FUNDAMENTOS 
DE LA 
FERMENTACIÓN 
ALCOHÓLICA 
Lorenzo Agudo García 
Profesor de Ciclo VitIvinicultura 
IES CENCIBEL Villar...
1. Introducción. 
2. Levaduras vínicas: morfología, fisiología, condiciones de desarrollo. Curva de 
crecimiento microbian...
1. Introducción. 
La fermentación alcohólica es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia 
de aire (oxígeno -...
uvarum (y su forma anamorfa Kloeckera apiculata) de 50-75% de la población total de 
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Se ha comprobado que estas especies fermentativas están asociadas con el área de la bodega 
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No- Saccharomyces 
Las levaduras no- Saccharomyces en la producción de vino se han considerado principalmente 
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La importancia de las levaduras es su acción sobre la composición y también ejercen un efecto 
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Morfología y fisiología de las levaduras 
Las dimensiones de las levaduras se sitúan entre unos límites que son bastantes ...
A continuación se observan algunos tipos de las levaduras más comunes. 
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Las levaduras verda...
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Condiciones de desarrollo de las levaduras 
Como todos los seres vivos, las levaduras tienen necesidades precisas en cuant...
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· Fase Estacionaria: Período en que ocurren las limitaciones del crecimiento, ya sea por 
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La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica a 
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A modo de resumen se puede ver el esquema completo de la fermentación en la siguiente 
imagen. 
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La toxicidad del etanol que se acumula durante la vinificación aumenta con la 
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Los efectos positivos de este pH bajo son, el favorecimiento de la hidrólisis de 
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Normalmente las vendimias contienen azúcares en concentraciones entre 170 y 220 
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sintetizar esta vitamina, por lo que el mosto deberá tener un nivel suficiente 
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· Alta velocidad de fermentación. 
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· Capacidad de prevalencia por su efecto Killer. 
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Se debe evitar también el choque térmico entre la preparación y el mosto, no 
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Comparación del uso de levaduras comerciales y autóctonas 
La utilización de las LSA en la fermentación del vino tiene alg...
El control del desarrollo de la fermentación es clave en la predicción y prevención del 
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· La formación de espuma es un parámetro que se debe controlar durante la 
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· Con la automatización del depósito no habrá sobrecarga del fermento, pues se 
controlará el grado alcohólico del mosto e...
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Fundamentos de la fermentación alcohólica

  1. 1. FUNDAMENTOS DE LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA Lorenzo Agudo García Profesor de Ciclo VitIvinicultura IES CENCIBEL Villarrobledo 2014
  2. 2. 1. Introducción. 2. Levaduras vínicas: morfología, fisiología, condiciones de desarrollo. Curva de crecimiento microbiano. 3. Fermentación alcohólica. Concepto, principios bioquímicos. 4. Factores que influyen en la fermentación. 5. Utilización de levaduras secas activas (LSA): selección de levaduras, mejora genética, fabricación, conservación e hidratación. Preparación de un pie de cuba. Comparación en el uso de levaduras comerciales y levaduras autóctonas. 6. Problemas fermentativos: Ralentizaciones y paradas fermentativas. Influencia en la calidad del vino. 7. Fermentaciones secundarias. Producción de metabolitos secundarios y su efecto en los productos. 9. Control de la fermentación. 10. Bibliografía.
  3. 3. 1. Introducción. La fermentación alcohólica es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de aire (oxígeno - O2), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por regla general azúcares: como por ejemplo la glucosa, la fructosa, lasacarosa, el almidón, etc.) para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol (cuya fórmula química es: CH3-CH2-OH), dióxido de carbono (CO2) en forma de gas y unas moléculas de ATP (Adenosín trifosfato) que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energético anaeróbico. El etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas alcohólicas, tales como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc. Aunque en la actualidad se empieza a sintetizar también etanol mediante la fermentación a nivel industrial a gran escala para ser empleado como biocombustible. La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica a los microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxígeno a partir de la glucosa. En el proceso las levaduras obtienen energía disociando las moléculas de glucosa y generan como desechos alcohol y dióxido de carbono CO2. Las levaduras y bacterias causantes de este fenómeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales y contribuyen en gran medida al sabor de los productos fermentados. Una de las principales características de estos microorganismos es que viven en ambientes completamente carentes de oxígeno (O2), máxime durante la reacción química, por esta razón se dice que la fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico. 2. Levaduras vínicas: morfología, fisiología, condiciones de desarrollo. Curva de crecimiento microbiano. Desde la antigüedad diferentes culturas y civilizaciones de todo el mundo han usado sin saberlo levaduras. Lo hicieron fermentando de forma natural sus panes y bebidas alcohólicas, por lo que se pensaba que era algo misterioso y mágico. Esta idea comenzó a cambiar gracias a la ciencia con la intervención de Louis Pasteur, quién a mediados del siglo XIX probó que la fermentación alcohólica era hecha por levaduras y no por un catalizador químico que era lo que se había pensado hasta entonces. El trabajo de la levadura en este proceso es consumir azúcares para producir dos productos importantes: CO2, que es dióxido de carbono, y etanol. Además de esto, produce otros productos químicos en pequeñas cantidades, que es lo que le da a las diferentes bebidas sus diferentes sabores tan peculiares dependiendo de la levadura usada. Tradicionalmente, la producción de vinos se ha realizado a partir de fermentaciones de los mostos, llevadas a cabo por cepas de levaduras endémicas residentes en las superficies de las uvas y de los equipos de las bodegas, aunque se ha demostrado también que viven en asociación con la vid, hallándose usualmente sobre la corteza, las hojas, las flores y en la pruina de la baya. Y que su crecimiento sobre la superficie de las bayas está determinado por diversos factores ambientales, como la temperatura y la humedad, así como por el grado de madurez y el estado de salud. La fermentación con estas levaduras endémicas se llama fermentación espontánea y son de gran importancia ya que con ellas consiguen características organolépticas típicas de la zona, que no estarían presentes si se utilizara un inóculo de cepas foráneas. Sin embargo la calidad del producto puede ser muy variable . La actividad metabólica de los diferentes géneros y especies de levaduras presentes en la superficie de las uvas en el viñedo, y capaces de resistir las condiciones de vinificación, influencian la calidad sensorial del vino obtenido. Siendo estas las especies Hanseniaspora
  4. 4. uvarum (y su forma anamorfa Kloeckera apiculata) de 50-75% de la población total de levaduras aisladas, y en menor población se han encontrado presentes los géneros Candida, Cryptococcus, Hansenula, Kluyveromyces, Metschnikowia, Pichia y Rhodotorula. Su crecimiento se limita generalmente a los dos o tres primeros días de fermentación, después de lo cual mueren. Posteriormente, la fermentación con más fuerza y más especies tolerantes al etanol de Saccharomyces se hacen cargo de la fermentación Aunque contrario a lo que se pensaba, las especies fermentativas de Saccharomyces se han aislado en muy baja población sobre uvas sanas y han sido extrañamente aisladas de granos de uva intactos y de suelos de viñedos. Antes de la maduración, las uvas están casi libre de S. cerevisiae(~ 0,05%), mientras que el 25% de las uvas maduras albergan tales levaduras. Por lo que esto sugiere que S. cerevisiae no se encuentre en el aire, y que requiere un vector para moverse, probablemente animales, insectos como abejas y avispas. En la tabla siguiente se muestran con más detalle cuáles son las levaduras relacionadas a la uva y el vino.
  5. 5. Se ha comprobado que estas especies fermentativas están asociadas con el área de la bodega y que son incorporadas dentro del mosto durante el tratamiento mecánico de la uva y el proceso de fermentación. La acción secuencial de estos diferentes géneros y especies de levadura, contribuyen al aroma y sabor de los vinos, determinando la calidad de estos. El aroma y el sabor están dados por los compuestos volátiles formados durante la fermentación incluyendo alcoholes, ésteres, ácidos orgánicos, fenoles, tioles, monoterpenos y norisoprenoides. Entre los compuestos volátiles derivados del metabolismo de la levadura se encuentran los ésteres, alcoholes y acetatos, que en diferentes combinaciones afectan la calidad del vino . Estudios en los que se han investigado cultivos iniciadores y levaduras nativas han demostrado que existen diferencias significativas en la composición química de los vinos resultantes. Las levaduras del mosto de uva en el inicio de la fermentación del vino se pueden dividir a grandes rasgos en dos grupos, es decir, las levaduras Saccharomyces cerevisiae y las levaduras no- Saccharomyces. Las levaduras de Saccharomyces se derivan principalmente de los equipos de bodega y en muy bajo número en la uva. Las levaduras no-Saccharomyces, se encuentra predominantemente en las uvas, pero también en menor número en el equipo de bodega. Por lo que en la trituración de la uva, y las condiciones ambientales específicas en el mosto, es decir, la presión osmótica alta, la presencia de SO2, la temperatura y la higiene bodega, todos juegan un papel en la determinación de las especies que pueden sobrevivir y crecer en el mosto. Saccharomyces cerevisiae La levadura Saccharomyces cerevisiae es un hongo ascomiceto que ha sido ampliamente estudiado dada su importancia en la industria panadera y vitivinícola, así como por su capacidad de producir etanol. Filogenéticamente de las cepas de Saccharomyces cerevisiae se ha encontrado que la especie en su conjunto consta de dos poblaciones, domésticos y salvaje. Algunas características de esta levadura que forman parte de su adaptación son el hecho de que pueda metabolizar la glucosa y la fructosa tanto por vía respiratoria como por vía fermentativa, y de crecer en condiciones aerobias o anaerobias. Siendo la fórmula simple de fermentación la siguiente: Saccharomyces cerevisiae es la especie de levadura más importante en microbiología del vino. Es mejor modelo industrial conocido por su miembro, la levadura S. cerevisiae, pero comprende además ocho especies estrechamente relacionadas. La opinión común coincide en que esta especie es un producto de la domesticación. Tiene gran capacidad de crecer en el zumo de uva, que se caracteriza por un alto contenido de azúcares y bajo contenido de sustancias de nitrógeno. La especie produce altas cantidades de etanol a la vez que consume el contenido de azúcares y baja el pH que inhiben el crecimiento de cepas no- Saccharomyces. Además de poseer el fenómeno killer, que implica la secreción, por parte de ciertas cepas, de una proteína tóxica de baja masa molecular, llamada toxina killer, a la cual ellas son inmunes, que mata a células sensibles, las cuales pueden ser del mismo o diferentes géneros. Este tipo de interacciones pueden determinar la evolución de las distintas poblaciones de levaduras durante la fermentación. En algunas ocasiones una
  6. 6. cepa killer de Saccharomyces cerevisiae predomina al final del proceso fermentativo, sugiriendo que la expresión de la toxina le permitió conducir parte de la vinificación. Este fenómeno killer pueden ser un método alternativo para el control de levaduras no deseadas. Estas levaduras también están presentes en el envejecimiento de vinos formando una película llamada velo de flor, por lo que se llaman levaduras flor, Su crecimiento en la superficie produce cambios importantes en las características del vino debido a su metabolismo oxidativo. Las fermentaciones también son impulsadas en gran medida por inoculaciones de una sola cepa pura de S. cerevisiae seleccionada por el enólogo, que se añade al mosto de uva, después de la molienda. Para asegurar un mayor control de la vinificación, se obtienen resultados más predecibles y disminuye el riesgo de deterioro por otros microorganismos. Las levaduras seleccionadas se han utilizado con excelentes resultados en muchos países, obteniéndose productos finales de calidad más uniforme que los que se producían con las fermentaciones espontáneas. Al seleccionar levaduras comerciales se deben tener en cuenta las propiedades de estas y las características del vino que se quiere producir, tales como la concentración de metabolitos que toleran o se precisan para iniciar con éxito la fermentación, o la temperatura óptima de desarrollo: la mayoría lo hace entre 12 y 36º C; si la temperatura óptima es menor de 30º se denominan criófilas, si se encuentra entre 25 y 35º son mesófilas, y si la temperatura a la que se desarrolla preferentemente es mayor de 35º C se denominan termófilas. A pesar de esto, es más efectivo el uso de cultivos puros de levaduras que procedan de la zona vitivinícola donde se van a utilizar, lo que se conoce como levaduras locales seleccionadas, ya que se cree que las levaduras que se encuentran en una microzona son: · Específicas del área. · Totalmente adaptadas a las condiciones climáticas de la zona. · Totalmente adaptadas a la materia prima, es decir al mosto a fermentar. · Responsables, al menos parcialmente, de las características únicas de los vinos obtenidos. En la siguiente tabla se observan algunas características que deben tener estas levaduras.
  7. 7. No- Saccharomyces Las levaduras no- Saccharomyces en la producción de vino se han considerado principalmente como organismos de descomposición. Los metabolitos de descomposición más importantes producidos por estas levaduras son el ácido acético, acetaldehído, acetoína y acetato de etilo, junto con malos olores, tales como el vinilo y etilfenoles, que están relacionados con el desarrollo de Brettanomyces / Dekkera spp . Afirmando además, que murieron durante las etapas iniciales de la fermentación debido a la toxicidad de la concentración de alcohol al aumentar el metabolismo de Saccharomyces. Aunque se ha demostrado que algunas sobreviven durante la fermentación, y que además los metabolitos formados por algunas especies no- Saccharomyces pueden contribuir a la calidad del vino, por ejemplo la producción de glicerol por Candida stellata y la producción de éster por Candida pulcherrima que, en algunos vinos pueden tener una influencia positiva en la calidad del vino. Otras especies, tales como Kloeckera apiculata, se asocian con la producción de ácido acético que puede ser perjudicial para la calidad del vino. Algunas especies no-Saccharomyces también poseen actividad ß-Glucosidasa que pueden hidrolizar los precursores del aroma. Por lo que la actividad inicial de las levaduras no- Saccharomyces en el mosto de fermentación se considera importante para el perfil final de compuestos aromáticos de los vinos, debido a que estas levaduras son responsables de diferentes reacciones enzimáticas en el desarrollo de una amplia gama de los productos finales volátiles y no volátiles. La producción de exo y endonucleasas por estas levaduras juega un papel muy importante, como lo son las pectinasas que tiene algunas aplicaciones de clarificación, filtración y también la extracción de color del vino. El uso de enzimas pectolíticas para la maceración también puede aumentar el contenido en jugo de terpenol. Otras enzimas son las esterasas formadoras de compuestos del aroma del vino y las lipasas que degradan los lípidos procedentes de la uva. La fermentación mixta se realiza usando cultivos de Saccharomyces cerevisiae y levaduras no- Saccharomyces y representa una forma viable hacia la mejora de la complejidad y la mejora de las características particulares y específicas de los vinos. Las posibles interacciones sinérgicas entre diferentes levaduras pueden proporcionar una herramienta para la aplicación de las nuevas tecnologías de fermentación. Por lo tanto, el conocimiento de la interacción de estas levaduras durante la fermentación del vino necesita ser mejorado. Se ha demostrado que cuando algunas levaduras se desarrollan juntas en condiciones de fermentación, no lo hacen pasivamente, sino más bien interactúan. En la siguiente tabla se muestran algunas interacciones de las levaduras Saccharomyces y no- Saccharomyces.
  8. 8. La importancia de las levaduras es su acción sobre la composición y también ejercen un efecto sobre el perfil aromático del vino. Es importante considerar también que durante la fermentación alcohólica, la levadura produce aromas fermentativos, lo mismo que sucede cuando puede actuar sobre el color, la textura y el perfil aromático de los vinos. Por lo que su elección en fermentaciones inoculadas debe ser teniendo en cuenta el perfil de producto que se desea obtener. Y en el caso de las fermentaciones espontáneas es de suma importancia conocer la diversidad de la población de levaduras nativas en el entorno para el monitoreo de la fermentación.
  9. 9. Morfología y fisiología de las levaduras Las dimensiones de las levaduras se sitúan entre unos límites que son bastantes amplios, desde 1 a 5 μm de anchura, por 1 a 28 μm de longitud, estimándose en un mosto en fermentación que desarrollan una superficie del orden de 10 a 15 m2 por litro de mosto. En cuanto a su forma, suele permanecer constante para cada especie, tomando un aspecto característico y bien definido, dependiendo también del tipo de reproducción: · Subesférico o elíptico para la S. cerevisae. · Alargado para la S. pastorianus. · Limoniforme para la Kloeckera apiculata. · Bacilar para la Schizosaccharomyzes. · Cilíndrico para la Candida mycoderma. · Redondeado para Torulopsis. Las células de estas levaduras están rodeadas por una pared celular rígida que les permite resistir los importantes cambios de presión osmótica que pueden tener lugar en el medio extracelular. En el interior de la célula nos encontramos con el espacio periplásmico, que es donde se secretan las diversas proteínas, y la membrana plasmática, que rodea el citoplasma y presenta diversos mecanismos que determinan su papel como la principal barrera y control de la permeabilidad. Las levaduras contienen diversos orgánulos subcelulares característicos de las células eucariotas. Así nos encontramos con un núcleo rodeado por membrana, retículo endoplásmico liso y rugoso, aparato de Golgi, mitocondrias y vacuola, entre otros. Existen numerosos enzimas situados en el citoplasma que están muy vinculados con aspectos metabólicos que se estudiarán más adelante. También las mitocondrias tienen un papel fundamental, aunque pueden existir Saccharomyces sin mitocondrias.
  10. 10. A continuación se observan algunos tipos de las levaduras más comunes. Reproducción de las levaduras Las levaduras verdaderas pueden reproducirse por esporulación, gemación o fisión. · Gemación. Proceso asexual, en el cual la célula progenitora reparte sus constituyentes celulares con una célula hija (sin división del núcleo); las dos células son iguales en su madurez.
  11. 11. · Esporulación. Proceso de reproducción sexual; en el ciclo sexual, una célula diploide normal (una célula con dos conjuntos de cromosomas y por consiguiente con dos dotaciones de genes) da lugar por meiosis a dos ascas o células esporogéneas , que contienen cuatro ascosporas haploides (más fácil: células con una sola dotación cromosómica y de genes). Las ascosporas son de dos tipos sexuales: a y alpha. Cada tipo puede desarrollar células haploides por gemación. La unión de una célula haploide “a” con otra “alpha” da lugar a una célula normal diploide a/alpha. Las células haploides del mismo sexo pueden también unirse ocasionalmente, formando células diploides anormales (a/a o alpha/alpha) que sólo pueden reproducirse asexualmente por gemación. · Fisión. Reproducción vegetativa o asexual, semejante al proceso reproductor de las bacterias. Las células aumentan de tamaño y se alargan, el núcleo se divide y se originan dos células semejantes.
  12. 12. Condiciones de desarrollo de las levaduras Como todos los seres vivos, las levaduras tienen necesidades precisas en cuanto al medio en que viven y a su nutrición. Son muy sensibles a la temperatura, necesitan oxigeno, una alimentación apropiada en azúcares , en elementos minerales, en sustancias nitrogenadas y en factores de crecimiento. · Temperatura. La temperatura afecta la capacidad de desdoblar los azucares, la reproducción y el crecimiento celular. T. mínimas de 0.3 y 0.5°C T. máximas entre 34 y 47ºC. · PH. Cambios en el pH son causantes de la desnaturalización de enzimas y de problemas en el intercambio de iones en la membrana celular. En la fermentación de levaduras los valores de pH entre 3 y 6 generalmente favorecen el crecimiento y la actividad fermentativa. · Aireación. Las levaduras requieren O2 para su multiplicación ya que interviene en la síntesis de ácidos grasos y esteroles, constituyentes de la membrana celular y responsables de su permeabilidad. La parte más importante de la levadura es la membrana, a través de la cual se producen los intercambios de manera activa. Las levaduras sintetizan dos sustancias: esteroles (ergosterol) y ácidos grasos insaturados, son los llamados factores de supervivencia. Para ello es esencial la permeabilidad de la membrana y la integridad celular, pudiendo morir por un mal funcionamiento. Estos factores de supervivencia lo tienen de manera limitada, disminuyendo a medida que aumenta la población. Las levaduras son capaces de fabricarlo pero para ello es imprescindible el oxígeno Las levaduras pueden ser: Aerobias ,levaduras que se desarrollan en presencia de oxigeno libre. Anaerobias, levaduras que se desarrollan en ausencia de oxígeno libre. Anaerobias facultativas, levaduras que se desarrollan tanto en ausencia como en presencia de oxigeno libre. · Nutrición. Las levaduras fermentativas necesitan los azúcares para su catabolismo, es decir para obtener la energía necesaria para sus procesos vitales, pero además necesitan otros substratos para su anabolismo como son nitrógeno, fósforo, carbono, azufre, potasio, magnesio, calcio y vitaminas, especialmente tiamina (vitamina B1). Por ello es de vital importancia que el medio disponga de una base nutricional adecuada para poder llevar a cabo la fermentación alcohólica en la producción de vinos. Nitrógeno: Las estructuras de las células están compuestas de proteínas y estas, a su vez, por aminoácidos. Todos los aminoácidos llevan nitrógeno, imprescindible para formar estructuras, y por lo tanto por la multiplicación de levaduras. Uno de los análisis básicos en el mosto es el NFA (Nitrógeno fácilmente asimilable). Es necesario que el mosto contenga inicialmente nitrógeno
  13. 13. amoniacal y en forma de aminoácidos por encima de 150 mg/l. Una consecuencia de escasez de nitrógeno, es el crecimiento de la población de levaduras limitado, que puede llevar consigo una fermentación lenta o incluso una parada de fermentación, por lo que se debe controlar el aporte de Nitrógeno. Fuentes de nitrógeno: -Nitrógeno inorgánico (amoniacal NH4+), generalmente de sales de amonio como el sulfato amónico, fosfato diamónico. El amonio es rápida y completamente utilizado en pocas horas después de la adición, pero produciéndose de nuevo deficiencias, que se deberán corregir lo antes posible. -Nitrógeno orgánico (aminoácidos). Son absorbidos más lentamente pero después no hay deficiencias, lo cual es de vital importancia en la fermentación. Las uvas muy maduras tienen poco nitrógeno y las levaduras tecnológicas últimas son muy exigentes en las necesidades de nitrógeno, la dosis de N.F.A. depende del tipo de levaduras que añadamos, ya que cada una tiene distintas necesidades. Nutrientes complejos (micronutrientes). La parada fermentativa puede venir dada por una escasez de nutrientes, de ahí que se analice el NFA. Los enólogos quieren un final rápido de fermentación y ausencia de defectos organolépticos (aromas raros). Así pues, para evitar problemas de cinética y sensoriales, además de añadir nitrógeno también se usan vitaminas minerales. Existen nutrientes en forma de oligoelementos que están prohibidos adicionarlos al vino o mosto. Por ello se utilizan levaduras inactivas (muertas) que previamente han estado multiplicándose en medios ricos en oligoelementos, que sí están autorizadas, nunca se deben adicionar productos no autorizados . -La tiamina es la única vitamina que está autorizada. Al adicionarla al mosto hay que tener cuidado ya que puede ser captada por las levaduras indígenas. Curva de crecimiento microbiano El concepto asociado al crecimiento microbiano, corresponde al aumento poblacional de una especie microbiana en un medio de cultivo provisto de todas las necesidades del microorganismo (Cantidad de Nutrientes, Temperatura, Grado de Humedad, Gases y pH). Las curvas de crecimiento microbiano constan de 4 etapas bien definidas, aunque el tiempo de duración de cada una de estas etapas, puede variar según el tipo de levadura y la familia a la cual este pertenece, entre otras características. · Fase de Latencia. Corresponde a un período de transición para los microorganismos cuando son transferidos a una nueva condición. En esta fase no hay incremento en el número de células, aunque sí una gran actividad en el metabolismo. · Fase de Crecimiento Exponencial: Período en que el crecimiento del microorganismo ocurre de forma exponencial, es decir, cada vez que pasa un determinado tiempo la población se duplica.
  14. 14. · Fase Estacionaria: Período en que ocurren las limitaciones del crecimiento, ya sea por agotamiento de algún nutriente esencial, por acumulación de productos tóxicos o por una combinación de las causas anteriores. · Fase de Muerte: Luego que culmine la fase estacionaria, comienza una progresiva disminución en el número de células viables, cuando esto ocurre se dice que la población ha entrado en fase de muerte. 3. Fermentación alcohólica. Concepto, principios bioquímicos. La producción de bebidas alcohólicas ha sido una actividad ligada a la mayoría de las culturas durante miles de años. Existen evidencias arqueológicas de más de 7000 años de antigüedad que en forma empírica los humanos aprendimos a realizar fermentaciones alcohólicas de diversos sustratos. Probablemente las primeras bebidas se hicieron a partir de sustratos azucarados como los zumos de frutas, ya que éstos solamente requieren poner en contacto el jugo con la levadura silvestre presente en la superficie de la propia fruta. Desde épocas remotas diferentes civilizaciones aprendieron a fermentar diversos sustratos a fin de producir sus bebidas alcohólicas autóctonas ,pero fue hasta el siglo XV cuando empieza a popularizarse el arte de la destilación y de esta forma aparecen las bebidas con mayor contenido alcohólico. Debido a la gran importancia de estos productos la investigación científica y tecnológica generan industrias las cuales son de mayor importancia económica en el mundo. Concepto y principios bioquímicos Es un proceso bioquímico provocado por la acción de las levaduras y consiste en la formación de los azúcares en etanol y dióxido de carbono que es un subproducto del proceso. Es la formación de etanol producida por la fermentación anaerobia de la glucosa.
  15. 15. La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica a los microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxígeno para ello disocian las moléculas de glucosa y obtienen la energía necesaria para sobrevivir, produciendo el alcohol y CO2 como desechos consecuencia de la fermentación. Las levaduras y bacterias causantes de este fenómeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales y contribuyen en gran medida al sabor de los productos fermentados. Además de etanol y CO2, se forma también glicerina, ácido sucaníco, ácido subvolátiles, butiliglicol, alcoholes superiores, acetaldehído, ácido láctico y esteres. A modo resumido las reacciones de la fermentación alcohólica son las siguientes: La fermentación alcohólica se realiza en dos etapas: la glucolisis y la fermentación propiamente dicha. La glucólisis es la primera etapa de la fermentación, lo mismo que en la respiración celular, y al igual que ésta necesita de enzimas para su completo funcionamiento. Es una reacción exotérmica . En ella una secuencia de reacciones convierte a la glucosa en piruvato con la producción de ATP (Adenosín trifosfato, nucleótido fundamental en la obtención de energía). C6H12O6 → 2 CH3COCOO− + 2 H2O + 2H++ ATP La fermentación alcohólica es la segunda etapa de la fermentación, también se necesitan enzimas para su realización, esta se produce en dos fases: En la primera el piruvato se convierte en acetaldehído y dióxido de carbono, y en la segunda el acetaldehído con la acción de la NADH (enzima deshidrogenasa) que se oxida (suministra electrones) reduciendo el acetaldehído, y se convierte en alcohol etílico. 2 CH3COCOOH 2 CH3CHO + CO2 2 CH3CHO +NADH 2 C2H5OH
  16. 16. A modo de resumen se puede ver el esquema completo de la fermentación en la siguiente imagen. 4. Factores que influyen en la fermentación. Los factores que influyen en el crecimiento y desarrollo de las levaduras en la fermentación alcohólica es muy complejo, ya que inciden al mismo tiempo una gran cantidad de parámetros, que en ocasiones se potencian y en otras se anulan, siendo muy difícil predecir exactamente la cinética de una fermentación alcohólica. Estos factores comprenden por una parte los de carácter fisicoquímico , así como las necesidades nutritivas de las levaduras, que puede poseer naturalmente el medio o que pueden ser añadidas para activar la fermentación, debiéndose tener en cuenta además , los mecanismos de inhibición de la fermentación y su posible paralización. Factores fisicoquímicos · Temperatura de fermentación. En las variedades tintas la Tª óptima de fermentación se da entre los 20-30ºC, y en las blancas entre 10-15ºC, aunque en ambos casos se recomienda iniciar la fermentación con una temperatura de 20ºC con el fin de estimular el arranque de crecimiento de las levaduras. Estas pueden adaptarse a un amplio abanico de temperaturas con un máximo de 40ºC, a partir del cual se observa una caída de la viabilidad. Si bien entre los 10ºC y 32ºC la velocidad de fermentación aumenta linealmente (duplicándose cada 10ºC), eso no quiere decir que las temperaturas elevadas sean las más indicadas para llevar a cabo la fermentación del mosto.
  17. 17. La toxicidad del etanol que se acumula durante la vinificación aumenta con la temperatura, y además las temperaturas elevadas provocan la evaporación del etanol y la pérdida de compuestos volátiles esenciales para las características organolépticas del vino. Las temperaturas excesivamente bajas tampoco son recomendables, ya que se corre el riesgo de parar la fermentación, al someter a las levaduras a un ambiente demasiado frío debido al efecto que tiene la temperatura en la fluidez de la membrana. La fermentación alcohólica es un proceso exotérmico, de manera que la temperatura tiende a elevarse, afectada por factores como son: -La concentración de azúcar del mosto. -La temperatura inicial del mismo. -La velocidad de fermentación. -La temperatura y aireación de la bodega. -El diámetro y material del tanque de fermentación. El calor se puede perder espontáneamente por difusión al medio exterior, por la evaporación del etanol y el agua y por la liberación de CO2, por lo que es evidente que se requieren sistemas adicionales de control de la temperatura para mantener una fermentación básicamente isotérmica. Por estos motivos el control de la temperatura es un parámetro esencial en enología. · Aireación. Saccharomyces es un fermentador facultativo, capaz de consumir azúcares en ausencia de oxígeno mejor que otras levaduras no Saccharomyces. De hecho un exceso de oxígeno puede inhibir la fermentación, esto se conoce como efecto Pasteur. No obstante cierta cantidad de aire es necesaria y beneficiosa para las levaduras vínicas, por la necesidad de oxígeno para sintetizar esteroles y ácidos grasos insaturados. En mostos con deficiencias en nitrógeno, un ambiente más oxigenado puede ser beneficioso por permitir la metabolización del aminoácido prolina, que mejora las características del vino. Cuando se añaden fuentes exógenas de nitrógeno se debe de hacer coincidiendo con la aireación del mosto. Normalmente con el oxígeno captado por el mosto durante el prensado de la uva es suficiente para la fermentación. En vinos tintos el consumo de oxígeno como consecuencia de la oxidación de fenoles se ve compensado con la aireación que supone el remontado. Este efecto es más beneficioso al final de la fase exponencial del crecimiento. Sin embargo una aireación excesiva puede llevar a una producción indeseable de acetaldehído y ácido sulfhídrico, y a una menor producción de ésteres aromáticos, e incluso desaparecer el alcohol y pasar a ser agua. · pH. El pH típico del mosto ronda entre 2,75 y 4,2. Estos valores no suponen ningún problema para el crecimiento de las levaduras, y solo con valores inferiores a 2,8 pueden existir problemas.
  18. 18. Los efectos positivos de este pH bajo son, el favorecimiento de la hidrólisis de disacáridos y por tanto de la fermentación y prevención de la aparición de microorganismos alterantes. En ocasiones se añade ácido tartárico para disminuir el pH. Los efectos nocivos del pH bajo son que se incrementa el efecto tóxico del etanol y del sulfito y se produce el efecto Pasteur. La tolerancia de pH ácido depende de la abundancia de iones de potasio en el mosto. · Clarificación. La eliminación de partículas sólidas del mosto es una factor importante en la producción del vino blanco, lo cual influye enormemente en su calidad aromática y organoléptica. Un exceso de partículas puede inhibir el crecimiento de Saccharomyces, ya que estas partículas actúan como núcleos de formación de burbujas de CO2, favoreciendo la disipación del gas. Aunque un exceso de clarificación también puede inhibir el crecimiento de la levadura debido a la eliminación de nutrientes nitrogenados de las mismas. Por lo tanto es necesario encontrar un punto medio en la clarificación que de un vino de más calidad sin afectar a la fermentación. · Presión osmótica. La presión osmótica ejercida sobre las levaduras en un medio acuoso muy saturado, como por ejemplo un mosto concentrado, puede producir la muerte de las células por plasmólisis o salida de agua citoplasmática a través de la membrana. Existen algunas levaduras del género Torulopsis que soportan bien estas condiciones. · Radiaciones luminosas. Pueden estimular la actividad de las levaduras, aumentando la energía fermentativa ( luz roja), sin embargo las radiaciones ultravioletas son letales para las levaduras en un corto tiempo, al igual que los ultrasonidos. · Producción de CO2. Es uno de los productos de la fermentación alcohólica, la liberación de este gas sirve para disipar parte del calor y producir corrientes dentro del mosto que permiten la difusión de nutrientes, pero si se produce en exceso afecta la viabilidad de las levaduras. Necesidades nutritivas El mosto contiene una cantidad suficiente de nutrientes para desarrollar la fermentación alcohólica, pudiéndose encontrar a veces en mostos excesivamente desfangados algunas carencias que pueden generar problemas en la misma. Los nutrientes más destacados son las sustancias carbonadas, nitrogenadas y las minerales. · Compuestos carbonados. Los azúcares fermentables por las levaduras son la principal fuente de alimentación carbonada, especialmente la glucosa y la fructosa como azúcares mayoritarios, estos sirven de base para la síntesis de los compuestos que necesitan, además de proporcionar una fuente de energía para sus funciones vitales.
  19. 19. Normalmente las vendimias contienen azúcares en concentraciones entre 170 y 220 g/l, que corresponde a una producción de alcohol de 10 a 13%, pudiéndose llegar o bien de modo natural o por sobre maduración de la uva a más de 360 g/l (ideal para vinos dulces). La cantidad de azúcar de un mosto determina la velocidad de fermentación, así en medios pobres en azúcar, con menos de 10 g/l la velocidad es muy lenta, aumentando progresivamente según aumenta el nivel de azúcar hasta los 200 g/l, después de esta cantidad la velocidad decrece según aumenta la concentración de azúcar, cesando totalmente a partir de los 600 g/l debido a la elevada presión osmótica del medio. Si se tiene que realizar una adición de azúcar, bien con sacarosa o mosto concentrado, se debe realizar los primeros dos días de fermentación, cuando las levaduras se están multiplicando, para encontrarnos a las levaduras en fase exponencial. Si se realiza una adición tardía en la fase estacionaria o declive la fermentación no termina y el vino se queda dulce. · Compuestos nitrogenados. El mosto es muy rico en compuestos nitrogenados, repartiéndose de la siguiente manera: Fracción mineral o amoniacal entre el 5 a 10 %. Nitrógeno aminado entre un 20 a 30 %. Polipéptidos entre un 30 a 40 %. Proteínas entre un 5 a 10 %. La existencia de compuestos nitrogenados viene muy marcadas por las condiciones agronómicas de crecimiento de la vid, características edafológicas, fertilizaciones, podas, etc. Las levaduras necesitan disponer de compuestos nitrogenados para sintetizar las proteínas que precisan para su crecimiento, tomándolo de las sustancias más fácilmente asimilables como son el ión amonio, los aminoácidos y los péptidos de bajo peso molecular. Como se ha dicho normalmente el mosto contiene los suficientes compuestos nitrogenados para desarrollar la fermentación alcohólica, aunque en algunas ocasiones es necesario añadir estas sustancias en forma de sales amoniacales, como el fosfato
  20. 20. diamónico, el sulfito amónico o disulfito amónico en dosis de 0,3 g/ l el primero y 0,2 g/l los otros dos. Las necesidades de sustancias nitrogenadas se pueden determinar midiendo el índice de nitrógeno fácilmente asimilable o NFA ( existen varios métodos en la bodegas). En los casos que este índice sea bajo se deberán realizar correcciones de sustancias nitrogenadas, y si es muy alto se corre el riesgo de tener cierta inestabilidad biológica. La adición de sales amoniacales puede estar indicada en otras situaciones, como en mostos muy ricos en azúcares, donde se imagina una un final de fermentación difícil por acumulación de sustancias tóxicas o impermeabilizantes en las paredes celulares de las levaduras, o bien en mostos blancos muy desfangados empobrecidos en estas sustancias, o bien para evitar la formación de compuestos azufrados de olor desagradable. Sin embargo un exceso de sales amoniacales induce la formación de excesiva de carbamato de metilo, sustancia prohibida o limitada en algunas legislaciones por su carácter cancerígeno. La aplicación de estas sales debe coincidir con la aireación del mosto, o bien añadir la mitad de la dosis al principio de la fermentación y la otra mitad al final. · Compuestos minerales. Los mostos contienen cantidades suficientes de minerales para asegurar el buen desarrollo de la fermentación alcohólica, Estos compuestos son importantes para asegurar las funciones vitales de las levaduras. Entre los compuestos más comunes están: P, K, Mg, Ca, S, Na, Fe, Si y Fe. Además de estos compuestos existen otros oligoelementos que en muy pequeñas cantidades también son necesarios para el crecimiento de las levaduras, entre ellos están, Al, Br, Cr, Ag, Mn, Sr, etc. Activadores fermentativos Son sustancias que se encuentran en pequeñas cantidades en el medio fermentativo, unas procedentes de la vendimia y otras producidas por las levaduras, siendo imprescindibles en el metabolismo de las levaduras y cuya carencia puede modificar o anular sus funciones vitales. · Vitaminas. Las vitaminas más importantes que afectan a las levaduras son: Biotina. También llamada vitamina H, interviene en reacciones importantes como son descarboxilación, desaminación y síntesis nitrogenada. En caso de carencia puede disminuir la glucolisis, el mayor consumo de esta vitamina se produce en la fase exponencial. Piridoxina. Vitamina B6, no es una sustancia indispensable aunque su ausencia puede reducir la glucólisis. Las levaduras como Kloeckera, Candida y Torulopsis la consumen íntegramente durante la fermentación, la Saccharomyces no. Tiamina. Vitamina B1, interviene en la conversión del pirúvico a acetaldehído. Ácido pantoténico. Es uno de los factores de crecimiento más potentes, activando la glucólisis y su carencia modifica los productos secundarios de la fermentación. Algunas levaduras del género Saccharomyces son incapaces de
  21. 21. sintetizar esta vitamina, por lo que el mosto deberá tener un nivel suficiente de la misma. Mesoinositol. Es un factor de crecimiento muy importante para algunas levaduras. Se encuentra en cantidades suficientes en los mostos. Nicotinamida. Vitamina PP, actúa en importantes reacciones bioquímicas. Todas las levaduras la sintetizan Ácido p-aminobenzoico. Es una vitamina no indispensable en la fermentación, aunque si en la fermentación maleoláctica. · Acetaldehído y ácido pirúvico La adición al mosto de cantidades de estas sustancias intermedias de la fermentación, disminuye el periodo de latencia, y aumenta considerablemente la población de las mismas acelerando el proceso de fermentación. · Esteroles y ácido grasos de cadena larga Los esteroles, principalmente el ergosterol, es un elemento primordial en el crecimiento celular . Las condiciones anaerobias pueden provocar una paralización de la síntesis de esteroles, por lo que es conveniente llevar a cabo una aireación para evitar este problema entre otros. Otras sustancias que favorecen el crecimiento de las levaduras, son las contenidas en el hollejo de la uva, como los ácidos oleánico y oleico, se dan más en los mostos de vinificaciones con maceración de los hollejos. Otros ácidos grasos de cadena larga como el palmítico, oleico, esteárico y palmitoleico son sintetizados por las levaduras en determinadas condiciones de temperatura. Los fitoesteroles contenidos en la vendimia protegen la membrana de las levaduras y potencian su crecimiento. 5. Utilización de levaduras secas activas (LSA): selección de levaduras, mejora genética, fabricación, conservación e hidratación. Preparación de un pie de cuba. Comparación en el uso de levaduras comerciales y levaduras autóctonas. Las primeras levaduras seleccionadas para uso enológico fueron comercializadas a principio del siglo pasado, alcanzando más tarde un importante desarrollo en los años sesenta, de la mano de la industria panadera. En la década de los setenta apareció la técnica de secado, surgiendo lo que hoy se conoce como levaduras secas activas o seleccionadas (LSA). No existen muchas empresas y países que comercialicen las LSA, vendiéndose en el mundo aproximadamente 2000 toneladas anuales, que se utilizan sobre todo en países de escasa tradición enológica, aunque en los últimos años se está incrementando el uso en los países tradicionalmente vinícolas. Características de las LSA En la actualidad las firmas comerciales ofrecen gran variedad de LSA, seleccionadas para ofrecer diversas prestaciones en la elaboración de vinos, donde se destacan los siguientes aspectos: · Rápido arranque de la fermentación.
  22. 22. · Alta velocidad de fermentación. · Baja formación de espuma. · Capacidad de prevalencia por su efecto Killer. · Escasas exigencias nutricionales. · Resistencia a altas y bajas temperaturas. · Elevado rendimiento alcohólico. · Bajas producciones de acetaldehído y ácido acético. · Alta capacidad desacidificante por degradación del ácido málico. · Baja producción de compuestos azufrados. · Producción de aromas agradables. · Potenciación de aromas varietales. · Mayor extracción de polifenoles en vendimias tintas y estabilidad del color. · Mayor formación de polisacáridos. · Facilitar el posterior desarrollo de la fermentación maleolática. El futuro de las LSA es muy prometedor, sobre todo con la utilización de la genética, donde se pueden obtener una gran cantidad de características enológicas de gran interés para resolver problemas cotidianos en la vinificación. Fabricación de LSA Las técnicas de fabricación de las LSA se basa en las siguientes etapas: · La primera es la preparación de materias primas, donde por una parte se multiplican en laboratorio las levaduras seleccionadas, y por otra parte se prepara un medio de cultivo rico en azúcares, nutrientes, factores de crecimiento, etc. En ocasiones esta multiplicación se realiza en presencia de anhídrido sulfuroso, para que las levaduras se acomoden a esta sustancia para que una vez rehidratada se utilicen en la inoculación de mostos o vendimias sulfitadas. · En segundo lugar, se mezcla el medio preparado con las levaduras multiplicadas en laboratorio, aireando continuamente para favorecer la multiplicación de estas en detrimento de a fermentación alcohólica. En unas 25 a 30 horas se llega al máximo poblacional, lográndose sobre 1 Kg de levadura por cada 4 o 5 Kg de mezcla preparada. El control de las condiciones debe ser muy riguroso, utilizando un volumen de aire estéril de sobre 15 a 30 m3 por Kg de levadura seca. · La tercera etapa es la separación de la biomasa y el líquido mediante centrifugación, obteniéndose una crema de levaduras, que después de sucesivos lavados con agua pura se reduce su humedad mediante filtros prensa o rotativos de vacío, hasta llegar a contener un 30 % de agua, conservándose esta masa de 2 a 3ºC. · La cuarta etapa consiste en pasar la biomasa bajo presión a través de un matriz, donde por extrusión se conforma en pequeños cilindros denominados pellets, siendo estos secados por aire caliente, obteniendo un producto de 6 a 8 % de humedad. · Después las levaduras se envasan al vacío o en atmósfera inerte, dentro de recipientes herméticos, conservándose a bajas temperaturas. El control de calidad de las LSA, debe responder a los siguientes criterios o especificaciones de calidad: · El producto debe presentarse granulado, de color beige y exento de material pulverulento. · Densidad entre 0,6 a 0,7.
  23. 23. · Humedad máxima del 6 a 8%. · No llevar aditivos, y la población será del orden de 1 a 3 x 1010 células por gramo de producto. · La temperatura de de conservación influye enormemente en el producto, perdiéndose según aumenta la misma a 5º C las pérdidas de levadura viva ya son del 10%. · Exentos de patógenos como salmonelas y aflatoxinas. · El porcentaje de levaduras salvajes debe ser inferior a 0,005%. · El porcentaje de bacterias aerobias debe ser inferior a 0,004%. · La normativa legal exige que el envase lleve las siguientes especificaciones: Género y especie. Fecha de producción. Periodo de utilización. Contenido en gramos. Número aproximado de células vivas. Dosis de empleo. Forma de utilización. Firma comercial del fabricante. Preparación de levaduras para su uso Se pueden utilizar dos métodos: · Siembra o inoculación directa. Las levaduras se añaden con un protocolo de preparación previo y a la dosis indicada por el fabricante, entre 10 a 15 g/Hl de mosto o entre 40 a 50 g/Hl en caso de parada fermentativa. · Preparación de un pie de cuba. El volumen será de un 5 a 10 % del mosto a fermentar, donde se utiliza un protocolo similar al caso anterior, y cuando se obtiene una plena fermentación se mezcla con el resto del mosto, logrando de este modo un importante ahorro de producto, pero a costa de complicar las operaciones de vinificación en la bodega. En el protocolo de preparación de las LSA, se distinguen dos métodos según las necesidades enológicas. · El primero se aplica para el inicio de la fermentación alcohólica de los mostos , donde la cantidad de levadura necesaria se hidrata en agua caliente entre 30 y 40 ºC, y a razón de 10 l de agua por cada Kg de levadura seca. Durante la activación , primero se rehidrata la membrana celular y después el citoplasma, siendo una buena práctica añadir al agua del orden de 50 g por litro de azúcares provenientes de una adición de sacarosa o mejor del mosto, con objeto de evitar un choque osmótico entre el medio de hidratación y la levadura seca, aunque algunos autores lo desaconsejan argumentando que la hidratación se tiene que realizar con agua y después añadir los azúcares. Las levaduras secas se tienen que añadir poco a poco sobre el agua, y transcurrido el tiempo de hidratación se agitan para una buena dispersión. El tiempo de activación no debe pasar de los 15 a 20 minutos, ya que pueden darse fenómenos de plasmosis y reducirse la cantidad de levadura viva, que en condiciones normales puede llegar a ser de 2 a 3 millones de células por ml de mosto inoculado.
  24. 24. Se debe evitar también el choque térmico entre la preparación y el mosto, no debiendo superar los 5 a 10 ºC entre ellas, y en caso contrario aclimatar progresivamente las levaduras activas a la temperatura del mosto. La adición se debe realizar homogeneizando el cultivo de levaduras con el mosto a fermentar, utilizando por ejemplo un remontado con una bomba lo más rápidamente posible para evitar la aparición de levaduras espontáneas. Existen distintas marcas que proponen sistemas de rehidratación con soluciones acuosas específicas que contengan factores de crecimiento y nutrientes. aumentando velocidades de crecimiento. · El segundo protocolo de preparación se refiere a la reactivación de una fermentación alcohólica paralizada, donde es más difícil cuando el medio fermentativo contiene una menor cantidad de azúcares. En este caso lo primero que se hace es operar sobre el mosto paralizado, devolviéndole las mejores condiciones fermentativas, e incluso añadiendo activadores de fermentación o adsorbentes de sustancias tóxicas. Por otro lado, se preparan las levaduras específicas de la siguiente forma: se rehidratan entre 40 a 50 Kg de levadura secas en 400 a 500 litros de agua caliente entre 30 a 40 ºC, esperando un tiempo de entre 15 a 20 minutos y agitando al final del proceso, seguidamente se mezcla con 500 litros de mosto paralizado a una temperatura de 20 a 25 ºC, al que se añade previamente 200 litros de agua, 10 Kg de azúcares y un activador de la fermentación, obteniéndose un volumen total de sobre 1000 litros aproximadamente. transcurridas entre 24 a 48 horas deben existir síntomas de fermentación, entonces se mezclan con otros 1000 litros de mosto paralizado entre 20 a 25º C, y así sucesivamente doblando volúmenes cada 24 horas hasta completar la totalidad del mosto paralizado. Pie de cuba Antes de la utilización de las LSA se puede iniciar el arranque de la fermentación alcohólica mediante la adición de un pie de cuba preparado con anterioridad a la vendimia. El origen de este término viene de un cierto volumen de mosto en fermentación, que se situaba en el fondo del depósito antes de añadir la vendimia o el mosto que se quería fermentar. La técnica consiste en anticipar un cierto volumen de vendimia, del cual se obtiene un mosto que arranca la fermentación por si solo con la presencia de la flora espontánea o como se ha expuesto anteriormente mediante el uso de LSA, pudiendo aumentar su volumen por adiciones sucesivas de mosto, añadiéndolo generalmente cuando la densidad se encuentra por debajo de 1,03 o 1,02, seleccionando de este modo las levaduras de la última fase de mejores prestaciones fermentativas. El pie de cuba se utiliza a razón de 3 a 5 % del volumen de mosto a fermentar, excepto en el caso de añadir LSA que puede llegar al 10 %, con esto se asegura una siembra de 2 a 3 millones de levaduras por ml. La siembra de pie de cuba se tiene que mezclar bien con el producto a fermentar por remontado o situándolo en el depósito antes del llenado. Esta técnica que parece anticuada, se sigue utilizando en aquellas elaboraciones donde se desea que la población de levaduras proceda del propio ecosistema para que los vinos
  25. 25. presente una fuerte expresión d su origen o terroir, y en algunos casos para la preparación de LSA. Mejora genética Aún cuando las cepas de levaduras enológicas actualmente disponible, son el resultado de la selección a partir de cepas indígenas, siempre son susceptibles a la mejora de sus características, por lo que la mejora genética permite ampliar el campo de posibilidades existente, introduciendo o potenciando las propiedades de la levaduras. Diferentes técnicas de la genética clásica se aplican en la mejora de las levadura vínicas, como son entre otras la mutagénesis, la hibridación y la citoinducción. · Mutagénesis. Con la ayuda de determinados agentes físicos o químicos se umenta la tasa de mutaciones espontáneas de las levaduras, buscando las características enológicas más interesantes. · Hibridación. Consiste en lograr el cruzamiento entre dos levaduras haploides de signo opuesto, para que puedan expresar una propiedad deseada, o bien eliminarla si es indeseada. · Citoinducción. Fusiona células haploides sin la fusión de sus núcleos, permitiendo transferir elementos citoplasmáticos de interés como el efecto Killer, etc. Sin embargo las técnicas de transferencia de genes por ADN clonado se han impuesto en los últimos años, permitiendo realizar mutaciones más precisas que con las técnicas anteriores, existiendo una gran variedad de técnicas de transformación, que permiten introducir el ADN clonado en las levaduras, obteniendo una mejora de las propiedades de las mismas, Los OMG (organismos modificados genéticamente), están sometidos a una estricta regulación por la UE, y en ocasiones se produce un rechazo por parte del consumidor, pero no por ello se está limitando su utilización cumpliendo siempre las leyes vigentes. Las mejoras de estas levaduras son entre otras las siguientes: · Factor killer. · Levaduras de fácil y rápida clarificación. · Alto poder desacidificante o acidificante. · Nula o baja producción de compuestos azufrados. · Levaduras extractivas, capaces de formar enzimas que extraen fácilmente polifenoles y aromas del hollejo. · Alto poder de glucolisis. · Evitar la formación de sustancias indeseables en la fermentación glicerpirúvica. · No productoras de urea. · Potenciadoras del olor y sabor. · Proteásicas, que eliminan las proteínas naturales de la vendimia. · Capaces de metabolizar productos fitosanitarios del viñedo, haciéndolos desaparecer del vino. · Baja capacidad de absorción de antocianos en la elaboración de tintos. · Levaduras con bajo rendimiento en la transformación de azúcar en alcohol para vinos de baja graduación. · Etc.
  26. 26. Comparación del uso de levaduras comerciales y autóctonas La utilización de las LSA en la fermentación del vino tiene algunas ventajas e inconvenientes respecto al uso de levaduras autóctonas, entre ellas tenemos: · Ventajas. La necesidad de asegurar la fermentación y la calidad del producto, ante el hecho de que hay un gran número de variables que intervienen en una fermentación espontánea (forma natural), ha favorecido que el uso de las levaduras comerciales, se haya convertido en una práctica habitual en enología en los últimos 35 años. La inoculación con LSA favorece: Un inicio más rápido de fermentación (normalmente se reduce la fase de latencia). Un mayor consumo de los azúcares fermentables, reduciendo los posibles problemas de fermentación. Permite un mayor control microbiológico, lo que no es posible en fermentaciones espontáneas. Obtención de un producto de una calidad más uniforme a lo largo de las diferentes campañas, y por lo tanto la consecución de vinos con una gran homogeneidad. Disponibilidad en el mercado de este tipo de levaduras en cualquier momento. · Inconvenientes. La repetitividad en el uso de LSA va a expensas de perder algo de complejidad en el vino final. De hecho, siempre se ha creído que las levaduras autóctonas dan un distintivo de tipicidad y estilo al vino que puede perderse con la inoculación de estas levaduras. La utilización de las levaduras autóctonas sobre las LSA también tiene unas ventajas e inconvenientes. · Ventajas. Entre las ventajas que tiene el uso de levadura autóctona tenemos las siguientes: Expresión de las características propias de cada variedad y zona. Obtención de vinos de calidad diferenciada. Buena aclimatación a las condiciones locales del viñedo y de las bodegas. · Inconvenientes. El proceso de fermentación puede tener problemas de ralentización o paradas. 6. Problemas fermentativos: Ralentizaciones y paradas fermentativas. Influencia en la calidad del vino. Uno de los mayores problemas que se presentan en la elaboración de vinos, son las paradas y ralentizaciones en la fermentación alcohólica, que pueden dejar a los vinos dulces con una cantidad mayor o menor de azúcares sin desdoblar, además de correr un importante riesgo microbiano, por un posible ataque de bacterias lácticas sobre los azúcares, en una alteración que se conoce como picado láctico.
  27. 27. El control del desarrollo de la fermentación es clave en la predicción y prevención del fenómeno. Cuando en el mosto quedan valores mayores de 15 a 20 g/l y la graduación alcohólica es inferior a 12-12,5 %, no suelen existir problemas en el reinicio de la fermentación si se aplican las medidas correctoras adecuadas, sin embargo si la cantidad de azúcar es inferior a la señalada, puede ser muy difícil que la fermentación termine, teniendo que utilizarse medidas preventivas para la terminación de la misma. Los factores que intervienen en la ralentización o parada de la fermentación son los siguientes: · Concentración de azúcares. Los elevados niveles de azúcar en los mostos pueden retardar el arranque de la fermentación alcohólica, por generar una elevada presión osmótica en el medio que limita la población celular, además de generar mayor concentración de etanol con finales de fermentación más difíciles, por el efecto tóxico que presenta este compuesto en niveles elevados. Una chaptalización tardía también puede ser causa de paralización de la fermentación. La chaptalización es una técnica particular de azucarado aplicada al proceso de elaboración de vino desarrollada por el químico francés Jean-Antoine Chaptal (1756- 1832) y que consiste en la adición de azúcar, originalmente de remolacha pero también de caña, e incluso alcohol de vino (mosto concentrado) al mosto de uva de manera a facilitar el proceso de Fermentación alcohólica y la obtención de un producto de mayor graduación. · Naturaleza de los azúcares. La mayor parte de las levaduras fermentan la glucosa con más facilidad que la fructosa, por ello cuando se produce una parada de la fermentación, la relación glucosa/fructosa suele ser inferior a 0,1 encontrándose en esta situación un nivel de fructosa 10 veces mayor que el de glucosa. El poder metabolizar fácilmente la fructosa por parte de las levaduras o índice fructófilo es considerado como una ventaja a la hora de evitar paradas fermentativas. Por otro lado las condiciones del medio fermentativo también influyen en el metabolismo de la fructosa. Una falta de NFA por debajo de los 150 mg/l, hace que las levaduras metabolicen peor la fructosa, así como temperaturas de fermentación por debajo de 18ºC reducen la capacidad de las levaduras de metabolizar la fructosa. · Etanol y otros alcoholes. El etanol en el medio fermentativo aumenta la permeabilidad de la membrana plasmática incrementando el flujo de protones H+ hacia el citoplasma, entonces la célula se defiende del exceso de acidez aumentando la actividad de la llamada bomba de protones ATPasa , y que tiene como consecuencia un progresivo abandono del metabolismo y síntesis de los productos nitrogenados, al estar la bomba ocupada en eliminar el exceso de protones que le viene del exterior, además de emplear una gran cantidad de energía al accionarse este mecanismo, produciéndose una ralentización y posible parada del proceso fermentativo. El tanol también inhibe la actividad de la ATPasa, y reduce el contenido global de esteroles, terminando por inactivar las funciones vitales de las levaduras, y por lo tanto paralizando la fermentación. Los alcoholes superiores procedentes del metabolismo de aminoácidos, también presentan el mismo efecto sobre las levaduras, estando ligada su toxicidad a la longitud de su cadena carbonada de su molécula, a mayor Nº de C, mayor toxicidad.
  28. 28. · Otros productos del metabolismo de las levaduras. Otros productos que influyen en el metabolismo de las levaduras son: los ácidos grasos de cadena corta y el anhídrido carbónico. Los ácidos grasos de cadena corta, como el hexanoico o caproico C6, octanoico o caprílico C8 y decanoico o cáprico C10 formados durante la fermentación sobre todo a bajas temperaturas, actúan sobre la permeabilidad de las paredes celulares de las levaduras e impiden el correcto intercambio de sustancias con el exterior. El anhídrido carbónico desprendido en la fermentación, puede presentar un efecto tóxico para las levaduras, inhibiendo las reacciones de descarboxilación y afectando a los ácidos grasos contenidos en las membranas celulares. En una fermentación alcohólica con desprendimiento libre de anhídrido carbónico, este no suele ejercer ningún tipo de problema inhibitorio, pero cuando las condiciones de las instalaciones impiden una adecuada evacuación del gas, pueden surgir problemas de ralentizaciones o paradas inducidas por este gas. · Presencia de pesticidas. Los restos de pesticidas que acompañan a las vendimias, a veces en cantidades apreciables, pueden en algunas ocasiones inducir a la formación de olores defectuosos en los vinos, pero en otros casos pueden ser tóxicos para las levaduras y generar por lo tanto graves problemas de paradas fermentativas. Son sobre todo los fungicidas las sustancias que más problemas presentan, ya que las levaduras son hongos unicelulares. Los fungicidas azufrados o clorados son los que poseen un efecto más peligroso, tales como folpet, captan, difolatan o euparen. Otros pertenecientes a la familia de los triazoles o imidazoles, actúan bloqueando la síntesis del ergosterol en los hongos parásitos de la vid como el oidio, por lo tanto, pueden actuar de la misma manera en las levaduras fermentativas. Algunos fungicidas actuales como los pirimetanil, cipromidil, fludioxonil, quinoxifen, azoxistrobin y kreosim-metil, no influyen en el desarrollo de la fermentación alcohólica e incluso pueden ser eliminados por las levaduras con gran rapidez, excepto el pirimetanil que lo hace más lentamente. Según el Grupo de Trabajo de la Organización Internacional de Lucha Biológica (OILB), los productos fitosanitarios utilizados en viticultura pueden clasificarse en 5 grupos, dependiendo de sus actividad frente al bloqueo total o parcial de la fermentación alcohólica: N o producto neutro, cuando el 20% o menos de los ensayos están clasificados como que frenan o retrasan la fermentación en aplicaciones tardías. Entre ellos tenemos Iprodiona, maneb, mancozeb, procimidona, etc RX, es un producto que retrasa a veces, cuando entre el 21 a 50 % de los ensayos están clasificados que retrasan. como la carbendazima. RXX, también es un producto que retrasa a veces, cuando entre el 51 a 80 % de los ensayos están clasificados que retrasan. Como el folpet. RXXX, es un producto que retrasa a veces, cuando entre el 81 a 100% de los ensayos están clasificados que retrasan.
  29. 29. RC o referencias contradictorias. En la mayor parte de las ocasiones no suelen existir problemas inducidos por los pesticidas, salvo en tratamientos tardíos y cuando no se han respetado los plazos de seguridad, fijados generalmente entre 15 a 21 días. En el caso de la vendimia mecánica, existe un riesgo mayor por contener un nº mayor de hojas de vid en maceración con la vendimia, que puede enriquecer el mosto en pesticidas. En zonas marginales de cultivo de la vid que se realizan excesivos tratamientos al viñedo este problema puede ser más grave y originar paradas fermentativas. El único sistema de lucha contra la parada por uso de pesticidas, consiste en aplicar medidas activadoras de la fermentación de manera preventiva e incluso no conviene realizar ninguna acción salvo un sulfitado para dejar el mosto protegido frente a oxidaciones o bacterias, luego esperar unos días o semanas para que el pesticida se degrade espontáneamente y por último activar la fermentación con las medidas recomendadas. Además de provocar paradas, los residuos de plaguicidas pueden alterar la calidad del vino, producir olores y sabores indeseados o modificar el metabolismo de los compuestos naturales de la fermentación alcohólica. Los compuestos más afectados son los ácidos tartárico, cítrico, láctico y succínico. Existen unos límites máximos de residuos LMR mg/l de pesticidas en las vendimias y en los vinos que vienen recogidos en las legislaciones correspondientes. · Temperatura de la fermentación. La temperatura es uno de los factores más importantes que intervienen en el proceso de la fermentación alcohólica, pero cuando la temperatura es superior a 35 a 40ºC puede producirse una paralización de las levaduras, considerando de una manera práctica un límite de 30º C. Del mismo modo una temperatura inicial demasiado baja limita el crecimiento y la población de levaduras, que puede ser causa de una fermentación incompleta de azúcares. · Anaerobiosis estricta. La ausencia total de oxígeno en el medio fermentativo, especialmente en la fase de desarrollo de las levaduras, disminuye la formación de esteroides y ácidos grasos de cadena larga, y por tanto reduce la permeabilidad de las paredes celulares de las levaduras. · Carencias nutricionales. La carencia en el mosto de nutrientes o factores de crecimiento, también puede ser una causa de parada fermentativa, aunque normalmente no son las vitaminas las vitaminas las que suelen presentar una deficiencia, sino las sustancias nitrogenadas, que se produce especialmente en los mostos desfangados muy limpios, o en vendimias empobrecidas en estas sustancias por situaciones adversas de cultivo: viñedos antiguos, estrés hídrico, falta de vigor, etc. · Presencia de polifenoles. Los antocianos y taninos extraídos de los hollejos en vinificación en tinto, pueden fijarse sobre las paredes celulares de algunas levaduras, produciéndose una impermeabilización de las mismas. · Vendimias alteradas. Las vendimias atacadas por ciertos microorganismos, como Botrytis cinerea presentan una dificultad de fermentación, debido a la formación de
  30. 30. una sustancia antibiótica denominada botricina. Además pueden presentar inhibición a la cinética de la fermentación y otros problemas. · Antagonismo entre microorganismos. Algunas ralentizaciones y paradas fermentativas pueden ser explicadas por el efecto Killer, que poseen determinadas cepas de levaduras, produciéndose interacciones entre ellas, reduciendo la población de levaduras. También existe un efecto antagónico entre las levaduras y las bacterias lácticas, de tal modo, que cuando las levaduras están en actividad, las bacterias lácticas están inhibidas, y basta una parada fermentativa para que estas últimas se multipliquen en el medio fermentativo. Todo esto puede dificultar el reinicio de la fermentación alcohólica y desarrollarse un picado láctico producido por bacterias. Las bacterias consumen el ácido pirúvico y el acetaldehído libre en el medio fermentativo, que son activadores de la fermentación alcohólica y también producen una sustancia denominada bacteriocina que inhibe la fermentación. · En vinificación en blanco, las condiciones de extracción del mosto tienen una incidencia esencial; intervienen el estrujado de las uvas, el escurrido y el prensado de las vendimias estrujadas, sobre todo el nivel de clarificación de los mostos (desfangado); la eliminación de los esteroides, factores de supervivencia de las levaduras, puede llegar a ser demasiado importante. Consecuencias de la parada fermentativa Las consecuencias de las paradas de la fermentación son: · Presencia de azúcares residuales, que es inaceptable en algunos vinos. · Ataque de algunas bacterias lácticas a los azúcares, produciéndose el picado láctico, donde los azúcares se transforman en ácido láctico y también en acético, elevando la acidez del vino. · Presencia de olores y sabores no deseados en el vino. · Pérdida de las características organolépticas del vino, y por tanto una pérdida en la calidad del mismo. Soluciones a la parada fermentativa La aplicación de medidas preventivas es la mejor manera de luchar contra la parada fermentativa, basta con tener en cuenta los factores de crecimiento y desarrollo descritos anteriormente, así como los factores que causan las paradas. Sin embargo cuando se produce esta la intervención se debe realizar lo antes posible con el propósito de evitar el picado láctico. Entre las actuaciones más sencillas están las siguientes: · Aireación del mosto o de la vendimia. Una simple aireación puede bajar la temperatura si esta hubiese sido la causa de la parada. · Trasiego del mosto en vinificación en tinto. Produce un nuevo arranque de la fermentación. Si las anteriores actuaciones no funcionan se pueden aplicar las siguientes prácticas:
  31. 31. · Realizar un ligero sulfitado. Un ligero sulfitado del mosto paralizado frena el desarrollo de bacterias lácticas, siendo suficiente aplicar una dosis entre 2 a 3 g/Hl. · Adicción de levaduras vínicas. Generalmente a partir de LSA, se tiene que realizar de tal manera que no sufran un choque con el mosto paralizado. Para ello un buen medio de multiplicación puede contener entre 8 a 9 % de alcohol, unos 15 g/l de azúcares, y entre 2 a 3 g/Hl de CO2, al que se añaden entre 20 a 40 g/Hl de LSA y se mantienen con una fuerte aireación a 20ºC hasta que los azúcares han desaparecido, momento en el que se puede inocular el mosto al mosto paralizado. Se deben utilizar levaduras con un alto poder alcohógeno. · Mezclar el mosto paralizado con otro en plena actividad. Da buenos resultados pero siempre tomando precauciones para evitar una nueva parada. Se debe realizar la mezcla en un porcentaje de un 20 %. · Adicción de lías sanas. Las lías son residuos que se depositan en los recipientes que contienen vino después de la fermentación, durante el almacenamiento o después de un tratamiento autorizado, así como el residuo obtenido mediante filtración o centrifugación de ese producto. La adicción de lías puede ser un buen recurso pero no siempre da buenos resultados debido a que en muchos casos las levaduras existentes están en el declive de su desarrollo. · Adicción de activadores de la fermentación. Como tiamina o sales amoniacales no suponen contraindicaciones al realizarlo con otros tratamientos, pero no son eficaces si se trata de paralizaciones tardías, pero son de gran interés en la preparación del cultivo de levaduras y en acciones preventivas. · Utilización de adsorbentes de inhibidores. Como el carbón activo en dosis de 10 a 20 g/ Hl, o cortezas de levaduras en dosis de 20 a 30 g/Hl, o incluso fibras de celulosa en dosis de 10 a 30 g/ Hl, o mezclas de ellas, resultan tratamientos muy interesantes y complementarios a los anteriores. Alteraciones debidas a levaduras Todas las levaduras vínicas son susceptibles de producir alteraciones según el momento y el lugar en que se desarrollen así, por ejemplo, una refermentación de un vino ya embotellado da lugar a la formación de gas y compuestos que originan enturbiamiento, sabores y aromas no deseados. Una simple observación microscópica directa, en fresco, nos puede indicar la presencia de células elípticas aisladas o emparejas y grupos típicos del Género Saccharomyces. Este mismo tipo de levadura puede originar desarrollos pulverulentos en el fondo de la botella, ocurriendo generalmente en vinos con pocos azúcares residuales y viéndose afectado el metabolismo de otros componentes, no apreciándose la formación de CO2. Cepas de Saccharomyces cerevísiae resistentes al etanol y cepas de Zygosaccharomyces Baily y Zigosaccharomyces ludwigii resistentes al anhídrido sulfuroso (SO2) y al etanol pueden llegar a infectar las bodegas transmitiéndose a menudo por los insectos hasta el vino. Existe un tipo de levaduras “formadoras de velo”, que causan una alteración conocida como las flores, que forman un velo en la superficie del vino, debido al metabolismo aerobio de algunas levaduras como Candida, Pichia y Hansenula. Se debe actuar rápidamente para eliminar esta alteración, ya que el vino se vuelve insípido, aumentando el olor acetato de metile y se produce un color amarillento parduzco debido a la oxidación. Para disminuir el
  32. 32. riesgo de velo se recurre a una filtración amicróbica, a dosis de SO2 libre (SO2 molecular activo frente a levaduras) adecuadas y a un taponado hermético previo vacío o introducción de gas inerte (se podría recurrir a un embotellado en caliente o a una pasteurización). Esta alteración no se debe confundir con el velo formado para elaborar ciertos vinos (de crianza oxidativa, crianza en soleras, vino amarillo del Jura, generosos de Jerez, etc) que son cepas de Saccharomyces cerevísiae productoras también de altas cantidades de etanol y que dotan a estos vinos de este velo característico. Las llamadas levaduras salvajes como Kloeckera, Hansenula y Hanseniaspora, intervienen en el principio de la fermentación alcohólica, desarrollando aromas poco agradables , desapareciendo del medio cuando se alcanzan los 4 % de alcohol. Otra levadura salvaje la Zigosaccharomyces ludwigii , es bastante resistente al etanol produciendo en vinos un incremento de acetaldehído, así como su sedimentación en masas floculantes de gran tamaño. Las levaduras del género Brettanomyces y su forma esporulada Dekkera extendidas a nivel mundial pueden producir una alteración llamada coloquialmente de “gusto a ratón” o a “sudor de caballo”, los anglosajones la definen con el término bret, en el cual se conocen múltiples descriptores aromáticos: establo, animal, cuero, sudor de caballo, farmacia, plástico, tinta, goma quemada, etcétera , acusando una elevada sequedad y un gusto metálico en la boca. Durante mucho tiempo se atribuyó a la acetamida hasta que Heresztyn, en 1986, trabajando con vinos australianos aisló cepas de Brettanomyces e identificó los compuestos responsables de estos aromas y sabores: 2-acetil 1-4-5-6 tetrahidropiridina, 2-acetil 3-4-5-6 tetrahidropiridina y, fundamentalmente, 4-etilfenol, 4-etilguayacol y otros fenoles volátiles principalmente a partir de los ácidos cumárico y ferúlico de la uva. Más tarde se encontraron otras dos moléculas implicadas en estas desviaciones: el ácido isovalérico con olor a queso rancio y el 4-etil-catecol con olor animal, de ahí esos curiosos nombres para definir esta alteración. Otro género de levaduras, Schizosaccharomyces, sobre todo las pertenecientes a la especie Schizosaccharomyces pombe pueden transformar el ácido málico en etanol y CO2 suelen ser bastante resistentes a concentraciones elevadas de SO2. Células de Cándida stellata pueden causar la formación de cantidades importantes de glicerol. Otras levaduras, en determinadas condiciones y por su metabolismo del azufre dan lugar a la formación de sulfuro de hidrógeno y de otros compuestos azufrados de olor desagradable, estos compuestos se conocen como mecaptanos por su propiedad de reducir sales mercuriales. Estos se pueden producir durante la fermentación alcohólica o inmediatamente después por las levaduras y por la reducción de los compuestos azufrados. Aunque algunas sustancias azufradas como el tiol pueden participar de forma positiva dando aromas agradables. Las sustancias de olor azufrado producidas por las levaduras se distinguen como compuestos azufrados ligeros, con punto de ebullición inferior a 90ºC y los compuestos pesados con punto de ebullición superior a 90º C. Como se ha dicho anteriormente estas sustancias provienen del metabolismo de las levaduras durante la fermentación alcohólica , mediante la reducción directa de los sulfatos, o en otros casos por biosíntesis de determinados aminoácidos. La formación de estas sustancias de manera apreciable, sucede cuando la vendimia o el mosto es pobre en sustancias nitrogenadas, activándose entonces la actividad proteásica de la levaduras para proveerse de nitrógeno, liberando al medio gran cantidad de aminoácidos. La adición de sales amoniacales previene eficazmente la formación de estos compuestos nitrogenados, al
  33. 33. disponer las levaduras de una fuente nitrogenada más fácil de conseguir. Durante los trasiegos y aireaciones este problema es menor, ya que los compuestos ligeros pueden reducirse o desaparecer, pero en los compuestos pesados su eliminación es más difícil. Además de los trasiegos y aireaciones, los tratamientos con cobre y los barridos con nitrógeno gas pueden ser eficaces, así como los realizados con cloruro de plata y de paladio prohibidos. La fijación de antocianos en las paredes celulares de las levaduras en las elaboraciones tintas, también puede ser considerada una alteración, considerando el elevado poder de adsorción que presentan las membranas celulares y la elevada superficie que presentan las levaduras durante la fermentación, con poblaciones sobre 10 x 108 células por ml, lo que supone un desarrollo de 10 a 12 m2 por litro de mosto. Este fenómeno es muy conocido en la elaboración de Champagne, donde tradicionalmente los vinos se obtienen a partir de la uva Pinot Noir, estos se decoloran haciéndolos pasar por un lecho de lías frescas y sanas, donde se produce la adsorción. Más alteraciones de las que se responsabilizan a levaduras son la formación de alcoholes superiores y ácidos cetónicos, de ésteres, de acetoina, de 2-3 butanodiol, de diacetilo, que también alteran las características del vino. 7. Fermentaciones secundarias. Producción de metabolitos secundarios y su efecto en los productos. Al alcanzar los 10-11% Vol de alcohol, hay otras especies de levaduras que comienzan a ejercer su predominio debido a que gozan de un elevado poder fermentativo como son Saccharomyces oviformis, Saccharomyces bayanus, y Saccharomyces ellipsoideus, entre otras. Exceptuando microvinificaciones de laboratorio en las que se han llegado a alcanzar hasta 18- 20 % Vol. de alcohol, lo habitual es que no puedan fermentar mas allá de los 13,5-14,5 % Vol. de alcohol. Dentro de este grupo se encuentran también las levaduras típicas de la segunda fermentación de vinos espumosos. Dentro de las levaduras post-fermentativas se distinguen dos grandes grupos, uno sumamente perjudicial y otro sumamente beneficioso. · Las primeras son levaduras aeróbicas de bajo poder fermentativo denominadas flores del vino (anteriormente explicado), que forman un delgado velo blanquecino en la superficie de los vinos de poca graduación conservados en malas condiciones. Son sumamente perjudiciales debido a que forman gran cantidad de ácido acético y de acetato de etilo (aroma a pegamento) a partir del etanol, preparando el terreno para un posterior picado acético bacteriano. Se trata de Candyda micoderma, Hansenula anomala, y Picchias. · Las segundas, denominadas levaduras de flor, son las levaduras típicas de los vinos de crianza biológica como son finos, manzanillas y amontillados en su crianza biológica. Forman un velo mucho más grueso, amarillento, muy floculante. Se trata de levaduras con un alto poder fermentativo que forman el velo una vez ha concluido la fermentación del mosto a diferencia de las anteriores que lo hacen desde el principio. Se trata de Saccharomyces moltuliensis, Saccharomyces italicus y Saccharomyces beticus principalmente. Estas levaduras forman acetaldehído (aroma a almendra) a partir del etanol, y acetales a partir de etanol más acetaldehído, consumen prácticamente toda la glicerina y favorecen el potencial de oxido-reducción del mosto bajo el velo para realizar la fermentación maloláctica, entre otras muchas cosas. Es por ello por lo que los vinos base de estas elaboraciones se alcanzan hasta los 15-15,5 %
  34. 34. Vol. con alcohol vínico con el fin de evitar otras especies de levaduras y que pueda formarse el velo característico de la crianza biológica en las botas. Levaduras de vinos espumosos Una vez realizada el tiraje se inicia la segunda fermentación. Este proceso tiene lugar desde que el vino base es inoculado hasta que se consumen los azúcares fermentables presentes. Tiraje: operación que consiste en el llenado de las botellas con vino base, que es el vino tranquilo que se utilizará para elaborar el vino espumoso en una segunda fermentación, y el denominado “licor de tiraje”, que es una mezcla de vino blanco, de azúcar y de levaduras que, al fermentar, producirán el dióxido de carbono y el aroma característico para provocar la segunda fermentación dentro de la botella. Las características que deben reunirlas levaduras de segunda fermentación utilizadas en la elaboración de espumosos son: · Presentar una elevada resistencia al etanol, entre 10 a 12º, ya que los vinos base utilizados en la elaboración de espumosos tienen una graduación alcohólica mayor de 9,5º,y esta aumenta durante la segunda fermentación. · Tener actividad fermentativa a bajas temperaturas, ya que en algunas ocasiones la temperatura en las cavas puede ser inferior a 12º C. · Ser resistentes a la presión debida al CO2. · Alta capacidad de floculación, para facilitar la eliminación de levaduras, y que no queden adheridas a las paredes de las botellas, ya que todo el proceso se desarrolla en las botellas que llegan al consumidor. · No producir aromas desagradables, ya que el aroma del cava intervienen los procedentes de la uva y los que son producidos por el metabolismo de la levadura, durante la primera y la segunda fermentación, y durante el envejecimiento de las levaduras en botella. · Carácter espumante en el medio vinícola. · Facilidad de autolisis de las levaduras después de concluir la segunda fermentación. Entre los métodos de autolisis de las levaduras tenemos: Incremento de la temperatura. Adición de sustancias autolisiantes. Mejora genética. 8. Control de la fermentación. El seguimiento de la fermentación alcohólica para cada depósito de mosto o de vendimia, constituye uno de los principales cometidos de los técnicos en las bodegas. Se debe interpretar la cinética de la fermentación para conseguir los fines deseados según el vino que se quiere elaborar, e intervenir si fuera necesario en caso de una desviación sobre los previsto, y sobre todo prever con antelación una posible parada fermentativa. Entre los métodos de control de la fermentación tenemos entre otros los siguientes: · Recuento periódico de levaduras. No es muy frecuente realizar un recuento periódico de levaduras sobre el mosto, con objeto de conocer en cada fase del proceso el nº de levaduras existentes en el medio, y así poder evaluar si su nº es el adecuado o no en
  35. 35. cada momento, construyendo una gráfica junto a las otras mediciones de control que se describirán más adelante. En caso de realizarse este recuento de levaduras totales puede hacerse fácilmente de las siguientes formas: Con la ayuda de un hematímetro o cámara de recuentoy un microscopio, expresando los resultados en células/ml. Relacionándolo con otros parámetros como son la turbidez. Por la medida de su densidad óptica en un espectrofotómetro a 620 nm de longitud de onda. Con lo sistemas anteriores se puede saber la cantidad de levaduras totales, siendo interesante saber qué porcentaje de ellas están vivas. Las levaduras vivas o viables se calculan mediante: Dilución y siembra en un medio de cultivo, pero hasta 3 o 4 días no se obtiene información por lo que no es un método muy adecuado. El mejor método instantáneo de conteo de células vivas es mediante coloración específica y conteo en un microscopio por epifluorescencia o por biofluorescencia. · Otro método de control es medir periódicamente la concentración de los compuestos sintetizados, siendo el etanol el principal metabolito formado en este proceso, o mejor controlar la desaparición de azúcares en mosto, más sencillo de medir por simple densimetría. Entre los sistemas para medir la cantidad de azúcares tenemos: Método clinitest, es muy sencillo, en un tubo de ensayo se introducen 1 ml de agua y 0,5 ml de vino a analizar, a continuación se añade una tableta de producto, que se disuelve y entonces se observa el color y se compara en una tabla de colores similar al pH. Con este sistema se miden azúcares entre menos de 2 hasta más de 5 g/l. Sistema Reflectoquant, es de la firma Merck, consiste en la utilización de un aparato reflectómero para la evaluación de tiras analíticas, que impregnadas de mosto o vino, son capaces de medir una gran cantidad de parámetros, donde además de los azúcares destacan el ácido málico, dióxido de azufre, acidez total, ácido láctico, calcio, potasio, etc. · Otro parámetro que se debe controlar es la temperatura, siendo una determinación muy fácil de realizar, este parámetro incide claramente en la fermentación y con el se puede predecir una parada fermentativa. La medición se puede realizar: De forma periódica mediante un simple termómetro fijo o portátil. Estos dato se tienen que tomar siempre de una misma manera, a la misma hora (generalmente 2 veces, por la mañana y por la tarde) y en las mismas condiciones. En el caso de vinificación en tinto se debe tomar siempre por debajo del sombrero. También se puede tomar la temperatura aprovechando el remontado del mosto donde se homogenizan los valores de temperatura y densidad del mosto. De forma permanente mediante sondas termoeléctricas adosadas a las cubas.
  36. 36. · La formación de espuma es un parámetro que se debe controlar durante la fermentación, esta se provoca por el desprendimiento de gas carbónico, siendo más evidente en la elaboración de vinos blancos, pues en los tintos la espuma se ve contenida por el sombrero del hollejo. En la formación de la espuma intervienen la riqueza de proteínas del mosto, la temperatura y el tipo de levadura utilizado. Para contener la espuma se utilizan unos productos inocuos para la salud, como el dimetil polisiloxano y una mezcla de mono y diglicérido del ácido oleico en dosis inferiores a 10 mg/l. Esto permitiría de un llenado mayor de los depósitos de fermentación, estimado en un 5 a 10 % más, optimizando de este modo la capacidad de la bodega en la vendimia. Actualmente se ha introducido el concepto de pilotaje de la fermentación, donde se pretende medir de manera continua en cada depósito una gran cantidad de parámetros, y en función del desarrollo de los mismos y los objetivos marcados previamente, modificar las condiciones de fermentación con objeto de gobernarla automáticamente y adecuadamente. Los sistemas actuales de pilotaje están controlados automáticamente por ordenador , enviando los datos y procesándolos de una manera adecuada. Los parámetros que se miden son: · Temperatura. · Volumen de CO2desprendido. · Pérdida de peso del depósito. · Bajada de la densidad. · Evolución de la turbidez del mosto. · Polifenoles del mosto en vinos tintos. · Etc. En función de esos datos se pueden modificar automáticamente mediante ordenador los parámetros según nuestras necesidades. Beneficios de la automatización del proceso de fermentación del mosto Los beneficios de automatizar la fermentación son los siguientes: · Economía significativa de productos químicos.
  37. 37. · Con la automatización del depósito no habrá sobrecarga del fermento, pues se controlará el grado alcohólico del mosto en fermentación. · Con el control de la temperatura de los fermentadores automatizados a través de inversores colocados en los motores eléctricos de los cambiadores de calor, habrá una economía sustancial de energía eléctrica. · Con la automatización habrá también un mejor control a través del monitoreo constante de la fermentación, acompañado de un histórico ofrecido por el sistema de automatización, registrando así posibles problemas ocurridos en la fermentación durante todo el período. 9. Bibliografía. Tratado de Enología. Luis Hidalgo. Ed MP. 2011 Microbiología del vino. Varios. AMV Ediciones 2005

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