Un approccio di economia circolare alla bentonite esausta per la chiarificazione del vino

Le proteine presenti nel vino sono per lo più quelle legate alla patogenesi (proteine PR), che sono resistenti al basso pH, alle proteasi ed alle alte temperature e rimangono presenti durante tutto il processo di vinificazione. La loro presenza può causare torbidità nei vini, soprattutto in quelli bianchi, la quale può incidere significativamente sul valore commerciale del vino. Lo sviluppo della torbidità del vino è controllato non solo dalle proteine ma anche da vari fattori non proteici, come i polifenoli. Ciò include l'interazione tra proteine e fenoli durante la vinificazione. La bentonite è il chiarificante commerciale più comunemente utilizzato per la stabilizzazione delle proteine. L'adsorbimento delle proteine nel vino da parte della bentonite è dovuto principalmente allo scambio di cationi. A pH alcalino, le proteine acquisiscono una carica negativa simile a quella della bentonite e possono essere separate dalla bentonite utilizzata. Le proteine PR, che consistono principalmente in proteine thaumatin-like e chitinasi, possiedono proprietà antifungine. Il presente studio si proponeva di (1) valutare la fattibilità di un metodo per isolare le proteine dalla bentonite esausta, (2) analizzare i profili proteici e fenolici negli estratti ottenuti dalla bentonite esausta, (3) testare l'attività antifungina dei composti estratti e (4) valutare la fattibilità del riciclo della bentonite. Negli esperimenti, la bentonite è stata aggiunta per chiarificare il vino bianco Arinto e il vino rosso Cabernet Sauvignon. Per estrarre i composti dalla bentonite è stato utilizzato un tampone Tris-HCl con un pH di 8,5. L'estratto risultante è stato desalato con una colonna PD-10 e poi liofilizzato per ottenere i composti proteici-fenolici. I composti sono stati sottoposti ad analisi proteica e a test antifungini, mentre l'estratto è stato misurato per il contenuto fenolico. Inoltre, la bentonite esausta è stata lavata con una soluzione di Tween-20 e poi essiccata per confrontarla con la bentonite commerciale. I risultati hanno mostrato che l'uso di tamponi a pH alcalino è stato in grado di isolare alcune proteine dalla bentonite esausta, e la maggior parte di esse erano proteine PR (thaumatin-like 24 kD, chitinasi 32 kD), oltre ad alcuni fenoli. È stato dimostrato che i composti proteici-fenolici estratti avevano un effetto inibitorio sulla crescita di Botrytis cinerea in piastre a 96 pozzetti. È possibile separare le proteine a pH alcalino. Tuttavia, a causa dell'incapacità di separare completamente le proteine e i fenoli dalla bentonite, è necessaria un'ulteriore convalida del metodo di riciclaggio della bentonite per un utilizzo secondario. Parole chiave: Proteine torbide, proteine PR, bentonite, purificazione delle proteine, riciclo della bentonite

Proteins found in wine are mostly pathogenesis-related (PR-proteins), which are resistant to low pH, proteases and high temperatures and remain present throughout the winemaking process. Their presence can cause turbidity in wines, especially white wines, which can significantly affect the commercial value of the wine. The development of wine turbidity is controlled not only by proteins but also by various non-protein factors, such as polyphenols. This includes the interaction between proteins and phenolics during winemaking. Bentonite is the most commonly used commercial clarifier for protein stabilization. The adsorption of proteins in wine by bentonite is primarily due to cation exchange. At alkaline pH, proteins acquire a negative charge similar to that of bentonite and can be separated from the used bentonite. The PR proteins, which consist mainly of thaumatin-like proteins and chitinases, possess antifungal properties. The present study aimed to (1) evaluate the feasibility of a method for isolating proteins from exhausted bentonite, (2) analyze the protein and phenolic profiles in the extracts obtained from exhausted bentonite, (3) test the antifungal activity of the extracted compounds, and (4) assess the feasibility of recycling bentonite. In the experiments, bentonite was added to clarify Arinto white wine and Cabernet Sauvignon red wine. Tris-HCl buffer with a pH of 8.5 was used to extract compounds from the bentonite, and the resulting extract was desalted using a PD-10 column and then lyophilized to obtain the protein-phenol compounds. The extracted compounds underwent protein analysis and antifungal testing, and the extract was used to measure phenolic content. In addition, the exhausted bentonite was washed with a Tween-20 solution and then dried to compare it with commercial bentonite. The results showed that the use of alkaline pH buffers was able to isolate some proteins from the exhausted bentonite, and most of them were PR proteins (thaumatin-like 24 kD, chitinases 32 kD), as well as some phenolics. It was shown that the extracted protein-phenol compounds had a growth inhibitory effect on Botrytis cinerea in micro 96-well plates. It is possible to separate proteins at an alkaline pH. However, due to the inability to completely separate proteins and phenolics from bentonite, further validation is required for the method of recycling bentonite for secondary utilization. Keywords: wine haze, PR protein, bentonite, protein purification, bentonite recycling