STUDIO DEGLI EFFETTI DEI TRATTAMENTI DI STABILIZZAZIONE DEI VINI BIANCHI CON COADIUVANTI ALTERNATIVI

Starting date
April 1, 2004
Duration (months)
12
Departments
Biotechnology
Managers or local contacts
Rizzi Corrado

La chitina, un polimero della N-acetilglucosammina, è il principale componente dell’esoscheletro degli invertebrati e della parete cellulare dei funghi costituendo il più abbondante biopolimero naturale dopo la cellulosa (Shahidi F. et al. 1999). La biodegradabilità di questo polisaccaride è piuttosto bassa e così, mentre il suo smaltimento da parte dell’industria della pesca è divenuto un problema piuttosto rilevante, parallelamente è aumentato l’interesse verso la sua trasformazione in prodotti valore aggiunto e la ricerca dei loro possibili utilizzi (Shahidi F. et al. 1999). Il chitosano, per esempio, è prodotto per deacetilazione della chitina in ambiente alcalino ed ad elevate temperature (Juang R.S. et al. 2002).
Uno dei principali utilizzi del chitosano è basato sulla sua abilità di flocculare lipidi e proteine. Questa proprietà è dovuta al fatto che il pK dell’amminogruppo del residuo di glucosammina è circa 6.3 e, per questa ragione, il chitosano si comporta come un policatione in soluzioni acide (Muzzarelli R.A.A. 1985). In questo modo il chitosano forma complessi con molecole cariche negativamente presenti in soluzione od allo stato colloidale e ne induce la flocculazione (Shahidi F. et al. 1999).
Nel settore alimentare, inoltre, questi biopolimeri ed i loro derivati sono stati studiati anche per tutta una serie di ulteriori attività che includono, tra le altre, anche quelle antimicrobiche e di agglutinazione dei microrganismi (Helander I.M. et al. 2001), quelle antiossidanti e quelle nutrizionali (Muzzarelli C. et al. 2003). Infine sono stati proposti anche altri impieghi di questi polisaccaridi per esempio per l’immobilizzazione di enzimi e di microrganismi (Juang R.S. et al. 2002).
Le possibili applicazioni della chitina e dei suoi derivati sono quindi molteplici includendo la bioconversione per la produzione di prodotti alimentari a valore aggiunto, la conservazione degli alimenti dal deterioramento microbico, la formazione di pellicole biodegradabili, il recupero di materiale di scarto da reflui, la purificazione dell’acqua e la chiarifica e deacidificazione dei succhi di frutta (Muzzarelli C. et al. 2003, Shahidi F. et al. 1999).
Una applicazione di questi polisaccaridi è stata suggerita in tempi recenti in campo enologico (Spagna G. et al. 2001). In questo studio è stato dimostrato che il chitosano ha una grande affinità per i composti fenolici implicati nei fenomeni di imbrunimento dei vini bianchi e che il suo utilizzo, in termini di profilo di sedimentazione, sarebbe compatibile con le tecniche e gli impianti correntemente utilizzati nelle pratiche di vinificazione.
Già sotto questo profilo si potrebbe ipotizzare l’utilizzo del chitosano quale stabilizzatore delle caratteristiche del vino bianco ma i possibili effetti di questi polisaccaridi potrebbero essere anche altri.
Le proteine del succo d’uva hanno una notevole importanza tecnologica, soprattutto per gli effetti sulla stabilità e limpidezza del vino (Waters E.J. et al. 1991).
Nel progetto che si propone si intende studiare la possibilità di rimuovere, tramite l’uso di chitina, parte delle proteine del vino bianco che, stando alle indicazioni di letteratura, sono per lo più della famiglia delle chitinasi (Robinson S.P. et al. 1997) e quindi potenzialmente in grado di legarsi in modo specifico alla chitina. Si intendono inoltre analizzare anche gli effetti sulla microflora batterica dei vini bianchi verificando la possibilità che chitina e chitosano sequestrino i batteri o chelino microelementi rendendo più difficile la proliferazione dei batteri responsabili della fermentazione malolattica che è un altro fattore di instabilità dei vini bianchi (Radler F. 1990). In questo senso il trattamento dei vini con chitosano potrebbe permettere di ridurre le concentrazioni di anidride solforosa normalmente utilizzate nella vinificazione.
Nel dettaglio si intendono utilizzare vini bianchi che non hanno subito trattamenti di stabilizzazione cui verranno addizionate diverse quote di chitina e di chitosani diversamente deacetilati. Si eseguiranno quindi prove rivolte all’indagine sulla stabilità dei campioni impiegando analisi quali l’heat test (Sarmento M.R. et al. 1973.). Successivamente si valuteranno le modificazioni del contenuto polifenolico, verificando i dati di letteratura (Spagna et al. 1996), ma si approfondiranno anche le modificazioni indotte sul profilo degli acidi organici e delle proteine del vino sia sotto un profilo quantitativo tramite saggi colorimetrici che qualitativo con analisi cromatografiche ed elettroforetiche. Infine ci si propone di eseguire saggi sulle modificazioni delle attività microbiche relativamente ai batteri responsabili della fermentazione malolattica. In questo senso si provvederà sia a trattare con chitine e chitosano i vini verificando le modificazioni di carica batterica sia inoculando batteri lattici in vini trattati e non al fine di verificare l’effetto sulla proliferazione batterica della sottrazione di microelementi.




Shahidi F, Arachchi JKV, Jeon YJ: Food applications of chitin and chitosan. TRENDS IN FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY
10 (2): 37-51 FEB 1999

Juang RS, Wu FC, Tseng RL: Use of chemically modified chitosan beads for sorption and enzyme immobilization, ADV ENVIRON RES 6 (2): 171-177 MAR 2002

Muzzarelli RAA: Chitin. In The Polysaccharides, Vol. 3, ed. GO Aspinall. Academic Press, New York, pp. 417-450, 1985

Helander IM, Nurmiaho-Lassila EL, Ahvenainen R, et al.:Chitosan disrupts the barrier properties of the outer membrane of Gram-negative bacteria. INT J FOOD MICROBIOL 71 (2-3): 235-244 DEC 30 2001

Muzzarelli C, Muzzarelli RAA: Chitin related food science today (and two centuries ago). AGRO FOOD IND HI TEC 14 (5): 39-42 SEP-OCT 2003

Juang RS, Wu FC, Tseng RL: Use of chemically modified chitosan beads for sorption and enzyme immobilization. ADV ENVIRON RES 6 (2): 171-177 MAR 2002

Spagna G, Pifferi PG, Rangoni C, et al.: The stabilization of white wines by adsorption of phenolic compounds on chitin and chitosan. FOOD RES INT 29 (3-4): 241-248 APR-MAY 1996

Waters EJ, Wallace W, Williams PJ: Heat haze characteristics of fractionated wine proteins. AM J ENOL VITICULT 42 (2): 123-127 1991

Robinson SP, Jacobs AK, Dry IB: A class IV chitinase is highly expressed in grape berries during ripening. PLANT PHYSIOL 114 (3): 771-778 JUL 1997

Radler F: action of nisin against lactic-acid bacteria and wine yeasts in solid and liquid-media. AM J ENOL VITICULT 41 (1): 1-6 1990

Sarmento MR, Oliveira JC, Slatner M, et al.: Influence of intrinsic factors on conventional wine protein stability tests. FOOD CONTROL 11 (6): 423-432 DEC 2000

Sponsors:

Ateneo
Funds: assigned and managed by the department
Syllabus: RICATENEO - Finanziamenti d'Ateneo per la Ricerca Scientifica

Project participants

Silvia Mosconi
Corrado Rizzi
Assistant Professor
Gianluca Veneri
Technical-administrative staff

Collaboratori esterni

Simone Vincenzi
Università degli Studi di Padova Dottorando

Activities

Research facilities