Bibliotecar Dunoiu Andy Bogdan

Microorganisme întâlnite pe struguri, în must și vin

Gustul şi calitatea vinului depind în mare măsură de natura specială a drojdiilor ce se dezvoltă în cursul fermentaţiei alcoolice a recoltei.

(L. Pasteur, 1876)

Pe parcursul procesului de vinificare, microorganismele intervin într-o măsură însemnată, adesea decisivă, iar intervenţia lor, după condiţii şi felul microorganismelor, poate avea un caracter pozitiv sau negativ.

Cu 100 de ani în urmă, Pasteur a demonstrat că transformarea mustului în vin are la bază procesul fermentaţiei alcoolice, produs de anumite microorganisme (levuri) care în condiţii de viaţă fără aer transformă zahărul în alcool şi dioxid de carbon.

De grave îmbolnăviri ale vinului pot fi făcute răspunzătoare numeroase microorganisme, îndeosebi bacterii, dar în anumite condiţii tot acestea sunt cele care decid sin punct de vedere biologic formarea marilor vinuri roşii seci. Strugurii, atât pe butuc, cât şi după ce au fost culeşi pot suferi însemnate deprecieri calitative şi mari pierderi cantitative din cauza atacurilor mucegaiurilor (Popa, A., Popa, D., Dragomir, F.- Microbiologie oenologică, Craiova 2004).

Vinul, produs final al fermentaţiei mustului de struguri, conţine peste 500 de componente responsabile pentru aromă şi gust, din care majoritatea rezultă în urma activităţii drojdiilor fermentative.

Formarea vinului este condiţionată de activitatea enzimatică a microorganismelor care ajung în must şi care pot fi arbitrar încadrate în următoarele grupe:

Microorganisme permanent utile:

- drojdii de fermentaţie, denumite şi drojdii de cultură sau drojdii tipice care aparţin genului Saccharomyces cu specia Sacch. Cerevisiae ellipseideus, la care se adaugă tulpini cu capacitate fermentativă variată, cu rol în formarea substanţelor de aromă, Sacch. Italicus, Sacch. Florentinus, Sacch. Chevalieri.

Microorganisme condiţionat utile:

- drojdii cu putere alcooligenă redusă, drojdii anascogene aparţinând genului Kloeckera şi din genul Torulopsis. Aceste drojdii se înmulţesc în must şi produc fermentaţia alcoolică a glucidelor până când în mustul fermentat se acumulează 6-8 grade alcool etilic, concentraţie care le inhibă.

Unele drojdii pot folosi ca sursă de carbon acidul malic în mustul obţinut din strugurii necopţi şi pot fi folosite la reducerea acidităţii vinului. Sunt drojdii sulfitorezistente şi în anumite condiţii pot produce defectul de refermentare a vinurilor.

- bacteriile malo-lactice pot acţiona la sfârşitul fermentaţiei mustului după separarea vinului de pe drojdie, în scopul reducerii acidităţii. În cazul în care aciditatea este normală, fermentaţia produsă de aceste bacterii nu este dorită.

Microorganisme dăunătoare în care pot fi incluse drojdiile oxidative care dau defectul de floare al vinului, bacteriile acetice şi unele specii de bacterii lactice care dau alterări ale vinului la păstrare, mucegaiuri care în mod indirect influenţează calitatea vinurilor. (Dan, V.- Microbiologia alimentelor, Galaţi 2001)

Microbiota strugurilor

Boabele de struguri la maturitate conţin pe suprafaţa lor o microbiotă eterogenă ce provine din surse externe: solul viei, aer, ape meteorologice, insecte. Pieliţa bobului prezintă la suprafaţă un strat protector de pruină, încât dacă bobul este intact, microorganismele epifite nu pot pătrunde în interiorul bobului şi acesta este steril. O excepţie o prezintă Botrytis cinerea, care poate pătrunde prin porii membranei şi se dezvoltă sub pieliţă dând pătarea în violet a boabelor. În faza de creştere, acest mucegai poate elabora o substanţă cu efect antifungic care are efect negatic asupra unor drojdii sensibile. Pe boabe de struguri mucegăite, treptat se reduce numărul de drojdii aparţinând genului Kloeckera, în timp ce drojdiile genului Torulopsis nu sunt inhibate. (Dan, V.- Microbiologia alimentelor, Galaţi 2001)

Studii efectuate de R. Pezeit (1988) privind infectarea strugurilor în diferite faze de vegetaţie cu Botrytis cinerea au arătat că strugurii aflaţi în stadiul de preînflorire, s-au uscat complet în 3 săptămâni de la inoculare. Dacă infecţia a avut loc în faza de înflorire, ciorchinii s-au dezvoltat normal până la stadiul de coacere, când fungul se poate dezvolta în interiorul bobului. Inhibarea creşterii lui Botrytis cinerea în boabele imature poate fi datorată conţinutului în tanin care inhibă enzimele celulozolitice ale fungului, indispensabile pentru extindere cât şi prezenţei unor metaboliţi de stres ai plantelor de numite fitoalexine. În boabele de struguri a fost pusă în evidenţă o substanţă din grupul fitoalexinelor, respectiv, pterostilbenul, care poate explica faza de latenţă în dezvoltarea hifelor.

Cantitatea şi natura microorganismelor pe boabe, depinde de gradul de coacere, de vârsta viţei de vie, de condiţiile microclimatului la cultivare şi recoltare, etc. Numeroşi fungi fitopatogeni care produc boli ale viţei de vie pot afecta atât producţia cât şi calitatea strugurilor. În toamnele ploioase ca urmare a turgescenţei boabelor se poate produce crăparea acestora şi prin eliberarea de nutrienţi are loc mucegăirea vulgară sau mucegăirea cenuşie, prin dezvoltarea miceliului de Botrytis cinerea pe boabe şi ciorchine. (Dan, V.- Microbiologia alimentelor, Galaţi 2001)

Cantitatea şi calitatea drojdiilor prezente pe boabe de struguri variază cu condiţiile pedoclimatice. Se cunoaşte că habitatul natural al drojdiilor este solul, care conţine în medie 2,5x104g-1, cu valori mai mari în soluri de viţă veche. Din sol, prin intermediul picărilor de ploaie, a altor factori fizici şi biologici, ajung pe tulpini, frunze, ciorchini şi boabe. Insectele, în special albinele, viespile şi Drosophilla, au rol important atât în transferul celulelor de pe un bob pe altul, cât şi în asigurarea ciclului vital al drojdiilor.

Boabele de struguri în faza de coacere au la suprafaţă un număr redus de celule de drojdii, care nu penetrează pieliţa protectoare a bobului, în schimb dacă boabele au leziuni şi este favorizată eliberarea sucului, numărul lor creşte foarte mult.

În microbiota levuriană a strugurilor o mare răspândire o au drojdiile cu formă apiculată din genul Kloeckera şi speciile Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces bayanus. Cu o frecvenţă mai redusă pe boabele de struguri ajunse la maturitate fiziologică sunt prezente: Candida pulcherrima, Torulopsis bacilaris, Rhodotorula, Trichosporon, Hanseniaspora, etc.

În microbiota epifită a strugurilor pot fi prezente şi bacterii (lactice şi acetice). Blackwood I. 1969, izolează de pe boabe de struguri sănătoşi şi mucegăiţi, 40 de tulpini de bacterii acetice (Gluconobacter oxydans). Pe boabele mucegăite sunt frecvent întâlnite speciile Acetobacter aceti, Acetobacter pasteurianus care poate atinge procente de 45-85% din totalul de bacterii, la o concentraţie de celule similară cu cea a drojdiilor, mai mare decât cea a bacteriilor lactice. (Dan, V.- Microbiologia alimentelor, Galaţi 2001)

Microbiota mustului

Mustul dulce are o compoziţie chimică şi biologică deosebit de complexă, dependentă de soiul de struguri, gradul de maturitate, condiţiile climatice, de recoltare, transport, zdrobire, presare ş.a.

Microorganismele prezente în must îşi au originea în primul rând în microbiota strugurilor la care se adaugă cea de contaminare, prin contact cu utilajele de prelucrare a strugurilor, microbiota aerului, insectelor sau a altor musturi adăugate prin cupajare. Din datele raporatete de diferiţi autori, microbiota mustului obţinut din boabe sănătoase,în condiţii în care s-ar fi evitat contaminarea externă, este alcătuită din microbiota epifită a boabelor de struguri în componenţa căreia intră drojdii, bacterii şi mucegaiuri. Important este că din totalul drojdiilor care trec astfel în must doar 1-10% aparţin drojdiilor fermentative din genul Saccharomyces, în schimb predomină genurile: Kloeckera, Hanseniaspora, Torulopsis, Hansenula, Pichia, Candida, Brettanomyces (Benda J., 1983).

În condiţii industriale, o dată cu prelucrarea strugurilor şi obţinerea mustului, are loc o creştere importantă anumărului de drojdii ale genului Saccharomyces, transferate prin intermediul musculiţei Drosophilla şi de pe utilaje, unde în pelicula de must aderent, beneficiind de condiţii optime se înmulţesc activ drojdiile fermentative. (Dan, V.- Microbiologia alimentelor, Galaţi 2001)

Alături de drojdii, în must pot să ajungă bacterii: lactice, propionice, acetice şi spori/fragmente de mucegaiuri: Aureobasidium, Penicillium, Aspergillus, Geotrichum, Trichoderma, Absidia, Botryotinia ş.a., în număr mai mare când mustul provine din struguri deterioraţi fizic şi care prin eliberarea de suc, au favorizat dezvoltarea acestor microorganisme înainte de recoltare.

Microbiota vinului. Principalele levuri întâlnite în vin

În ceea ce priveşte succesiunea speciilor de levuri în cursul fermentaţiei spontane (S. Domercq), aceasta este deschisă de cele nesporogene, care asigură începutul şi prima fază a fermentaţiei; dintre acestea predomină Kloeckera apiculata şi Torulopsis bacillaris. Fermentaţia spontană este declanşată de levuri nesporogene pentru că acestea se găsesc pe suprafaţa boabelor în număr mai mare comparativ cu alte specii.

Cum Kloeckera apiculata nu poate suporta decât 4-5 vol % alcool, rămâne în continuare Torulopsis bacillaris care îşi desfăşoară activitatea până ce mediul ajunge la 7-10 vol % alcool. Sensibile la anhidrida sulfuroasă, participarea levurilor nesporogene este redusă chiar atunci când la vinificare se aplică o sulfitare normală. (Popa, A., Popa, D., Dragomir, F.- Microbiologie oenologică, Craiova 2004)

Destul de curând, levurile sporogene şi în mod deosebit S. ellipsoideus, pun stăpânire pe mediu, astfel că la sfârşitul fermentaţiei nu mai este prezentă nici o specie nesporogenă. Puterea alcooligenă a levurilor S. Ellipsoideus este foarte diferită, variind după suşe de la 8 până la 16 vol % alcool; aceea a speciei S. rosei nu depăşeşte 11 vol %. În acest fel, la sfârşitul fermentaţiei, specia dominantă după S. ellipsoideus este S. oviformis al cărei procent extrem de scăzut la începutul fermentaţiei, creşte continu în timpul desfăşurării acesteia. Rezistentă la alcool, suportând chiar concentraţii ce depăşesc 18 vol %, ea este drojdia care asigură sfărşitul fermentaţiei şi poate transforma ultimele resturi de zahăr fermentescibil.

Este interesant că în fermentaţia continuă Hanseniaspora uvarum persistă tot timpul fermentaţiei, probabil pentru că în mod continuu se introduce must proaspăt (Ameirne A. M., 1973).

Fără a lua în considerare felul speciilor şi referindu-ne doar la aspectul pur cantitativ, se constată că după terminarea fermentaţiei, în masa vinului brut care rezultă se află încă în suspensie un număr foarte mare de celule de levuri (10-20 miliarde/l). Pentru a grăbi punerea în consum, la multe din vinuri se aplică tartamente de limpezire.

În acest caz, numărul celulelor de levuri care mai rămâne în vin scade diferit după metoda de limpezie folosită şi după gradul de intesitate cu care se aplică tratamentul de limpezire.

Numărul celulelor de levuri din vinul limpede turnat în sticle scade astfel până la mai puţin de 1 milion/l (800-900 celule/ml). Dacă vinul este păstrat, numărul de celule variază cu felul şi mărimea recipientelor, mai exact cu raportul suprafaţă/volum al acestora, cu uşurinţa de a curăţa suprafaţa lor interioară ş.a.

Cel mai mare număr de celule de levuri la vinuri în curs de maturare se întâlneşte atunci când păstrarea se face în butoaie mici de lemn (cca. 2000 cel./ml) şi cel mai mic când ea se face în cisterne mari, căptuşite cu sticlă sau bine emailate (cca. 700/ml). La vinul în sticle, numărul celulelor este intermediar. Aceste cifre orientative (J. Ribereau-Gayon, E. Peynaud, 1965) reprezintă de fapt numărul total de celule vii şi moarte. În condiţiile efectuării acestor investigări orientative, în care vinurile cercetate dispuneau de suficient SO2 liber (55-135 mg/l), proporţia celulelor vii a fost, după caz, de 5-50% din numărul total al celulelor.

Aceasta dovedeşte faptul că în prezenţa unor doze însemnate de anhidridă sulfuroasă, rămân totuşi în vin, destul de multe celule de levuri în stare vie şi capabile de multiplicare. (Popa, A., Popa, D., Dragomir, F.- Microbiologie oenologică, Craiova 2004)

Este evident că speciile de levuri care rămân sunt cele mai apte să reziste şi au fost selecţionate de condiţiile de conservare a vinurilor. Sacch. ellipsoideus, Sacch. oviformis, Sacch. chevalieri, Sacch. Carlsbergensis, Sacch. Ecidifaciens, Sacch. legans, Sacch. Ludwigii, Sacch. Heterogenicus, Brettanomyces schanderli împreună cu unele specii din genurile Candida şi Pichia, constituie grupul „levurilor de contaminare” întâlnite totdeauna în locarilurile de vinificaţie.

Majoritatea acestor levuri prezintă însuşiri cu totul deosebite. Aşa de exmplu, unele sunt rezistente la concentraţii ridicate de alcool; Sacch. Acidifaciens suportă conţinuturi până la 12 vol. %, Sacch. Oviformis chiar concentraţii de peste 16-17 vol. %; altele, manifestă o rezistenţă nebănuită la anhidrida sulfuroasă cum sunt: Sacch. Acidifaciens, Sacch. Elegans şi îndeosebi Saccharomycodes ludwigii.

Brettanomyces schanderli deşi cu o rezistenţă mai scăzută la anhidrida sulfuroasă, suportă destul de bine alcoolul, până la 13 vol %, formând în cursul dezvoltării în vinurile roşii, cantităţi importante de aldehidă acetică, acetat de etil, acid acetic şi totodată gust şi miros neplăcut.

În ceea ce priveşte levurile din genurile Candida şi Pichia, acestea sunt tipice prin însuşirea de a se dezvolta la suprafaţa de contact cu aerul a vinurilor, provocând acea alterare denumită “floarea vinului”.

Înmulţirea levurilor Sacch. Oviformis sau Sacch. Ellipsoideus în vinuri seci tinere care mai conţin zaharuri reziduale, constituie o împrejuare favorabilă care înlesneşte lichidarea acestora, dar dezvoltarea lor în cele demiseci ori dulci este o veritabilă “îmbolnăvire”. Accidentul acesta de refermentare duce la dispariţia gustului dulce şi deci la deprecierea acestor vinuri prin pierderea tipicităţii (Popa, A., Popa, D., Dragomir, F.- Microbiologie oenologică, Craiova 2004).

Bibliografie selectivă

1. Bidard F.-1993- clonage et analyse d’un géne de floculation FLO5 de Saccharomyces cerevisiae. Thèse de DOctorat és ScienceS, Université de Montpellier II;

2. Dan, V.- Microbiologia alimentelor, Galaţi 2001;

3. Dragomir Felicia -2001- Studiul conveerului levurian din zona viticolă a Olteniei și aptitudinile de care dispune aceasta. Teza de doctorat, universitatea din Craiova;

4. Pomohaci N. și colab. -2001- Oenologie, vol. II, Ed. Ceres, București;

5. Popa A., Popa D., Dragomir F. -1994- Studiul unor factori care stimulează activitatea levurilor. Analele Univ. din Craiova, Secția Horticultură;

6. Popa A., Popa D., Dragomir F. -2002- Contribuții la cunoașterea unor factori care stimulează sau inhibă activitatea levurilor. Analele Univ. din Craiova, Secția Horticultură;

7. Popa A., Popa D., Dragomir F. -2004- Microbiologie Oenologică, ed. universitaria, Craiova;

8. Ribereau-Gayon Y., Peynaud E., Ribereau-Gayon P., Sudraud P. -1975 –Traite D’Oenologie. Sciences et techniques du vin. Tome 2 – Caracteres des vins. Maturation du raisins – Levures et Bacteries. Ed. Dunos, Paris.