Yeast lysis during bottle-fermented sparkling wines ageing in presence of a beta-glucanase oenological

Abstract

This PhD thesis dealt with the study of yeast lysis during bottle-fermented sparkling wines ageing in presence of a β-glucanase oenological preparation. A four-step experimental procedure was set up: 1) Preliminary study of Lallzyme MMX® oenological preparation, commonly used to improve wines maturing on lees, both in presence and in absence of two secondary fermentation yeast strains: Saccharomyces cerevisiae BCS103® and Saccharomyces cerevisiae Lalvin EC1118®, in dependence of pH and ethanol concentrations, kinetic parameters determination; 2) Bottlefermented sparkling wines production using the same yeast strains and Lallzyme MMX®; 3) Base wine and sparkling wines study of: yeasts morphological changes by Transmission Electron Microscopy and Scanning Electron Microscopy; foaming properties; free amino acids; total proteins. A sensory analysis and a PCA bi-plot were also performed 12 months after tirage. Results showed that the optimum pH for b-glucanase was 5.00, but at wine pH (3.20), it exhibited a satisfactory activity. A lytic activity on yeast cell wall glucans was pointed out, in particular for EC1118 strain. Ethanol inhibition did not compromise the lytic activity of β-glucanase. TEM and SEM observations were useful to describe yeast lysis during sparkling wines ageing. Free amino acids content showed the effect of enzymatic treatment on yeast lysis. Total proteins content confirmed that autolysis occurred already 8 months after tirage, even if this parameter had no influences on foaming properties, which decreased during ageing. Sensory analysis showed no significant differences between samples. Future perspectives may look at increase knowledge about enzyme inhibitors both in synthetic buffers and in wine.

Questa tesi ha riguardato lo studio della lisi del lievito durante la maturazione di spumante metodo classico in presenza di un preparato enologico a base di β-glucanasi. Il progetto ha previsto quattro fasi: 1) Studio preliminare del preparato Lallzyme MMX® (utilizzato per migliorare la maturazione dei vini sulle fecce), in presenza e in assenza dei lieviti Saccharomyces cerevisiae BCS103® e Saccharomyces cerevisiae Lalvin EC1118®. Sono stati valutati la dipendenza dal pH, dall’etanolo e i parametri cinetici dell’enzima; 2) Produzione degli spumanti utilizzando i ceppi selezionati e Lallzyme MMX®; 3) Campionamento del vino base e degli spumanti e studio di: morfologia dei lieviti tramite TEM e SEM, spuma, amminoacidi liberi, proteine totali. Infine, sono state condotte un’analisi sensoriale e una PCA 12 mesi dopo il tirage. I risultati hanno mostrato che il pH ottimale per la b-glucanasi è 5.00, ma, al pH del vino (3.20), l’enzima manifesta un’attività soddisfacente. È stata rilevata un’attività litica sui glucani della parete del lievito, in particolare per EC1118. L’inibizione esercitata dall’etanolo non ha compromesso l’attività della β-glucanasi. Le osservazioni al TEM e al SEM hanno permesso di descrivere la lisi cellulare nello spumante. Il contenuto in amminoacidi liberi ha mostrato l’effetto dell’enzima sulla lisi. Le proteine totali hanno evidenziato l’avvenuta lisi cellulare 8 mesi dopo il tirage, le caratteristiche della spuma sono diminuite durante la maturazione degli spumanti. L’analisi sensoriale non ha mostrato differenze significative tra i campioni. Le prospettive future potrebbero riguardare l’acquisizione di conoscenze riguardo gli inibitori della b-glucanasi sia in tamponi sintetici che in vino.