SO2 e O2 Processi di Ossidazione e Protezione

So₂ in Enologia

L’ossidazione è il termine usato dai chimici per descrivere quando un elemento o un composto perde elettroni; l’ossigeno rientra spesso in questo processo perché quando reagisce con un elemento o un composto accetta prontamente uno o più elettroni.
Abbiamo visto che l’ossidazione durante la raccolta delle uve è di tipo enzimatico mentre nei processi successivi è di tipo non enzimatico o chimico.
La So₂ agisce da inibitore sulle ossidazioni di natura chimica delle sostanze fenoliche che, se non opportunamente protette, si ossidano compromettendo le sostanze coloranti, i tannini, le sostanze aromatiche e quindi la qualità organolettica del vino.
Il rischio aumenta con la presenza di potenti catalizzatori di reazione come gli ioni metallici del rame e ferro.
La So₂ è utilizzata in viticultura per prevenire queste ossidazioni ma non agisce direttamente eliminando l’ossigeno da vini e mosti: sebbene lo ione solfito (So_{3 2 –} ) possa legarsi all’ossigeno, non c’è praticamente ione solfito in soluzione nell’intervallo di pH trovato nel vino.
Per comprendere bene le interazioni tra i polifenoli e l’O₂ è necessario approfondire le reazioni chimiche che intervengono durante questo processo

Classificazione dei maggiori polifenoli presenti nel vino – FLAVONOLI

I flavonoli sono polifenoli appartenenti alla classe dei flavonoidi, che presentano come unità strutturale di base il 3-idrossiflavone. La più diffusa è la QUERCITINA-
Essi si differenziano sulla base della posizione dei gruppi –OH legati alla unità strutturale.

Le antocianidine sono una classe di coloranti vegetali e costituiscono la parte priva della molecola zuccherina; per Glicosilate formano gli antociani

Nel vino sono presenti come antociani glicosinati nelle seguenti forme:

Strumenti per la determinazione della SO2 libera e totale

 

SOLFOTECH S3 – Estrattore Ufficiale CEE

 

Estrattore Ufficiale CEE Solfotech S

 

Estrattore Solfotech completo di vetreria

 

STILBENI

Lo stilbene è un idrocarburo composto da un etene sostituito con un gruppo fenilico su entrambi gli atomi di carbonio del doppio legame.
La maggior parte degli stilbeni si trova nelle piante ed agiscono come composti antifungini; sono prodotti generalmente dopo una lesione o un’infezione

Nel vino il più presente è il resveratrolo.

FLAVAN – 3 – OLI

I flavan-3-oli sono derivati dei flavani che possiedono uno scheletro di 2-fenil-3,4-diidro-2H-cromo-3-olo.

ACIDI FENOLICI

Gli acidi fenolici (o acidi fenol-carbossilici) sono dei composti organici che contengono almeno un gruppo ossidrilico fenolico e un gruppo carbossilico.
Acidi idrossibenzoici: derivano dall’acido benzoico (Acido Gallico)
Acidi idrossicinnamici: derivano dall’acido cinnamico (Acido Caffeico – Acido Caftarico)

Dal punto di vista sensoriale, gli acidi fenolici non presentano né un sapore, né un odore particolari, ma possono dare origine a fenoli volatili, per azione di certi microrganismi.

TANNINI

I tannini sono composti polifenolici e si distinguono in due classi, in funzione della struttura chimica:
Tannini idrolizzabili, si dividono in:

• Gallo-tannini (esteri dell’acido gallico e del glucosio) che in presenza di idrolisi liberano acido Gallico e Acido Ellagico.
  
  In affinamento, è di rilevante importanza il polimero che si crea con l’acido Gallico derivante dal legno impiegato nelle barrique.

• Ellagitannini (estere dell’acido esaidrossidifenico e glucosio).
  
• Tannini condensati o non idrolizzabili composti da una catena polimerica di flavanoli-3-oli non si decompongono per riscaldamento con gli acidi diluiti. Sono fortemente antiossidanti ed agiscono in
  maniera sinergica anche con l’acido ascorbico. Sono molto importanti per definire le caratteristiche aromatiche soprattutto durante l’affinamento
  

POLIFENOLI E O₂ Ossidazione

L’Ossigeno, presente naturalmente nell’aria, contribuisce nei vini rossi a migliorare le qualità chimiche sensoriali complesse come il colore, e gli aromi. Nei vini bianchi invece rappresenta fonte di preoccupazione, infatti in assenza di antociani e con ridotto apporto di tannini, gli OrtoFenoli generano Chinoni e Polimeri bruni, aumentano Aldeidi, fenoli volatili e perdita del profilo aromatico varietale (Interazione tra Tioli
e Chinoni)

La prima considerazione è che, essendo un processo di ossidazione, la parte più importante la riveste l’O₂ il quale reagisce con il vino attraverso il substrato principale con tutti gli elementi che hanno nella loro composizione chimica il Catecolo (ad esempio le catechine, acido caffeico, acido Gallico, Tannini ecc..).
Nell’interazione tra i polifenoli e l’ossigeno, la molecola più importante è sicuramente il CATECOLO.

Alcuni esempi di ortofenoli che presentano un catecolo sono:

Un’altra interazione importante è quella che lega gli orto-fenoli con l’acetaldeide
Attraverso ioni metallici l’Ossigeno porta prima alla formazione di un radicale iperossido (HOO), che mediante reazione con gli ortofenoli, porta alla formazione di chinoni e di perossido di idrogeno (H₂O₂).
I chinoni sono dei vettori di Ossidazione infatti sono molto reattivi e vanno ad ossidare diversi substrati presenti nel vino come ad esempio

Reagendo con l’O₂ il Catecolo forma Chinone e Acqua Ossigenata H₂O₂ che è un potente ossidante che, attraverso gli ioni Fe+, può trasformare l’etanolo in acetaldeide.

Quindi il processo di ossidazione è legato alla presenza dell’ossigeno, che reagisce con le molecole di Catecolo formando il Chinone fornendo il substrato principale per l’ossidazione.

SO₂ nel processo di Ossidazione

Nell’ossidazione non enzimatica, l’ossigeno non reagisce direttamente con i composti fenolici ma la sua reattività dipende dagli elettroni forniti da ioni metallici di transizione ridotti come ferro e rame.
La SO₂, come abbiamo visto, agisce su più fronti però l’obbiettivo principale è quello di interagire nella reazione dei Chinoni, impendendo la propagazione a cascata dell’ossidazione.



Interagisce nella forma H₂SO₃– nella reazioni dei Chinoni con gli Aromi Tioli, Amminoacidi, Tanni per formare Adotti Stabili

Nella sua forma HSO₃– riduce l’H₂O₂ in H₂O

Equilibrio Redox del vino e sostanze antiossidanti

Ossidoriduzione o redox (composto dall’inglese reduction, riduzione e oxidation, ossidazione), in chimica, indica tutte quelle reazioni chimiche in cui cambia il numero di ossidazione degli atomi, cioè in cui si ha un passaggio di elettroni da una specie chimica ad un’altra.
Nel mosto e nel vino, un numero notevole di composti coesiste come miscela delle loro forme ossidata e ridotta, le cosiddette “coppie redox”.
La riduzione di un composto causa sempre automaticamente l’ossidazione di un altro composto; da un punto di vista chimico, questi fenomeni di ossidazione-riduzione (redox), continuano finché non viene raggiunto un “punto di equilibrio” per cui non avvengono più né la riduzione né l’ossidazione.
Nelle reazioni che coinvolgono la produzione del vino, l’equilibrio “redox” si riflette su due gruppi di composti: quelli che possono agire come agenti ossidanti e quelli che possono agire come agenti riducenti.