La macerazione carbonica

A) Terminologia e storia
Si definisce con il termine di vinificazione con macerazione carbonica, quella tecnica di fermentazione che sfrutta i fenomeni che avvengono negli acidi d’uva intatti (ossia non diraspati e non pigiati), quando sono posti in vasche chiuse e/o recipienti a chiusura ermetica grazie alla condizioni di anaerobiosi che si vengono a creare a seguito della saturazione dovuta all’anidride carbonica CO2.
Questa tecnica di vinificazione è molto antica soprattutto in alcuni regioni del Nord Europa. Infatti all’epoca in cui le uve non venivano sottoposte ad operazioni meccaniche di pigiatura, la macerazione delle uve intere era l’unico mezzo di vinificazione.
Questa tecnica è stata per la prima volta scoperta dal biologo Pasteur nel 1972 il quale affermava: “Sarebbe interessante sapere qual è la differenza di qualità tra due vini, i cui acini che daranno origine al vino sono stati in un caso perfettamente schiacciati e nell’altro lasciati per la maggior parte interi come arrivano in una vendemmia normale….Si potrebbe dare un giudizio sull’impiego nuovo, sebbene assai già diffuso, di pigiatrici a rulli scanalati per spremere l’uva“.
La tecnica della macerazione carbonica è stata in seguito dimostrata nel 1903 da Matruchot e Malliard e successivamente nel 1964 e 1969 dal gruppo di lavoro dell’I.N.R.A. e nelle “Giornate sulla macerazione carbonica” ad Avignone in Francia.
Ma l’applicazione di questa tecnica è stata diffusa principalmente nel 1960 grazie al lavoro di Flanzy che grazie ai suoi studi è riuscito a migliorare la conoscenza dei fenomeni di fermentazione delle uve e l’utilizzo a livello enologico.
In Italia la diffusione della tecnica della macerazione carbonica si è avuta a partire dal 1970, grazie ai lavori svolti da Montedoro, Fantozzi e Rosini a Perugia, da Pallotta e Amati a Bologna e da Colagrande a Piacenza.

B) Fermentazione intracellulare delle uve
Le uve una volta messe al riparo dall’azione dell’ossigeno, in atmosfera satura di anidride carbonica e/o azoto subiscono delle modificazioni biochimiche molto complesse. Il complesso di questi fenomeni di macerazione costituisce il metabolismo anaerobico degli acidi d’uva.
Oltre che in vasche chiuse o recipienti a chiusura ermetica, le uve possono essere poste anche in recipienti a forma di campana già al momento della vendemmia vicino all’appezzamento dove avviene la raccolta.
Il fenomeno di macerazione carbonica degli acini d’uva intatti, si manifesta con fenomeni di sintesi, degradazione e diffusione delle sostanze all’interno della massa.
Tra i fenomeni più importanti ricordiamo:

  • Fermentazione intracellulare.
  • Evoluzione degli acidi organici.
  • Evoluzione delle sostanze azotate.
  • Diffusione dell’anidride carbonica CO2 e dei polifenoli.

Questi fenomeni sono collegati tra loro grazie ai sistemi enzimatici dell’uva. Tuttavia si assiste anche a delle interferenze esterne tra il metabolismo anaerobico delle uve e l’ambiente circostante.
All’interno di questo ambiente anaerobico, l’uva deve macerare per un periodo variabile dai 10 ai 20 giorni in funzione della temperatura che si deve mantenere intorno i 30°C. Non a caso la temperatura svolge un’azione predominante per l’evoluzione delle sostanze durante la macerazione.
Anche il tempo e/o durata della macerazione delle uve in condizioni di anaerobiosi, interviene sulle caratteristiche organolettiche del prodotto finale.
A causa dello schiacciamento indotto dalle uve, sulla massa sottostante si verifica la fuoriuscita del 2-3% di mosto il quale inizia a fermentare. La parte di zucchero che inizia la fermentazione senza l’intervento dei lieviti produce 1,5 – 2,5 gradi alcolici e anidride carbonica la quale saturando rapidamente il recipiente provoca fenomeni di asfissia. Sono le stesse cellule dell’uva che provocano questo tipo di macerazione. L’attività delle cellule tende ad arrestarsi quando esse muoiono a causa dell’elevato tasso di CO2 e alcol prodotto.
Il fenomeno dell’asfissia modifica il metabolismo cellulare dando origine a processi di fermentazione intracellulare o autofermentazione con produzione di un complesso di sostanze che vanno ad influire sulle caratteristiche aromatiche del vino prodotto con tale tecnica.

C) Evoluzione delle sostanze chimiche
C.1) Produzione di alcol etilico
La produzione di etanolo (CH2-CH3OH) e di alcuni prodotti secondari osservati alla fine del processo di macerazione sono i fenomeni che spesso vengono osservati con questa tecnica. La concentrazione di alcol etilico prodotta è però limitata solo al 2% in volume.
Aumenta invece il contenuto di metanolo (CH3OH) e soprattutto di glicerina.

C.2) Diminuzione dell’acidità
Il fenomeno della diminuzione dell’acidità, è il processo più noto e diffuso che si verifica nel corso della macerazione carbonica. Tra gli acidi organici quello che maggiormente subisce una diminuzione è l’acido malico grazie all’intervento dell’enzima malico presente all’interno delle cellule dell’uva.
L’acido malico può andare incontro a due tipologie diverse di trasformazione:

  1. Acido malico → Acido piruvico + CO2 → Aldeide acetica + CO2 → Alcol etilico.
  2. Acido malico → Acido succinico.

La diminuzione del contenuto di acido malico come possiamo osservare non comporta una contemporanea produzione di acido lattico. Tuttavia però possiamo avere una produzione anche di altri acidi organici come:

  • Acido succinico.
  • Acido scichimico.
  • Acido fumarico.

L’acido ascorbico (vitamina C) l’acido deidroascorbico da esso derivato subiscono una diminuzione come pure in alcuni casi il contenuto di acido tartarico che può ridursi anche del 50%.
La diminuzione dell’acidità del mosto e successivamente anche quella del vino a seguito della macerazione carbonica, porta anche alla formazione di nuove proteine (fattori di crescita) utili per la crescita dei batteri lattici favorendo l’instaurarsi della fermentazione malolattica contemporaneamente o dopo il processo di macerazione.
Il processo di diminuzione dell’acidità nel corso della macerazione carbonica è particolarmente condizionato dalle temperature elevate intorno a circa 35°C.

C.3) Evoluzione delle sostanze azotate
La macerazione carbonica delle uve, determina anche una produzione e successiva dissoluzione delle sostanze azotate presenti nelle parti solide dell’uva. In particolare si nota un incremento del tenore di azoto organico di natura amminoacidica. Infatti il contenuto di amminoacidi  aumenta in maniera forte e rapida fino al 7° giorni di macerazione dopodiché si stabilizza.
La temperatura di macerazione influisce molto sull’accumulo e la degradazione degli amminoacidi. Alla fine del processo, predominano in maniera quantitativa soprattutto nella frazione libera amminoacidi come:

  • Prolina.
  • Alanina.
  • Arginina.
  • Acido γ – amminobutirrico.

L’azoto ammoniacale (NH3 e NH4+) tende invece ad abbassarsi bruscamente per poi stabilizzarsi dopo il 3° giorno di macerazione.
L’azoto proteico diminuisce in maniera continua, mentre l’azoto peptidico presenta un’evoluzione irregolare.

C.4) Evoluzione delle sostanze pectiche
Le pectine presenti nelle pareti cellulari delle bucce dell’uva, vengono rapidamente degradate comportando una riduzione della consistenza dell’acino.
La diminuzione del contenuto di sostanze pectiche e di altri poliosidi neutri è tanto maggiore quanto più elevata è la temperatura e più lunga è la durata della macerazione.

C.5) Evoluzione dei polifenoli
La produzione e il passaggio delle sostanze polifenoliche (in particolare antociani) dalle bucce dell’uva, nelle cellule della polpa e poi all’intera massa è tanto più rapido e intenso, tanto più elevata è la temperatura di macerazione. Non a caso i vini ottenuti con il processo di macerazione carbonica hanno un colore rosso più intenso.

C.6) Attività enzimatica
In generale l’attività degli enzimi diminuisce dopo una certa durata della macerazione carbonica. Nel caso dell’enzima malico, l’attività specifica raggiunge il massimo tra il 3° e il 4° giorno di macerazione.

C.7) Evoluzione delle sostanze aromatiche
In condizioni di anaerobiosi avvengono anche numerose trasformazioni chimiche tra vari substrati di natura diversa. Molti di questi substrati intervengono nella formazione di sostanze aromatiche. Le sostanze aromatiche prodotte all’interno delle bucce dell’uva si diffondono poi nella polpa e successivamente posso interessare anche vie metaboliche diverse come quelle di natura microbica.
Tra le sostanze aromatiche che si liberano nel corso della macerazione carbonica ricordiamo:

  1. Benzaldeide.
  2. 2 – fenilacetato.
  3. Etil – 4 – idrossibutirrato.
  4. Acido butirrico.
  5. Dietil sussinato.
  6. Cinnamato di etile.
  7. Vanillato di metile.

Riguarda l’aroma dei vini ottenuti con macerazione carbonica sembra inoltre che esista un’azione sinergica tra gli acetati e i cinnamati.

D) Conduzione della macerazione carbonica
Al momento della vendemmia le uve devono essere trasportate in maniera intatta ai locali di fermentazione. La tecnica della macerazione carbonica successivamente si svolge in varie fasi:

  • Riempimento della vasca.
  • 1° fase di fermentazione intracellulare.
  • Pressatura.
  • 2° fase di fermentazione alcolica.

D.1) Riempimento della vasca
L’uva non pigiata e non diraspata, viene inserita in maniera intatta a partire dalla bocca superiore della vasca a chiusura ermetica. Lo spazio libero non occupato dalle uve viene riempito con anidride carbonica CO2 sia derivante da una certa quantità di mosto in fermentazione (5-10%) che attraverso l’uso di bombole.
Come abbiamo già detto una certa quantità di uva sovrastante, tende a schiacciare con il suo peso la parte sottostante determinando la fuoriuscita del mosto che fermentando satura l’ambiente con la CO2.
La pressione esercitata sull’uva al fondo della vasca sarà tanto più elevata quanto maggiore è lo spessore dello strato. La percentuale di acini che vengono schiacciati di conseguenza aumenterà aggiungendosi a quelli già danneggiati nel corso dell’introduzione in vasca.
In questa fase di riempimento non si esegue l’aggiunta di anidride solforosa SO2 in quanto le uve non pigiate non sono soggette ad attacchi batterici.

D.2) 1° fase di fermentazione intracellulare
La durata della macerazione o delle 1° fermentazione intracellulare dipende da vari fattori anche se quello più importante è sicuramente la temperatura. Il tempo di macerazione sarà più lungo se le temperature sono basse. Mediamente una macerazione delle uve dura dagli 8 ai 10 giorni.
Durante questa fase di fermentazione intracellulare, si possono sviluppare anche i lieviti. I batteri lattici possono svilupparsi soltanto alcuni giorni dopo la macerazione.
Durante la fermentazione intracellulare avvengono anche degli scambi chimici tra le varie fasi presenti nella vasca che sono:

  • Fase solida = uva
  • Fase gassosa = CO2 + sostanze volatili.
  • Fase liquida = mosto di sgrondo.

A sua volta questi scambi danno origine a vari tipi di metabolismo e/o fermentazioni che risultano:

  • Metabolismo anaerobico dell’uva (MA).
  • Fermentazione alcolica dei lieviti (FAL).
  • Fermentazione malolattica (FML).
  • Scambi di diffusione (D).

Il metabolismo anaerobico dell’uva coinvolge sostanze chimiche come:

  • Zuccheri (glucosio e fruttosio).
  • Acidi organici (acido malico ecc.).
  • Sostanze aromatiche.
  • Sostanze polifenoliche.
  • Sostanze azotate.

Vi è anche un metabolismo che coinvolge la fase liquida in ambiente anaerobico, un metabolismo riguardante il liquido di fondo e gli aspetti microbiologici legati ai lieviti e batteri lattici.
La produzione di alcol etilico indotta dai lieviti arricchisce inoltre gli acini dell’uva posti all’interno di un ambiente saturo di CO2. La quantità di CO2 prodotta dipende dal tipo di mosto. Di solito 1 hl di mosto contenente 200 g/l di zuccheri produce per fermentazione 50 hl di CO2.
Infine l’assorbimento di CO2 durante la macerazione da parte dell’acino d’uva, varia in funzione della temperatura. A 15°C un acino d’uva assorbe una quantità di anidride carbonica equivalente al 50% del proprio volume.

D.3) Pressatura
Non appena si verifica l’abbassamento della temperatura, la riduzione della produzione di CO2, l’aumento della densità del mosto, del colore e del profumo la macerazione è terminata e si può procedere alla pressatura della uva.
La quantità di mosto fiore ottenuto varia dal 60 al 75%. A queste percentuali il livello di zuccheri è quasi a zero. Si è visto inoltre che il 20% delle uve schiacciate subiscono una fermentazione alcolica da parte dei lieviti e il restante 20% vanno incontro ad una macerazione intracellulare. Il 60% può subire entrambe le fermentazione.
Il mosto invece ottenuto dalla torchiatura viene di norma mescolato con quello fiore.

D.4) 2° fase di fermentazione alcolica
Una volta avvenuta la pigiatura delle uve, il mosto viene poi avviato alla normale fermentazione alcolica che terminerà nel giro di 2 – 3 giorni. La ripresa della fermentazione produce un aroma di carattere etereo.
In questa fase inoltre viene facilitata anche la fermentazione malolattica grazie alla diminuzione dell’acidità avvenuta nel corso della macerazione e grazie allo sviluppo dei batteri.
Alla fine del processo di fermentazione, si otterrà un vino subito maturo da consumare entro massimo novembre – dicembre.

E) Caratteristiche sensoriali dei vini ottenuti con la macerazione carbonica
L’aroma dei vini ottenuti con la macerazione carbonica si distingue da altri per una nota tipica (Kirseh) accompagnata anche da una nota predominante complessa di natura vegetale e lattica.
L’aroma globale dei vino ottenuto, è accompagnato da un’articolazione armoniosa e/o continua dei componenti chimici a differenza di quanto accade invece con la vinificazione tradizionale dove invece l’articolazione è più discontinua.
I motivi che rendono questi vini di natura aromatica da bere in poco tempo sono legati a:

  • Bassa acidità.
  • Elevato contenuto di glicerina.
  • Profumo di vino maturo (odore fragola/lampone).
  • Sapore fruttato.
  • Colorazione più tenue.
  • Gusto più morbido e dolciastro.

Gli aromi floreali che conferiscono inizialmente un carattere particolare, scompaiono rapidamente per lasciare il posto ad un aroma locale più fine, migliorato e con bouquet più ricco.

F) Vantaggi e svantaggi della macerazione carbonica
I vantaggi di questo tipo di vinificazione risiedono nel:

  1. Assenza del riscaldamento delle vasche.
  2. Miglioramento delle caratteristiche organolettiche.
  3. Ammorbidimento del gusto dovuto ad un abbassamento dell’acidità
  4. Minore estrazione dei polifenoli astringenti da bucce e vinaccioli.
  5. Sviluppo di un aroma secondario caratteristico e complesso originato dai lieviti.

Questo miglioramenti sono abbastanza vantaggiosi per alcuni vitigni comuni soprattutto in alcune annate.
La vinificazione con macerazione carbonica è vantaggiosa soprattutto in alcune regioni che hanno la tendenza a:

  • Produrre vini acidi e duri di gusto.
  • Produrre vini semi fini di pronta beva.

Il prodotto così ottenuto conserva una buona gradevolezza nel corso dell’anno, mentre sopporta male l’invecchiamento perché tenderà a perdere con il tempo l’aroma di fruttato.
Gli svantaggi che invece risiedono in questo tipo di vinificazione sono:

  1. Astringenza del vino dovuta alla macerazione dei raspi in caso di fermentazioni prolungate.
  2. Sviluppo di batteri acetici dannosi a causa della bassa acidità o delle vasche che non hanno una chiusura ermetica.
  3. Sviluppo di batteri lattici subito dopo la svinatura e torchiatura delle uve macerate a causa della presenza di zuccheri.

G) Applicazione della macerazione carbonica
Tutti i vitigni si presentano più o meno idonei alla macerazione carbonica soprattutto quelli a bacca nera. L’intensità del fenomeno, è variabile in funzione di:

  • Varietà coltivata.
  • Condizioni ambientali.
  • Annata di produzione.

La presenza degli zuccheri nei vari vitigni, non sembra avere nessuna influenza sull’andamento della macerazione carbonica.
La macerazione carbonica viene utilizzata per produrre:

  • Vino novello (in Italia).
  • Vini a lungo invecchiamento (in Francia).
  • Vini novelli in Francia ottenuti nella zona del Beaujolais detto anche vino primeur ottenuto con vitigni a polpa rossa della varietà Gamay.

La tecnica è particolarmente idonea per i vini rossi. Nei vini bianchi invece, la macerazione carbonica non da risultati positivi a causa dell’accumulo di polifenoli provenienti dalle bucce che mette in pericolo la stabilità del colore. Anche per alcuni vini rossi il risultato finale sembra essere dipendente dal vitigno d’origine.

H) Vino novello e disposizioni legislative
Viene definito con il termine di vino novello (secondo il D.M. del 10/11/1979) quel vino ottenuto con la tecnica della macerazione carbonica, imbottigliato entro il 31 dicembre dell’annata relativa alla vendemmia, con indicazione in etichetta del tipo di uva da dove esso viene ottenuto.
Il vino novello ha il vantaggio di essere subito commerciabilizzato evitando di conseguenza il consumo di capitale e di manodopera riguardo tutte le operazioni che un vino normalmente richiede. Però essendo subito maturo non può essere conservato e quindi è necessario consumarlo nell’arco di 2 – 3 mesi.
I migliori vitigni adatti alla produzione del vino novello sono:

  • Merlot.
  • Cabernet Franc.
  • Cabernet Sauvignon.

Il successivo D.M del 6/10/1989 prevede inoltre che il vino novello:

  1. Sia posto in consumo a partire dal 6 novembre dell’annata di produzione delle uve.
  2. Sia confezionato in recipienti di capacità non superiore agli 1,5 litri.
  3. Il periodo di vinificazione non debba essere inferiore ai 10 giorni.
  4. Debba essere ottenuto con la macerazione carbonica.
  5. Debba avere un contenuto alcolico in volume non inferiore all’11%
  6. Non debba contenere più di 10 g/l di zuccheri residui.

Per la produzione del vino novello attualmente vengono utilizzate apparecchiature orizzontali, con la parte frontale a forma tronco – conica e aperture di scarico. Il carico avviene grazie ad una portella nella parte alta. Il rimescolamento, il rimontaggio e lo scarico della massa avviene grazie ad un’elica. Il vinificatore è anche condizionato dal punto di vista termico.
Questo tipo di apparecchiatura viene utilizzata non solo per ottenere il vino novello attraverso la macerazione carbonica, ma anche per ottenere vini rossi con la fermentazione tradizionale.

BIBLIOGRAFIA:
1) Peynaud E., 1975. Enologia e tecnica del vino. Edizioni AEB, Brescia.

2) Sicheri G., 1998. Industrie agrarie e agroalimentari. Quarta edizione. Ulrico Hoepli editore, Milano.

3) Viviani C., 2003. Industrie agrarie. Dipartimento di Biotecnologie agrarie. Facoltà d’agraria. Università degli studi di Firenze.

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