Scienziati della Hebrew University ingegnerizzano i batteri per segnalare il deterioramento del vino prima che il sapore venga intaccato

Un team di ricercatori della Hebrew University ha sviluppato un nuovo sensore biologico che potrebbe aiutare le aziende vinicole a rilevare il deterioramento del vino prima che questo influisca sul sapore e sulla qualità. L'innovazione, descritta in un recente studio pubblicato su Microbial Biotechnology, utilizza batteri ingegnerizzati che emettono luce quando percepiscono l'acido acetico, la principale sostanza chimica responsabile dell'inacidimento del vino.

Il progetto è stato condotto dalla dottoranda Yulia Melnik-Kesler sotto la supervisione del professor Yael Helman, con la collaborazione del professor Oded Shoseyov. Il loro lavoro affronta una sfida di lunga data nella vinificazione: individuare il deterioramento abbastanza presto per evitare perdite costose. L'accumulo di acido acetico è una causa comune di deterioramento del vino, che porta a odori simili all'aceto e a sapori acidi. Quando i livelli superano circa 0,7 grammi per litro, il processo di fermentazione può bloccarsi e il vino può diventare imbevibile.

I metodi tradizionali per rilevare l'acido acetico si basano su tecniche di laboratorio come la gascromatografia o la cromatografia liquida. Questi metodi sono costosi, richiedono tempo e il prelievo di campioni liquidi dal vino. Di conseguenza, molte cantine faticano a monitorare la fermentazione in tempo reale e spesso scoprono i problemi solo dopo che il danno è stato fatto.

Il nuovo biosensore offre un approccio diverso. Il team ha ingegnerizzato i batteri per includere un regolatore naturale chiamato YwbIR, originariamente presente nel Bacillus subtilis. Quando questi batteri incontrano l'acido acetico, YwbIR attiva un gene che produce luce. L'intensità della luce aumenta con l'aumentare dei livelli di acido acetico, fornendo un segnale chiaro e misurabile.

Nei test di laboratorio, il biosensore ha risposto in modo forte e costante a concentrazioni di acido acetico comprese tra 0 e 1 grammo per litro, un intervallo che copre la soglia critica per il deterioramento. Ai livelli in cui tipicamente inizia il deterioramento, il segnale luminoso è aumentato da cinque a otto volte rispetto alle letture di base. Ciò consente agli enologi di ricevere un avviso tempestivo prima che il vino diventi imbevibile.

Una caratteristica notevole del biosensore è la sua capacità di rilevare l'acido acetico non solo nei campioni liquidi, ma anche nell'aria sopra il vino - il cosiddetto spazio di testa di una bottiglia o di un serbatoio di fermentazione. Ciò significa che le cantine possono monitorare il deterioramento senza aprire i contenitori o disturbare il processo di fermentazione. Nei test condotti su vini rossi e bianchi commerciali, il biosensore ha distinto tra campioni normali e campioni viziati artificialmente entro due ore.

Un altro vantaggio è la sua resistenza in ambienti ad alta gradazione alcolica. Molti sensori elettronici o ottici faticano a funzionare con precisione quando il contenuto di alcol è elevato, ma il nuovo biosensore ha funzionato in modo affidabile con vini che contenevano fino al 14,5% di alcol.

I ricercatori ritengono che la loro tecnologia possa avere applicazioni al di là della vinificazione. L'acido acetico è un importante indicatore in altre industrie basate sulla fermentazione, come la produzione di alimenti e biocarburanti. È anche oggetto di studio come potenziale biomarcatore di alcune malattie, il che fa pensare che le future versioni del biosensore potrebbero essere utilizzate per la diagnostica medica non invasiva, come l'analisi del respiro.

La professoressa Helman ha affermato che questo sistema consente di rilevare l'acido acetico in tempo reale, senza bisogno di apparecchiature complicate o di elaborare i campioni. Ha osservato che potrebbe rendere il monitoraggio in loco più accessibile per i produttori e potrebbe eventualmente supportare la diagnostica medica basata su biomarcatori volatili.

Lo sviluppo di questo biosensore vivente rappresenta un passo avanti nel controllo della qualità per i produttori di vino e per altre industrie che si basano sulla fermentazione. Fornendo avvisi precoci di deterioramento, potrebbe contribuire a ridurre gli sprechi e a migliorare la consistenza del prodotto, riducendo al contempo i costi associati ai tradizionali test di laboratorio.