ACIDO SUCCINICO: CARATTERISTICHE E FORMAZIONE DA PARTE DI SACCHAROMYCES CEREVIASIAE

L’acidità dell’uva è composta principalmente da due acidi dicarbossilici: l’acido L (+) tartarico e l’acido L (–) malico. Durante la maturazione si assiste ad una diminuzione del tenore di questi due acidi, diminuzione che è proporzionale al calore esterno: è per questo motivo che negli ultimi 20 anni le acidità totali sono via via diminuite. Molte varietà perdono forti tenori di acido malico, che alla raccolta può addirittura arrivare al di sotto di 1 grammo/litro. L’acido tartarico oltre ad essere consumato per via metabolica nell’uva viene ad essere attaccato dal potassio, che lo precipita: i tenori di potassio parimenti sono aumentati nel corso degli anni, arrivando a superare i 2 grammi/litro. In vinificazione è perciò normale assistere ad un ulteriore calo dell’acidità del vino. Tuttavia vi è un acido che non è presente nell’uva e che viene formato durante la fermentazione alcolica ad opera dei lieviti: tale acido è il succinico.

L’acido succinico (da succinum, ambra) è il più debole degli acidi non volatili presenti nel vino, avendo una pka di 4,15, mentre l’acido L (+) tartarico ha una pka pari a 2,89, l’acido L (-) malico di 3,40, il citrico di 3,13 e l’L (+) lattico di 3,86: l’acido succinico è quindi 18 volte meno forte del tartarico, 6 volte meno forte del malico, 10 volte meno forte del citrico e quasi 2 volte meno forte del lattico; la sua scarsa propensione alla dissociazione in acqua rispetto agli altri acidi del vino è dovuta alla natura alifatica dei due carbonii centrali, come si può vedere in figura 1.

L’acido succinico (AS) è l’acido maggiormente prodotto durante la fermentazione del glucosio in etanolo. Analisi fatte nel campo della panificazione evidenziano come da 100 grammi di farina il lievito Saccharomyces cerevisiae produca fino a 2 grammi di acido succinico, determinando un significativo abbassamento del pH dell’impasto, da pH 5,8 a 4,8 (Vinay B. Jayaram, et al.). La tendenza di Saccharomyces cerevisiae ad acidificare i mezzi zuccherini tramite la fermentazione alcolica si svela in modo peculiare in svariati campi delle biotecnologie: sebbene il lievito S.c. non possa essere definito acidofilo, in quanto sviluppa a pH ottimali tra 4 e 5, è stato ampiamente dimostrato come esso svolge la propria attività sino a pH 2,5 come si vede nella figura sottostante.

La tendenza del lievito a produrre AS è stata riconosciuta anche nella trasformazione da mosto a vino. L’AS partecipa in modo sostanziale all’acidità fissa del vino e, dato che il suo peso molecolare è pari al 78% di quello dell’acido tartarico, sovente l’incremento in acidità totale dovuto all’acido succinico è di oltre 1 punto, ovvero dal 15 al 20% della somma degli acidi. L’AS approssimativamente ammonta al 90% dell’acidità prodotta dal lievito, mentre il restante 10% è dato dall’acido D (-) lattico.

Nei vini bianchi l’AS è presente da 0,1 fino a 1,6 g/L con valore medio pari a 0,6 g/L, mentre nei vini rossi è presente in tenore doppio, mediamente 1,2 g/L con picchi di 2,6 g/L (3,3 g/L di acidità totale) Si può dunque affermare che nei vini bianchi l’acido succinico è il terzo acido in ordine di presenza, mentre nei vini rossi può addirittura essere il secondo, specialmente nei vini che derivano da uve povere in acido malico (fenomeno sempre più frequente a causa del clima torrido).

Per apprezzare davvero l’incremento dell’acidità in un mezzo fermentato è necessario sottrarre l’influenza del potassio. Nel mosto la presenza di tenori di potassio superiori a 1,5 g/L determina una forte salificazione dell’acido tartarico che origina il sale acido “bitartrato di potassio”; tale sale precipita, eliminando dal mezzo oltre di 2 g/L di acidità totale. Perciò la formazione di acido succinico viene mascherata dalla diminuzione di acidità totale.

Nel caso in cui Saccharomyces cerevisiae fermenti un mezzo privo di acidi, ovvero una soluzione idrozuccherina, si riscontra un abbassamento del pH dalla neutralità verso un valore inferiore a 3 (prove sperimentali su svariati ceppi). La produzione di 1,6 g/L di acido succinico in un mezzo acquoso porta il pH da 7 a 2,95; alcuni lieviti lavorando su un mezzo acquoso possono portare il pH sino a 2,60, con una produzione di 10 g/L di acido succinico.

La tendenza del lievito a produrre questo acido in grosse quantità in presenza di pH di partenza elevati può essere interpretata come un tentativo dello stesso di abbassare il pH sino a condizioni tali da porsi in un campo di sicurezza rispetto alla competizione con altri microorganismi non acidofili (intendiamo come acidofilo un microorganismo che sviluppa a pH inferiore a 3). Nelle uve povere in acido L (+) tartarico e ricche in potassio questo sforzo è vanificato dall’etanolo che insolubilizza il bitartrato di potassio e in misura minore il tartrato di calcio.

Molto spazio è stato dato alla (più o meno presunta) produzione di acido malico da parte di alcuni ceppi di Saccharomyces cerevisiae o bayanus, ma questa produzione è di peso assai minore rispetto alla produzione di acido succinico. Se vi fosse una forte produzione di acido malico da parte del lievito, i vini al termine della fermentazione dovrebbero presentare un tenore significativo di questo acido, mentre invece sempre più spesso si osservano tenori in acido L (-) malico inferiori a 1 g/L sia nei vini bianchi che nei vini rossi (Pinot Grigio e Merlot in primis). Nello specifico è facile capire quale sia la produzione microbiologica dell’acido malico e dell’acido succinico monitorando questi due acidi con analisi enzimatiche o cromatografiche: verrà quindi facilmente dimostrato come in qualsiasi fermentazione alcolica la produzione di acido malico è di gran lunga minore rispetto alla produzione di acido succinico. È stato invece ampiamente dimostrato come i l’acido L (-) malico possa anzi essere consumato dal lievito, via ciclo di Krebs. L’importanza dell’AS nell’incremento dell’acidità fissa del vino durante la fermentazione alcolica è stata ormai confermata dagli enologi di tutto il mondo, e in special modo nel Nuovo Mondo, in Australia, Sud Africa, California.

L’acido succinico non è un acido fresco e tagliente come il malico, ma è piuttosto salino e amarognolo e dà un notevole contributo alla pienezza del vino e alla sua persistenza al palato.

Il suo estere, il dietil succinato, è particolarmente presente nel Cabernet Sauvignon e nel Tinta Nigra sino a oltre 1 grammo/litro, ma con un valore medio di 200 mg/L conferendo un carattere fruttato, tendente verso la mela dolce e il melone. L’etil succinato è un altro estere di questo acido e conferisce note fruttate; anche questo estere può essere presente in quantitativi prossimi al grammo.

La formazione di acido succinico si origina dagli zuccheri e dagli amminoacidi. Oltre che dalla varietà dell’uva il tenore in acido succinico nel vino finale dipende dai seguenti fattori.

·        Ceppo di lievito (interessante spunto di indagine su cui però al momento c’è poco materiale)

·        Temperatura di fermentazione: massima produzione a 30°C

·        pH: massima produzione a pH alti (4)

·        aereazione: l’aereazione favorisce il ciclo di krebs, e quindi la formazione di acido succinico

·        presenza di azoto: è correlata positivamente, e in special modo la presenza di aspartato e glutammato

·        presenza tiamina (B1), biotina (B7) e acido pantotenico (B5)

·        grado zuccherino

·        presenza di solidi sospesi

·        fermentazione in legno

CONCLUSIONI

L’acido succinico è l’acido maggiormente prodotto dal lievito; può quindi essere interessante capire quali ceppi siano i maggiori produttori. Non può essere purtroppo essere considerato come un sostituto dell’acido malico, in quanto la sua forza di dissociazione acida è minore. Può essere però considerato un acido molto importante per i vini che svolgano la malolattica in presenza di scarsi tenori di acido L (-) malico, e che danno conseguentemente scarsi tenori di acido L (+) lattico (inferiori a 1 g/L). Probabilmente il suo ruolo principale può essere giocato nella produzione di vini (sia bianchi che rossi) da uve molto mature, con gradazioni alcoliche superiori ai 14%, nei quali può aiutare ad evitare la piattezza dovuta ad acidità necessariamente basse (specialmente la parte malica). L’induzione di una sua maggiore produzione, può essere svolta modulando la disponibilità di azoto, vitamine e torbidità, in attesa di capire quali ceppi ne siano i maggiori produttori.