ACENOLOGIA | La aplicación de ultrasonidos de alta potencia para acortar los tiempos de maceración de los vinos tintos
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Aplicación de ultrasonidos de alta potencia para acortar los tiempos de maceración de los vinos tintos

Ana Belén Bautista-Ortín,1 Ricardo Jurado,2 Juan Alberto Iniesta,2 María Dolores Jiménez Martínez,1 y Encarna Gómez-Plaza1
1 Departamento de Tecnología de Alimentos, Nutrición y Bromatología, Universidad de Murcia,
Campus de Espinardo, Murcia
2 Agrovin S.A., Alcázar de San Juan, Ciudad Real

El color de los vinos tintos es la primera sensación organoléptica que percibimos de estos, y los compuestos fenólicos son los responsables de esta cualidad. Pero aún más importante, los compuestos fenólicos no solo participan en el color sino también en el gusto y el cuerpo del vino. Además, su composición fenólica es una característica fundamental para determinar la capacidad de un vino de envejecer.

Los compuestos fenólicos se encuentran fundamentalmente en el hollejo de las uvas, en el interior de las células del hollejo y es necesaria una adecuada transferencia de estos compuestos de la uva al mosto/vino para tener un vino coloreado. Un tiempo mínimo de maceración se requiere para conseguir la transferencia suficiente de compuestos fenólicos, tiempo normalmente más largo cuanto mayor carga fenólica se desea en el vino.

  «La técnica de ultrasonidos lleva bastantes años aplicándose en tecnología de alimentos.»
 

Normalmente son necesarios varios días de maceración (3-7) para lograr la extracción deseada de compuestos fenólicos. Pero a veces, y para grandes bodegas, ocurre que, a mitad de la vendimia, la capacidad de la bodega puede verse sobrepasada, debido a la gran entrada de uvas en la bodega y esta se ve forzada a reducir el tiempo de maceración y, por tanto, la calidad del vino que puede llegar a conseguir y su potencial de envejecimiento. Por ello, a parte de la maceración y los remontados, también se han empleado otras técnicas, algunas económicamente gravosas, para facilitar la extracción (maceración prefermentiva en frío, adición de taninos enológicos, enzimas de maceración) y métodos físicos como la flash-expansión o la termovinificación.1-7  

Una novedad en este campo enológico es el uso de ultrasonidos de alta potencia para conseguir acelerar la extracción de los compuestos fenólicos de las uvas. Es una técnica que ya lleva bastantes años aplicándose en tecnología de alimentos. Los ultrasonidos ejercen su acción fundamentalmente a través del fenómeno de la cavitación. Este fenómeno ocurre cuando se aplican ultrasonidos de alta energía en un líquido que posea propiedades elásticas. La expansión de las moléculas del líquido, por la fuerza de los ultrasonidos, crea burbujas o cavidades que colapsan (implosionan) generando presiones locales capaces de alterar la estructura de los tejidos vegetales y favorecer así la extracción de los compuestos intracelulares (fig. 1).

Figura 1. Cavitación ultrasónica8

 

En este trabajo se muestran los resultados de la aplicación de ultrasonidos a la masa estrujada de uvas de la variedad monastrell y cabernet sauvignon y los parámetros cromáticos finales del vino obtenido.

 

Materiales y métodos

La experiencia se ha realizado dos años consecutivos, el primer año con uvas de la variedad monastrell y el segundo año con cabernet sauvignon.

Para el tratamiento se empleó el sistema de trabajo que se indica en la figura 2.

Figura 2. Esquema de trabajo para vinos tintos. Tras el estrujado y despalillado de la uva, la pasta generada es tratada mediante el ultrasonido y depositada en tanques de maceración. Posteriormente se realiza la fermentación del mosto sonicado

 

Se realizaron las siguientes vinificaciones:

  • Una vinificación control, en la que se aplicó un tiempo de maceración de 8 días en el caso de uvas de la variedad monastrell y 7 días en el caso de cabernet sauvignon.
  • Tres vinificaciones utilizando el sistema de ultrasonidos y con tres diferentes tiempos de maceración (3, 6 y 8 días en el caso de monastrell y 2, 3 y 7 días en el caso de cabernet sauvignon).

 

Determinaciones espectrofotométricas

Todas las medidas espectrofotométricas se realizaron en un espectrofotómetro HEλIOS α (TermoSpectronic, EEUU) a partir de las diferentes muestras filtradas usando filtros de nilón de 0,45 micras.

Índice de polifenoles totales (IPT): Se obtiene por medida de la absorbancia a 280 nm del vino diluido 100 veces con cubetas de 1 cm de paso óptico.

Antocianos totales y antocianos poliméricos: Se obtiene tras la adición de 20 mL de HCL 0,1 N a 0,5 mL de vino. Pasados 30 minutos se mide la absorbancia a 520 mm en cubetas de 1 cm de paso óptico.9

Los antocianos poliméricos se determinaron mediante la adición de 160 µL de SO2 al 5 % a 2 mL de muestra. La muestra fue agitada y tras 1 minuto se midió la absorbancia a 520 nm en cubetas de 0,2 cm de paso óptico.10

Intensidad de color (IC): Se determina a través de la suma de la absorbancias a 620 nm (componente azul), 520 nm (componente roja) y 420 nm (componente amarilla) la intensidad de color del vino sin diluir mediante cubetas de 0,2 cm de paso óptico.11

Taninos totales: La determinación de taninos totales se llevó a cabo por el método de la metilcelulosa. Para ello, a 50 µL de vino se le adicionan 600 µL de una solución de metilcelulosa (0,04 %), se deja reposar 2-3 minutos y a continuación se le adicionan 400 µL de una solución saturada de sulfato de amonio y 800 µL de H2O. La muestra se agita y se deja reposar 10 minutos. Después se centrifuga a 10000 rpm durante 5 minutos y se mide la absorbancia a 280 nm. Una muestra control sin metilcelulosa es requerida para determinar la absorbancia correspondiente a los taninos. La concentración de estos compuestos se expresa en mg/L utilizando la (-)-epicatequina como patrón externo.

Determinación de taninos por HPLC

La determinación de taninos también se llevó a cabo por HPLC, mediante la optimización del método propuesto por Pastor del Río.12

Para ello, se concentraron en un centrivap a 50 °C durante 12 horas 5 mL de cada vino. Tras este tiempo, los extractos fueron redisueltos en 3 mL de agua pasados a través de cartuchos Sep-Pak C18 (1g, Waters, Mildford, EEUU) acondicionados previamente con 10 mL de metanol y 15 mL de agua. Después se eliminaron los compuestos interferentes (ácidos fenólicos, azúcares, etc.) lavando con 15 mL de agua los cartuchos. Los compuestos de interés se eluyeron con 10 mL de metanol. Finalmente, el extracto metanólico fue concentrado de nuevo en el centrivap a 35 °C durante 10 horas, liofilizado y redisuelto posteriormente en 1 mL de metanol.

Para obtener la información sobre el contenido, composición y grado medio de polimerización de las proantocianidinas (GPm) se utiliza el método de la fluoroglucinólisis propuesto por Kennedy y Jones13 basado en la ruptura de los enlaces interflavánicos en medio ácido y en presencia de un agente nucleófilo, el fluoroglucinol, seguido de un análisis de HPLC de los productos de reacción. Por tanto, a 100 mL de cada una de las muestras de extracto metanólico se le añade 100 mL de reactivo de fluoroglucinólisis, el cual presenta una composición de 100 g/L de fluoroglucinol y 20 g/L de ácido ascórbico en HCL 0,2 N en metanol. La reacción se produjo a 50 °C durante 20 minutos, tras ello se le añadió 200 mL de acetato de sodio (200 mM) para la reacción. Posteriormente las muestras se centrifugaron durante 10 min a 1000 rpm y los sobrenadantes se colocaron en sus correspondientes viales para inyectarlos en el HPLC.

Para la separación de los productos de reacción (unidades terminales y aductos con fluoroglucinol) se llevó a cabo en un cromatógrafo líquido Waters 2695 (Waters, PA, EEUU), equipado con un detector diodo-array Waters 2696. La columna utilizada fue una Atlantis C18 (250 x 4,6 mm, 5 µm de tamaño de partícula) protegida con una precolumna del mismo material (20 x 250 x 4,6 mm, 5 µm de tamaño de partícula) (Waters, Milford, MA, EEUU).

Los disolventes utilizados fueron ácido fórmico al 2 % (A) y una mezcla de acetonitrilo/H2O/fórmico (B) (80:18:2) con un flujo de 0,8 mL/min, con un volumen de muestra inyectada de 10 µL a una temperatura de 30 °C. Las condiciones de elución fueron aquellas informadas por Busse-Valverde et al.14

Los compuestos se determinaron a 280 nm y como patrón de cuantificación se utilizó la (+)-catequina, de manera que los productos obtenidos tras la ruptura se estiman usando los factores de respuesta relativos a ella.

Análisis sensorial

Se realizó un análisis sensorial descriptivo, comparando el vino testigo y el vino obtenido de pasta sonicada y 48 horas de maceración, tras dos meses en botella.

 

Resultados y discusión

Los datos se muestran como porcentaje de variación de los diferentes parámetros medidos con respecto al vino testigo con una maceración de siete días en el caso de cabernet sauvignon y ocho días en el caso de monastrell.

Los datos espectrofotométricos (fig. 3) muestran que los vinos de monastrell elaborados de pasta sonicada alcanzan tan solo con 3 días una intensidad de color y un contenido en polifenoles totales superior al vino testigo elaborado con ocho días de maceración. Además, es muy significativo señalar que estas características cromáticas son estables y se mantienen las diferencias tras dos meses en botella. Está claro que la sonicación de las uvas estrujadas facilitó la ruptura de las estructuras celulares y facilitó la extracción de compuestos fenólicos, de una forma mucho más rápida que en el caso de la pasta no sonicada.

Figura 3. Características cromáticas de los vinos testigo y sonicados al final de la fermentación maloláctica (arriba) y tras dos meses en botella (abajo). Variedad monastrell
(TP: polifenoles totales, TA: antocianos totales, PA: antocianos poliméricos, CI: intensidad de color)

 

Para tener información sobre el tipo de taninos extraídos, estos fueron analizados por cromatografía líquida, utilizando el método de la fluoroglucinólisis, que nos da información de la cantidad total de taninos que se despolimerizan, el grado de polimerización de esos taninos, su porcentaje de galoilación y la cantidad de epigalocatequina, una subunidad que solamente puede provenir de los taninos de las pieles de las uvas (fig. 4).

Figura 4. Composición cuantitativa y cualitativa de los taninos de los vinos, determinados por el método de la fluoroglucinólisis, al final de la fermentación maloláctica (arriba) y tras dos meses en botella (abajo)

 

Los vinos elaborados con pasta sonicada muestran, desde el primer muestreo, concentraciones superiores de taninos con tiempos de maceración mucho más cortos que los empleados en el vino control. El grado de polimerización de los taninos es ligeramente superior en el vino testigo pero la cantidad de epigalocatequina (subunidad que solamente puede provenir del hollejo de la uva) en los vinos con siete días de maceración es superior al vino testigo, poniendo de manifiesto la mayor contribución de los taninos de hollejo al perfil tánico de estos vinos y mostrando que la sonicación promueve una mayor liberación de los taninos del hollejo. La galoilación solo sufre ligeras fluctuaciones para vinos de pasta sonicada.

El segundo año se trabajó con la variedad cabernet sauvignon. Los datos espectrofotométricos muestran que los vinos de cabernet sauvignon elaborados de pasta sonicada alcanzan, tan solo con 48 horas de maceración, una intensidad de color y un contenido en taninos similar al vino testigo elaborado con siete días de maceración. Si observamos los resultados de los vinos que se han elaborado con pasta sonicada y con 3 días de maceración, estos presentan valores cromáticos superior al testigo en todos los casos (fig. 5). Además, es muy significativo señalar que estas características cromáticas son estables y se mantienen las diferencias tras dos meses en botella como también se observó con monastrell.

Figura 5. Características cromáticas de los vinos testigo y sonicados, al final de la fermentación maloláctica (arriba) y tras dos meses en botella (abajo). Variedad cabernet
(TP: polifenoles totales, TA: antocianos totales, PA: antocianos poliméricos, CI: intensidad de color, TTmc: taninos totales determinados por el método de la metilcelulosa
)

 

En el ensayo de cabernet sauvignon y dado que el vino más prometedor podría ser el elaborado con pasta sonicada y macerado durante solamente 48 horas, ya que se consiguen unas características cromáticas similares al vino testigo y con cinco días menos de maceración, estos dos vinos, el vino control y este vino elaborado con pasta sonicada y macerado durante 48 horas fueron evaluados sensorialmente. Los resultados mostraron que el vino elaborado con pasta sonicada y el testigo presentan diferencias en la fase visual, con una leve mejora de intensidad y tonalidad en el vino tratado con ultrasonidos (fig. 6).

Figura 6. Evaluación sensorial del aroma de los vinos testigo y sonicado con 48 horas de maceración, tras dos meses en botella

Mayores diferencias aún se han encontrado en la fase olfativa y gustativa, cuando se destaca en el vino elaborado con pasta sonicada, la persistencia, equilibrio, cuerpo e intensidad.

Los resultados de la aplicación de esta tecnología a uvas de monastrell y cabernet sauvignon han mostrado que realmente la tecnología es eficaz para facilitar la extracción de compuestos fenólicos de las uvas al mosto. Es una tecnología que se puede aplicar como un pretratamiento continuo a las uvas estrujadas, antes de que estas pasen al tanque de maceración, lo que representa una posibilidad de optimizar la capacidad de la bodega, al reducir el tiempo de maceración necesario para alcanzar una adecuada extracción de compuestos fenólicos. Además, es una tecnología limpia, económica y mejora no solo el color del vino sino también su evaluación olfativa y gustativa.

Además, los estudios realizados por otros investigadores muestran que existen otras posibilidades del uso de esta tecnología en enología, sobre todo en el campo del envejecimiento del vino. Así, los ultrasonidos pueden producir radicales libres durante la sonólisis, por ejemplo, en el caso del agua se pueden producir grupos hidroxilos y peróxido de hidrógeno. Esto puede inducir la formación de otras especies reactivas que en el caso del vino podría acelerar los procesos de envejecimiento del vino y fenómenos como la esterificación. Masuzawa et al.15 concluyeron que los ultrasonidos promueven la polimerización de los compuestos fenólicos aunque el efecto parece ser dependiente del tipo de onda aplicada.

Asimismo, relacionado con el envejecimiento del vino, una práctica muy habitual es usar madera (barricas o virutas) para incrementar la complejidad aromática y gustativa de los vinos. En este caso, la aplicación de ultrasonidos puede acelerar la extracción de compuestos de la madera y su transferencia al vino.16

Se ha descrito también su aplicación en los vinos que realizan envejecimiento sobre lías. El envejecimiento sobre lías tiene efectos positivos en la estabilidad del vino y sus características sensoriales pero también es una técnica que requiere tiempo. Durante este tiempo, las levaduras sufren autólisis y el vino se enriquece en los compuestos que se liberan del citoplasma y la pared celular, como las manoproteínas, polisacáridos y otros compuestos de bajo peso molecular. La aplicación de ultrasonidos acelera la lisis y el efecto protector de los coloides mejorando así este envejecimiento.17,18

 

Agradecimientos

Este trabajo está financiado por el programa SME Instrument, en el marco del programa Horizonte 2020 de la Comisión Europea (Grant agreement number: 672309).

 

Bibliografía

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Otras referencias no citadas

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