innovazioni enologiche
Francesca Zaccarelli

Conoscere gli sforzi di chi ha reso possibile il percorso dalla vigna al calice è una consapevolezza imperativa per capire cosa stiamo degustando. Questo è ancora più importante oggi, in un presente in cui la viticoltura soffre terribilmente del cambiamento climatico, ma alla quale è richiesta la perfezione assoluta, preferibilmente seguendo le regole dell’agricoltura biodinamica, con uve non trattate ma sanissime e mature sotto tutti i profili. La stessa integrità è richiesta all’enologia, dalla quale si pretendono nuove tecniche per non aggiungere solfiti ai mosti, per estrarre più antociani possibili e far esprimere tutti gli aromi del vino nella più compiuta armonia generale. La consapevolezza dei consumatori, l’educazione all’approccio organolettico al cibo e al vino, l’attenzione all’aspetto qualitativo e sanitario di ciò che viene servito in tavola non perdonano il minimo errore. L’informazione è un diritto, ma deve essere completa: sapere cosa si vuole da un vino è un bene, ma occorre essere consci anche di come un prodotto viene realizzato, quali sono le difficoltà che viticoltori ed enologi incontrano quotidianamente, quanto ingegno e impegno occorre mettere in campo per ottenere uve e vini di qualità, piena espressione di un territorio. 

L’enologia e la viticoltura sono scienze precise, che si servono di tecnica, chimica, studio e consolidata esperienza. La poesia viene poi, quando le parti si trasformano, interagiscono, si esprimono e comunicano qualcosa a chi ama il vino, a chi lo serve, a chi lo beve. Trasformare l’uva in vino è altresì un’attività dall’importanza scientifica e culturale molto più ampia di quanto si pensi.


Il metabolismo fermentativo di lieviti, come quello del ben noto Saccharomyces cerevisiae, è un aspetto di grande interesse per il settore agroalimentare. Allo stesso modo, la vite è tra le piante di rilievo botanico più significative in virtù della sua antica storia, della sua adattabilità, della sua sensibilità verso alcuni fenomeni atmosferici e microrganismi patogeni dannosi per interi ecosistemi. La tutela dei settori vitivinicolo ed enologico ha quindi molteplici scopi: garantire prodotti sani e di qualità, creare buone pratiche agricole e diffondere conoscenze scientifiche fruibili per tutti, utili a promuovere una vera sostenibilità ambientale e un profondo miglioramento di tutta la filiera agroalimentare ed enogastronomica. I cambiamenti climatici, in particolare, comportano l’esigenza in viticoltura (e in generale in agricoltura) di sviluppare nuove tecniche e nuovi mezzi per l’ottimizzazione produttiva, ovviamente il meno impattanti possibile per spezzare il circolo vizioso che dall’inquinamento porta a stravolgimenti climatici dannosi. Per quanto riguarda il lavoro in cantina, anche l’enologo deve adottare accorgimenti ulteriori, perché l’effetto del cambiamento climatico sulla composizione dei mosti e sull’identità sensoriale del vino richiede una gestione della fermentazione e dell’invecchiamento ancora più accurata. Tra le operazioni più rilevanti, occorre quantificare per tempo l’azoto prontamente assimilabile per fornire abbastanza nutrienti ai lieviti (la cui presenza dipende da fattori di natura climatica, pedologica e agronomica), oppure evitare lo sviluppo immediato di troppo alcol etilico (rischio sempre più comune dato l’alto tenore di zuccheri delle uve odierne) che arresterebbe il processo fermentativo e quindi la produzione della maggior parte degli aromi del vino.


Per rispondere a queste necessità, negli ultimi anni la nostra vitivinicoltura è diventata sempre più agricoltura di precisione, al fine di adottare misure calibrate per ogni differente situazione. Per fare ciò, si sono intensificate le indagini in vigna e in cantina, rivolgendosi alla tecnologia Smart e a strumenti di proximal sensing (sensoristica prossimale) che utilizzano sensori con acquisizione ad altissima frequenza, a cui si aggiungono GPS ad alta precisione per la georeferenziazione dei rilevamenti. Questa transizione altamente tecnologica è stata possibile grazie alla lungimiranza di alcuni produttori e all’efficienza di eccellenti poli di sperimentazione presenti sul nostro territorio nazionale. Tali realtà di ricerca sono state capaci di escogitare soluzioni innovative e complesse, pensate al contempo per essere estremamente fruibili dai produttori e per promuovere la qualità del vino e dell’ambiente. 

Recentemente ho avuto la fortuna di interagire con due progetti davvero straordinari. Il primo, coordinato dal Dipartimento per l’Innovazione nei sistemi Biologici, Agroalimentari e Forestali (DIBAF) dell’università della Tuscia di Viterbo, ha l’obiettivo di monitorare e curare la vigna in toto, usando droni e sofisticata sensoristica prossimale. Il secondo intende analizzare il vino, dal mosto al prodotto invecchiato, utilizzando un microlaboratorio di poco più di 20 centimetri pilotato da una App utilizzabile tramite tablet e/o smartphone. L’idea nasce dalla startup DNAPhone, creata dall’intuizione di un piccolo gruppo di ricercatori che, dopo anni di ricerca universitaria nel campo della biosensoristica basata su tecniche ottiche e fotoniche, sta creando dispositivi optoelettronici per la diagnostica portatile, in grado di realizzare analisi in maniera semplice utilizzando strumenti largamente diffusi, come il proprio cellulare. La startup si trova presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’università di Parma.


Il DIBAF dell’università della Tuscia – rinomato corso di laurea in enologia e viticoltura – ha ideato un sistema basato sul monitoraggio aereo della salubrità del vigneto tramite il drone Phenodrone™, potenziato dall’applicazione di dispositivi di sensoristica prossimale per il rilievo dei parametri enochimici delle bacche o di specifiche misure fisiologiche e patologiche fogliari. Il tutto è completato dalla presenza in vigna di microcentraline meteorologiche collocate in punti strategici. I dati sono raccolti tramite la tecnologia Internet of  Things, che permette ai dispositivi di comunicare le informazioni registrate, autocalibrarsi di conseguenza e rendere fruibili e condivisibili tutte le misurazioni con altre apparecchiature (ad esempio il computer del tecnico in vigna, che per raccogliere i valori può usare una connessione Bluetooth). Questo articolato sistema di monitoraggio consente di raccogliere dati in modo capillare e specifico, così da individuare esattamente quando e come intervenire con gli eventuali trattamenti in vigna, eliminando tutti i pesticidi e le operazioni che non sono strettamente necessarie.


Questo è particolarmente significativo in presenza di vigneti ampi, che hanno al loro interno diversi cru e mappe di vigore, profondamente differenti tra loro per composizione e struttura del terreno, umidità, illuminazione e microclima. A queste diversità la coltura risponde di conseguenza, evidenziando diversi stati di espressione fisiologica, vigore vegetativo, rese per superficie, sviluppo di parametri qualitativi quali acidità, zuccheri, polifenoli, aromi. La viticoltura non solo deve saper rispettare tali difformità, ma anche corrispondere operazioni colturali specifiche (potatura, irrigazione, concimazione, scelte vendemmiali, ecc.). Il vantaggio dei sensori prossimali sta nella capacità di raccogliere dati in modo autonomo, circoscritto e soprattutto non invasivo (cioè ravvicinato, ma senza arrecare danno alla pianta). L’approccio rappresenta una rivoluzione rispetto al monitoraggio tradizionale, che prevede il prelievo fisico di un campione rappresentativo di uva da un vigneto o da una parte di esso in modo randomizzato e non specifico.

La tecnologia di proximal sensing applicata dal DIBAF consiste in camere RGB (red, green, blue) per la valutazione compositiva e quali-quantitativa dei frutti, una videocamera multi e iperspettrale per la rilevazione di stress ambientali sulla vegetazione, termocamere che sfruttano la respirazione fogliare per capire lo stato idrico della pianta, sensori basati sul rilevamento della fluorescenza della clorofilla e sulla risposta spettrale nel vicino infrarosso (spettroscopia NIR-AOTF), un naso elettronico per le rilevazioni dei composti volatili e la presenza di piccole (ed economicissime) stazioni meteorologiche per raccogliere informazioni e fare previsioni sul meteo in quella zona circoscritta.


Per capire concretamente l’utilità di queste tecnologie, basti pensare che tramite le precise immagini catturate da telecamere a RGB e iperspettrali si possono fare previsioni sull’andamento dello sviluppo dei grappoli, sul contenuto idrico degli acini e sulla quantità di pigmenti, tutti fattori che aiutano a pianificare gli interventi e a prevedere il tempo giusto per la raccolta. La termografia è invece una tecnica di visione rapida e non invasiva che consente di visualizzare i differenziali termici a livello della superficie fogliare, capace di dare informazioni essenziali sullo stato idrico delle piante e, quindi, sulla necessità o meno di cambiare modalità di irrigazione.

I sensori che rivelano la fluorescenza della clorofilla sono stati in molti casi fondamentali per la misura indiretta del tenore in polifenoli e della predizione del colore finale dei vini, come ha dimostrato un recente studio effettuato sulle uve in appassimento in Valpolicella. Grazie allo spettrometro al vicino infrarosso NIR-AOTF si può misurare e mappare la qualità delle uve, oltre allo stato idrico e fisiologico della vegetazione, con una tecnica non distruttiva direttamente sul campo, semplicemente avvicinando la “pistola” del fotometro (detector) al grappolo o alla foglia. Infine, con il naso elettronico è possibile non solo discriminare e caratterizzare il profilo aromatico delle diverse uve, ma anche identificare tra i filari marcatori di natura volatile da ricondurre alla presenza di pericolosi patogeni, per fare diagnosi precoci e tempestive sullo sviluppo di malattie della pianta.


Il lavoro in vigna è oggi ancora più critico e fondamentale, e il progetto di monitoraggio ideato dal DIBAF può fare la differenza. Queste tecnologie sono già state sperimentalmente implementate in ampie aree vitivinicole italiane (tra cui quella del Morellino di Scansano, in provincia di Grosseto), contribuendo in modo significativo al lavoro in campo.
Avere uve di qualità e saperle raccogliere a giusta maturazione tecnologica e fenologica è essenziale per ottenere un mosto promettente. 


Tuttavia, il mosto si trasforma in vino solo se il processo fermentativo è seguito sapientemente, operando continue analisi e intervenendo con aggiunte di SO2, acidi, mosto concentrato rettificato e composti azotati – tutto in maniera mirata e rispettando determinate tempistiche. La maggior parte delle correzioni può esser fatta solo in fase prefermentativa, mantenendo temperature e pH adeguati. 


Un errore in fase iniziale può compromettere il nostro futuro vino in modo irrimediabile. Il prodotto finale va poi scrupolosamente controllato prima di essere messo in commercio, al fine di garantirne la qualità organolettica e la salubrità.

In questo contesto, il dispositivo di Smart Analysis ideato dalla startup DNA Phone nasce per rispondere all’esigenza dei produttori e degli enologi di poter analizzare i principali parametri biochimici dei mosti e del vino in modo immediato e con costi contenuti. Una valida alternativa alle procedure attuali, fatte per lo più avvalendosi di laboratori esterni o di diversi macchinari che non sono in grado di interagire tra loro e che non permettono di avere un gestionale relativo a tutti i dati raccolti, anche nel tempo.

Lo Smart Analysis si avvale di tecniche consolidate unite a strategie innovative per rendere lo strumento semplice da usare ed economico. Le indagini chimiche sono realizzate grazie a un hardware portatile pilotato da un software installato sul proprio smartphone o tablet, scaricabile dall’App Store. L’applicazione è stata disegnata per avere un’interfaccia chiara e intuitiva, con l’appeal e la logica delle App utilizzate nel quotidiano, distaccandosi da pesanti gestionali. L’analisi fatta dall’hardware è elaborata dal software in tempi brevi e i risultati per ogni parametro sono salvati in modo ordinato e automatico su una piattaforma Cloud (cosa oggi ancora più utile dopo l’approvazione del decreto “Campo Libero” che obbliga la digitalizzazione dei registri vitivinicoli). Il sistema è accompagnato da un kit di reagenti, con tutti gli strumenti necessari per un esame di precisione senza bisogno di un laboratorio. In dotazione è data una pipetta concepita in un formato unico, che permette di evitare l’utilizzo delle classiche pipette automatiche pre-calibrate, costose e difficili da adoperare senza esperienza (nell’ottica di ridurre al minimo l’errore manuale, che influisce pesantemente nell’accuratezza e nella precisione dell’analisi). 

Il dispositivo è rappresentato da uno spettrofotometro portatile. Per procedere con la valutazione chimica basta aprire l’App e attenersi alle indicazioni fornite che guidano l’utente, evidenziando piccoli accorgimenti per la corretta esecuzione dell’analisi. L’unico passaggio che richiede il trasferimento manuale di volumi è relativo al prelievo del campione da inserire nella cuvetta, ma i dosatori innovativi sono regolati per raccogliere e rilasciare in un unico gesto solo la giusta quantità di prodotto. Alla soluzione da analizzare si aggiunge il reagente specifico tramite un contagocce calibrato per essere altamente riproducibile. A reazione avvenuta, il dispositivo misurerà l’assorbanza della soluzione (ovvero la concentrazione) e il software elaborerà il dato in automatico, restituendo all’utente i valori relativi al parametro che si è scelto di analizzare.

L’applicazione base per l’analisi di vini e mosti comprende otto parametri, che incidono in modo più significativo sulla qualità del prodotto finale: l’Acido Tartarico, gli zuccheri D-Glucosio / D-Fruttosio, la SO2 libera, la SO2 totale, l’Acido Lattico, l’Acido L-Malico, l’Acido Acetico, il Colore (metodo IV OIV e CIELab). Si possono aggiungere altri parametri per ottenere un’analisi personalizzata, adeguata alle esigenze del produttore o dell’enologo che cura la parte più scientifica della produzione.


La possibilità di aggiornare e arricchire in remoto il contenuto del software, senza la necessità di un intervento tecnico direttamente sulla macchina, è insita nella natura delle App, caratteristica che permette al produttore di scegliere quali parametri aggiungere al proprio laboratorio portatile. La personalizzazione consente di disegnare un set di analisi fatto appositamente in funzione dei vini prodotti: così, si acquista solo il materiale che effettivamente si usa, e non pesanti e complessi pacchetti che non sempre propongono ciò di cui si ha bisogno in cantina. Il dispositivo è alimentato da un caricatore portatile con autonomia di sette ore, pertanto è trasportabile in ogni punto dell’azienda.

Oltre alla performance del dispositivo e alla facilità di utilizzo del sistema, DNAPhone si è occupata delle esigenze relative alla gestione dei dati. L’utente che utilizza la tecnologia Smart Analysis avrà accesso a un Cloud dedicato alle proprie indagini. In questo modo i dati ottenuti saranno conservati per essere consultabili in ogni momento e per essere incrociati tra loro in modo da avere una visione d’insieme dello storico della produzione. Si pensi ad esempio di poter chiedere al gestionale di disegnare graficamente l’andamento dei valori dell’Acido-L-malico o del colore per lo stesso lotto nel tempo o tra lotti diversi, in modo da evidenziare eventuali cambiamenti significativi, traducibili in previsioni nelle produzioni future. 

Avere un gestionale online autonomo, in comunicazione con l’App e accessibile tramite internet da qualsiasi dispositivo connesso a una rete, permette inoltre la condivisione immediata dei risultati per finalità interne o esterne all’azienda, rendendo tutto il sistema “portatile” non solo fisicamente ma anche a livello di gestione e fruibilità dei dati. Un’ulteriore caratteristica del Cloud è la sua totale apertura verso altri sistemi, sia per la possibilità di interazione con altri gestionali o software digitali, sia per l’integrazione di dati raccolti con altri strumenti o altre tecnologie.


Non è tutto. Ad oggi DNAPhone si sta concentrando sul settore enologico, ma la modularità dell’hardware e la potenza del software permettono di analizzare i parametri qualitativi di diversi prodotti alimentari. Pertanto con un unico dispositivo si potranno fare analisi, ad esempio, su olio, aceto, latte, birra, ortaggi e frutta, scaricando l’aggiornamento aggiuntivo per quello specifico alimento che si inserirà automaticamente nel menu della App. 


Avreste mai immaginato che dietro al calice di vino che consumate quotidianamente ci fosse tanta scienza, tanta professionalità, tanta straordinaria bravura? Ora lo sapete. Finché realtà come il DIBAF e la DNAPhone continueranno a sperimentare e fare ricerca, le nostre vigne e le nostre cantine riceveranno gli strumenti necessari per continuare nel loro straordinario operato, dando a noi sommelier la sicurezza di bere un prodotto di qualità e a impatto ambientale ridotto.

Vitae 12
Vitae 12
Marzo 2017
In questo numero: Un re immortale di Mariano Francesconi; Il pregio di essere Pignolo di Renzo Zorzi; Caffè? di Morello Pecchioli; Il riposo del vino di Alessia Cipolla; Sommelier da Gran Premio di Emanuele Lavizzari; Calici tra i boccali di Marco Carnovale; Il vino lo porto da casa di Valerio M. Visintin; Innovazioni enologiche di Francesca Zaccarelli; L’anima nera della birra di Riccardo Antonelli; L’olio dei tanti perché di Luigi Caricato; Dolce StilNovo di Marco Starace; La mineralità è d’attualità di Mario Fregoni.