L'uva è composta da varie sostanze chimiche, quali zuccheri, acidi, antociani, tannini e i vari aromi, che andremo ora ad analizzare.
Alcol etilico
L’etanolo è, dopo l’acqua, il composto quantitativamente più importante presente nel vino. L’etanolo proviene dalla fermentazione alcolica degli zuccheri del mosto, dovuta all'azione dei lieviti: il suo tenore è espresso in percentuale di volume presente nel vino. Sono necessari 16-18 g/l di zuccheri per produrre, mediante fermentazione alcolica, 1% vol. di etanolo. Il 16% di etanolo è il valore considerato limite massimo della resistenza del lievito all’alcol. La densità dell’etanolo è 0,79.
Dal punto di vista chimico, l’etanolo è un alcol primario, cioè il carbonio 1 è legato a due atomi di idrogeno e a un radicale idrossile. È importante sapere che l’etanolo è tossico per l’uomo in quanto agisce sulle cellule nervose e sulle cellule del fegato, perciò, è bene non esagerare con il consumo di alcol.
Alcol metilico
L’alcol metilico è presente nei vini in quantità compresa fra 60 e 150 mg/l, non ha influenza sensoriale. Tale composto si forma dall’idrolisi enzimatica dei gruppi metossilici delle pectine, durante la vinificazione. Per legge, vengono fissati dei limiti massimi per questa molecola nelle bevande alcoliche, avendo questa un elevato livello di tossicità:
A tale proposito, è da ricordare lo scandalo del vino al metanolo, truffa perpetrata in Italia nel 1986 mediante adulterazione di vino da tavola con il metanolo, che causò danni fisici permanenti e la morte di più persone.
Alcoli superiori di origine fermentativa
Questi alcoli superiori sono prodotti dai lieviti, sia direttamente a partire dagli zuccheri, sia a partire dagli aminoacidi dell’uva. Sono alcoli che possiedono più di due atomi di carbonio: perla maggior parte di origine fermentativa, sono presenti in dosi da 150 a 550 mg/l. Essi possiedono odori intensi importanti per l’aroma dei vini. I principali sono: alcol isobutilico (2-metil-propan-1-olo) e gli alcoli amilici (miscela di 2-metil-butan-1-olo e di 3-metil-butan-1-olo). Questi, in basse quantità, partecipano alla complessità aromatica mentre a dosi elevate mascherano la finezza aromatica.
Gli zuccheri, detti anche carboidrati, sono molto importanti per la pianta e sono il risultato della fotosintesi, processo con il quale l’anidride carbonica viene trasformata in composti chimici necessari per il metabolismo del vegetale. Da un punto di vista chimico, gli zuccheri sono tutti derivati aldeidici e chetonici di alcoli polivalenti.
Gli zuccheri possono essere classificati in tre gruppi principali: i monosaccaridi, i polisaccaridi e gli oligosaccaridi:
Nei mosti e nei vini sono contenuti naturalmente sia zuccheri esosi (cioè con 6 atomi di carbonio) che pentosi (cioè a 5 atomi di C). Tra gli esosi ricordiamo:
Nei mosti e nei vini esistono dei pentosi in piccole quantità: sono zuccheri infermentescibli dai lieviti (cioè i lieviti non riescono a metabolizzarli). Tra essi sono stati riconosciuti l'arabinosio, il ramnosio ed altri di più incerta presenza. Si può comunque affermare che, nella polpa dell'uva, gli zuccheri più importanti e maggiormente influenti sulla formazione del vino sono il glucosio ed il fruttosio.
Struttura del glucosio e del fruttosio (fonte: P. Ribéreau-Gayon, 2007)
C’è un continuo variare del rapporto tra glucosio e fruttosio nella polpa e questo è dovuto alle varie fasi di crescita e maturazione dell’uva. Nell'uva ancora verde vi è la predominanza di glucosio rispetto al fruttosio; però man mano che la maturazione progredisce aumenta la proporzione del fruttosio tanto che a maturazione piena il rapporto glucosio/fruttosio è prossimo a 1. Il fruttosio ha un potere dolcificante (1.73) più elevato di quello del glucosio (0.74): questo comporta che si abbia quella dolcezza caratteristica dell’uva, quando è matura. Nell’uva matura il tenore di glucosio e fruttosio è compreso tra i 150 g/l e i 250 g/l. Nelle uve è presente inoltre, ed in modo naturale, il saccarosio, anche se questo non si trova a livelli molto alti (tra 2 e 5 g/l) e viene poi idrolizzato in glucosio e fruttosio.
Altra componente fondamentale dell’uva e dei mosti sono gli acidi. Anche questi possono essere suddivisi in sottogruppi, principalmente in due: acidi organici dell’uva ed acidi organici di fermentazione.
Acidi organici dell’uva
Per quanto riguarda il primo gruppo troviamo, come principali, l’acido tartarico, l’acido malico e l’acido citrico:
Acidi organici di fermentazione
Per quanto riguarda il secondo sottogruppo, troviamo l’acido piruvico, l’acido acetico e l’acido lattico:
FORME DI ACIDITA’
Vista la presenza di acidi nel vino è possibile dedurre e ricavare diversi tipi di acidità: acidità totale, acidità volatile ed acidità fissa:
Molto importanti nella composizione del vino sono gli aromi varietali. Essi si possono suddividere in: composti terpenici, metossipirazzine, norisoprenoidi e composti solforati
Composti terpenici
I composti terpenici rappresentano una grande famiglia di composti (circa 4000); nell’uva ne sono stati identificati circa una quarantina. Essi sono biomolecole costituite da multipli dell'unità isoprenica (sono chiamati anche isoprenoidi) e possono essere lineari, ciclici o entrambi. A seconda del numero di unità di isoprene da cui sono composti, i terpeni si classificano in:
Tra i più famosi ed importanti terpeni, ricordiamo il linalolo, il geraniolo, il citronellolo e l’ho-trienolo (aroma di essenza di rosa). Questi sono tra i terpeni più odorosi e giocano un ruolo importante dal punto di vista olfattivo e aromatico in alcune tipologie di uve, come quelle moscate.
Metossipirazine
Le metossipirazine sono composti eterociclici azotati, provenienti dal metabolismo degli aminoacidi caratteristici. La 2-metossi-3-isopropilpirazina, la 2-metossi-3-secbutilpirazina e la 2-metossi-3-isobutilpirazina possiedono un odore vegetale che ricorda il peperone verde, l’asparago, oltre a note terrose.
Norisoprenoidi
Dalla degradazione ossidativa dei carotenoidi, che appartengono alla famiglia dei terpeni a 40 atomi di C (tetraterpeni), hanno origine i derivati a 9, 10, 11 e 13 atomi di C. Fra questi composti, i norisoprenoidi a 13 atromi di C presentano caratteristiche odorose interessanti.
Da un punto di vista chimico, si distinguono 2 principali gruppi di composti, i megastigmani e i non megastigmani:
Acidi fenolici
Le uve ed i vini contengono acidi fenolici di tipo benzoico e cinnamico, la cui concentrazione è 100-200 mg/l nei vini rossi e 10-20 mg/l nei vini bianchi. Dal punto di vista sensoriale gli acidi fenolici non presentano né un sapore, né un odore particolari, ma possono, per azione di certi microrganismi, dare origine a fenoli volatili.
Acidi benzoici
Sono noti sette acidi del tipo benzoico: essi differiscono per il grado e per la natura dei sostituenti dell’anello benzenico e si trovano nell’uva soprattutto sotto forma di eterosidi, da cui sono liberati per idrolisi acida, e di esteri da cui sono liberati per idrolisi alcalina.
Acidi cinnamici
Si trovano sotto forma esterificata essenzialmente con l’acido tartarico o come eterosidi del glucosio.
Acidi benzoici e cinammici (fonte: P. Ribéreau-Gayon, 2007)
Fenoli volatili
Nel caso dei vini conservati in fusti nuovi di rovere, la tostatura del legno, che è legata alla fabbricazione delle barriques, porta alla degradazione delle lignine e alla formazione di diversi fenoli volatili. Alcuni di questi fenoli che si possono formare sono: guaiacolo, metil-guaiacolo, propil-guaiacolo, allil-guaiacolo, siringolo e metil-siringolo; essi presentano differenti odori di fumé, cioè simile all’affumicatura. Tra i fenoli volatili troviamo inoltre il 4-etil-fenolo, uno dei fenoli più famosi e caratteristici poiché presenta un odore di animale, non sempre piacevole all’olfatto.
Fenoli volatili (fonte: P. Ribéreau-Gayon, 2007)
Flavoni
Sono composti di due anelli benzenici uniti per mezzo di un eterociclo ossigenato. I composti più comuni sono i flavonoli, pigmenti gialli delle bucce delle uve nere e bianche e, di minore importanza, i flavanonoli, dal colore molto più pallido.
Nelle uve queste molecole si trovano sottoforma eterosidica (vedi figura sotto).
Il loro contenuto nei vini rossi è circa 100 mg/l, mentre nei vini bianchi è 1-3 mg/l.
Antociani
Gli antociani rappresentano i pigmenti rossi delle uve. Essi si trovano essenzialmente nella buccia, a volte in qualche caso eccezionale anche nella polpa, ma sono anche presenti nelle foglie, in quantità tanto più importante quanto più la vite è alla fine del ciclo vegetativo.
Sotto forma eterosidica (antociani), queste molecole sono molto più stabili che sotto forma di agliconi (antocianidine). Nelle uve di Vitis Vinifera e nei vini corrispondenti, sono stati identificati solo gli antociani monoglucosilati.
La molecola delle antocianidine è costituita da due anelli benzenici uniti per mezzo di un eterociclo ossigenato, insaturo e dotato di carica positiva, lo ione flavilio.
Struttura delle antocianidine (fonte: P. Ribéreau-Gayon, 2007)
La presenza di antociani diglucosidi in quantità importante è specifica di certe specie del genere Vitis (V. riparia e V. rupestris). L’incrocio tra una varietà di V. vinifera e una specie americana (V. riparia o V. rupestris) conduce ad una popolazione di ibridi di prima generazione che possiedono tutti antociani diglucosidi. Queste conoscenze hanno permesso di sviluppare un metodo di differenziazione dei vini da V. vinifera e da ibridi, per analisi cromatografica della loro sostanza colorante.
Struttura degli antociani 3,5-diglucosidi (fonte: P. Ribéreau-Gayon, 2007)
La maggior parte di questi pigmenti, tuttavia, si associa o condensa con i tannini del vino per formare un’altra classe di molecole dal colore più stabile, ovvero antociani combinati di struttura complessa, responsabili del colore del vino.
Tannini
I tannini sono sostanze in grado di originare combinazioni stabili con le proteine e con altri polimeri vegetali, come ad esempio i polisaccaridi. Essi reagiscono con le proteine, realizzando l’elasticità di questi materiali, con le glicoproteine ricche di prolina (PRP) della saliva, determinando la sensazione sensoriale di astringenza, con le colle proteiche del collaggio dei vini e con le parti proteiche degli enzimi nell’inibizione dell’attività enzimatica.
Dal punto di vista chimico, i tannini sono molecole fenoliche relativamente voluminose che derivano dalla polimerizzazione di molecole monomeriche contenenti funzioni fenoliche, la cui configurazione spaziale è correlata con la loro reattività. Le masse molecolari dei tannini attivi sono, generalmente, comprese fra 600 e 3500. Essi si distinguono in tannini idrolizzabili, in tannini condensati e in tannini complessi.
Tannini idrolizzabili
Essi comprendono i gallotannini e gli ellagitannini che liberano rispettivamente acido gallico e acido ellagico dopo l’idrolisi acida e contengono anche una molecola di zucchero.
Struttura degli acidi fenolici (a e b) e degli ellagitannini (c e d) (fonte: P. Ribéreau-Gayon, 2007)
I tannini idrolizzabili non sono tannini naturali dell’uva; al contrario essi costituiscono i principali tannini commerciali utilizzati nel trattamento dei vini o possono derivare dal legno utilizzato per fabbricare le botti. Tutte queste molecole sono idrosolubili e passano rapidamente in soluzione nei mezzi idroalcolici quali i vini e le acquaviti. La loro ossidabilità e le loro proprietà sensoriali giocano un ruolo importante nel corso dell’affinamento dei vini rossi e dei vini bianchi in fusti di quercia.
Tannini condensati
I tannini condensati dell’uva e del vino sono polimeri più o meno complessi delle catechine (flavanoli). Il riscaldamento di questi polimeri in ambiente acido libera carbocartioni fortemente instabili che si trasformano in prodotti di condensazione bruni e soprattutto in proantocianidine (flavandioli). I tannini condensati sono presenti in tutte le parti solide dell’uva (bucce, semi, raspo) e passano nel vino durante la fase di macerazione.
Tannini complessi
I tannini complessi si trovano solitamente nelle piante contenenti tannini idrolizzabili e tannini condensati. Si tratta di complessi covalenti fra ellagitannini e flavanoli ed i tenori che ne derivano sono molto modesti.
Struttura dei flavan-3-oli, precursori dei tannini (fonte: P. Ribéreau-Gayon, 2007)
Bibliografia
P. Ribéreau-Gayon, D. Dubourdieu, B. Donèche, A. Lonvaud, Trattato di enologia II – Chimica del vino, Stabilizzazione, Trattamenti; Edagricole 2007
Istituto Tecnico Industriale Statale "G.Galilei" - S.Secondo P.se – Parma Dispense del laboratorio di chimica
Sitografia
www.smauro.it/AnalisiVini/asti/composizione-chimica-delluva
www.winesitaly.it/formazione21.htm
www.emattei-urbino.it
www.annodellachimica.unito.it
www.wikipedia.org