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Cod. EM1U2
Evoluzione dei costituenti dell´uva
Rosario DI GAETANO Scuola Enologica di Conegliano
Prof. Rosario DI GAETANO Scuola Enologica di Conegliano
Vigneto: qui nasce il vino(Origine ed evoluzione dei costituenti dell’uva)
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(Origine ed evoluzione dei costituenti dell’uva)
Vigneto: qui nasce il vino
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Fotosintesi….l’origine di tutto!
Fotosintesi Glucidi
Amido
Pectine (Xilosio, Galattosio,
Ac. Gatatturonico,
Ramnosio, Arabinosio
Ac. PEP
Ac.Piruvico
Acetil CoA
C. Krebs
AmminoacidiAntocianineLignine (Alcol Ar)Ormoni auxinici
Acido latticoProteine
Ac. grassi (pruina)IsoprenoidiFlavonoidi
ProteineAcidi variAlcaloidiCitocromi
EnergiaATP, NADH, FADH, ecc
Fotosintesi Glucidi
Amido
Pectine (Xilosio, Galattosio,
Ac. Gatatturonico,
Ramnosio, Arabinosio
Ac. PEP
Ac.Piruvico
Acetil CoA
C. Krebs
AmminoacidiAntocianineLignine (Alcol Ar)Ormoni auxinici
Acido latticoProteine
ProteineAcidi variAlcaloidiCitocromi
EnergiaATP, NADH, FADH, ecc
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Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre
Volume
1° fase
(45-65 gg )3° fase
(35-55 gg )
2° fase
(8-15 gg )
Il percorso di sviluppo dell’acino
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1° Fase (fioritura – accrescimento)
Rapida crescita stimolata da citochinine e gibberelline
2° Fase (Inizio invaiatura)
Rallentamento della crescita, inizia l’invaiatura, si ha produzione di acido abscissico
3° Fase (Maturazione)
Ripresa della crescita, diminuisce l’intensità respiratoria ma cresce l’attività enzimatica con forte accumulo di principi nutritivi
Le Fasi
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Acino
Peduncolo
Racimolo
Pedicello
Struttura del grappolo
Raspo Cercine
Fasci fibrovascolariBuccia
PolpaVinaccioli
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Polpa
(mesocarpo)
Pruina
Cuticola
Epidermide Buccia
Ipoderma (Esocarpo)
Cellule poligonali
Cellule allungate
Vinaccioli (endocarpo)
Morfologia dell’acino
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Parti del frutto
e loro peso quantitativo
Raspo Vinaccia Polpa Vinaccioli
36 % 69 % 7985 % 36 %
Peso medio grappolo
300 500 g [501000]
[100 – 200 acini max qualità]
Peso medio acino
1,5 4 g
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Localizzazione quantitativa in % dei principali costituenti
Raspo Vinaccia Polpa Vinaccioli
(36) (69) (7985) ( 36)
Acqua 7580 7080 7285 3040
Polifenoli (antoc. E tann) 23,5 0,21,8 0,10,2 46
Sali minerali 22,5 1,52 0,20,6 13
Sost.Azotate 11,5 1,52 0,020,1 56
Glucidi vari ~1+1540 1520 13,525 3436
Ac.Organici 0,30,6 ~ 1 0,451,2 ~ 0,3
Lipidi ~ 0 ~ 0 ~ 0 714
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Es. di distribuzione quantitativa di un costituente del grappolo ( % polifenoli totali )
495 82
Flavonoidi
Tannini
Condensati
Tannini
idrolizzabili
6
3
1
Composizione % del grappolo
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Zone => esterna mediana interna [g/l].-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Zuccheri 180 187 166
Acidità 4,6 8,7 13,5
Polifenoli ricca povera media
distribuzione media
nella polpa matura
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Glucidi:
Sono di origine fotosintetica diretta e accumulati in forme diverse (glucosio,
fruttosio, maltosio, amilosio, amilopectine, amido, ecc. ) nelle varie parti della
pianta (tralci, tronco, radici, foglie) durante il ciclo vegetativo della vite.
Ai fini della produzione vinicola gli zuccheri più importanti sono: Glucosio e
fruttosio
Prima dell’invaiatura detti zuccheri sono presenti nell’acino nella quantità dell’1%
con netta prevalenza del glucosio rispetto al fruttosio.
Durante l’invaiatura, attraverso una serie di reazioni enzimatiche a carico dei vari
glucidi di riserva presenti nel ceppo e nelle foglie, si forma glucosio che migra
negli acini insieme a quello che contemporaneamente si forma per fotosintesi
(trasformato in saccarosio) e per metabolismo dell’ac. malico.
In questa fase, di intenso apporto glucidico, cresce il rapporto Fruttosio - Glucosio
che da ~0,2 a maturazione tende a 1 e viene superato in caso di surmaturazione.
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Luglio Agosto Settembre Ottobre
[%P/P]
20
15
10
5
Zuccheri totali
Fruttosio
Glucosio
Andamento Glucosio - fruttosio
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Acidi
Gli acidi organici si formano prevalentemente con l’attività respitratoria cellualare,
i più importanti sono: il malico e il citrico che si formano, il primo nelle foglie e il
secondo nelle radici, e il tartarico che si origina dagli zuccheri presenti nelle foglie.
Prima dell’invaiatura, l’acidità titolabile può raggiungere i 30 g/l.
Con l’invaiatura, termina l’accumulo degli acidi, per cui:
- l’acido tartarico e l’acido citrico restano invariati nella loro quantità assoluta,
- l’acido malico, se la temperatura supera i 25 °C, subisce in parte l’azione
dell’attività respiratoria, e prende la via della sintesi glucidica.
Altri fattori che determinano il calo del titolo acidico sono:
- diluizione degli acidi per l’aumento di volume degli acini;
- neutralizzazione per scambio con ioni metallici assorbiti.
Prima dell’invaiatura l’acido malico, quantitativamente, è nettamente maggiore
dell’acido tartarico; alla maturazione, invece, si equivalgono salvo una leggera
prevalenza del tartarico negli ambienti più caldi e del malico in quelli più freschi.
Complessivamente, a maturazione delle uve, il tenore acidico risulta nettamente
diminuito, per cui si evidenzia:
a) aumento della frazione acidica dissociata;
b) aumento del pH;
c) minore solubilità dei bitartrati e quindi aumento degli acidi salificati.
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Luglio Agosto Settembre Ottobre
[g/l]
20
15
10
5
Acidità totale
Tartarico
Malico
Evoluzione degli acidi titolabilidurante la maturazione
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Luglio Agosto Settembre Ottobre
20
15
10
5
Zuccheri %p/p
Acidi titolabili g/l
Evoluzione degli zuccheri e degli acidi durante la maturazione
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sono sintetizzati nelle foglie a livello di cloroplasti, hanno funzione cromatica
oltre che di difesa verso alcune alterazioni. La produzione è stimolata dalla
luce in particolare quella con lunghezza d’onda del blu e del rosso.
La carenza di azoto o di fosforo come pure le basse temperature ne
incrementano la produzione e l’accumulo
•Flavonoidi (antocianine, flavonoli e flavoni) [Glicosidi = aglicone + glucide]
.Antocianine o antociani, solubili in acqua,conferiscono colore all’acino dal
blu violaceo al rosso. Flavonoli, sono simili alle antocianine, conferiscono
all’acino colore giallo paglierino.
•Tannini idrolizzabili (tannini del raspo e del legno di quercia) [gallotannini ed
ellagitannini]. Si accumulano nei raspi; per quantità prodotte e importanza sono
trascurabili, al contrario di quelli prodotti nelle galle delle querce.
•Tannini condensati (proantocianidine o leucoantociani o flavan 3,4-dioli
e catechine o flavanoli). Simili agli antociani, i più stabili sono dati da 2-8 unitàmonomeriche. Caratterizzano molti sapori di frutta e di bevande.
Si accumulano principalmente nella buccia e in maniera significativa nei
vinaccioli; nella polpa, invece, si trovano quantità non rilevanti.
Polifenoli
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Agosto Settembre Ottobre
mg/Kg
2500
2000
1500
1000
500
Tannini bucce
Tannini vinaccioli
Antociani
Evoluzione di antociani e tanninidurante la maturazione
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Sono polimeri dell’acido galatturonico (galattosio col C6 trasformato in -COOH)
e i carbossili sono parzialmente (70-80%) metilati (-COOCH3 )
Si trovano nelle lamelle mediane delle cellule, in particolare in quelle dell’acino.
Nella prima fase vegetativa il numero delle unità polimeriche è molto elevato, e i
carbossili sono altamente metilati (protopectina), ciò conferisce al polimero un
carattere idrofobico; per cui gli acini non maturi presentano una struttura resistente
e compatta.
Durante la maturazione alcuni enzimi riducono la catena polimerica (protopectinasi)
e staccano quasi tutti i gruppi metilici (pectina-metilesterasi) producendo acidi
pectinici solubili e acidi pectinici colloidali. Se l’azione enzimatica è spinta si
producono acidi galatturonici liberi (rammollimento dell’acino).
Pectine
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Pectina: attacchi enzimatici durante la maturazione dell’acino
protopectinasi
pectina-metilesterasi
protopectina
Ac. pectici colloidali
Ac. pectici solubili
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Nell’uva esistono strutture più complesse dei polimeri di acido galatturonico,
con la presenza di Ramnosio, Arabinosio, Galattosio e Xilosio, e vanno sotto il
nome di sostanze pectiche (es. gomme, mucillaggini, emicellulosa).
Sostanze pectiche
Sostanze pectiche
acide
basiche
Ac. Galatturonico
Ramnosio
Galattosio
Arabinosio
Galattosio
Arabinosio
GommeSostanze pectiche acide
Pectina
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Metil Ac.Galatturonico Ramnosio Arabinosio Galattosio Xilosio
Struttura delle
Sostanze Pectiche:
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L’azoto è presente nell’acino sotto forma: ammoniacale, ammine libere e
glicolate, amminoacidi, peptidi e proteine; ovvero tutte le forme intermedie
che vanno dall’assorbimento ai componenti della struttura vegetale.
Nel corso della maturazione il contenuto di azoto totale tende a variare con
leggera diminuzione nella parte finale. L’andamento delle varie frazioni è
riportato nella figura.che segue.
L’importanza dell’azoto, nonostante le modeste quantità presenti
(0,2 0,6 g/l), nasce dall’influenza che esso ha nell’accrescimento dei
lieviti e dei batteri, senza dimenticare che gli eccessi possono dare
problemi di stabilità del colore e della limpidezza dei futuri vini.
Sostanze azotate:
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Agosto Settembre Ottobre
[mg/l]
200
150
100
50
totale
peptidico
amminico
ammoniacaleproteico
Evoluzione delle sostanze azotatedurante la maturazione
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Le sostanze minerali più importanti dell’uva, che nel loro complessocostituiscono le ceneri, sono:Cationi - potassio, calcio, magnesio, sodio, ammonio, ferro e manganese;Anioni - Fosforo, zolfo e cloro.
La loro concentrazione nell’acino aumenta progressivamente conl’ingrossamento del frutto e accelera durante il periodo della maturazionedove i valori vengono quasi triplicati dall’inizio dell’invaiatura.
Influenzano il pH per effetto della salificazione degli acidipH=f([HTH]/[K])
Si concentrano prevalentemente nelle pareti cellulari per la presenza di pectine (ac. galatturonico), per cui la buccia risulta meglio dotata e a seguire i raspi e la polpa.
Il contenuto totale delle ceneri è strettamente dipendente dalla fertilitàdel terreno.
Sostanze minerali:
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[g/Kg]
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
meq/Kg
30
27
24
21
18
15
ceneri
K
Ca + Mg
alcalinitàdelle ceneri
[meq/Kg]
Es. di incremento delle ceneridurante la maturazione
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Le sostanze che caratterizzano l’aroma varietale sono centinaia, i più importanti sono costituiti da idrocarburi, alcoli, aldeidi, eteri, esteri, isoprenoidi (steroli, carotenoidi, fitoli, terpeni, gomme) aventi p.m. compreso tra 30 e 300.
Sono sintetizzati a livello cellulare a partire dall’AcetilCoenzimaA.Molte di queste sostanze sono percettibili già nell’uva. altri invece sonopotenziali e si manifestano in seguito a modificazione chimica della lorostruttura quasi sempre di natura enzimatica.
Glia aromi percettibili già nell’uva possono essere varietali o non varietalie si classificano principalmente in erbacei, fruttati e floreali.
Inizialmente prevalgono quelli erbacei, nel corso dell’invaiatura questi tendono a diminuire e di pari passo aumentano quelli floreali seguiti in fase di maturazione da quelli fruttati.
Sostanze aromatiche
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Luglio Agosto Settembre
Erbacei
Floreali
Evoluzione delle sostanze aromatiche durante la maturazione
Fruttati
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I terpeni sono i composti più studiati, la loro unità base è costituita dall’isoprene, composto a 5 atomi di carbonio.
Durante la sintesi si formano monoterpeni e terpeni condensati, con struttura ciclica o aciclica.
I monoterpeni, tra cui gli alcoli terpenici, si possono presentare allo stato libero o in forma legata di natura eterosidica; i primi aumentano progressivamente durante la maturazione, i secondi, invece, pur essendo sempre prevalenti, risultano più abbondanti nell’acino verde durante l’ingrossamento.
I carotenoidi hanno peso molecolare più elevato dei terpeni e sono localizzati principalmente nella buccia.
Durante la maturazione il loro contenuto diminuisce ed aumentano le sostanze aromatiche del tipo Norisoprenoidi.
Da tenere presente che i carotenoidi sono molto sensibili alle ossidazioni (chimiche, fotochimiche, biochimiche)
4-mercapto-4-metil-2-pentanone (che caratterizza l’aroma del Sauvignon) aumenta durante l’ingrossamento dell’acino e diminuisce leggermente in fase di maturazione.
2-metossi-3-isobutil-pirazina (metossipirazina che caratterizza il Cabernet Sauvignon) si riduce fortemente durante la maturazione (tenori elevati si sono riscontrati in uve maturate in zone fredde o prodotte in terreni calcarei, argillo-limosi).
Composti precursori dell’aroma