nuevas estrategias biotecnológicas aplicadas en la elaboración de vinos tintos microb. ariel...

Nuevas estrategias

biotecnológicas aplicadas

en la elaboración

de vinos tintos

Microb. Ariel MasseraCentro de Estudios EnológicosEEA Mendoza - INTA

Orígenes del vino

Siglo VI A.C.

INTRODUCCION

Orígenes del vino

La vid se extiende por Europa

Levaduras transforman el azúcar en alcohol (1866)

Alteraciones

INTRODUCCION

INTRODUCCION

Bacterias Lácticas

Levaduras

Tiempo (días)

Via

bili

dad

(L

og U

FC

/mL

)Fermentación de vinos

EtanolAzúcares

S. cerevisiae

Ácido L-lácticoÁcido L-málico

O. oeni

INTRODUCCION

EtanolAcido acético

Alcoholes superiores

EnzimasÉsteres

Toxina killer

Glicerol

Compuestos azufrados

Saccharomyces cerevisiae

Ácido L- láctico Diacetilo

Acido acético

O. oeni

Fermentaciones espontáneas

Población inicial variable

Demoras en arrancar

Producto con características variables

Bacterias Lácticas

Levaduras

Tiempo (días)

Via

bili

dad

(L

og U

FC

/mL

)INTRODUCCION

Levaduras

Tiempo (días)

Via

bili

dad

(L

og U

FC

/mL

)Fermentaciones inoculadas

INTRODUCCION

Bacterias Lácticas

Fermentaciones inoculadas

Rápido inicio de la fermentación

Reproducibilidad del producto

Problemas

Solución

Baja implantación

Selección de microorganismos en cada

región vitivinícola

Pérdidas de biodiversidad

Problemas de adaptación

Pérdida de tipicidad

Cepas no adecuadas (Malbec)

INTRODUCCION

Seleccionar y caracterizar microorganismos nativos con diferentes aptitudes enológicas para la optimización de procesos fermentativos específicos y aumento de la calidad y/o tipicidad de los vinos tintos producidos en nuestra región

OBJETIVO GENERAL

OBJETIVO PRIMERA PARTE

Seleccionar y caracterizar cepas de O. oeni nativas aptas para realizar la FML en vinos tintos de nuestra región, optimizar el tiempo de inoculación de la misma con el objeto de incrementar el porcentaje de éxito de esta fermentación y evaluar la compatibilidad microbiana existente entre diferentes cepas de S. cerevisiae y O. oeni.

Tiempo (días)

Via

bili

dad

(L

og U

FC

/mL

)

Fermentaciones inoculadas

LevadurasBacterias Lácticas

Bacterias Lácticas

pH: 2,9 - 4,3T: 10 – 28 ºC

Etanol: 2 - 18%SO2: 2 - 35 mg/L libre

Degustación: preferido

RESULTADOS

Cepas nativas de O. oeni

Preselección cepa nativa L28

CARACTERIZACION ENOLOGICA

Mosto concentrado

tinto tindalizado

24 BrixpH 3,625 ºC

CultivoS. cerevisiae

RESULTADOSINOCULACIÓN SIMULTANEA (escala laboratorio)

CultivoO. oeni

Figura 2. Seguimiento de la población de L28 ( ▲) y de la fermentación maloláctica ( ▲ ) en el vino modelo inoculado simultáneamente con Lalvin Mza y L28 (▲ ▲), y en el vino modelo control inoculado solo con L28 ( ).

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Tiempo (días)

Lo

g U

FC

/mL

0,0

0,4

0,8

1,2

1,6

2,0

2,4

2,8

3,2

L-m

álic

o (

g/L

)

No hubo efecto de la inoculación sobre La viabilidad de las levaduras y la duración de la FA.

Se produjo una marcada disminución de la viabilidad de las BAL y la degradación del ácido L-málico fue incompleta.

RESULTADOS

INOCULACIÓN SIMULTANEA (escala laboratorio)

Mosto tinto Malbec

Cultivo comercialS. cerevisiae

RESULTADOSINOCULACIÓN SIMULTANEA (escala laboratorio)

Cultivo comercialO. oeni

25 BrixpH 3,6

50 mg/L SO2

25 ºC

Ma

No hubo efecto de la inoculación sobre:

Viabilidad de las levaduras.

Duración de la fermentación alcohólica.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 5 10 15 20 25 30 35 40Tiempo (días)

Den

sid

ad (

ºBe)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Lev

adu

ra (

Lo

g U

FC

/mL

)

Lalvin MzaT1 Lalvin MzaT2

ICV D80 T1 ICV D80 T2

RESULTADOS

INOCULACIÓN SIMULTANEA (escala piloto)

Efecto sobre la cinética de FML

INTA MZA BAL nativas

Inoculación simultanea

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Tiempo (días)

Via

bili

dad

(lo

g U

FC

/mL

)

0

0,4

0,8

1,2

1,6

2

2,4

2,8

Áci

do

L-m

álic

o (

g/L

)

A

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Tiempo (días)

Via

bili

dad

(lo

g U

FC

/mL

)

0

0,4

0,8

1,2

1,6

2

2,4

2,8

Áci

do

L-m

álic

o (

g/L

)

B

Uvaferm alpha Ácido L-málico

BAL nativas degradan 20% ácido L- málico

FML finaliza en 3 semanas

BAL alcanzan 106-107 ufc/mLFML finaliza en 2 semanas

Inoculación al final


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Tiempo (días)

Via

bili

dad

(lo

g U

FC

/mL

)

0

0,4

0,8

1,2

1,6

2

2,4

2,8

Áci

do

L-m

álic

o (

g/L

)

A

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Tiempo (días)

Via

bili

dad

(lo

g U

FC

/mL

)

0

0,4

0,8

1,2

1,6

2

2,4

2,8

Áci

do

L-m

álic

o (

g/L

)

B


INTA MZA



Las cepas de levaduras afectan de diferente manera la cinética de la FML

ICV D80


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Tiempo (días)

Via

bili

dad

(lo

g U

FC

/mL

)

0

0,4

0,8

1,2

1,6

2

2,4

2,8

Áci

do

L-m

álic

o (

g/L

)

A

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10 15 20 25 30 35 40Tiempo (días)

Via

bili

dad

(lo

g U

FC

/mL

)

0

0,4

0,8

1,2

1,6

2

2,4

2,8

Áci

do

L-m

álic

o (

g/L

)

B




Una misma cepa de levadura afecta de diferente manera la cinética de la FML en mostos diferentes

ICV D80


0

1

2

3

4

Intensidad de color

Matiz violeta

Intensidad aromáticaglobal

Frutal

Especiado

Láctico

Concentración

Amargo

Astringencia

Sensación dulce

Análisis sensorial

INTA MZA T1 INTA MZA T2ICV D80 T1 ICV D80 T2

CONCLUSIONES

• Permitió el desarrollo de la FA y FML, sin afectar la viabilidad de los microorganismos responsables.

• Se acortó el tiempo total de fermentación (FA+FML), sin afectar negativamente la composición química y los atributos sensoriales de los vinos.

• Realizar una correcta elección de las pares a utilizar.

• Considerar el efecto que ejerce el sustrato en la interacción microbiana.

OBJETIVO SEGUNDA PARTE

Seleccionar y caracterizar cepas nativas de S. cerevisiae para la fermentación de vinos tintos a bajas temperaturas, con especial consideración de los procesos de producción de aromas y adaptación al frío.

SELECCION

• Establecer el objetivo-fundamento

• Fermentación espontánea de varios mostos

• Aislamiento de cepas

• Análisis químico y sensorial

• Caracterización enológica de las cepas

• Identificación molecular (especie y cepa)

• Primera selección

• Establecer los criterios de selección

Objetivo-Fundamento

Fermentar mostos tintos a bajas temperaturas (15 ºC)

Vinos jóvenes con frutos rojos intensos

Mantener o incrementar el color

Mantener o disminuir astringencia

Mantener o disminuir la acidez

Criterios de selección enológicos•Capacidad de llevar a cabo la fermentación alcohólica a 15 ºC

• Velocidad de fermentación

• Producción mínima de acidez volátil

• Vigor fermentativo

• Baja producción potencial de H2S

• Tolerancia al SO2

• Tolerancia al etanol

• Producción de compuestos volátiles fermentativos

• Carácter killer

• Baja formación de espuma

• Osmotolerancia

Vendimia 2005 y 2006

¾ FA

Final FA

Tunuyán

Tupungato

Santa Rosa

Drummond

Ma

Sy Bo

TeCa

50 mg/L SO2

15 ºC

Enzimas de restricción: 1 = Hae III; 2 = Hpa II; 3 = Scrf IMarcador de peso molecular: M = 100 bp

1 2 3 1 2 3 1 2 3 M

Identificación a nivel de especie (patrón RFFLP fragmento ITS)

M 1 2 3 4 5 6 M 7 8

Cepas duplicadas

Identificación de cepas de S. cerevisiae

•17 cepas de S. cerevisiae con un patrón molecular único

Caracterización enológica de las cepas

Mosto tinto concentrado tindalizado

24 BrixpH 3,615 ºC

Cultivo mono-cepa

preadaptada

05

101520253035404550556065

0 5 10 15 20 25 30 35

Tiempo (días)

Pér

did

a d

e p

eso

(g

)

Ma S - 1C Ma B-2C

ULA-16 INTA Mza

VL3



•12 cepas de S. cerevisiae con características adecuadas

-

+/- ++

+ ++

+++


Cepas Tolerancia Etanol

(% v/v) Tolerancia al SO2

(mg/L) Producción potencial

de H2S* Carácter killer

Ma I-2C 12 300 + Positivo

Ma B-2C 15 300 + Positivo Ma C-1C 13 300 + Positivo Ma E-1C 13 300 + Positivo Bo-1C 14 250 + Positivo

A11-8 12 300 + Negativo

A11-9 14 300 + Neutro

BBT-27 14 300 ++ Neutro

BLA-39 14 300 +/- Positivo C11-25 14 300 + Positivo M11-13 13 300 ++ Negativo

UBA-21 13 300 +/- Neutro

Control 1 14 300 +++ Neutro

Control 2 14 300 ++ Neutro



Fermentación mosto Malbec (5 L)

50 mg/L SO2

15 ºC

Análisis químicos de las microvinificaciones


Control de implantación de microvinificaciones

M C I I I I I I I I I I M

Análisis sensorial de las microvinificaciones


Vinificación bodega

Parámetros químicos

Cepa Velocidad de fermentación*

Azúcares reductores

(g/L)

Etanol (% v/v)

Acidez volátil (g/l)

Control 1 0,022 ± 0,05b 1,8 ± 0,01a 14,45 ± 0,07a 0,32 ± 0,02b

Control 2 0,016 ± 0,01a 1,8 ± 0,01a 14,40 ± 0,14a 0,53 ± 0,03c

Ma B-2C 0,018 ± 0,01a, b 1,8 ± 0,01a 14,50 ± 0,01a 0,20 ± 0,03a

Ma E-1C 0,021 ± 0,04b 1,8 ± 0,01a 14,50 ± 0,01a 0,31 ± 0,01b

Bo-1C 0,019 ± 0,04a , b 1,8 ± 0,01a 14,55 ± 0,07a 0,25 ± 0,03a

Análisis sensorial

CONCLUSIONES PARCIALES

• En nuestra región se encuentran levaduras nativas con potencial enológico para fermentar mostos tintos a bajas temperaturas.

• Las cepas de levaduras comerciales evaluadas no presentan características enológicas adecuadas para este tipo de fermentación.

CONCLUSIÓN

• En nuestra región se encuentran microorganismos capaces de ser empleados para la elaboración de vinos tintos. Estos microorganismos pueden ser utilizados para mejorar los procesos fermentativos habituales o para obtener vinos más aromáticos mediante nuevos procedimientos de elaboración.

Muchas Gracias

Velocidad de fermentación (Ve F): cantidad de CO2 producida durante de 3 días de fermentación (CO2/d). Se consideraran tres días durante la fase exponencial.

Eficiencia de fermentación o rendimiento (EF): gramos de azúcar necesarios para producir 1 grado alcohólico

EF: (az inicial – az residual)/ etanol producido

CINETICA DE FERMENTACION PARAMETROS MEDIBLES

SELECCION

Pureza fermentativa (PF): cantidad de etanol producido en relación a la acidez volátil producida (% etanol v/v / g AV/L).PF= % etanol x 100 / AV (indica por cada etanol producido que % de AV se produce).

Vigor fermentativo (Vi F): máxima cantidad de etanol producido en condiciones de exceso de azucares (300mg/L)

CINETICA DE FERMENTACION PARAMETROS MEDIBLES

SELECCION

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