Estudos de fenómica em estirpes de levedura Saccharomyces e não-Saccharomyces nativas do bago de uva (Vitis vinifera L.) com vista à seleção de culturas starter para produção de vinho regional

Abstract

A crescente universalização da produção de vinho tem restringido o contributo do terroir nos vinhos regionais, levando à perda progressiva da tipicidade. Os microrganismos são a principal força motriz na produção do vinho, conduzindo a fermentação e originando uma série de metabolitos aromáticos. O bago de uva alberga um ecossistema microbiano rico que inclui leveduras fermentativas, bactérias e fungos filamentosos. O presente estudo teve como objetivo a exploração do potencial de leveduras Saccharomyces e non-Saccharomyces nativas de bagos de uva da Quinta de S. Luiz, na região portuguesa DOC Douro, para a produção de vinhos que expressem as características do seu terroir. A tolerância de 15 isolados microbianos a fatores de stresse abiótico foi avaliada, incluindo a etanol, sulfato de cobre, dióxido de enxofre (SO₂), stresse oxidativo e osmótico. As estirpes de Saccharomyces cerevisiae demonstraram maior tolerância ao etanol e ao SO₂, enquanto que as leveduras não-Saccharomyces apresentaram maior tolerância ao stresse osmótico e ao sulfato de cobre. O crescimento e potencial fermentativo das estirpes foi avaliado em meio sintético, através da monitorização da taxa específica de crescimento, consumo de glucose e produção de etanol, ácido acético e glicerol. Todas as estirpes de S. cerevisiae, Lachancea thermotolerans e Metschnikowia pulcherrima apresentaram produção destes solutos, enquanto que Torulaspora delbrueckii não produziu glicerol mas produziu maior quantidade de ácido acético. Foram então conduzidas fermentações sequenciais com leveduras não-Saccharomyces + Saccharomyces em mosto natural obtido de bagos das castas Sousão, Touriga Nacional e Viosinho. M. pulcherrima mostrou baixa capacidade fermentativa devido à sua elevada sensibilidade ao SO₂ adicionado aos mostos. Os vinhos produzidos unicamente com estirpes de S. cerevisiae apresentaram menores níveis de acidez do que os vinhos produzidos por fermentação sequencial, enquanto que o efeito da casta foi muito evidente nos níveis de fenólicos e antocianinas totais dos vinhos. Os resultados são muito relevantes no contexto de desafios atuais na viticultura duriense, incluindo a crescente desacidificação dos vinhos. As estirpes nativas selecionadas no presente trabalho foram utilizadas como culturas starter em fermentações à escala piloto realizadas na adega da Quinta de S. Luiz, e o aroma dos vinhos será avaliado por técnicas de GC-MS e por um painel de provadores especializado. O presente trabalho contribuiu substancialmente para os objetivos do projeto FCT em curso GrapeMicrobiota (PTDC/BAA-AGR/2691/2020).

The increasing universalization in wine production has been restricting the imprint of terroir in regional wines, resulting in progressive loss of typicity. Microbes are the main driving force in wine production, conducting fermentation and originating a myriad of aromatic metabolites. The grape berry hosts a rich microbial ecosystem that includes fermentative yeasts, bacteria and filamentous fungi. The present study thus aimed at exploring the potential of native Saccharomyces and non-Saccharomyces yeasts isolated from grape berries of Quinta de S. Luiz, in the Portuguese Douro wine region, to produce wines that reflect their terroir. The tolerance of 15 yeast isolates to abiotic stress factors including ethanol, copper sulphate, sulphur dioxide (SO₂), oxidative stress, and osmotic stress was initially assessed. Saccharomyces cerevisiae strains showed greater tolerance to ethanol and SO₂, while the non-Saccharomyces yeasts exhibited higher tolerance to osmotic stress and copper sulphate. The growth and fermentative potential of the strains was assessed in synthetic medium, through monitoring of specific growth rates, glucose consumption, and production of ethanol, acetic acid and glycerol. All strains of S. cerevisiae, Lachancea thermotolerans and Metschnikowia pulcherrima displayed ability to produce these solutes, while Torulaspora delbrueckii did not produce glycerol but demonstrated a greater production of acetic acid. Sequential fermentations with non-Saccharomyces + Saccharomyces yeasts were conducted in natural musts from the cultivars Sousão, Touriga Nacional and Viosinho. M. pulcherrima displayed low fermentative ability due to its high sensitivity to SO₂ added in the musts. Wines produced solely with S. cerevisiae strains had lower acidity levels than wines resulting from sequential fermentations, while the cultivar effect was very evident in the levels of total phenolics and anthocyanins of the wines. Results are highly relevant in the context of ongoing challenges in Douro viticulture, including the increasing deacidification of wines. The native yeasts strains selected in this work were used as starter cultures in fermentations at pilot-scale conducted at Quinta de S. Luiz winery, and the wine aroma profile will be evaluated by techniques of GC-MS, and by a panel of wine tasting specialists. The present work contributed greatly for the goals of the ongoing FCT project GrapeMicrobiota (PTDC/BAA-AGR/2691/2020).