Uma equipe de pesquisa do INRAE e do Instituto Agro mostra que a aquisição da resistência ao cobre pelas leveduras usadas na vinificação ocorreu em contrapartida a uma produção excessiva de sulfeto de hidrogênio (H2S), um composto com odor de ovo podre que altera a qualidade sensorial do vinho. Isso se deve à multiplicação de um gene envolvido na resistência ao cobre, resultando em uma produção excessiva de H2S.
A análise aprofundada de 51 cepas de levedura mostra que, para aquelas com mais de 10 cópias deste gene, a produção de H2S diminui ou até desaparece. Esses resultados, publicados no Scientific Reports, abrem novas perspectivas de pesquisa sobre as cepas de levedura para evitar a produção de H2S durante a vinificação.
O perfil aromático dos vinhos é a principal qualidade buscada pelos consumidores. Uma das etapas chave da vinificação é a fermentação do mosto de uva, durante a qual as leveduras Saccharomyces cerevisiae, usadas desde a antiguidade para produzir vinho, mas também cerveja ou pão, transformam o açúcar contido no mosto de uva em álcool.
Durante esta etapa, as leveduras também sintetizam sulfeto de hidrogênio (H2S) para produzir os aminoácidos sulfurados indispensáveis ao seu desenvolvimento. No entanto, trata-se de um composto com um odor muito desagradável de ovo podre, que pode ser produzido em excesso por S. cerevisiae e assim alterar o gosto do vinho. A produção de H2S é muito cara em termos de energia para a levedura, o que levanta a questão de por que algumas cepas de S. cerevisiae o produzem em excesso.
Os cientistas buscaram uma explicação para esse fenômeno, explorando a ligação entre a síntese de H2S na levedura e duas práticas tradicionais dos profissionais da vinha e do vinho: o tratamento da vinha com calda bordalesa e a adição de sulfito aos mostos de uva.
A calda bordalesa é um tratamento antifúngico à base de cobre usado para proteger a vinha dos fungos, inclusive na agricultura biológica. A adição de sulfito aos mostos de uva consiste na adição de sulfito durante a vinificação, um composto antisséptico e conservante do vinho que ajuda a preservar sua qualidade.
Descoberta do papel crucial de um gene de levedura envolvido na fixação do cobre
Num primeiro momento, os cientistas mostraram que as leveduras Saccharomyces cerevisiae provenientes do vinho tinham uma produção aumentada de H2S em comparação com cepas provenientes da casca de carvalho ou isoladas a partir de mantas de vinho. Essa produção era ampliada pela adição de sulfito, que serve como precursor para a síntese de H2S.
As leveduras Saccharomyces cerevisiae provenientes do vinho adaptaram-se à presença de cobre, devido ao uso corrente da calda bordalesa no tratamento da vinha ao longo de mais de um século. Essa adaptação é caracterizada pela multiplicação do gene CUP1, que permite a produção da proteína Cup1 capaz de fixar o cobre, o que dá à levedura a capacidade de sobreviver em um ambiente rico em cobre. Esta proteína é rica em aminoácidos sulfurados, que necessitam do H2S para a sua produção.
© Irène De Guidi
A adaptação da levedura Saccharomyces cerevisiae do vinho ao cobre devido aos tratamentos anticriptogâmicos à base de calda bordalesa resultou em uma superprodução de H2S durante a fermentação alcoólica. Esta produção excessiva, exacerbada pela adição de sulfito comumente usado na enologia, altera consideravelmente a qualidade do vinho.
51 cepas de leveduras analisadas
Para confirmar esses resultados, os cientistas demonstraram que a exposição das leveduras ao cobre desencadeia uma produção mais elevada de H2S. Uma análise aprofundada de 51 cepas de levedura revela uma relação complexa entre o número de cópias do gene CUP1 no seu genoma e a produção de H2S.
Para cepas contendo de 2 a 10 cópias do gene CUP1 aproximadamente, o caso mais frequente nas leveduras do vinho, a equipe de pesquisa observa um aumento na produção de H2S. No entanto, para cepas contendo um número superior de cópias, a concentração de H2S diminui ou até desaparece, para cepas com mais de 20 cópias do gene.
Este fenômeno é explicado por uma demanda excessiva de aminoácidos sulfurados necessários para a síntese das proteínas Cup1, limitando assim a presença de H2S no vinho utilizado por S. cerevisiae para produzir os aminoácidos.
A aquisição da resistência ao cobre pelas leveduras S. cerevisiae do vinho ocorreu em contrapartida a uma superprodução de H2S. Essa produção excessiva, amplificada pela adição de sulfito comumente utilizado na vinificação, pode alterar consideravelmente a qualidade do vinho. Em resposta a esses defeitos sensoriais, as práticas de trasfega[1] no processo de vinificação foram provavelmente intensificadas para limitar o impacto negativo do H2S no perfil aromático dos vinhos.
Os resultados deste estudo também abrem uma nova linha de pesquisa sobre cepas de leveduras muito resistentes ao cobre (com um grande número de cópias do gene CUP1) para limitar a presença de H2S no vinho. Em um contexto de mudanças de práticas e novas restrições sanitárias ou climáticas, esses resultados mostram que a compreensão dos mecanismos de resistência e adaptação das leveduras é fundamental para otimizar a qualidade dos vinhos.
Nota:
[1] Durante a trasfega, o viticultor decanta o vinho em maturação para eliminar os depósitos indesejáveis. Isso também permite arejar o vinho e limitar o excesso de H2S.
Referência:
De Guidi I. et al. (2024). Copper-based grape pest management has impacted wine aroma.
Scientific reports 14, 10124, DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-60335-9