28/1/19

Azufre, seguridad alimentaria y vinos ecológicos

Alba Martín-Garcia, Montserrat Riu-Aumatell, Susana Buxaderas y Elvira López-TamamesDepartamento de Nutrición, Ciencias de la Alimentación y Gastronomía
Facultad de Farmacia y de Ciencias de la Alimentación
Universidad de Barcelona - Campus Torribera, Santa Coloma de Gramenet.


INSA•UB Institut de Recerca en Nutrició i Seguretat Alimentària
Recinte Torribera, Santa Coloma de Gramenet.
En las últimas décadas, los hábitos de consumo de la población han evolucionado desde la prioridad en el pasado de cubrir la demanda de nutrientes hasta día de hoy en que, con sus necesidades nutricionales, el consumidor demanda prioritariamente alimentos sanos y especialmente seguros. La enología no escapa de esta tendencia, de manera que ya se utilizan instrumentos como el análisis de peligros y puntos de control críticos (APPCC) para prevenir la presencia de elementos que puedan ser perjudiciales para el consumidor.1
El primer objetivo de la seguridad alimentaria es evitar los microorganismos patógenos que en el caso del vino no suponen ningún riesgo. Son, por tanto, los peligros químicos los que se deben tener en cuenta. Entre los compuestos químicos que podemos encontrar en el vino y que pueden suponer un riesgo para el consumidor destaca la presencia de azufre. En este artículo se ha realizado una revisión de las distintas fuentes de azufre que podemos encontrar en el vino, así como las principales alternativas que se conocen hoy en día.



Presencia de azufre en vino: los pesticidas
El azufre es uno de los elementos químicos más usado y controvertido en enología. Su incorporación tiene varias finalidades. Por un lado, se utiliza en la viña como protector frente al crecimiento de hongos fitopatógenos, especialmente oídio y mildiu. El azufre forma parte de numerosos pesticidas y fungicidas autorizados en la Unión Europea, aunque poco se sabe del potencial de estas moléculas para romperse y liberar azufre.2
El azufre usado en viticultura puede acabar en el vino, aunque siempre en menor cantidad dependiendo del proceso de vinificación utilizado y de la concentración inicial en la uva.3 El uso de pesticidas o herbicidas es seguro siempre que se usen en las condiciones adecuadas y correctas siguiendo las buenas prácticas agrícolas y no se supere el limite máximo de residuos (LMR).4 En caso contrario, si el uso es excesivo quedan residuos de compuestos químicos en la uva que pasarán al vino. Por esa razón, en la práctica resulta mucho más útil y seguro utilizar métodos preventivos para mantener la calidad higiénica de la vid y, por tanto, de la uva.
Se han estudiado diversas prácticas enológicas por su capacidad para eliminar o bien disminuir la cantidad de pesticidas en el vino. Durante el prensado de la uva parte de los pesticidas permanecen en la parte sólida y solo en función de sus características químicas pasarán al mosto. La fermentación disminuye también la cantidad de ciertos pesticidas mientras que otros pueden llegar a eliminarse completamente.5 Finalmente, las etapas de clarificación son importantes para disminuir la presencia de estos compuestos en vino. Algunos de los más comunes como bentonita, charcoal o polivinilpirrolidona han mostrado cierta capacidad para disminuir la concentración de residuos de pesticidas siendo el charcoal el que ha mostrado mayor eficiencia llegando a eliminarlos casi totalmente.5
Entre los métodos menos agresivos propuestos destacan incrementar las defensas naturales de la planta mediante las llamadas fitoalexinas. En la vid, las fitoalexinas son bien conocidas, pertenecen a la familia de los estilbenos siendo la más conocida el resveratrol.
El resveratrol responde al ataque de hongos, la radiación UV, el ozono y la presencia de metales.6

El dióxido de azufre
El dióxido de azufre (SO2) se utiliza como conservante desde el siglo XVIII. Se usa como aditivo en el vino por su actividad antioxidante, especialmente sobre la polifenoloxidasa pero también por su actividad antimicrobiana sobre levaduras, bacterias lácticas y bacterias del ácido acético. Además, el dióxido de azufre influye sobre las características organolépticas del vino al evitar la formación de defectos en el vino ya que neutraliza compuestos volátiles. Por tanto, se usa tanto para evitar el crecimiento de microorganismos indeseables en el vino como en operaciones prefermentativas para evitar las oxidaciones enzimática y no enzimática del mosto.
En el vino, el SO2 se encuentra en equilibrio entre sus distintas formas libres, que son activas, y sus formas combinadas, que son inactivas respecto de las propiedades descritas. Desde el punto de vista de seguridad alimentaria el SO2 debe ser utilizado en la menor cantidad posible, tanto por razones de salud del consumidor como para evitar la formación de moléculas como mercaptanos o hidrosulfato, que constituyen defectos organolépticos del vino.7
«Los sulfitos provocan efectos adversos en determinados consumidores y siempre en función de la dosis. La sintomatología es variable y depende de la sensibilidad de cada consumidor.».
Una de las formas libres, los sulfitos, resultante de la adición de SO2 al vino, producen efectos adversos en determinados consumidores, siempre en función de la dosis.4,8 A pesar de que no se trata de una alergia verdadera, los sulfitos pueden producir en personas sensibles una sintomatología de alergia como enrojecimiento de la cara, dolor de cabeza, picor de garganta, dificultades respiratorias e incluso, en algunos casos, náuseas y vómitos. Los datos indican que un 1% de la población es sensible a los sulfitos mientras que entre la población asmática este porcentaje aumenta hasta el 5%.4 La dosis necesaria para desencadenar dicha sintomatología es variable ya que depende de la sensibilidad del consumidor. En todo caso, en población asmática la reacción puede ser grave; está descrito en la bibliografía la posibilidad que, en determinadas condiciones excepcionales, los sulfitos activen protooncogenes, inactiven genes supresores de tumores y puedan tener un papel en la patogénesis de ciertos cánceres de pulmón asociados a SO2.7,9

Sulfitos y legislación
En Europa, el dióxido de azufre y los sulfitos están autorizados en distintas formas, y sus códigos asignados van del E-220 al E-228 (dióxido de azufre, sulfito sódico, hidrogeno sulfito sódico, metabisulfito sódico, metabisulfito potásico, sulfito cálcico, hidrogeno sulfito cálcico, y hidrogeno sulfito potásico).10
La legislación indica las cantidades máximas de sulfito que se pueden usar en vino que van des de 160 mg/L en vino tinto y 210 mg/L en vinos blancos y rosados.11
Las recomendaciones de la Organización Internacional de la Viña y el Vino (OIV) van desde 150 mg/L en vinos tintos a 400 mg/L en vinos dulces.12
La Agencia Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) ha reevaluado recientemente la seguridad del uso de sulfitos como aditivos.13 En resumen, a pesar de que se indica la necesidad de aumentar la base de datos sobre estos aditivos, el NOAEL (acrónimo en inglés de no observed adverse effect level, es decir, dosis que no produce efectos adversos) se mantiene en 70 mg/kg peso corporal/día, y la ingesta diaria admisible (IDA) en 0,7 mg/kg peso corporal/día. La estimación de la exposición a los sulfitos es superior a la IDA en gran parte de la población, siendo el vino la principal fuente de sulfitos en la población adulta.
Además, y desde 2005, es de obligado cumplimiento el indicar en el etiquetado la presencia de sulfitos en vino cuando la cantidad sea superior a 10 mg/L. A pesar de que actualmente el uso de SO2 no tiene una alternativa viable,7 es indispensable seguir trabajando para encontrarla, tanto por razones de salud como por la exigencia del propio mercado y las demandas del consumidor.



Las alternativas al SO2
Como se ha descrito anteriormente, la función del SO2 no es solamente controlar el crecimiento y fermentación de microorganismos no deseados, sino también evitar procesos oxidativos debidos, por ejemplo, a la actividad de la enzima polifenol oxidasa (PPO) durante la elaboración, siendo añadido al mosto y también al vino tras finalizar la fermentación maloláctica.7,14
Debido a las restricciones en la elaboración de los vinos ecológicos, y también los llamados naturales, puesto que deben contener una menor concentración de SO2 total (150 mg/L para vinos tintos y 100 mg/L para blancos y rosados),15 son más propensos a sufrir una degradación oxidativa.16 Por ello, se necesitan alternativas que consigan el mismo efecto antioxidante y antimicrobiano que el SO2, y que aseguren que el producto final es estable microbiológicamente, además de que esté protegido frente a la oxidación, sin perder calidad y manteniendo las propiedades organolépticas del vino.17
Para sustituir el SO2 se han propuesto diferentes compuestos químicos como la lisozima, la β-glucanasa, el dimetildicarbonato (DMDC) o el ácido sórbico,17 cuyo uso está permitido en vinos, aunque, siguiendo el Reglamento (CE) 203/2012,15 no lo está en la producción de vinos ecológicos. Por otro lado, se están estudiando otras alternativas mediante métodos químicos (tabla 1) y físicos (tabla 2). Entre ellas destacan el quitosano y los compuestos fenólicos.

Tabla 1: Métodos químicos propuestos para la sustitución del SO2 en vinos [AMPLIAR TABLA en pdf]
Tabla_1
Fuente: Lisanti et al.17


Tabla 2: Métodos físicos propuestos para la sustitución del SO2 en vinos [AMPLIAR TABLA en pdf]
Tabla_2
Fuente: Lisanti et al.17

Quitosano
El quitosano es un heteropolisacárido derivado de la quitina por desacetilación, con una reconocida actividad antimicrobiana.18 Es biodegradable, biocompatible y no tóxico.17,19 Aunque su mecanismo de acción no se ha dilucidado, la principal hipótesis se basa en una alteración de la permeabilidad de la membrana bacteriana, que resulta en la filtración de los componentes intracelulares al exterior, causando la muerte celular.
Diferentes estudios han constatado que bajas dosis de quitosano (0,04-0,5 g/L) son capaces de inhibir el crecimiento de Brettanomyces bruxellensis, reduciendo sus niveles de población en pruebas de laboratorio. Sin embargo, no se ha conseguido su eliminación completa, ya que finalmente las poblaciones de B. bruxellensis alcanzaron niveles mayores de población al cabo de un tiempo de haber finalizado el tratamiento con quitosano.20-22
Por lo tanto, el quitosano debería considerarse como complemento al SO2, pero no un sustituto completo para reducir las poblaciones de B. bruxellensis en vino, aunque sí puede ser una opción para conseguir vinos con menos contenido en SO2. Además, Ferreira et al.20 observaron que al finalizar del experimento la concentración de quitosano libre era indetectable, por lo que sugirieron que este reacciona con otras moléculas presentes de forma natural en el vino. También observaron que el quitosano afecta al color del vino, disminuyendo su intensidad, pero aumentando el tono. Respecto de su acción antimicrobiana, un estudio reciente demuestra la efectividad del quitosano para reducir las poblaciones de bacterias acéticas y su actividad metabólica en el vino.23

Compuestos fenólicos
Los compuestos fenólicos se encuentran de forma natural como constituyentes de la uva y el vino. Dentro de los compuestos fenólicos existen moléculas con diversas estructuras químicas, incluyendo el ácido hidroxibenzoico, ácidos hidroxicinámicos, estilbenos, alcoholes, flavanoles, antocianinas y taninos.
Estos compuestos son responsables de algunas de las características organolépticas del vino, como el color y la astringencia, y su concentración depende de diversos factores relacionados con la uva (variedad, clima, calidad de la vendimia, etc.), además de las prácticas enológicas. Por ello, su contenido en vino suele oscilar entre 150-400 mg/L en vinos blancos y 900-1400 mg/L en tintos.24 Varios estudios sugieren su aplicación como potenciadores y como inhibidores del crecimiento bacteriano.25-27 Por ejemplo, el ácido gálico y la catequina, a las concentraciones que se encuentran en vino, son capaces de estimular el crecimiento de Lactobacillus hilgardii, debido a su capacidad para metabolizar estos compuestos durante la fase de crecimiento. Además, también pueden afectar al metabolismo bacteriano ya que favorecen el uso de azúcares y ácido málico.25
«Los extractos polifenólicos (que contienen principalmente ácidos fenólicos) son más eficaces contra bacterias que contra levaduras.».
Por otra parte, a concentraciones más altas, estos mismos compuestos pueden tener un efecto negativo en las bacterias, dependiendo del microorganismo, siendo, por ejemplo, más sensible Oenococcus oeni que L. hilgardii.26 Se conoce su mecanismo de acción exacto, aunque algunos autores sugieren que los compuestos fenólicos pueden modificar la permeabilidad de la membrana bacteriana y alterar la composición de los ácidos grasos.28 De este modo, los extractos polifenólicos (que contienen principalmente ácidos fenólicos) son más eficaces contra bacterias que contra levaduras.24 Sin embargo, la eficacia de los compuestos fenólicos como agentes antimicrobianos en vino depende tanto de la estructura del compuesto como de la dosis aplicada. En general, este efecto antimicrobiano suele aparecer en dosis más altas de las que se encontrarían habitualmente en un vino.24 Además, se deberían tener en cuenta posibles consecuencias negativas del uso de compuestos fenólicos a altas concentraciones ya que, por ejemplo, una concentración elevada de taninos puede tener un efecto negativo sobre las características sensoriales en el vino tinto.17
Por otro lado, también están surgiendo nuevos productos, como Vineatrol® (Actichem S.A.; Montauban, Francia), basado en un extracto de los sarmientos de la vid, o Geolife® (Bioma S.A.; Quartino, Suiza), que es un concentrado de compuestos fenólicos y antocianos. Según Raposo, et al.,29 el uso del Vineatrol® con un 30% de estilbenos es capaz de garantizar la calidad en vinos tintos, con mayor intensidad de color y un buen perfil fenólico. El uso de este producto supondría la producción de vinos tintos con un valor añadido, bajas concentraciones de SO2 y un alto contenido en estilbenos, además de contribuir a la sostenibilidad de la industria vitivinícola al revalorizar un subproducto como son los sarmientos.

Conclusiones
Actualmente, el consumidor demanda productos más naturales con menor uso de sustancias químicas y que sean más respetuosos con el medio ambiente. La elaboración de vinos ecológicos, y naturales, va en esta dirección, aunque la disminución o la no utilización de algunos compuestos químicos pueden dar lugar a problemas en el producto final. El uso de productos derivados de azufre para favorecer la conservación del vino tanto en la vid como en el mosto y vino puede ser a largo plazo perjudicial para el consumidor, por lo que el estudio de alternativas más naturales y sostenibles puede ser una buena opción para dar respuesta a las demandas del consumidor.
Bibliografía
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22/1/19

Micotoxinas y vinos ecológicos

Ester Piqué Benages1,2 y Jesús Gómez Catalán1,21 GRET-Unidad de Toxicología. Departamento de Farmacología, Toxicología y Química Terapéutica. Facultad de Farmacia y de Ciencias de la Alimentación. Universidad de Barcelona.
2INSA•UB Institut de Recerca en Nutrició i Seguretat Alimentària. Santa Coloma de Gramenet (Barcelona).
Introducción
Desde el punto de vista de la seguridad alimentaria uno de los peligros potenciales en el vino son las micotoxinas. La presencia de estas toxinas en niveles superiores a los tolerables representa un riesgo para la salud. Las micotoxinas son metabolitos secundarios producidos principalmente por hongos filamentosos de los géneros AlternariaClavicepsFusariumAspergillus Penicillium. Pueden provocar desde efectos adversos leves como irritación hasta efectos más graves como hepatotoxicidad, nefrotoxicidad, neurotoxicidad, inmunotoxicidad, alteraciones del sistema reproductor y del sistema endocrino, genotoxicidad y carcinogenicidad. Esta toxicidad puede ser aguda o crónica, si bien actualmente en los países desarrollados preocupan más los efectos crónicos, es decir, los efectos adversos a largo plazo producidos por la exposición a pequeñas cantidades de micotoxinas durante largos períodos.1
«En el vino, la principal micotoxina que se ha encontrado de manera consistente ha sido la ocratoxina A (OTA).».
La principal vía de exposición a las micotoxinas es a través de la ingesta de alimentos contaminados, principalmente de origen vegetal pero también a través de alimentos de origen animal (carne, leche…). Aunque es imposible eliminarlas completamente de los alimentos, es importante asegurar que sus niveles no supongan un riesgo inaceptable para la salud. En consecuencia, muchos países tienen regulación al respecto con el fin de limitar su exposición.2 Los factores más importantes que influyen en la proliferación de los hongos y en la producción de micotoxinas en los alimentos son el daño causado a los vegetales en los campos de cultivo por los insectos, los pájaros u otros hongos patogénicos como el mildiu, el daño mecánico durante la cosecha y la temperatura y humedad durante el almacenamiento.1
En las uvas se ha descrito crecimiento de hongos del género AlternariaAspergillus y Penicillium que son capaces de producir micotoxinas como alternariol, aflatoxina B1, fumonisina B2, patulina, citrinina y ocratoxina A.3 En el vino, la principal micotoxina que se ha encontrado de manera consistente ha sido la ocratoxina A (OTA). Esta micotoxina es nefrotóxica, produce alteraciones del sistema inmunitario, es capaz de atravesar la placenta por lo que puede provocar teratogénesis y ha sido clasificada como posible carcinógeno en humanos (grupo 2B) por la Agencia Internacional de Investigación del Cáncer (IARC). La OTA, al tener una estructura similar a la fenilalanina (fig. 1), interfiere en la síntesis de proteínas. Además, también causa alteraciones mitocondriales, así como estrés oxidativo.2,4
Figura_1
Figura 1: Estructura molecular de la OTA.

Factores que favorecen la contaminación de la uva y del vino por micotoxinas
La presencia de OTA en el vino se debe principalmente a la contaminación de la uva en la viña por hongos productores de esta micotoxina como Aspergillus o Penicillium. Posteriormente, la OTA puede pasar de la uva al vino durante el proceso de vinificación.
La prevalencia de los hongos ocratoxigénicos difiere en función de la región geográfica donde se cultivan las uvas y de la variedad de estas. En España, igual que en el sur de Europa y en toda el área mediterránea, debido a las altas temperaturas se favorece el crecimiento de las especies Aspergillus productoras de OTA por encima de las de Penicillium, siendo Apergillus carbonarius la principal fuente de contaminación de las uvas por OTA en esta zona.5 El período más crítico de la contaminación por OTA en la uva se sitúa alrededor de la maduración del grano cuando el contenido de azúcar aumenta y la textura de la piel se hace más fina lo que favorece el crecimiento fúngico. El período de la vendimia es también un factor a tener en cuenta, si se retrasa la vendimia se favorece la contaminación de las uvas.3,4
Los numerosos estudios publicados desde 1996, año en que se detectó por primera vez OTA en el vino5 muestran que los factores que condicionan la incidencia y el grado de contaminación de los vinos son, por un lado, el origen geográfico de las uvas y el grado de madurez, y por otro, la calidad de las mismas, es decir la utilización de uvas dañadas como materia prima para la elaboración del vino y, por último, las diferencias en las etapas de vinificación. En general, la maceración es el paso que más contribuye a la presencia de OTA en el vino, mientras que la fermentación y la clarificación favorecen que su concentración final disminuya, ya que una parte es adsorbida por las membranas de las levaduras.3,4
«La maceración es el paso que más contribuye a la presencia de OTA en el vino, mientras que la fermentación y la clarificación favorecen que su concentración final disminuya.»
Así, los vinos procedentes del sur de Europa, donde la temperatura y la humedad son más elevadas, presentan más contaminación que los del norte de Europa.4 Los vinos dulces al estar algunos elaborados con uvas deshidratadas y otros estar fortificados (se añade alcohol para frenar la fermentación) presentan mayor incidencia y mayor concentración que los secos.4,6 Los vinos tintos están más contaminados que los rosados y los blancos por este orden,4,7 debido a que, para obtener el vino tinto, el mosto se macera durante más tiempo con la piel de la uva donde precisamente se encuentran los hongos y las micotoxinas y, además, la fermentación tiene lugar simultáneamente a la maceración de manera que el etanol favorece la extracción de la OTA.3

Prácticas ecológicas y convenciones en relación con la contaminación del vino por OTA
En los últimos años se ha planteado la cuestión de si el tipo de agricultura y vinificación, ecológica o convencional, podrían influir en la presencia de OTA en el vino. La regulación europea establece que los vinos ecológicos solo pueden ser producidos a partir de uvas ecológicas y limita el uso de aditivos y adyuvantes en el proceso de vinificación.8 Teniendo en cuenta que el crecimiento de los hongos en las uvas está favorecido por el daño causado por los insectos y otras enfermedades de la vid, el hecho de restringir el uso de insecticidas y fungicidas en la agricultura ecológica podría aumentar el riesgo de contaminación por micotoxinas. Por el contrario, se ha sugerido que el uso de fungicidas de síntesis usados en la agricultura convencional puede generar estrés en los hongos de manera que estos aumentarían la síntesis de OTA y que, además, los fungicidas pueden combatir a otros hongos que no producen OTA, y así, en ausencia de competidores, los hongos ocratoxigénicos crecerían mejor.9 Otro estudio también sugiere que el uso de fungicidas a dosis inferiores a las recomendadas incrementaría la producción de OTA por parte de A. carbonarius.10
En Europa se han realizado algunos estudios comparando los niveles de contaminación por OTA en vinos procedentes de los dos tipos de agricultura y de procesado.8 En general, los resultados muestran que la incidencia y la concentración de OTA en los vinos ecológicos y en los convencionales es bastante similar y en la mayoría de los casos no presentan diferencias estadísticamente significativas (tabla 1).
Tabla 1.Presencia de OTA en vinos ecológicos y convencionales [Clique para ampliar vista]
Tabla_1
N: número de muestras analizadas; % P: porcentaje de muestras positivas; Nd: no detectado; * número de muestras que superan el límite del Reglamento europeo.15

A destacar también, que no hay diferencias entre los dos tipos de agricultura en el número de muestras que superan el valor máximo permitido por la Unión Europea en el vino, que es de 2 µg/L.15 Por tanto, en la actualidad se puede afirmar que el enfoque ecológico para el control fúngico en las viñas y durante el proceso de vinificación no conlleva un aumento de la contaminación por OTA.
Después de los cereales, el vino y en especial el tinto, es la principal fuente de ingesta de OTA por la población europea.7 La Agencia Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) estableció una ingesta semanal tolerable (TWI) de OTA de 120 ng por kilo de peso corporal.16 Los valores de ingesta de OTA obtenidos en los estudios realizados tanto en vinos convencionales como en ecológicos son muy inferiores a este nivel, por lo que la ingesta de vino ecológico o convencional no supondría un riesgo para la salud de los consumidores en relación con la exposición a OTA.7,17 Hay que tener en cuenta que, en los resultados obtenidos en los diferentes estudios, la concentración de OTA podría estar subestimada al no haber tenido en cuenta las micotoxinas modificadas.
Las micotoxinas modificadas son micotoxinas cuya estructura se ha modificado, por ejemplo, por mecanismos de defensa de las plantas para neutralizar las toxinas microbianas, o bien por su unión a componentes de la matriz alimentaria. La toxicidad de estas micotoxinas modificadas en el caso de la OTA es variable, siendo en algunos casos menor y en otros mayor que la de la propia OTA. Estas micotoxinas modificadas presentan cambios en la estructura, polaridad y solubilidad por lo que pueden no ser detectadas mediante los métodos analíticos tradicionales usados para la detección de los compuestos parentales.18,19
Las actuales técnicas de producción no permiten hoy en día evitar completamente la contaminación de la uva por hongos productores de OTA, pero mediante la aplicación de unas buenas prácticas agrícolas y unas buenas prácticas de procesado del vino se puede minimizar su presencia y el riesgo.19,21
Se plantean nuevos retos para la gestión del riesgo por micotoxinas, uno de ellos es el cambio climático, que puede condicionar la presencia de hongos productores de micotoxinas en la uva. Otro reto es la interacción entre las diferentes micotoxinas que pueden coexistir en las uvas y los efectos que de ella se deriven. Además, en las uvas también hay presencia de pesticidas y de otros contaminantes ambientales que pueden interaccionar entre sí y con las micotoxinas, con lo que se complica el estudio del riesgo.22

Conclusión
Los estudios publicados hasta la fecha muestran que las diferencias en las prácticas ecológicas y convencionales no son un factor significativo que condicione la contaminación del vino por OTA y que tanto los valores obtenidos de OTA en vinos ecológicos como convencionales no implican un riesgo para la salud.

Bibliografía
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10. Terra M.F., Lira N.D.A., Passamani F.R.F., Santiago W.D., Cardoso M.D.G., Batista L.R. Effect of fungicides on growth and ochratoxin A production by Aspergillus carbonarius from Brazilian wine grapes. Journal of Food Protection 2016; 79 (9) : 1508-16.
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12. Gentile F., La Torre G. L., Potortì A.G., Saitta M., Alfa M., Dugo G. Organic wine safety: UPLC-FLD determination of Ochratoxin A in Southern Italy wines from organic farming and winemaking. Food Control 2016; 59: 20-6.
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14. Vitali Čepo D., Pelajić M., Vinković Vrček I., Krivohlavek A., Žuntar I., Karoglan M. Differences in the levels of pesticides, metals, sulphites and ochratoxin A between organically and conventionally produced wines. Food Chemistry 2018; 246: 394-403.
15. Reglamento (CE) 1881/2006 de la Comisión, de 19 de diciembre de 2006, por el que se fija el contenido máximo de determinados contaminantes en los productos alimenticios. Diario Oficial de la Unión Europea 2006 (L364): 5-24.
16. EFSA - Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria. Opinion of the scientific panel on contaminants in the food chain on a request from the commission related to ochratoxin a in food. EFSA Journal 2006; 365: 1-56.
17. Remiro R., González-Peñas E., Lizarraga E., López de Cerain A. Quantification of ochratoxin A and five analogs in Navarra red wines. Food Control 2012; 27 (1): 139-45.
18. Freire L., Guerreiro T.M., Caramês E.T.S., Lopes L.S., Orlando E.A., Pereira G.E., Lima Pallone J., et al. (2018). Influence of maturation stages in different varieties of wine grapes (Vitis vinifera) on the production of ochratoxin A and its modified forms by Aspergillus carbonarius and Aspergillus nigerJournal of Agricultural and Food Chemistry 2018; 66 (33): 8824-31.
19. Freir L., Furtado M.M., Guerreiro T.M., da Graça J.S., da Silva B.S., Oliveira D.N., Catharino R., Sant’Ana A.S. The presence of ochratoxin A does not influence Saccharomyces cerevisiae growth kinetics but leads to the formation of modified ochratoxins. Food and Chemical Toxicology 2019; 133: 110756.
20. DARP - Departament d’Agricultura, Ramaderia i Pesca. Estadística [internet]. Disponible en: Incavi (consulta: 15 junio 2019).
21. FAO – Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. Código de prácticas para la prevención y reducción de la contaminación por ocratoxina A en el vino. CAC/RCP 63-2007.
22. Pérez-Ortega P., Gilbert-López B., García-Reyes J.F., Ramos-Martos N., Molina-Díaz A. Generic sample treatment method for simultaneous determination of multiclass pesticides and mycotoxins in wines by liquid chromatography–mass spectrometry. Journal of Chromatography A 2012; 1249: 32-40.

14/1/19

SensoGraph: un método rápido y sencillo para el análisis sensorial
David Orden1 y Encarnación Fernández-Fernández21 Departamento de Física y Matemáticas, Universidad de Alcalá
2 Área de Tecnología de Alimentos, Universidad de Valladolid
La evaluación sensorial de alimentos es una herramienta de gran importancia en la industria alimentaria, crucial para adaptar los productos a las preferencias del consumidor. El análisis descriptivo cuantitativo es la herramienta más precisa para relacionar las características del producto con la percepción de quienes lo consumen, pues los paneles descriptivos ofrecen resultados detallados y consistentes (Moussaoui & Varela, 2010). Sin embargo, formar un panel de catadores bien entrenado resulta costoso tanto en tiempo como en dinero y, además, en campos como el enológico puede resultar difícil mantener un mismo grupo de catadores a lo largo del tiempo.
Con el fin de paliar estas dificultades, en los últimos años han venido apareciendo diversos métodos alternativos, que buscan proporcionar un posicionamiento sensorial de los productos rápido y barato, basándose en las opiniones de catadores no necesariamente entrenados (Varela & Ares, 2012). Evitar la necesidad de entrenamiento permite una mayor rapidez en la toma de decisiones y resulta especialmente adecuado para profesionales del vino (Hopfer & Heymann, 2013).
Varios de estos nuevos métodos recogen las opiniones de los catadores utilizando la metodología llamada mapeo proyectivo (Risvik et al., 1994), que resulta especialmente sencilla puesto que basta con proporcionar a los catadores una hoja en blanco, a modo de mantel, y pedirles que posicionen sobre ella las muestras, según su propio criterio, colocando más cercanas aquellas muestras que les resultan más similares y, al contrario, más alejadas las muestras que les resultan más diferentes (fig. 1).
Figura_1
Figura 1: Vinos posicionados según su similitud, más cerca cuanto más se parecen y viceversa.


Esta es la forma de recoger datos que utiliza la metodología conocida como Napping (Pagès, 2003), cuya característica principal es que analiza los datos obtenidos mediante la herramienta estadística llamada análisis factorial múltiple (AFM). El objetivo de esta técnica es fusionar las opiniones de todos los catadores en un solo gráfico de consenso que, a modo de promedio entre los manteles de todos los catadores, permite visualizar la opinión global del grupo (fig. 2).
Figura_2
Figura 2: Vinos posicionados según su similitud, más cerca cuanto más se parecen y viceversa.

Pese a la innegable sencillez del mapeo proyectivo como método de recogida de datos, el uso del AFM para tratar estos datos está lejos de ser sencillo y requiere conocimientos especializados para evitar el cada vez más frecuente mal uso de la estadística (Nunes et al., 2015).
Con el fin de hacer el tratamiento de datos tan sencillo como el mapeo proyectivo hemos desarrollado SensoGraph (Orden et al., 2019). En lugar de estadística, nuestra herramienta utiliza sencillas técnicas geométricas, tan naturales que pueden ser entendidas sin necesidad de conocimientos especiales.
Los datos proporcionados por el mapeo proyectivo son una serie de manteles como el de la figura 1, donde el catador ha posicionado las muestras. Estas posiciones no son más que un conjunto de puntos, cada uno con una etiqueta que indica a qué muestra corresponde (fig. 3).
Figura_3
Figura 3: Ejemplo de cuatro manteles, donde cada uno de ellos recoge la opinión de un catador. [Clique para ampliar vista.]

Los lectores más atentos podrán comprobar que los dos primeros manteles proporcionan una información similar. En ambos casos, los correspondientes catadores han agrupado las muestras 1, 2, 3, 4 con las muestras 5, 6, 7 alejándose de la muestra 1.
El primer paso de SensoGraph consiste en extraer computacionalmente esta información que el ojo humano ha sido capaz de percibir. Para ello, vamos a agrupar esos puntos a la manera en que los antiguos astrónomos agrupaban estrellas en el cielo para formar constelaciones. Uniremos dos de esos puntos cuando el círculo que los tiene como diámetro no contenga a ningún otro punto. La figura 4 muestra este proceso para el primero de los manteles de la figura 3. Los puntos 6 y 7 están unidos porque el círculo que generan no contiene a ningún otro punto, mientras que los puntos 5 y 7 no se unen porque su círculo contendría al punto 6.
Figura_4
Figura 4: Uniones, a modo de constelaciones, en el primer paso de SensoGraph. Los lectores aficionados a la astronomía reconocerán el Carro de la Osa Mayor. [Clique para ampliar vista.]

Una vez realizado este proceso para todos los manteles, obtenemos una representación gráfica de las conexiones entre muestras para cada uno de ellos. Véase la figura 5, en la que podemos comprobar que los dos primeros manteles presentan las mismas uniones, un grupo formado por las muestras 1, 2, 3, 4 y las muestras 5, 6, 7 alejándose de la muestra 1, como nuestro ojo había detectado anteriormente.
Figura_5
Figura 5: Uniones proporcionadas por el primer paso de SensoGraph para los cuatro manteles de la figura 3. [Clique para ampliar vista.]

Esta herramienta de agrupamiento o clustering recibe el nombre de grafo de Gabriel, y es muy popular en geometría computacional.
Figura_6
Figura 6: Matriz que recoge el número de uniones para cada par de muestras en los manteles de la figura 5.
El segundo paso de SensoGraph simplemente cuenta en cuántos manteles aparece cada unión. Para el ejemplo de la figura 5, la unión 1-2 aparece en tres de los manteles, todos menos el tercero, reflejando que la mayoría de los catadores han percibido similares las muestras 1 y 2, mientras que la unión 2-5 aparece solamente en el tercer mantel, reflejando que a solo un catador le han resultado parecidas las muestras 2 y 5. La información que proporciona este conteo se puede organizar en forma de matriz, para poder consultar fácilmente cuántos catadores han encontrado similitudes entre un determinado par de muestras. Véase la figura 6, en la que aparecen resaltados los casos que se acaban de mencionar.
El tercer y último paso de SensoGraph es el que proporciona el gráfico final. Imaginemos una mesa de air hockey, como las de los recreativos o las ferias, sobre la que colocamos (de manera arbitraria) siete discos correspondientes a los siete puntos de nuestro ejemplo.
Figura_7
Figura 7: Mesa de air hockey. (Marco Verch, Flickr).

Ahora imaginemos que sujetamos cada disco a la mesa pinchándolo con un alfiler y unimos los discos con gomas elásticas de las fuerzas indicadas en la matriz anterior. Es decir, el disco 1 y el disco 2 estarán unidos por una goma de fuerza tres, el disco 2 y el disco 5 estarán unidos por una goma de fuerza uno, etc. ¿Qué sucede si ahora quitamos todos los alfileres a la vez?
Sin alfiler que les sujete, los discos se deslizarán por la mesa, acercándose unos a otros según la fuerza de las gomas que los unen. Cuando alcancen la posición de equilibrio y dejen de moverse, tendremos el gráfico de consenso que estábamos buscando (fig. 8), al que también llamamos SensoGraph.
Figura_8
Figura 8: Gráfico de consenso SensoGraph para los manteles de la figura 3.

En este gráfico podemos comprobar claramente la existencia de dos grupos, por un lado 1, 2, 3, 4 y por otro 5, 6, 7 lo que, observando de nuevo la figura 3, parecía claro para los dos primeros manteles, pero no tanto para los otros dos. Comprobamos, asimismo, que las muestras 6, 7 son las que más cerca aparecen, lo cual concuerda con el hecho de que esas muestras aparezcan bastante cerca en todos los manteles de la figura 3.
Esta sencillez conceptual de SensoGraph permite que cualquiera pueda utilizarlo, sin necesidad de la formación estadística que requieren otros métodos. Además, el software es altamente intuitivo y fácil de usar, pues basta abrir el fichero de datos para obtener instantáneamente el resultado.
El gráfico obtenido tiene múltiples aplicaciones en la industria. Como primer ejemplo, permite posicionar nuestro producto frente a los de la competencia. Si en la figura 8 los vinos 1, 2, 3, 4 son de gama media, los vinos 5, 6 de gama alta y nuestro producto es el vino número 7, comprobaríamos que los consumidores posicionan nuestro producto en la gama alta.
Otra posible aplicación es la comparación de vinos elaborados con uva de diferentes parcelas. En este caso, la figura 8 mostraría una clara diferencia entre las parcelas 1, 2, 3, 4 y las parcelas 5, 6, 7. Análogamente, podríamos estar comparando distintos tipos de barrica, distintas proporciones en el coupage o distintas duraciones de la crianza.

Casos prácticos: paneles de cata con y sin experiencia
Para ilustrar las posibilidades de SensoGraph, comparando sus resultados con los obtenidos utilizando Napping, mostraremos dos casos de uso. Un primer caso con catadores no entrenados en análisis sensorial, pero con experiencia en la cata de vinos, una situación similar a la que podría darse en el panel de cata de una bodega, y un segundo caso con consumidores de vino sin experiencia en cata, una situación similar a la que podría darse consultando a compradores en un comercio.
En el primer caso, el panel estuvo compuesto por doce estudiantes del Grado de Enología en la Universidad de Valladolid, que no habían recibido entrenamiento específico, pero sí estaban habituados a la cata del producto. Este panel cató ocho vinos tintos de la misma añada, elaborados con variedades tempranillo y toro en la bodega experimental de la Escuela Técnica Superior de Ingenierías Agrarias de la Universidad de Valladolid, Campus de Palencia.
Tras una sesión preliminar para familiarizarse con la colocación de las muestras sobre el mantel, situando más cerca las más similares y viceversa, los posicionamientos aportados por los catadores dieron lugar a los gráficos que se muestran en la figura 9.
Figura_9
Figura 9: Panel no entrenado en análisis sensorial pero con experiencia en cata. Izquierda, gráfico de Napping. Derecha, gráfico de SensoGraph. [Clique para ampliar vista.]

Ambos gráficos muestran claramente los grupos 2, 3, 5, 8 y 4, 6, 7, con el vino 1 marcadamente diferenciado de ambos grupos.
En el segundo caso, el panel se compuso de 24 consumidores habituales de vino que realizaron una única sesión, colocando las muestras sobre el mantel sin haberse familiarizado previamente con el procedimiento. Este panel cató diez vinos comerciales con las características que se muestran en la tabla 1.

Tabla1: Vinos posicionados según su similitud, más cerca cuanto más se parecen y viceversa [Clique para ampliar vista]
Tabla_1

Los manteles de los catadores en este caso dieron lugar a los gráficos que se muestran en la figura 10.
Figura_10
Figura 10: Panel de consumidores habituales. Izquierda, gráfico de Napping. Derecha, gráfico de SensoGraph. [Clique para ampliar vista.]

En este caso se aprecia claramente que los consumidores han separado las muestras 1 y 2, correspondientes a vinos de la D.O. Ribera del Duero, con los que quizás estén más familiarizados. También han diferenciado claramente la muestra 10, la única de la D.O. Jumilla. El resto de las muestras, de la 3 a la 9, aparecen formando un grupo sin claras diferencias entre ellas.
Como conclusión principal, comprobamos que el uso de SensoGraph permite introducir el análisis sensorial en empresas que no lo estén utilizando, de una forma rápida y sencilla, sin necesidad de contratar personal especializado. Los resultados obtenidos son similares a los que proporcionan herramientas estadísticas más complejas y costosas, por lo que SensoGraph se presenta como una opción intermedia antes de apostar por el uso de herramientas clásicas del análisis sensorial como el análisis descriptivo cuantitativo con paneles de catadores entrenados.

Agradecimiento
David Orden ha recibido financiación del programa Horizonte 2020 de investigación e innovación de la Unión Europea, bajo el proyecto Marie Skłodowska-Curie 734922, y del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (AEI/FEDER, UE), bajo el proyecto MTM2017-83750-P.


Bibliografía
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