This Italian Language translation of the original
English Language document has been
kindly provided by the Italian Trade Commission.
For additional information, please
contact Mr. Martin Stutsman.
| Introduzione: Il carbammato d' etile (CE, uretano) e' una componente naturale di tutte le bevande e i cibi fermentati. Poiche' il CE si e' rivelato essere potenzialmente cancerogeno quando lo si amministra a dosi elevate in esperimenti con animali, l'industria vinicola desidera ridurre i livelli del CE nei propri prodotti. Questo manuale contiene le raccomandazioni derivate dalla ricerca scientifica intese ad aiutare tutti i coltivatori di uva da vino, i produttori di vini, e altri membri dell'industria e minimizzare i livelli del CE nel vino. Queste raccomandazioni vanno intese solo come tali e non vanno considerate delle restrizioni alla liberta' e alla diversita' dei metodi di produzione vinicola. |
Formazione Del CE:
Per capire meglio le possibili azioni che possiamo intraprendere per minimizzare i livelli
del CE nel vino, e' necessario rivedere gli aspetti fondamentali della cinetica e dello
sviluppo delle formazioni principali.
L'arginina, generalmente uno dei piu' abbondanti amminoacidi nel succo d' uva utilizzabili
dai fermenti, e' assimilato dai fermenti vinari come nutriente e puo' venire metabolizzato
emettendo urea, se presente in quantita' eccessiva. Se l'urea non puo' essere ulteriormente
metabolizzata e si accumula al di sopra di una concentrazione critica, i ceppi di lievito
la emettono dalle proprie cellule nel vino durante o alla fine della fermentazione.
L'urea puo' reagire spontaneamente con l'alcool nel vino dando luogo alla formazione del CE.
La reazione chimica tra l' urea e l'etanolo e' accelerata esponenzialmente a temperature
elevate. In misura minore, la citrullina, un amminoacido che non e' incorporato nelle
proteine dei fermenti, e che si forma durante la biosintesi dell'arginina, puo' funzionare
da precursore del CE. I batteri lattici possono anch'essi essere una fonte di citrullina
durante la formazione del vino. Pero', la reazione chiave per la formazione del CE nel vino
e' tra l'urea e l'etanolo.
Azioni Preventive:
Abbiamo fissato le seguenti raccomandazioni sugli aspetti della formazione del CE nel vino:
1. Fertilizzazione della vigna
*
La fertilizzazione con azoto (N) nella vigna ha un' influenza diretta sul contenuto
d'azoto nei chicchi d'uva e nel mosto. Una fertilizzazione eccessiva nel passato con urea,
ammoniaca e altri fertilizzanti con azoto e' ritenuta una delle cause dei livelli elevati di
CE nei vini provenienti da paesi che tradizionalmente producono vino.
*
Il Comitato di Esperti dell' Organizzazione dei Viticoltori Internazionali per la
Fisiologia della Vite ha sviluppato il seguente metodo di campionatura delle foglie,
per stabilire lo stato nutrizionale della vite, in modo tale da fornire sufficienti,
ma non eccessivi, nutrienti per la crescita della vite (Risoluzioni viti 4/95).
Sembra che i viticoltori siano generalmente dell' opinione che l'azotonitrico nei piccioli
durante la fioritura abbia un' inflenza marginale o nulla sulla crescita, la produzione
d'uva o la condizione generale dell' azoto nella vite o la condizione dell' azoto nei
chicchi e nel loro succo.
| OPERAZIONE | LAMINA FOLIARE | PICCIOLO |
| Momento adatto | Formazione dei chicchi Veraison |
Veraison |
| Numero minimo di viti1 | 50-100 | 100 |
| Posizione della foglia sul germoglio | Lamina foliare opposta al primo grappolo alla base |
Piccioli opposti al grappolo |
| Posizione del germoglio sul ramo o sul gambo2 |
Germoglio mediano da frutto | Germoglio mediano da frutto |
| Numero minimo di foglie | 50-100 lamine foliare | 100 piccioli |
| Trattamento delle foglie | Lavare velocemente con acqua distillata 3
poi asciugare |
Lavare velocemente con acqua distillata
poi asciugare |
1In relazione all'estensione della vigna.
2La posizione e' in base al sistema di coltivazione.
Il testo della risoluzione include illustrazioni del punto corretto di campionatura per i
sistemi principali di coltivazione in Europa.
3Solo per determinare il rame, lo zinco e il manganese.
* In generale, le viti hanno un fabbisogno di azoto molto limitato rispetto alla maggior parte delle altre colture. Per esempio, 10 tonnellate di uva asportano dal vigneto circa 25 libbre di azoto (circa 11,3 Kg.).
* L'uva che cresce in terreni precedentemente utilizzati per colture erbacee e ortaggi e quindi fortemente fertilizzati puo' portare a contenuti eccessivi di azoto nel succo e a livelli elevati di CE nel vino.
* La concentrazione di componenti azotati come l'arginina nel succo e l'urea nel vino aumenta proporzionalmente con l'aumento della fertilizzazione con azoto nel vigneto. Se la concentrazione di arginina nel succo eccede i 1.000 mg. per litro, la vite deve essere considerata fertilizzata in modo eccessivo.
*
In un terreno carente di azoto, l'utilizzo di 100 libbre di azoto per acroe
(circa 45,4 Kg./acro o 112,3 Kg./ettaro)
porterebbe ad un livello di 150 mg. di azoto utilizzabile dai fermenti per ogni litro di succo.
Tale quantita' e' considerata sufficiente per completare la fermentazione, ma l'uso di tali
quantita' elevate di fertilizzanti puo' portare ad una vegetazione eccessiva e ad una tarda
maturazione dell'uva.
La possibilita' di una deficienza di azoto nei succhi rispetto
al nutrimento dai lieviti non deve essere affrontata con la fertilizzazione della vigna.
* I viticoltori devono tenere presente che e' probabile aggiungano una quantita' significativa di azoto alle loro vigne quando sotterrano legumi invernali utilizzati come colture di protezione per le vigne. I legumi includono la veccia (Vicia), il trifoglio (Trifolium) e il pisello (Pisum). L' uso di queste colture di protezione puo' portare l'azoto nella vite a livelli eccessivi. Per esempio, il tessuto del trifoglio contiene circa 2,5 % di azoto, e il tessuto della veccia circa il 4%. La coltivazione della veccia puo' accumulare fino a 75 libbre di azoto per acre, rispetto ad una media di 25-50 libbre per acre(28-56Kg./ettaro) utilizzate con l'aggiunta di fertilizzanti commerciali. Se i legumi sono usati come colture di protezione, e' necessario controllare l'azoto nel terreno e nella vite per evitare livelli eccessivi di arginina nei succhi. Se è necessaria una fertilizzazione aggiuntiva con azoto, non si devono sotterrare legumi invernali.
3. Varieta' di viti e portainnesti
* Diverse varieta' d' uva presentano variazioni nell'assorbimento d'azoto, con alcune varieta' che hanno generalmente valori piu' bassi di arginina rispetto ad altre. Un livello pero' basso di azoto nelle varie viti e' strettamente connesso alle caratteristiche delle proprie radici e cambia con l'utilizzo di portainnesti differenti. Al momento della fioritura l'azoto totale nel picciolo puo' variare piu' del 40% in media, mentre l'azoto nitrico puo' addirittura variare 10-12 volte a seconda della combinazione usata portainnesti -marza. Pertanto, i portainnesti possono avere un influenza notevole sui livelli d'azoto e sui processi di fertilizzazione. I consulenti locali per i centri di produzione vinicola possono fornire informazioni sull'assorbimento dell'azoto dei vari portainnesti.
RACCOMANDAZIONI:
I viticoltori devono tenere presente i livelli di azoto nella vite e nell'uva e devono
modificare le procedure per il vigneto se la concentrazione di arginina nei succhi e' molto
piu' alta di 1.000 mg per litro.
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*
Per stabilire con esattezza il valore nutritivo di uno specifico succo d'uva, puo' rendersi
necessario misurare il livello dei composti d' azoto effettivamente utilizzabili dai lieviti
per l' attivita' metabolica. I livelli d'azoto nell' uva variano molto a seconda del luogo
in cui si trova il vigneto, in base al terreno, l'irrigazione, il tipo di fertilizzazione,
il tempo al momento della vendemmia, la marza e il portainnesto, e la maturazione dell'uva.
Le due fonti principali d' azoto nel mosto sono l'ammoniaca e gli amminoacidi con l'eccezione
della prolina. La prolina non puo' essere utilizzata come fonte d'azoto dai lieviti senza
ossigeno molecolare, che non e' presente nella fermentazione anaerobica del succo d'uva.
Entrambe le fonti di azoto presenti possono essere analizzate in un laboratorio di un'
azienda vinicola o in laboratori esterni. Controlli dell'ammoniaca includono test
enzimatici/fotometrici o l'uso di un elettrodo per ammoniaca. Gli amminoacidi utilizzabili
dai lieviti possono essere misurati rapidamente tramite test colorimetrico OPA/NAC
(Dukes & Butzke 1996) che richiede uno spettrofotometro. L'analisi con HPLC individua tutte
le fonti d'azoto simultaneamente ma richiede personale altamente specializzato e da' risultati
in tempi lenti durante la produzione del vino. E' necessario ottenere risultati analitici
entro poche ore dall' inserimento dei lieviti per potere decidere se e' necessario aggiungere
integrazioni nutritive a mosti carenti.
* E' anche consigliabile stabilire livelli critici di arginina tramite una semplice procedura d'analisi che puo' essere utilizzata in un laboratorio di un'azienda vinicola. Non vi e' al presente un' analisi rapida dell' arginina nel succo che sia utilizzabile nelle aziende vinicole. L' universita' della California a Davis ha proposto lo sviluppo di una procedura in tal senso.
* Per evitare una fermentazione lenta e perche' non si interrompa, la BATF permette di aggiungere fino a 8 libbre di fosfato biammonio (DAP) per 1.000 galloni (960 mg per litro) ad un mosto carente, il che significa 200mg di azoto per litro. Livelli eccessivi d'azoto possono, però, contribuire alla formazione e all'escrezione d'urea da parte dei fermenti. Sebbene ci si aspetti una fermentazione malolattica opzionale da parte di alcuni nutrienti, livelli elevati di nutrienti alla fine della fermentazione possono contribuire a creare un' instabilita' microbica nel vino (vedi batteri lattici).
* Preparazioni di integratori nutritivi per lievito possono aggiungere ad un succo una quantita' indefinita di azoto utilizzabile dai fermenti. Si consiglia ai produttori di vino di richiedere ai fornitori di specificare le differenti fonti d' azoto.
* L'uso di urea come integrazione per la fermentazione e' proibito. La BAFT ha trovato che l'utilizzo di urea non e' considerato accettabile dai produttori di vino nella normale prassi commerciale e ha eliminato l'urea dall' elenco dei trattamenti autorizzati (Registro federale, vol. 55, n. 118, 24974-24982, 19/6/90).
RACCOMANDAZIONI:
I produttori di vino devono conoscere i livelli d' azoto dei propri succhi e non devono
integrarli eccessivamente con fosfato biammonio.
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*
I lieviti vinari differiscono nella loro capacita di catabolizzare rapidamente l'urea
durante la fermentazione. Quando un eccesso d'urea si accumula nel citoplasma della cellula,
viene rilevata nel suo ambiente, il mosto.
Lieviti che producono molta urea sono quelli che
hanno un' alta capacita di degradare l'arginina in urea, ma una capacita' limitata di
metabolizzare l'urea. Tale limitata capacita' di metabolizzare l'urea puo' derivare da una
bassa attivita' dell' amidoliasi, inibita dalla presenza di livelli elevati di ammoniaca,
da carenze di fattori concomitanti necessari all' amidoliasi o, apparentemente, da bassa
attivita' dovuta ad arginasi iperattiva. Fattori sia genetici che ambientali influenzano
la quantita' d'urea emessa dalle cellule. Si e' osservato che alcuni ceppi di fermenti
commerciali come il Lallemand 71B®, il Red Star SC1120® e il Premier Cuvee (PdM)® producono
livelli relativamente bassi d'urea. Le ditte produttrici di lieviti per uso enologico sono in
grado di raccomandare ceppi con una quantita' minima di escrezione d'urea per ogni specifico
uso nella produzione di vino; si suggerisce pertanto di consultare queste ditte al riguardo.
* La fermentazione spontanea con ceppi non definiti di lieviti richiede controlli dell'arginina nei succhi, dell'urea e dei livelli di CE in ogni fermentazione. Non e' chiaro che tipo di impatto la fermentazione naturale abbia sui livelli di CE, poiche' non si hanno ancora studi conclusivi al riguardo. In ogni caso, ci si aspetta che ceppi di fermento indigeni mostrino una variabilita' simile nel catabolismo dell' urea, cosi' come si e' osservato nei ceppi commerciali.
RACCOMANDAZIONI:
Se il succo ha un contenuto elevato d'arginina, accertarsi che vengano inoculati ceppi di
lievito che producono poca urea nella vinificazione.
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*
Alcuni batteri dell'acido lattico hanno la capacita' di formare piccole quantita'
di citrullina, un precursore del carbammato d'etile, dall' amminoacido arginina,
e di secernere questo precursore nel vino. Aggiunte regolari d'azoto ai succhi con livelli
nutritivi sconosciuti possono aumentare la quantita' di azoto disponibile
per i batteri dopo la prima fermentazione. Inoltre, anche i ceppi che non hanno la capacita'
di degradare l'arginina possono produrre piccoli aumenti di carbammato d'etile, facendo cosi'
pensare che possano essere presenti altri precursori azotati oltre a quelli derivati
dall'arginina.
I risultati della ricerca indicano che e' necessario essere cauti nel
selezionare le colture prima di iniziare la fermentazione malolattica nel vino, poiche'
la formazione di citrullina dalla degradazione dell'arginina puo' produrre livelli elevati di
carbammato d'etile, anche a temperature normali, quando vi e' un lungo periodo di conservazione.
Inoltre, si deve evitare la fermentazione malolattica spontanea da ceppi non definiti,
poiche' si puo' creare la formazione di precursori del carbammato d'etile.
RACCOMANDAZIONI:
Se si desidera la fermentazione malolattica, i produttori di vino devono usare o un ceppo
commerciale che non produca livelli elevati di citrullina, o devono controllare il contenuto
di citrullina dopo la fermentazione.
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Poiche' l'urea e' il principale precursore del CE nel vino, l'idrolisi enzimatica dell'urea
in ammoniaca e anidride carbonica sembra essere il giusto modo di eliminare formazioni da
questa fonte. Preparazioni a base di enzima ureico sono presenti sul mercato e sono autorizzati
dalla BATF per il trattamento del vino.
In ogni caso, l'attivita' dell' ureasi e' molto limitata in condizioni normali di
vinificazione, in modo specifico per quanto riguarda il basso pH e l'etanolo.
L'ureasi e' inibita specialmente da elevate concentrazioni di acido malico e dai residui
di fluoruro (dall' uso della criolite® nella vigna) superiori a 1mg per litro.
Qualsiasi combinazione di questi fattori puo' rendere praticamente impossibile raggiungere i
bassi livelli di urea voluti in tempi brevi, anche con dosi molto alte di enzima.
Non e' possibile eliminare completamente il CE.
RACCOMANDAZIONI:
Se il vino ha molta urea da residui, i produttori di vino possono utilizzare il trattamento
dell'ureasi per diminuire i livelli d'urea. E' necessario pero' valutare l'efficacia
dell'aggiunta di ureasi per ogni vino per avere conferma che l'enzima sia attivo.
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*
E' prassi comune nell'industria vinicola stagionare il vino sui sedimenti dopo la prima
fermentazione, in modo tale da influenzare le proprieta' organolettiche del vino.
La stagionatura sui sedimenti porta alla liberazione nel vino di composti azotati, amminoacidi
e proteine: una secrezione rapida dal pool intracellulare delle cellule dei lieviti nelle
prime settimane di conservazione ed un lento aumento col passare del tempo di conservazione,
a causa dell'autolisi dei fermenti.
Si e' pero' trovato che non si verifica un aumento
della concentrazione del carbammato d'etile nei vini fatti con uva a bassa concentrazione di
ammionoacidi, dopo contatto prolungato con i sedimenti;
si e' anche notato che non vi sono
altri precursori di carbammato d'etile emessi dai fermenti durante un contatto prolungato
con i sedimenti.
Pertanto, nelle suddette condizioni, la prassi di un contatto prolungato
con i sedimenti non sembra aumentare la possibilita'di carbammato d'etile.
Non vi sono dati che documentino nella maturazione sui sedimenti l'influenza sulla
concentrazione d'urea nei vini fatti con uva che abbia concentrazioni eccessive di azoto
assimilabile dai lieviti.
* Analogamente, non vi sono dati riguardanti la produzione di vino frizzante e l'evoluzione dei livelli d'urea e altri precursori del CE durante l'autolisi dei fermenti, cioe' durante una stagionatura prolungata di vini in bottiglie da stappare.
RACCOMANDAZIONI:
La stagionatura sui sedimenti non ha mostrato un' influenza significativa sui livelli di
carbammato d'etile, ma non sono state ancora effettuate analisi conclusive al riguardo.
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* Sebbene l'urea non sia volatile e lo stesso CE possieda bassa volatilita', il CE puo' gualmente trovarsi in distillati di vino. Si puo' formare dopo la distillazione tramite la reazione di un precursore volatile, l'isocianato, con l'etanolo, sia a temperatura ambiente che elevata.
*
I produttori di distillati di vini di frutta devono tenere presente altri precursori del
carbammato d'etile, i cianuri. La frutta con noccioli, specialmente ciliegie, albicocche o
prugne contiene cianuri combinati con zuccheri nei noccioli che possono essere emessi durante
la fermentazione.
E' essenziale togliere i noccioli prima della fermentazione ed e'
altrettanto importante procedere ad una seconda distillazione per evitare concentrazioni
elevate di precursori di CE volatile in questi tipi di liquori.
* I produttori di vini alcolizzati devono tenere presente quanto detto sopra come produttori di vini da tavola, perche' la fortificazione puo' aggravare di per se' il problema della secrezione d'urea da parte dei fermenti. L'urea si forma spesso durante le fasi iniziali o centrali della fermentazione con successiva generazione di lieviti che l'utilizzano nelle fasi finali del processo. La secrezione massima avviene frequentemente, con qualche eccezione, tra i 12 e 16 Brix. Interrompere la fermentazione a questo punto porta a concentrazioni elevate di urea nei vini fortificati. Si raccomanda di eseguire una fortificazione di prova nel laboratorio dell'azienda vinicola e di analizzare sia il vino in fermentazione che il vino da dessert che ne deriva per stabilire il contenuto d'urea.
* Inoltre, l'alcool dell'uva o il brandy usato per alcolizzare possono agire come fonti primarie delle tracce di CE nei vini alcolizzati e devono essere controllati per verificare la possibilita' o la presenza di CE.
RACCOMANDAZIONI:
Poiche' gli isocianati si formano dalla disgregazione dell'urea, vale la stessa
raccomandazione fatta per il vino da tavola. Per ora non e' possibile dare raccomandazioni
sul frazionamento dei distillati, a causa della mancanza di dati sul comportamento della
distillazione dei precursori volatili del CE.
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* La reazione chimica tra l'urea e l'etanolo aumenta esponenzialmente con l'aumentare della temperatura. E' pertanto indispensabile che un vino contenente livelli elevati di urea non sia esposto ad alte temperature (al di sopra dei 100°F o 38°C) quando viene spedito o conservato.
RACCOMANDAZIONI:
Poiche' il vino esposto per molto tempo ad alte temperature rovina anche il suo aspetto
e le sue qualita' , i produttori di vino dovrebbero educare e incoraggiare lo spedizioniere,
il distributore, il grossista e i dettaglianti, a ridurre al minimo l'esposizione alle alte
temperature tramite utilizzo di appositi contenitori isolanti, una programmazione oculata
delle spedizioni e centri d'immagazzinaggio adatti.
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-Amino
Compounds in Grape Juice can be Rapidly Determined Using an
o-Phthalaldehyde/N-acetyl-L-cysteine Spectrophotometric Assay. 47thAnnual Meeting of
the American Society for Enology & Viticulture, Reno, NV.
Acknowledgement: We are grateful to Dr. Adrian Weisz (CFSAN/OCC) for his review of this document.
Last updated by frf 2002-MAY-15