I lieviti non-Saccharomyces riducono i residui di pesticidi fino al 53% nello studio sulla fermentazione del vino

Un recente studio dell'Università di Montpellier ha fornito nuove conoscenze su come i lieviti del vino interagiscono con il rame e i pesticidi durante la fermentazione, con importanti implicazioni sia per la qualità del vino che per la sicurezza ambientale. La ricerca, pubblicata sulla rivista OENO One, ha esaminato 13 ceppi di lieviti da vino, tra cui l'ampiamente utilizzato Saccharomyces cerevisiae e diverse specie non-Saccharomyces come Metschnikowia, Starmerella e Torulaspora. Il team ha cercato di capire come questi lieviti rispondono al rame e a una miscela di 23 pesticidi comunemente usati nei vigneti e quanto efficacemente possono rimuovere queste sostanze dal mosto d'uva durante le prime fasi della fermentazione.

Lo studio è stato motivato dalle continue preoccupazioni sulla presenza di sostanze xenobiotiche - composti chimici estranei come pesticidi e metalli pesanti - nel succo d'uva e nel vino. Nella viticoltura convenzionale, i pesticidi sintetici sono ampiamente utilizzati per proteggere le viti da malattie e parassiti. I vigneti biologici, pur evitando la maggior parte dei prodotti chimici di sintesi, si affidano spesso a trattamenti a base di rame per controllare le infezioni fungine. Entrambi gli approcci possono lasciare residui nelle uve raccolte, che poi si diffondono nel mosto e potenzialmente nei vini finiti. Questi residui non sono solo un problema per la salute, ma possono anche interferire con il processo di fermentazione stesso.

Per indagare su questi problemi, i ricercatori hanno condotto fermentazioni controllate utilizzando mosti d'uva sintetici addizionati di rame o di una miscela di pesticidi a concentrazioni che riflettono quelle riscontrate nelle condizioni reali dei vigneti. Hanno monitorato la crescita dei lieviti, l'attività di fermentazione (misurata in base al rilascio di CO2), la vitalità delle cellule e i livelli di rame e pesticidi rimasti nel mosto nel tempo.

I risultati hanno mostrato che il rame, anche a concentrazioni tipiche dei vigneti biologici (fino a 7,5 mg/L), ha avuto un effetto minimo sulla crescita e sulle prestazioni fermentative della maggior parte dei ceppi di lievito. Solo alcuni ceppi - un Saccharomyces cerevisiae e due non-Saccharomyces - hanno mostrato una ridotta vitalità o un rallentamento della fermentazione quando sono stati esposti al rame. Per la maggior parte dei lieviti, il rame è stato rimosso efficacemente dal mosto entro 48 ore dalla fermentazione. Questa rimozione è rimasta stabile anche dopo l'aggiunta di etanolo per simulare la fine della fermentazione, suggerendo che una volta sequestrato dalle cellule di lievito, il rame non viene facilmente rilasciato nel vino.

L'esposizione ai pesticidi, invece, ha avuto un effetto molto più marcato sull'attività del lievito. Tutti i ceppi testati hanno mostrato un certo grado di rallentamento della fermentazione in presenza di pesticidi, con lieviti non-Saccharomyces particolarmente sensibili. Il tasso massimo di produzione di CO2 è diminuito significativamente per molti ceppi, indicando che i pesticidi possono inibire direttamente il metabolismo del lievito o ridurre la vitalità cellulare. Tuttavia, nonostante questa inibizione, la maggior parte dei lieviti ha mantenuto un'elevata vitalità (oltre il 90%) dopo 70 ore di fermentazione.

Per quanto riguarda la detossificazione, ovvero la capacità dei lieviti di rimuovere queste sostanze dal mosto, i risultati sono stati contrastanti. La maggior parte dei ceppi era in grado di rimuovere efficacemente il rame, indipendentemente dalla specie o dal tasso di crescita complessivo; questa capacità sembrava essere altamente dipendente dal ceppo piuttosto che dalla specie. Si pensa che il meccanismo coinvolga il legame degli ioni di rame all'interno delle cellule o sulle pareti cellulari attraverso proteine come le metallotioneine o altri componenti cellulari.

La detossificazione dei pesticidi è stata meno efficiente e più variabile tra ceppi e tipi di pesticidi. Mentre tutti i lieviti hanno ridotto in qualche misura i livelli totali di pesticidi nel mosto (con concentrazioni residue che vanno dal 47% al 76% dei livelli iniziali dopo 70 ore), i lieviti non-Saccharomyces hanno generalmente superato Saccharomyces cerevisiae in questo senso. Alcuni pesticidi sono stati prontamente eliminati da tutti i ceppi (come il ciazofamid e la zoxamide), mentre altri (come il folpel) hanno resistito completamente alla detossificazione. L'efficienza non era correlata alle dimensioni della popolazione di lievito o all'attività fermentativa complessiva, ma sembrava legata a proprietà specifiche di ciascun ceppo.

Lo studio ha anche scoperto che l'esposizione ai pesticidi alterava il metabolismo del lievito in modo sottile. I ceppi sensibili hanno aumentato la produzione di glicerolo, un composto coinvolto nell'osmoregolazione, e di acetato, importante per la biosintesi dei lipidi e l'integrità delle membrane. Questi cambiamenti potrebbero riflettere una risposta adattativa allo stress causato dagli xenobiotici che alterano le membrane.

I risultati hanno implicazioni pratiche per i viticoltori e i coltivatori biologici che cercano di ridurre al minimo i residui chimici nei loro prodotti. Selezionando con cura ceppi di lievito con forti capacità di disintossicazione - soprattutto tra le specie non-Saccharomyces - potrebbe essere possibile ridurre i livelli di rame e di pesticidi nel mosto d'uva prima dell'imbottigliamento. Ciò potrebbe migliorare la qualità del vino e rispondere alle preoccupazioni dei consumatori riguardo ai contaminanti chimici.

I ricercatori avvertono che è necessario un ulteriore lavoro per comprendere appieno i meccanismi genetici e fisiologici alla base di questi processi di disintossicazione. Ulteriori studi dovranno anche esaminare se risultati simili si ottengono nel succo d'uva naturale (che contiene polifenoli e altri solidi) piuttosto che in mezzi sintetici, nonché come diverse combinazioni o concentrazioni di pesticidi influenzino le prestazioni del lievito.

Lo studio mette in evidenza la resilienza e la diversità dei lieviti del vino nell'affrontare i contaminanti ambientali introdotti dall'agricoltura moderna. Inoltre, indica soluzioni biologiche - utilizzando microrganismi selezionati - per affrontare sfide che tradizionalmente sono state gestite solo con mezzi chimici o fisici. Con la crescita dell'interesse per le pratiche di vinificazione sostenibile, questi risultati possono aiutare a guidare le strategie future per ottenere vini più puliti ed ecosistemi viticoli più sani.