Additivi alimentari: l’impiego di solfiti per la stabilità dei vini

L’utilizzo dei solfiti nella produzione dei vini

La preparazione degli alimenti e la conseguente manipolazione ai fini produttivi e di miglioramento qualitativo prevedono, laddove necessario, l’impiego di sostanze che favoriscono la stabilizzazione nel tempo del prodotto. A suffragio di questa tesi, basti pensare all’utilizzo in tempi antichi di erbe, spezie ed elevate concentrazioni saline o zuccherine per garantire una lunga conservazione a prodotti che, altrimenti, sarebbero deperiti in breve tempo in assenza di moderne tecnologie per il controllo di temperature e variabili chimico-fisiche.

Si inserisce in questo contesto dunque l’utilizzo degli additivi alimentari nel settore della trasformazione delle materie prime. Tra gli additivi, l’impiego di anidride solforosa risulta essere l’intervento chimico più importante in enologia, dal quale non è praticamente mai possibile prescindere: la lunga conservazione in botti e la preservazione del profilo olfatto-gustativo del fruttato e della freschezza si devono alla presenza di questa sostanza conosciuta più comunemente col nome di “solfiti“, naturalmente presente e, di prassi, aggiunta di proposito durante le varie fasi di lavorazione dei vini.

Quadro normativo

Con l’espressione additivo alimentare ci rifacciamo, come recita il Reg. CE 1333/2008, a “qualsiasi sostanza abitualmente non consumata come alimento in sé e non utilizzata come ingrediente caratteristico di alimenti, con o senza valore nutritivo, la cui aggiunta intenzionale ad alimenti per uno scopo tecnologico nella fabbricazione, nella trasformazione, nella preparazione, nel trattamento, nell’imballaggio, nel trasporto o nel magazzinaggio degli stessi, abbia o possa presumibilmente avere per effetto che la sostanza o i suoi sottoprodotti diventino, direttamente o indirettamente, componenti di tali alimenti“.

Ad oggi, l’EFSA (European Food Safety Authority) costituisce il punto di riferimento scientifico dell’Unione europea circa la valutazione della sicurezza degli additivi alimentari nella fase antecedente la loro autorizzazione; dunque, solo gli additivi per i cui impieghi sono stati considerati affidabili e sicuri figurano nell’elenco dell’Unione Europea.

Per quel che concerne l’anidride solforosa, essa è concepita dai Regolamenti comunitari che, forti di studi scientifici e prove tossicologiche in materia, ne hanno stabilito i limiti: difatti, secondo i Reg. 822, 823/07, 1622/99 e 1622/00, nei vini rossi la concentrazione massima ammessa ammonta a 160 mg/L, mentre nei bianchi sale a 200 mg/L; i vini liquorosi e gli spumanti, ovvero bevande ricche di zuccheri che si combinano rapidamente con questa molecola, i limiti salgono a 400 e 300 mg/L rispettivamente.

In tale direzione, però, la stessa agenzia in forza all’Unione Europea si è negli ultimi anni espressa in favore di una revisione dei limiti di anidride solforosa, dichiarazione che lascia intendere che la questione è tutt’ora aperta e non chiaramente definita. Ad ogni modo, per comprendere l’importanza di questo additivo e il suo storico impiego, ci affidiamo a brevi cenni storici, al chimismo e modalità d’azione e all’importanza di questa da un punto di vista tecnologico e strettamente microbiologico.

Feudi bottiglia etichetta — *Figura 1 – etichetta di un vino Feudi San Gregorio. In basso, la dicitura “Contiene solfiti”*

I solfiti nei vini

L’anidride solforosa, che compare nelle etichette dei vini nella menzione “CONTIENE SOLFITI”, è un gas facilmente liquefacibile e solubile in acqua, dall’odore pungente e presente in commercio sotto diverse forme: in bombole sotto pressione allo stato gassoso, in bombole di metallo solubilizzato in acqua, in forma salina (soluzioni potassiche stabili e concentrate, i più comuni sono acido solforoso H₂SO₃ o metabisolfito potassico KHS₂O₅) o come zolfo puro in pastiglie da 40g per disinfezione di piccoli contenitori in legno (barrique) mediante combustione.

Il primo utilizzo nella storia

In enologia, tale additivo si suppone che venne utilizzato per la prima volta in Germania nel XV secolo, ma alcuni autori suggeriscono di far risalire questa pratica all’inizio degli scambi commerciali tra Francia e Inghilterra: i prestigiosi vini del bordolese che partivano dalle cantine per oltrepassare la Manica, giungevano acidificati e con una modificazione del gusto che alterava la percezione complessiva del vino.

Napoleone III Re di Francia commissionò a Louis Pasteur uno studio in merito, il quale individuò nell’ossigeno la causa dell’alterazione. L’utilizzo di alte o basse temperature richiedeva per l’epoca sforzi tecnologici enormi e, comunque, con il ristabilirsi della temperatura ambientale i problemi sarebbero ricomparsi. L’utilizzo di questo gas garantisce allora una protezione importante per i mosti che, in condizioni di fermentazione spontanea, ne contengono sempre una piccola parte di derivazione endogena. Vediamo nel dettaglio le proprietà e i meccanismi d’azione di questa molecola.

Barrique in legno — *Figura 2 – barrique di legno, solitamente sterilizzate con dischi combustibili di anidride solforosa*

Chimica dell’anidride solforosa

Che sia immessa come tale o in forma salina nel mosto o nel vino, l’anidride solforosa (formula chimica SO₂) non resta tutta allo stato di gas libero: in parte evapora, in parte si ossida e in parte si lega in pochi minuti con altri composti presenti nel mezzo. L’anidride solforosa in quanto tale e alla forma pura molecolare (come gas) è presente solo in piccole quantità rispetto allo ione che si forma in acqua nel momento in cui viene aggiunta (1/10 a pH 2.8, 1/100 a pH 3.6): trovandosi in soluzione acquosa, si genera acido solforoso che, in quanto molecola instabile in questa tipologia di mosto con questi pH, si dissocia originando ione bisolfito; quest’ultimo può ulteriormente dissociarsi in ione solfito, ma ai pH del vino si tratta di una reazione che nella pratica non avviene mai (è bene a tale scopo ricordare che la dissociazione di un acido debole dipende dalla sua costante di dissociazione, che a sua volta dipende dal pH). Illustriamo per semplicità i passaggi:

SO₂ + H₂O –> H₂SO₃

H₂SO₃–> HSO₃^– + H⁺

HSO₃^– –> SO3^2- + H⁺

Le ultime due reazioni sono in equilibrio tra loro ma nettamente spostate verso la prima e, a maggiore contenuto alcolico, diminuendo la costante di dissociazione H₂SO₃, c’è maggiore quantità di SO₂ molecolare libera attiva, che aumenta anche all’aumentare della temperatura: ad esempio, a 19°C è 15,4% contro il 27,55% presente a 28°C.

E’ nella forma libera (come gas o come ione bisolfito HSO₃^–) che prendono vita le azioni tecnologiche desiderate; le forme combinate, con zuccheri o più frequentemente con aldeidi (quella acetica in primis), chetoni, piruvato e vitamine, svolgono un’azione 5-10 volte inferiore: nei vini sani dovrebbero esserci 10-50 mg/L di anidride solforosa combinata, un quantitativo maggiore suggerisce la presenza nelle fasi iniziale di uve ammuffite o con elevata carica batterica.

È noto che la SO₂ libera nel vino diminuisce con l’invecchiamento dello stesso, in concomitanza con le reazioni di salificazione che avvengono e con la sempre minore percentuale di ossigeno presente. Una capacità mediamente reattiva si ha con i fenoli: ad esempio, 1 g/L di proantocianidine si combina bene con 20 mg/L di SO₂ mentre con gli antociani la combinazione è più elevata; l’elevata reattività chimica della SO₂ fa sì che per avere dosi utili di anidride solforosa libera gassosa occorrono purtroppo abbondanti dosi totali, che sono correlate a vari fattori:

temperatura, in quanto più e alta alla quale si lavora e maggiore ne è la quantità che fuoriesce dal mosto per volatilizzazione;
zuccheri, che combinandosi ne inibiscono l’effetto;
contenuto alcolico, poiché essendo già inibita la vita microbica ad alte percentuali di etanolo, non è necessario rincarare la dose per disinnescare reazioni enzimatiche e alterazioni microbiche;
acidità o pH, di cui abbiamo già discusso circa la dissociazione e l’esistenza di dinamiche di reazione.

In sostanza, per uve sane le concentrazioni idonee in fase di realizzazione del mosto risultano essere 5 g/hL al contrario dei 15-30 g/hL per uve ammuffite e/o ammalate.

Proprietà dell’anidride solforosa

La SO₂e i suoi sali svolgono nel mosto e nel vino diverse azioni protettive che ne definiscono il ruolo di coadiuvante in ambito di produzione e conservazione del prodotto. Riassumendo, elenchiamo le principali attività che si esplicano in conseguenza delle aggiunte.

Regolazione della fermentazione alcolica: si esplica in modo più o meno efficace in funzione della dose. È molto inibente nei confronti dei lieviti poco alcoligeni (gli apiculati), ovvero quelli che dominano la prima parte della fermentazione nel caso di processi biologici spontanei (fermentazione tumultuosa); in tal modo si favorisce una selezione in favore di Saccharomyces cerevisiae, ritardando però in ogni caso l’inizio della fermentazione e favorendo, in ispecie nei vini bianchi, la precipitazione delle particelle in sospensione. E’ bene comunque ricordare che il metabolismo dei lieviti prevede già una piccola produzione di anidride solforosa, che però non ha azione competitiva. Dosi minime sono già inibenti nei confronti di muffe, batteri, lieviti apiculati ed enzimi ossidanti; i lieviti ellittici non vengono però per fortuna intaccati dalle dosi letali per i suddetti microrganismi. L’azione inibente si svolge in concomitanza delle reazioni con molecole aldeidiche e chetoniche endogene delle cellule di microrganismi che si generano durante i processi metabolici; inoltre, legandosi alla membrana, l’anidride solforosa ne perturba il funzionamento sequestrando anche metaboliti e fattori nutrizionali preziosi. Ma è noto che l’azione più nota ed efficace si esplica legando il Coenzima A, bloccandolo, e con la vitamina B₁, scindendola. La diminuzione dell’ATP e la denaturazione degli enzimi sono dunque l’aspetto finale di più complessi meccanismi inibenti.
Azione antiossidante: viene impedita l’ossidazione nei confronti dei composti preziosi del vino (in particolare polifenoli) con formazione di anidride solforica e poi acido solforico per idratazione, consumando l’ossigeno presente e ossidandosi, sostituendosi ai suddetti composti. Stesso discorso per le sostanze coloranti che, ossidandosi, influirebbero sull’aspetto finale del vino.
Azione antiossidasica: proteggendo il vino dall’azione enzimatica di tirosinasi e laccasi (minore nei confronti di quest’ultimo), si preserva il colore e si riesce in buona parte a prevenirne l’inscurimento. Il primo utilizzo in enologia dell’anidride solforosa riguardava infatti la risoluzione dei problemi relativi alla casse ossidasica.
Azione defecante: si tratta di un illimpidimento del mosto dovuto al fatto che, inibendo buona parte del microbioma naturalmente presente sull’uva e quindi nel mosto, si crea un deposito solido particellare facilmente removibile; inoltre, combinandosi con sostanze proteiche, ne facilita la precipitazione così come nel caso dei colloidi a carica negativa.
Estrazione dei polifenoli dalle bucce: è pratica ormai consueta anche per l’estrazione di sostanze coloranti su scala industriale (l’enocianina, complesso di pigmenti colorati, si estrae normalmente in questo modo); è un’azione tanto fortemente desiderata nei vini rossi quanto poco auspicabile in quei vini bianchi in cui non è richiesta la elevata presenza di polifenoli.

A queste funzioni e in virtù dei meccanismi appena illustrati, ne conviene che la funzione protettiva nei confronti del vino si esplica anche in fase di rifermentazione e ancor più nella conservazione. Sfavorendo, specialmente nelle fasi iniziali, l’azione di buona parte dei lieviti, una fermentazione non vigorosa e che procede lentamente fa sì che non si verifichino innalzamenti indesiderati di temperatura; nelle zone a clima caldo, ad esempio nel Meridione italiano, l’aumento di temperatura dovuto al calore è un fattore da tenere sotto sorveglianza insieme alla presenza di uve più zuccherine in quanto maggiormente irradiate e con più attività fotosintetica.

Si può optare per solfitazioni elevate e poco frequenti o al contrario, ma nel secondo caso non sempre si verifica la distruzione dei microrganismi indesiderati, sebbene con solfitazioni elevate il gusto potrebbe particolarmente risentirne. Ne conviene, dunque, che l’importanza della conoscenza delle pratiche di cantine e delle dinamiche microbiche da parte degli enologi sia fondamentale in sede di realizzazione di vini di alto pregio.

Combinazioni SO2 — *Figura 3 – gradi di combinazione dell’anidride solforosa*

I vini senza solfiti aggiunti

Attualmente, a causa della particolare attenzione riservata alla presenza degli additivi più in generale e nello specifico ai solfiti, si stanno sviluppando nuove tecnologie che prevedono l’ottenimento di vini “senza solfiti aggiunti” (ricordiamo che i solfiti sono naturalmente presenti in piccole dosi nel vino) durante la fase di fermentazione.

Per ridurne il quantitativo e il consumo si stanno dunque avviando già da tempo produzioni di vini che riducono il quantitativo di anidride solforosa o eliminandone totalmente l’aggiunta. Se trattiamo vini bio, vini naturali e vini biodinamici non è preclusa l’aggiunta di questa molecola, ma le concentrazioni sono molto più basse rispetto ai vini convenzionali:

Vini bio, da 100 mg/l per i vini rossi e 150 mg/l per vini bianchi (Reg UE 203/2012);
Vini biodinamici, da 70 mg/l per i vini rossi e 90 mg/l per vini bianchi ;
Vini naturali, anche se non andrebbero aggiunti a quelli naturalmente presenti, sono ammesse quantità che vanno da 30 mg/l per i vini rossi a 50 mg/l per i vini bianchi, se la durante la fermentazione alcolica la produzione di solfiti naturali è carente al punto da non garantire l’ottenimento del prodotto finito idoneo ad essere venduto e consumato.