Perchè i nostri lieviti amano l’azoto?

L’azoto è un elemento essenziale per i lieviti durante la fermentazione alcolica.
È un elemento necessario per la biosintesi di:

– proteine;
– amminoacidi;
– nucleotidi;
– enzimi e metaboliti.

In poche parole di tutti (o quasi) i componenti di una cellula.
La cellula di lievito, affinché si moltiplichi attivamente e sia dotata di un buon metabolismo, deve possedere una struttura e fisiologia funzionanti, e perciò ha bisogno di produrre proteine ed enzimi. L’azoto concorre anche nella produzione dei composti volatili, la cui abbondanza e variabilità è il fattore chiave per la riuscita di un buon vino.

Ma cosa è l’APA esattamente?

Non tutte le molecole contenenti azoto (e sono tante) possono essere usate dai lieviti, pertanto in un mosto si definisce azoto prontamente assimilabile (APA) la quantità in mg/L disponibile e suscettibile ad essere utilizzato dal lievito, fondamentale per la riuscita di una buona fermentazione.
L’APA è costituito sia dall’azoto ammoniacale (inorganico – NH4+) che dagli amminoacidi (azoto organico).

Saccharomyces cerevisiae non possiede proteasi, per cui non può ottenere amminoacidi dall’idrolisi di peptidi e proteine, nè può assimilare tutti gli amminoacidi, pertanto l’APA di un mosto può risultare molto inferiore alla quantità di azoto totale.

L’azoto contenuto in un mosto inoltre può variare molto in base a locazione geografica, clima, cultivar o portainnesto, tecniche colturali, tipologia di vino (i vini rossi ne contengono circa il doppio, per via della fase di macerazione e dell’autolisi dei lieviti, che rilasciano amminoacidi e molecole azotate).

In fermentazione l’APA viene usato dai lieviti per supportare la crescita, produrre biomassa e composti volatili. La carenza di azoto è la causa più comune di rallentamento o arresto della fermentazione alcolica. In genere 120-140mg N/L di APA sono sufficienti per la fermentazione di un mosto a 200g/L in tempi ragionevoli e per una qualità finale di vino soddisfacente. Ma è importante gestire la nutrizione azotata in funzione del ceppo di lievito e del risultato che si vuole ottenere.

Come evitare fermentazioni stentate?

Nel primo terzo il tenore di APA può essere incrementato con l’aggiunta di varie forme di N:

Azoto ammoniacale: il più facilmente assimilabile dai lieviti, lo ione ammonio infatti attraversa la parete cellulare e viene usato per la biosintesi degli amminoacidi. Con il progredire della fermentazione (9 gradi di alcol) tende ad accumularsi, mentre i lieviti preferiscono l’azoto amminico;
Azoto amminico: ad eccezione di alcuni amminoacidi (es. prolina) risulta altrettanto facile da assimilare, ma la cellula deve trasportarlo attivamente al suo interno. Ciò avviene a inizio fermentazione, viene accumulato nei vacuoli e utilizzato più tardi, quando l’aumento dell’alcol all’esterno ne rende più difficile l’assimilazione. Si aggiunge sotto forma di attivanti a base di scorze, di lisati e di lieviti inattivi: in questi casi l’apporto di azoto è solo una parte della materia aggiunta (il rapporto è pari a 1/10 in caso di scorze e 1/20 in caso di lisati e lieviti inattivi). Il metabolismo azotato dei lieviti porta alla deaminazione (perdita del gruppo amminico) e decarbossilazione degli amminoacidi con formazione di alcoli superiori ed acido succinico; tale processo influisce molto sul bouquet dei vini.
Sali di ammonio: fosfato e solfato di ammonio sono di fatto i più utilizzati nella pratica enologica. L’azoto assimilabile è in genere intorno al 20%, ne vengono aggiunti 10-30 g/hl al termine della fase esponenziale, una volta esauriti gli amminoacidi liberi nel mosto con lo scopo di stimolare la funzionalità cellulare.

Molti studi hanno suddiviso le tipologie di APA in “preferite” o “non-preferite” dai Saccharomyces cerevisiae. Esiste infatti un vero e proprio sistema regolatorio a livello genico (NCR – nitrose regulatory system) , che determina l’utilizzo selettivo di fonti di N preferenziali quando disponibili. In mancanza di queste il sistema si “disattiva” e lascia la cellula libera di usare il tipo di N disponibile. Tuttavia questa preferenza sul tipo di azoto non è una caratteristica assoluta, ma varia molto tra i ceppi.

Quindi la scelta sulla tipologia di azoto da usare deve essere sempre ponderata, magari seguendo le indicazioni della casa produttrice dei lieviti.

Grape da anni seleziona lieviti autoctoni, caratterizzandoli in funzione di diversi criteri e studiandone anche la capacità di assimilazione di varie fonti di azoto (https://www.grapesrl.it/2018/07/lieviti-autoctoni-selezionati/).

Allora basta aggiungere tanto azoto, che problema c’è?

Attenzione! Il rapporto N/C durante la fermentazione deve essere bilanciato.
La mancanza di azoto incide sulla capacità del lievito di assimilare (nel senso stretto di far entrare nella cellula) il glucosio, determinando un rallentamento della fermentazione (oltre che una minor produzione di biomassa).
Inoltre, nell’ultimo decennio la concentrazione di zucchero nelle uve e di conseguenza nei mosti è aumentata, e se non prontamente e completamente utilizzata dal Saccharomyces, nelle ultime fasi della fermentazione alcolica può risultare disponibile per la crescita di microrganismi contaminati, tra cui Brettanomyces bruxellensis, il quale impatta negativamente sulla composizione aromatica del prodotto finito (https://www.grapesrl.it/2019/06/il-nemico-brettanomyces-una-panoramica-sulle-analisi-disponibili/).

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