Il potenziale redox del vino

The modern interpretation of the meaning of redox is bound to the variation of the number of oxidation of atoms or reagent ions. A reduction without a contemporary oxidation doesn't exist and vice versa. Through the construction of galvanic cell, it is possible to determine the tendency of a redox to occur. By coupling the standard hydrogen electrode (SHE) to any other electrode under standard conditions with unit activity of the species involved is called standard reduction potential (E°) of the relative redox couple. If the species are expressed in terms of concentration is necessary to refer to the formal reduction potential E°'. The Nernst equation allows us to describe quantitatively a redox system in non-standard conditions. The reduction potential of the wine is given the equilibrium that is established between redox couples and electrode measurement (Pt), where the material influence the measured value (EH). There are couples which influence much EH, others less. The platinum electrode is very sensitive to oxygen which increases the reduction potential measured; the reduction of oxygen correspond to oxidation of ethanol, protons can also be reduced in terms of EH sufficiently low. In contrast, the measurements with the platinum electrode are little sensitive to the polyphenolic substances for the instability of the quinone forms that inhibit the establishment of an equilibrium with the working electrode. Instead, the use of a glassy carbon electrode in the cyclic voltammetry proved to be very useful in estimating the concentration and the potential of wine polyphenols. A key role in redox reactions in the wine is played by copper ions and iron "activate" the O2 leading to the formation of highly reactive compounds, such as hydroxyl radical HO° which is credited with the ability to oxidize ethanol to acetaldehyde and most of the organic compounds in wine. The catalytic action of these metals depends on the compounds which they form coordination compounds with; malic acid and tartaric acid, lowering the reduction potential of the redox couples of iron and copper, allow the reduction of molecular oxygen. On this basis, the state of knowledge about the oxidation phenomena is described, depending on the relationships established among the respective values of potential at the wine pH (E°'3.6), involving the action of polyphenols and antioxidant agents such as sulfur dioxide, ascorbic acid and glutathione. It is also analyzed the evolution of the reduction potential during the fermentation and aging of wines.

La moderna interpretazione del significato di ossido-riduzione è legata alla variazione del numero di ossidazione di atomi o ioni reagenti. Non esiste riduzione senza contemporanea ossidazione e vice versa. Attraverso la costruzione di una cella galvanica è possibile determinare la tendenza di una reazione di ossido-riduzione ad avvenire. Accoppiando l'elettrodo standard a idrogeno (SHE) a un qualsiasi altro elettrodo in condizioni standard con attività unitaria delle specie coinvolte si definisce il potenziale di riduzione standard (E°) della relativa coppia redox. Se le specie sono espresse in termini di concentrazione occorre riferirsi al potenziale di riduzione formale E°'. L'equazione di Nernst permette di descrivere quantitativamente un sistema redox in condizioni non standard. Il potenziale di riduzione del vino è dato dall'equilibrio che si instaura tra coppie redox e l'elettrodo di misurazione (Pt) il cui materiale influenza il valore rilevato (EH). Esistono coppie che influenzano molto EH, altre meno. L'elettrodo in platino è molto sensibile all'ossigeno che aumenta il potenziale di riduzione misurato; alla riduzione dell'ossigeno corrisponde l'ossidazione dell'etanolo, anche i protoni possono venire ridotti in condizioni di EH sufficentemente bassi. Al contrario, le misurazioni con l'elettrodo di platino sono poco sensibili alle sostanze polifenoliche per l'instabilità delle forme chinoniche che impedisce l'instaurazione di un equilibrio con l'elettrodo di lavoro. Invece, l'utilizzo di un elettrodo in carbonio vetroso nella voltammetria ciclica si è rivelato molto utile nello stimare la concentrazione e il potenziale dei componenti polifenolici del vino. Un ruolo fondamentale nelle reazioni redox nel vino viene giocato dagli ioni rame e ferro che "attivano" l'O2 portando alla formazione di composti altamente reattivi come il radicale idrossilico HO° a cui viene attribuita la capacità di ossidare l'etanolo ad acetaldeide e la maggior parte dei composti organici presenti nel vino. L'azione catalitica di questi metalli dipende dalle sostanze con cui formano composti di coordinazione; acido malico e tartarico, abbassando il potenziale di riduzione delle coppie redox del ferro e rame, permettono la riduzione dell'ossigeno molecolare. Su queste basi viene descritto lo stato delle conoscenze in merito ai fenomeni di ossidazione, in funzione delle relazioni che si stabiliscono tra i rispettivi valori di potenziale al pH del vino (E°'3.6), che coinvolgono le sostanze polifenoliche e l'azione di agenti antiossidanti quali il diossido di zolfo, l'acido ascorbico e il glutatione. Viene anche analizzata l'evoluzione del potenziale di riduzione nel corso della fermentazione alcolica e dell'affinamento dei vini.