ENOLOGIA L’ossigeno e i lieviti di TIZIANA NARDI e RAUL ROMOR - CREA - Centro di Ricerca Viticoltura ed Enologia - Conegliano I molti ruoli dell’ossigeno: effetti sulla crescita, sull’efficienza fermentativa e sulla resistenza allo stress di lieviti e batteri I lieviti, in quanto aerobi facoltativi, si sviluppano sia in condizioni aerobiche che anaerobiche. Già Louis Pasteur, osservando il comportamento dei lievito in condizioni di presenza ed assenza di ossigeno, rilevò che l'aerazione poteva portare ad un aumento della biomassa cellulare, a una riduzione della velocità di consumo degli zuccheri e a una minore produzione di etanolo. In sintesi, l'ossigeno esercita un effetto inibitorio parziale sulla fermentazione alcolica. Questo fenomeno è conosciuto come . Tuttavia, nelle condizioni tipiche del mosto, svolge esclusivamente la fermentazione alcolica, anche se è presente ossigeno. Ciò è dovuto al fatto che quando la concentrazione di zuccheri è alta, alcuni lieviti, fra cui , non riescono a utilizzare l'ossigeno per la respirazione e ricorre all' , dal biochimico inglese Herbert Grace Crabtree, ed è anche noto come "repressione catabolica da glucosio". Tale repressione inizia già quando si superano concentrazioni di glucosio pari a circa 50 g/L (secondo le situazioni). Le implicazioni di questo fenomeno sono diverse. Nel mosto, fermenta sempre e ciò gli permette di prendere il sopravvento rispetto alle altre specie, specialmente poiché fermenta ad alcoli e il mosto può veloce di conseguenza venti. Inoltre, poiché durante la fermentazione alcolica il lievito si replica ma non si sporla, conserva la propria stabilità genetica poiché la moltiplicazione è asessuata. "effetto Pasteur" Saccharomyces cerevisiae S. cerevisiae "effetto Crabtree" Saccharomyces PERCHÉ L'OSSIGENO È UTILE AL LIEVITO PER UNA BUONA FERMENTAZIONE? Va tenuto presente che nelle primissime fasi di fermentazione, quando ancora sono presenti importanti popolazioni di lieviti non- (spesso), l'ossigeno può favorire questi ultimi (o per lo meno i generi che non hanno lasciando la degenerazione, però, ovvero le popolazioni di stress più preso il sopravvento, l'aerazione del mosto o la macro-ossigenazione, può favorire il progresso della fermentazione poiché aumenta la sintesi di acidi grassi e di steroli da parte lieviti in attiva proliferazione. Negli eucarioti infatti, sia la sintesi degli steroli sia quella dei fosfolipidi sono processi ossigeno dipendenti poiché alcune delle classi di molecole sono fondamentali per i processi che regolano permeabilità e fluidità della membrana lipidica e per il comportamento ottimale, ed evitano anche l'interruzione prematura dell'sterale, in particolare, lo sterolo principale dei lieviti è l'ergosterolo, importante per il corretto funzionamento cellulare e richiesto per la crescita del lievito in condizioni di anaerobiosi. Ciò è fondamentale per la resistenza agli stress, in particolare allo stress di etanolo e di shock termici. Saccharomyces Categoria Molecola aromatica Sterolo Effetto Alcol superiori Propanolo Ergosterolo + 3-etossi-1-propanolo Ergosterolo e fitosteroli + Alcol isoamilico Ergosterolo e fitosteroli + 2-feniletanolo Ergosterolo e fitosteroli + 2-metilbutanolo Ergosterolo + 3-metilbutanolo Ergosterolo + Isobutanolo Ergosterolo e fitosteroli + Isoamil acetato Ergosterolo e fitosteroli + Esteri acetici 2-metilbutil acetato, isoamil acetato e feniletil acetato Ergosterolo + Etil acetato, isobutil acetato e isoamil acetato Fitosteroli - Etil esanoato and etil ottanoato Fitosteroli - Esteri etilici Etil acetato Ergosterolo e fitosteroli + Etil propanoato, etil butanoato, etil esanoato, etil ottanoato e etil decanoato Ergosterolo + Tabella 1. Impatto degli steroli sulla sintesi di molecole aromatiche. Evidenze da lavori scientifici (sintesi in Girardi-Piva et al., 2022)