
SafŒno™ SPK 05: il lievito che semplifica la preparazione della coltura di avviamento del lievito per la presa di spuma
Arnaud DELAHERCHE¹, Etienne DORIGNAC¹, Maryam EHSANI ¹, Marie Charlotte COLOSIO², Richard MARCHAL ³, Thomas SALMON ³, Yann VASSEROT ³
¹ Fermentis, Marquette lez Lille Francia
² Istituto Francese della Vigna e del Vino, Nantes Francia
³ Università di Reims Champagne Ardenne, Reims Francia
Il mercato dei lieviti selezionati per la produzione di vini spumanti, rispetto a quello dei vini bianchi, è piuttosto limitato e consiste in ceppi con forte vigore fermentativo che producono basse concentrazioni di composti aromatici. Sebbene gli spumanti d'annata siano riconosciuti per la loro qualità, oggi il mercato richiede sempre più spumanti caratterizzati da una maggiore freschezza e da sensazioni più fruttate rispetto ai decenni precedenti.
La presa di spuma (in francese prise de mousse – PDM) o effervescenza è la fase che permette a un vino base di diventare spumante o frizzante e il successo di questa tecnica dipende in gran parte dalla preparazione di una coltura di lievito di avviamento (YSC). L'YSC permette di raggiungere un numero sufficiente di cellule di lievito per garantire un processo di PDM ottimale e la sua preparazione richiede tradizionalmente diversi giorni e diverse fasi.
Questo lavoro riassume tre anni di sperimentazione che hanno portato alla selezione di un nuovo lievito per la produzione di vini spumanti. Le sue caratteristiche fermentative hanno permesso di ottimizzare il protocollo esistente per la preparazione di YSC.
I risultati mostrano che con SafOeno™SPK 05 (nome commerciale del lievito selezionato), il tempo di preparazione dell'YSC può essere ridotto da 3-4 giorni in un processo a due fasi a una singola fase di circa 30-36 ore, senza influire sulla durata o sulla qualità della PDM.
Il mercato dei lieviti selezionati per la produzione di vini bianchi è costituito da un gran numero di referenze che riflettono l'ampia varietà di vini prodotti. Il ruolo dei lieviti selezionati nel modulare il profilo sensoriale di un vino a seconda delle varietà di uva, dei metodi e delle tecniche di vinificazione utilizzate è noto da decenni.
Per i vini spumanti e frizzanti, invece, la gamma di lieviti disponibili sul mercato è più limitata. Questi lieviti sono caratterizzati da innegabili qualità fermentative e, in generale, dalla particolarità di lasciare poca o nessuna impronta sensoriale sul vino. Questa caratteristica consente una migliore espressione degli aromi terziari derivanti dall'autolisi del lievito che compaiono durante l'invecchiamento.
Sebbene la qualità di questo tipo di spumante sia riconosciuta e apprezzata da molti consumatori, oggi il mercato richiede anche spumanti caratterizzati da maggiore freschezza e sensazioni più fruttate rispetto ai decenni precedenti.
Per produrre un vino spumante, il vino base deve subire una seconda fermentazione chiamata prise de mousse (PDM), rifermentazione o effervescenza. Questa tecnica richiede la preparazione di una coltura di avviamento del lievito (YSC) contenente un'elevata quantità di cellule di lievito in grado di consumare tutti gli zuccheri fermentabili aggiunti al vino base e di trasformarli in alcol e anidride carbonica. La qualità dell'YSC è fondamentale per il successo del processo di PDM, che può avvenire in bottiglia con il metodo tradizionale o in un serbatoio chiuso, in autoclave, secondo il metodo Charmat o Martinotti. Tuttavia, nel corso degli anni, molti produttori hanno espresso preoccupazione per l'eccessiva lunghezza del classico protocollo di preparazione del YSC e per la necessità di monitorare costantemente il processo, anche prendendosi giorni di assenza dal lavoro.
Questo studio, frutto di tre anni di esperimenti, ha portato alla selezione di un nuovo ceppo di lievito che permette di produrre vini spumanti che soddisfano le richieste dei consumatori moderni, aiutando al contempo i produttori a semplificare il processo di preparazione del YSC, mantenendo elevati standard di qualità e sicurezza della fermentazione.
Selezione dei ceppi: sono stati effettuati test multipli di fermentazione e rifermentazione nello Champagne, durante 3 campagne di vinificazione (2019, 2020 e 2022), come studio pilota in contenitori da 15 litri e su scala reale in tini da 20 – 130 hL di mosti di Pinot Nero (cuvées) ottenuti da uve sane. I mosti avevano livelli di azoto assimilabile dai lieviti (YAN) di 240-280 mg/L e livelli di alcol potenziale di 9,95-11,05% (v/v).
Inizialmente, sono state effettuate prove di fermentazione in laboratorio e in cantina in 5 diversi siti di vinificazione nell'Aube e nella Marna. Sono stati considerati cinque ceppi: tre sperimentali, candidati alla selezione e non presenti sul mercato, e due commerciali. Le vinificazioni sperimentali sono state eseguite due volte e comprendevano una modalità di controllo fermentata con un ceppo di Champagne disponibile in commercio.
Sono stati quindi eseguiti test PDM per confrontare il nuovo lievito selezionato con due ceppi commerciali comunemente utilizzati per la preparazione di YSC in Champagne. In queste prove è stato applicato il protocollo tradizionale proposto dal Comité Interprofessionel de Champagne (CIVC)(1) per la preparazione dell'YSC.
Tutti i lieviti sono stati inoculati a 1 milione di cellule vive/mL e la quantità di cellule vive è stata determinata mediante conteggio cellulare in una camera Thoma con blu di metilene. Il tiraggio è stato effettuato senza aggiustamento dell'YAN, con 20 g/L di zucchero di canna e supporto per il remuage, in bottiglie di vetro per Champagne da 750 mL. Per ogni test sono state realizzate dodici bottiglie, tre delle quali sono state dotate di afrometri permanenti. Tutte le bottiglie sono state poste in una stanza a temperatura controllata di 13°C per la rifermentazione e la pressione è stata monitorata due volte alla settimana.
Ottimizzazione del protocollo di preparazione della coltura di avviamento del lievito
Considerando le caratteristiche tecnologiche del lievito osservate durante la prima fermentazione e le prove di PDM, è stata valutata la possibilità di preparare un YSC in tempi più brevi, senza la fase di acclimatazione richiesta dal protocollo tradizionale. Sono stati studiati i principali metabolismi di S. cerevisiae, sia del carbonio che dell'azoto.
I vini base sono stati aggiustati con DAP per ottenere tre livelli di YAN: 520 mg/L (N520), 400 mg/L (N400) e 280 mg/L (N280). Zuccheri, YAN, numero di cellule vive e pressione sono stati monitorati secondo i metodi sopra descritti.
Il processo di selezione: test di vinificazione
Le figure 1a e 1b mostrano la cinetica di fermentazione del nuovo lievito selezionato (ceppo B) rispetto a un ceppo comunemente utilizzato nella regione dello Champagne. Nelle vinificazioni in laboratorio e in cantina, il ceppo sperimentale B ha dimostrato una cinetica di fermentazione molto più rapida rispetto agli altri ceppi utilizzati. Questa osservazione è dovuta principalmente a una fase di ritardo più breve. Infatti, tutte le fermentazioni si sono concluse senza lasciare zuccheri residui.
Figure 1a e 1b. Cinetica di fermentazione di due diverse prove di fermentazione su due diversi succhi. Confronto tra il ceppo sperimentale B (Fermentis) e un ceppo commerciale di Champagne.
In tutte le prove, il ceppo sperimentale B si è distinto per la sua grande capacità di avviare e completare la fermentazione alcolica in tempi brevi. Inoltre, nell'analisi dei vini base ottenuti con questo ceppo sono state osservate le seguenti caratteristiche:
Dal punto di vista sensoriale, i vini base prodotti da questo ceppo sono stati descritti come segue:
Considerando la sua elevata capacità fermentativa, la sua bassa produzione di SO2 e di acidità volatile, i suoi minori requisiti di YAN rispetto agli altri ceppi testati, nonché le caratteristiche sensoriali ottenute nei vini base, il ceppo B è stato selezionato per le prove di PDM.
Il processo di selezione: il test PDM
I primi test di PDM sono stati effettuati applicando il protocollo tradizionale per la preparazione delle colture di avviamento del lievito (YSC) e confrontando il lievito sperimentale selezionato con due ceppi commerciali comunemente utilizzati per la preparazione delle YSC nello Champagne.
Tutte le PDM sono state eseguite con successo nonostante il basso contenuto di YAN e la bassa temperatura di rifermentazione (13°C).
Gli spumanti ottenuti sono stati degustati dopo 13 mesi di affinamento sui lieviti (a 13°C) da un comitato di degustazione composto da direttori di cantine, enologi e personale del laboratorio enologico URCA. I commenti del gruppo sono stati i seguenti:
Le caratteristiche degli spumanti ottenuti con questo ceppo possono essere così riassunte: aromi fruttati e freschi, sensazioni minerali e buona persistenza, spuma fine, per spumanti pronti al consumo.
Preparazione delle colture di avviamento del lievito
Il protocollo tradizionale (Fig. 2) proposto dal Comité Interprofessionnel du vin de Champagne (CIVC) dura in media 3 – 5 giorni e consiste in due fasi: una fase di acclimatazione e una fase di moltiplicazione.
Figura 2: Protocollo tradizionale per la preparazione della coltura di avviamento del lievito utilizzata per la fermentazione secondaria dei vini spumanti.
Coltura di avviamento del lievito classica (YSC): Fase 1 di acclimatazione
Si stima che siano necessarie 6-10 ore affinché la densità iniziale del terreno di acclimatazione diminuisca da un valore iniziale di 1040 g/cm3 a valori compresi tra 1025-1015 g/cm3. I risultati ottenuti in questo studio, tuttavia, mostrano che questa diminuzione si verifica su un periodo più lungo. Il monitoraggio della densità, illustrato nella Figura 3a, mostra che con un contenuto medio di YAN di 400 mg/L (N400), sono necessarie da 12 a 22 ore per raggiungere una densità di 1025-1015 g/cm3.
Il monitoraggio degli zuccheri fermentabili e della PAA è mostrato nelle figure 3b e 3c. In una PDC classica, preparata con 100 g/L di zuccheri e 400 mg/L di YAN (N400), circa 57 g/L di zuccheri (modello lineare) e 207 mg/L di YAN (modello logaritmico) non sono ancora stati consumati dal lievito dopo 17 ore di acclimatazione.
Figure 3a, 3b e 3c: YSC – Fase di acclimatazione 1. Controllo di densità, zuccheri fermentabili e PAA.
In altre parole, al termine della fase di acclimatazione, nel lievito di avviamento rimaneva circa il 50% delle concentrazioni iniziali di zucchero e APA, il che garantisce un margine di sicurezza e l'ottenimento di un pied de cuve in grado di moltiplicarsi attivamente anche nella successiva fase di moltiplicazione. Anche preparando un lievito di avviamento con una concentrazione iniziale di APA inferiore al 30% e pari a 280 mg/L (N280), sono stati osservati risultati simili, per cui il contenuto di azoto alla fine della fase di acclimatazione rimane sufficientemente elevato. Queste osservazioni saranno prese in considerazione più avanti, quando si preparerà una PDC senza fase di acclimatazione.
Coltura di avviamento del lievito classica (YSC): – Fase 2 di Moltiplicazione
La fase di moltiplicazione dura di solito 2 giorni, ma può durare di più. All'inizio della fase di moltiplicazione, la densità consigliata è compresa tra 1015 e 1025 g/cm3, mentre la densità finale al momento dell'inoculo del vino base è compresa tra 998 e 995 g/cm3. In questa fase sono necessarie un'agitazione delicata e continua o uno o due pompaggi al giorno.
La composizione del YSC classico all'inizio della fase di moltiplicazione ha generalmente un contenuto di zuccheri di 84,5 g/L e un contenuto di azoto minerale di circa 100 mg/L.
YSC senza fase di acclimatazione: composizione iniziale
In un YSC convenzionale, la popolazione di lievito aumenta solo di un terzo durante le prime 24 ore di acclimatazione, mentre durante le 6-10 ore stimate necessarie, l'aumento è molto più ridotto. Con l'obiettivo di ottenere una popolazione cellulare paragonabile a quella ottenuta con il protocollo convenzionale che prevede un protocollo di preparazione degli YSC in 1 fase (senza fase di acclimatazione) di sole 30-36 ore, è stata preparato un YSC come segue:
Figura 4: Protocollo YSC senza acclimatazione (36 ore) per l'inoculo di 1000 hL di vino base.
YSC classico e YSC senza fase di acclimatazione: evoluzione dei parametri
I due metodi di preparazione degli YSC sono stati confrontati in termini di popolazioni di lievito, zuccheri, densità e YAN. I test sono stati eseguiti due volte.
L'YSC senza fase di acclimatazione ha prodotto una popolazione di lievito vivo di 110 milioni di cellule/mL in 30-36 ore (Fig. 5a). Con questo numero di cellule, è necessario un inoculo di solo 1% (v/v) nel vino base per ottenere una concentrazione cellulare di 1,1 milioni di cellule vive/mL. Ciò equivale a utilizzare circa 4-5 g di ADY per hL di vino base.
Figure 5: Comparison of the two YSC preparation protocols. YSC with acclimatization (B1 and B2 – duplicates) and without acclimatization phase (B3 and B4 – duplicates). Monitoring of live yeast population (Figure 5a), sugar content (Figure 5b), mineral nitrogen (Figure 5c) and density (Figure 5d).
In the YSC without an acclimatization phase, the decrease in sugar content was continuous and regular and did not show a slowdown (Fig. 5b). After approximately 30 hours, the YSC without an acclimatization phase had a sugar level of 50 g/L and a density of 1010 g/cm3 (Fig. 5d), which allows the yeasts to continue to multiply in the case where the YSC must be maintained for several hours, even a whole day, before the inoculation of the base wine.
Regarding YAN, we observe a regular decrease in its concentration in the YSC without acclimatization, unlike the classic protocol which shows a sudden drop in YAN when the yeast enters the multiplication phase (Fig. 5c). For the classic two-phase protocol, lasting 72 hours, the medium becomes deficient in YAN after 60 hours, whereas with the YSC protocol without an acclimatization phase, 30 mg/L of YAN remain after 36 hours. It is therefore essential to pay a particular attention to this parameter because a nitrogen deficiency can lead to a strong reduction in yeast activity, cell multiplication speed and fermentation kinetics.
The results of these tests show that it is entirely possible to prepare a YSC in a single step and in less than half the time of the conventionally used protocol.
To evaluate the behaviour of the yeasts obtained with a YSC protocol without an acclimatization phase, two PDMs were started, one at 14°C and the other at 18°C (Fig. 6). The fermentation kinetics of the newly selected strain (strain B) was similar to that recorded with the commercial Champagne strain (Fig. 6). Although there was a slight longer lag phase with the PDM carried out at 14°C with strain B, the fermentation kinetics were almost identical and made it possible to reach 5 bars of pressure simultaneously with the Champagne strain in approximately 20 days at 18°C and in approximately 40 days at 14°C.
Figura 6: Monitoraggio della pressione della bottiglia durante l'YSC, a 18°C e a 14°C, utilizzando afrometri permanenti.
Questo lavoro ha permesso, nei primi anni di sperimentazione, di selezionare un nuovo lievito Saccharomyces cerevisiae, disponibile in commercio come SafOenoTM SPK 05, in grado di conferire ai vini spumanti le caratteristiche sensoriali ricercate dai consumatori moderni. Inoltre, considerando le caratteristiche fermentative di questo ceppo, è stata realizzata una proposta tecnica innovativa per la preparazione dell'YSC, che dimostra come il processo comunemente utilizzato possa essere semplificato senza compromettere il successo del PDM. La riduzione del tempo di preparazione dell'YSC da diversi giorni a 30-36 ore offre ai produttori una maggiore libertà nell'organizzazione del lavoro, aumentando del 50% la disponibilità di vasche di moltiplicazione e, da un punto di vista ambientale, contribuisce a ridurre i costi energetici in cantina.
Il progetto è stato realizzato grazie al contributo di diverse cantine della regione dello Champagne che hanno collaborato all'organizzazione e alla realizzazione delle prove su scala produttiva.
Sono in corso test pilota in diverse cantine per convalidare la qualità sensoriale dei vini spumanti prodotti con questo protocollo, che saranno seguiti per diversi anni.