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Upcycling dei sottoprodotti vinicoli come alternative naturali ai solfiti

Giugno 17, 2025

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L’upcycling dei sottoprodotti viticoli come alternative naturali ai solfiti rappresenta una delle innovazioni più promettenti per l’industria vitivinicola contemporanea, chiamata a ridurre l’anidride solforosa (SO2) sia per le preoccupazioni legate ad allergie e sensibilità individuali, sia per il crescente interesse dei consumatori verso i vini naturali.

La bioeconomia circolare, d’altra parte, può consentire di valorizzare anche le vinacce d’uva (20-30% delle uve trasformate) – in quanto ricche di polifenoli bioattivi come antociani, flavonoli, flavanoli, acidi fenolici e resveratrolo (Peixoto et al., 2018) – nella stessa filiera vitivinicola. Così da trasformare le relative perdite e sprechi alimentari in preziose risorse, anche per produrre ingredienti nutraceutici (Fernandes et al., 2025).

Bioma SA (Quartino, Svizzera) ha sviluppato una tecnologia pionieristica per convertire questi scarti in additivi funzionali per la vinificazione (Mercanti et al., 2024), offrendo un’alternativa efficace ai solfiti che supporta la viticoltura sostenibile, si spera anche biologica. La ricerca si distingue per la rigorosa validazione scientifica che dimostra il mantenimento della qualità organolettica del vino e la sua caratterizzazione (Mercanti et al., 2025).

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Solfiti, salute e qualità del vino

La sensibilità ai solfiti colpisce circa l’1% della popolazione generale, ma si presenta nel 3-10% delle persone con asma (Vally & Misso, 2012). Gli studi clinici confermano che i soggetti sensibili ai solfiti con asma possono reagire all’ingestione di alimenti e bevande contenenti solfiti, con la probabilità di reazione dipendente dalla natura dell’alimento, dal livello di solfiti residui e dalla sensibilità del paziente (Taylor et al., 1988).

Nel contesto della produzione di vino, l’uso di dosi eccessive di SO₂ deve essere evitato non solo per le reazioni avverse nei soggetti sensibili, ma anche perché dal punto di vista enologico può causare alterazioni organolettiche nel prodotto finale, neutralizzare l’aroma e persino produrre difetti aromatici caratteristici (Santos et al., 2015).

I regolamenti europei hanno progressivamente ridotto i livelli di SO₂ consentiti attraverso un quadro normativo completo. Il Regolamento Delegato della Commissione (UE) 2019/934 stabilisce attualmente limiti massimi di contenuto totale di anidride solforosa di 150 mg/L per i vini rossi e 200 mg/L per i vini bianchi e rosati. Questi limiti possono essere innalzati a 200 mg/L per i vini rossi e 250 mg/L per i vini bianchi e rosati quando il contenuto di zuccheri (espresso come somma di glucosio e fruttosio) supera i 5 g/L. Per specifiche denominazioni di origine protette e vini con caratteristiche particolari, il regolamento prevede limiti elevati fino a 400 mg/L in condizioni definite.

Il regolamento UE riconosce che ‘alla luce degli attuali studi scientifici sulla riduzione e sostituzione dei solfiti nel vino e sull’assunzione di solfiti dal vino nella dieta umana, i limiti massimi potrebbero essere riesaminati in una data successiva al fine di ridurli ulteriormente’, mentre la domanda dei consumatori tende sempre più a favorire bevande senza o con quantità minime di solfiti aggiunti.

L’innovazione Bioma: trasformare le vinacce in alternative naturali ai solfiti

La tecnologia Bioma rappresenta un cambio di paradigma nella vinificazione affrontando simultaneamente multiple sfide: ridurre l’uso di SO₂, valorizzare gli scarti agricoli e mantenere la qualità del vino. La linea di additivi Epyca dell’azienda svizzera deriva dalle vinacce d’uva accuratamente processate, ricche di composti fenolici che forniscono proprietà antimicrobiche e antiossidanti naturali.

I fitochimici bioattivi presenti nei sottoprodotti vinicoli sono principalmente rappresentati da (poli)fenoli, che vengono sintetizzati nelle piante attraverso due vie metaboliche fondamentali: la via dell’acetato, responsabile della biosintesi dei flavonoidi e di altri polifenoli, e la via dello shikimato, implicata nella formazione di composti aromatici (Teixeira et al., 2014). Questi composti includono:

antociani, i quali offrono protezione antiossidante e stabilità del colore;
flavanoli, che contribuiscono alla struttura e all’astringenza offrendo proprietà antimicrobiche;
acidi fenolici, che mostrano forte capacità antiossidante;
resveratrolo e stilbeni, che offrono proprietà sia di conservazione che salutistiche.

Il processo di upcycling trasforma quello che altrimenti sarebbe un rifiuto in ingredienti funzionali ad alto valore. Il presente studio ha stabilito che il processo di vinificazione fornisce un’eccellente fonte di materie prime per il recupero di ingredienti ricchi di preziosi composti fenolici, contribuendo così alla bioeconomia circolare (Fraga-Corral et al., 2021). Questo approccio si allinea con gli obiettivi di sviluppo sostenibile creando valore economico dai sottoprodotti del vigneto.

Metodologia per l’analisi comparativa

Per validare l’efficacia degli additivi Bioma, Mercanti et al. (2025) hanno condotto uno studio comparativo completo esaminando i profili elementari di vini prodotti attraverso metodi di vinificazione tradizionali e alternativi. Lo studio ha impiegato uve Sangiovese, con mosti identici divisi tra protocollo tradizionale basato sui solfiti e vinificazione basata su Bioma.

L’approccio analitico ha utilizzato ICP-MS a triplo quadrupolo (Thermo Fischer iCAP TQe) per quantificare 23 elementi rappresentanti marcatori del suolo, input agricoli e potenziali contaminanti. Questa strumentazione sofisticata ha consentito l’analisi multi-elementare simultanea con sensibilità superiore e ridotte interferenze spettrali. La preparazione del campione ha coinvolto la mineralizzazione con acido nitrico e perossido di idrogeno, seguita da digestione controllata a 85°C.

Entrambi i protocolli di vinificazione sono stati testati con vini invecchiati in botti di rovere o in serbatoi di acciaio inossidabile, consentendo la valutazione dell’interazione tra metodo di conservazione e tecnica di invecchiamento. L’analisi statistica ha impiegato ANOVA (Analysis of Variance) a una e due vie, con l’analisi delle componenti principali (Principal Component Analysis, PCA) che forniva discriminazione multivariata tra i metodi di produzione.

Risultati del profilo elementare: indicatori di sicurezza e qualità

La caratterizzazione multi-elementare ha rivelato che i vini prodotti con Bioma mantenevano composizioni elementari comparabili ai vini tradizionali pur esibendo caratteristiche distinte. Criticamente, tutti gli elementi potenzialmente tossici rimanevano ben al di sotto delle soglie di sicurezza UE:

piombo: ≤5,9 µg/L (limite UE: 150 µg/L)
cadmio: ≤0,3 µg/L (limite UE: 100 µg/L)
arsenico: ≤12,1 µg/L (ben al di sotto delle preoccupazioni di sicurezza).

Questi risultati confermano che il processo di vinificazione alternativo non compromette la sicurezza del vino riguardo alla contaminazione da metalli pesanti. Il mantenimento di questi livelli bassi è particolarmente significativo date le preoccupazioni dei consumatori sull’esposizione cumulativa agli elementi tossici attraverso fonti alimentari.

Lo studio ha identificato diversi elementi in traccia che variavano significativamente tra i metodi di vinificazione, servendo potenzialmente come marcatori per l’autenticazione:

il manganese ha mostrato sensibilità inaspettata ai metodi di produzione (intervallo 1,38-1,86 mg/L);
il rubidio era più alto nei vini invecchiati in legno, particolarmente nei campioni Bioma (9,9 ± 0,58 mg/L);
lo stronzio era costantemente elevato nei vini Bioma, suggerendo firme specifiche del metodo.

Riduzione dei solfiti, implicazioni normative e risvolti economici

Food Information Regulation (EU) 1169/2011 prescrive l’indicazione obbligatoria dei solfiti, in etichetta dei vini, quando la concentrazione di SO₂ totale supera 10 mg/L. Lo studio di Mercanti et al. (2025) non ha analizzato la SO₂ bensì il contenuto totale di zolfo, a cui contribuiscono la SO₂ libera (additivo conservante), la SO₂ legata (inattiva, complessata con composti del vino), i composti di zolfo naturali da uve e fermentazione, lo zolfo proveniente da suolo, acqua e aminoacidi, e altre molecole contenenti zolfo. Rilevando come, nei vini da uve Sangiovese invecchiati in legno prodotti con gli additivi Bioma, rispetto a quelli tradizionali, lo zolfo totale sia quasi dimezzato: 107 ± 4,67 mg/L rispetto a 209 ± 11 mg/L. (Mercanti et al. 2025).

La drastica riduzione dei solfiti suggerisce perciò che la tecnologia Bioma possa favorire anche la produzione di vini con livelli di SO₂ totale inferiori alla soglia (10 mg/L) che impone la loro indicazione obbligatoria in etichetta. Questo progresso potrebbe rivoluzionare l’accesso al mercato per i consumatori sensibili ai solfiti, oltre a soddisfare la crescente domanda di vini con ‘clean label’. Precedenti studi (Delmas et al., 2016) hanno tra l’altro già rilevato come i consumatori preferiscano vini rossi senza solfiti aggiunti – a causa della percezione che essi possano causare mal di testa – e siano disposti a riconoscere il loro valore aggiunto.

Stabilità microbiologica e organolettica

I composti fenolici negli additivi Bioma forniscono meccanismi di protezione molteplici che replicano e potenzialmente superano le funzioni conservative della SO₂. Le formulazioni della linea Epyca, sviluppate dalla Bioma Company, sono state oggetto di appositi studi (Mercanti et al., 2024) che mostrano come questi additivi mantengano la stabilità del vino attraverso:

Attività antiossidante. I polifenoli neutralizzano i radicali liberi e chelano i metalli pro-ossidanti;
Proprietà antimicrobiche. Gli acidi fenolici e i tannini inibiscono i microrganismi deterioranti;
Stabilizzazione del colore. Gli antociani e i cofattori di copigmentazione preservano l’attrattiva visiva;
Miglioramento strutturale. I tannini contribuiscono alla sensazione in bocca e al potenziale di invecchiamento.

La conservazione delle qualità organolettiche è stata confermata attraverso un’analisi completa dei composti volatili. I vini Bioma hanno mantenuto profili aromatici caratteristici evitando i difetti sensoriali a volte associati all’uso eccessivo di SO₂. Gli additivi alternativi hanno contribuito con quantità minime (circa 1 mg/L di fenoli), assicurando nessuna alterazione significativa della composizione o del sapore del vino.

Analisi delle componenti principali: distinguere i metodi di produzione

I risultati dell’analisi delle componenti principali hanno fornito prove convincenti sulla capacità di distinguere i diversi protocolli di vinificazione:

con le prime due componenti principali che spiegavano il 90,5% della varianza totale, emergeva una chiara separazione tra vini Bioma e tradizionali;
questa distinzione suggerisce che la caratterizzazione multi-elementare potrebbe servire come strumento di autenticazione per verificare i metodi di produzione e supportare iniziative di tracciabilità.

Gli elementi che contribuivano più fortemente alla separazione includevano manganese, rubidio, stronzio, arsenico e zinco lungo PC1, mentre sodio, calcio e potassio mostravano correlazioni inverse.

Implicazioni più ampie per la vinificazione sostenibile

L’innovazione Bioma esemplifica il potenziale dei principi dell’economia circolare nelle industrie tradizionali. Valorizzando i flussi di rifiuti in input preziosi, questo approccio affronta multiple sfide di sostenibilità:

riduzione delle perdite e sprechi alimentari (FLW), valorizzando il 20-30% della massa dell’uva tipicamente scartata;
riduzione chimica, eliminando o minimizzando l’uso di conservanti di sintesi chimica;
efficienza energetica, utilizzando materiali disponibili localmente senza lavorazione estensiva
valore economico, creando nuovi flussi di entrate dai sottoprodotti.

Grandi quantità di vinacce sono prodotte durante un breve periodo di raccolta, il che aumenta la concentrazione per area (Zacharof, 2017). I benefici ambientali si estendono oltre l’upcycling di perdite e sprechi alimentari, poiché lo smaltimento delle vinacce spesso coinvolge processi ad alta intensità energetica o crea inquinamento attraverso la decomposizione.

Prospettive future e direzioni di ricerca

La dimostrazione di successo di questa innovazione apre numerose strade per ulteriori sviluppi:

Sicurezza del materiale di origine e certificazione biologica. Dare priorità ai sottoprodotti del vigneto biologico per eliminare i rischi di contaminazione da pesticidi
Studi di ottimizzazione. Affinare i metodi di estrazione e applicazione per la massima efficacia
Espansione varietale. Testare l’efficacia su diversi cultivar d’uva e stili di vino
Valutazione della durata di conservazione. Studi di stabilità a lungo termine confrontando la conservazione tradizionale e alternativa
Profilazione sensoriale. Studi di accettazione del consumatore e valutazioni di panel addestrati
Analisi economica. Valutazioni costi-benefici per l’implementazione commerciale

La ricerca futura dovrebbe dare priorità alla quantificazione precisa della SO₂ utilizzando metodi di aspirazione o iniezione in flusso per stabilire definitivamente se i vini Bioma mantengano costantemente livelli sotto i 10 mg/L. Inoltre, investigare la biodisponibilità dei composti fenolici da questi additivi potrebbe rivelare potenziali benefici per la salute oltre l’evitamento degli allergeni.

Garantire la sicurezza attraverso la selezione di vigneti biologici

Una considerazione critica per l’implementazione futura coinvolge la selezione delle fonti dei sottoprodotti del vigneto. Dato che residui di pesticidi quantificabili sono stati osservati in più dell’86% dell’uva da agricoltura convenzionale (Stávková et al., 2021), l’uso di flussi di vigneti biologici diventa imperativo per garantire la sicurezza di questi additivi. La ricerca dimostra che il tasso di trasferimento di pesticidi nelle vinacce variava dal 17,76% al 51,55% (Martín-García et al., 2024), con i pesticidi lipofili particolarmente inclini all’accumulo nei sottoprodotti solidi. Inoltre, metalli pesanti e residui di pesticidi possono essere presenti nei rifiuti vinicoli (Zacharof, 2018), necessitando un’attenta selezione e monitoraggio delle fonti.

L’adozione di sottoprodotti di vigneti biologici eliminerebbe questi rischi di contaminazione allineandosi con l’ethos di sostenibilità dell’approccio dell’economia circolare. Gli studi confermano che i sistemi di produzione biologica risultano in residui di pesticidi sostanzialmente più bassi, con 23 campioni privi di residui/metaboliti quantificabili o contenenti residui approvati per la produzione biologica (Stávková et al., 2021). Questa strategia assicurerebbe che questo tipo di additivi rimangano liberi dalla contaminazione da pesticidi sintetici, mantenendo l’integrità del prodotto e la sicurezza del consumatore.

Conclusioni

L’indagine completa della tecnologia innovativa di Bioma dimostra un approccio trasformativo alla vinificazione che affronta con successo le sfide sanitarie, ambientali e qualitative simultaneamente. Valorizzando i sottoprodotti del vigneto ricchi di composti fenolici bioattivi, questo metodo fornisce alternative naturali all’anidride solforosa mantenendo la stabilità microbiologica e le qualità organolettiche essenziali per la conservazione del vino.

L’analisi di profilazione elementare conferma che i vini prodotti con additivi Bioma rispettano tutti gli standard di sicurezza UE per gli elementi tossici pur esibendo firme distintive che potrebbero supportare l’autenticazione e la tracciabilità. La sostanziale riduzione del contenuto totale di zolfo suggerisce il potenziale per produrre vini sotto la soglia di 10 mg/L di SO₂, eliminando l’etichettatura obbligatoria degli allergeni e espandendo l’accessibilità per i consumatori sensibili.

Oltre ad affrontare la sensibilità ai solfiti, questa innovazione risponde a preoccupazioni sanitarie più ampie sull’esposizione alla SO₂, inclusi effetti respiratori, cardiovascolari e metabolici documentati in studi epidemiologici. L’approccio dell’economia circolare trasforma le passività ambientali in risorse preziose, contribuendo alla viticoltura sostenibile creando opportunità economiche.

Le distinte impronte elementari identificate attraverso l’analisi multivariata stabiliscono che i metodi di vinificazione alternativi possono essere scientificamente verificati, fornendo strumenti per la conformità normativa e la protezione del consumatore. Mentre l’industria vinicola continua ad evolversi verso pratiche sostenibili, il modello Bioma dimostra che l’innovazione radicata nei principi dell’economia circolare può fornire risultati superiori per la salute umana, la protezione ambientale e la qualità del prodotto.

Il futuro della vinificazione veramente sostenibile e responsabile dipende indubbiamente dal dare priorità alla viticoltura biologica per garantire gli input più puliti possibili per questi preziosi prodotti upcycled, eliminando così le preoccupazioni sui residui di pesticidi e elevando ulteriormente l’integrità del prodotto.

Questo lavoro pionieristico stabilisce una fondazione per la prossima generazione di pratiche enologiche sostenibili, dove le perdite e gli sprechi alimentari diventano risorsa, la tradizione abbraccia l’innovazione e la produzione vinicola si allinea con gli imperativi sanitari e ambientali contemporanei. Il successo di questo approccio suggerisce che strategie simili potrebbero trasformare altri settori dell’industria alimentare e delle bevande, contribuendo a un futuro più sostenibile e attento alla salute.

#Wasteless

Dario Dongo

Riferimenti

Australasian Society of Clinical Immunology and Allergy (ASCIA). (2024). Sulfite sensitivity. https://www.allergy.org.au/patients/other-allergy/sulfite-sensitivity
Bush, R. K., Taylor, S. L., & Busse, W. (1986). A critical evaluation of clinical trials in reactions to sulfites. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 78(1 Pt 2), 191–202. https://doi.org/10.1016/0091-6749(86)90012-6
Commission Delegated Regulation (EU) 2019/934 of 12 March 2019 supplementing Regulation (EU) No 1308/2013 of the European Parliament and of the Council as regards wine-growing areas where the alcoholic strength may be increased, authorised oenological practices and restrictions applicable to the production and conservation of grapevine products, the minimum percentage of alcohol for by-products and their disposal, and publication of OIV files. Current consolidated text: 29/12/2024 http://data.europa.eu/eli/reg_del/2019/934/2024-12-29
Delmas, M. A., Gergaud, O., & Lim, J. (2016). Does organic wine taste better? An analysis of experts’ ratings. Journal of Wine Economics, 11(3), 329-354. https://doi.org/10.1017/jwe.2016.14
Fernandes, R., Medrano-Padial, C., Dias-Costa, R., Domínguez-Perles, R., Botelho, C., Fernandes, R., & Barros, A. N. (2025). Grape stems as sources of tryptophan and selenium: Functional properties and antioxidant potential. Food Chemistry: X, 26, 102260. https://doi.org/10.1016/j.fochx.2025.102260
Fraga‑Corral, M., Otero, P., Echave, J., Garcia‑Oliveira, P., Carpena, M., Jarboui, A., Nuñez‑Estevez, B., Simal‑Gandara, J., & Prieto, M. A. (2021). By‑products of agri‑food industry as tannin‑rich sources: A review of tannins’ biological activities and their potential for valorization. Foods, 10(1), Article 137. https://doi.org/10.3390/foods10010137
Lester, M. R. (1995). Sulfite sensitivity: Significance in human health. Journal of the American College of Nutrition, 14(3), 229–232. https://doi.org/10.1080/07315724.1995.10718500
Martín-García, B., Longo, E., Ceci, A. T., Pii, Y., Romero-González, R., Garrido Frenich, A., & Boselli, E. (2024). Pesticides and winemaking: A comprehensive review of conventional and emerging approaches. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 23(5), e13419. https://doi.org/10.1111/1541-4337.13419
Mercanti, N., Macaluso, M., Pieracci, Y., Flamini, G., Scappaticci, G., Marianelli, A., & Zinnai, A. (2024). Towards sulphite-free winemaking: A new horizon of vinification and maturation. Foods, 13(7), 1108. https://doi.org/10.3390/foods13071108
Mercanti, N., Pieracci, Y., Macaluso, M., Zinnai, A., Donard, O. F. X., & Vacchina, V. (2025). Chemical characterisation of inorganic profile of wine obtained by alternative vinification in comparison with traditional one. Foods, 14, 1912. https://doi.org/10.3390/foods14111912
Newell, K., Kartsonaki, C., Lam, K.B.H. et al. (2018). Cardiorespiratory health effects of gaseous ambient air pollution exposure in low and middle income countries: a systematic review and meta-analysis. Environ Health 17, 41. https://doi.org/10.1186/s12940-018-0380-3
Peixoto, P. S., Spagnol, W. A., Otuki, M. F., & Corrêa, M. A. (2018). Grape pomace as a source of phenolic compounds and diverse bioactive properties. Food Chemistry, 253, 132-138. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.01.163
Santos, M. C., Nunes, C., Saraiva, J. A., & Coimbra, M. A. (2012). Demonstrating the efficiency of sulphur dioxide replacements in wine: A parameter review. European Food Research and Technology, 234(1), 1–12. https://doi.org/10.1007/s00217-011-1614-6
Silva, D., Carolino, F., Pereira, A. M., Santos, N., Coimbra, A., & Placido, J. L. (2015). Sulfite hypersensitivity – retrospective study in a food allergy unit. Clinical and Translational Allergy, 5(Suppl 3), P65. https://doi.org/10.1186/2045-7022-5-S3-P65
Stávková, K., Túrková, K., Pěchová, M., Prokopová, A., Dadáková, K., Maršík, P., & Kocourek, V. (2021). Pesticide residues and their metabolites in grapes and wines from conventional and organic farming system. Foods, 10(2), 307. https://doi.org/10.3390/foods10020307
Stevenson, D. D., & Simon, R. A. (1981). Sensitivity to ingested metabisulfites in asthmatic subjects. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 68(1), 26–32. https://doi.org/10.1016/0091-6749(81)90119-6
Taylor, S. L., Bush, R. K., Selner, J. C., Nordlee, J. A., Wiener, M. B., Holden, K., Koepke, J. W., & Busse, W. W. (1988). Sensitivity to sulfited foods among sulfite-sensitive subjects with asthma. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 81(6), 1159-1167. https://doi.org/10.1016/0091-6749(88)90885-8
Teixeira, A., Baenas, N., Dominguez-Perles, R., Barros, A., Rosa, E., Moreno, D. A., & Garcia-Viguera, C. (2014). Natural bioactive compounds from winery by-products as health promoters: A review. International Journal of Molecular Sciences, 15(9), 15638-15678. https://doi.org/10.3390/ijms150915638
Vally, H., & Misso, N. L. A. (2012). Adverse reactions to the sulphite additives. Gastroenterology and Hepatology from Bed to Bench, 5(1), 16–23. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4017440/
Zacharof, M. P. (2017). Grape winery waste as feedstock for bioconversions: Applying the biorefinery concept. Waste and Biomass Valorization, 8(4), 1011-1025. https://doi.org/10.1007/s12649-016-9674-2
Zacharof, M. P. (2018). Novel application and industrial exploitation of winery by-products. Bioresources and Bioprocessing, 5, Article 46. https://doi.org/10.1186/s40643-018-0232-6