24/6/20

La fermentación maloláctica en botella de los vinos espumosos: ¿qué problemas genera y cómo se pueden evitar?

 

Daniel Fernández, Cristina Reguant, Joan Miquel Canals, Albert Bordons y Fernando Zamora
Departamento de Bioquímica y Biotecnología. Facultad de Enología de Tarragona
Universidad Rovira i Virgili.

La mayor parte de los enólogos suele considerar la fermentación maloláctica como un proceso positivo para la calidad del vino. Resulta evidente que la descarboxilación del ácido L-málico por parte de las bacterias lácticas y su transformación en ácido L-láctico presenta numerosas ventajas para la calidad y estabilidad de los vinos tintos.1-3 Específicamente disminuye su acidez y suaviza su astringencia,4 incrementa su complejidad aromática5 y mejora su estabilidad biológica,6 garantizando que no haya sorpresas desagradables luego en la botella. Por estas razones, la práctica totalidad de los vinos tintos suelen realizar la fermentación maloláctica. En cambio, en los vinos blancos se considera que la fermentación maloláctica comporta una pérdida de acidez que puede menoscabar su calidad sensorial. Por esta razón, la fermentación maloláctica suele inhibirse en la mayoría de los vinos blancos inmediatamente después de la fermentación alcohólica para mantener todo su frescor natural. Evidentemente, el calentamiento global está agravando el problema de falta de acidez y haciendo que la inhibición de la fermentación maloláctica sea cada vez más necesaria.7,8 Por esta razón la fermentación maloláctica tan solo es aconsejable en aquellos vinos blancos de acidez muy elevada en los que sea necesaria su suavización.

El Consejo Regulador del Cava establece un valor mínimo de acidez total de 5 g por L expresado en ácido tartárico.

En el caso particular de los vinos espumosos, la fermentación maloláctica presenta un interés aún mayor, ya que estos vinos precisan una mayor acidez que los vinos tranquilos para garantizar su correcto equilibrio organoléptico.9 Así por ejemplo, en los vinos base de champagne se suele favorecer la fermentación maloláctica dada su elevada acidez.10 Sin embargo, en los vinos base de cava, la mayoría de los elaboradores suele inhibir la fermentación maloláctica para preservar la acidez y mantener así mejor su frescor.11 No obstante, el hecho de no realizar la fermentación maloláctica previa a la toma de espuma entraña el riesgo de que esta se produzca dentro de la botella lo que implica ciertos problemas que se sintetizan a continuación:

  • Disminución de la acidez prevista antes del tiraje. Este hecho puede afectar sensorialmente al futuro espumoso e incluso hacer que incumpla la normativa del Consejo Regulador del Cava que establece un valor mínimo de acidez total de 5 g por litro expresado en ácido tartárico.12

  • Ligero incremento de la presión de dióxido de carbono.

  • Incremento de la heterogeneidad entre las botellas de cava de un mismo lote, ya que en algunas botellas tiene lugar la fermentación maloláctica y en otras no.

  • Incremento de la turbidez y dificultades en el removido. Este es un problema muy grave ya que afecta seriamente al proceso productivo9 e incluso se ha descrito que puede ser una de las causas del gushing.13

Este último problema es, probablemente, el más grave y, por consiguiente, el que más preocupa a los elaboradores de cava. Hemos de tener en cuenta que, tras la toma de espuma, todo el dióxido de azufre libre se ha combinado y que por tanto su efecto inhibidor de las bacterias lácticas habrá desaparecido. Asimismo, tras el final de la segunda fermentación, las levaduras comienzan rápidamente a liberar moléculas de pequeño tamaño como aminoácidos, nucleótidos, etc.14,15 Este fenómeno, previo a la autolisis propiamente dicha y que es conocido con el término de exorción,16 aporta nutrientes que favorecen el desarrollo de la fermentación maloláctica.17

 

El proyecto CAVA-NoFML

El problema de la fermentación maloláctica en la botella afecta por desgracia a muchas de las empresas elaboradoras de cava de forma ocasional y, por tanto, es un inconveniente que perjudica a la productividad del sector. Bien es cierto que no se dispone de datos concretos sobre la dimensión real de este problema ya que difícilmente las bodegas elaboradoras informan de este tipo de incidencias. Sin embargo, algunas estimaciones consideran que puede afectar en mayor o menor grado a un 10% de la producción y que implica pérdidas de unos 50 millones de euros cada año. Por consiguiente, se trata de una de las problemáticas que más preocupa a las empresas elaboradoras de cava.


«El CAVA-NoFML es un proyecto piloto de minimización de la fermentación maloláctica no deseada en los vinos espumosos.».
 

Por todas estas razones, los grupos de investigación en biotecnología enológica y en tecnología enológica del Departamento de Bioquímica y Biotecnología de la Universidad Rovira i Virgili, de los que forman parte los autores de este artículo, están desarrollando un proyecto de investigación dirigido a afrontar esta problemática. El proyecto CAVA-NoFML (proyecto piloto de minimización de la fermentación maloláctica no deseada en los vinos espumosos) es un proyecto coordinado por el Clúster Vitivinícola Catalán (INNOVI) y está liderado por la bodega Castillo de Perelada, con la participación de Vallformosa y Codorníu y con la colaboración de la empresa LallemandBio.

Este proyecto está estudiando cuáles son los puntos críticos del proceso de elaboración para determinar en qué fase hay un mayor riesgo de desarrollo de las bacterias lácticas y también qué estrategias se pueden aplicar para evitar que la fermentación maloláctica se produzca en la botella.

 

Resultados

Los resultados obtenidos hasta el momento, que han de ser considerados aún preliminares, se sintetizan a continuación:

  • Se han aislado cepas de bacterias lácticas de botellas de cava que habían realizado la fermentación maloláctica en la botella. Todas ellas corresponden a la especie Oenococcus oeni y son especialmente resistentes al etanol. Además, presentan la particularidad de tener una cinética de crecimiento en medio óptimo bastante más lenta que las bacterias lácticas habitualmente aisladas en vinos tranquilos. Actualmente se está completando su caracterización.

  • Se han realizado tomas de muestra en las diferentes etapas de proceso de elaboración de los vinos base y de los vinos espumosos y se ha determinado la presencia de poblaciones apreciables de bacterias lácticas en bastantes ocasiones. Hay que tener en cuenta que normalmente los elaboradores de cava suelen trabajar con niveles muy bajos de dióxido de azufre libre para evitar problemas posteriores durante la toma de espuma y que en estas condiciones es realmente complicado inhibir el desarrollo de las bacterias lácticas.

  • Se están estudiando las posibles estrategias para limitar las poblaciones de bacterias lácticas a lo largo del proceso de elaboración y evitar de este modo la problemática descrita. En dicho sentido, las estrategias más evidentes serían aplicar una filtración más rigurosa6 o bien utilizar lisozima.18,19 Sin embargo, muchos elaboradores de cava prefieren no realizar una filtración esterilizante del vino base para evitar empobrecerlo en coloides y aromas; por otra parte, el uso de lisozima obliga a indicar en la etiqueta que el vino puede contener alérgenos,20 lo que desanima a muchos elaboradores.

Por estas razones en el presente proyecto se decidió estudiar la utilización de otros dos posibles inhibidores de las bacterias lácticas como complemento del dióxido de azufre. Se trata del quitosano y del ácido fumárico.

    «El quitosano es considerado como un coadyuvante tecnológico y no como un aditivo, ya que al no ser soluble no permanece en el vino embotellado.»

     
  • El quitosano es un polímero derivado de la quitina que es ampliamente utilizado en agricultura, alimentación, medicina y cosmética por sus múltiples propiedades entra las que destaca su actividad antimicrobiana21 y texturizantes. Su efectividad para limitar el desarrollo de Brettanomyces/Dekkera ha sido claramente demostrada.22 Por esta razón, la OIV aprobó en julio de 2009 el uso del quitosano de origen fúngico como nueva práctica enológica.23 Poco después, en diciembre de 2010, el quitosano fue aceptado por la normativa europea. Hay que señalar que el quitosano es considerado como un coadyuvante tecnológico y no como un aditivo, ya que al no ser soluble no permanece en el vino embotellado. Más recientemente se ha podido verificar que el quitosano también puede ejercer un efecto inhibitorio sobre las bacterias lácticas.24 Por esta razón dentro del proyecto CAVA-NoFML se está estudiando su eficacia para que, en complementación con el dióxido de azufre, pueda evitar el desarrollo de la fermentación maloláctica en las botellas de cava.

  • El ácido fumárico es un aditivo alimentario (E297) utilizado como acidificante. Su efecto inhibidor sobre el desarrollo de las bacterias lácticas se conoce desde hace ya mucho tiempo.25 Sin embargo, no ha sido hasta hace muy poco que el grupo de expertos en tecnología de la OIV ha comenzado a estudiar su posible utilización como inhibidor de la fermentación maloláctica en el vino (Resolución (OENO-TECHNO 15-581, actualmente en etapa 3). En ese sentido, algunos estudios más recientes demuestran su gran eficacia para inhibir la fermentación maloláctica.26 Por otra parte, el ácido fumárico presenta la ventaja adicional de contribuir a la acidez del vino.27

Los estudios realizados hasta el momento utilizando quitosano y ácido fumárico en distintas etapas de la elaboración de los vinos espumosos indican que ambos compuestos son muy prometedores y que, por tanto, su uso podría ser de gran ayuda para eliminar el riesgo de fermentación maloláctica en la botella, y posiblemente también para reducir el uso de dióxido de azufre en la elaboración del cava.

 

Agradecimientos

El proyecto CAVA-NoFML está financiado por la Generalitat de Catalunya, a través de la ayuda a la Cooperación para la Innovación, operación 16.01.01 del PDR de Catalunya 2014-2020, de la Asociación Europea para la Innovación (AEI) en materia de productividad y sostenibilidad agrícolas, cofinanciado por el fondo FEDER y el Departamento de Agricultura de la Generalitat de Catalunya.

 

Bibliografía

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27. Morata A, Bañuelos MA, López C, Chenli S, Vejarano R, Loira I, Palomero F, Suarez-Lepe JS. The oenological interest of fumaric acid: Stop malolactic fermentation and preserve the freshness of wines. BIO Web of Conferences 2019; 15: 02034. Disponible en: https://www.bio-conferences.org/.

18/6/20

Fermentación maloláctica en el fin del mundo: Patagonia argentina

 

Liliana C. Semorile, Bárbara M. Bravo-Ferrada, Lucrecia Delfederico, Nair T. Olguín, E. Elizabeth Tymczyszyn y Danay Valdés La Hens
Laboratorio de Microbiología Molecular
Departamento de Ciencia y Tecnología, Universidad Nacional de Quilmes
Bernal, Gran Buenos Aires, Argentina
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Introducción

Vista de satélite, proporcionada por la NASA, del invierno de Patagonia. La cordillera andina nevada es la columna vertebral del continente. A la derecha de la imagen, la Patagonia argentina extiende sus valles hacia el Atlántico.
(Foto: J. Descloitres, NASA/GSFC.)

La Patagonia argentina es una de las regiones vitivinícolas más australes del mundo (38 a 45º de latitud sur). Los viñedos, de baja altitud, se asientan mayoritariamente en las márgenes de los ríos Negro y Colorado, un extenso valle que nace a los pies de la cordillera de los Andes. La región combina una tradición productiva centenaria con condiciones agroecológicas y climáticas excepcionales, que permiten la producción de vinos de alta gama. Desde el punto de vista edáfico los suelos son coluviales y aluviales, originados por erosión fluvial y eólica. Los días resultan templados y luminosos y las noches frescas, con apreciable amplitud térmica. Los vientos, fuertes y constantes, acompañan la lenta maduración de las uvas y evitan la aparición de enfermedades criptogámicas, posibilitando así la producción de vinos orgánicos. Estos factores geográficos y climáticos, sumados a las variedades de uva y las prácticas locales de cultivo y vinificación, influyen en la composición de las comunidades bacterianas y fúngicas de suelo, rizósfera y vides1-3 que, en conjunto, modulan las características de los vinos patagónicos, diferentes a los del resto de Argentina.

La región patagónica produce mayoritariamente vinos tintos jóvenes y secos y, en menor medida, blancos; malbec, merlot, cabernet sauvignon y pinot noir son las variedades más destacadas. La caracterización fisicoquímica de mostos tintos patagónicos evidencia un elevado contenido de ácidos orgánicos fijos respecto de mostos similares de otras regiones de Argentina y del mundo, en particular de ácido L-málico,4 que puede alcanzar el 66% de la acidez titulable (45% de acidez total) en pinot noir.5

 

«La mayoría de las bodegas patagónicas realizan fermentaciones malolácticas espontáneas, guiadas por la comunidad nativa de bacterias lácticas, proceso que resulta impredecible, especialmente con temperaturas bajas.».
 

En el caso particular de la elaboración de vinos tintos, la mayoría de las bodegas patagónicas realizan fermentaciones malolácticas (FML) espontáneas, guiadas por la comunidad nativa de bacterias lácticas (BL). Este proceso resulta impredecible, especialmente con temperaturas bajas, razón por la cual disponer de cultivos indígenas/autóctonos que mantengan las características del terroir regional y permitan obtener vinos de calidad se convierte en una herramienta estratégica.

Desde hace varios años nuestro grupo de investigación se dedica al estudio de BL enológicas de la Patagonia argentina, en la búsqueda de las mejores cepas para la formulación de cultivos iniciadores malolácticos nativos. A continuación se resumen nuestros últimos aportes con relación a su diversidad genética, a los criterios aplicados en la selección de cepas y a las capacidades de cepas de las especies Oenococcus oeni y Lactobacillus plantarum para modificar el perfil de compuestos volátiles del vino.

 

Fermentaciones malolácticas espontáneas en vinos patagónicos

Por métodos dependientes e independientes de cultivo se observó que fermentaciones espontáneas exitosas de vinos patagónicos de las variedades pinot noir y merlot involucraban, en sus primeras etapas, a numerosas especies como L. plantarumL. sakei, L. casei, L. paracasei, L. brevis, L. delbrueckii, L. guizhouensis, L. rhamnosus, Pediococcus ethanolidurans, P. acidilactici, P. pentosaceus, Leuconostoc mesenteroides O. oeni, entre otras.6 Al avanzar el proceso de vinificación, se verificaba una selección natural, con considerable reducción de la diversidad de especies, prevaleciendo L. plantarum y O. oeni como protagonistas principales de FML exitosas.6-8 También se comprobó la existencia de una considerable diversidad genética tanto entre las cepas de L. plantarum como entre las de O. oeni6 (fig. 1A).

 

Figura 1

Figura 1: Diferentes aspectos que caracterizan la FML en la Patagonia argentina. A: Diversidad genética entre cepas de L. plantarum y de O. oeni. B: Colección de cepas de O. oeni, a partir de pinot noir en FML espontánea, a diferentes temperaturas. C: Capacidad de implantación en presencia de la microbiota nativa y su habilidad para desarrollar la fermentación. D: Genoma ensamblado completo de la cepa UNQOe19 de O. oeni, que exhibió la mejor capacidad de adaptación para vinificaciones en frío a escala de laboratorio. E: Análisis de la expresión relativa de los genes de respuesta a estrés.
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O. oeni es probablemente la especie mejor adaptada para resistir las condiciones estresantes del vino, y se la ha señalado como principal protagonista de la FML en diferentes regiones enológicas del mundo.9-12 Sin embargo, L. plantarum es una especie de BL adaptable a diferentes ambientes y numerosas cepas poseen mecanismos de resistencia que las capacitan para proliferar en vino, convirtiéndolas en potenciales iniciadores (starters) para FML.6,8,13-20 Se ha demostrado asimismo su capacidad de consumir el ácido L-málico en vinificaciones de diferentes varietales tintos y de producir metabolitos relevantes en la formación del aroma secundario del vino.17,18

 

Cepas patagónicas psicrotróficas

La vinificación de uvas tintas en la región patagónica se realiza durante marzo y abril, meses con temperaturas ambientales relativamente bajas (entre 8 y 18 °C), que afectan el normal desarrollo de FML espontáneas. Las BL son microorganismos mesófilos, con temperaturas óptimas de crecimiento de 22 a 28 °C.

Las bodegas regionales afrontan el problema calentando los tanques y/o el ambiente de fermentación, lo que supone un incremento significativo de los costos de producción. Cuando las BL se exponen a ambientes fríos, las células sufren cambios fisiológicos significativos, como disminución de la fluidez de la membrana plasmática y formación de estructuras secundarias en DNA y RNA, con reducida eficacia de los procesos de traducción, transcripción y replicación.21 La respuesta bacteriana al estrés térmico, denominada cold-shock response, induce la síntesis de diversas proteínas CIP (cold-induced proteins) que actúan sobre la fluidez de la membrana, el superenrollamiento del DNA, la transcripción y la traducción, facilitando la adaptación bacteriana a ambientes hostiles.22-26

«En regiones vitivinícolas de climas fríos, la baja temperatura ambiental emerge como un elemento de estrés añadido a la concentración de etanol, porque inhibe o retrasa el normal desarrollo de la FML.»

 

Tanto O. oeni como L. plantarum son capaces de expresar proteínas de respuesta a estrés por baja temperatura, desconociéndose aún la totalidad de los diferentes mecanismos de adaptación que intervienen. Si bien la concentración de etanol del vino se considera como el principal factor de estrés para las bacterias, en regiones vitivinícolas de climas fríos la baja temperatura ambiental emerge como un segundo elemento de estrés, porque inhibe o retrasa el normal desarrollo de la FML.

Con el propósito de hallar una solución sustentable para las vinificaciones a temperaturas subóptimas, como las que ocurren con frecuencia en la Patagonia argentina, nuestro grupo diseñó estrategias de aislamiento de cepas nativas psicrotróficas, mediante presión selectiva de baja temperatura, que pudieran destinarse a la formulación de cultivos iniciadores malolácticos. Partiendo de vinos pinot noir en FML espontánea se obtuvo una colección de cepas de O. oeni (fig. 1B) y de L. hilgardii, y se observó una elevada heterogeneidad genética en ambas especies. La recuperación mayoritaria de aislamientos de L. hilgardii en esta condición surgió como una novedad respecto de los hallazgos previos de diversidad de especies en FML espontáneas de vinos pinot noir y merlot patagónicos.6 Por otra parte, y a partir de la colección de BL patagónicas de nuestro Laboratorio de Microbiología Molecular, también se pudieron recuperar cepas psicrotróficas de L. plantarum.

Mediante ensayos de inoculación en un vino pinot noir estéril, que se incubó a bajas temperaturas (4 y 10 °C), se comprobó que las cepas psicrotróficas de O. oeniL. plantarum y L. hilgardii exhibían diferentes capacidades, tanto para sobrevivir como para consumir ácido L-málico. Estos valores se utilizaron como criterios para seleccionar las cepas con mejor desempeño, con las que se realizaron FML de un vino pinot noir no estéril, también incubado a baja temperatura (4 y 10 °C), y se analizó su capacidad de implantación en presencia de la microbiota nativa y su habilidad para desarrollar la fermentación (fig. 1C). Las cepas ensayadas mostraron buena capacidad de implantación y lograron conducir la FML, sugiriendo la posibilidad de su empleo como cultivos iniciadores para fermentaciones a baja temperatura (fig. 1C).27 En las cepas seleccionadas también se controló la ausencia de genes involucrados en la síntesis de las aminas biógenas (AB) histamina y putrescina, genes hdc (histidina descarboxilasa) y ptc (putrescina carbamoil transferasa). Resta investigar la ausencia de genes involucrados en la síntesis de otras AB, como tiramina y cadaverina, así como evaluar el posible contenido de AB en los vinos obtenidos por inoculación de las cepas seleccionadas.

 

«La formación de la matriz, junto a la expresión de genes de respuesta a estrés, permitiría la adaptación e implantación de estos cultivos para ser inoculados en vinos que fermentan a baja temperatura ambiente.».
 

Con el propósito de interpretar la respuesta adaptativa de estas cepas psicrotróficas a temperaturas subóptimas, se obtuvo el genoma ensamblado completo de la cepa UNQOe19 de O. oeni, que exhibió la mejor capacidad de adaptación para vinificaciones en frío a escala de laboratorio (fig. 1D). Su análisis reveló la existencia de una variedad de enzimas con posible acción positiva sobre las propiedades sensoriales del vino. Comparando su anotación genómica con la de la cepa PSU-1 de O. oeni, se detectaron 160 genes únicos, entre los cuales resulta interesante mencionar los relacionados con la homeostasis, con la respuesta a estrés y con la síntesis de exopolisacáridos.28 Esta última facultad explicaría la detección de una matriz extracelular alrededor de las bacterias de la cepa UNQOe19 (fig. 1B), más notable cuando las células se inoculan en un vino incubado a 4 °C, y reducida ante incrementos de la temperatura de incubación. Este hallazgo sugiere que la formación de la matriz, junto a la expresión de genes de respuesta a estrés, permitiría la adaptación e implantación de estos cultivos para ser inoculados en vinos que fermentan a baja temperatura ambiente.

En dos de las cepas psicrotróficas patagónicas de O. oeni (UNQOe19 y UNQOe4) se analizó la expresión relativa de los genes de respuesta a estrés rmlB hsp20, comparando una aclimatación de 48 horas a dos temperaturas (18 y 21 °C) y la posterior incubación de los cultivos en un vino pinot noir estéril por 25 días, para investigar la influencia de la temperatura de aclimatación en la supervivencia celular y en su performance durante la fermentación29 (fig. 1E). Dependiendo de qué aclimatación se realizara a 18 o a 21 °C, el consumo de ácido L‑málico, la población sobreviviente y el comportamiento transcripcional resultaron diferentes. Los genes rmlB y hsp20 mostraron un considerable incremento en su nivel de expresión cuando ambas cepas psicrotróficas se aclimataron a 18 °C, y esto podría explicar la mejor supervivencia en el vino y el mayor consumo de ácido L-málico respecto de las células aclimatadas a 21 °C. Estos resultados sugieren que el análisis de la expresión génica de células aclimatadas a temperaturas subóptimas podría constituir un buen criterio de selección de cepas psicrotróficas destinadas a cultivos iniciadores.

 

Modificación del perfil de compuestos volátiles de vinos patagónicos inoculados con cepas nativas seleccionadas de O. oeni y L. plantarum

El aroma es una de las principales características ligadas a la calidad de un vino y a las preferencias de los consumidores. Las prácticas vitícolas y las tecnologías aplicadas en la producción de vino se orientan a fomentar características aromáticas positivas, eliminando o minimizando los defectos aromáticos (off-flavors), con el propósito de lograr vinos de gran calidad.30 El aroma del vino es el resultado de una larga secuencia de transformaciones químicas y bioquímicas, que se inician en la uva con la síntesis de precursores aromáticos y de ciertas moléculas que tendrán impacto en el aroma varietal de muchos vinos; continúa con la generación de nuevos compuestos odorantes durante las fermentaciones alcohólica (FA) y FML, a partir de precursores no odorantes del mosto, y culmina con la génesis del aroma terciario durante la maduración y el envejecimiento.30

Las diferentes variedades de uva, las condiciones de cultivo, las ambientales, los microorganismos implicados y la tecnología de elaboración del vino son factores con incidencia directa en el aroma y, dependiendo de la combinación de los mismos, pueden obtenerse vinos con características aromáticas muy diferentes. El control de las fermentaciones (FA y FML) mediante temperatura, nutrientes, microorganismos, etc. resulta relevante en la producción de compuestos del aroma con implicación positiva en las características sensoriales de los vinos, y evita la formación de compuestos volátiles que deprecian el aroma del vino.

El perfil aromático del mosto cambia notablemente durante y tras ambas fermentaciones. Distintas especies y cepas de BL poseen enzimas que intervienen en varias rutas metabólicas relacionadas con modificaciones del perfil aromático del vino.

En una colección de cepas nativas patagónicas de O. oeni y L. plantarum se analizó la presencia de genes involucrados en la producción de compuestos del aroma7,8,31 y/o de actividades enzimáticas relacionadas con las propiedades organolépticas del vino (actividad tanasa, consumo de citrato, actividad b-glucosidasa, etc.).7,31 Más recientemente, se emplearon técnicas analíticas como microextracción en fase sólida HS-SPME (head space-solid phase microextraction) y cromatografía de gases acoplado a espectroscopia de masa GC-MS (chromatography-mass spectrometry), como nuevos criterios de selección relacionados con la transformación del perfil sensorial de vinos por inoculación de cepas nativas en diferentes varietales tintos.

En ensayos de fermentación de vino pinot noir estéril a escala de laboratorio, se pudo observar una disminución de los alcoholes, principales compuestos volátiles al final de la FA, y un incremento en la concentración de ésteres volátiles (tabla 1). La cepa UNQOe73.2, de O. oeni, causó la modificación más notable del perfil volátil, con producción de ciertos ésteres odorantes en elevada concentración, comparado con la cepa UNQOe31b. Si bien la cepa UNQLp11, de L. plantarum, mostró mejor rendimiento para consumir el ácido L-málico y exhibió menor capacidad para modificar el perfil de compuestos volátiles del vino.17,19

 

Tabla 1: Fermentación de vino pinot noir estéril y de malbec sin esterilizar en ensayos a escala de laboratorio

Tabla 1

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Siendo el malbec el varietal insignia de Argentina, y el más producido en la Patagonia, resultó de interés estudiar el efecto de inocular, en un vino sin esterilizar, cultivos de L. plantarum (UNQLp11) y de O. oeni (UNQOe31b y UNQOe73.2), así como mezclas de ambos, para analizar su capacidad de conducir la FML a escala de laboratorio y de modificar el perfil volátil (tabla 1).

Nuevamente se pudo comprobar que los cultivos de O. oeni resultaban los de mayor potencial para producir ésteres, responsables de aromas frutales y florales, y que la inclusión de cepas de L. plantarum en los cultivos mixtos de varias BL garantizaba un mayor consumo de ácido L-málico.18 Este resultado sugiere que el empleo de cultivos mixtos para inducir la FML podría ofrecer una innovación interesante para aplicar en el proceso de vinificación, destinada a mejorar los atributos sensoriales y la calidad final del vino.

 

Conservación de cultivos nativos patagónicos

Los procesos de conservación de BL, como congelación y liofilización, implican disminución de la actividad de agua celular y pérdida de viabilidad, siendo la membrana plasmática el primer blanco de daño. Para prevenirlo, se adicionan compuestos protectores, como azúcares y/o aminoácidos, que incrementan la recuperación bacteriana después de la conservación.

En el caso de cultivos nativos patagónicos de cepas de L. plantarum y de O. oeni, se utilizó exitosamente la trehalosa como crioprotector, en procesos de congelación y de liofilización. Considerando que los cultivos conservados deben luego exponerse a las condiciones adversas del vino (bajo pH y elevadas concentraciones de etanol), en las que la existencia de daños subletales en membrana conduce a la muerte celular y al fracaso de la FML, también resultó importante analizar las condiciones de rehidratación de los cultivos conservados, previa a su inoculación.

Asimismo, la aclimatación de cultivos (en condiciones subletales de pH y etanol), previa a la conservación, mostró ser crucial para la supervivencia celular y el consumo de ácido L-málico durante la incubación en vino.32,33

 

 

Conclusiones

Se comprobó que BL de las especies O. oeni y Lb. plantarum resultan poblaciones mayoritarias en FML espontáneas de vinos pinot noir y merlot patagónicos, y que algunas cepas son capaces de producir metabolitos de interés en la formación del aroma secundario del vino.

Asimismo se demostró que resultaba posible recuperar cepas psicrotróficas de ambas especies, y también de L. hilgardii, mediante adecuada presión de selección, dada la necesidad de este tipo de cultivos para conducir FML en la Patagonia argentina a temperaturas subóptimas.

También se comprobó que el comportamiento de BL nativas patagónicas, en los diferentes sistemas ensayados (vino sintético, vino estéril y vino sin esterilizar), resultaba dependiente de especie y cepa empleada.

La formulación de cultivos iniciadores nativos malolácticos requiere la caracterización y propagación de cepas comprobadamente adecuadas para tal fin, aplicando diferentes criterios de selección en cada etapa y considerando los posibles impactos innovadores positivos de estos recursos microbianos en la calidad y las propiedades sensoriales y funcionales del vino (innovación de producto). 

En una próxima etapa nuestras investigaciones se orientarán a posibles mejoras de aplicación en la industria vitivinícola patagónica, basadas en recursos microbianos que permitan reducir tiempos/costos e impactos ambientales asociados a la vinificación (innovación de proceso).

 

Agradecimientos

Este trabajo se enmarca en programas y proyectos de investigación financiados por la Universidad Nacional de Quilmes (UNQ) (Programas Microbiología Molecular Básica y Aplicada 2011-2019 y Microbiología Molecular Básica y Aplicada a Agronomía, Alimentos y Salud 2019-2023), la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CIC-BA), la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT) (PICTs 2014, 2016 y 2018), y el Programa I-COOP+ - CSIC de Cooperación Científica para el Desarrollo, Convocatoria 2017 CIC N.º 428/16.

NSB es Becaria Doctoral del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), BMBF, NTO y EET son miembros de la Carrera de Investigador Científico y Tecnológico del CONICET. DVLH es miembro de la Carrera de Investigador Científico y Tecnológico de la CIC-BA. DVLH, LD y LS son Profesoras Investigadoras de la UNQ.

 

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11/6/20

Biodinámica. De la tierra al cielo

 


jaume Estruch
Director de Acenología

La agricultura biodinámica es una práctica agrícola basada en las teorías y enseñanzas de Rudolf Steiner, erudito, artista y filósofo creador de la antroposofía, un movimiento de carácter espiritual cuyos dogmas fueron enunciados en 1924 y se han mantenido desde entonces prácticamente inalterables. Una característica que le ha valido ser etiquetada frecuentemente como una religión.

Este calificativo ha sido rechazado enérgicamente por sus seguidores, que la consideran una «ciencia del espíritu», defendiendo el rigor de sus investigaciones, fundamentadas en el principio de que la naturaleza última de la realidad descansa en el espíritu. Es por ello que los agricultores que practican la biodinámica asumen la existencia, no siempre de forma explícita, de un poder espiritual cuyo origen y formulación, en la mayoría de los casos, desconocen.1

 

De la teosofía a la antroposofía

Lo cierto es que los antecedentes de la antroposofía parten de la teosofía, un conjunto de doctrinas de raíz espiritual que entronca con los movimientos esotéricos del siglo XVIII, y que predica el conocimiento de Dios a través del autodesarrollo espiritual y la intuición directa, en busca de la fraternidad universal. Steiner fue difusor y predicador del teosofismo, del que se apartó en 1913, junto con la mayor parte de los adeptos alemanes, para fundar la antroposofía. A pesar de ese distanciamiento, ambas doctrinas siguen teniendo grandes afinidades, especialmente en su concepción esotérica.2

Steiner propuso normas e interpretaciones para numerosas actividades humanas, entre las cuales, la educación, la medicina y la agricultura.

 

Biodinámica

Las bases que Steiner propuso para la agricultura se basan en considerar las explotaciones o granjas como organismos complejos en los que suelos, plantas y animales, también agricultores, se interrelacionan por lo que deben ser tratadas como un sistema en equilibrio, al que hay que proteger de intervenciones externas a pesar de que, tratándose de unidades productivas, parte de su producción está destinada a abandonar el conjunto.

«La agricultura biodinámica responde a las necesidades que granjeros alemanes transmitieron a Steiner, en el contexto de posguerra y devastación de los años veinte.» 
 

Las prácticas originales de la agricultura biodinámica incluyen, entre otras normas, la observación de los planetas respecto de las constelaciones zodiacales, atribuyendo a las distintas posiciones relativas de los cuerpos celestes influencias determinadas sobre el crecimiento de las plantas y los animales de granja, relaciones que se producen a través de unas supuestas energías cósmicas, el equilibrio o desequilibrio de las cuales puede generar mejores o peores cosechas y plagas o enfermedades en la explotación agrícola. Estas normas fueron expuestas por Steiner en ocho conferencias impartidas en 1924, respondiendo a las necesidades que le transmitieron los granjeros alemanes de entonces, en un contexto de devastación y posguerra. La evolución que los conocimientos científicos, incluidos los de las ciencias agrícolas, ha experimentado en casi un siglo dificultan encontrar en la actualidad una interpretación literal de dichas normas lo que, unido a la explícita asunción de la cosmología astrológica, han valido a la biodinámica el calificativo de pseudociencia por numerosas instituciones científicas.

Respecto de su dimensión espiritual, fundamental en la concepción biodinámica, la presencia de una liturgia establecida y obligada, y el manejo de elementos con poderes supuestamente extraordinarios (o supranaturales), ahondan en la percepción religiosa. En ese sentido, el actual director de la Sección de Agricultura de la Sociedad Antroposófica afirma que «la biodinámica no es solo un ritual, pero es también un ritual», que imprime a sus productos unos valores que no emanan de su naturaleza física, sino de las ritualizaciones, al igual que sucede con, por ejemplo, los productos sometidos a los rituales kosher o halal. Valores que solo se aprecian si se declara que los han adquirido, y solo surten efecto en quienes creen en su eficacia. Afirmación igualmente válida para los elaboradores como para consumidores de los productos.

 

La superación ecológica

En su versión actual, la biodinámica se muestra funcionalmente como una agricultura ecológica «más estricta», haciendo hincapié en evitar al máximo las excepciones que la normativa europea dicta para la agricultura ecológica, especialmente en el uso de algunas prácticas y aditivos, así como restringiendo el uso de variedades y ejemplares híbridos y manipulados genéticamente. Teniendo en cuenta estas prácticas, en cuestiones reglamentarias es totalmente aplicable a la biodinámica la categoría de agricultura ecológica, puesto que cumple con holgura los requisitos exigidos en cuanto a restricciones. Más allá de conseguir la certificación ecológica según las normas de la UE, la Asociación Demeter, una organización de carácter privado, marca directrices y expide certificaciones biodinámicas a las explotaciones que las solicitan y cumplen. No son normas de carácter público y, por tanto, no están sometidas a otros escrutinios que los que realiza la propia asociación. Tampoco se conoce régimen sancionador alguno.3

Sin embargo, hay una característica exclusiva de la biodinámica que la diferencia claramente del resto de prácticas agrícolas, incluida la ecológica y que son de obligado cumplimiento para quienes aspiran a una certificación Demeter: el uso de las llamadas «preparaciones».

 Trenzado apretado
 

Cuernos utilizados para realizar preparaciones.
(Foto: CC BY 2.0.)

Homeopatía para el suelo

Las preparaciones se obtienen rellenando cuernos de vaca u órganos de animales con estiércol o partes de algunas plantas usadas en medicina tradicional.

La misión de la parte animal es «concentrar las fuerzas vitales constructivas y las que forman la zona circundante sobre la sustancia del órgano, proceso comparable al potenciador de los medicamentos homeopáticos».

Tras permanecer varios meses bajo tierra, pequeñas cantidades de esos contenidos se mezclan con el abono.

Hay dos tipos de preparaciones: las preparaciones de compost que se añaden al fertilizante natural que puede ser compost vegetal de ciertas plantas o estiércol, y las preparaciones para pulverización, en las que se mezclan armónicamente los contenidos con el agua y con ella se rocían los campos. La información que proporciona Demeter sobre las preparaciones indica que la agitación de la mezcla se produce con pequeñas cantidades de preparación y con ciertos ritmos, por lo que lo denomina «homeopatía para el suelo».4

 

La elaboración de las preparaciones, como casi en toda la biodinámica, no escapa a incorporar matices espirituales. En su información, Demeter explica que «muchos biodinámicos experimentan un estado de ánimo meditativo al remover las preparaciones del aerosol en el barril de agua, una conexión interna con todo […], una mezcla de contemplación e inspiración. Pero también [experimentan] algo inaccesible en el proceso, una actividad mental que solo se puede comprender impropiamente».

La abundante información sobre las preparaciones, de uso obligado, no deja duda de que se trata de los elementos rituales que requiere el desarrollo de la liturgia que describe tanto su elaboración como su diseminación por los campos.

 

Efectos de la biodinámica en los cultivos

Resultaría conveniente disponer de datos objetivos y contrastables sobre el resultado de aplicar el método biodinámico a los distintos cultivos, pero hay pocos estudios con suficientes garantías para poder obtener conclusiones contrastables.

Demeter propone trabajos de larga duración, como el DOK, realizado por el centro de investigación privado alemán, FiBL. Sin embargo, dichos trabajos no se encuentran disponibles, ni son accesibles a través de los enlaces que proporciona la propia Demeter.5

En 2013, la American Society for Horticultural Science publicó en su revista HortTechnology un completo trabajo de revisión de estudios ya publicados, titulado «The science behind biodynamic preparations: a literature review»,6 que puede consultarse en abierto.

 

«Hay un auge de las visiones de la realidad basadas en valores y no en evidencias o datos. Y ello se suma a una creciente desconfianza en la ciencia.»

 
  

En las variadas conclusiones del trabajo, destaca la dificultad en encontrar efectos destacables y significativos de la biodinámica respecto de la agricultura ecológica y alerta del escaso rigor que presentan en su diseño los experimentos estudiados, lo que invalida gran parte del trabajo comparativo. Los autores coinciden en que hay que promover más estudios sobre el tema, y no rehúyen uno de los aspectos más espinosos de los trabajos: el auge de las visiones de la realidad basadas en valores y no en evidencias/datos. La creciente desconfianza en la ciencia está desembocando en considerarla como una creencia más, comparable a cualquier otro método de interpretación de la realidad, lo que los autores valoran como un fracaso de los investigadores y educadores en no haber sabido trazar líneas claras entre lo que es opinable y lo que es contrastable. El artículo concluye afirmando que «dada la escasez de literatura científica y la falta de datos que apoyen la eficacia de las preparaciones biodinámicas, la agricultura biodinámica no se distingue en lo mesurable de la agricultura ecológica y no debe recomendarse actualmente como una práctica científica».

 

Efectos de la biodinámica en los cultivadores

Muy probablemente, una parte significativa de los miles de agricultores que ponen en práctica la biodinámica ignoran el discurso sobre las fuerzas cósmicas que divulga ampliamente Demeter, aunque siguen en su mayor parte las indicaciones astrológicas; no interiorizan los contenidos espirituales de sus directrices, y no asumen el valor litúrgico de los ritos que realizan, pero elaboran las preparaciones y, al elaborarlas, reproducen tales ritos, asumiendo que de esa forma y no de otra adquieren algún tipo de propiedad «no natural». De hecho, recorren el mismo itinerario que un escolar de primaria, que no asume del valor de las tablas de multiplicar pero, de forma natural, cuando más adelante deba afrontar una cuestión sencilla de su vida cotidiana que implique disponer del resultado final de varias unidades de igual valor, recurrirá a las tablas.


«Nos alejamos preligrosamente de la actitud de aceptar y aprender de nuestros errores, y de nuestra capacidad de contraste y aprendizaje.» 
 

Quienes practican la biodinámica, tras internalizar su liturgia, puede que ante una experiencia en la que sus valores no coincidan con la respuesta mesurable obtenida, recurran «de forma natural» a la interpretación ritual de lo experimentado, incorporando para ello elementos dotados de indetectables fuerzas supranaturales, exorcizando de esta manera un resultado que contradiga su visión predeterminada de la realidad. Una actitud que nos aleja peligrosamente de aceptar y aprender de nuestros errores, y de nuestra capacidad de contraste y aprendizaje.

No hay datos suficientemente fiables sobre la veracidad de algunos estudios que afirman que la antroposofía se ha convertido en un movimiento económico y social que mueve miles de millones de euros y que fomenta la predestinación autocomplaciente de sus (inconscientes) adeptos, inculcándoles fantasías del siglo XIX. Pero mientras no se disponga de datos más fiables, conviene desterrar las liturgias de la agricultura, y centrarnos en aplicar los enormes avances del conocimiento que proporciona la ciencia y la innovación del siglo XXI.

 

Notas

1. Hay información suficientemente objetiva y neutra sobre la teosofía, la antroposofía y Rudolf Steiner en la Wikipedia:  https://es.wikipedia.org/.

2. Le Monde Diplomatique ha publicado diversos artículos sobre la antroposofía, de entre los cuales destaca «La antroposofía, una discreta multinacional del esoterismo». En versión española: https://mondiplo.com/la-antroposofia-una-discreta-multinacional-del

3. Toda la información, directrices y manuales de Demeter pueden consultarse en su portal web: https://www.demeter.de/. Especialmente significativo es el apartado que dedica a las preparaciones: https://www.demeter.de/fachwelt/landwirte/praeparate/biodynamischen_praeparate.

4. La homeopatía, en su aplicación como terapia, no ha podido aportar datos todavía que confirmen su eficacia sanitaria, tal como se muestra en la lista publicada por los ministerios de Ciencia y de Sanidad: https://www.conprueba.es/pdfs/informe-exploratorio.pdf.

5. El FiBL, Research Institute for Organic Agriculture (https://www.fibl.org/de) anuncia diversos trabajos de investigación en colaboración con Demeter, pero al acceder a los artículos, la palabra “biodinámica” desaparece de los textos.

6. La American Society for Horticultural Science (https://ashs.org/) ha publicado en una de sus revistas el artículo de revisión citado: https://journals.ashs.org/horttech/view/journals/horttech/23/6/article-p814.xml.

3/6/20

Seguridad alimentaria en los vinos de baja intervención

 

Montserrat Riu Aumatell
Profesora agregada UB
Departamento de Nutrición, Ciencias de la Alimentación y Gastronomía
Facultad de Farmacia y de Ciencias de la Alimentación, Universidad de Barcelona
Barcelona.

En los últimos años la demanda de productos más sanos y respetuosos con el medio ambiente ha supuesto un aumento del consumo de productos lo menos procesados posible. En el caso del vino, los denominados naturales,* ecológicos y biodinámicos, se caracterizan por estar elaborados de forma más respetuosa con el medio ambiente, con poca intervención en bodega, bajos niveles de azufre añadido y evitando otros aditivos.

Ya en la década de los años sesenta del siglo pasado empezaron las primeras aproximaciones a la viticultura ecológica y también a la biodinámica. La demanda de productos ecológicos ha aumentado de manera exponencial; actualmente, España es el país europeo con mayor superficie de agricultura ecológica y se encuentra entre los cinco primeros del mundo. En Europa, casi 300.000 ha están dedicadas a la viticultura ecológica siendo España, Italia y Francia los países con mayor superficie.1 En el ámbito español, son las comunidades autónomas de Castilla-La Mancha, Murcia y Cataluña las que cultivan un mayor número de hectáreas.

Respecto a la viticultura biodinámica, que consiste en una aproximación holística a la agricultura, aplica los principios de la biodinámica formulados por Rudolf Steiner en los años veinte del siglo pasado, basados en la antroposofía. Los vinos biodinámicos siguen la normativa sobre vinos ecológicos, de obligado cumplimiento, utilizando además los llamados preparados biodinámicos a base de minerales, plantas y abono animal. Hay organismos independientes de certificación biodinámica.

Los vinos naturales no siguen ninguna normativa concreta, sino que el procedimiento de elaboración depende del elaborador, pero en general se basa en los mismos principios del vino ecológico, que incluye un cultivo respetuoso con el medio ambiente, laboreo artesanal y evita especialmente el uso de azufre y levaduras comerciales.

«La percepción del consumidor es que los vinos elaborados siguiendo pautas menos intervencionistas pueden suponer un riesgo superior.».
 

Uno de los aspectos que mayor interés suscita en los vinos naturales, ecológicos y biodinámicos son los potenciales problemas de seguridad alimentaria que su ingesta pueda plantear. Sabido es que el riesgo cero no existe y que un vino puede contener contaminantes potencialmente tóxicos para la salud humana. Sin embargo, la percepción del consumidor es que los vinos elaborados siguiendo pautas menos intervencionistas pueden suponer un riesgo superior, riesgo que será necesario evaluar.

Durante el proceso de transformación de la uva en vino, diferentes etapas pueden contribuir a enriquecer el vino en componentes que suponen un riesgo para la salud. Su evaluación se basa en un protocolo llamado análisis de riesgo en el cual se evalúa, a lo largo de toda la cadena alimentaria (del campo a la mesa), la probabilidad de que un componente produzca efectos adversos en los consumidores. Aunque los peligros pueden ser de distinta naturaleza (química, física y biológica), en el caso de las bebidas alcohólicas serán mayoritariamente de origen químico o bien de origen biológico.

Para garantizar la inocuidad de los alimentos se aplican herramientas de autocontrol como el APPCC (análisis de peligros y puntos de control crítico), el principio de precaución y la trazabilidad. Los principales peligros en los vinos pueden tener su origen en la materia prima, la uva, aparecer durante la fermentación alcohólica y también durante la crianza.

Entre los principales componentes químicos que pueden suponer un riesgo para la salud del consumidor cabe destacar los pesticidas, cuyos niveles en vinos ecológicos (y biodinámicos) deben cumplir la normativa que les es aplicable,2 y algunos metales pesados como el cobre, típico de algunos suelos mediterráneos, o bien originados a partir del uso de productos químicos en la vid.

Entre los riesgos de origen microbiano destacan algunas micotoxinas como la ocratoxina A producida por algunas especies de hongos de los géneros Aspergillus y Penicillium, con propiedades carcinógenas y nefrotóxicas, entre otras.3 (Véase el artículo Micotoxinas y vinos ecológicos, de este monográfico.) La presencia de aminas biógenas como histamina, tiramina, cadaverina o putrescina pueden suponer igualmente un riesgo para determinados consumidores; las originan las bacterias lácticas, aunque la propia levadura Saccharomyces sp. podría tener un papel en su formación.

«Las nuevas tendencias de consumo suponen también un mayor interés en la seguridad alimentaria.»

 

En definitiva, las nuevas tendencias de consumo han supuesto también un mayor interés en la seguridad alimentaria relacionada con la enología y la viticultura. Es, por tanto, oportuno realizar una revisión de los principales peligros que se pueden encontrar en los vinos y evaluar el riesgo que suponen para el consumidor.

En resumen, el creciente interés por garantizar la seguridad alimentaria de vinos y cavas, independientemente de su método de elaboración, ha llevado a desarrollar un monográfico en el que se analizan con detalle, atendiendo al método de elaboración, algunos de los principales peligros que se pueden encontrar en los vinos y el riesgo que suponen para la salud del consumidor: micotoxinas especialmente la ocratoxina A, así como el azufre (véase el artículo Azufre, seguridad alimentaria y vinos ecológicos), cobre (Contenido de cobre en suelos de viñedo ecológicos en denominaciones de origen catalanas), metales pesados como plomo y aminas biógenas.

 

Notas

* Sin la exigencia de normas, voluntarias o de obligado cumplimento, que permitan formular una definición de consenso, puede aproximarse que la denominación de «vinos naturales», en la mayoría de los casos, se refiere a vinos elaborados con la menor intervención posible, a juicio del elaborador, en las fases vitícola y enológica, con énfasis en la ausencia de componentes y aditivos de origen sintético o manipulados genéticamente.

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