Dalla letteratura all’arte pittorica, dalla musica alla cucina, il vino ha sempre avuto un ruolo di pieno rispetto nella cultura italiana. I suoi molteplici gusti e aromi sono frutto di un lungo processo lavorativo praticato fin dalla notte dei tempi: la fermentazione. Dopo secoli di studi, sono ormai ben noti sia le sue fasi che i suoi insospettabili attori, soprattutto lieviti e batteri. Uno di questi è il batterio Oenococcus oeni. Qui di seguito indagheremo come ci aiuta a portare a tavola una delle più apprezzate bevande: il vino rosso.

Chi è Oenococcus oeni?

Oenococcus oeni è un bacillo gram positivo, possiede cioè uno spesso strato di peptidoglicano (una catena di zuccheri e amminoacidi) a protezione dell’entità cellulare. Rientra nella famiglia delle Leuconostocaceae, alla quale appartengono numerosi batteri sfruttati nell’industria alimentare per le loro capacità fermentanti. Li ritroviamo nelle catene produttive, per esempio, di burri e formaggi. O. oeni, in particolare, è definito un eterofermentante: è in grado di sfruttare più tipologie diverse di zuccheri (saccarosio, maltosio, lattosio) per ricavare energia^[1].

L’attività che lo caratterizza rispetto agli altri membri della famiglia è la cosiddetta fermentazione malo-lattica. Si tratta di un processo metabolico di degradazione che permette di trasformare l’acido malico in acido lattico. Dal punto di vista chimico la reazione è una decarbossilazione, ovvero la rimozione di un gruppo carbossilico (-COOH), trasformato in acqua e anidride carbonica^[3].

Essendo la fermentazione un processo anaerobio, che avviene cioè in assenza di ossigeno, ci si aspetterebbe che O. oeni sia un batterio confinato agli ambienti privi di ossigeno. Sorprenderà apprendere che in verità si tratta di un anaerobio facoltativo perfettamente capace di realizzare la respirazione cellulare. Tuttavia, O. oeni utilizza la fermentazione anche in presenza di ossigeno, sebbene questo processo produca molta meno energia rispetto alla respirazione cellulare. La ragione è in un peculiare modello adattativo. Attraverso la fermentazione malo-lattica O. oeni alza il pH dell’ambiente circostante, rendendo così altri batteri restii a colonizzarlo^[2]. Ciò gli permette di ridurre la competizione per le risorse di cui ha bisogno, garantendosi ciò che definiamo una nicchia trofica sicura.

Come viene prodotto il vino?

La produzione del vino – rosso, bianco o rosato che sia – si articola in alcune fasi canoniche:

• Vendemmia, ovvero la raccolta dei grappoli;
• Diraspatura, eliminazione dei residui vegetali non utili;
• Pigiatura, che permette di ottenere il succo di partenza;
• Fermentazione alcolica, con aggiunta di opportuni lieviti;
• Filtrazione e/o raffinamento, in base al tipo di vino che si ha intenzione di produrre.

Il primo attore della fermentazione è il ben noto Saccharomyces cerevisiae, conosciuto anche nella panificazione e nella produzione della birra^[10]. È lui infatti a scindere gli originari zuccheri dell’uva in metaboliti secondari che potranno essere sfruttati da altri microrganismi in una sorta di “staffetta metabolica”. Come durante una gara i corridori si passano a vicenda il testimone, negli ambienti riccamente colonizzati da microbi le sostanze rilasciate da alcune specie possono essere trasformate da altre, dando vita a una serie di processi a catena che coinvolgono l’intera comunità microbica.

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La “staffetta metabolica” spiega anche perché il vino, in alcune circostanze (prolungato contatto del mosto con l’aria, alte temperature), si trasformi in aceto. L’etanolo rilasciato da S. cerevisiae può infatti essere usato come substrato dagli Acetobacter, anch’essi presenti naturalmente nel vino, che lo trasformano in acido acetico.

Oenococcus oeni nella produzione del vino

O. oeni entra in gioco durante la fase di affinamento del vino, anche definita maturazione, dunque a fermentazione alcolica già avvenuta. Dal momento che stiamo parlando di processi industriali, il batterio viene manualmente aggiunto al vino in quantità idonea in un’operazione definita tecnicamente inoculo. È importante che ci si accerti del raggiungimento di alcune condizioni prima di somministrare O. oeni al prodotto, ovvero:

• Temperature comprese tra i 18°C e i 20°C;
• Un pH non eccessivamente basso;
• Una percentuale di etanolo che non superi il 15%;
• Bassa concentrazione di anidride solforosa.

Una volta inoculato nel vino, O.oeni comincerà a lavorare sostituendo gradualmente l’acido malico del vino con acido lattico. A fine reazione il prodotto risulterà avere un sapore diverso!^[4]

L’acido malico prende il suo nome dalle mele, in cui è presente in gran quantità. Il loro caratteristico sapore aspro è proprio dovuto a lui. L’acido lattico invece al palato risulta meno forte. Sostituendolo nel vino permetterà di ottenere un sapore finale molto più piacevole e dolce – definito dagli esperti burroso^[4].

O.oeni va a degradare anche gli zuccheri residui rimasti dai processi metabolici dei previ microbi, andando a modificare ulteriormente le qualità organolettiche del vino: alcuni sentori (come i fruttati) vengono affievoliti, mentre altri (come speziati e tostati) vengono esaltati. Per questo è importante per il produttore bilanciare sapientemente i tempi delle singole fasi di raffinazione^[4].

La fermentazione malo-lattica è ampiamente utilizzata nella produzione di rossi, ma non dei bianchi. Questi ultimi presentano naturalmente un’asprezza, definita freschezza, che ne caratterizza il sapore e che, per ragioni organolettiche, è bene preservare. Negli ultimi anni, comunque, il processo è stato introdotto anche nella filiera produttiva di alcuni Chardonnay e Champagne^[4].

Oenococcus oeni e vino: nuovi campi applicativi

Recentemente O.oeni è stato riscoperto come un potenziale mezzo di salvaguardia delle vigne. Come ogni produzione agricola, la vite è minacciata da un gran numero di potenziali parassiti, in particolare insetti. Nel caso dell’uva, il moscerino Drosophila suzukii è stato etichettato come una delle principali minacce. Si è a lungo sperimentato per creare esche alimentari efficaci, finché non si è giunti alla conclusione che la soluzione potessero essere proprio inoculi di metaboliti derivati dai processi fermentativi di vari microrganismi^[5].

La ragione è in un peculiare meccanismo evolutivo utilizzato dai microrganismi per colonizzare nuovi ambienti. Alcuni di essi, per lo più lieviti, hanno sviluppato la capacità di produrre sostanze dall’odore zuccherino e fruttato che risultano attrattive nei confronti di certe categorie di insetti volatori come ditteri (mosche) e imenotteri (api, vespe). Gli animali, stuzzicati dal buon odore, atterrano sulla colonia e camminandoci sopra finiscono per far appiccicare parte di essa alle proprie zampe. A questo punto il gioco è fatto: quando l’insetto volerà via e si poserà altrove, avrà trasportato il microbo in un nuovo territorio!^[6].

Nel caso specifico della Drosophila suzukii, sono stati realizzati vari tentativi per capire quale fosse il tipo di trappola migliore. Fra le trappole a base di soli prodotti alimentari, quelle impregnate con aceto (o acido acetico in soluzione) risultavano molto efficaci^[7]. Se si univa all’acido acetico dell’etanolo, il risultato migliorava ulteriormente. La formulazione più attrattiva in assoluto risultava dal mescolare aceto e vino. La svolta definitiva c’è stata però solo con l’aggiunta del ceppo microbico: trappole contenenti un mix di zucchero, aceto, vino rosso e uno o due ceppi di O. oeni risultano in assoluto fra le più attrattive^[8].

Uno sguardo alla fermentazione

Abbiamo mostrato come il ruolo cruciale di O. oeni nella produzione del vino sia essenzialmente legato a processi fermentativi. Ma cos’è la fermentazione? E a cosa serve in natura? Per comprendere ciò, bisogna fare un piccolo passo indietro.

Per produrre energia le nostre cellule attuano la respirazione aerobia. Attraverso di essa generano molecole di adenosintrifosfato (ATP) in una serie di step in cui il materiale di partenza – in genere glucosio – viene ossidato, trasportando elettroni all’ossigeno. In natura però esistono altre maniere in cui una cellula può crearsi scorte energetiche: una di queste è la fermentazione. Quando una sostanza fermenta essa viene sempre ossidata, ma non completamente, dal momento che ci troviamo in condizioni di anaerobiosi (ovvero, assenza di ossigeno)^[10].

Tipologie di fermentazione

Esistono svariati esempi di fermentazione:

• Lattica: il glucosio viene trasformato in acido lattico, realizzata dai batteri lattici (LAB) ma si presenta anche nei nostri muscoli in seguito a intensa attività fisica;
• Alcolica: gli zuccheri vengono trasformati in etanolo e anidride carbonica, fondamentale nella produzione di bevande alcoliche e lievitati come il pane;
• Acetica: l’etanolo viene trasformato in acido acetico;
• Propionica: acido lattico e zuccheri vengono trasformati in acido propionico e acetico, responsabile dell’acne e dell’odore tipico del sudore^[10].

Le tecniche fermentative sono state le prime a essere utilizzate dagli esseri umani per trasformare gli alimenti. Un prodotto fermentato è dotato di caratteristiche molto diverse da quelle originali: i microrganismi degradano certe molecole e ne generano altre dalle svariate proprietà. Possono così creare un ambiente ricco di nutrienti e scoraggiante per i patogeni (basti pensare all’abbassamento del pH, causato dalla produzione di composti acidi). In molte epoche antiche è stata proprio la fermentazione a permettere alle comunità di preservare cibi e bevande ^[9].

Ci si potrebbe chiedere come sia stato possibile realizzare prodotti complessi come vino, birra e pane in epoche in cui c’era totale ignoranza in merito all’attività microbica. La risposta sta nella fortuna e nella casualità. Il giusto mix di fattori ambientali e mancanza di dettami igienico-sanitari ha permesso l’insorgere di eventi che, osservati con gli occhi del popolo antico, dovevano avere certamente un ché di magico oltre al grosso potenziale. Nel caso del vino, i batteri e i lieviti che permettevano la fermentazione erano portati al mostro dai frutti e dal miele che spesso vi venivano aggiunti: i microrganismi erano trasportati dentro o sopra di essi dagli insetti impollinatori^[9].

Conclusioni

In questo breve viaggio alla scoperta di Oenococcus oeni abbiamo appreso, descrivendone caratteristiche e fisiologia, quanto sia importante il suo ruolo in natura e nelle attività umane. È uno di quei casi in cui si può constatare un chiaro progresso biotecnologico: da una biotecnologia tradizionale (la produzione del vino tramite miscelazione di mosto, frutta e miele) si è passati allo studio consapevole e accurato della componente microbica sul piano anche molecolare e genetico.

Referenze

1. Marques, A. P. et al. (2010). A novel molecular method for identification of Oenococcus oeni and its specific detection in wine. International Journal of Food Microbiology, 142(1-2): 251-255;
2. Lorentzen, M. P. G. & Lucas, P. M. (2019). Distribution of Oenococcus oeni populations in natural habitats. Applied Microbiology and Biotechnology 103(7): 2937–2945;
3. Sofia Zoppellari (2024). Impatto di metodi di coltivazione di Oenococcus oeni sulla fermentazione malolattica. [Tesi di Laurea], Università di Bologna, Corso di Studio in Viticoltura ed enologia [L-DM270];
4. Leder, M. Fermentazione malolattica. Quattrocalici;
5. Guzzon, R., Anfora, G., Grassi, A., Ioriatti, C. (2015). Un nuovo ed efficace attrattivo per la cattura di Drosophila Suzukii basato sui ceppi di Oenococcus oeni. Organisation Internationale de la Vigne et du Vin (OIV), 38th World Congress of Vine and Wine 5, 05003;
6. Christiaens, J. F. et al. (2014). The Fungal Aroma Gene ATF1 Promotes Dispersal of Yeast Cells through Insect Vectors. Cell Reports, 9(2): 425:432;
7. Landolt, P. J., Adams, T., Rogg, H. (2011). Trapping spotted wing drosophila, Drosophila suzukii (Matsumura) (Diptera: Drosophilidae), with combinations of vinegar and wine, and acetic acid and ethanol. Journal of Applied Entomology, 136(1-2): 148-154;
8. Ðurovic G. et al. (2021). Liquid Baits with Oenococcus oeni Increase Captures of Drosophila suzukii. Insects, 12(1): 66;
9. Nigro, L. & Rinaldi, T. (2020). The divine spirit of bees. A note on honey and the origins of yeast-driven fermentation. Vicino Oriente XXIV: 185-196;
10. Dehò, G. & Galli, E. (a cura di) (2018). Biologia dei microrganismi, Casa Editrice Ambrosiana.

Immagine di copertina di Jill Wellington (Pexels, CC0)