Analysis in
viticoltura:
effetti del
genotipo e
delle pratiche
colturali
Duilio Porro Sabrina Ferrarin Pierluigi Bianchedi Silvano Clementi Antonella Vecchione Marco StefaniniL
a valutazione del grado di maturità delle uve vie- ne normalmente effettuata basandosi su campiona- menti dei grappoli al fi ne di determinarne chimi- camente parametri analitici qualitativi. I risultati analitici, però, non sono in grado di predire com- pletamente le potenzialità enologiche delle uve o la variabilità dovuta al genotipo.Negli ultimi anni si è visto che le proprietà mec- caniche delle bacche di vite, come la consistenza della bacca, la durezza e lo spessore della buccia, essendo principalmente legate all’estraibilità delle sostanze fenoliche ed al genotipo, potrebbero esse- re utilizzate per indirizzare le scelte ed i processi di vinifi cazione e per rappresentare adeguatamente le fasi fi siologiche della maturazione.
Infatti durante tale processo, e particolarmente dopo l’invaiatura, si assiste a cambiamenti del- le proprietà strutturali (reologiche) delle bacche con modificazioni dei componenti delle pareti cellulari delle bucce come conseguenza sia dei flussi idrici e del rifornimento in nutrienti mine- rali, sia delle diversità a carico del genotipo. Pro-
prio per tale ragione diventa di primaria impor- tanza conoscere le proprietà reologiche delle bacche.
Al fi ne di migliorare le conoscenze del processo di maturazione delle uve e di trovare un metodo per poter differenziare le varietà si è partiti nel 2007 misurando il comportamento meccanico delle uve attraverso la Texture Analysis.
Su un set di circa 200 accessioni rappresentative dell’intera collezione di Vitis vinifera (2,500 acces- sioni provenienti da tutto il mondo) presente presso FEM-IASMA, nel corso del 2007 e del 2008 sono stati raccolti campioni di bacche per misurarne le pro- prietà meccaniche.
In aggiunta, su alcune prove sperimentali effettuate sia nel 2007 che nel 2008 e volte allo studio dell’ef- fetto di alcune pratiche colturali differenziate (applicazione di uno stress idrico tardivo, apporto fogliare di silicio e calcio), si sono effettuati cam- pionamenti e misure analoghe.
Per tali data set, inoltre, sono state effettuate misure di tipo istologico.
Le misure relative alle proprietà meccaniche delle bacche (consisten- za della bacca, durezza e spessore della buccia) sono state determina- te utilizzando una Universal Testing Machine TAxT2i Texture Analyzer (Stable Micro System, Godalming, Surrey, UK) tramite test di puntu- ra e compressione in accordo alle condizioni operative ed ai metodi proposti (Rolle L. et al., Rivista di Viticoltura ed Enologia, 2(2007): 59-70; Letaief H. et al., Journal of the Science of Food and Agricultu- re, 88(2008): 1567-1575; Letaief H. et al. American Journal of Enology and Viticulture, 59/3(2008): 323-329).
Per ciascun parametro meccanico determinato si sono utilizzati 20 acini per singolo campione. La forza di rottura della buccia (durezza della bacca) è stata determinata con una sonda ad ago, mentre la con- sistenza della bacca con sonda piatta di 35 mm di diametro. Quest’ul- timo parametro viene defi nito come forza necessaria per ottenere una deformazione della bacca pari al 50%.
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| DIPARTIMENTI | DIPARTIMENTO VALORIZZAZIONE DELLE RISORSE PRODUTTIVEPer la valutazione dello spessore della buccia, pri- ma delle misure strumentali con il Texture Analy- zer, i campioni di bacche hanno subito un congela- mento immediato utilizzando azoto liquido e sono stati conservati per 3 giorni a -20 °C.
Al fi ne di verifi care il livello di precisione dei valori strumentali di spessore della buccia ottenuti dalla macchina rilevante le proprietà strutturali, su cam- pioni di bucce congelate, si sono effettuate lettu- re istologiche al microscopio. Fette tangenziali di bucce, includenti sia l’epidermide che una piccola porzione di tessuto della polpa, sono state accura- tamente tagliate con un rasoio e messe in 8-10 mm di pezzi freschi internodali di giovani branche di melo. Il materiale, tramite aggiunta di sodio fosfato 0.1 M è stato congelato a -20°C. Delle sezioni tra- sversali (20 mm) sono state tagliate con un criostato CM1510 (Leica Microsystems AG, Wetzlar Germany),
e fi ssate utilizzando una soluzione di Cellofl uor allo 0.1%. Le sezioni sono state quindi montate ed esa- minate utilizzando un microscopio Nikon ECLIPSE 80i (Nikon, Tokyo, Japan) dotato di epifl uorescenza per un ingrandimento fi nale di 400x. Le letture al microscopio sono state ottenute sia utilizzando la luce di campo che la fl uorescenza (Ex 340-380).
Risultati
Le proprietà meccaniche delle bacche del data set delle 200 accessioni di vite della collezione sono risultate fortemente diverse sebbene abbiano pre- sentato valori simili per ciascun parametro consi- derato nei due anni d’indagine. In particolare, lo spessore della buccia è variato da valori oscillanti nell’intervallo 130-230 μm, come mostrato in fi gu- ra 1, confermando che la collezione individuata è in grado di ben rappresentare l’intera variabilità esistente in Vitis vinifera. Tale parametro, però, non è apparso legato al grado di maturità delle uve: infatti le cultivar con i più elevati valori di grado zuccherino ed i più bassi livelli di consistenza della bacca e durezza della buccia non hanno mostrato necessariamente i più bassi valori di spessore della buccia.
Le differenze di spessore della buccia osservate in relazione ai genotipi sono dipese sostanzialmente
Figura 1 Figura 2
Fig. 1 - Distribuzione di frequenza dei valori di spessore della buccia osservati su 200 accessioni rappresentanti l’intera collezione di viti presenti a FEM-IASMA Fig. 2 - Sezione trasversale di spessore della buccia di Cabernet franc osservato con illuminazione a luce di campo
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| DIPARTIMENTI | DIPARTIMENTO VALORIZZAZIONE DELLE RISORSE PRODUTTIVEdal numero di strati ipodermici. A titolo esem- plifi cativo si riporta in fi gura 2 il valore più bas- so riscontrato, appartenete alla cultivar Cabernet franc.
Maggiori differenze, invece, si sono riscontrate nel- le prove sperimentali basate su approcci in cui le tecniche colturali erano differenziate.
Uno stress idrico tardivo, imposto dalla pre-invaia- tura sino alla maturazione, ha infl uenzato lo svilup- po delle bacche e le relative proprietà meccaniche. Tale risultato conferma che lo stress idrico può infl uenzare e modifi care la crescita delle bacche durante il processo di maturazione.
In particolare la consistenza della bacca e lo spes- sore della buccia sono stati infl uenzati dallo stress idrico applicato. La riduzione dell’apporto idrico ha signifi cativamente ridotto la consistenza della bacca (-22%), in seguito ad una minore idratazione delle bacche, mentre ha fortemente aumentato lo spessore della buccia (+20%), come protezione fi sio- logica rispetto allo stress indotto.
Anche i dati istologici, osservati attraverso let- ture al microscopio (Fig. 3), hanno conferma- to valori più elevati di spessori della buccia, in seguito a riduzione degli apporti idrici. Il numero di strati cellulari della buccia è risultato simile in relazione alle tesi a confronto, attestandosi a valori di 9, ma si sono apparentemente riscon- trati valori più elevati di grandezza della pare- te cellulare per le bacche delle viti sottoposte a stress idrico.
Modifi cazioni dei valori di spessore della buccia si sono ottenuti anche quando sono stati apportati per via fogliare prodotti a base di silicio o di cal- cio.
Sia nel 2007 su Sangiovese, che nel 2007 e nel 2008 su Pinot grigio, quando si è confrontato l’apporto fogliare di silicio nei confronti di piante non trat- tate si sono riscontrati valori di spessore della buc- cia signifi cativamente superiori (+5-10%). Le bacche della cultivar Chardonnay delle piante in cui era sta- to apportato nel corso della stagione calcio per via fogliare sono risultate signifi cativamente più dure (+10%) rispetto a quelle delle piante di controllo. Sia per applicazioni a base di silicio che di calcio i grappoli sono risultati più sani, meno suscettibili ad attacchi di marciume, confermando che la Texture Analysis potrebbe essere utilizzata per predire fi sio- patie legate a marciumi.
I valori di spessore della buccia ottenuti al micro- scopio sono risultati analoghi a quelli registrati tra- mite misurazione strumentale del Texture Analy- zer, mostrando così la validità e l’utilità di tale strumento.
Fig. 3 - Sezione trasversale di spessore della buccia osservata con illuminazione a fl uorescenza in relazione al trattamento. In alto a) test; in basso b) stress idrico tardivo. Bar = 100 μm; x400
Figura 3a
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