Application of ozone in the microvinification in replacement of sulphite

Abstract

Sulfur dioxide (SO 2 ) is the additive that is most frequently used to avoid wine spoilage. However, it can cause sensorial alterations in the final product and presents risks to human health. Ozone has been proposed at different stages of wine production. However, it has not yet been used directly in the must to control microorganism growth. Therefore, the purpose of this research was to investigate the viability of ozone as substitute for SO 2 in some stages of wine production. For this, experiments were carried out in two parts. First, the ozone effect (0 to 7.5 mg.L -1 for 10 min) on microorganisms with enological importance (Saccharomyces cerevisiae, Lactobacillus casei, Leuconostoc mesenteroides, Pediococcus acidilactici, and Gluconobacter oxydans) in vitro in comparison with SO 2 treatment was analyzed. Ozone was more effective in reducing the population of lactic bacteria (LAB) compared with the SO 2 treatment, even in the presence of grape nutrients and under winemaking conditions. Ozone also caused a reduction in acetic bacteria (AAB). However, biofilm production may have affected the results. In the second part, wines were produced with Syrah grapes by microvinification. Ozone was applied at different concentrations (2 – 12 mg.L -1 ) and treatment times (5 – 25 min) at days 1, 6 and 16 of fermentation. A standard treatment was performed employing potassium metabisulfite. The control was performed without O 3 or SO 2 . The yeasts, LAB and AAB were quantified after the treatments. The analyses of anthocyanins, color parameters, phenolic content, antioxidant activity and volatile compounds were performed after the end of alcoholic fermentation. The yeasts, LAB and AAB were not affected by the treatments with ozone, nor were the total and polymeric anthocyanins, color density, polymeric color, chromatic characteristics, polyphenol content and antioxidant activity. Wines produced with higher ozone concentrations acquired aging characteristics, presented decreased monomeric anthocyanins, increased percentage of polymeric color and increased yellow/brown shades and tonality. This suggests that the use of ozone as a substitute of sulfite may confer aging characteristics to wine in terms of color and may contribute to reducing the time needed for maturation. Of the analyzed volatile compounds, acetaldehyde reached the sensorial detection limit in all the treatments. In some wines treated with ozone for 15 and 25 min, methanol was present in quantities above those permitted by Brazilian law. These volatile compounds are important for the sensory quality and safety of wines. Such changes should be taken into account before using ozone as a substitute for sulfite in wine production.

O dióxido de enxofre (SO 2 ) é o aditivo mais frequentemente utilizado para evitar a deterioração de vinhos. No entanto, ele pode causar alterações sensoriais no produto final e apresentar riscos à saúde humana. O ozônio, por sua vez, tem sido proposto em diferentes fases da produção de vinho, porém ainda não diretamente no mosto para o controle de micro-organismos. O objetivo desta pesquisa foi investigar a viabilidade do ozônio como substituto ao SO 2 em algumas etapas da linha de produção de vinhos. Para isso, os trabalhos foram realizados em duas etapas. Na primeira etapa, analisou-se o efeito do ozônio (0 a 7,5 mg.L -1 , durante 10 min) sobre micro-organismos de importância enológica (Saccharomyces cerevisiae, Lactobacillus casei, Leuconostoc mesenteroides, Pediococcus acidilactici e Gluconobacter oxydans), in vitro, em comparação ao tratamento com SO 2 . O ozônio foi mais eficaz que o SO 2 na redução das populações de bactérias lácticas (BAL), permitindo a permanência das leveduras, mesmo na presença dos nutrientes da uva e nas condições de vinificação. O ozônio causou também a redução das bactérias acéticas (BAC), porém, a produção de biofilme pode ter afetado os resultados. Na segunda etapa dos trabalhos foram produzidos vinhos com uvas var. Syrah, pelo processo de microvinificação. O ozônio foi aplicado em diferentes concentrações (2 a 12 mg.L -1 ) e tempos de tratamento (5 a 25 min), nos dias 1o, 6o e 16o da fermentação alcoólica. Foi realizado um tratamento testemunha, empregando-se metabissulfito de potássio, e um controle, sem adição de ozônio ou SO 2 . Leveduras, BAL e BAC foram quantificadas logo após os tratamentos. As análises de antocianinas, parâmetros de cor, concentração de polifenóis totais, atividade antioxidante e compostos voláteis foram realizadas após o fim da fermentação alcoólica. Leveduras, BAL e BAC não foram afetadas pelos tratamentos com ozônio, assim como as antocianinas totais e poliméricas, densidade de cor, cor decorrente das antocianinas poliméricas, características cromáticas, polifenóis totais e atividade antioxidante. Os vinhos produzidos com maiores concentrações de ozônio adquiriram características de vinho envelhecido, apresentando diminuição nas antocianinas monoméricas, aumento no percentual da cor decorrente das antocianinas poliméricas e aumento na tonalidade amarelo/amarronzada, o que pode contribuir para reduzir o tempo necessário de envelhecimento para que o vinho atinja a coloração desejada. Entre os compostos voláteis analisados, o acetaldeído atingiu o limite de detecção sensorial em todos os tratamentos. Em alguns vinhos tratados com ozônio por 15 e 25 min, o metanol estava presente em quantidade acima do permitido pela legislação Brasileira. Estes compostos voláteis são importantes para a qualidade sensorial dos vinhos e tais alterações devem ser levadas em consideração antes de se empregar o ozônio como um substituto do sulfito na produção de vinho.