SMARTFORCLIME

Coordinatore: Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-Alimentari, Alma Mater Studiorum Università di Bologna

Ambiti di ricerca: Arboricoltura, Microbiologia agroambientale e degli alimenti, Scienze e tecnologie

Responsabile Scientifico: Ilaria Filippetti

Durata: 18/01/2024 - 17/01/2026

Gruppo di ricerca: Ilaria Filippetti, Giuseppina Parpinello, Ricci Arianna, Davide Gottardi, Francesca Patrignani, Gianluca Allegro, Chiara Pastore, Gabriele Valentini, Daniela Sangiorgio.

Negli ultimi decenni, gli effetti del cambiamento climatico si sono manifestati a livello globale soprattutto in termini di progressivo incremento delle temperature durante la stagione vegetativa. Nel settore viticolo ciò si traduce in un anticipo e raccorciamento della durata di tutte le fasi fenologiche e in particolare della fase di maturazione, che spesso va a coincidere con periodi caratterizzati da temperature molto elevate. Tali condizioni inducono un accumulo troppo rapido ed eccessivo di zuccheri, spesso associato a scarsi livelli di acidità, pH elevati e scarsa pigmentazione antocianica nelle uve a bacca nera, con livelli di maturità fenolica incompleti. Inoltre, sempre più frequenti sono i fenomeni di eccessiva disidratazione degli acini e di importanti danni da scottature. Di conseguenza si riducono le produzioni e la qualità delle uve e dei vini che risultano spesso troppo alcolici, poco freschi, con caratteri di elevata astringenza, componente aromatica sbilanciata e soggetti a problemi di stabilità e conservazione. In tale contesto la ricerca vitivinicola sta cercando di mettere a punto strategie diversificate che, a partire dal vigneto, consentano un adattamento del settore ai cambiamenti climatici per tentare di ritardare la maturazione così accelerata e ristabilire una condizione di equilibrio delle diverse componenti biochimiche, nelle uve e nel vino finito.
Il presente progetto intende valutare gli effetti di contrasto al cambiamento climatico mediante la tecnica dell’“irriga-zione tardiva” realizzata con un sistema di distribuzione dell’acqua innovativo e multi-funzionale che prevede due di-verse modalità di funzionamento: a) irrigazione a goccia; b) nebulizzazione di acqua sottochioma per il raffreddamento della fascia grappolo. Tale sistema, applicato a partire dalla fase di invaiatura, avrà lo scopo di rallentare l’accumulo di zuccheri in seguito ad un effetto di “diluizione” per consentire ai composti fenolici di utilizzare un tempo più lungo per completare la propria evoluzione, ristabilendo così l’equilibrio tra maturità tecnologica e fenolica e riducendo i possibili danni da scottature. Gli effetti del trattamento di irrigazione innovativo verranno valutati mediante lo studio del microbiota delle uve, in comparazione a uve di controllo, al fine di valutare le popolazioni microbiche predominanti attraverso tecniche di Next Generation Sequencing (NGS). Inoltre, verranno allestite fermentazioni spontanee a partire da uve di controllo e da uve ottenute con metodo innovativo che verranno monitorate nel tempo attraverso campionamenti microbiologici su terreni selettivi e mediante approccio NGS. Sulle stesse uve, verranno allestite fermentazioni con lieviti comunemente utilizzati in enologia (Saccharomyces cerevisiae, commerciale) e altri appositamente selezionati per una bassa produzione di etanolo mediante fermentazioni scalari (es. Candida zemplinina + Saccharomyces cerevisiae) al fine di valutare l’effetto combinato delle azioni messe in atto nel vigneto per contrastare il cambiamento climatico e quelle attuabili in cantina. I vini ottenuti verranno analizzati per i parametri enologici, la componente aromatica e gli aspetti sensoriali. Su queste basi il progetto si articolerà in tre azioni principali. La prima azione verrà condotta in vigneto, presso l’azienda sperimentale dell’Unibo, nel quale il vitigno Sangiovese è allevato a Guyot secondo uno schema con 3 blocchi per ciascuna tesi. Nella tesi “IT” l’apporto di acqua verrà infatti realizzato attraverso un sistema che permette di agire con duplice modalità: irrigazione a goccia e nebulizzazione di acqua sottochioma per il raffreddamento della fascia grappolo. Quest’ultimo si attiverà automaticamente al raggiungimento di temperature dell’aria superiori ai 35°C.
L’irrigazione differenziata inizierà intorno all’invaiatura, mentre nelle fasi precedenti si interverrà, solo se necessario, con irrigazioni di soccorso in maniera uniforme su tutte le tesi. Sulle viti appartenenti alle due tesi, opportunamente uniformate per numero di germogli e di infiorescenze, verrà monitorato lo stato idrico e i comportamenti fisiologici in termini di scambi gassosi. Nel corso della maturazione e alla vendemmia, verranno condotti campionamenti di acini per analizzare diversi componenti biochimici della maturità tecnologica (°Brix, pH e acidità titolabile) e della maturità fenolica, attraverso l’analisi della concentrazione e della composizione dei flavonoidi totali via HPLC e della loro quota estrai-bile. Alla vendemmia inoltre verranno rilevati i parametri produttivi (numero e peso dei grappoli per vite) e gli eventuali danni da scottature presenti sui grappoli e campioni proveniente da tutte le ripetizioni delle tesi in prova verranno sottoposti a successive indagini microbiologiche ed enologiche. La seconda azione verrà svolta in campo microbiologico. Prima di tutto verrà valutato l’impatto delle due tesi (NIT e ITI) sul microbiota epifita presente sulla superficie degli acini d’uva nelle due annate prese in considerazione. Tali analisi verranno effettuate mediate tecniche di NGS che permette-ranno di valutare variazioni nella popolazione microbica fornendo informazioni sull’abbondanza relativa di generi e specie presenti. Successivamente, le due tesi di studio verranno sfruttate per allestire tre tipi di fermentazioni: spontanea, guidata (che sfrutta lieviti commerciali) e scalare (con lieviti non-Saccharomyces e Saccharomyces). I mosti in fermentazione, ottenuti dalle due tesi, verranno analizzati nel tempo da un punto di vista microbiologico mediante conteggi su terreni selettivi, per avere un’idea quantitativa della carica microbica (lieviti/muffe e batteri) presente (log UFC/ml), e analisi di metagenomica, per avere un profilo qualitativo completo del microbiota. Dai dati ottenuti si potrà valutare l’impatto dei diversi processi biotecnologici sul vino e come questi, a loro volta, possano essere condizionati dalle tesi di partenza. In questo modo si potrà individuare il processo più adatto per tali prodotti. I vini, ottenuti nell’ambito di vinificazioni predisposte su piccola scala (azione 3, enologica) verranno opportunamente stabilizzati nella fase post-fermentativa, successivamente verranno svolte analisi chimico-fisiche e sensoriali al fine di valutare il profilo qualitativo e quantificare le differenze compositive riscontrate tra i vini ottenuti nell’ambito del piano sperimentale. Tra i parametri studiati, oltre ai composti primari, che determinano la composizione chimica di base del vino, verranno indagati gli indici cromatici, in quanto una corretta evoluzione del colore è sinonimo di un equilibrio composizionale che coinvolge composti polifenolici, pigmenti e potere tampone/pH dei vini. Potranno essere monitorati alcuni composti prodotti nella fermentazione alcolica (es. alcoli, glicerolo), legati al metabolismo dei diversi lieviti impiegati e con impatto sensoriale.
Inoltre, verranno valutati i composti volatili formati durante la fermentazione e caratteristici del vino mediante SPME/GC-MS. Un’ulteriore indagine sui composti fenolici permetterà di definire l’impatto delle diverse strategie adot-tate sulla biosintesi e disponibilità di polifenoli e pigmenti, che sono ritenuti composti chiave per i processi di stabilizza-zione e la qualità dei vini (stabilità colloidale; qualità del colore; percezioni di amaro, astringenza). Verrà inoltre effet-tuata una analisi sensoriale descrittiva ed (eventuale) analisi di preferenza. Tale profilo analitico completo permetterà di effettuare un ranking qualitativo dei vini ottenuti, di individuare eventuali sottoprodotti indesiderati che possono potenzialmente derivare dalle fermentazioni alternative adottate (spontanee/scalari), e di definire un protocollo di vinificazione atto a massimizzare i benefici dell’innovativo approccio proposto.