mercoledì 23 settembre 2020

Sostenibilità e innovazione nella filiera vitivinicola, fecce di vino: presente e futuro di un sottoprodotto da valorizzare

Uno studio dell'Università di Padova ed il Centro di Ricerca in Viticoltura ed Enologia di Conegliano ha valutato strategie ed approcci dell'economia circolare per la valorizzazione delle fecce come opportunità per migliorare la sostenibilità ambientale ed economica della filiera del vino.




I processi di produzione hanno un impatto ambientale rilevante lungo tutta la filiera del vino, sia per gli input (es. energia, materie prime) sia per gli output, questi ultimi rappresentati principalmente dai gas serra e dai rifiuti che generalmente necessitano di essere smaltiti. Si sta ponendo, in tal senso, una crescente attenzione per individuare le azioni da intraprendere attraverso gli approcci dell'economia circolare, allo scopo di valorizzare quelli che sono i principali sottoprodotti del vino, come acque reflue, vinaccia, raspi e fecce di vino; un terreno questo su cui investire per un futuro più sostenibile, sia da un punto di vista ambientale e di maggiore efficienza economica sia come opportunità nel ridurre i costi di smaltimento. 

Se lo sfruttamento della vinaccia (contenente sia bucce che semi) per ottenere prodotti come liquori, olio di vinaccioli e per estrarre additivi come i polifenoli risulta essere già ben consolidato (Bordiga, 2015), quello delle fecce di vino, che è il secondo più grande sottoprodotto della vinificazione, sino ad oggi non ha ricevuto la stessa attenzione per una loro possibile valorizzazione. 

Il presente studio a cura di Alberto De Iseppi, Giovanna Lomolino e Matteo Marangon del  Dipartimento di Agronomia, Alimentazione, Risorse naturali, Animali e Ambiente (DAFNAE) dell'Università di Padova ed Andrea Curioni del Centro di Ricerca in Viticoltura ed Enologia (CIRVE) di Conegliano, ha indagato sulle attuali e sulle future strategie da adottare per la valorizzazione delle fecce di lievito di vino.

Le fecce del vino sono sedimenti liquidi dall'aspetto fangoso che si depositano sulle pareti e sul fondo delle botti in seguito alla fermentazione del vino. Questi residui insolubili sono costituiti da cellule di lievito ed altre particelle insolubili risultanti da bucce d’uva, cellule microbiche, cremortartaro ed anche chiarificanti come tannini ed albumina, spesso utilizzati per modificare le caratteristiche di un vino e per stabilizzarne il colore durante l’affinamento. Questi composti organici hanno un elevato fabbisogno biologico e chimico di ossigeno che le rendono inquinanti ambientali.

Attualmente, l'etanolo residuo viene regolarmente recuperato dalle fecce di vino per conformarsi al Regolamento Europeo n. 479/2008. Inoltre, i metodi per l'estrazione dell'acido tartarico vengono occasionalmente applicati su larga scala. Tuttavia, queste strategie di recupero non valorizzano appieno questo sottoprodotto. Ad esempio, i polifenoli del vino potrebbero anche essere estratti dalle fecce di vino rosso utilizzando vari solventi organici per uso alimentare (ad es. Etanolo).

Ad oggi, l'approccio più completo per realizzare uno sfruttamento completo sia delle frazioni liquide che solide delle fecce di vino include l'estrazione di etanolo, acido tartarico e polifenoli dalla parte liquida e l'uso del residuo solido (biomassa di lievito) come substrato per la crescita microbica (Kopsahelis et al., 2018). Tuttavia, un ostacolo rilevante per l'adozione industriale di questo approccio è rappresentato dall'elevata variabilità della composizione delle fecce di vino che può essere un problema per la produzione di mezzi di fermentazione standardizzati. Pertanto, altre strategie dovrebbero essere studiate per la valorizzazione della biomassa di lievito nelle fecce di vino. Un'opzione praticabile potrebbe essere il recupero dei due componenti principali della parete cellulare del lievito: mannoproteine ​​e β-glucani. 

I β-glucani sono i costituenti primari della parete cellulare del lievito (35-55%). I β-glucani sono stati studiati come ingredienti funzionali sin dagli anni '40 (Liu, Wang, Cui e Liu, 2008) grazie alle loro comprovate proprietà immunostimolatorie ed antiossidanti che ne hanno consentito l'inserimento nella “lista dei nuovi componenti alimentari” (Regolamento (CE) n. 258/97). Inoltre, i β-glucani possono influenzare le proprietà fisico-chimiche e reologiche degli alimenti agendo come addensanti. Infatti, grazie a queste proprietà, sono stati applicati come sostituti dei grassi per la preparazione della maionese a basso contenuto di grassi. 

Interessante notare che i β-glucani estratti dalle alghe brune (Laminarin), sono stati usati come elicitori delle piante in quanto, quando spruzzati, promuovono la risposta naturale della pianta contro i patogeni come Plasmopara viticola e Botrytis cinerea. I β-glucani del lievito di fatto sono, in alcuni casi, inclusi nelle formulazioni commerciali per il controllo della peronospora ( Plasmopara viticola) in viticoltura.

Le mannoproteine sono il secondo componente principale della parete cellulare del lievito. Chimicamente sono polisaccaridi complessi situati nello strato esterno della parete cellulare costituiti da catene di mannosio attaccate a una spina dorsale proteica (Cameron, Cooper e Neufeld, 1988). I lieviti rilasciano naturalmente mannoproteine ​​nel vino durante la fermentazione e l'invecchiamento contribuendo così a migliorare schiumabilità, stabilità proteica e tartarica, nonché la sensazione in bocca. Queste caratteristiche hanno portato alla commercializzazione di preparati a base di mannoproteine ​​come additivi per il vino. Tuttavia, questi composti vengono generalmente estratti dal lievito coltivato in reattori biotecnologici piuttosto che dai sottoprodotti della vinificazione come fecce di vino. Una caratteristica particolarmente interessante delle mannoproteine ​​è che, grazie alla loro natura anfipatica, possono essere utilizzati efficacemente come emulsionanti nella preparazione degli alimenti come ampiamente dimostrato da studi sull'utilizzo delle mannoproteine ricavate dalle fecce di lievito di birra 

Lo studio sottolinea che un'ipotetica strategia di valorizzazione delle fecce di vino potrebbe includere il recupero dei polisaccaridi della parete cellulare dopo estrazioni di etanolo, acido tartarico e polifenoli. In particolare, seguendo il protocollo integrato proposto da Silva Araújo et al. (2014). La biomassa di lievito recuperata dal processo di fermentazione potrebbe essere inizialmente sottoposta ad un trattamento in autoclave per destabilizzare le pareti cellulari del lievito in modo da rilasciare la frazione mannoproteica nella fase liquida, in moda tale da separare i composti.

Secondo la letteratura, alcuni dei limiti nello spostare questo approccio dalla birra alle fecce di vino potrebbero essere la presenza di polifenoli che potrebbero interagire con le mannoproteine ​​limitandone la purezza nell'estratto. Inoltre va studiata l'eventuale significativa inclusione di pesticidi derivanti dai trattamenti in vigna. Tuttavia, sebbene queste questioni debbano essere studiate a fondo, una soluzione semplice per evitare questi potenziali problemi, potrebbe essere quella di utilizzare le fecce derivate dalla vinificazione in bianco da uve coltivate biologicamente.

In sintesi, le future strategie di valorizzazione dei sottoprodotti delle fecce di vino dovranno adottare un approccio integrato su misura per estrarre il maggior numero e quantità di composti con potenziali applicazioni in diversi settori, migliorando così anche la sostenibilità ambientale ed economica dell'intera filiera del vino.


Current and future strategies for wine yeast lees valorization:  www.sciencedirect.com/science/article/

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