Il ruolo critico dell'azoto nella fermentazione dei lieviti e nella qualità del vino

La vinificazione, una pratica praticata da secoli, comporta una serie di complessi processi biochimici tutt'altro che semplici. Sebbene l'atto della fermentazione possa sembrare spontaneo e privo di problemi, mantenere la vitalità del lievito è una sfida significativa, soprattutto quando si cerca di produrre un vino di alta qualità e impeccabile. Si scopre che il lievito, oltre allo zucchero, ha bisogno di azoto come nutriente essenziale per la crescita e lo sviluppo. Inoltre, i mosti d'uva sono spesso carenti di uno o più nutrienti necessari al lievito, complicando ulteriormente il processo.

Le carenze nutrizionali possono causare ritardi o addirittura l'arresto della fermentazione, o addirittura la produzione di idrogeno solforato (H2S). In questo caso, i composti solforati volatili indesiderati vengono generati nel vino molto tempo dopo il completamento della fermentazione, con il risultato di un vino difettoso e dal sapore sgradevole. Fortunatamente, la vinificazione moderna non è più un mestiere di una volta ed è ora supportata da enologi, un gruppo di professionisti specializzati in scienze chimiche. Le pratiche enologiche contemporanee tengono conto di queste carenze, impiegando l'aggiunta di nutrienti a base di azoto durante le fermentazioni.

Tuttavia, un'eccessiva abbondanza di azoto nel mosto può anche portare a conseguenze negative. La fermentazione potrebbe essere troppo rapida nelle fasi iniziali, raggiungendo temperature che potrebbero stressare i lieviti e potenzialmente ucciderli. Un eccesso di azoto potrebbe anche conferire un sapore salato al vino a causa della produzione di solfuri e di carbammato di etile, quest'ultimo un composto cancerogeno.

Pertanto, trovare un equilibrio nei livelli di azoto è fondamentale, non solo per produrre un vino eccellente, ma anche per la nostra salute. È fondamentale misurare la quantità di azoto presente nel mosto e aggiungere il resto fino a raggiungere i livelli desiderati, il tutto in misura precisa.

Il concetto di Yeast Assimilable Nitrogen (YAN) è generalmente considerato il metodo più efficace per determinare se è necessaria un'integrazione di azoto. Il valore YAN misura l'azoto totale del mosto disponibile per il lievito, ovvero l'azoto alfa-amminico (amino-N), misurato con il test NOPA, e l'azoto ammoniacale (ammoniacale-N). In parole povere, l'azoto assimilabile dal lievito sarebbe YAN = ammoniacale-N + NOPA.

Per misurare i livelli di azoto amminico, è possibile utilizzare anche un altro test chiamato FAN. I test NOPA e FAN misurano solo i complessi azotati a base amminica, senza misurare l'azoto ammoniacale. L'aggiunta di nutrienti in base ai risultati di NOPA e FAN sarà eccessiva, poiché si basano su un livello di azoto inferiore (solo amino-N) rispetto al livello di azoto effettivo (amino-N + ammoniacale-N). I risultati sull'azoto, sia ammoniacale-N che amino-N, sono validi solo se vengono determinati prima della crescita del lievito, sia esso inoculato o nativo.

Di quanto azoto hanno bisogno i lieviti? I lieviti hanno generalmente bisogno di un quantitativo di azoto compreso tra 200 e 400 mg/l per completare la fermentazione senza problemi. Questo intervallo varia a seconda del contenuto di zucchero. I mosti con alti livelli di zucchero richiedono una quantità maggiore di azoto. Se il mosto presenta un rischio maggiore di carenza di azoto o la possibilità di un arresto della fermentazione, è necessario aggiungere da 50 mg/l a 100 mg/l di azoto per ogni grado Brix di zucchero in più (circa). Esistono tabelle o algoritmi che consentono un calcolo preciso.

I mosti ad alto rischio di carenza di azoto e di arresti di fermentazione sono quelli con livelli zuccherini elevati, quelli provenienti da viti sotto stress idrico, da viti con carenze di minerali come l'azoto, da viti di bassa vigoria o con malattie e da vigneti con una storia di fermentazioni lente, arresti o con formazione di H2S. Ad alto rischio sono anche i mosti altamente chiarificati, filtrati o raffinati, quelli soggetti a fermentazione spontanea senza lieviti inoculati e quelli sottoposti a fermentazione malolattica durante la fermentazione alcolica. Anche alcune varietà come il Cabernet Sauvignon, il Cabernet Franc, il Merlot, lo Zinfandel e talvolta lo Chardonnay, il Syrah e il Riesling sono inclini a presentare questi problemi nei loro mosti.

Per questi tipi di mosti è necessario utilizzare una quantità di azoto aggiuntiva rispetto a quella raccomandata per i mosti normali, che può essere ottenuta attraverso l'uso di tabelle o calcolatori enologici.

L'aggiunta di azoto sotto forma di ammoniaca e aminoacidi è essenziale. Il fosfato di diammonio (DAP) e le soluzioni di ammoniaca sono fonti di azoto ammoniacale. Tuttavia, per una fermentazione efficace, i lieviti richiedono anche un corretto equilibrio nei livelli di azoto amminico. Pertanto, oltre all'uso di DAP o ammoniaca, si consiglia di utilizzare una miscela di un complesso di azoto contenente aminoacidi. Ricordiamo che l'YAN è la somma di due tipi di azoto: ammoniacale e amminico.

È importante capire che nel succo d'uva la quantità di azoto amminico è maggiore di quella dell'azoto ammoniacale. Se al mosto si aggiunge solo DAP o ammoniaca, si altera l'equilibrio naturale necessario per il normale metabolismo dell'ammoniaca. Questa alterazione si accentua quando si aggiungono grandi quantità di DAP/ammoniaca nei casi in cui il mosto presenta una forte carenza di azoto. Questa situazione può portare alla produzione di H2S, anche quando è disponibile una quantità sufficiente di azoto (in forma ammoniacale), soprattutto se la metionina (un aminoacido) e l'acido pantotenico (una vitamina) sono in basse concentrazioni. Pertanto, per ottenere i maggiori benefici, è consigliabile utilizzare il DAP/ammoniaca in combinazione con una fonte di aminoacidi, integrata con vitamine e minerali.

Gli aminoacidi, sotto forma di estratti di lievito, sono una valida fonte di aminoazoto che può essere aggiunta al mosto. È importante notare che la qualità e la fonte di questi estratti possono variare notevolmente, con un impatto significativo sulla qualità del vino. Gli estratti di lievito derivati da lieviti usati in precedenza non hanno la concentrazione di nutrienti che si trova negli estratti di lievito "a crescita primaria", che sono specificamente preparati per aiutare la vinificazione. Inoltre, i lieviti usati in precedenza possono trasferire al vino odori e sapori indesiderati.

Le vitamine svolgono un ruolo fondamentale nella nutrizione del lievito. Si trovano in molti prodotti a base di estratti di lievito o possono essere preparate separatamente. Tra le vitamine più importanti vi sono l'acido pantotenico (vitamina B5), fondamentale per la sintesi della metionina, la tiamina (vitamina B1), essenziale per una sana crescita cellulare, e la biotina (vitamina B7), necessaria per garantire un efficiente metabolismo dell'azoto da parte dei lieviti.

Per quanto riguarda i minerali, è noto che alcuni elementi, come il fosfato (che si trova nel DAP), il magnesio, il manganese, lo zinco e il rame, sono utili per il corretto svolgimento della fermentazione, anche se ulteriori ricerche sono ancora in corso su questo argomento.

Non va trascurata nemmeno l'importanza del mallo di lievito. Pur non essendo di per sé un nutriente per il lievito, il mallo di lievito fornisce steroli al lievito attivo. Gli steroli sono molto importanti per proteggere il lievito attivo da alti livelli di alcol. Inoltre, il mallo di lievito presenta vantaggi verso la fine della fermentazione, in quanto adsorbe l'acido decanoico derivato dal lievito, che è tossico per i lieviti in fermentazione.

Infine, sebbene non siano di per sé nutrienti per il lievito, la presenza di ossigeno e di solidi in sospensione aumenta notevolmente l'efficienza della fermentazione. L'ossigeno consente ai lieviti di produrre gli steroli necessari per la tolleranza all'alcol, mentre i solidi in sospensione sembrano favorire una fermentazione sana. Tuttavia, poiché i mosti chiarificati producono vini più fini e aromatici, è necessario trovare un equilibrio.

Aggiunta di nutrienti: Il momento giusto

Oltre a fornire ai lieviti una dieta sana ed equilibrata composta da zuccheri, azoto, aminoacidi, vitamine e minerali, è essenziale farlo al momento giusto. I nutrienti per il lievito devono essere aggiunti durante la fermentazione in diverse fasi. La prima fase è quella dell'inoculo del lievito per la crescita. La seconda fase si verifica quando la fermentazione è iniziata e il livello di zucchero è sceso di 2 o 3 gradi Brix. A questo punto, la maggior parte dell'azoto ammoniacale è stata esaurita. La terza fase si raggiunge quando la fermentazione è a metà o poco prima. In questa fase, l'azoto è necessario per ricostituire le riserve di cellule di lievito esistenti senza promuovere un'ulteriore crescita cellulare. Il livello di alcol è ancora sufficientemente basso per consentire ai lieviti di assumere azoto.

Come abbiamo visto, il ruolo dell'azoto nella vinificazione è essenziale per garantire il successo della fermentazione e la produzione di un vino di alta qualità. Tuttavia, la sua gestione richiede precisione e conoscenza, dalla misurazione accurata dei livelli di azoto nel mosto alla selezione e all'aggiunta dei nutrienti necessari per i lieviti. Questo delicato equilibrio è un tassello fondamentale nell'affascinante arte della vinificazione.