Categoría: Nota técnica

FERMENTACIÓN Y FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA

La fermentación es el proceso por el cual las levaduras transforman los azúcares presentes en el mosto en alcohol. Muy brevemente, cada molécula de azúcar (una hexosa) puede transformarse en dos moléculas de etanol y dos moléculas de CO², obteniendo energía en forma de ATP en el proceso (a través de Embden-Meyerhof-Parnes). Aunque esta es la principal vía metabólica, otros compuestos como el glicerol, el acetaldehído o el ácido acético también aparecen en el proceso, lo que contribuye a proporcionar características organolépticas específicas de gran importancia. Hay varios tipos de levadura presentes en la piel. La mayoría son de metabolismo oxidativo (Kloeckera, Hanseniospora, Candida, Pichia), pero también hay metabolismo fermentativo (Saccharomyces, Brettanomyces). Estos últimos son responsables de la transformación de azúcares en alcohol, dióxido de carbono y otros intermedios metabólicos que proporcionan aromas (a veces no deseados, como Brettanomyces) y consistencia en el vino. La fuente de carbono proviene de azúcares (glucosa y fructosa) presentes en el mosto. El contenido final de alcohol dependerá en primera instancia de la concentración de los azúcares iniciales. Por lo tanto, un mosto que contenga entre 170 y 250 g/L de azúcar producirá vinos entre 10 y 15% en volumen. Las concentraciones más altas de azúcar pueden causar un choque osmótico en las levaduras, lo que afecta significativamente su crecimiento. Del mismo modo, cuando la concentración de alcohol excede el 15%, la viabilidad de las levaduras se ve comprometida. Algo más complicado es garantizar la fuente de nitrógeno, ya que existen diferencias importantes en las funciones de la forma de cultivo, la variedad de la uva, las condiciones climáticas o el estado de salud de la misma, por lo que es esencial asegurarse antes de los niveles. de nitrógeno asimilable, proveniente de aminoácidos y amonio, alcanza un mínimo alrededor de 130-140 mgN / L. Una disminución en los niveles de nitrógeno por debajo de un valor límite puede causar una parada repentina de la fermentación. Tampoco se recomienda el exceso de nitrógeno, ya que en este caso se produce una fermentación muy violenta, con aumentos de temperatura muy fuertes, y promueve la síntesis de urea, que proporciona aromas negativos. Por lo tanto, el control del nitrógeno asimilable disponible, independientemente de su fuente, es fundamental durante todo el proceso de fermentación. En el proceso de vinificación, se producen diferentes fases. Al principio, la concentración de levadura es insuficiente para producir un nivel significativo de conversión de azúcar en alcohol. La primera fase, por lo tanto, es favorecer el crecimiento de las levaduras regulando adecuadamente las condiciones de temperatura (entre 13 y 30 ºC) para favorecer el metabolismo oxidativo (claramente mucho más eficiente en términos de energía) y, mediante bombeo, para mantener una contribución de suficiente oxígeno. Por lo tanto, existe una fuerte competencia entre las levaduras existentes y las bacterias. Las primeras levaduras que se multiplican son las del género Kloeckera, las más abundantes en las pieles, pero no son muy interesantes ya que producen poco alcohol y un exceso de ácido acético y acetato de etilo. Son particularmente sensibles a la presencia de sulfitos, un poderoso antiséptico, por lo que aumentar su presencia en las primeras etapas es una forma de controlarlos y evitar que compitan con Saccharomyces por componentes esenciales. De hecho, una práctica habitual, si el enólogo decide utilizar cepas comerciales de levadura en lugar de cepas naturales, es agregar sulfitos durante la fase de prensado, manteniendo el mosto en condiciones completamente asépticas hasta el momento en que la cepa se inocula con levadura seleccionada. Las levaduras y las bacterias también son sensibles a la presencia de alcohol, por lo que tan pronto como los niveles de alcohol superan los 3-4 °C, muchas de las levaduras comienzan a morir. Saccharomyces es mucho más resistente en estas condiciones y puede acelerar su desarrollo, primero lentamente pero luego exponencialmente. Son estas levaduras las que comenzarán el proceso de fermentación, reduciendo el suministro de oxígeno disponible, y esto conducirá al final de la fermentación, en la cual, cuando se agoten los nutrientes, eventualmente morirán. Al final de la fermentación, el nivel de azúcar que queda en el vino debe ser lo suficientemente bajo como para que el proceso de fermentación no se reinicie nuevamente (generalmente con valores de glucosa + fructosa por debajo de 0.5 g/L). Sin embargo, en el caso de los vinos dulces, el contenido de azúcar puede ser mucho mayor. En este caso, una nueva fermentación se evita solo por el efecto del alto contenido de etanol, por lo que generalmente son vinos con 15% o más. Una vez que finaliza la fermentación alcohólica, los vinos tintos se someten a otro proceso de fermentación en el que el ácido málico se transforma en ácido láctico. Este tipo de fermentación se lleva a cabo por bacterias lácticas, en particular las del género Oenococcus (el más importante), Pediococcus y Lactobacillus. Durante este proceso, las bacterias se transforman en la ausencia de azúcares, ácido L-málico (con un fuerte carácter herbáceo) en ácido L-láctico (mucho más suave). Esta transformación tiene implicaciones importantes en las características del vino, lo que aumentará su pH (el ácido málico es mucho más ácido que el ácido láctico) al tiempo que aumenta su estabilidad general. El desarrollo de Oenococcus se ve favorecido al mantener el pH del vino en cualquier momento por debajo de 3.2 y un alto contenido de alcohol. En estas condiciones, esta bacteria se vuelve dominante al final de la fermentación alcohólica, mejorando en gran medida el desarrollo de la fermentación maloláctica y reduciendo la producción de ácido acético. Sin embargo, por encima de 3.6, las condiciones son adecuadas para el desarrollo de Lactobacillus y Pediococcus, que actúan, además de los azúcares residuales, tartárico (acidez reductora adicional) y glicerol para aumentar la producción de ácido acético. Con valores de pH cercanos a 4.0, el riesgo de cortes lácticos ya es muy importante. Los niveles de ácido D-láctico son un claro indicador de este problema.

Kit para el control de fermentación

Nutrientes	Conservantes	Ácidos
SY2404 · Glucose+Fructose SY2407 · Amoniacal Nitrogen SY2408 · Primary Amino Nitrogen (PAN)	SY2409 · Free Sulfites SY2410 · Total Sulfites	SY2403 · L-Lactic Acid SY2413 · D-Lactic Acid SY2402 · L-Malic Acid SY2401 · Acetic Acid

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Nota técnica

ESTABILIZACIÓN Y EMBOTELLADO

Una vez terminada la fermentación, el vino se muestra turbio debido a la presencia de coloides, restos de levadura (tanto viables como en descomposición), precipitados por sobresaturación en el medio alcohólico y restos vegetales de desechos alcohólicos que es necesario eliminar para obtener un producto límpido. Parte de estos restos se eliminan por sedimentación natural, pero también se utilizan procesos de clarificación por adición de determinados agentes (bentonita, gelatina, caseína, ovoalbúmina, taninos) y filtración posterior. La adición de alguno de estos agentes puede afectar de una u otra forma a las características del producto final, por lo que se suele decidir el tratamiento específico en base a los resultados sobre alícuotas de vino. En estas alícuotas se determinan las propiedades esenciales (acidez, pH, color, polifenoles) antes y después del tratamiento para decidir el protocolo idóneo en cada caso.

Este es, además, el momento adecuado para evaluar los parámetros de estabilidad del vino para evitar la aparición de quiebras indeseadas tanto antes como después del proceso de embotellado que ocasionen la aparición de turbidez, precipitados o cambios en la limpidez o coloración del vino tras el embotellado, denominado quiebras, que resultan en una evaluación negativa del vino final. Las quiebras más habituales son la tartárica, la férrica, la cúprica, la oxidásica, la hidrolásica y la proteica, en función de la causa de la aparición de los precipitados.

La quiebra tartárica supone la aparición de cristales de bitartrato potásico y tartrato cálcico. El ácido tartárico es capaz de unir iones potasio para formar un compuesto de baja solubilidad en medio alcohólica. Al finalizar el proceso de fermentación los niveles de ácido tartárico, de potasio y de calcio en el vino están lo suficientemente próximos a la saturación (e incluso sobresaturación) que, en las condiciones adecuadas, pueden provocar la formación de cristales fácilmente visibles. Estos cristales no afectan a las características organolépticas del vino, pero sí suponen un defecto visual importante. La estrategia pasa en este caso bien por reducir la concentración de potasio y calcio (por ejemplo, mediante resinas de intercambio), o bien por forzar la precipitación mediante tratamiento en frío del vino (crioprecipitación).

El hierro es un elemento que aparece de forma natural en la uva en concentraciones entre 2 y 4 mg/L, mientras que en vino oscila entre 4 y 20 mg/L. Concentraciones superiores a 10-12 mg/L son susceptibles de producir una quiebra férrica debido a la oxidación en presencia de oxígeno de iones Fe²⁺ a Fe³⁺, que forma compuestos insolubles. En vinos blancos, estos compuestos son fosfatos blanquecinos (quiebra blanca), mientras que en vinos tintos y rosados, el hierro está formando parte de complejos coloreados con polifenoles (antocianos y taninos), dando lugar a precipitados de tonos azulados (fquiebra azul). Para prevenirla, se recomienda el tratamiento con antioxidantes, como el ácido cítrico o el ascórbico en presencia de sulfitos en exceso (ambos procedimientos están sujetos a límites legales en cuanto a su concentración).

Aunque la fuente más abundante es el cobre procedente de los tratamientos fitosanitarios realizados sobre la uva (pudiendo alcanzar valores de hasta 10 mg/L), la mayor parte de este cobre se precipita y es eliminado al decantar las heces en el depósito de fermentación. El valor de cobre residual oscila normalmente, por tanto, entre 0,2 y 0,5 mg/L. El problema aparece cuando la concentración de cobre aumenta por el contacto con los propios materiales de los recipientes utilizados en la bodega y el riesgo de quiebra cúprica supera los 0,5 mg/L. En este caso, el Cu²⁺ se reduce (y por tanto, en ausencia de oxígeno) a Cu⁺ provocando la precipitación coloidal de sulfuro cuproso, Cu²S. El sulfuro cuproso, a su vez, puede unirse a las proteínas y provocar su floculación, en forma de precipitados blanquecinos de aspecto lechoso. Dado que los vinos tintos son mucho más escasos en proteínas, este tipo de problema se da particularmente en vinos blancos.

La quiebra oxidásica es consecuencia del uso de uvas infectadas con Botrytis, en las que aparecen enzimas con propiedades de polifenol-oxidasa, muy particularmente, la lacasa. Estas enzimas provocan la oxidación de grupos hidroxilos en la posición orto de los polifenoles a quinonas, con lo que la coloración roja propia de los antocianos pasa al marrón de las quinonas producidas. La forma de evitarlo consiste en aumentar la concentración de antioxidantes, como sulfitos o ascórbico, o bien tratar con sustancias desproteinizantes (bentonita, caseína o taninos) en la fase de clarificación.

Por último, la quiebra hidrolásica aparece por la hidrólisis de las antocianinos, lo que provoca una pérdida de color por la precipitación de polímeros de las antocianidinas en el proceso. Esta precipitación es debida principalmente a los cambios de temperatura en el vino: la hidrólisis aumenta al subir la temperatura, formándose precipitados coloidales que, al bajar la temperatura, son capaces de polimerizar y flocular. Aparece especialmente en vinos jóvenes de poco color (los taninos de la madera en vinos de crianza son factores que ayudan a la estabilización de los antocianos) y con bajo contenido en hierro.

Finalmente, la quiebra proteica aparece aparece por la precipitación de las proteínas naturales de la uva desnaturalizadas por efecto de los ácidos, acetaldehído y compuestos fenólicos producidos. Para eliminarlas se suelen emplear bentonitas (silicatos de aluminio hidratados) sódicas o cálcicas capaces de retener mediante interacciones electrostáticas, un buen número de proteínas, pero también de otros componentes, como polifenoles, o iones, por lo que su uso debe hacerse en condiciones completamente controladas, previa verificación del resultado esperado en alícuotas del vino a tratar.

Para establecer correctamente los pasos a dar, y su secuencia correcta, que conduzcan a un producto estable y libre de precipitados es esencial mantener un control adecuado de todos los componentes críticos mediante ensayos de laboratorio precisos, fiables y veraces que permitan proceder al embotellado de forma segura.

Kit para el control de estabilización

Estabilidad	Seguridad alimentaria
SY2422 · Iron SY2418 · Copper SY2415 · Calcium SY2425 · Potassium SY2412 · Tartaric Acid SY2406 · Citric Acid	SY2409 · Free Sulfites SY2410 · Total Sulfites

Nota técnica