2. STRUTTURA E COMPONENTI CELLULARI DELLA BUCCIA D’UVA
2.3 I VINACCIOLI
2.3.3 Sensazioni di astringenza e di amaro
I polifenoli hanno la proprietà di associarsi con le proteine salivari; i complessi tannino-proteina che si formano possono precipitare. Questo fenomeno si traduce con una sensazione di secchezza della bocca, talvolta sgradevole, chiamata astringenza (Bate-Smith, 1954). Dal momento che in bocca non esistono dei recettori specifici per l’astringenza tale sensazione non può essere definita come un gusto vero e proprio; mentre la sensazione di amaro, associata anche ai composti fenolici, fa parte dei cinque gusti fondamentali (Lea, 1992). Anche se i meccanismi non sono ancora noti, Lea suggerisce che i polifenoli amari attraversino i recettori di membrana della lingua per reagire con una proteina specifica. Per formare complessi relativamente stabili con le proteine, i polifenoli devono avere pesi molecolari relativamente elevati in modo da stabilire un numero
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sufficiente di legami, d’altra parte, se il peso molecolare è troppo elevato, non sono in grado di legarsi al centro attivo della proteina per ragioni steriche, e di conseguenza i legami diventano più deboli.
I legami più stabili si formano con le procianidine oligomere, mentre l’aumento di peso molecolare delle procianidine per galloilazione aumenta la loro astringenza. Lea et al. (1978 e 1992), negli studi relativi alle proprietà organolettiche delle procianidine, hanno proposto due curve che riflettono l’ordine di grandezza dell’astringenza e dell’amaro in funzione del loro peso molecolare (Fig. 11).
Figura 11: Relazione tra astringenza, amaro e peso molecolare (grado di polimerizzazione) delle procianidine (Lea, 1992).
La sensazione di amaro più importante si ha a livello delle procianidine tetramere, mentre l’astringenza aumenta fino alle procianidine eptamere per poi diminuire.
Sembra che le procianidine più condensate abbiano difficoltà ad attraversare la membrana lipidica del recettore per poter reagire con la proteina responsabile dell’amaro, e questo spiegherebbe la diminuzione di tale sensazione.
Nel caso del vino, durante l’affinamento e l’invecchiamento i polifenoli si ossidano e polimerizzano in modi diversi; questi fenomeni sono accompagnati dalle combinazioni con i polisaccaridi e altri polifenoli, come ad esempio con gli antociani (Glories, 1978). La reattività dei tannini dipende dal tipo di polimero che si forma. L’invecchiamento comporta una diminuzione dell’amaro e, nei vini troppo invecchiati, i grossi polimeri che si formano, precipitano con possibile diminuzione anche dell’astringenza (De Freitas, 1995).
2.3.3.1 Valutazione della cinetica di formazione dei complessi tannino-proteina
Gli studi di De Freitas (1995) sui complessi tannino-proteina con proteine di peso molecolare diverso (sieroalbumina bovina - BSA, ovoalbumina, chimotripsinogeno A e ribonucleasi A), mediante nefelometria, hanno dimostrato che la cinetica è tanto più lenta quanto più piccola è la proteina. Infatti solo le proteine ad alto peso molecolare hanno una buona affinità nei confronti dei tannini. Si ritiene pertanto che la BSA sia adatta a seguire
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la cinetica di precipitazione delle diverse procianidine (tale proteina viene scelta anche da altri autori, come riferimento nello studio di tali associazioni).
La cinetica di formazione dei complessi tannino-proteina viene monitorata in una miscela di procianidine oligomere da vinaccioli in presenza di BSA (Fig. 12). Nel grafico si distinguono essenzialmente due zone: la prima (A) nella quale la formazione di complessi insolubili tannino-proteina aumentano costantemente (durante i primi due minuti la reazione è lineare); la seconda (B) nella quale la formazione dei complessi cessa e mantiene un andamento costante. Poche ore dopo il complesso precipita e la torbidità della soluzione diminuisce molto lentamente.
Figura 12: Evoluzione nel tempo della torbidità derivante dalle interazioni tra la BSA e le procianidine oligomere (di peso molecolare compreso tra 578 e 1038) (De Freitas, 1995).
La cinetica di formazione del torbido può esser spiegata con la saturazione dei siti di legame della BSA. La loro accessibilità dipende dalla struttura proteica e dalle procianidine. Pertanto, l’impedimento sterico derivante dalla complessità strutturale delle procianidine impedisce le connessioni con i centri reattivi della proteina. Non appena essi entrano in contatto, i siti più accessibili vengono occupati per primi e la proteina diventa meno idrofila. Questo causa la formazione della torbidità che aumenta finché vengono occupati tutti i siti, fino alla massima torbidità.
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De Freitas, ritiene quindi la pendenza della retta (k) equivalente all’efficacia tannante, mentre la torbidità massima (tmax) corrispondente al potere tannante della procianidina nei confronti della BSA.
2.3.3.2 Evoluzione del ‘potere tannante’ e dell’ ‘efficacia tannante’ delle procianidine in funzione del loro peso molecolare
L’evoluzione nefelometrica dell’intensità del torbido formatosi durante la reazione della BSA con le diverse procianidine valutate è riportata in Fig. 13. I valori di Pt ed Et sono stati determinati direttamente dato il valore costante del rapporto tra tmax e k e la quantità di procianidine. Con ciò sono stati in grado di stabilire le relazioni tra il potere tannante e l’efficacia tannante in funzione del peso molecolare delle procianidine oligomere. Risulta che i valori Pt ed Et aumentino linearmente in funzione del peso molecolare delle procianidine. Questo andamento deriva da un aumento regolare del numero di legami della molecola con la proteina. I vincoli conformazionali che si oppongono a questo andamento, non svolgono un ruolo determinante.
Figura 13: Andamento della torbidità formatasi per interazione tra la BSA e le procianidine oligomere, con diversi pesi molecolari (M.M)(De Freitas, 1995).
Al contrario, le procianidine presenti nella frazione E presentano un potere tannante più basso nei confronti della BSA rispetto a quelle della frazione precedente D (Fig. 12). Questo è probabilmente correlato alla complessità strutturale delle molecole.
Il potere tannante e l’efficacia tannate delle procianidine polimerizzate sono molto più importanti di quelli delle procianidine oligomere; tuttavia, a differenza di queste ultime il loro andamento non è lineare. L’efficacia tannante delle procianidine polimerizzate tende a diminuire a partire da pesi molecolari di 2500, mentre il potere tannante diminuisce a partire da pesi molecolari di 3000. Queste molecole di grandi dimensioni, non sono in grado di legarsi ai centri attivi della BSA ed il legami diventano più deboli.
Il modello presentato da De Freitas rappresenta un valido approccio per l’interpretazione delle interazioni tannino-proteina. La formazione di complessi insolubili tra i tannini e la
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BSA nel tempo aumenta progressivamente fino a raggiungere un plateau. Per una stessa quantità di proteina, l’intensità massima della torbidità dipende in maniera lineare dalla concentrazione di procianidine e quindi dal loro grado di polimerizzazione. In questo modo vengono stimati i parametri relativi al potere tannante e all’efficacia tannante della soluzione, nei confronti della BSA.
A seconda del tipo di vino, i valori del potere tannante possono essere molto diversi. La natura del vitigno, del suolo, l’età del vino e le diverse tecniche di vinificazione e di estrazione sono i fattori determinanti che influenzano il potere tannante dei vini.