Clase Criterios Selección Levaduras

Enología II [email protected] [email protected]

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Fermentaciones controladas del mostos de uva



Las levaduras seleccionadas  

Criterios tecnológicos básicos o fundamentales Criterios específicos • Vinos tintos • Vinos blancos



Las nuevas biotecnologías de fermentación 

Nuevas tendencias para la selección de levaduras vínicas




Fermentaciones controladas del mostos de uva

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Las levaduras seleccionadas  

Criterios tecnológicos básicos o fundamentales Criterios específicos • Vinos tintos • Vinos blancos

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Las nuevas biotecnologías de fermentación 

Nuevas tendencias para la selección de levaduras vínicas


“Las cualidades del vino dependen en gran parte de la naturaleza específica de las levaduras que se desarrollan durante la fermentación de los mostos” Podemos pensar que si se sometiese un mosto a la acción de levaduras distintas, se lograrían vinos de distinta naturaleza” Etude tudes s sur le vin vin (1876)

“Mostos del Mediodía francés después de haber sido inoculados con levaduras de Champagne o Borgoña, producían vinos cuya fragancia recordaba los famosos caldos de estas regiones ” Comunicación Comunic ación personal p ersonal a la academia academia de cienci ci enci as de París París (1889) (1889)


Saccharomyces Bact . Ac é éticas t icas Schizosaccharomyces Kloeckera Hanseniaspora Dekkera Zygosaccharomyces

Pichia

Bact . L á ácticas cticas


Selección de levaduras para la vinificación ¿Qué es la selecci selección ón de levadu levaduras? ras? Aislar levaduras autóctonas que responden a una fisiología adecuada para la fermentación alcohólica de los mostos de uva gracias a sus propiedades enológicas de interés industrial ¿Paraa qué ¿Par qué se hace hace? ? Para controlar tecnológicamente el proceso fermentativo y la expresión en el vino de las propiedades específicas que supongan una mejora de la calidad


Campo de aplicación y dominio - Vinos blancos - Vinos tintos - Vinificaciones especiales Se pretende anular o disminuir la participación de levaduras indígenas o salvajes, gracias al inóculo de una activa población de levaduras seleccionadas

Enología II

7. OTROS. Según tecnologías específicas.

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1. PODER FERMENTATIVO ELEVADO

6. FACTOR KILLER

5. AUSENCIA DE DEFECTOS OLFATIVOS

4. RESISTENCIA A SO2

1. PODER FERMENTATIVO ELEVADO • Producción y tolerancia al etanol.

4. RESISTENCIA AL SO2 • Genética e inducible.

• Ausencia de problemas de acabado. 5. AUSENCIA DE DEFECTOS OLFATIVOS 2. ACIDEZ VOLÁTIL BAJA • Baja producción de ácido acético y acetato de etilo.

• Mínima producción de SH2 y otros derivados azufrados. 6. FACTOR KILLER • Fenotipos K1, K2 y neutro.

3. CORRECTA CINÉTICA FERMENTATIVA • Rápido arranque y acabado.

7. OTROS SEGÚN TECNOLOGÍAS ESPECÍFICAS.

• Duración de la fermentación.

• Blancos y tintos de calidad.

• Regularidad fermentativa.

• Espumosos naturales.

• Resistencia a estrés fermentativo.

• Crianza biológica.

3. CORRECTA CINÉTICA FERMENTATIVA

2. ACIDEZ VOLÁTIL BAJA


BAJA ACIDEZ VOLÁTIL

R E L L I K R O T C A F

OTROS (MeOH,…)

AUSENCIA DEFECTOS OLFATIVOS

PODER FERMENTATIVO ELEVADO

RESISTENCIA A SO2

CORRECTA CINÉTICA FERMENTATIVA



Poder fermentativo (% Etanol v/v) Grado alcohólico/Correcta cinética fermentativa

C6H12O6

2 CH3-CH2OH + 2 CO2


Acidez volátil mínima

CH3-COOH CH3-COOH CH3-COOH CH3-COOH CH3-COOH CH3-COOH



RESISTENCIA A SO2

Saccharomycodes ludwigii


Criterios específicos para la vinificación en blanco


BLANCOS

TOLERANCIA A BAJAS TEMPERATURAS

•Fermentación controlada a 16-20º C

PRODUCCIÓN DE AROMAS

•Potenciación de aromas varietales. •Expresión de aromas secundarios.

ACIDIFICACIÓN BIOLÓGICA

COMPORTAMIENTO EN MEDIO LÍQUIDO

•Producción de ácido málico

•Desarrolllo disperso. •Escasa formación de espuma


Correcta fermentación a baja temperatura

15 - 20 ºC

d a d i s n e D

X

Parada fermentativa

Tiempo (días)

Retrasos en el arranque Correcto perfil de volátiles fermentativos


SH2

C2H5-S-S- C2H5 CH3-S-CH3

CH3-S-S-CH3 C2H5-S- C2H5


SO4-2

SO3

-2

SH2

SO3H -

METIONINA

TIOLES R-SH

SO3H2

CISTEINA

TIOESTERES MERCAPTANOS



Producción de H2S en fermentados de uva por diferentes especies de levaduras vínicas


Cepas de levadura capaces de fermentar mostos muy desfangados MOSTO MUY LIMPIO ↓ ↓ NTU < 150 mg/L NFA d a d i s n e D

X

Parada fermentativa

Tiempo (días)

Tª < 10 ºC DESFANGADO INTENSO

Problemas de acabado


Criterios relativos a la mejora del aroma Cepas con baja producción de volátiles fermentativos para la elaboración de viníferas aromáticas/ terpénicas

y t i s n e t n I

Time (min)

Reducir aromas fermentativos en variedades aromáticas


Criterios relativos a la mejora del aroma Cepas con actividad beta-Glicosidasa para favorecer la liberación de terpenos volátiles Β-Glicosidasa

HO O

OH O

OH OH

OH

HO

+

HO

OH O

OH OH


Criterios relativos a la mejora del aroma Producción adecuada de ésteres y otros volátiles fermentativos para la elaboración de viníferas neutras ACETATO DE ISOBUTILO ACETATO DE ISOAMILO ALCOHOLES SUPERIORES ALDEHÍDOS y t i s n e t n I

MEJORA DEL PERFIL ORGANOLÉPTICO DE VARIEDADES NEUTRAS

Time (min)


FENIL-ETILO (6 ppb)

ACETATOS

HEXILO (2, 4 ppb) ISOAMILO (4 ppb) BUTÍRICO

ACIDOS

CÁPRICO (5,8 ppb) CAPRÍLICO (17 ppb) CAPROICO (8 ppb) ISOBUTÍRICO

CAPRATO DE ETILO (3,2 ppb) CAPRILATO DE ETILO (2,6 ppb) CAPROATO DE ETILO (1 ppb) FENIL-2-ETANOL (15 ppb) HEXANOL LACTATO DE ETILO SUCCINATO DE ETILO


Criterios relativos a la mejora de la estructura Cepas productoras de glicerina

O O

O

O

O O O

O

O

O O

MEDIO EXTERIOR glucosa

ATP

HXK, GK

glucosa-6-P

PGI fructosa-6-P ATP CITOPLASMA PFK

fructosa

ATP

fructosa-1,6-diP

ALD dihidroxiacetona-P gliceraldehído-3-P NADH, H + NAD + L-glicerol-3-fosfato

OH

HO OH

GLICERINA

? Glicerol

O


GLUCOSA

Criterios relativos a la mejora de la acidez Cepas productoras de ácido málico

O

O O

O O

GLICOLÍSIS O H

PIRÚVICO

O O

CO2 PCARBOXILASA BIOTINA O

NADH2 L-MÁLICO H

O

O O

O H

H

MALATODH

O

O

O O

H

O

OXALACÉTICO

H

NAD+

O


Criterios relativos a la mejora de la acidez Cepas degradadoras de ácido málico

O H

O

O O

H

O H L-MÁLICO


Criterios relativos a la mejora de la acidez Desacidificación / Acidificación biológica

Morata, A. Tesis Doctoral. UPM. 2004

Criterios específicos para la vinificación en tinto


TINTOS

AROMA

ESTRUCTURA

•Correcto perfil de volátiles, con bajas producciones de alcoholes isoamílicos, acetato de etilo y metanol

•Producción de glicerina. •Producción 2,3‐ butanodioles. •Emisión de polisacáridos de pared.

COLOR

•Producción de acetaldehido. •Formación de vitisinas A y B. •No expresión de actividad ‐ glicosidasa. •Adsorción de antocianos por paredes celulares.

OTROS

•Degradación de ácido málico. •Resistencia a estrés fermentativo.


Elevado poder fermentativo Temperatura (ºC) ºBé (g/L)

Levadura

25

25

32

13,5 (244)

17 (330)

13,5 (244)

º Alc (% v/v)

º Alc (% v/v)

º Alc (% v/v)

4CV

14,0±0,1

17,1±0,1

14,3±0,5

5CV

14,0±0,0

17,0±0,1

14,3±0,4

9CV

14,0±0,0

16,9±0,1

14,4±0,4

7EV

14,1±0,1

14,9±0,1

14,0±0,1

2EV

13,9±0,2

13,0±0,2

13,3±0,1

1EV

14,1±0,1

15,1±0,2

14,2±0,4

3VA

14,0±0,3

15,0±0,1

14,4±0,2

1VA

14,1±0,3

15,4±0,2

14,3±0,4

7VA

14,1±0,2

17,2±0,2

14,4±0,2

S6U

13,8±0,1

13,5±0,6

13,9±0,1

Media

14,0±0,2

15,5±0,2

14,1±0,3


Resistencia a estrés fermentativo

Morata, A.; J. A. Suárez.; y col. Tecnología del Vino. 2004, 15, 39-45


Baja producción de acidez volátil a elevada temperatura

ELEVADA TEMPERATURA EN PARTES SÓLIDAS


Criterios relativos a la mejora de la acidez Cepas degradadoras de ácido málico

FACILITAN LA INICIACIÓN Y DESARROLLO DE LA FML O

H

O

O O

H

O H L-MÁLICO


Producción de polialcoholes fermentativos

ELEVADA PRODUCCIÓN DE 2,3-BUTANODIOLES MAYOR DENSIDAD DULZOR INTEGRACIÓN DE LA TANICIDAD


Criterios relativos a la mejora del color Ausencia de actividad beta-Glicosidasa

Β-Glicosidasa

Malvidin-3- O-glucoside (grape) HO

O

OMe OH

+

OMe O-Glucose

OH


Antocianos identificados en la uva

OM e OH

OH OH HO

O

HO

O

+

H

+

H

O-Glu OH

O-Glu

Peonidina‐3‐O‐glucó glucósido

OH

Cianidina‐3‐O‐glucó glucósido

OH

OH

OH OH

HO

O

HO

+

O

+

OM e

OH

O-Glu

O-Glu

OH

OH

Petunidina‐3‐O‐glucó glucósido

Delfidina‐3‐O‐glucó glucósido

OM e

H

OH

OH HO

O

HO

+

O

+

OM e

H O-Glu

O-Glu

OH

OH

Pelargonidina‐3‐O‐glucó glucósido

Malvidina‐3‐O‐glucó glucósido


Criterios relativos a la mejora del color Baja adsorción de antocianos por paredes celulares

1 Litro de mosto en fermentación

10 m2 de paredes celulares

m 6 1 , 3

3,16 m m u 5 

10 um

100·10-12 m2 x 108 ufc/mL x 103 mL/L = 10 m2 SUPERFICIE CELULAR DE UN MOSTO EN FERMENTACIÓN

OCH3 OH 3 OCH + OH 3 OCH O + HO OCH3OH O + HO OCH3 O-Gl O HO OCH3 OH O-Gl OH O-Gl OH


Levaduras adsorbentes Levaduras impermeables


Diferencias en la adsorción de antocianos

Baja adsorción

Elevada adsorción

Morata, A.; J. A. Suárez.; y col. J. Agric. Food Chem. 2003, 51, 4084-4088 Morata, A.; J. A. Suárez.; y col. E. Food Res. Technol. 2005, 220, 341-346


Baja adsorción

Elevada adsorción



vinos/adsorbidos 1,2 1

Mayor intensidad de color en vinos

Desplazamiento del máximo de absorción

0,8

9CV

A 0,6 U

0,4 0,2

Baja adsorción en paredes celulares

3VA

0 400

450

500

550 wl (nm)

600

650

700

Variedad: Graciano

METABOLITOS FERMENTATIVOS vs PIGMENTOS DE ELEVADA ESTABILIDAD


OCH3 OH

G

AT P GLUCOSA

+

O

HO

HXK, GK

OCH3

glucosa-6-P PGI

O-Gl

fructosa-6-P AT P PFK

OH

M3G

fructosa-1,6-diP AL D DHP

TPI

G A-3-P

G3PDH

NAD

1,3-difosfoglicerato PGK

AT P 3-fosfoglicerato PGM 2-fosfoglicerato

etanol CH3CH2O H

+

NADH, H +

H O

C H 3C H O acetaldehído

H3C

P yC

ENO

CO2

P yK

HOOC piruvato H3C

O

+

O

HO

+

VIT B

O O-Gl

HO

fosfoenol piruvato AT P

OCH3 OH OCH3 OCH OH3

AD H

O O-Gl O

VIT A COOH

OCH3



ÁCIDO PIRÚVICO 140

2b

120 100 ) 80 L / g m 60 (

40 20 0 0

5

10

15

20

25

30

Time (days) 9CV

2EV

3VA

7VA

S6U

Morata, A.; J. A. Suárez.; y col. J. Agric. Food Chem. 2003, 51, 7402-7409.


140


ACETALDEHÍDO

2a

120 100 ) 80 L / g m 60 (

40 20 0 0

5

10

15

20

25

Time (days) 9CV

2EV

3VA

7VA

S6U

30


Malvidin-3- O-glucoside OMe (grape) OH HO

O

+

OMe O-Glucose OMe

OH

OH

O

OH

HO

yeast hydroxycinnamate decarboxylase + (fermentation) R1

R2 OH

hydroxycinnamic acid (grape) Caffeic acid: p-Coumaric acid: Ferulic acid:

R1=-OH; R2=-H; R1=-H; R2=-H; R1=-OCH3; R2=-H;

O

+

OMe O-Glucose

O

R1

R2 OH Vinylphenol

R1

R2

OH Vinylphenolic pyranoanthocyanin (wine) malvidin-3-O-glucoside-4-vinylcatechol malvidin-3-O-glucoside-4-vinylphenol malvidin-3-O-glucoside-4-vinylguaiacol




ÁCIDOS CINÁMICOS

VINILFENOLES

OH

R2

OH

R1 Cinamato descarboxilasa

CH CH COOH

ETILFENOLES

CO2

R2

OH

R1

CH CH2 4-vinilcatecol 4-vinilfenol 4-vinilguaicol

Vinilfenol reductasa

R2

R1

CH2 CH3 4-etilcatecol 4-etilfenol 4-etilguaicol

Clase Criterios Selección Levaduras

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