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Entrevista a Sibylle Krieger-Weber

Algunos metabolitos de las levaduras pueden ser usados por las bacterias malolácticas como precursores para la producción de compuestos aromáticos

Some yeast metabolites can be used as pre-cursors for the production of aromatic compounds

Sergi Ferrer
ENOLAB. Universitat de València

Sibylle Krieger estudió Ciencias de los Alimentos en la Universidad de Hohenheim (Alemania), y en 1984 obtuvo el máster con el trabajo de tesina titulado «La fermentación maloláctica en el vino» en la Escuela de Viticultura LVOW de Weinsberg, ciudad vitivinícola del estado de Baden-Württengerg. Después de completar su grado de máster, trabajó durante dos años en el Laboratorio de Control de Calidad de la Cooperativa Central de Württemberg WZG. En 1989 se doctoró por la Universidad de Hohenheim con su trabajo original «Preparaciones de cultivos iniciadores malolácticos para la inducción de la fermentación maloláctica en el vino». En 1990, la Dra. Krieger completó sus estudios posdoctorales en la Estación Experimental Agrícola del estado de Nueva York (Universidad de Cornell), y comenzó a trabajar en la empresa Gewürzmüller GmbH de Stuttgart, donde permaneció hasta 1998. Mientras trabajó para esta institución, la Dra. Krieger dirigió la investigación, desarrollo y comercialización de cultivos de iniciación Bitec para fermentación maloláctica (FML), el laboratorio de microbiología e I+D biotecnológica y asumió la dirección adjunta de los laboratorios de control de calidad y de la planta de producción del cultivo iniciador maloláctico Bitec.
En 1999, la Dra. Krieger se incorporó a Lallemand, donde es responsable de I+D de cultivos iniciadores de bacterias malolácticas (ML), a la vez que proporciona soporte técnico a los mercados vinícolas de todo el mundo.

 

¿Cuál es, en su opinión, la importancia actual de la fermentación maloláctica?

Depende de la zona climática y de la añada: todavía hay regiones frías de Alemania, norte de Francia (Champaña, Loira) y algunas regiones del norte de Italia y de América del Norte donde es importante –por no decir crucial– la desacidificación de tipo biológico para el equilibrio y calidad global del vino. Si hacemos memoria, en la mayoría de regiones europeas productoras de vino la añada de 2010 dio mostos de gran acidez, en concreto con niveles elevados de ácido málico. En estas condiciones, el pH del vino es bajo y la fermentación maloláctica no suele darse de forma espontánea. Por tanto, su inducción controlada con cultivos iniciadores resistentes y activos es la única manera de conseguir que se dé este tipo de fermentación. Y quiero recordar que en la vinificación del vino base para elaborar champán todavía se utilizan cultivos estándar que necesitan una adaptación en dos etapas, ya que la inoculación directa de cultivos iniciadores de la FML liofilizados fracasaría en condiciones de pH bajo, acidez elevada y bajo contenido de nutrientes que se dan. Solo bacterias adaptadas pueden inducir con éxito la FML, proceso necesario para equilibrar la acidez, pero también para evitar fermentaciones malolácticas espontáneas y no deseadas durante la fermentación secundaria de la levadura.

Es diferente de lo que sucede en otros climas más calurosos, como el sur de Europa, California, Sudáfrica, América del Sur y Australia, donde los niveles de ácido málico son bajos y el pH elevado, y donde la estabilidad microbiológica y el impacto sensorial tienen un papel de importancia creciente. Especialmente en las regiones productoras del Nuevo Mundo hay que aplicar un estricto control del pH del mosto para evitar fermentaciones malolácticas espontáneas durante la fermentación alcohólica y para inducir la FML controlada después de la primera. Esta es la respuesta de América a las fermentaciones malolácticas no controladas, en condiciones de pH elevados, durante la fermentación alcohólica, que en el pasado solían producir paradas de la fermentación alcohólica y niveles elevados de acidez volátil. En los climas más calurosos de Europa se practican controles menos estrictos de pH y, en algunos casos, se añade lisozima para evitar FML espontáneas. Últimamente se hacen inoculaciones tempranas con bacterias malolácticas seleccionadas unas 24 horas después de la adición de la levadura, o bien en la mitad o en los dos tercios de la fermentación alcohólica, para evitar la FML espontánea, que no solo podría desencadenar la alcohólica y aumentar la acidez volátil, sino también producir aminas biógenas u otros metabolitos que podrían resultar peligrosos para la salud humana, o afectar negativamente a la calidad final del vino.

 

¿Y cómo es percibido este proceso por los enólogos? ¿Observa usted alguna diferencia geográfica?

Sí que hay diferencias geográficas. En América, la fermentación maloláctica forma parte de la estrategia de vinificación y se induce muy frecuentemente por una cepa conocida, a pesar de que se apliquen numerosos protocolos para aumentar la biomasa bacteriana y, para disminuir la tasa de sembrado mediante etapas de multiplicación del pie de cuba, se hagan siembras cruzadas con tanques donde se está produciendo la FML… Esto merecería todo un comentario aparte.
En Europa, la FML es percibida más bien como un fenómeno que tiene lugar «cuando quiere», y que no suele causar problemas significativos. Pero algunas regiones padecen, por ejemplo, niveles bastante elevados de aminas biógenas después de la FML. Este hecho genera comentarios del tipo: «No funciona cuando yo quiero que lo haga», o menos frecuentemente: «No me gusta lo que le hace al vino». Estos viticultores tienden también a esperar que la FML tenga lugar espontáneamente, y si no se inicia después de semanas, o incluso un mes, calentando y bombeando el vino, deciden finalmente inocularlo con cultivos iniciadores seleccionados. Pero en estas condiciones es obvio que en el vino se dan ya algunos parámetros extremadamente restrictivos, o incluso pueden haberse generado compuestos tóxicos que inhiben no tanto las bacterias de acción espontánea como los iniciadores seleccionados.

En los climas más frescos de Europa y América, los vinicultores tienen experiencia y aceptan que la FML no sucede espontáneamente de manera regular, aunque es igualmente deseada como herramienta de desacidificación o para obtener un determinado estilo. En estas regiones, la inoculación con bacterias ML iniciadoras seleccionadas es parte del protocolo de vinificación. La inoculación, o coinoculación, con bacterias ML poco después de añadir la levadura (o incluso antes, durante la vinificación) se está haciendo más y más popular, ya que permite que las bacterias se adapten durante la fermentación alcohólica y la FML se induzca rápidamente después de la alcohólica.

En condiciones de pH elevado, la coinoculación está ganando (con un cierto retraso) bastante popularidad, pero por otras razones: por la prevalencia inicial de las cepas seleccionadas y la supresión efectiva de microbiota bacteriana espontánea no deseada, o por la adaptación a niveles alcohólicos muy elevados y el impacto sobre las notas del vino (más afrutadas).

 

¿Cómo puede afectar el cambio climático a las prácticas enológicas relacionadas con la FML?

El pH y el alcohol pertenecen al grupo de factores principales que no solo afectan a la FML, a la viabilidad de las bacterias y a la actividad maloláctica, sino también a la composición de la microbiota microbiana en el mosto y el vino. Estos dos parámetros, pH y nivel alcohólico, se ven fuertemente afectados por el clima.

A pH bajos (< 3,1), generalmente en climas fríos, la FML no se da fácilmente y, por tanto, se suele conducir con cepas de Oenococcus oeni, que generalmente tienen menor impacto negativo en la calidad o la seguridad del vino. En estas condiciones, la mayoría de las fermentaciones malolácticas se inducen con cultivos seleccionados. Cuanto menor sea el pH más específicos tendrán que ser los protocolos de adaptación. Por tanto, el riesgo real de que existan microorganismos alterantes es bajo, e incluso dentro de la población de levaduras la diversidad es reducida.

Con pH de bajos a moderados (3,1-3,4) no siempre se produce la fermentación maloláctica. De nuevo, se suele inducir con cepas de O. oeni por inoculación. Pueden aparecer Brettanomyces y malograr el vino, especialmente si pasa un cierto tiempo entre el final de la fermentación alcohólica y el inicio de la maloláctica. Por tanto, dado que las infecciones por Brettanomyces son un fenómeno conocido en las bodegas, hay que llevar a término una inoculación rápida con bacterias seleccionadas, al tiempo que se realiza una estabilización inmediata del vino una vez acabada la FML.

Con pH de moderados a elevados (3,5-3,6) suele tener lugar la FML espontánea, en ocasiones iniciada por bacterias de ácido láctico no pertenecientes al género Oenococcus, y que resultan críticas. Es algo difícil de gestionar, ya que muy a menudo la fermentación maloláctica espontánea se da de manera incontrolada antes de que acabe la alcohólica. Los elaboradores, especialmente en Europa, tienden a controlar la situación elevando la adición de SO2, que puede, en exceso, evitar totalmente la FML espontánea, pero también limitar el éxito de una fermentación inducida. Esta situación abre las puertas a Brettanomyces, que puede tolerar niveles más altos de SO2 y que con frecuencia vive en perfecta simbiosis con Pediococcus sp. y/o con cepas heterofermentativas de Lactobacillus, como L. hilgardii. La simbiosis de estos microorganismos no solo genera fenoles aromáticos no deseados (aroma «brett»), sino también niveles elevados de acidez volátil y de aminas biógenas. Los viticultores americanos tienden a disminuir el pH para conseguir un mejor control sobre la microbiota microbiana. Para controlar mejor la situación se pueden aplicar estrategias como la adición de lisozima o la coinoculación. Es obligatoria la estabilización del vino en etapas iniciales después de la fermentación si se quieren evitar infecciones secundarias producidas por Brettanomyces u otros bacterias de ácido láctico o acético.

El pH elevado (> 3,6) permite normalmente que tenga lugar una FML muy rápida durante o inmediatamente después de la fermentación alcohólica, muy a menudo iniciada por cepas heterofermentativas obligatorias de Lactobacillus, como L. brevis, que propicia incrementos en la acidez volátil y las aminas biógenas, y/o Pediococcus sp., que puede producir aminas biógenas o exopolisacáridos no deseados. La situación microbiana es difícil de controlar y el único factor limitante es, en la mayoría de los casos, el elevado contenido alcohólico de estos vinos. Hay que hacer una gestión efectiva del pH y del SO2 para controlar la situación, combinándolo con estrategias de inoculación en etapas iniciales para dominar la microbiota y adaptar las bacterias seleccionadas a los elevados niveles alcohólicos. Son cruciales las buenas prácticas de gestión de la fermentación alcohólica (cepas de levadura resistentes y estrategias de cultivo adecuadas para las levaduras), así como la estabilización rápida y eficiente de los vinos después de la fermentación alcohólica.

 

Hoy día están ganando aceptación «parejas» de levaduras y bacterias. ¿Cree usted que estamos ante una moda o una tendencia de futuro?

Las levaduras encargadas de la fermentación alcohólica definen en gran medida la matriz enológica donde las bacterias tendrán que trabajar. Hay dos aspectos en los que esta combinación puede ser importante de cara al resultado de la fermentación maloláctica y la calidad del vino:

  • Algunas levaduras pueden producir metabolitos específicos que pueden crear un entorno en el que la fermentación por bacterias malolácticas resulte más difícil o incluso imposible: elevada producción de SO2 y de ácidos grasos de cadena media, péptidos antimicrobianos, niveles elevados de ácido sucínico o de fenil etanol, o incluso la desaparición de nutrientes clave como aminoácidos, vitaminas y minerales.
  • Otras levaduras pueden estimular la FML mediante la producción de metabolitos o el enriquecimiento del entorno por autolisis temprana y liberación de nutrientes importantes.

Además, según los resultados más recientes, se ha comprobado que algunos metabolitos de las levaduras pueden ser usados como precursores para la producción de compuestos aromáticos como los ésteres, que pueden aumentar, por ejemplo, los aromas de frutos rojos en los vinos tintos.
Seguramente en el futuro tendremos más recomendaciones sobre las mejores combinaciones de levaduras y bacterias, de cara a conseguir:

  • El éxito en las dos fermentaciones y en las condiciones más difíciles.
  • Determinados objetivos estilísticos.
  • Un aroma o perfil deseado en el vino.

Lo más probable es que estas recomendaciones incluyan también una determinada estrategia de cultivo.

 

Después de todos estos años, ¿cuál considera que ha sido el impacto de las levaduras malolácticas recombinantes y cuál prevé que será en el futuro?

Hasta ahora no ha tenido ningún impacto, a pesar de que estas levaduras hayan sido ya introducidas en algunos mercados como el de Estados Unidos y los de Europa del Este. Estas levaduras no están todavía presentes en las bodegas debido a dos razones: primero, porque los consumidores no aceptan los organismos genéticamente modificados (OGM) en la elaboración del vino; en segundo lugar, porque la utilización de levaduras que degradan el ácido málico da lugar a un vino sin este ácido, no a un vino con fermentación maloláctica. El segundo punto resulta también importante de cara a aplicaciones futuras, cuando los OGM sean aceptados para aplicaciones en vitivinicultura:

  • La fermentación maloláctica no es solo la degradación de ácido málico en láctico y CO2.
  • La FML modifica ligeramente el pH
  • La FML tendrá también un efecto sobre el perfil sensorial del vino por la producción de metabolitos secundarios como el diacetilo, el etil lactato, el butanodiol, los polisacáridos, los ésteres, los compuestos sulfurados volátiles, etc., dependiendo de la cepa maloláctica utilizada o de la estrategia de inoculación.
  • Algunas cepas añaden complejidad y aumentan la sensación en boca de los vinos.
  • Después de la FML, el vino posee una mayor estabilidad microbiana debido al consumo de nutrientes importantes por las bacterias malolácticas o por los compuestos inhibidores de otros microorganismos. Por ejemplo, después de la FML, los vinos son menos proclives a una infección causada por Brettanomyces.

Como conclusión, también en el futuro, a pesar de que se autorice el uso de las cepas malolácticas recombinantes, su importancia será limitada.

 

El uso real de las bacterias malolácticas como iniciadoras en las bodegas es todavía mucho menor que el de las levaduras. ¿Usted cree que los enólogos están cambiando su manera de pensar al respecto o que esta diferencia persistirá en el futuro?

La diferencia se reducirá, eso seguro, y se utilizarán cada vez más bacterias malolácticas seleccionadas. Pero dudo que esta práctica llegue a ser de uso generalizado, al menos en la misma medida en que se utilizan las levaduras seleccionadas:

  • Hay una cierta cantidad de vinos a los que no se les puede aplicar una fermentación maloláctica. Es el caso de algunos blancos aromáticos con un perfil ácido elevado, así como algunos rosados afrutados y ácidos.
  • Dado que la fermentación maloláctica siempre es la segunda fermentación después de la alcohólica, el inicio espontáneo del proceso puede interferir, haciendo que se complete la maloláctica antes de haber podido inocular el vino. LA FML espontánea será siempre la principal competidora de una FML controlada, inducida con cultivos iniciadores seleccionados.

Podemos observar que la tendencia a utilizar cultivos seleccionados iniciadores de la FML ha aumentado claramente. Una razón puede ser que, en la actualidad, los cultivos iniciadores seleccionados son de mayor calidad que los cultivos líquidos que se utilizaban a finales de los años ochenta y principios de los noventa del siglo pasado. Los actuales cultivos iniciadores liofilizados resultan fáciles de usar y son resistentes a los parámetros limitadores del entorno. Los más utilizados trabajan en un amplio rango de condiciones restrictivas que se pueden encontrar en el vino. Y por razones de calidad y de seguridad, harán falta –y se harán– muchas más fermentaciones malolácticas inducidas:

  • Se requerirán mejores prácticas de elaboración para minimizar los niveles de compuestos de riesgo en el vino, como las aminas biógenas, el acetaldehído y el SO2.
  • Determinados perfiles aromáticos o estilos (por ejemplo, chardonay con tacto mantecoso, o cabernet sauvignon con notas de bayas y afrutadas) requerirán combinaciones específicas de levaduras y bacterias, así como estrategias particulares de vinificación.
  • Por razones de gasto energético, se evitarán ciertas acciones (por ejemplo, el calentamiento prolongado en la bodega en espera de una fermentación maloláctica espontánea) y habrá que inducir una rápida estabilización del vino después de la FML.
  • Habrá que tener la seguridad de que el elaborador controla la fermentación pero no los microorganismos.
  • Los grandes distribuidores demandan una calidad y un perfil aromático constante en sus vinos, por lo que resultará imprescindible controlar las dos fermentaciones –la alcohólica y la maloláctica– de cara a garantizar la calidad que el consumidor demanda.

 

¿Cuáles son las necesidades de innovación que detecta en esta área? ¿Qué prevé de cara al futuro por lo que respecta a la FML?

  • Bacterias resistentes que trabajen en las condiciones más restrictivas, incluso cuando se inoculen directamente al vino sin adaptación.
  • Cepas bacterianas con propiedades sensoriales muy específicas, que contribuyan de manera específica al perfil aromático del vino.
  • Cultivos iniciadores con rápida prevalencia.
  • Cultivos iniciadores que no sean del género Oenococcus.
  • Cultivos iniciadores de bacterias de ácido láctico que puedan degradar o eliminar compuestos tóxicos del vino.

 

Algunas recomendaciones (rápidas) para llevar a término adecuadamente una FML:

  • Seleccionar el cultivo iniciador adecuado, que trabaje mejor en las condiciones más adversas de nuestro vino.
  • Controlar el pH y evitar valores por encima de 3,6.
  • Controlar la fermentación alcohólica y evitar el estrés de las levaduras.
  • Seleccionar la cepa de levaduras adecuada, compatible con la maloláctica.
  • La coinoculación nos permitirá superar las condiciones restrictivas del vino y conseguir una prevalencia de la cepa seleccionada en etapas iniciales.
  • Evitar temperaturas elevadas (> 24 °C) cuando los niveles alcohólicos sean superiores a 14,5% en volumen, o los niveles de SO2 sean mayores de 50 ppm.
  • No hay que olvidar la alimentación de las bacterias, sobre todo cuando se haya clarificado lo suficiente el vino o se haya utilizado para la fermentación alcohólica una levadura con altas necesidades de nutrientes, o bien cuando en el vino se den otras condiciones limitadoras.

[21.12.11]
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