Gestione e piccoli suggerimenti sulla fermentazione malolattica

Cosa intendiamo per fermentazione

Per fermentazione malolattica intendiamo una reazione che avviene a carico dell’acido malico da parte dei batteri lattici (d’ora in avanti LAB: Lactic Acid Bacteria). Viene comunemente, ed erroneamente, chiamata fermentazione la semplice decarbossilazione che avviene tramite l’enzima malolattico.  Il richiamo alla fermentazione, è dovuto al rilascio di anidride carbonica a seguito della decarbossilazione. 

La classificazione dei LAB

I batteri lattici sono microrganismi chemiotrofi, cioè traggono energia dall’ossidazione di composti chimici. Il tipo di accettore finale degli elettroni determina il tipo di metabolismo. Questo può essere respiratorio o fermentativo. Alcuni LAB hanno come accettore finale degli elettroni l’ossigeno, che però riducendosi forma perossido di idrogeno. Se la cellula in questione non è in grado di eliminarlo, non può cresce. La presenza di questa “capacità” determina una prima classificazione in anaerobi obbligati, anaerobi facoltativi ed aereotolleranti.

I LAB producono energia dalla fermentazione degli zuccheri. Da qui, in base alla tipologia del substrato ed ai prodotti finali possiamo ulteriormente classificarli in omofermentanti ed eterofermentanti.

• Gli omofermentativi, portano alla produzione di lattato per ossidazione del coenzima NADH+H⁺ a NAD⁺ e contestuale riduzione del piruvato derivante dalla glicolisi.
• Gli eterofermentativi, trasformano gli esosi in lattato ma in questo caso anche CO₂, etanolo ed acetato. La via seguita non è la glicolisi bensì la via dei pentosi fosfato.

Perché avviene

Da un punto di vista enologico, queste attività sono solo marginalmente importati, infatti la reazione che più ci interessa è quella relativa al metabolismo degli acidi organici. 

Prima di affrontare il discorso malolattica, voglio soffermarmi su un aspetto più generale. Un focus sulle regolazioni che agiscono nella biologia di tutti gli organismi, cioè: concentrazione di elementi, energia ed ambiente di sviluppo. Questo per spiegare perché avviene la malolattica. 

Utilizziamo il caso enologico di un vino che sta finendo la fermentazione. La nostra cellula di LAB si trova in un mezzo acido (ricordo che i batteri lattici, a differenza di altre specie di batteri si sviluppano anche in ambiente acido), spesso con mancanza di substrato altamente energetico (come gli zuccheri esosi a fine fermentazione), una forte competizione con altri microorganismi e probabile assenza di ossigeno.

Ora immaginiamo cosa si sussegue a fine fermentazione alcolica. Primo, troviamo una diminuzione della carica dei lieviti. Stanno utilizzando gli ultimi zuccheri disponibili ed il loro numero di cellule inizia a diminuire, a cessare le attività fermentative ed avviare processi di lisi cellulare. La loro morte, stimola la crescita di altri organismi. Ricordo che in microbiologia il concetto di predominanza cellulare è fondamentale per il controllo del mezzo.

E qui i LAB sfruttano a loro vantaggio questa delicata fase. Da una parte la diminuzione della carica dei saccaromiceti, dall’altra la lisi cellulare rilascia nel mezzo peptidi essenziali alla crescita dei batteri che non sono capaci di sintetizzare amminoacidi a partire dall’ammonio. 

Per questo gli enologi cercano di effettuare la malolattica durante o subito dopo la fermentazione alcolica. In quel breve lasso di tempo, potrebbero svilupparsi ad esempio i ben più temuti batteri acetici. 

Cosa succede in dettaglio

Ritornando sull’argomento principe, andiamo a vedere più in dettaglio lo svolgimento di questa reazione principale ed altre reazioni secondarie. 

La presenza di malato viene a diminuire con relativa produzione di lattato. La reazione di decarbossilazione viene operata dall’enzima malolattico.

Ovviamente questa reazione spiega solo in parte la complessità di quanto avviene. Infatti, in base al ceppo che si sviluppa, possiamo avere anche altri metaboliti derivanti dalle caratteristiche fisiologiche delle diverse specie o ceppi o dall’acido utilizzato.

 Infatti, oltre al malato, i batteri possono degradare anche citrato e tartrato.

I principali metaboliti secondari sono:

• Diacetile, acetoino e 2,3 – butandiolo (note burrose)
• Acido acetico (note solvente, aceto)
• Aromi secondari derivante da amminoacidi solforati quali metionina e cisteina (uova marce, cavolo, cipolla)
• Ammine biogene quali istamina e tiramina, derivante dalla decarbossilazione dell’istidina e tirosina

Oltre ai composti sopra esposti, (quasi tutti con impatto negativo) durante la fermentazione malolattica vengono liberati agliconi, positive molecole odorose quali terpeni e norisoprenoidi precedentemente legate a zuccheri che le rendevano olfattivamente neutre.

La FML porta ad un ammorbidimento generale del vino, detto ciò, è da scongiurare in tutti quei vini che hanno come punto di forza la freschezza.

Come gestirla

I principali parametri enologici che influenzano lo sviluppo dei batteri lattici sono:

• pH
• Temperatura
• Anidride solforosa
• Etanolo
• Carica cellulare

Gestendo questi fattori possiamo favorire o sfavorire la malolattica in base all’obbiettivo enologico. 

I LAB sono naturalmente presenti sulle bacche nell’ordine di 10²-10⁴ UFC/ml. Tuttavia, almeno inizialmente il mezzo favorisce lo sviluppo dei lieviti. Una volta esaurita la sorgente zuccherina (fine FA), e conseguente decrescita delle UFC di lievito, questo avvantaggia lo sviluppo dei batteri. La morte e conseguente lisi delle cellule di lievito crea substrato per la crescente popolazione dei batteri.

Generalmente si cerca di evitarla su vini bianchi d’annata e su spumanti con qualche eccellente eccezione di vini derivanti da territori freschi dove l’intervento dei batteri porta a vini molto più complessi (vedi Champagne e Borgogna).

I principali metodi per evitarla sono:

• Uve sane
• Utilizzo di SO₂ con Solforosa libera >20 mg/l.
• Mosti e vini con pH basso < 3,3
• Basse temperature < 15°C
• Chitosano
• Lisozima;
• Pulizia e filtrazione dei mosti e dei vini;
• Utilizzo sapiente di azoto organico;
• Acido Fumarico (ancora non esplicato il modo di azione).

 Sfruttando la combinazione di più fattori si può attuare una strategia di contenimento.

Laddove invece la malolattica voglia essere sfruttata sia per l’aspetto organolettico che per una stabilità microbiologica, gli stessi parametri posso essere gestiti inversamente. La 

A livello operativo, pratica consolidata è l’utilizzo di starter liofilizzati. Le due specie enologicamente utilizzate sono l’Oenococcus Oeni ed il Lactobacillus Plantarum. Di seguito le carte d’identità di questi due batteri:

Ultimo punto riguarda come e quando utilizzare gli starter. Principalmente sono 3 diversi i periodi durante il quale utilizzarli e sono:

• Co-inoculo precoce, entro 24 ore dall’inoculo dei LSA
•  Durante la FA, entro le 48 ore dall’inoculo dei LSA
• Inoculo sequenziale, al termine della FA.

Attualmente, a seguito della selezione di ceppi sempre più affini, la pratica del coinoculo precoce si è largamente affermata. Di fatto, oltre alla sicurezza fermentativa, si hanno meno tempi con vino scoperto da SO₂, si hanno risparmi energetici perché non c’è bisogno di scaldare la massa e la rapidità di esecuzione. 

Pedicelli Domenico