The use of starter cultures of yeasts belonging to Saccharomyces spp. is a practice that has been used for a long time during winemaking in order to have a complete and regular performance of alcoholic fermentation without the risks associated with sluggish and stuck fermentations. In recent years, due to the rise in temperatures as a result of climate change, the grapes contain higher concentrations of sugars and consequently the wines have higher alcohol concentrations. Today consumers want wines that are less alcoholic and with lower levels of sulfur dioxide (SO2), this change in market demands also derives from a greater attention to human health. In recent years, the use of mixed cultures with selected non-Saccharomyces and Saccharomyces cerevisiae yeasts has been proposed as possible solutions to new market demands and as a possible tool to enhance the typicity of wines by providing greater complexity to the final products. The mixed fermentation is a technique that synergistically combines the characteristics of two yeast species, exploiting the positive attributes of non-Saccharomyces and the ability to complete the fermentation process of Saccharomyces. It is well known that, most of the non-Saccharomyces species are unable to complete fermentation in autonomy, making it necessary to use them by co-inoculation or sequential inoculation with selected strains of S. cerevisiae. The objective of the present thesis is to understand the compatibility between strains of different species, the interactions that exist between them and how these can influence cellular kinetics, the production of metabolites and therefore the final product. For this reason, different fermentation protocols involving seven different strains have been tested, with the aim of finding the strain or pair of yeast strains that can be used as a valid tool for the production of Sforzato della Valtellina wine, given the osmotic stress to which these yeasts are subjected considering the initial medium-high sugar concentration of the partially dried Nebbiolo grapes used. One commercial strain of S. cerevisiae (EC1118), one strain of Zygosaccharomyces bailii (X2-6), Candida apicola (Y2-13), Metschnikowia pulcherimma (Y2-7), Starmerella bacillaris X2-10 and of Pichia kluyveri (x3-5) all previously isolated from partially dried Nebbiolo grapes, and type strain of Starm. bacillaris (CBS9494) belonging to the collection of the Department of Agricultural, Forest and Food Sciences of the University of Turin (DISAFA). Fermentation was carried out in partially dried Nebbiolo grape must with the final objective of producing Sforzato della Valtellina wine. For the experimentation, pure fermentations of all seven strains and mixed fermentations between the non-Saccharomyces yeasts and the commercial strain S. cerevisiae EC1118 were set up and carried out with two inoculation protocols: co-inoculation and sequential inoculation of S. cerevisiae after 48 h. The yeast populations during the fermentation process were monitored by microbiological analysis using plate count media while the kinetics of sugar consumption and the production of metabolites were determined by HPLC. From the data obtained it can be said that there are quite evident interspecies and intraspecies differences as regards cellular kinetics and analytical results. All the trials of pure fermentation of non-Saccharomyces were not completed unlike S. cerevisiae. Among the mixed fermentation, those carried out by c
L’utilizzo di colture starter di lieviti appartenenti a Saccharomyces spp. è una pratica da tempo impiegata durante le vinificazioni al fine di avere uno svolgimento completo e regolare della fermentazione alcolica senza arresti o risultati indesiderati. Negli ultimi tempi a causa dell’innalzamento delle temperature dovuto al cambiamento climatico, le uve tendono a contenere concentrazioni maggiori di zuccheri e di conseguenza i vini presentano concentrazioni alcoliche più alte. Oggi i consumatori desiderano vini meno alcolici e con livelli di anidride solforosa (SO2) più contenuti, questo cambio di richieste di mercato deriva anche da una maggiore attenzione alla salute umana. Negli ultimi anni l’utilizzo di colture miste con lieviti selezionati di non-Saccharomyces e Saccharomyces cerevisiae sono state proposte come possibili soluzioni alle nuove richieste del mercato e come possibile strumento per esaltare la tipicità dei vini fornendo maggiore complessità e completezza dei prodotti finali. Si parla quindi di fermentazione mista come tecnica che unisca sinergicamente le caratteristiche di due specie di lievito, sfruttando gli attributi positivi dei non-Saccharomyces e la capacità di portare a termine il processo fermentativo del Saccharomyces. Come ben noto, la maggior parte delle specie non-Saccharomyces non è in grado di portare a termine la fermentazione in completa autonomia, rendendo necessario un loro impiego mediante co-inoculo o inoculo sequenziale con ceppi selezionati di Saccharomyces cerevisiae. Al fine di comprendere la compatibilità tra ceppi di specie differenti, le interazioni che intercorrono tra essi e come queste possano influenzare le cinetiche cellulari, la produzione di metaboliti e quindi il prodotto finale, nella presente tesi sono stati messi a punto diversi assetti di fermentazione in cui sono stati coinvolti sette ceppi differenti, con lo scopo di trovare il ceppo o la coppia di lieviti che, per le sue caratteristiche, possa essere utilizzata come valido strumento per la produzione di vino Sforzato della Valtellina, considerando lo stress osmotico a cui sono sottoposti tali lieviti data la medio-alta concentrazione zuccherina iniziale delle uve Nebbiolo parzialmente passite utilizzate . Nella fattispecie si è testato un solo ceppo commerciale di S. cerevisiae (EC1118), un ceppo di Zygosaccharomyces bailii (X2-6), Candida apicola (Y2-13), Metschnikowia pulcherimma (Y2-7), Starmerella bacillaris (X2-10) e di Pichia kluyveri (X3-5) tutti precedentemente isolati da uve parzialmente passite di Nebbiolo, e il ceppo tipo di Starm. bacillaris (CBS9494) appartenente alla collezione del Dipartimento di Scienze Agrarie, Forestali e Alimentari dell’Università degli Studi di Torino (DISAFA). Le fermentazioni sono state svolte in mosto da uve Nebbiolo parzialmente appassite con obiettivo finale la produzione di vino Sforzato della Valtellina. Per la sperimentazione si sono allestite fermentazioni pure di tutti e sette i ceppi e fermentazioni miste tra i lieviti non-Saccharomyces e il ceppo commerciale S. cerevisiae EC1118 eseguite mediante due protocolli di inoculo: co-inoculo e inoculo sequenziale del S. cerevisiae dopo 48 h. Le popolazioni dei lieviti durante il processo fermentativo sono state monitorate tramite analisi microbiologiche su terreno di coltura mentre la cinetica di consumo degli zuccheri e la produzione di metaboliti è stata determinata tramite HPLC. Dai dati ottenuti si può affermare che vi siano delle
Caratterizzazione fisiologica di lieviti non-Saccharomyces per la produzione di vino Sforzato della Valtellina
MONTALBANO, RITA
2020/2021
Abstract
L’utilizzo di colture starter di lieviti appartenenti a Saccharomyces spp. è una pratica da tempo impiegata durante le vinificazioni al fine di avere uno svolgimento completo e regolare della fermentazione alcolica senza arresti o risultati indesiderati. Negli ultimi tempi a causa dell’innalzamento delle temperature dovuto al cambiamento climatico, le uve tendono a contenere concentrazioni maggiori di zuccheri e di conseguenza i vini presentano concentrazioni alcoliche più alte. Oggi i consumatori desiderano vini meno alcolici e con livelli di anidride solforosa (SO2) più contenuti, questo cambio di richieste di mercato deriva anche da una maggiore attenzione alla salute umana. Negli ultimi anni l’utilizzo di colture miste con lieviti selezionati di non-Saccharomyces e Saccharomyces cerevisiae sono state proposte come possibili soluzioni alle nuove richieste del mercato e come possibile strumento per esaltare la tipicità dei vini fornendo maggiore complessità e completezza dei prodotti finali. Si parla quindi di fermentazione mista come tecnica che unisca sinergicamente le caratteristiche di due specie di lievito, sfruttando gli attributi positivi dei non-Saccharomyces e la capacità di portare a termine il processo fermentativo del Saccharomyces. Come ben noto, la maggior parte delle specie non-Saccharomyces non è in grado di portare a termine la fermentazione in completa autonomia, rendendo necessario un loro impiego mediante co-inoculo o inoculo sequenziale con ceppi selezionati di Saccharomyces cerevisiae. Al fine di comprendere la compatibilità tra ceppi di specie differenti, le interazioni che intercorrono tra essi e come queste possano influenzare le cinetiche cellulari, la produzione di metaboliti e quindi il prodotto finale, nella presente tesi sono stati messi a punto diversi assetti di fermentazione in cui sono stati coinvolti sette ceppi differenti, con lo scopo di trovare il ceppo o la coppia di lieviti che, per le sue caratteristiche, possa essere utilizzata come valido strumento per la produzione di vino Sforzato della Valtellina, considerando lo stress osmotico a cui sono sottoposti tali lieviti data la medio-alta concentrazione zuccherina iniziale delle uve Nebbiolo parzialmente passite utilizzate . Nella fattispecie si è testato un solo ceppo commerciale di S. cerevisiae (EC1118), un ceppo di Zygosaccharomyces bailii (X2-6), Candida apicola (Y2-13), Metschnikowia pulcherimma (Y2-7), Starmerella bacillaris (X2-10) e di Pichia kluyveri (X3-5) tutti precedentemente isolati da uve parzialmente passite di Nebbiolo, e il ceppo tipo di Starm. bacillaris (CBS9494) appartenente alla collezione del Dipartimento di Scienze Agrarie, Forestali e Alimentari dell’Università degli Studi di Torino (DISAFA). Le fermentazioni sono state svolte in mosto da uve Nebbiolo parzialmente appassite con obiettivo finale la produzione di vino Sforzato della Valtellina. Per la sperimentazione si sono allestite fermentazioni pure di tutti e sette i ceppi e fermentazioni miste tra i lieviti non-Saccharomyces e il ceppo commerciale S. cerevisiae EC1118 eseguite mediante due protocolli di inoculo: co-inoculo e inoculo sequenziale del S. cerevisiae dopo 48 h. Le popolazioni dei lieviti durante il processo fermentativo sono state monitorate tramite analisi microbiologiche su terreno di coltura mentre la cinetica di consumo degli zuccheri e la produzione di metaboliti è stata determinata tramite HPLC. Dai dati ottenuti si può affermare che vi siano delle| File | Dimensione | Formato | |
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https://hdl.handle.net/20.500.14240/69660