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Ciencia y Tecnología Otros artículos científicos  

Las tecnologías de elaboración de vinos con bajo nivel de etanol

Michel Moutounet*, Magali Bes**, Jean-Louis Escudier
*INRA UMR Ciencias de la Enología, Montpellier (Francia)
** INRA Estación Experimental de Pech Rouge, Gruissan (Francia)

La cuestión del calentamiento del planeta suscitada por los científicos y las asociaciones ecologistas y de defensa de la naturaleza también afecta al mundo del vino. En efecto, durante las últimas décadas, especialmente en el hemisferio norte, estamos asistiendo al avance progresivo de la fecha de cosecha. Aunque la uva madure antes, la maduración óptima se ha desplazado, la experiencia nos ha demostrado la importancia de cosechar la uva en fase de sobremaduración. Esta situación es fruto de una política de calidad que llevan a cabo las empresas para obtener vinos más concentrados y con aromas más expresivos. Esta tendencia, que afecta a todos los viñedos del mundo, nos conduce a la elaboración de vinos con mayor concentración de etanol y cuyos pH son cada vez más elevados. Una proporción significativa de los vinos alcanza 14-16 % (v/v) y pH alrededor de 4 para los vinos tintos.

Los especialistas siempre han sabido encontrar soluciones tecnológicas para enfrentarse a cambios climáticos sobre todo en situaciones límites para el cultivo de la viña. ¿Cuáles son las estrategias adoptadas actualmente? ¿Cuáles serán las del futuro? Las nuevas tecnologías a menudo se refieren a las técnicas con membranas selectivas (membranas de ultrafiltración, de nanofiltración, de ósmosis inversa, ionóforos…) Las soluciones técnicas propuestas van enfocadas a las materias primas a transformar, por ser demasiado ricas en sustratos fermentables, o también a los vinos que se obtienen. Éstas técnicas pretenden ofrecer los medios a los organismos profesionales para responder a las nuevas expectativas del consumidor.

Reducción de la concentración de azúcar en el mosto

Algunos certificados reivindican la posibilidad de reducir la cantidad de azúcar. Los procedimientos propuestos utilizan sucesivamente una etapa de ultrafiltración seguida de un tratamiento por nanofiltración. En la primera operación se pretende retener el conjunto de macromoléculas y constituyentes fenólicos. Una parte de los azúcares que se intentan eliminar están en el permeato de ultrafiltración, que está concentrado por nanofiltración. La retención de ultrafiltración y el permeato de nanofiltración juntos constituyen el mosto pobre en azúcar. En el proceso «Redux» propuesto por Vaslin Bucher el volumen eliminado, cerca de 500 mg/L de azúcar, es aproximadamente de un 15 % con una disminución del 2 % del volumen de etanol probable.

Figura 1. Procedimiento «Redux» propuesto por Vaslin Bucher
Nota: UF = ultrafiltración; NF = nanofiltración; RUF = retención de ultrafiltración; PUF = permeato de ultrafiltración; RNF = retención de nanofiltración; RNF = permeato de nanofiltración

Se podrían tener en cuenta otras soluciones más sencillas. Debería ser suficiente el hecho de concentrar por ósmosis inversa o por evaporación al vacío una fracción del mosto de una cosecha correspondiente a la proporción de etanol a reducir y reincorporar o bien el concentrado o bien las condensaciones de evaporación.

Técnicas de desalcoholización del vino

Algunas técnicas permiten eliminar una parte del etanol del vino; algunas son factibles como la ósmosis inversa o la evaporación con columnas de conos rotantes (Spinning Cone Column), algunas como la preevaporación han sido estudiadas y luego abandonadas, otras finalmente están siendo estudiadas en la actualidad como la destilación al vacío. El objetivo de la puesta a punto de los procedimientos en el dominio de la desalcoholización es el de conseguir eliminar suficientes moléculas de etanol conservando a la vez las cualidades originales de los vinos tratados y sin que los costes de producción perjudiquen la competitividad internacional. En términos generales, se considera que los vinos son más bien negativamente sensibles a los tratamientos térmicos y la reducción de la concentración de etanol puede ir acompañada del riesgo de eliminación de compuestos volátiles que podrían tener un papel importante en el aroma de los vinos así como también en sus cualidades organolépticas generales. Las soluciones que parecen más eficientes hacen referencia a la unión de tecnologías.

La ósmosis inversa

La ósmosis inversa concentra los solutos. En el caso del vino, la fase disolvente es la solución hidroalcohólica. Con las membranas más corrientes la selectividad agua/etanol es inferior a 1 y tiende hacia 0,7 de modo que la ósmosis inversa concentra la casi totalidad del extracto seco y parcialmente el etanol. En consecuencia, para obtener una reducción de la cantidad de etanol es necesario añadir un volumen de agua equivalente al eliminado durante la ósmosis inversa. Para evitar esta aportación exógena, a causa de la normativa de algunos países vitícolas, se propone fraccionar el permeato de ósmosis inversa por destilación con la finalidad de reincorporar la fase acuosa recuperada. De hecho, se ha estudiado la unión de dos osmosores equipados con membranas que puedan seleccionar agua/etanol.

La destilación

La destilación se puede utilizar según dos esquemas: o bien se elimina el etanol deseado sobre el conjunto del volumen del vino, o bien se trata sólo una parte para una desalcoholización impulsada y luego se une de nuevo con un volumen de vino sin desalcoholizar con el fin de obtener el grado de alcohol deseado. Es necesario tratar cerca del 10 % del volumen de vino por porcentaje de volumen de etanol a disminuir.El mayor inconveniente de la destilación es la incidencia del efecto térmico sobre la calidad sensorial del vino tratado. Además, el procedimiento debe realizarse al vacío. En función de los parámetros de funcionamiento de las columnas de rectificación es posible, industrialmente, operar a menos de 50 ºC. Se pueden tener en cuenta distintas soluciones técnicas de conductas de las instalaciones de destilación. El principio de un tratamiento en dos fases parece lo más apto. La primera fase pretende extraer la fracción volátil aromática en poco volumen mientras que la segunda está pensada para eliminar el etanol, la fracción aromática es reintroducida en el vino desalcoholizado. Este sistema de doble paso en la misma instalación se utiliza en el caso de la evaporación al vacío con columnas de conos rotantes (Spinning Cone Column).

Figura 2. Esquema básico de funcionamiento de la columna de conos rotatorios

Las dificultades de los distintos procedimientos residen en la preservación del aroma original por lo que es necesario encontrar procedimientos de recuperación de la fracción aromática. Las soluciones se encuentran en la optimización de las membranas de contacto desarrolladas para la recuperación y la concentración de aromas efluentes acuosos o absorbentes de aromas. La empresa Memsatar propone un sistema integrado que asocia un osmótico con un módulo de membranas de contacto; éstas separan preferentemente los compuestos hidrófobos de las moléculas de etanol que se reintroducen a continuación en la retención de la ósmosis inversa. El tratamiento se produce en el batch, a cada vuelta el alcohol se reduce entre el 0,9 y el 1,5 %.

Figura 3. Conexión de tecnologías: ósmosis inversa + membranas de contacto

Intervenciones a nivel de la fermentación alcohólica

Se están explorando dos vías básicas de investigación:

- La desalcoholización parcial al inicio de la fermentación mediante los distintos procedimientos mencionados anteriormente o por stripping permitiría reaccionar antes de que los compuestos aromáticos debidos a la actividad fermentadora no se acumularan. En efecto, la idea de esta aproximación técnica se basa en los conocimientos adquiridos sobre la variedad de aromas y las cinéticas de producción de los compuestos aromáticos durante la fermentación alcohólica; las variedades aromáticas aparecen, para la uva, mayoritariamente en forma de precursores no volátiles que se revelan en las distintas etapas de la elaboración de los vinos, siendo los aromas de fermentación principalmente formados durante la fase estacionaria, sobre todo los esteres. Entonces concentramos todo el interés por intentar eliminar el etanol, sobre la base de sus propiedades de volatilidad, en las primeras fases de su producción aunque, la preparación concomitante de componentes volátiles podría tener consecuencias sobre el metabolismo de las levaduras que convendría estudiar simultáneamente (Trabajos dirigidos por Jean-Marie Sablayrolles, UMR Ciencias de la Enología, Montpellier).

Figura 4. Desalcoholitzación parcial al inicio de la fermentación

- La riqueza de los mostos en sustratos fermentables condiciona el contenido de alcohol a la salida de la fermentación en función del rendimiento de conversión de los azúcares en etanol; cualesquiera que sean las cepas de levadura de S. cerevisiae. Este rendimiento de conversión es relativamente similar, convirtiendo la simple búsqueda de cepas de débil rendimiento, entre las cepas existentes, ineficaz para el objetivo deseado. El objetivo de las investigaciones a realizar es el de llegar a desviar en S. cerevisiae, una parte del metabolismo del carbono hacia otros metabolitos diferentes del etanol. La estrategia contemplada recae sobre la amplificación del flujo carbonado a través de la vía de las pentosas fosfato (VPP). El principio consiste en forzar la levadura a utilizar mejor las pentosas, consideradas como fuente de carbono pobre. Algunos mutantes adaptados al crecimiento sobre pentosas se buscan a partir de cepas enológicas industriales con la ayuda de un acercamiento a la adaptación dirigida a permitir acelerar la velocidad de selección natural. La caracterización fina de las cepas adaptadas pondrá en funcionamiento de manera integrada el análisis del transcriptoma, del proteoma, y de los perfiles metabólicos de las cepas. (Trabajos dirigidos por Sylvie Dequin, UMR Ciencias para la Enología, Montpellier)

Distintos procedimientos de reducción de la concentración de etanol de los vinos son operacionales (SCC, ósmosis inversa / destilación o membranas de contacto) otros son más prospectivos ya que pretenden hacer menos costosa la operación de desalcoholización y preservar cada vez más las cualidades organolépticas. Dejando de lado estos criterios, la elección de las tecnologías dependerá de las posibilidades dadas por las normas. En los países vitícolas europeos la detención de alcoholes, el transporte de alcohol y la destilación de productos fermentados están muy reglamentados y, por otro lado, el «remojo» (añadir agua) está proscrito; finalmente, las membranas de ultrafiltración y de nanofiltración no están definidas por las legislaciones que influyen a las prácticas enológicas. Estas tensiones, según las disposiciones reglamentarias que se tomarán en el futuro, podrían restringir duramente un tiempo el campo de posibilidades técnicas ofrecidas.

Conclusión

Las técnicas correctivas de reducción del contenido en azúcar de los mostos o del contenido en etanol de los vinos, no tienen que ser las únicas a ser tomadas en cuenta, no son más que una manera de adaptarse, a corto plazo, a una situación que no podría más que perdurar según las previsiones climáticas de las que disponemos. Por lo tanto debemos programar otras inversiones, más bien desde una perspectiva de acercamiento vitícola. Parece sensato, en efecto, examinar las condiciones de adaptación del comportamiento del viñedo a las nuevas condiciones climáticas abriendo así un amplio campo de investigación. La búsqueda, en los institutos de investigación, de vareidades no explotadas de material vegetal cualitativo acumulando menos azúcares fermentables durante la maduración de la uva sigue siendo, también, una vía pertinente y técnicamente accesible.

[30.08.07]
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