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Atividade Financiada

SMARTWINE 2.0 – Desenvolvimento de Leveduras starter para a produção de vinhos estilísticos sustentavelmente preservados

SMARTWINE 2.0 - Tailoring 2-in-1 new Yeast starter cultures for production of distinct "greenly-preserved" wines

Referência
2022.06777.PTDC
Data de Início do Projeto
2023-03-01
Data de Fim do Projeto
2026-12-31
Investigador Principal
Coinvestigador Principal
Área Científica
Ciências agrárias
Programa de Financiamento
Concurso de Projetos de I&D em Todos os Domínios Científicos - 2022 - ICDT

Resumo

O papel essencial da microbiota presente nos mostos, largamente composta por bactérias e leveduras Não-Saccharomyces(NSYs), na obtenção de vinhos estilísticos com propriedades aromáticas diferenciadas tem vindo a ser amplamente descrito. Consequentemente, espécies de NSYs indígenas, anteriormente vistas como "spoilage", são agora tidas como agentes fundamentais para “bio-flavouring”. Integrando resultados de abordagens moleculares à escala do genoma com profilings exaustivos de fermentações mistas com recurso a NSYs, o consórcio responsável pela presente proposta tem elucidado aspectos essenciais sobre a biologia e fisiologia destas espécies (especialmente as pertencentes à família Saccharomycodeaceae) e da forma como interagem com Saccharomyces cerevisiae, por excelência a espécie líder da fermentação vínica. Esta proposta parte dos resultados do projecto SMARTWINE, anteriormente desenvolvido por esta equipa, onde foram identificadas um conjunto de NSYs com potencial para serem usadas como starters para a produção de vinhos com aromas diferenciados. Agora pretende-se o desenvolvimento de culturas starter que sejam bi-funcionais, funcionando como agentes de bio-flavouring mas também como agentes de biocontrolo contra leveduras spoilage (ou SPYs, de "spoilage" Yeasts). Brettanomyces bruxellensis, Saccharomycodes ludwigii e Zygosaccharomyces bailii são as espécies mais proeminentes de SPYs, sendo que a sua actividade deprecia fortemente o perfil organoléptico do vinho (através da produção de “off-flavours”), entre outros efeitos nefastos. O facto das espécies NSY com reconhecido potencial em bio-flavouring coincidir com aquelas onde se tem identificado potencial de biocontrolo, reforça a ideia de ser possível desenvolver estirpes com bi-funcionalidade, embora tal não tenha sido feito até então. Para atingir esse propósito propomos um plano de trabalhos integrado, composto por 5 tarefas de índole experimental. Na T2 pretendemos caracterizar o perfil de SPYs em Portugal, recorrendo ao isolamento e caracterização de estirpes obtidas de mostos, adegas ou vinhos contaminados em diferentes regiões do país. As estirpes serão fenotipadas pelo seu potencial “spoilage” e o seu genoma comparado para o estabelecimento de relações genótipo-fenótipo-ecótipo relevantes no contexto da contaminação vínica. Na T3, pretendemos fenotipar duas colecções de estirpes NSY disponíveis no consórcio (anteriormente fenotipadas para o seu potencial de bio-flavouring) para o seu potencial de agentes de biocontrolo contra SPYs. Usaremos ensaios fenotípicos em larga escala e fermentações em meio sintético para selecionar um conjunto de NSYs consideradas de maior potencial para as tarefas subsequentes. Na T4 pretendemos obter uma visão clara, ao nível molecular, da interferência NSY/SPY, recorrendo a análises transcritómicas e fenómicas, para identificar genes/vias de sinalização que medeiam a competitividade das NSY na presença das SPYs (e vice-versa) e, com isso, os genes/vias que determinam o potencial de biocontrolo e bio-flavouring, um conhecimento essencial para o desenho legalmente aceitável de estirpes com maior robustez. Na T5 pretendemos acelerar o desenvolvimento dessas estirpes NSYs mais robustas com potencial dual seleccionadas na T3 recorrendo para tal à adaptação evolutiva na presença de etanol e SO2, considerando o conhecido efeito condicionar destes xenobióticos na fisiologia e performance de NSYs. Através da sequenciação total do genoma das estirpes iniciais e das estirpes evoluídas esperamos detalhar as bases genéticas da adaptação a estes dois importantes stresses da fermentação vínica, levando em conta a manutenção e maximização do potencial anti-SPY. Na T6 faremos a integração dos dados obtidos até então e usaremos as estirpes NSY (seleccionadas na T3 ou evoluídas na T5) como starters, em conjunto com S. cerevisiae, para fermentar mostos naturais. O efeito da presença das NSYs no perfil aromático do vinho obtido será caracterizado, bem como o efeito na sua biodiversidade (incluindo a presença de SPYs) e papel na estabilidade microbiológica. Será feita também análise sensorial aos vinhos produzidos nas várias condições de forma a comparar a sua performance junto do consumidor final. Espera-se que os resultados desta proposta potenciem a produção de vinhos Portugueses com propriedades diferenciadas, quer do ponto de vista aromático, quer por serem produzidos reduzindo o uso dos conservantes químicos habitualmente usados para a manutenção da estabilidade microbiológica, nomeadamente de SO2. Resultará daqui um aumento da competitividade do sector vínicola nacional na produção de produtos diferenciados num mercado Mundial agressivo. Será também aprofundado o conhecimento da biologia/fisiologia de várias espécies NSY e das interacções ecológicas por elas estabelecidas no complexo ambiente do mosto, acelerando o seu uso como agentes de bio-flavouring e como fábricas celulares microbianas.

Instituições

Instituições Principais

  • Associação do Instituto Superior Técnico para a Investigação e Desenvolvimento (IST-ID)

Outras Instituições

  • Universidade Católica Portuguesa (UCP)
  • Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro (UTAD)
  • Universidade de Lisboa Centro de Ecologia Evolução e Alterações Ambientais (CE3C/FC/ULisboa)

Financiamento 249.370,55 €

Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - Portugal

249.370,55 €