Los enólogos dispondrían con antelación a la vendimia de datos cuantitativos de la composición de la uva

Interés del contenido de aminoácidos de la uva en la determinación de la calidad aromática del vino

Ana M. Martínez-Gil, Teresa Garde-Cerdán, Cándida Lorenzo, José Félix Lara y M. Rosario Salinas, Cátedra de Química Agrícola, E.T.S.I. Agrónomos, Universidad de Castilla-La ManchaFrancisco Pardo, Bodega San Isidro (BSI)02/09/2010

El objetivo era estudiar la importancia del contenido de aminoácidos de uvas recogidas antes de vendimia en la composición volátil del vino obtenido de esas uvas recolectadas en su momento óptimo de vendimia. Así los enólogos dispondrían con antelación a la vendimia de datos cuantitativos de la composición de la uva. Para ello, se realizaron fermentaciones de cuatro variedades, recolectadas en vendimia y una semana antes. El potencial aromático fermentativo de estas variedades fue evaluado en relación con su contenido aminoacídico, siendo los ésteres los compuestos que presentaron mayor número de correlaciones. Los ésteres son los que mayor repercusión tienen en la calidad aromática del vino. Por ello, la concentración de aminoácidos en las uvas antes de vendimia podría utilizarse para predecir su concentración en los vinos elaborados con uvas en su momento de madurez tecnológica y por tanto sería un importante parámetro para predecir la calidad aromática del vino.

Los alcoholes superiores, los ácidos grasos volátiles, y especialmente los ésteres son compuestos importantes para el aroma del vino, principalmente para las variedades neutras, las cuales presentan baja concentración de aromas primarios o varietales, y por lo tanto, su aroma viene determinado principalmente por los aromas secundarios o fermentativos (Lambrechts y Pretorius, 2000). Estos compuestos proceden principalmente del metabolismo de los azúcares y de los aminoácidos. Saccharomyces cerevisiae produce diferentes concentraciones de estos compuestos en función de la composición del mosto y de las condiciones de la fermentación alcohólica (Carrau et al., 2008; Lorenzo et al., 2008).

Los aminoácidos presentes en el mosto son esenciales para el crecimiento y desarrollo de las levaduras durante la fermentación alcohólica. Asimismo, el contenido de aminoácidos afecta a la cinética de fermentación. Así, mostos pobres en nitrógeno pueden provocar fermentaciones lentas o paradas de fermentación. Además, estos compuestos están relacionados con la formación de aromas fermentativos, por lo que su concentración en el mosto puede afectar de forma directa a la calidad del vino. En las bodegas es práctica común añadir fosfato de diamonio al mosto para prevenir problemas relacionados con la falta de nitrógeno. Pero esta adición debería seguir algún criterio, ya que añadir grandes cantidades de amonio al mosto puede causar problemas posteriores. Los vinos con concentraciones altas de nitrógeno residual pueden presentar problemas de inestabilidad microbiológica, con la formación de aminas biógenas y carbamato de etilo, compuestos nocivos para la salud humana.

Objetivo del estudio

Estudiar el efecto de la composición de aminoácidos de las uvas una semana antes de vendimia en la formación de compuestos volátiles durante la fermentación alcohólica de las uvas recolectadas en el momento óptimo de maduración. Se pretende con ello dotar a los enólogos de una herramienta adicional para predecir con suficiente antelación la capacidad enológica de las uvas y proceder adecuadamente en la vinificación.

Para este estudio se utilizaron uvas tintas de las variedades Monastrell, Syrah, Merlot y Petit Verdot cultivadas en 2007 en la D.O. Jumilla según el sistema agrícola tradicional de la zona

Metodología

Para este estudio se utilizaron uvas tintas de las variedades Monastrell, Syrah, Merlot y Petit Verdot cultivadas en 2007 en la D.O. Jumilla según el sistema agrícola tradicional de la zona. Las parcelas presentaban características edafoclimáticas similares por estar localizadas en la misma zona. Las viñas se cultivaron en espaldera y estaban provistas de un sistema de riego por goteo. Se fertilizó varias veces con abono líquido NPK 8-4-10 (%, p/p) (Agribeco, Teruel), aplicándose en total 250 g por cepa.

El primer muestreo se realizó en los siguientes días: para la variedad Monastrell el 27 (MO1), para Syrah el 12 (SY1), para Merlot el 5 (ME1) y para Petit Verdot el 19 de septiembre (PV1). Aproximadamente una semana después se llevó a cabo la vendimia que se realizó los siguientes días: para la variedad Monastrell el 8 de octubre (MO2), para Syrah el 19 de septiembre (SY2), para Merlot el 12 de septiembre (ME2) y para Petit Verdot el 27 de septiembre (PV2).

Las uvas fueron despalilladas y estrujadas manualmente para obtener los mostos. De cada muestra se obtuvieron 400 ml, los cuales fueron divididos en dos alícuotas ya que las fermentaciones se realizaron por duplicado. Se añadió metabisulfito potásico hasta obtener una concentración de 70 mg/l de SO₂ total. Los mostos fueron inoculados con la levadura seca activa S. cerevisisae (U.C.L.M. S325, Springer Oenologie, Francia) en una proporción de 0,2 g/l de acuerdo con las recomendaciones comerciales. Para la rehidratación se tomaron 0,65 g de levadura seca activa, 7,5 ml de agua destilada y 0,07 g de sacarosa (número de células viables/ml ≥ 2x109), manteniéndose durante 30 minutos a 35 °C. Las fermentaciones se realizaron en matraces de 250 ml de capacidad, los cuales tenían dos aberturas, una para la extracción de muestra, que se mantuvo cerrada con un septum, y otra para la salida de CO₂, esta última provista de un sistema de prevención de entrada de aire. Las fermentaciones se realizaron dentro de una estufa donde la temperatura se mantuvo a 28 °C y se emplearon agitadores magnéticos para que fuera homogénea. La evolución de la fermentación se siguió mediante medida diaria de los azúcares empleando un refractómetro CT (Sopelem, Francia). Las muestras se tomaron al final de la fermentación (azúcares reductores < 2,5 g/l).

La acidez total, el pH, la acidez volátil, los azúcares reductores y el grado alcohólico de las diferentes muestras se midieron según los métodos establecidos por el D.O.C.E. (1990).

Análisis de aminoácidos

El análisis de los aminoácidos de las uvas se hizo empleando el método descrito por Gómez-Alonso et al. (2007). La derivatización de los aminoácidos se llevó a cabo por reacción de 1,75 ml de tampón borato 1 M (pH = 9), 750 μl de metanol, 1 ml de la muestra a analizar (previamente filtrada), 20 μl de estándar interno (ácido 2-aminoadípico, 1 g/l) y 30 μl de derivatizante (etoximetilenmalonato de dietilo (EMMDE)). La reacción de derivatización de realizó en baño de ultrasonidos durante 30 minutos. Posteriormente, la muestra se calentó en estufa durante 2 horas a 70-80 °C para la completa degradación del exceso de EMMDE. El análisis de los aminoácidos, una vez derivatizados, se llevó a cabo en un cromatógrafo líquido de alta resolución Agilent 1100 (Palo Alto, Estados Unidos), con detector fotodiodo array. La separación cromatográfica se realizó en una columna ACE HPLC (C18-HL) (Aberdeen, Escocia) con un tamaño de partícula de 5 μm (250 mm x 4,6 mm), empleando el gradiente que se muestra en la Tabla 1 (fase A, 25 mM de tampón acetato, pH = 5,8, con 0,4 g de azida de sodio; fase B, mezcla de acetonitrilo y metanol 80:20 (v/v)), y el flujo fue de 0,9 ml/min. Para la detección de los aminoácidos se emplearon tres longitudes de onda, 280, 269 y 300 nm. El volumen de muestra inyectado fue de 50 μl. Las medidas de aminoácidos de las diferentes muestras se hicieron por duplicado.

Tabla 1. Gradiente de fase móvil durante el análisis de los derivados aminoenona por HPLC.

Los compuestos se identificaron por los tiempos de retención y por los espectros UV-vis de los correspondientes estándares derivatizados. La cuantificación se hizo mediante rectas de calibrado de los respectivos estándares (R2 > 0,98) en HCl 0,1 N, a los que se sometió al mismo proceso de derivatización que a las muestras.

Análisis de compuestos volátiles

Los compuestos volátiles fermentativos fueron analizados según el método descrito por Marín et al. (2005). Los compuestos se extrajeron introduciendo un twister de polimetilsiloxano (Gerstel, Mülheim y der Ruhr, Alemania) en 10 ml de muestra, al cual se añadieron 100 μl de los estándares internos γ-hexalactona y 3-metil-1-pentanol (1 μl/ml). Las muestras se agitaron a 500 rpm a temperatura ambiente durante 60 minutos. Posteriormente, el twister se sacó de la muestra, se lavó con agua destilada y se secó con un papel de celulosa y se introdujo en un tubo de desorción térmica para su posterior análisis por GC-MS. La desorción de los compuestos volátiles se llevó a cabo a 330 °C durante 4 minutos con un flujo de helio de 45 ml/min. Los compuestos, una vez desorbidos, pasaron al cromatógrafo de gases (Hewlett-Packard, Palo Alto, Estados Unidos.) provisto de una columna capilar BP21 (SGE, Ringwood, Australia). Las condiciones cromatográficas fueron: temperatura inicial de 40 °C, que se mantuvo durante 5 minutos, posteriormente se aplicó una rampa de 10 °C/min hasta alcanzar 230 °C, que se mantuvieron durante 15 minutos. El tiempo total de análisis fue de 36 minutos. Las masas buscadas en el espectrómetro de masas fueron de 35 a 500 uma. La identificación se realizó utilizando la librería NIST y por comparación con los espectros de masas de los patrones (Sigma-Aldrich, Madrid) y por el tiempo de retención. Para la cuantificación se utilizaron rectas de calibrado que se obtuvieron empleando disoluciones patrón en vino sintético a cinco concentraciones diferentes. Los análisis de los compuestos volátiles se realizaron por duplicado, y como las fermentaciones se realizaron también por duplicado, los resultados de estos compuestos corresponden a la media de cuatro análisis.

Resultados y discusión

Para el momento óptimo de vendimia se utilizó, entre otros parámetros, la ratio Baumé/acidez total, estando comprendida entre 1,97 (PV2) y 3,15 (SY2). La acidez total de los mostos estuvo comprendida entre 5,37 g/l para las muestras de Monastrell y Merlot y 6,69 g/l para las muestras de Syrah (Tabla 2). En el caso de los vinos este parámetro fue de 5,27 g/l para las muestras de Petit Verdot a 6,58 g/l para las muestras de Merlot. La acidez volátil fue mayor para los vinos obtenidos de las fermentaciones más lentas y menor para las más rápidas, debido probablemente al diferente contacto con el oxígeno. La fermentación realizada con las uvas de la variedad Monastrell fue la más rápida, ya que tardó 4 días en completarse, y la fermentación más lenta ocurrió cuando se utilizaron las uvas de la variedad Merlot (10 días). El pH de los vinos fue alto probablemente debido a las condiciones climatológicas de la zona.

Tabla 2: Parámetros enológicos de la uva una semana antes de vendimia y del vino obtenido con las uvas recolectadas en el momento óptimo de vendimia.

Para las bodegas sería importante disponer de datos cuantitativos de la composición de la uva, que puedan afectar a la calidad del vino, antes de la vendimia, de manera que estos datos podrían utilizarse para conocer con antelación la capacidad enológica de las uvas, es decir, el enólogo podría conocer el proceso de elaboración más adecuado para dichas uvas con antelación al momento de vendimia. Hasta la fecha, los viticultores y/o enólogos realizan análisis sensoriales de las uvas como herramienta para conocer de forma aproximada la calidad aromática de los vinos, lo cual es muy subjetivo. Por ello, hemos considerado de gran interés estudiar la relación entre la composición aminoacídica de las uvas muestreadas una semana antes de vendimia y la composición volátil de los vinos obtenidos con las uvas recolectadas en la vendimia.

En la Figura 1 se muestran los compuestos volátiles para los que hubo correlación entre el contenido de aminoácidos y su formación. Como puede observarse los ésteres totales, el acetato de isoamilo, el hexanoato, octanoato, decanoato y dodecanoato de etilo, los ácidos totales y el ácido octanoico fueron los compuestos volátiles fermentativos encontrados en los vinos cuya

formación fue directamente proporcional a la concentración de aminoácidos en las uvas muestreadas una semana antes de vendimia. Garde-Cerdán y Ancín-Azipilicueta (2008) también observaron correlación entre la concentración inicial de aminoácidos y la formación de ésteres totales durante la fermentación alcohólica. Es decir, los ésteres están influenciados por la concentración de los aminoácidos que tenía la uva, esto es importante ya que estos compuestos volátiles son los más importantes para la calidad aromática de los vinos fundamentalmente para los obtenidos de variedades neutras. Sin embargo, no se observó ninguna correlación entre el contenido de aminoácidos de la uva y la formación de alcoholes, a pesar de que los aminoácidos son precursores directos de estos compuestos. Por ello su formación probablemente ocurrió por la vía de los azúcares.

Figura 1. Relación entre la concentración de aminoácidos totales (mg/l) en las uvas muestreadas una semana antes de vendimia y la concentración de compuestos volátiles (mg/l) en los vinos obtenidos en las fermentaciones de las uvas recolectadas en vendimia (ME: Merlot; PV: Petit Verdot; MO: Monastrell; SY: Syrah).

Conclusiones

Los ésteres fueron los compuestos fermentativos que mayor correlación presentaron entre la concentración de aminoácidos en las uvas muestreadas una semana antes de vendimia y los vinos obtenidos de las uvas recolectadas en vendimia. Consecuentemente, los aminoácidos presentes en la uva se pueden considerar un factor determinante para predecir la calidad aromática del vino. Esto es importante ya que permite a los enólogos disponer de una herramienta adicional a la hora de determinar la capacidad enológica de las uvas con antelación al momento de vendimia y poder proceder adecuadamente, factor importante en la logística de trabajo de las bodegas en ese momento. Además evitaría adiciones innecesarias de compuestos nitrogenados que podrían causar problemas posteriores de inestabilidad microbiológica en los vinos, acompañados de posibles problemas nocivos para la salud de los consumidores.