impacto de cinco técnicas de maceración sobre las

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GEFFROY ET AL., IMPACTO
DE LOS VINOS TINTOS, PAG. 1
DE
CINCO
TÉCNICAS
DE
MACERACIÓN
SOBRE
LAS
CARACTERÍSTICAS
IMPACTO DE CINCO TÉCNICAS DE MACERACIÓN SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS
ANALÍTICAS, AROMÁTICAS Y SENSORIALES DE LOS VINOS TINTOS
Olivier GEFFROY1, Ricardo LOPEZ3, Eric Serrano1, Thierry DUFOURCQ2, Elisa GRACIAMORENO3, Juan CACHO3, Vicente FERREIRA3
1
Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, V’innopôle, BP22, 81 310 Lisle Sur Tarn, Francia;
Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, Domaine de Mons, 32100 Caussens, Francia;
3
Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología, Facultad de Ciencias, Universidad Zaragoza, Pedro Cerbuna
12, 50009 Zaragoza, España
email: [email protected]
2
Ponencia presentada durante el Coloquio Internacional del Proyecto VINAROMAS, Zaragoza, 22 de
noviembre de 2012
Introducción
Durante los dos primeros años del proyecto VINAROMAS, cinco rutas de maceración en tinto
fueron caracterizadas finamente. Algunas de estas técnicas, tales como la maceración carbónica o
maceración prefermentativa caliente, han sido estudiadas desde hace varios años. El objetivo
principal de las investigaciones pasadas era más de maximizar el potencial polifenólico de los
vinos que de estudiar los cambios aromáticos inducidos en los vinos por las técnicas. Los trabajos
realizados en la década de 1980 (Ducruet 1984) permitieron identificar concentraciones más altas
en decanoato de etilo, en terpenoles, en eugenol, en vanillatos, en etil y vinilguayacol, en etil y
vinilofenol, en benzaldehído y en cinamato de etilo en los vinos de maceración carbónica.
También se demostró que la maceración en caliente favorecía la presencia de cantidades
significativas de ésteres en los vinos (Girard 1989) y que el calentamiento de la uva degradaba la
3-isobutil-2-metoxipirazina (IBMP), responsable de aromas de pimiento verde (Roujou Boubée de
2000).
Estas técnicas están experimentando un resurgimiento de interés con el fin de producir vinos
afrutados adaptados a la demanda de los mercados internacionales. A pesar del progreso
realizado en los últimos 10 años en las técnicas de análisis de los compuestos aromáticos, muy
pocas nuevas referencias están disponibles sobre este tema. Nuestro estudio permitió evaluar el
impacto de estas técnicas sobre los parámetros clásicos enológicos, sobre el contenido de los
vinos en 78 compuestos aromáticos volátiles y a través de la cata. Las nuevas adquisiciones
científicas obtenidas permiten entender mejor el impacto general de las técnicas estudiadas.
Materiales y métodos
1. Técnicas de maceración
En 2009 y 2010, cinco rutas de maceración fueron estudiadas en la bodega experimental del IFV
Sud-Ouest sobre tres variedades de uva (Cariñena, Garnacha y Fer Servadou) cosechadas a dos
niveles de madurez:
- Testigo (TEM): tras el despalillado y el estrujado, se realizaron adiciones de sulfito (4g/hl) y de
levaduras (20g/hl). La maceración se llevo a cabo a 25 °C durante 8 días con un único bazuqueo
diario hasta que la densidad lleguó a 1000 g/l.
- Maceración Carbónica (CARB): se estrujó un cuarto de la cosecha que se dispuso en la parte
inferior de un depósito que cierra herméticamente antes de proceder a una adición de levaduras a
20g/hl. Esto simula el estrujado natural que ocurre en condiciones naturales en los depósitos de
bodega. Dado el bajo nivel de ácido málico en las variedades de España, se añado lisozima (25
g/hl) para evitar el riesgo de picaduras lácticas (Beelman y McArdle, 1974). Se realizaron
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adiciones de CO2 exógenos durante el llenado del depósito y se mantuvo durante 36 horas.
Después se colocó el tanque en una sala a 30°C durante 8 días y se prensó mezclando los
mostos de gota y de prensa. El fin de fermentación se llevo a cabo a 18 °C.
- Maceración Prefermentativa Caliente seguida con fermentación en fase líquida (MPC): esta ruta
consiste en calentar la uva durante 2 horas a 70 °C. Después se prensó, se clarificó el mosto a
150 NTU por frío y adición de enzimas pectoliticas. El mosto se fermentó en fase líquida a 18 °C.
- Maceración Prefermentativa Caliente seguida con fermentación en fase sólida (MPCSO):
después de calentar la cosecha a 70 °C durante 2 horas, se fermentaron las uvas en fase sólida
como en la vinificación estándar (TEM).
- Maceración en frío (MPF): se enfrió la uva a 4 °C y se mantuvo a esta temperatura durante 72
horas. Cuando la temperatura subió por encima de 15 °C, se hizo la adición de levaduras. La
vinificación se llevó a cabo de acuerdo con el método estándar (TEM).
- Maceración corta (COURT): se fermentaron las uvas durante 5 días a 25 °C. Se realizó el
descube a una densidad de aproximadamente 1010 g/l y se terminó la fermentación alcohólica en
fase líquida a 18 °C.
2. Análisis realizados y tratamiento estadístico
8 parámetros enológicos clásicos fueron seguidos por el IFV Sud-Ouest en los vinos
embotellados. Estos parámetros incluyen el contenido en alcohol, la acidez total, el ácido tartárico,
el pH, la acidez volátil, el potasio, el IPT y las antocianinas.
78 diferentes compuestos aromáticos perteneciendo a 14 familias químicas (esteres de etilo,
acetatos, ácidos, alcoholes, aldehídos, cetonas, terpenoles, norisoprenoides, fenoles, derivados
de vainillina, mercaptanos, cinnamatos, tioles varietales y pirazinas) fueron analizados en los vinos
por el equipo del LAAE.
El análisis sensorial se llevó a cabo por el jurado experto del IFV Sud-Ouest que se compone de
ocho catadores entrenados regularmente. Se registraron 15 descriptores sensoriales en los vinos
sobre una escala discontinua de 0 a 5.
Se analizaron los datos estadísticamente mediante una ANOVA de 4 factores (maceración x uva
vendimia cosecha x fecha) con interacción con el software XLSTAT, seguido de una prueba de
comparación de Fisher al umbral de 5%.
Resultados / Discusión
1. Impacto de las técnicas sobre los parámetros enológicos clásicos
El impacto de las técnicas estudiadas sobre los parámetros clásicos está resumido en la Tabla 1.
El mayor impacto se observó en los tratamientos MPC y CARB mientras que las rutas MPF y
COURT inducen un efecto menor. El tratamiento MPCSO tiene una posición intermedia.
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Tabla 1: Resumen de los impactos producidos por las técnicas de maceración sobre los parámetros
enológicos clásicos medidos en los vinos embotellados. Cosechas 2009-2010. MPC= Maceración
Prefermentativa Caliente + fermentación en fase líquida; MPCSO= Maceración Prefermentativa Caliente +
fermentación en fase solida; CARB= maceración carbónica; COURT= maceración corta; MPF = maceración
fría. Las cifras representan las desviaciones promedio expresadas en la unidad del parámetro considerado
cuando se observan diferencias significativas entre las rutas al umbral de 5%.
Ruta /
Parámetro
MPC
MPCSO
CARB
COURT
Alcohol (%
vol.)
+0.66a
=
-0.64
=
=
Acidez total
(g/l H2SO4)
-0.3
=
=
=
=
pH
+ 0.06
=
=
=
=
+0.59
=
=
=
=
+0.15
+0.10
-0.11
=
=
Potasio
(g/l)
+0.14
+0.05
+0.04
+0.05
+0.07
IPT
=
+16
-15
=
=
Antocianas
(mg/l)
-95
=
-240
=
=
Acido
tartárico
(g/l)
Acidez volátil
(g/l acido
acético)
MPF
Los vinos de maceración caliente (MPC) tienen un mayor nivel en acidez volátil, en ácido tartárico
y en potasio. Esta observación indica una alta extracción de aminoácidos, de potasio y de ácido
tartárico contenidos en la piel de la uva bajo el calentamiento. Este fenómeno ya descrito en la
literatura con respecto a los aminoácidos (Poux, 1974) conduce a un aumento en la acidez volátil
y en el contenido en acetato de etilo (Bell y Henscke, 2005). Otros ensayos realizados en 2011
incluyendo análisis de nitrógeno en los mostos antes y después del calentamiento de 2 horas a 70
°C, muestran una ganancia de 199% en aminoácidos sobre la variedad Fer Servadou (Figura 1).
El contenido en nitrógeno amoniacal no está afectado. El exceso de potasio no está totalmente
neutralizado por el ácido tartárico y eso conduce a una disminución de la acidez total y a un
aumento del pH. Estos fenómenos que se pueden observar con más intensidad en la ruta MPC,
sugieren una extracción mayor cuando se prensa la uva caliente. Para un nivel en IPT idéntico al
control, los vinos de MPC tienen un contenido menor en antocianinas lo que evoca un cambio en
la estructura de las antocianinas por combinación con lo taninos (Singleton y Trousdale 1992) o
por degradación. Consecuencia de la fermentación a menor temperatura y del mejoramiento de
los rendimientos en alcohol bajo el aumento en nitrógeno, los vinos del tratamiento MPC tienen un
nivel en etanol superior. Como ya se ha demostrado (Cottereau y Desseigne 2007), los vinos
producidos por la ruta MPCSO tienen un mayor nivel de IPT.
Los vinos de maceración carbónica producidos en nuestro estudio tienen niveles bajos en IPT, en
antocianinas, en acidez volátil y en alcohol. El buen control de la acidez volátil puede ser
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consecuencia de la utilización de lisozima. Menores cantidades de alcohol muestran una inversión
del ciclo de Krebs durante el metabolismo anaeróbico (Flanzy 1987).
La maceración fría (MPF) solo tiene un efecto sobre el contenido en potasio. Sorprendentemente,
los vinos COURT, descubados a una densidad de 1010 g/l, tienen el mismo nivel de IPT que el
control. Eso se puede explicar por el hecho de que, en el caso del testigo, no se hizo ninguna
extracción después de una densidad de 1000 g/l.
Antes
Después
Contenido en nitrógeno (mg/l)
250
200
150
100
50
0
amoniácidos
amonio
Figura 1: Contenido en nitrógeno de los mostos de Fer Servadou antes y después del calentamiento de la
uva a 70°C durante 2 horas (n=4) – cosecha 2011. Intervalo de confianza al umbral de 5%
2. Impacto de las rutas sobre la composición aromática de los vinos
En la Tabla 2, se presentan los impactos de las técnicas de maceración sobre la composición
aromática de los vinos. Dado el gran número de variables medidas (78 en total), solo se presenta
en este documento una selección de compuestos ilustrativos o relevantes desde de un punto de
vista sensorial.
Las rutas CARB, MPC y MPCSO en menor medida, producen cambios profundos en las
características aromáticas del vino, mientras que el impacto de los tratamientos MPF y COURT
sigue siendo menor. Estas observaciones confirman los resultados observados recientemente
sobre la maceración fría (Gardner et al. 2011). La producción de esteres por la levadura se limita a
la fase estacionaria (Mouret et al., 2010), lógicamente su concentración en maceración vino corto
(SHORT), donde el descube se realizo durante la fase de descenso, no se mejoró.
Resultado de la fermentación del mosto en fase líquida a una temperatura relativamente baja
después del descube (Ferreira et al. 1996), se observan en la ruta CARB niveles inferiores de
alcoholes de fusel. Además de las observaciones ya formuladas sobre la técnica, vale la pena
mencionar tres nuevas observaciones: un aumento significativo en 3-mercaptohexanol (3MH) en
β-damascenona y o-cresol que tiene un papel sensorial menor. El nivel superior en 3MH podría
estar relacionado con el aumento en aminoácidos (Flanzy et al. 1989). Limitando el fenómeno de
represión catabólica del nitrógeno (Subileau et al. 2008) puede haber favorecido la hidrólisis de los
precursores. La diferencia entre la temperatura de fermentación después del descube (18 °C) y el
vino estándar fermentado a 25 °C pueden también desempeñar un papel.
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CARACTERÍSTICAS
Tabla 2: Resumen del impacto de las técnicas de maceración sobre una selección de compuestos
aromáticos analizados en los vinos embotellados. Añadas 2009-2010.
a
El nivel en los vinos se refiere a las concentraciones encontradas y su posición en relación con el umbral
de percepción de la molécula. "=" alrededor del umbral de percepción ">" 1 a 10 veces el umbral; ">>" más
de 10 veces el umbral, "<" de 0,1 a 1 vez el umbral; "<<" <0,1 vez el umbral
b
Las cifras representan diferencias significativas medias expresadas como porcentaje de cambio en
comparación con el control cuando se observan diferencias significativas entre las rutas al umbral de 5%
Ruta /
Compuesto
aromático
Descriptor
Nivel en
los vinosa
MPC
MPCSO
3-mercaptohexanol
pomelo
>
=
=
2-furfurilthiol
café
>
=
Acido octanoico
manteca
>>
Hexanoato de etilo
afrutado
Acetato de etilo
CARB
COURT
MPF
b
=
=
+84%
=
=
=
+264%
=
=
=
=
>>
+273%
=
=
=
+60%
barniz
>>
+58%
+29%
+40%
+29%
+42%
Isobutanol
fusel
=
-42%
=
-46%
=
=
Citronellol
floral, rosa
≤
-46%
-39%
+139%
=
=
α-terpineol
floral, rosa
<<
+78%
+109%
=
=
=
β-damascenona
ciruela
>
-19%
-22%
+21%
+19%
=
o-cresol
farmacéutico
<<
-60%
-49%
+23%
+22%
+24%
Guayacol
fumado
<
+210%
+225%
=
=
=
Eugenol
clavo girolfe
=
=
=
+192%
=
=
Cinamato de etilo
floral
≥
=
=
+970%
=
=
Vainillato de etilo
vainilla
<
-64%
-62%
=
=
=
+117%
El calentamiento de la uva cambia significativamente la composición en compuestos aromáticos
de los vinos. Sobre las rutas MPC y MPCSO, se puede observar en los vinos una disminución en
el contenido en varios compuestos tales como β-damascenona, citronelol, o-cresol, vainillinato de
etilo y cinamato de etilo. Para los compuestos que proceden de un precursor glicosídico, esta
disminución puede ser explicada por la destrucción térmica de la actividad β-glucosidasa por
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desnaturalización. Las mayores concentraciones en α-terpineol, un conocido producto de
degradación del citronelol y del geraniol (Maicas Mateo y 2005) y en guayacol refuerzan la
hipótesis de una degradación de los terpenoles y de los compuestos fenólicos bajo el efecto del
calor. El umbral de percepción del α-terpineol es mayor que el del citronelol y del geraniol y por
tanto, la percepción global asociada a los terpenoles puede estár alterada. La disminución en βdamascenona merece un comentario, ya que los estudios realizados en vinos de Merlot y en
sochu, un alcohol de patata japonesa mostraron que un calentamiento moderado o mediante
destilación favorecía la producción de β-damascenona (Kotseridis et al., 1999, Yoshozaki et al.
2011). En el caso de las rutas MPC y MPCSO, el calentamiento se realizó antes del comienzo de
la fermentación sin la presencia de etanol en el medio. Otros trabajos resumidos en un artículo de
revisión (Mendes-Pinot 2009) muestran que la formación de β-damascenona por degradación
térmica de los carotenoides, requiere la presencia de un disolvente tal como etanol o benceno. El
calentamiento de la cosecha no tiene efecto sobre la concentración de los vinos en 3mercaptohexanol vinos (3MH) y en su acetato, en 4-mercapto-4-metil-2-pentanona (4MMP).,
aunque podríamos haber esperado una ganancia dado la modificación en aminoácidos inducida
por el calentamiento (Subileau et al. 2008). Esto sugiere una posible degradación de los
precursores de tioles varietales bajo el efecto del calor.
El tratamiento MPC tiene una composición en compuestos aromáticos única, debido al hecho de
que la fermentación se llevó a cabo en fase líquida a temperatura relativamente baja y con un
mosto rico en nitrógeno. Los vinos tienen las mayores concentraciones en esteres, acetatos y
ácidos grasos (Moreno et al. 1988) y los más bajos niveles de alcohol fusel. Un aumento
significativo en 2-furfuriltiol responsable de intensas notas de café, se puede observar en el
tratamiento MPCSO.
3. Impacto de las rutas sobre el perfil sensorial de los vinos
8 descriptores sensoriales sobre 15 fueron modificados significativamente por las técnicas de
maceración (Tabla 3). En la cata, los vinos más aromáticos en la nariz son los de las rutas MPC y
CARB relacionado con los altos niveles en ésteres y en cinamato de etilo encontrados. Los vinos
de MPC se caracterizan por aromas fermentativos de plátano y notas lácticas y menos notas
vegetales. Estas notas lácticas, típicas de los vinos obtenidos por calentamiento de la uva es el
resultado de altos niveles de ácidos grasos (butírico, hexanoico, octanoico y decanoico). En boca,
el vino se considera más graso y con una sensación más intensa de dulzor en comparación con
los vinos testigo. Esta percepción es el resultado de una extracción de polisacáridos por la acción
del calor (Doco et al. 2007). De acuerdo con los valores analíticos de IPT medidos, los vinos de
maceración carbónica son menos astringentes, los de la ruta MPCSO más tánicos. Los vinos
COURT y MPF tienen un perfil similar al del testigo (TEM).
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Tabla 3: descriptores sensoriales afectados significativamente por las técnicas de maceración al umbral de
a
5%. Cosechas 2009-2010. Las cifras representan las diferencias de nota sobre cinco cuando se observó
diferencia significativa.
Ruta /
descriptor
Intensidad
aromática
(nariz)
MPC
MPCSO
CARB
COURT
MPF
+0.32a
=
+0.53
=
=
Fermentarios
+1.61
+0.33
+0.60
=
=
Vegetal
-0.24
=
=
=
=
Láctico
+0.56
=
=
=
=
Graso
+0.38
=
=
=
=
Dulzor
+0.52
=
=
=
=
Astringencia
=
+0.21
-0.82
=
=
Intensidad
aromática
(boca)
+0.41
=
=
=
=
La observación más fina de los datos sensoriales por variedad, muestra que la maceración en frío
realizada sobre la variedad Garnacha, más allá de cualquier consideración analítica, puede ser
especialmente interesante para reforzar las características varietales especiadas. Sobre los vinos
de Fer Servadou, las cinco técnicas de maceración permiten disminuir el carácter vegetal de los
vinos. Los vinos de uva Cariñena elaborados con la maceración carbónica son muy exitosos y
tienen un perfil aromático particularmente complejo.
Conclusión y perspectivas
Los estudios llevados a cabo en 2009 y 2010 permitieron caracterizar los vinos producidos con
cinco técnicas de maceración. La maceración carbónica y la maceración prefermentativa caliente
seguido de una fermentación en fase líquida tienen el mayor impacto sobre el perfil sensorial del
vino, mientras que las maceración corta y en frío tienen un efecto limitado. A la vista de estos
resultados, las investigaciones realizadas en 2011 durante el último año del proyecto, se han
reorientado sobre estas dos técnicas. En cuanto a la maceración caliente, dos niveles de
turbiedad de clarificación (150 y 800 NTU) y de temperatura de fermentación (18 y 25°C) fueron
evaluados sobre las tres variedades, con el objetivo de modular el perfil aromático bastante
estereotípico de estos vinos. Teniendo en cuenta los fenómenos de degradación observados
durante el calentamiento a 70°C de la uva, una temperatura menor de 50 °C se ensayó en 2011.
El calentamiento de la cosecha ha sido utilizado a menudo sobre uvas con perfecto estado
sanitario sin actividad lacasa compatible con esta gama de temperatura, merece ser probada de
nuevo. Este nuevo campo de exploración podría ayudar a cambiar el aroma de los vinos
elaborados con calentamiento favoreciendo ciertos aromas varietales tales como tioles.
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"VINAROMAS es un proyecto de colaboración transfronteriza entre España y Francia y está
cofinanciado por la UE a través del programa europeo de cooperación territorial (POCTEFA),
destinado a reforzar la integración económica y social de la zona fronteriza España-FranciaAndorra."
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