Le pectine dell’uva e gli enzimi di macerazione

Nella cellula vegetale la parete è la struttura che ha la funzione di dare consistenza e protezione ai diversi tessuti.
La componente liquida delle cellule della polpa e della buccia, cioè il succo, è contenuta all’interno del vacuolo e pertanto, per estrarne il più possibile, è necessario rompere, non solo fisicamente ma anche con l’ausilio di una tecnologia di tipo biologico come gli enzimi, le pectine e le altre macromolecole che formano la parete stessa.
La parete delle cellule della polpa è sottile e ricca in sostanze pectiche, mentre la parete delle cellule della buccia è più spessa e contiene, oltre alle sostanze pectiche, quantità maggiori in emicellulose e cellulosa.
La parete primaria delle cellule dell’acino dell’uva è costituita da tre strutture molecolari strettamente legate tra loro: cellulosa e emicellulose, sostanze pectiche e proteine.

A seconda della loro struttura chimica i polisaccaridi pectici si distinguono in due gruppi: le sostanze pectiche prevalentemente acide, chiamate pectine, e le sostanze pectiche prevalentemente neutre.
Le sostanze pectiche acide sono definite come un gruppo di polisaccaridi che hanno come monosaccaride principale l’acido α-D-galatturonico, e vengono a loro volta suddivise in tre gruppi: gli omogalatturonani, i ramnogalatturonani di tipo I e i ramnogalatturonani di tipo II.
Le sostanze pectiche neutre comprendono gli arabinani, i galattani, gli arabino galattani di tipo I e gli arabino galattani di tipo II, spesso associati a proteine (AGP).

I preparati enzimatici si utilizzano durante tutta la vinificazione:

• sull’uva (macerazione, pressatura)
• sul mosto ed il vino di pressa (chiarifica, sfecciatura)
• sul vino giovane a fine fermentazione alcolica (affinamento, filtrazione)

La gestione ottimale della macerazione è di fondamentale importanza per poter usufruire ed utilizzare tutte le potenzialità dell’uva senza eventuali effetti negativi. Infatti una gran parte di sostanze interessanti per la qualità del vino sono contenute nelle cellule della buccia dell’acino sia bianco che rosso. Ma i tessuti della buccia hanno una resistenza meccanica molto alta e le cellule che li compongono vengono rotte soltanto con pressioni di spremitura particolarmente elevate; per questo motivo gran parte di questi composti vanno perduti con le vinacce.
Una macerazione controllata con l’uso di enzimi pectolitici ad attività poligalatturonasica, pectin esterasica, pectin trans-eliminasica, emi-cellulasica e cellulasica ottimizza e facilita il processo di estrazione.
La comprensione del modo di azione degli enzimi sull’uva, soprattutto per i polisaccaridi delle pareti cellulari dell’acino, permette di capire meglio le loro utilizzazioni.
L’azione dei preparati pectolitici, comunemente chiamati “pectinasi”, è sintetizzata nella figura.

Allo stato attuale delle conoscenze, le attività enzimatiche coinvolte nell’idrolisi delle sostanze pectiche sono le seguenti: pectinesterasi, poligalatturonasi, pectine liasi, ramnogalatturonasi, ramnogalatturonani acetilesterasi, arabinanasi e galattanasi. Altre attività enzimatiche di tipo emicellulasi e cellulasi possono variabilmente essere presentate nelle preparazioni pectolitiche. Permettono un’idrolisi più spinta dei polisaccaridi parietali e facilitano così la liberazione del succo, degli aromi e del colore dolcemente e in modo selettivo.
I preparati enzimatici pectolitici, comunemente chiamati “pectinasi”, racchiudono delle attività pectinasi, emicellulasi e cellulasi concomitanti, e sono costituiti da un pool di diverse attività in grado di rompere la catena delle pectine solubili in punti diversi:

1. la poligalatturonasi scinde il legame tra due molecole di acido galatturonico i cui gruppi acidi non sono esterificati con alcol metilico
2. la pectinliasi rompe lo stesso legame ma agisce solo tra due molecole di acido galatturonico entrambe esterificate con alcol metilico
3. la pectin metil esterasi rompe il legame estere con l’alcol metilico

Queste attività permettono di idrolizzare i polisaccaridi acidi e neutri dell’uva che, localizzati nella parete pectocellulosica e nella lamella mediana delle cellule dell’acino, conferiscono rigidità. I polisaccaridi idrolizzati in frammenti di varie dimensioni e liberati nel mosto permettono di ridurre considerevolmente la viscosità dei mosti e, eliminando la funzione colloide protettrice sulle altre macromolecole, facilitano la successiva fase di defecazione dei mosti e cioè l’allontanamento delle parti solide con le fecce grossolane.
L’azione dei preparati enzimatici per la macerazione è sintetizzata nella figura.

Questi preparati idrolizzano parzialmente le pareti pecto-cellulosiche delle cellule della polpa. La loro azione si traduce nell’infragilimento delle pareti che diventano porose. Le cellule della polpa sono più sensibili visto lo scarso spessore delle pareti ma anche per lo scarso tenore in tannini. I preparati enzimatici agiscono anche sulle cellule della pellicola, ma con effetto minore.
L’idrolisi delle pareti è più difficile verso la periferia dell’acino. In questa zona, le cellule della pellicola possiedono delle pareti spesse, protette da concentrazioni in tannini più elevate. Questi tannini hanno un effetto inibitore sull’attività enzimatica. Gli enzimi di macerazione non hanno nessun’azione estrattiva sui tannini dei vinaccioli.
Lo strato lipidico che avvolge il vinacciolo agisce come una barriera protettiva. D’altronde, i vinaccioli sono praticamente sprovvisti di sostanze pectiche.
Grazie all’uso di enzimi di macerazione, è possibile ottenere un’estrazione selettiva dei composti cellulari (composti fenolici, molecole di aromi, precursori di aromi).

Gli enzimi enologici si utilizzano diluiti in 10 volte il loro volume di acqua, di mosto o di vino, sia che si presentino sotto forma solida o liquida.
Sono incorporati con varie modalità:

• annaffiando le uve nella vasca di ricevimento o nella pressa
• posizionando il dosatore sopra la tramoggia della pigiatrice
• utilizzando una pompa dosatrice
• avendo cura di incorporarli all’inizio del riempimento della vasca durante la chiarifica.

Per ottenere il massimo beneficio dal trattamento è interessante l’uso di una pompa dosatrice che rende uniforme il contatto enzima-mosto-parti solide ma anche un semplice innaffiatoio permette una buona distribuzione.
Per l’uso su uve in macerazione, è importante omogeneizzare la vasca una volta piena facendo un rimontaggio o facendo compiere un giro alla pressa (gabbia chiusa).

L’uso simultaneo della bentonite e degli enzimi è da proscrivere. L’enzima, molecola proteica, è inibito dall’assorbimento sulla bentonite che rende i siti attivi inaccessibili, pure con scarse dosi di bentonite (20 g/hl). Il trattamento con la bentonite è preferibilmente effettuato quando l’azione enzimatica è conclusa. Le pectinasi agiscono molto rapidamente (un mosto può essere depectinizzato dopo un’ora, secondo le condizioni di utilizzo: dosi, temperatura, tempo di contatto). In questo caso, l’aggiunta di bentonite, se è auspicabile, aiuta la flocculazione delle pectine idrolizzate (chiarifica, flottazione). Se la bentonite viene utilizzata prima dell’aggiunta dell’enzima, è importante eliminarla con cura dal mosto o dal vino prima dell’uso di un preparato enzimatico.
L’attività dei preparati varia in funzione della temperatura e del pH. Con i preparati di pectinasi, è possibile lavorare tra 10 e 55°C; sotto 10°C, si deve aumentare il dosaggio. Sopra i 55 °C, l’enzima è inattivato dal calore. I preparati di β-glucanasi e di β-glucosidasi necessitano delle temperature superiori a 15°C e dei tempi d’azioni più lunghi (una o due settimane o più). Con dei pH bassi (di 3 circa), il dosaggio deve essere aumentato.
I preparati enzimatici non sono sensibili alla SO₂ alle dosi autorizzate nel vino. Sono attive fino a dosi di 500 ppm. Occorre però evitare di mescolare la SO₂ con gli enzimi nel sifone dosatore.

L’inibizione dai polifenoli, in concentrazione elevata in vitigni rossi, può essere compensata da un dosaggio più elevato della preparazione enzimatica. È pure raccomandato di usare dei preparati enzimatici molto presto nella lavorazione.
Per le applicazioni su vini giovani, l’alcool non ha incidenza negativa fino al 14% in volume. Avrebbe pure un effetto attivante sui preparati di β-glucosidasi utilizzati per la liberazione degli aromi.

Considerato la loro modalità di azione dalla polpa verso la pellicola, gli enzimi selezionati permettono di estrarre il succo ed il colore senza toccare le zone sotto pellicolari dove è situato la Botrytis.
L’aggiunta di enzimi selezionati permette di ridurre le azioni meccaniche e di limitare le conseguenze nefaste della muffa. I succhi bianchi sono meno bruni e meno fecciosi; i vini rossi hanno un colore più intenso, più rosso e più stabile. La depectinizzazione completa del succo e del vino accelera la sedimentazione e quindi la rapidità e la qualità dell’illimpidimento.