Riassunto La qualità del vino è un concetto multidimensionale che dipende da numerosi fattori quali luogo di produzione, clima, suolo, varietà, pratiche viticole, lieviti e fermentazione, tecnologia di vinificazione, processo di invecchiamento e maturazione, imbottigliamento e conservazione. Tutti questi elementi possono influire, in maniera singola o combinata, sulle proprietà e sulle caratteristiche organolettiche del vino (flavour, colore e aroma). Alcune di queste variabili possono essere modulate e gestite in campo ed in cantina al fine di migliorare la qualità delle uve e dei vini prodotti da esse. In questo contesto, appare evidente che la corretta gestione delle variabili viti-vinicole costituisce un aspetto di primaria importanza nella produzione di vini di qualità. Pertanto l’obiettivo della tesi di dottorato è stato quello di studiare l’impatto di diverse variabili viticole, tecnologiche, di affinamento/maturazione e di packaging sulla qualità di vini rossi prodotti a partire da cultivar autoctone dell’Italia Meridionale (Aglianico, Montepulciano e Nero di Troia). L’attività di ricerca del 1° anno ha incluso una fase iniziale per la messa a punto del metodo LC-MS da utilizzare per la determinazione del profilo fenolico e l’ottimizzazione delle condizioni HPLC-ESI-MS. La tecnica è stata impiegata, insieme ad altre tecniche e metodiche durante il 2° e 3° anno di Dottorato per la valutazione degli effetti delle variabili sopra citate sulle caratteristiche di qualità dei vini studiati. Diversi composti fenolici sono stati identificati, tra cui acidi fenolici e derivati, stilbeni, flavonoli, flavan-3-oli monomeri e dimeri, e antociani. Tra gli antociani, in particolare, sono state identificate le forme glicosilate, acetilglicosilate, cumarilglicosilate e caffeoilglicosilate dei principali antociani del vino (delfinidina, cianidina, petunidina, peonidina e malvidina), alcune piranoantocianine (vitisine tipo A e B), flavanil-piranoantocianine, pinotine, e complessi antociano-tannino via acetaldeide. Nel corso del 2° anno di Dottorato, le attività di ricerca sono state focalizzate sullo studio degli effetti della sfogliatura in campo e di pratiche di affinamento/maturazione alternative quali micro-ossigenazione e trattamento con i chips sulle caratteristiche chimico-fisiche e sensoriali dei vini rossi autoctoni. Le uve (cv. Uva di Troia) defogliate presentavano un contenuto maggiore di zuccheri e minore di acidi organici. La defogliazione parziale non ha influenzato la composizione fenolica degli acini ma ha migliorato la qualità dei vini, mentre la defogliazione completa ha comportato un aumento della sostanza secca, degli zuccheri e del grado alcolico finale. Le uve sottoposte al maggior flusso di fotoni fotosintetico hanno presentato il maggior contenuto antocianico. Riguardo alle tecnologie di invecchiamento alternative alla barrique, il trattamento con oak chips ha determinato dapprima un effetto antiossidante proteggendo i composti fenolici dei vini contro l’ossidazione, e successivamente un effetto stabilizzante del colore attraverso la polimerizzazione di antociani e tannini. Il 3° anno di Dottorato è stato dedicato alla valutazione degli effetti singoli e combinati di tecnologie di vinificazione (tradizionale, criomacerazione, macerazione con enzimi, macerazione prolungata), differenti tipi di chiusura (tappi sintetici Nomacorc® in polietilene a bassa densità con bassa, media ed alta permeabilità all’ossigeno), e del trattamento con i chips su colore, evoluzione della composizione fenolica, attività antiossidante, e profilo sensoriale dei vini oggetto di studio (cv. Uva di Troia). È stata anche studiata l’influenza del momento di effettuazione del trattamento con i chips (prima o dopo la fermentazione malo-lattica). La criomacerazione ha consentito l’ottenimento di vini meno acidi, più strutturati ed alcolici, anche dopo un anno di affinamento. Inoltre, i vini criomacerati hanno mostrato una maggiore stabilità all’ossidazione rispetto alle altre tecnologie. I vini prodotti per macerazione prolungata sono risultati meno ricchi in composti fenolici e meno colorati, ma meglio apprezzati dal punto di vista sensoriale dopo un anno di affinamento. I vini prodotti per macerazione enzimatica sembrano essere quelli che meglio uniscono il miglioramento delle caratteristiche chimico-fisiche con quelle sensoriali. L’impiego di tappi sintetici a media e alta permeabilità all’ossigeno ha favorito la polimerizzazione dei pigmenti, migliorando così la stabilità del colore dei vini Nero di Troia, ha aumentato la percezione degli attributi fruttati, speziati ed aromatici, e ridotto quelli vinosi, rispetto quelli a bassa permeabilità. La scelta del tempo in cui applicare il trattamento con frammenti di rovere (prima o dopo la fermentazione malo-lattica) ha consentito di modificare la qualità dei vini Nero di Troia. Gli oak chips non hanno favorito la stabilizzazione del colore per via della differente composizione fenolica dei vini di partenza, ma hanno protetto i vini trattati dall’ossidazione (fenomeno maggiormente evidente nei vini trattati dopo la fermentazione malo-lattica). Inoltre, hanno migliorato le caratteristiche sensoriali in tutti i vini sottoposti al trattamento, attenuando le note floreali e fruttate e accentuando quelle speziate, legnose e di vaniglia. Tuttavia, i vini trattati prima della fermentazione malo-lattica hanno mostrato caratteri legnosi e speziati più attenuati, note fruttate più intense, e un carattere etereo meno pronunciato rispetto a quelli trattati dopo la fermentazione malo-lattica. Abstract The wine quality is a multidimensional concept that depends on several factors including location, climate, soil, grape variety, vineyard practices, yeasts and fermentation, winemaking technologies, aging and maturing processes, bottling and storage. All of these elements can individually or interactively influence properties and organoleptic characteristics (flavour, colour, and mouthfeel) of wines. Some of these variables can be modulated and managed in vineyard and winery, in order to improve the quality of grapes and wines derived from them. In this context, it is evident that the correct management of these variables represents an important topic in the production of high-quality wines. Therefore, the PhD thesis was focused on evaluating the effects of viticultural, technological, aging and packaging variables on the quality of native red wines from the South of Italy (Aglianico, Montepulciano, and Nero di Troia). The research activity of the 1st year of the PhD course included an initial step, consisting in the development of the LC-MS methods to be used for the analysis of the phenolic profiles and in the optimization of the HPLC-ESI-MS conditions. The technique was employed, together with other techniques, during the 2nd and 3rd PhD years, for the evaluation of the effects of the above cited variables on the quality characteristics of the wines studied. Several phenolic compounds were identified, including phenolic acids and derivatives, stilbenes, flavonols, flavan-3-ols monomers and dimers, and anthocyanins. Among anthocyanins, in particular, glycosylated, acetylglycosylated, cumaroylglycosylated and caffeoylglycosylated forms of the main wine anthocyanins (delphinidin, cyanidin, petunidin, peonidin and malvidin), some pyranoanthocyanins (vitisin A- and B-type), flavanyl-pyranoanthocyanins, pinotins, and anthocyanin-tannin via acetaldehyde complexes have been identified. During the 2nd PhD year, the research activities were focused on the study of the effects of leaf removal and of aging practices such as micro-oxygenation and aging with oak chips on the chemical-physical and sensory characteristics of native red wines. The defoliated grapes (cv. Uva di Troia) had higher sugar content and lower organic acids. The partial defoliation did not affect the phenolic composition of the berries but it improved the quality of the wines, while the complete defoliation resulted in an increase of dry matter, sugars and alcohol content. The grapes that received the highest photosynthetic photon flux showed the greatest content of anthocyanins. Regarding the alternative aging technologies, the treatment with oak chips firstly showed an antioxidant effect by absorbing the dissolved oxygen and protecting the wine phenolic compounds against oxidation, and subsequently a colour stabilizing effect through the polymerization of anthocyanins and tannins. The 3rd PhD year was dedicated to the evaluation of the single and interactive effects of winemaking technologies (traditional, cryomaceration, maceration with enzymes, extended maceration), types of closure (low density polyethylene synthetic stoppers characterized by low, medium and high oxygen permeability), and treatment with oak chips on colour, evolution of the phenolic composition, antioxidant activity, and sensory profile of the red wines studied (cv. Uva di Troia). The effects of timing (before or after malolactic fermentation) of the treatment with oak chips were also studied. Cryomaceration enabled the obtaining of less acid, more structured and alcoholic wines, even after one year of aging. Furthermore, the cryomacerated wines showed greater oxidation stability than the other technologies. The wines produced through extended maceration were less rich in phenolic compounds and less colourful, but they were better appreciated from a sensory perspective. The wines produced through addition of pectolytic enzyme combined the improvement of chemical-physical characteristics with enhancement of the sensory properties. The use of synthetic stoppers having medium and high oxygen permeability favoured the polymerization of the pigments, thus improving the Nero di Troia colour stability, increased the perception of fruity, spicy and aromatic attributes, and reduced the vinous notes, if compared to the wines closed with low oxygen permeability devices. The choice of the time (before or after the malolactic fermentation) of application of the treatment with oak chips needed to change the wine quality characteristic. In particular, the oak chips did not lead to the colour stabilization but protected the treated wine against oxidation (especially in wines treated after malolactic fermentation). They also improved the sensory features in all the oak-treated wines by the attenuation of the floral and fruity notes and the accentuation of the spicy, woody and vanilla aromas. Nevertheless, the wines treated before malolactic fermentation showed softer oak and spicy characters, more fruity notes, and less ethereal attribute with respect to those ones treated after malolactic fermentation.

Production of high-quality red wines from native vines through the management of viticultural, technological, aging and packaging variables PhD / DE GIANNI, Antonio. - (2015 Mar 10). [10.14274/UNIFG/FAIR/337550]

Production of high-quality red wines from native vines through the management of viticultural, technological, aging and packaging variables PhD

DE GIANNI, ANTONIO
2015-03-10

Abstract

Riassunto La qualità del vino è un concetto multidimensionale che dipende da numerosi fattori quali luogo di produzione, clima, suolo, varietà, pratiche viticole, lieviti e fermentazione, tecnologia di vinificazione, processo di invecchiamento e maturazione, imbottigliamento e conservazione. Tutti questi elementi possono influire, in maniera singola o combinata, sulle proprietà e sulle caratteristiche organolettiche del vino (flavour, colore e aroma). Alcune di queste variabili possono essere modulate e gestite in campo ed in cantina al fine di migliorare la qualità delle uve e dei vini prodotti da esse. In questo contesto, appare evidente che la corretta gestione delle variabili viti-vinicole costituisce un aspetto di primaria importanza nella produzione di vini di qualità. Pertanto l’obiettivo della tesi di dottorato è stato quello di studiare l’impatto di diverse variabili viticole, tecnologiche, di affinamento/maturazione e di packaging sulla qualità di vini rossi prodotti a partire da cultivar autoctone dell’Italia Meridionale (Aglianico, Montepulciano e Nero di Troia). L’attività di ricerca del 1° anno ha incluso una fase iniziale per la messa a punto del metodo LC-MS da utilizzare per la determinazione del profilo fenolico e l’ottimizzazione delle condizioni HPLC-ESI-MS. La tecnica è stata impiegata, insieme ad altre tecniche e metodiche durante il 2° e 3° anno di Dottorato per la valutazione degli effetti delle variabili sopra citate sulle caratteristiche di qualità dei vini studiati. Diversi composti fenolici sono stati identificati, tra cui acidi fenolici e derivati, stilbeni, flavonoli, flavan-3-oli monomeri e dimeri, e antociani. Tra gli antociani, in particolare, sono state identificate le forme glicosilate, acetilglicosilate, cumarilglicosilate e caffeoilglicosilate dei principali antociani del vino (delfinidina, cianidina, petunidina, peonidina e malvidina), alcune piranoantocianine (vitisine tipo A e B), flavanil-piranoantocianine, pinotine, e complessi antociano-tannino via acetaldeide. Nel corso del 2° anno di Dottorato, le attività di ricerca sono state focalizzate sullo studio degli effetti della sfogliatura in campo e di pratiche di affinamento/maturazione alternative quali micro-ossigenazione e trattamento con i chips sulle caratteristiche chimico-fisiche e sensoriali dei vini rossi autoctoni. Le uve (cv. Uva di Troia) defogliate presentavano un contenuto maggiore di zuccheri e minore di acidi organici. La defogliazione parziale non ha influenzato la composizione fenolica degli acini ma ha migliorato la qualità dei vini, mentre la defogliazione completa ha comportato un aumento della sostanza secca, degli zuccheri e del grado alcolico finale. Le uve sottoposte al maggior flusso di fotoni fotosintetico hanno presentato il maggior contenuto antocianico. Riguardo alle tecnologie di invecchiamento alternative alla barrique, il trattamento con oak chips ha determinato dapprima un effetto antiossidante proteggendo i composti fenolici dei vini contro l’ossidazione, e successivamente un effetto stabilizzante del colore attraverso la polimerizzazione di antociani e tannini. Il 3° anno di Dottorato è stato dedicato alla valutazione degli effetti singoli e combinati di tecnologie di vinificazione (tradizionale, criomacerazione, macerazione con enzimi, macerazione prolungata), differenti tipi di chiusura (tappi sintetici Nomacorc® in polietilene a bassa densità con bassa, media ed alta permeabilità all’ossigeno), e del trattamento con i chips su colore, evoluzione della composizione fenolica, attività antiossidante, e profilo sensoriale dei vini oggetto di studio (cv. Uva di Troia). È stata anche studiata l’influenza del momento di effettuazione del trattamento con i chips (prima o dopo la fermentazione malo-lattica). La criomacerazione ha consentito l’ottenimento di vini meno acidi, più strutturati ed alcolici, anche dopo un anno di affinamento. Inoltre, i vini criomacerati hanno mostrato una maggiore stabilità all’ossidazione rispetto alle altre tecnologie. I vini prodotti per macerazione prolungata sono risultati meno ricchi in composti fenolici e meno colorati, ma meglio apprezzati dal punto di vista sensoriale dopo un anno di affinamento. I vini prodotti per macerazione enzimatica sembrano essere quelli che meglio uniscono il miglioramento delle caratteristiche chimico-fisiche con quelle sensoriali. L’impiego di tappi sintetici a media e alta permeabilità all’ossigeno ha favorito la polimerizzazione dei pigmenti, migliorando così la stabilità del colore dei vini Nero di Troia, ha aumentato la percezione degli attributi fruttati, speziati ed aromatici, e ridotto quelli vinosi, rispetto quelli a bassa permeabilità. La scelta del tempo in cui applicare il trattamento con frammenti di rovere (prima o dopo la fermentazione malo-lattica) ha consentito di modificare la qualità dei vini Nero di Troia. Gli oak chips non hanno favorito la stabilizzazione del colore per via della differente composizione fenolica dei vini di partenza, ma hanno protetto i vini trattati dall’ossidazione (fenomeno maggiormente evidente nei vini trattati dopo la fermentazione malo-lattica). Inoltre, hanno migliorato le caratteristiche sensoriali in tutti i vini sottoposti al trattamento, attenuando le note floreali e fruttate e accentuando quelle speziate, legnose e di vaniglia. Tuttavia, i vini trattati prima della fermentazione malo-lattica hanno mostrato caratteri legnosi e speziati più attenuati, note fruttate più intense, e un carattere etereo meno pronunciato rispetto a quelli trattati dopo la fermentazione malo-lattica. Abstract The wine quality is a multidimensional concept that depends on several factors including location, climate, soil, grape variety, vineyard practices, yeasts and fermentation, winemaking technologies, aging and maturing processes, bottling and storage. All of these elements can individually or interactively influence properties and organoleptic characteristics (flavour, colour, and mouthfeel) of wines. Some of these variables can be modulated and managed in vineyard and winery, in order to improve the quality of grapes and wines derived from them. In this context, it is evident that the correct management of these variables represents an important topic in the production of high-quality wines. Therefore, the PhD thesis was focused on evaluating the effects of viticultural, technological, aging and packaging variables on the quality of native red wines from the South of Italy (Aglianico, Montepulciano, and Nero di Troia). The research activity of the 1st year of the PhD course included an initial step, consisting in the development of the LC-MS methods to be used for the analysis of the phenolic profiles and in the optimization of the HPLC-ESI-MS conditions. The technique was employed, together with other techniques, during the 2nd and 3rd PhD years, for the evaluation of the effects of the above cited variables on the quality characteristics of the wines studied. Several phenolic compounds were identified, including phenolic acids and derivatives, stilbenes, flavonols, flavan-3-ols monomers and dimers, and anthocyanins. Among anthocyanins, in particular, glycosylated, acetylglycosylated, cumaroylglycosylated and caffeoylglycosylated forms of the main wine anthocyanins (delphinidin, cyanidin, petunidin, peonidin and malvidin), some pyranoanthocyanins (vitisin A- and B-type), flavanyl-pyranoanthocyanins, pinotins, and anthocyanin-tannin via acetaldehyde complexes have been identified. During the 2nd PhD year, the research activities were focused on the study of the effects of leaf removal and of aging practices such as micro-oxygenation and aging with oak chips on the chemical-physical and sensory characteristics of native red wines. The defoliated grapes (cv. Uva di Troia) had higher sugar content and lower organic acids. The partial defoliation did not affect the phenolic composition of the berries but it improved the quality of the wines, while the complete defoliation resulted in an increase of dry matter, sugars and alcohol content. The grapes that received the highest photosynthetic photon flux showed the greatest content of anthocyanins. Regarding the alternative aging technologies, the treatment with oak chips firstly showed an antioxidant effect by absorbing the dissolved oxygen and protecting the wine phenolic compounds against oxidation, and subsequently a colour stabilizing effect through the polymerization of anthocyanins and tannins. The 3rd PhD year was dedicated to the evaluation of the single and interactive effects of winemaking technologies (traditional, cryomaceration, maceration with enzymes, extended maceration), types of closure (low density polyethylene synthetic stoppers characterized by low, medium and high oxygen permeability), and treatment with oak chips on colour, evolution of the phenolic composition, antioxidant activity, and sensory profile of the red wines studied (cv. Uva di Troia). The effects of timing (before or after malolactic fermentation) of the treatment with oak chips were also studied. Cryomaceration enabled the obtaining of less acid, more structured and alcoholic wines, even after one year of aging. Furthermore, the cryomacerated wines showed greater oxidation stability than the other technologies. The wines produced through extended maceration were less rich in phenolic compounds and less colourful, but they were better appreciated from a sensory perspective. The wines produced through addition of pectolytic enzyme combined the improvement of chemical-physical characteristics with enhancement of the sensory properties. The use of synthetic stoppers having medium and high oxygen permeability favoured the polymerization of the pigments, thus improving the Nero di Troia colour stability, increased the perception of fruity, spicy and aromatic attributes, and reduced the vinous notes, if compared to the wines closed with low oxygen permeability devices. The choice of the time (before or after the malolactic fermentation) of application of the treatment with oak chips needed to change the wine quality characteristic. In particular, the oak chips did not lead to the colour stabilization but protected the treated wine against oxidation (especially in wines treated after malolactic fermentation). They also improved the sensory features in all the oak-treated wines by the attenuation of the floral and fruity notes and the accentuation of the spicy, woody and vanilla aromas. Nevertheless, the wines treated before malolactic fermentation showed softer oak and spicy characters, more fruity notes, and less ethereal attribute with respect to those ones treated after malolactic fermentation.
10-mar-2015
sfogliatura, oak chips, micro-ossigenazione, criomacerazione, enzimi pectolitici, macerazione prolungata, tappi sintetici, stabilizzazione cromatica leaf removal, oak chips, micro-oxygenation, cryomaceration, pectolytic enzyme, extended maceration, synthetic closures, colour stabilization
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