibire nel contempo l’attività dei lieviti. 

L’acido ascorbico, o vitamina C, è naturalmente presente nelle uve e nei mosti in una concentrazione variabile e compresa tra una decina e poco più di un centinaio di mg/L, mentre nel vino raggiunge valori molto più ridotti. Il suo meccanismo d’azione differisce sensibilmente da quello dell’anidride solforosa, in quanto, in presenza di tracce di metalli (rame e ferro) che fungono da catalizzatori, reagisce prontamente con l’ossigeno disciolto nel vino per produrre acido deidroascorbico e acqua ossigenata (H₂O₂), che essendo un perossido è un potente ossidante.

Se il perossido di idrogeno così formatosi, non venisse tempestivamente neutralizzato, potrebbe indurre l’ossidazione di numerosi composti organici presenti nel vino (polifenoli, tannini, alcoli, acido tartarico), favorendo il decorso di quei processi e delle connesse alterazioni organolettiche proprie dei vini ossidati. In assenza o in presenza di una ridotta disponibilità di SO₂, il perossido che non sia stato neutralizzato (riciclato) dallo stesso acido ascorbico, potrebbe convertire – in una trasformazione favorita dalla presenza di ioni ferro – l’acido tartarico in acido diossimaleico, che a contatto con l’aria si trasforma spontaneamente (composto autossidante) in acido diossitartarico responsabile della sgradevole sensazione di frutta ultramatura. 
Al contrario, quando nel mosto-vino la concentrazione della forma libera della SO₂ è compresa tra circa 30 e 40 mg/L, l’ossidazione della SO₂ a solfati permette di inattivare il perossido di idrogeno (H₂O₂), riducendolo ad acqua. La perfetta sequenzialità di queste reazioni (sottrazione dell’ossigeno in soluzione – acido ascorbico; neutralizzazione del perossido formato – SO₂), rende conto dell’effetto sinergico svolto da questi due additivi che viene convenientemente sfruttato in cantina per deossigenare efficacemente i vini, in particolare i bianchi, prima di inviarli all’imbottigliamento. 
Teoricamente l’addizione di 5 g/hL di acido ascorbico sarebbe sufficiente ad assicurare la completa deossigenazione di un vino saturo di ossigeno [assumendo che il rapporto di combinazione tra acido ascorbico e ossigeno sia quello teorico (5,5/L g/g), 50 mg/L (5g/hL) di acido ascorbico potrebbero teoricamente convertire 9 mg/L di O₂ gas quantità superiore a quella necessaria per assicurare la saturazione di un vino operando a temperatura ambiente (7-8 mg/L)], ma anche se in realtà l’efficacia deossigenante del prodotto risulta decisamente più modesta rispetto ai valori teorici, l’efficacia di questa aggiunta presenta comunque indubbi vantaggi. 
In particolare l’acido ascorbico tende a proteggere il ferro ridotto dall’ossidazione, promuovendo nel contempo la riduzione del ferro ferrico (Fe⁺⁺⁺) a ferroso (Fe⁺⁺), contrastando così le cromoclasi (casse ferrica). L’abbinamento SO₂-acido ascorbico rende spesso inutile l’operazione di demetallizzazione quando il ferro sia presente in quantità relativamente contenute (15 mg/L).
L’acido ascorbico appare in grado di contrastare efficacemente la formazione di melanoidine derivanti dalla combinazione, a temperatura elevata, tra glucidi e amminoacidi, una reazione che si potrebbe instaurare durante la pastorizzazione o il riempimento a caldo dei vini dolci/abboccati e che ne causa un incupimento del colore. 
L’acido ascorbico svolge, inoltre, un’apprezzabile azione protettiva nei confronti di alcuni polifenoli, in particolare delle catechine, ostacolando la formazione dei chinoni. Va tuttavia ricordato come l’acido ascorbico sia in grado di favorire l’instaurarsi di una casse rameosa anche in vini che presentino concentrazioni normali di questo metallo. 

Accelerando la necrosi delle cellule dell’uva, la SO2 facilita la liberazione del loro contenuto. L’effetto è particolarmente importante sulle cellule della buccia, ricche in antociani, tannini e aromi. Questo effetto di dissoluzione degli antociani è mascherato dalla rapida decolorazione, solo momentanea, che deriva da una trasformazione delle molecole degli antociani rossi che passano a una forma incolore. Il risultato globale è una maggiore estrazione rafforzata da una protezione contro l’ossidazione: si ottengono vini più colorati e meno aranciati.

La SO₂ è ben nota per la sua caratteristica sensazione pungente. È percepita nei vini con valori compresi tra 20 e 60-80 mg/L di SO2 libera, in funzione del pH e dunque della SO₂ molecolare, della ricchezza aromatica complessiva ma anche secondo la sensibilità e/o l’addestramento dei consumatori e con l’opinione a priori del degustatore. Questo odore sgradevole costituisce un’eccellente protezione contro un impiego della SO₂ in quantità elevate. Al contrario di questo specifico carattere organolettico sgradevole, la SO₂ ha un effetto positivo insostituibile: combinando le aldeidi, fra cui l’etanale o acetaldeide presente in tutti i vini, elimina il carattere di “svanito”, caratteristica dei vini ossidati, carenti in SO₂. 
Il carattere aldeidico è sgradevole in tutti i vini, con l’eccezione dei vini di tipo Jerez che rappresentano una produzione limitata assieme ai “vini sotto velo” e ad altri vini di tipo Rancio. Questa reazione SO₂-aldeide è insostituibile in enologia. La SO₂ contribuisce anche ad attenuare o eliminare gli aromi sgradevoli derivati dalle uve ammuffite. Si osserva e si misura anche l’effetto protettivo diretto della SO₂ sugli aromi che derivano dai composti sensibili all’ossidazione, quale l’aroma di Sauvignon. Per tutti i vini, l’assenza di SO₂ comporta evoluzioni aromatiche generalmente poco apprezzate. 

Senza l’aggiunta di SO₂, il vino contiene una certa quantità di SO₂ endogena sintetizzata dai lieviti. Il fenomeno è conosciuto da più di un secolo. È importante perché la formazione di SO₂, spesso limitata ad alcuni milligrammi per litro, raggiunge di solito i 30-50 mg/L e oltre fino ai 150-200 mg/L. Questa sintesi avviene a partire dai solfati naturali del mosto, nel corso della fermentazione alcolica. 
Aumenta con l’arieggiamento, con la chiarifica e col riscaldamento dei mosti, come pure da carenze in amminoacidi solforati (metionina, cisteina) e tiamina. È maggiore nei vigneti delle zone settentrionali (Champagne, Germania…). Si prevengono le eccessive sintesi mediante una solfitazione che elimina i lieviti indigeni, seguita da un’aggiunta di ceppi di LSA selezionati per la loro ridotta produzione di SO₂.

 L’IMPIEGO DELLA SO₂ NELLA PRATICA ENOLOGICA 
La diversità degli effetti della SO₂ spiega un impiego generalizzato nella quasi totalità dei vini, dalla vendemmia all’imbottigliamento. Questo utilizzo in tempi successivi comporta un aumento della SO2 totale, la cui concentrazione è limitata da una normativa specifica, mentre il tenore di SO₂ libera resta praticamente costante. 
Le conoscenze scientifiche e tecniche sulla SO₂ hanno lo scopo evidente di ottimizzare il suo utilizzo per ottenere un’efficacia massima con minime aggiunte. Schematicamente, indichiamo tre regole fondamentali: 
– solfitare poco ma abbastanza (per l’effetto desiderato); 
– solfitare non appena possibile (prima della manifestazione dei fabbisogni prevedibili); 
– solfitare in modo perfettamente omogeneo.