Ponencia de Jean François Gilis sobre la optimización y control de la fermentación alcohólica para la jornada tecnica de AZ3 2010

1. Microbiología – Biotecnología Dr Jean-François Gilis Expresar y conservar el potencial de los mo stos y de los vinos. Optimización y control de las fermentaciones. Detección y prevención de las contaminaciones.

3. 19/07/10 Cadena de producción Uva - Vino Fraccionamiento Crianza Fermentaciones Vid, uva Tratamiento Materia prima Transformación Materia prima En producto Maduración y Almacenamiento del producto Aconditionamiento del producto Marketing Venta del producto Cosecha Pilotaje FA Control de madures Micro oxigenación - Madera Levadura Bacteria Producción Materia prima Cosecha Materia prima Fermentación alcohólica : etapa necesaria de transformación de la matera prima (uva) en producto (el vino). Etapa poca controlada : ningún sistema de control, ningún sistema de automatización…

4. Problema de Fermentación Estudio de repartición de tiempo de Fermentación en una bodega Pilotaje FA Tiempo de FA global 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 <10 Días 10-20 Días >20 Días Stop % Cuba

7. Proyecto Pilotaje de fermentación Pilotaje FA

8. Pilotaje de FA : objetivo Incluir la fermentación como herramienta de producción Eliminar todos los riesgo de parada de FA y evitar las perdidas aromáticas Automatizar las tareas en función de criterios fisiológicos Pilotaje FA

9. Colaboración con el INRA de Montpellier J-M Sablayrolles Bodega de investigación de Pech Rouge Seguimiento de velocidad de FA ==> Detección de momentos importantes de la FA (Vmax), Predicción de falta de fuente de nitrógeno, Predicción del tiempo de fermentación. Pilotaje FA

10. Importancia del V max Latencia Fase exponencial de crecimiento Fase Estacionaria = supervivencia de la levadura Mortalidad Tiempo V CO2 Densidad, dCO2/dt, Cell/mL Pilotaje FA Densidad levadura V FA max = principio de fase estacionaria = cambios metabólicos importantes. => Momento clave : control de O2, nutrientes y temperatura fundamentales. V FA max

11. Los parámetros de pilotaje de FA O 2 NH 4 + T°C Vino Velocidad FA Pilotaje FA Levadura Uva Azúcar Nitrógeno

12. Uso de oxigeno durante la fermentación Pilotaje FA

14. El mejor momento de agregado de O2 es al momento del Vmax. 10 mg/L al Vmax es suficiente para asegurar la fermentación. Ningún efecto cinético con oxigeno en continuo. Impacto cinetico O2 durante la Fermentación Pilotaje FA

15. Chardonnay Languedoc 2009 Trabajo diferente de la levadura con o sin O2 O2 durante la Fermentación Impacto organoléptico Pilotaje FA

17. Un pulse de oxigeno de 10 mg/L al Vmax garantiza una FA rápida y completa. Ningún agregado aumente los riesgos de FA lenta. O2 durante la Fermentación Pilotaje FA Agregados combinados

18. Conclusión O 2 Pulse al Vmax Favorece la velocidad de fermentación Favorece la resistencia al etanol Favorece la viabilidad ==> Impacto organoléptico y cinético depende del régimen de oxigenación (continuo o puntual). ==> Ningún efecto de oxidación en blanco, rosado o tinto. La levadura consume todo. ==> Menos movimiento de vino, los remontages abiertos No son mas necesarios. ==> Menos perdida aromática, ==> Menos riesgo de contaminación. Pilotaje FA Levadura

19. Uso de nutrientes durante la fermentación Pilotaje FA

20. Necesidad de las levaduras : 1 mg nitrógeno asimilable / g azúcar a fermentar Momento de adición muy importante = 35 g CO2 producido Mayor eficiencia con Pulse al Vmax. => Pr. Jean-Marie Sablayrolles 0,8 mg nitrógeno asimilable / g azúcar a fermentar son suficientes si mezcla con nutrientes complejos (NH 4 +, ac-a, vitaminas…) . => Pr. Pierre Strehaiano. Análisis iniciales de mosto para nitrógeno asimilable y azúcar importantes. Gestión de nutrientes Pilotaje FA

21. Gestión de nutrientes Pilotaje FA Tipo de amonio Agregado 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ninguno Fosfato de amonio Mezcla Complejos <10 Días 10-20 Días >20 Días Stop

22. Herramienta de Pilotaje de Fermentación Pilotaje FA

23. Seguimiento en línea de FA : captadores Ningún censor confiables Flujo metro Pilotaje FA Refractómetro Sonda redox Fibra óptica … ==> Deposito de tartarico Desaparición del sustrato Aparición del producto 2 Aparición del producto 1

25. Pilotaje FA “ Pilotaje de Fermentación” versión 1 Visio 6 Master Switch Ethernet Red WiFi Captador

26. El programa Capaz de detectar el Vmax - Capaz de estimar la concentración en nitrógeno asimilable Capaz de agregar oxigeno automáticamente al momento deseado. Pilotaje FA

27. Curva estándar Azucares = 120 g/L Pilotaje FA

28. Ejemplo de resultados Pilotaje FA

29. Ventaja logística Bajada de 20% del tiempo de fermentación con Pulse al Vmax. Pilotaje FA Modalidad Tiempo FA (h) Ganancia de Tiempo/Test (h) Ganancia de Tiempo/Test (%) Cepage Testigo Stop FA 0 0 Micro 15mg/l Stop FA 0 0 Pulse 15mg/l 470 1000 100 Testigo 240 0 0 Micro 15mg/l 240 0 0 Pulse 15mg/l 190 50 21 Testigo 250 0 0 Micro 30mg/l 250 0 0 Pulse 30mg/l 200 50 20 Testigo 440 0 0 Micro 15mg/l 440 0 0 Pulse + Micro (7,5+7,5 mg/l) 390 50 12 Testigo 290 0 0 Pulse 10mg/l 242 48 17 Pulse + Micro (10+10 mg/l) 242 48 17 Testigo 355 0 0 Pulse 10mg/l 297 58 17 Pulse 10mg/l 347 8 3 Pulse + Micro (10+10 mg/l) 287 68 20 Pulse + Micro (10+10 mg/l) 310 45 13 Pulse + Micro (10+10 mg/l) 300 55 16 Sauvignon Puichéric 2008 Chardonnay Coursan 2007 Sauvignon Puichéric 2007 Chardonnay San Pedro 2009 Rosé Cabernet Casa del Toqui 2009 Ganancia mediana con Pulse +/- Micro : 20% del tiempo FA, 15 dias/75 en Am Sur o 10 dias/45 en Europa Sauvignon Puichéric 2007

30. Detección de anomalía : carencia Agregado Nitrogeno 1 Agregado Nitrogeno 2 Pulse O 2 Tiempo (h) Flujo de CO2 (g/L/h) Algunas anomalías como carencia de nutrientes pueden ser causa de fermentación lenta y irreversible si no son detectadas rápidamente ==> detección automática. Pilotaje FA

31. Detección de anomalía : carencia Agregado Nitrogeno 1 Agregado Nitrogeno 2 Pulse O 2 Tiempo (h) Flujo de CO2 (g/L/h) Algunas anomalías como carencia de nutrientes pueden ser causa de fermentación lenta y irreversible si no son detectadas rápidamente ==> detección automática. Pilotaje FA

33. Gestión de temperatura Reacción inmediata de las levaduras con el cambio de temperatura Pilotaje FA

34. Programación de perfil de temperatura en función de las etapas de fermentación posible. Perfil T°C Blanco Gestión de temperatura automática Pilotaje FA 0 2 4 6 8 10 12 14 16 T °C Tiempo (días) 10 18 16 20 Siembra V max 80% FA Fin FA Vco 2 < 0,005 g/L/h MPF, Vco 2 < 0,05 g/L/h Siembra V max 70% FA Fin FA Vco 2 < 0,005 g/L/h T °C Tiempo (días) 10 18 25 28 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Perfil T°C Tinto

35. Trazabilidad : extracción Remontages Visualización de los trabajo de extracción : 1 día con 2 remontages, 4 días con 3 remontages. Pilotaje FA Seguimiento FA vino tinto 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Tiempo (h) Flujo CO2 (g/L/h) Cabernet Sauvignon

36. Detección de anomalía : contaminación FA Malbec P10+M40 (Sucre 250 g/L). 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Tiempo (días) Flujo CO2 (g/L/h) 994 1014 1034 1054 1074 1094 1114 Densidad Flujo CO2(g/l/h) La densidad esta sensible a parte del cuarto día mientras que hay producción de CO2 desde el principio. Pico del 6to día = Pulse O2 + nutrientes. Pulse 10 mg/L + nutrientes Siembra Producción de CO2 por levaduras apiculatas Pilotaje FA

37. Fin Gracias por sus atención Pilotaje FA