Wine microbiome: impact of vitivinicultural practices

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lopes, Ana Cláudia Ferreira
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.1/15135
Resumo: Portugal is worldwide known for the quality and distinction of its wines and has been sharing a strong bond with the vitivinicultural sector since early days, with great economic impact. Several current problems, such as climate change and the scarcity of natural resources, have been affecting the agricultural sector, with winemaking exemplifying this. Aiming the overcome of those problems, several studies have been carried out in order to develop sustainable vitivinicultural practices, while preserving wine’s regionality and quality. One of the most researched subjects has been the terroir impact on wine’s organoleptic properties, and several studies have been reporting the influence of vine and wine’s microbiome, thus arising the importance of the microbial terroir. Therefore, there is a need to clarify the microbial terroir role on winemaking processes, identifying the microbial consortium and its evolution along the process, to understand their effect on the final product. Thus, a comparative study was developed, in which two grape varieties (Touriga Nacional and Aragonez) were produced simultaneously under two production modes (Organic and Integrated) and fermented by two different methods (spontaneous fermentation vs. commercial inoculation). Samples of Initial Must, Medium Fermentation and Final Fermentation were analysed by culture-dependent methods, molecular biology techniques and metagenomic tools, to evaluate the influence of vinicultural processes on microbiome and organoleptic properties of the 8 wines produced. This study demonstrated that the mode of production affects the diversity of initial must microbiome in both eukaryotes and prokaryotes. However, differences in the beginning of fermentation tend to decrease throughout the fermentation process. Regarding the fermentation method, in this study musts inoculated with the commercial yeast presented a lower biodiversity and a larger number of pathogenic microorganisms, unlike the musts resulting from spontaneous fermentation, which not only showed a higher biodiversity, but also exhibited a higher number of phytoprotective microorganisms.
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spelling Wine microbiome: impact of vitivinicultural practicesMicrobioma do vinhoProdução integradaProdução biológicaLeveduras autóctonesLeveduras comerciaisFermentação espontâneaFermentação inoculadaTerroir microbianoDomínio/Área Científica::Ciências Naturais::Outras Ciências NaturaisPortugal is worldwide known for the quality and distinction of its wines and has been sharing a strong bond with the vitivinicultural sector since early days, with great economic impact. Several current problems, such as climate change and the scarcity of natural resources, have been affecting the agricultural sector, with winemaking exemplifying this. Aiming the overcome of those problems, several studies have been carried out in order to develop sustainable vitivinicultural practices, while preserving wine’s regionality and quality. One of the most researched subjects has been the terroir impact on wine’s organoleptic properties, and several studies have been reporting the influence of vine and wine’s microbiome, thus arising the importance of the microbial terroir. Therefore, there is a need to clarify the microbial terroir role on winemaking processes, identifying the microbial consortium and its evolution along the process, to understand their effect on the final product. Thus, a comparative study was developed, in which two grape varieties (Touriga Nacional and Aragonez) were produced simultaneously under two production modes (Organic and Integrated) and fermented by two different methods (spontaneous fermentation vs. commercial inoculation). Samples of Initial Must, Medium Fermentation and Final Fermentation were analysed by culture-dependent methods, molecular biology techniques and metagenomic tools, to evaluate the influence of vinicultural processes on microbiome and organoleptic properties of the 8 wines produced. This study demonstrated that the mode of production affects the diversity of initial must microbiome in both eukaryotes and prokaryotes. However, differences in the beginning of fermentation tend to decrease throughout the fermentation process. Regarding the fermentation method, in this study musts inoculated with the commercial yeast presented a lower biodiversity and a larger number of pathogenic microorganisms, unlike the musts resulting from spontaneous fermentation, which not only showed a higher biodiversity, but also exhibited a higher number of phytoprotective microorganisms.Portugal é mundialmente conhecido pela qualidade e distinção dos vinhos que produz e comercializa, sendo que este forte vínculo com o setor vitivinícola perdura desde os primeiros dias, com grande impacto económico. Dados referentes ao ano de 2018 mostram que, a nível mundial, Portugal é o 12º maior produtor, o 11º maior consumidor e o 9º maior exportador. Diversos problemas atuais, tais como as mudanças climáticas e a escassez de recursos naturais, têm vindo a afetar o sector agrícola, sendo que a produção de vinho exemplo disso mesmo. De forma a contornar este problema é importante estudar, desenvolver e aplicar soluções sustentáveis, que não só permitam ultrapassar os problemas assinalados, como também possibilitem preservar as propriedades e consequente qualidade do produto final, o vinho. Ao longo dos últimos anos têm sido realizados vários estudos com o objetivo de desenvolver práticas vitivinícolas sustentáveis, diminuindo a utilização de produtos nocivos para o ambiente, aumentando a utilização consciente dos recursos naturais e preservando a regionalidade do local, com o objetivo que esta se espelhe nas características do vinho. Portugal, a par com países um pouco por todo o mundo, tem acompanhado esta tendência ao nível do desenvolvimento e adoção de processos inovadores e sustentáveis para a vinificação, através da realização de estudos no seu território. Um dos temas mais estudados nos dias de hoje envolve o conceito de terroir: que engloba o conjunto de interações entre o solo, a topografia, o clima, as características do terreno, a biodiversidade e as práticas de vitivinicultura que ocorrem em determinada área (bem delimitada). A este conceito está associada a regionalidade, ou seja, a singularidade de cada vinho. Por outras palavras: se uma casta for produzida em terroir diferentes (por muito ligeiras que sejam essas diferenças), os vinhos produzidos traduzirão as características inerentes de cada local e por isso terão características diferentes. Estas diferenças podem ser reveladas com mais ou menos impacto a nível da análise sensorial, no entanto, quando são aplicadas ferramentas moleculares analíticas é possível observar as diferenças entre a composição de cada vinho. Um dos constituintes do terroir responsável por um grande efeito sobre as propriedades organoléticas do vinho é terroir microbiano. Este terroir é resultado dos diversos microbiomas presentes ao longo dos processos de produção e fermentação do vinho, ou seja, o microbioma da vinha (como é o exemplo do microbioma do solo, do tronco da videira, das folhas, dos bagos, da pele das uvas e das grainhas) e o microbioma do mosto (durante o processo de fermentação). Embora o efeito deste terroir nos processos de vitivinificação esteja já comprovado em diferentes castas e diferentes locais do mundo, as interações que conduzem a esse efeito e a forma como afetam as propriedades do produto final ainda não se encontra clarificada. É por isso importante continuar o estudo desta temática, através da identificação do consórcio microbiano e do estudo da sua evolução ao longo dos processos de produção e fermentação, de forma a compreender o seu papel no produto final. Para além disso, e porque o conceito de terroir traduz isso mesmo, seria importante aliar o estudo acima referido a outras variáveis, como o modo de produção e o método de fermentação. Tendo em vista esse mesmo objetivo, foi desenvolvido um estudo comparativo, no qual duas castas tintas (Touriga Nacional e Aragonez) foram produzidas no Alentejo (Beja, Portugal). Cada casta foi simultaneamente produzida em modo biológico e integrado. Ambos os modos de produção são considerados sustentáveis, uma vez que combinam a utilização ponderada de recursos naturais com praticas agrícolas de incentivo à biodiversidade. A grande diferença entre estes dois modos de produção é o apertado controlo da aplicação de produtos fitofarmacêuticos, sendo que no modo de produção biológico apenas um pequeno número destes produtos se encontra aprovado para aplicação. No modo de produção integrada, embora sejam autorizados alguns tipos de tratamento, o seu emprego é também evitado altamente controlado. De forma a avaliar o poder do processo de fermentação nas propriedades do vinho, os mostos obtidos foram fermentados através de dois métodos diferentes: fermentação comercial e fermentação espontânea. Na fermentação comercial o mosto foi inoculado com uma levedura comercial cujo efeito nas propriedades finais do vinho já era esperado. Na fermentação espontânea não ocorreu qualquer inoculação, o que significa que nesses mostos apenas estavam presentes leveduras autóctones – provenientes da vinha (solo, videira, folhas, bagos, pele da uva, grainhas, etc.). Assim, as propriedades de um vinho resultante de uma fermentação espontânea vão depender exclusivamente do terroir, ou seja, é esperado que estas leveduras traduzam uma maior regionalidade no produto final. De maneira a clarificar a forma como o terroir microbiano se comporta ao longo do processo de fermentação foram recolhidas amostras de Mosto Inicial, mosto em Meio de Fermentação e em Fim de Fermentação. Todas as amostras foram analisadas por métodos dependentes de cultura, técnicas de biologia molecular e ferramentas metagenómicas, para avaliar a influência dos processos vitiviniculturais no microbioma e nas propriedades organoléticas dos 8 vinhos produzidos. Através do método de espalhamento em meio YEPD (Extrato de Levedura, Peptona e Dextrose), procedeu-se à contagem e isolamento das leveduras cultiváveis, que foram depois identificadas por sequenciação da região ITS. Foi também realizada a análise metagenómica de cada um dos oito mostos, de forma a obter uma caracterização da composição da comunidade microbiana ao longo dos diferentes processos de produção e fermentação em estudo. Para completar o estudo da influência do modo de fermentação, foram amplificadas as sequências interdelta dos mostos em final de fermentação. Este estudo veio demonstrar que o modo de produção afeta a diversidade do microbioma do mosto inicial tanto em eucariotas como em procariotas. No entanto, as diferenças registadas no início da fermentação tendem a diminuir ao longo do processo de fermentação. Em relação ao método de fermentação, neste estudo os mostos inoculados com a levedura comercial apresentaram uma menor biodiversidade e um maior número de microrganismos patogénicos, ao contrário dos mostos resultantes da fermentação espontânea, que não só apresentaram uma maior biodiversidade, como também exibiram um maior número de microrganismos fitoprotetores.Soares, Margaret BentoFaleiro, LeonorSapientiaLopes, Ana Cláudia Ferreira2021-02-22T15:18:55Z2020-06-302020-06-30T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.1/15135TID:202497151enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-24T10:27:32Zoai:sapientia.ualg.pt:10400.1/15135Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:06:02.031723Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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description Portugal is worldwide known for the quality and distinction of its wines and has been sharing a strong bond with the vitivinicultural sector since early days, with great economic impact. Several current problems, such as climate change and the scarcity of natural resources, have been affecting the agricultural sector, with winemaking exemplifying this. Aiming the overcome of those problems, several studies have been carried out in order to develop sustainable vitivinicultural practices, while preserving wine’s regionality and quality. One of the most researched subjects has been the terroir impact on wine’s organoleptic properties, and several studies have been reporting the influence of vine and wine’s microbiome, thus arising the importance of the microbial terroir. Therefore, there is a need to clarify the microbial terroir role on winemaking processes, identifying the microbial consortium and its evolution along the process, to understand their effect on the final product. Thus, a comparative study was developed, in which two grape varieties (Touriga Nacional and Aragonez) were produced simultaneously under two production modes (Organic and Integrated) and fermented by two different methods (spontaneous fermentation vs. commercial inoculation). Samples of Initial Must, Medium Fermentation and Final Fermentation were analysed by culture-dependent methods, molecular biology techniques and metagenomic tools, to evaluate the influence of vinicultural processes on microbiome and organoleptic properties of the 8 wines produced. This study demonstrated that the mode of production affects the diversity of initial must microbiome in both eukaryotes and prokaryotes. However, differences in the beginning of fermentation tend to decrease throughout the fermentation process. Regarding the fermentation method, in this study musts inoculated with the commercial yeast presented a lower biodiversity and a larger number of pathogenic microorganisms, unlike the musts resulting from spontaneous fermentation, which not only showed a higher biodiversity, but also exhibited a higher number of phytoprotective microorganisms.
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