Un recente studio pubblicato sulla rivista Foods da Chen e colleghi della Northwest A&F University (Cina), in collaborazione con una cantina della regione di Xinjiang, ha identificato un gene chiave, GRE3, implicato nella regolazione della sintesi di alcoli superiori durante la fermentazione alcolica in condizioni di elevato tenore zuccherino.
Lo studio, condotto su Saccharomyces cerevisiae LFE1225, un ceppo ad alta produzione di alcoli superiori, utilizza l’approccio trascrittomico per esplorare in dettaglio la risposta genica a diverse concentrazioni di zucchero, simulando condizioni realistiche di fermentazione da uve sovramature o da climi caldi.
L’approccio trascrittomico permette di analizzare l’intero profilo di espressione genica del lievito durante la fermentazione, individuando con elevata risoluzione temporale e quantitativa quali geni siano attivi, sovra- o sotto-regolati in risposta a specifici stimoli (in questo caso, lo zucchero). È uno strumento sempre più centrale nella microbiologia enologica moderna, perché consente di identificare punti di controllo nel metabolismo fermentativo, su cui poter intervenire con strategie biotecnologiche o nutrizionali.
La trascrittomica ha permesso di individuare oltre 300 geni significativamente modulati nelle diverse fasi della fermentazione. Tra questi, GRE3 è risultato l’unico gene significativamente regolato in tutte le condizioni di elevato zucchero e in tutte le fasi di fermentazione analizzate. Le analisi hanno dimostrato il ruolo di questo gene: la sua disattivazione ha comportato una riduzione degli alcoli superiori fino al 17,76% (a 240 g/L), mentre la sua sovraespressione ha portato a un incremento fino all’8,5% (sempre a 240 g/L).
Per l’enologia questi risultati aprono la possibilità di:
- selezionare o ingegnerizzare ceppi di lievito capaci di modulare la produzione di alcoli superiori in funzione della composizione zuccherina del mosto;
- interpretare con maggiore precisione l’impatto del grado zuccherino delle uve sulla composizione aromatica del vino, in particolare in contesti di sovramaturazione o disidratazione;
- ottimizzare protocolli fermentativi e strategie di nutrizione azotata e redox in funzione dei target aromatici desiderati.
In prospettiva, il gene GRE3 si propone come target privilegiato per lo sviluppo di ceppi di lievito adatti a fermentazioni ad alta densità zuccherina (>300 g/L), mediante strategie di ingegneria genetica o di selezione adattativa. L’integrazione di questi strumenti con la gestione viticola (maturazione spinta, appassimento, etc.) potrà consentire una regolazione più fine del profilo aromatico dei vini, soprattutto in varietà e territori dove il contenuto zuccherino rappresenta una criticità qualitativa.
Chen, L.; Ren, X.; Wang, Y.; Hao, D.; Liang, Y.; Qin, Y. Transcriptomic Identification of Core Regulatory Genes for Higher Alcohol Production in Saccharomyces cerevisiae at Different Sugar Concentrations in Wine Fermentation. Foods 2025, 14, 1476. Disponibile qui
