La componente fenolica del vino

1. Valorizzazione dei prodotti agroalimentari di qualità Qualità e Sicurezza Chimica. Concetti di base e tecniche analitiche La componente fenolica del vino Dr. Manuel Sergi msergi@unite.it

2. I POLIFENOLI NEL VINO • E’ fondamentale il contributo che i polifenoli apportano alle sue proprietà sensoriali, andando a determinare il colore, l’astringenza, l’amaro e l’aroma, direttamente o in seguito ad interazioni con altre molecole come proteine, polisaccaridi o tra polifenoli stessi. • I tannini ed i flavonoidi monomeri, ad esempio, sono responsabili, rispettivamente, della sensazione di astringenza e di amaro del vino, inoltre gli antociani determinano direttamente il colore dei vini rossi giovani e ne condizionano fortemente la sua stabilità durante l’invecchiamento.

3. I POLIFENOLI NEL VINO • Nell’ambito dei flavonoidi dell’uva e del vino, sono due i gruppi di composti considerati più importanti a causa della loro elevata concentrazione: le antocianine ed i flavani, oltre ai loro prodotti di polimerizzazione quali procianidine e tannini condensati. • Gli antociani sono pigmenti idrosolubili localizzati nei vacuoli delle bucce • La presenza dell’ossigeno insaturo nell’eterociclo centrale gli conferisce carattere cromoforo pH dipendente, che si manifesta al pH del vino grazie alla presenza degli stessi sotto forma parzialmente ionizzata come flavilio, colorato in rosso. • L’altro grande gruppo di sostanze flavonoidiche di elevato interesse enologiche è rappresentato dai flavani nelle loro forme monomere e polimere. • Gli oligomeri ed i polimeri costitutivi delle uve sono rappresentati dai prodotti di condensazione tramite legami carbonio-carbonio che danno luogo alle procianidine e, nei gradi di polimerizzazione maggiori, alle proantocianidine o tannini condensati.

4. I POLIFENOLI NEL VINO • La composizione qualitativa e quantitativa delle uve è estremamente variabile per quanto concerne questo gruppo di sostanze. • Il primo fattore di variabilità è rappresentato dalla cultivar • Un importante aspetto implicato nella maturazione è la cosiddetta estraibilità dei costituenti fenolici dalle parti solide. • La maturità fenolica corrisponde dunque all’ottenimento simultaneo di un potenziale importante in pigmenti nell’uva e di una loro buona capacità di diffusione nel vino.

5. Composti fenolici nel vino I composti fenolici o polifenoli hanno un ruolo importantissimo nel vino. Innanzitutto sono responsabili delle differenze tra vini bianchi e rossi, soprattutto per colore e aroma. In secondo luogo, hanno proprietà antiossidanti e battericide. Chimicamente, si distinguono per la presenza di due o più gruppi fenolici, e sono suddivisibili nelle seguenti famiglie: • Flavonoidi, sostanze pigmentate con struttura caratteristica costituita da due gruppi benzenici uniti da un eterociclo con un atomo di ossigeno • Acidi fenolici, come gli acidi benzoici e gli acidi cinnamici • derivati degli acidi fenolici, come gli stilbeni tra cui il resveratrolo

6. Gli antociani Gli antociani sono composti polifenolici del gruppo dei flavonoidi. Essi vengono sintetizzati nelle bucce dell’uva, ai cui frutti impartiscono il colore che, a seconda degli antociani presenti, può essere verde-giallo, rosa, rosso, rosso-violetto, rosso-nero e blu-nero Nell’uva Vitis vinifera esistono cinque tipi di antocianine: Cianidina, Delfinidina, Malvidina, Peonidina e Petunidina Esistono poi alcuni derivati di questi cinque composti-base, in particolare gli esteri formati dal glucoside con l’acido acetico e p-cumarico

7. Gli antociani si trovano in strutture diverse a seconda del pH Il contenuto di antociani è uno dei parametri utilizzati per la classificazione tassonomica dell’uva. Ci sono studi che dimostrano la possibilità di sfruttare il profilo antocianico per la classificazione varietale dei vini

8. ACIDI FENOLICI

10. PRECURSORI DEI TANNINI

11. TANNINI CONDENSATI

12. I GALLOTANNINI

13. GLI ELLAGITANNINI

14. ANALITI SELEZIONATI p-Coumaric acid  (p-CUM) o-Coumaric acid  (o-CUM) Caffeic acid (CAF) Ferulic acid  (FER) 4-Hydroxybenzoic acid (HBA) 3,4-Dihydroxybenzoic acid (DHBA) Vanillic acid (VAN) • Benzoic acid • Cinnamic acid Kaempferol (KAM) Quercetin hydrate (QUER) Rosmarinic acid (ROS)  Rutin hydrate (RUT)  Quercetin 3-β-D-glucoside (QUE-G) • Cinn acid • Flavone 14

16. ANALISI DELLA COMPOSIZIONE FENOLICA • L’intensità colorante viene calcolata come somma della densità ottica (D.O) a 520 e 420nm • La tonalità come rapporto tra la D.O. a 420 nm e la D.O. a 520 nm, a partire da un percorso ottico di 1 cm. • I polifenoli totali vengono dosati con il reattivo di Folin-Ciocalteu ed espressi come mg/L di acido gallico.

18. ANALISI DELLA COMPOSIZIONE FENOLICA • Gli antociani totali con il metodo descritto da Riberau-Gayon e Stonestreet (1966) e calcolati sulla base di una curva standard preparata con la malvidina. • L’analisi dei polifenoli tannici è eseguita mediante precipitazione degli stessi con metilcellulosa, secondo la metodica di Montedoro e Fantozzi (1974), • I flavonoidi totali sono valutati tramite precipitazione in presenza di formaldeide (Kramling e Singleton, 1969); in entrambi i casi, il dosaggio dei componenti del surnatante è stato effettuato con il reattivo di Folin-Ciocalteu.

20. PREPARAZIONE

22. Colorimetric determination of polyphenols content • The concentration of wine phenolics was estimated by analysing for total phenol by the Folin–Ciocalteu procedure and expressing results in micrograms per milliliter or molar equivalents of gallic acid, a naturally occurring polyphenol. A calibration curve was prepared using concentrations of gallic acid.

23. DETERMINAZIONE DEI POLIFENOLI TOTALI IN CAMPIONI DI VINO MEDIANTE ANALISI HPLC CAMPIONI DI VINO Filtrare i campioni su filtri 0.45 µm Diluire 1 a 4 in acqua 10 % acido acetico STANDARDS Preparare soluzioni standard di catechina e epicatechina alla concentrazione di 10 g/l in acqua 10 % acido acetico Diluire fino alla concentrazione di 100 e 200 mg/l.

24. CONDIZIONI CROMATOGRAFICHE • Colonna : Spheri-5 RP C18 (250*4.6 mm, Brownlee Columns) • Fase Mobile : eluente A H2O 10% acido acetico, eluente B acetonitrile 10% acido acetico • Condizioni di eluizione: • gradiente • 95% di A 5 % B 1 minuto; da 95% di A a 70% di A in 22 minuti gradiente lineare • 70% a per 10 minuti • da 70 % di A a 90 % di A in 6 minuti gradiente lineare • Flusso: 1 ml/min • Campione : 20 ul • Temperatura di lavoro : 25 °C • Detector : UV-DAD 520 nm, 280 nm

25. Develope an Analytical Method • Extraction • Analysis

26. PARAMETRI STRUMENTALI Unità di misura: DP,FP,CE (V); LOD (ppm); m/z (amu)

27. SEPARAZIONE CROMATOGRAFICA 27

28. STUDI DI FRAMMENTAZIONE PIS DHBA | Δm/z=44| CUM 28

29. STUDI DI FRAMMENTAZIONE PIS QUER CE=35 QUER CE=20 QUE-G CE=20

30. Studio del profilo antocianico per la classificazione varietale

31. In questo studio sono confrontate le distribuzioni di antociani in 32 varietà di uve coltivate nella regione di Murcia (Spagna sudorientale). Lo studio è effettuato con la tecnica cromatografica HPLC, con la quale si possono separare e determinare 15 composti antocianici: le cinque antocianine principali (Cianidina, Delfinidina, Malvidina, Peonidina e Petunidina) e i relativi cinque esteri con l’acido acetico e con l’acido p-cumarico

32. Vini tedeschi In questo studio tedesco su 52 vini di 7 varietà diverse sono identificati 10 antociani. La separazione con analisi HPLC e l’analisi PCA dei dati permettono una buona classificazione

33. Naturalmente, le varietà a basso contenuto di antociani sono quelle aventi bacca di colore meno intenso, ma dal punto di vista della classificazione è interessante il fatto che i vari gruppi siano caratterizzati dalla prevalenza di una o due delle cinque antocianine principali