Antoniani, C.

Candia, A.

Castelli, T.

Italian

    
Gli AA. comunicano i primi risultati di una serie di indagini sulle correlazioni  tra formazione  degli  acidi volatili  e  processo  di  condensazione  aciloinica nei lieviti alcolici.


Riviste UNIMI

  (Istituto   di  Industrie   Agrarie  della  R.  Università   di  Perugia)  Contributi alla conoscenza del chimismo fermentativo dei lieviti apiculati C. Antoniani · A. Candia   · T.  Castelli  (Ricevuto il  15  novembre 1940-XIX)  NOTA  I  Conosciamo  assai  poco  sul  chimismo fermentativo  dei  lieviti   apiculati. Il  loro  potere  di  fermentazione è  in  genere   poco  elevato   e  per  lo  più  si  ar- resta  quando il  substrato raggiunge  un  tenore   in  alcol  del  4-5  per  cento  in volume. Se  la  frazione  di  zucchero  che  viene  fermentata  lo  sia  conforme- mente   agli   schemi   oggi   ammessi  per  il  decorso  fermentativo  normale  non è  per  altro  ancora   stabilito. Ignoriamo  se  la cellula  degli  apiculati  contenga per  intero o  solo  in  parte  il  sistema   enzimatico della   zimasi,   o  se  a  fianco degli enzimi di  questo  sistema,   altri  ne  siano  presenti, capaci  di  influenzare il  decorso  normale della  fermentazione  attraverso una   inserzione di  processi paralleli o derivati.  È   noto  che  i lieviti  apiculati sono  forti   produttori  di acidi volatili,  e  in  particolar modo   di  acido acetico  e  di  acido  formico. Ma  non  è chiarito se  questa  acidità  volatile  sia  unicamente in  relazione al  potere  di  at- tacco  di   questi   lieviti   per  gli  acidi   fissi  normalmente  contenuti  nei  mosti, oppure se essa  dipenda da  una   deviazione  del  processo  di  demolizione glu- cidica  dopo  la  fase  di  formazione dell'aldeide acetica.  Se  sia  cioè  imputabile a   questi  lieviti   una   particolare  tendenza  verso  quel tipo  di  fermentazione, che  potremmo  dire  semi-ossidativa, e che il Neuberg ha  designato come  terza forma   di  fermentazione. L'importanza  dello  studio  del  chimismo fermentativo  dei  lieviti   apicu- lati  non   è  tale  soltanto dal  punto di  vista  dottrinario. E'  noto  in  quale   mi- sura   questi   lieviti   concorrano a  determinare i  normali processi  di  fermenta- zione  del  mosto  d'uva  (1). Si  è  discusso  molto,  e  si  discute  tuttora, sulla  en- tità  e  sui  limiti dell'influenza che  gli  apiculati esercitano sulla  vinificazione. Per   quanto la  questione  sia  complessa   e  tale  da  non   potersi   inquadrare  in rigide   norme di  valore  generale,  è  noto  a  questo   riguardo come  le  vecchie opinioni sostenute dal  Müller-Thurgau e  da  altri,  e secondo   cui  i  lieviti  api- culati  agendo in  concorrenza col lievito  ellittico  avrebbero manifestato azione sfavorevole sulla  vinificazione, non  può  più  oggi  essere  condivisa, sopratutto dopo  le sistematiche e probatorie esperienze del De  Rossi  (2). Esclusa  una  in- fluenza nociva,  e  poichè  è di  per  sè evidente che  un  lievito  il  quale   presso- chè  da  solo  presiede   ai  primi stadi,   almeno, della  fermentazione  del  mosto d'uva, una  influenza comunque sia  la  deve  esercitare, bisogna a  fortiori  am- mettere  che  anche   gli  apiculati  contribuiscano  a  determinare  ciò  che  siamo soliti  indicare come   buon   andamento  della  vinificazione In  quale   modo?  E  attraverso  la  formazione di  quali   sostanze?  E   come e  in  qual  misura  interferendo  e  modificando il   chimismo che  è  proprio dei - 117  lieviti  ellittici?  Questi   ed  altri   ancora, facili   ad  intuirsi, sono  i  problemi  che si pongono dal punto di vista pratico,  ed alla cui soluzione non  si potrà sod- disfacentemente giungere se non studiando, sia in vivo che in vitro, il com- portamento  generale  sia  dei  lieviti   apiculati  che  degli   ellittici, e,  in   parti- colar   modo,   il  comportamento  che   deriva   dalla   loro   associazione.  Ci  inse- riamo   qui   in   un   argomento  di   vasta  portata  generale, quello   dello   studio delle  fermentazioni associate.  Argomento ancor  troppo   scarsamente indagato, se  pure   per  esso si prospettino assai  fruttuosi  sviluppi nel  campo   della  zimo- chimica. Le  esperienze di  cui  riferiamo in  questa nota,   riguardano  alcune   prove di  fermentazione  con   Pseudosaccharomyces  apiculatus,  un   lievito   apiculato descritto dal De  Rossi  (3) e da  questi  indicato come  produttore di quantità considerevoli di  acidi  volatili.  Le  prove  vennero eseguite allo  scopo  di  inda- gare   la  natura  del  processo  di  genesi   di  questi   acidi,   in   relazione  alle  due distinte  possibilità, già  accennate in  precedenza, che  per  essa  si  prospettano. Una   parziale  deviazione  della   prima   forma   di   fermentazione   di  Neu- berg  verso  la  terza,   non   può  logicamente essere  esclusa.  Le  condizioni  che si  richiedono per  il suo  manifestarsi,  se pure in ridotta  misura, si  verificano sempre ad  latere del  processo  fermentativo normale. E  in  considerazione di questo  fatto  si ammette da molti che la piccola frazione di acidi volatili (essenzialmente acido  acetico)  che  si  forma   nella  fermentazione alcolica  nor- male,   derivi   direttamente  dallo   zucchero   per    questa   via.   Conformemente allo  schema   formulato  dal  Neuberg  per  la  terza    forma   di  fermentazione, l'acido  volatile   che  così  si  origina  dovrebbe essere  accompagnato  dalla   for- mazione di  glicerina.  La  misura  dell'accumulo  di  questa, e,  più   ancora,   la misura del suo parallelismo con l'accumulo dell'acido, dovrebbero per tanto costituire, in  via  teorica,   un  indice  diretto dello  svolgersi   di  questo   processo. Sta  però  di  fatto  che  la  misura dell'entità con  cui  la  terza forma di  fermen- tazione  può   partecipare  alla   fermentazione  alcolica   normale,  urta   in   diffi- coltà  notevoli, insite  in  buona   parte  nelle  stesse  disformità di  comportamento dei  lieviti,  e  costituisce, a  tutt'oggi, un  problema  ancora   aperto all'indagine. D'altra parte,  il  fatto   che  i  lieviti   apiculati siano  segnalati tra  gli  attivi demolitori della  molecola   degli  acidi  organici  del  mosto   d'uva  (4),  legittima  la  supposizione  che  gli  acidi   volatili   possano   formarsi  anche   come   prodotti di  questa   demolizione. Il  Meissner   (5)  ha  constatato che  il  Sacch. apiculatus può  trasformare l'acido   malico  e  l'acido tartarico in  acido  lattico.   La  succes- siva  trasformazione  biochimica di  quest'ultimo  in  acido   acetico,   è  nota   da tempo per  azione  batterica  (6), e  Neuberg e  Tier   (7) l'hanno  dimostrata an- che  per  lo stesso lievito  in  vivo.  Alcune   razze degli  stessi  lieviti  apiculati  (8) sono  inoltre capaci   di  demolire  ulteriormente  l'acido   lattico, ed  è sen’altro ammissibile  che  l'acido  acetico   e  l'acido   formico  compaiano  tra   i  prodotti di  questa   demolizione. Che  questo   particolare processo  di   fermentazione  de- gli acidi organici  fissi del  mosto  d'uva, costituisca   se  non   l'unica, almeno  la principale fonte   degli   acidi  volatili   del  vino,  è assai  probabile. Sorge   anche qui   il  problema  della   sua  dimostrazione,  ma   a  questo   riguardo  ci  sembra che  alcune   considerazioni, che  ora  esporremo,   possano  fornire un   utile  indi- rizzo di  indagine. 118 -         E'  dimostrato che  la  formazione degli  acidi  volatili   ha  luogo   principal- mente   durante  la  fase  della   fermentazione  principale.  Successivamente, se- condo  i  risultati ottenuti dal  Lucchetti  (9), si  avrebbe   una  graduale diminu- zione  di  questa  acidità,   per  esterificazione  o  demolizione ulteriore della  mo- lecola   dell'acido. Fermentazione   alcoolica    dello   zucchero  e  fermentazione degli  acidi  organici   fissi  decorrono cioè  parallelamente. Ciò  ammesso,  è  pre- vedibile tra i due processi una forzata interferenza, manifestantesi attraverso l'intervento   dell'attività  carboligasica. Chiariamo  il  concetto.   Secondo   quanto  sappiamo  sul  chimismo  gene- rale  delle  azioni   fermentative, la  formazione di  acido  acetico   (o  formico)   a partire   dall'acido  tartarico  o  malico,  deve,  in   modo   analogo  a  quanto  av- viene per la fermentazione alcolica, passare obbligatoriamente per lo stadio intermedio di  formazione  dell'aldeide acetica.  Nel  mosto  si  vengono   quindi a   svolgere   contemporaneamente  due   distinti  processi  fermentativi entrambi passanti   per  lo  stadio   obbligato di  quest'aldeide. Ma  per  effetto  della  diver- sità  di  concentrazione e  della  diversa   natura del  relativo   substrato, oltre  che delle  diverse  specie  di  attività enzimatiche che  essi chiamano in  giuoco,  que- sti due  processi  non  possono  decorrere cineticamente simultanei. Essi si svolgeranno sfasati l’uno rispetto   all'altro, e  le  due  molecole   di  aldeide   ace- tica,  a  cui  entrambi  danno luogo   nel  corso  del  loro  svolgimento, si  forme- ranno  con  larga  probabilità statistica  in  momenti distinti. Quando la seconda molecola   di  aldeide   si  forma, essa,  in  statu  nascendi,  si  trova   di  fronte   ad un'altra molecola  di  aldeide preformata   e  proveniente  da  altro   processo  fer- mentativo, quindi  extrafermentativa  rispetto   alla  prima.   Si  vengono   con ciò a determinare, conformemente a quanto è stato  dimostrato dal  Neuberg, con- dizioni  favorevoli   all'intervento  dell'attività  carboligasica, cioè  alla  conden- sazione   aciloinica  dell'aldeide acetica.  *** Partendo  da   queste   considerazioni,  ci  siamo   proposti    di   indagare  se l'eccedenza di  acidità   volatile   che  i  lieviti  apiculati  producono  in  confronto dei  lieviti   ellittici   trovasse   riscontro  in  variazioni  qualitative  o  quantitative tra  i  prodotti  dell'attività  carboligasica. Un   primo   gruppo  di  esperienze  di  fermentazione  su   mosti   d'uva   di varia  composizione, rispettivamente' con  Pseudosacch. apiculatus  e  Sacch. ellipsoideus,  ci  hanno  condotto  a  risultati  in   soddisfacente  accordo   con  la nostra  ipotesi.  Le  fermentazioni in  presenza di  Pseudosacch. apiculatus sono apparse   caratterizzate  dalla   costante  presenza  di   quantità  notevoli   di  ace- toina,   fatto   che  viceversa   non   si  nota   per  le  fermentazioni  in  presenza   di Sacch. ellipsoideus,  nelle  quali  l'acetoina  o  manca, o  è  presente   in  tracce  o comunque in  quantità sempre   assai  inferiori. La  quantità  di  acetoina   riscontrata  nelle  fermentazioni  in  presenza   di lievito  apiculato non  è in  diretta  correlazione col  tenore  in  acidi  volatili. Né ciò, del  resto,  era  da  attendersi, date  le  ulteriori possibilità   di  trasformazione del  chetoalcol. Un   quadro  completo   delle  correlazioni  in  tal  senso  esistenti si  potrà   avere  solo  quando  l'indagine sarà  estesa  anche   alla  determinazione  del  2-3  butilenglicol, il  che  stiamo   facendo. Ma  già  sin  d'ora   il  fatto   che  le fermentazioni  con   lieviti   apiculati  appaiano  caratterizzate  da   un   relativo - 119 maggior accumulo di acetoina, sta a dimostrare per questi lieviti un carat-teristico comportamento differenziale, di indubbio interesse. Che il processo di sintesi acetoinica sia in qualche modo collegato alla genesi degli acidi volatili, risulta anche da alcune nostre esperienze di fermentazione in presenza di Torulopsis pulcherrima, sulle quali riferiremo prossimamente. Anche qui la formazione di notevoli quantità di acidità volatile è accompagnata da un più sensibile accumulo di acetoina.  ESPERIENZE Vennero utilizzati per le prove di fermentazione tre mosti di uva bianca, contenenti rispettivamente:  mosto   N. 1: zucchero 16,45% acidità       0,90% mosto N. 2: zucchero     9,90% acidità       1,30% mosto N. 3: zucchero   14,70% acidità       1,35%  Le fermentazioni vennero compiute su mosto previamente sterilizzato per un’ora a 100° in vapore fluente, innestando con uguali quantità di lievito di coltura pura. Dopo avviamento in termostato a 30° C. le fermentazioni si svolsero a temperatura ambiente. Le analisi vennero eseguite secondo i metodi ufficiali per quanto con-cerne l’alcool, lo zucchero e l’acidità. L’acetoina venne determinata secondo L. C. E. Kniphorst e C. J. Kruisher (10).  RISULTATI ANALITICI                  Prova A Mosto N. 1 Durata della fermentazione: 52 giorni Composizione del liquido fermentato (in grammi per 100 cc.) Apiculatus Ellipseidous Zucchero   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . Alcool   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . Acidità totale     .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . Acidità volatile  .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .  Acetoina    .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . 7,00 4,30 1,20 0,11 0,030  0,15 7,50 1,10 0,07 tracce Prova B Mosto N. 1 Durata della fermentazione: 24 giorni Composizione del liquido fermentato (in grammi per 100 cc.) Zucchero   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . Alcool   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . Acidità totale     .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . Acidità volatile  .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .  Acetoina    .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . 7,90 4,00 1,25 0,14 0,018  0,25 6,90 1,30 0,03 0,002 Apiculatus Ellipseidous Prova C Mosto N. 2 Durata della fermentazione: giorni 22 Composizione del liquido fermentato (in grammi per 100 cc.) Zucchero   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . Alcool   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . Acidità totale     .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . Acidità volatile  .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .  Acetoina    .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . 1,40 4,10 1,35 0,12 0,009  tracce 4,60 1,45 0,03 assenza Apiculatus Ellipseidous 120 -             Istituto di Industrie Agrarie della R. università di Perugia. Perugia, 5 novembre 1940-XIX.  RIASSUNTO  Gli AA. Comunicano i primi risultati di una serie di indagini sulle corre-lazioni tra formazione degli acidi volatili e processo di condensazione aciloi-nica nei lieviti alcolici.  ZUSAMMENFASSUNG  Mitteilung der Resultate einer ersten Versuchsreihe der Verff. Über die Wechselbeziehungen zwischen der Bildung flüchtiger Säuren und dem Acy-loin-Kondensationsprozess in alkoholischen Hefen.  BIBLIOGRAFIA  (1)  G. De’ Rossi  -  I lieviti della fermentazione vinaria nella regione umbra (Relazione al IV Congresso Internazionale della vigna e del vino – Losanna, 1935). T. Castelli  -  I lieviti della fermentazione vinaria nel Chianti classico e nelle zone limitrofe (Nuovi Annali dell’Agricolt. – A. XIX, 1939). T. Castelli  -  Ancora sui lieviti della fermentazione vinaria nel Chianti Classico (idem).  Prova C Mosto N. 3 Durata della fermentazione: giorni 14 Composizione del liquido fermentato (in grammi per 100 cc.) Zucchero   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . Alcool   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . Acidità totale     .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . Acidità volatile  .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .  Acetoina    .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . 7,90 4,00 1,25 0,14 0,018  0,90 6,50 n. d. 0,04 assenza Apiculatus Ellipseidous - 121 122-   (2) G. De' Rossi - I lieviti apiculati nella fermentazione vinaria (Le Staz. Sperim.  Agricole  Italiane  - vol. 53, pag. 233, 1920). (3) Idem  (L. c.). (4) I. Schukow  - Citato  da De'  Rossi  (L. c.). (6)  C. Mazé  - Comptes  rendus,  156, 1101; 1913. (7) Bio Z. 32, 325; 1911. (8) G. De'  Rossi -  (L. c.). (9) G.  Lucchetti  - Sul  rapporto  tra  sviluppi  di  apiculati  e  formazione di   acidità   volatile   nella   fermentazione   vinaria.    (Bollettino   della  Facoltà Agraria  di  Pisa  -  Vol.  XVII  - Anno  1936 - XV). (10) Handbuch   der  Lebensmittel   -  Chemie  -  Vol.  VII° pag.  376 122-   

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