martedì 6 agosto 2019

Vino e scienza, il fenomeno della morte cellulare dell'uva

L'uva "respira" e se sottoposta a carenza di ossigeno durante la maturazione, avvizzisce e muore. Una ricerca dell'Università di Adelaide ha indagato sul fenomeno della morte cellulare dell'uva a causa di temperature elevate e stress idrico. I risultati dello studio aprono la strada a ulteriori ricerche su varietà di uva più adatte a climi molto caldi.





Una ricerca dell'Università di Adelaide, dell'Istituto di Ricerca e Sviluppo dell'Australia Meridionale e del Dipartimento delle Industrie Primarie del NSW ha svelato come l'uva "respira" e che, se sottoposta a carenza di ossigeno durante la maturazione, come accade con un aumento della temperatura o se sottoposta a stress idrico, avvizzisce e muore.

Dalla scoperta emerge nello specifico che le bacche della varietà Shiraz respirano ossigeno in modo diverso da quelle della varietà Chardonnay, e questo perché probabilmente le prime sono più sensibili alle alte temperature ed hanno una maggiore incidenza di morte cellulare.

La morte delle cellule dell'uva è un fenomeno evolutivo che si verifica a maturazione avanzata; è associata ad avvizzimento con implicazioni sia per la resa sia per la composizione dell'uva e del vino. I ricercatori spiegano che non è noto fino a che punto la morte cellulare sia programmata geneticamente o sia una risposta alle condizioni ambientali e fisiologiche.

La morte cellulare dell'uva in climi caldi, nello specifico in varietà come lo Shiraz, è probabilmente dovuto a una combinazione di diversi fattori. La correlazione tra morte cellulare e avvizzimento delle bacche può essere spiegata dalla disidratazione mediata da cambiamenti nella permeabilità della membrana cellulare (Clarke et al., 2010, Tilbrook and Tyerman 2008). Dalla scoperta significativa del fenomeno della morte cellulare a maturazione tardiva (Krasnow et al., 2008, Tilbrook and Tyerman 2008), vari studi hanno indagato che questa ha una probabile relazione e viene accelerata dagli stress abiotici, ovvero quelli legati ai fattori ambientali come appunto stress idrico e temperatura elevata (Bonada et al., 2013a, Bonada et al., 2013b).

Lo studio ha preso vita dall'esigenza di trovare un metodo per monitorare rapidamente in vigna lo stato ed i cambiamenti della bacca. Caravia et al. in uno studio del 2015 hanno dimostrato che attraverso l'utilizzo della spettroscopia di impedenza, le proprietà elettriche dell'acino d'uva, possono essere rapidamente misurate per controllare vitalità e composizione della polpa. Nella prima fase dello studio, la concentrazione interna di ossigeno in bacche in fase di maturazione di Chardonnay, Shiraz e Ruby Seedless (varietà d'uva da tavola), è stata misurata con una microsonda. E' emerso che la concentrazione di ossigeno è correlato con la vitalità cellulare. Le regioni intermedie del mesocarpo presentavano sia la più alta morte cellulare sia la più bassa concentrazione di O2. La disponibilità di ossigeno nel mesocarpo potrebbe essere limitata a causa di un'elevata richiesta di respirazione interna, come nel caso appunto di temperature elevate e, a seconda della varietà dallo sviluppo dei semi. In tal senso l'attenzione si è rivolta alle lenticelle, minuscoli pori permeabili che permettono lo scambio gassoso dell'acino. Si è notato infatti che l'area superficiale lenticolare è inferiore nella varietà Shiraz, ciò potrebbe essere indicativo di un suo minor assorbimento di ossigeno rispetto alla varietà Chardonnay. Le lenticelle sul pedicello sono un importante percorso per l'assorbimento di ossigeno nella bacca, e il blocco o la restrizione di queste strutture permeabili ai gas può portare ad una diminuzione dell'apporto di ossigeno nel mesocarpo delle bacche. A conferma di questo, un esperimento ha confermato che il blocco della funzione di questo apparato in bacche di Chardonnay, ha portato ad una maggiore concentrazione di etanolo al loro interno, indice che la fermentazione si è verificata internamente all'acino a causa della carenza di ossigeno.

Anche lo sviluppo dei semi e quindi la loro dimensione contribuiscono in modo sostanziale alla respirazione dell'uva. Infatti entrambe le varietà con seme (Shiraz e Chardonnay) hanno mostrato una morte cellulare sostanziale durante la maturazione, mentre la varietà Ruby Seedless, l'uva da tavola senza semi, ha mantenuto una maggiore vitalità cellulare e una maggiore concentrazione interna di ossigeno.

In conclusione con il presente studio si è dimostrato che la concentrazione ridotta di ossigeno all'interno delle bacche è correlata alla riduzione dello spazio aereo e dalla percentuale di tessuto vivo. La morte cellulare, e implicitamente la bacca avvizzita, sono fortemente legate alla domanda e all'offerta di ossigeno. Potenzialmente qualsiasi stress che influenza i processi ossidativi, compresi i trattamenti che possono causare stress ossidativo nella bacca, respirazione delle bacche o anatomia, avrà probabilmente un impatto maggiore sulla morte cellulare. Le lenticelle sul pedicello forniscono la via principale per la diffusione di ossigeno nella bacca. La diversa disponibilità interna di ossigeno nella bacca tra differenti varietà potrebbe essere associata allo sviluppo del seme e dal suo impatto nella superficie delle lenticelle.

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