martes, 2 de agosto de 2011

Enzimas para la Extracción y Clarificación del Vino


ENZIMAS PARA LA EXTRACCIÓN Y CLARIFICACIÓN DEL VINO

Actualmente está muy extendida la utilización de pectinasas en vinificación para mejorar los procesos de extracción (maceración, prensado directo), de clarificación (desfangado estático o asistido) y de filtración combinadas con glucanasas. Las aplicaciones de las enzimas en enología han sido precedentemente descritas y la Organización Internacional de la Viña y el Vino las incluyó en las resoluciones enológicas de 2004.

El término pectinasa es un término genérico y los preparados de pectinasas contienen varias actividades enzimáticas. Entre ellas, las poligalacturonasas, también presentes en la uva, son actividades fundamentales para la hidrólisis de las pectinas. Degradan la cadena principal del ácido poligalacturónico y liberan moléculas de menor tamaño, polisacáridos ricos en arabinosa y galactosa, ramnogalacturonanos y oligosacáridos. Crean de esta forma buenas condiciones de extracción, liberando rápidamente el mosto y favoreciendo la clarificación al permitir la aglomeración y sedimentación. Por tanto facilitan los procesos .

Las pectinasasa son producidas por fermentación controlada de cepas seleccionadas de Aspergillus niger en sustratos agrícolas. A continuación son formuladas en forma sólida o líquida. El productor de enzimas efectúa la validación de la calidad de las enzimas, en las diferentes fases de producción.

El usuario dispone de herramientas de validación. Se trata de simples test que permiten controlar la eficacia de las pectinasas comopor ejemplo el test pectina o el test con el alcohol y la determinación de la turbidez.

UTILIZACIÓN DE ENZIMAS PARA CONSEGUIR UNA MAYOR EXTRACCIÓN DE SUSTANCIAS POSITIVAS EN EL VINO

Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica y catalizadores bioquímicos, que causan o aceleran las reacciones químicas, siempre que sea termodinámicamente posible.

Las enzimas actúan sobre moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas.

La función de la aplicación de enzimas es la de aportar una dosis precisa al conjunto de la uva, del mosto o del vino. Sus misiones principales son la optimización del rendimiento del mosto tanto en lo que se refiere a cantidad de zumo como al caudal de equipos: centrífugas, filtros, la optimización del desfangado estático y la de los perfiles aromáticos y organolépticos en los vinos.

Acciones directas:
- Ciertas glicosidasas actúan sobre las uniones entre los azúcares y las moléculas potencialmente aromáticas (terpenos, compuestos nor-isoprenoicos…)
- Ciertas hemi-celulasas actúan sobre las uniones entre polisacáridos y algunos polifenoles extracelulares.

Acciones indirectas:
- Diferentes hidrólisis de polisacáridos. Las modificaciones a nivel de estructura de las células de la uva o de la parte coloidal del mosto o del vino influyen en las cinéticas de difusión , de reacción, de polimerización, de precipitación…. Ciertas preparaciones enzimáticas pectolíticas se añaden a las uvas para aumentar la estabilidad de los compuestos fenólicos coloreados en los vinos tintos; no actúan de forma directa sobre ellos sino que a partir de la hidrólisis de las paredes celulares, las modificaciones de las cinéticas de difusión de los antocianos y de los taninos hacia la fase líquida dan lugar a complejos más estables. Existen preparaciones con efectos inversos.

En cualquier caso las enzimas no hacen otra cosa que catalizar reacciones a partir de moléculas existentes en la uva, el mosto o el vino por lo que la amplitud de los resultados depende, sobre todo, de la materia prima tratada.

Como Glicohidrolasas denominamos a un conjunto de enzimas que catalizan la hidrólisis de enlaces osídicos, bien entre dos grupos glucídicos en cadenas oligo- ó poliosídicas, o bien entre un glúcido y una unión no glucídica como puede ser un núcleo fenólico en el caso de los antocianos o una molécula volátil en el caso de los precursores de aromas:
- Pectinasas: degradan las cadenas homogalacturónicas de las pectinas, los ramnogalacturonanos, las cadenas laterales de las pectinas.
- Celulasas: degradan celulosa.
- Hemicelulasas: degradan arabinoxilanos, xiloglucanos, mananos.
- Enzimas que degradan poliósidos fúngicos parietales: β-glucanos, -D- mananos y manoproteínas de levadura, quitina
- Glicosidasas: catalizan la hidrólisis del enlace entre un residuo glucídico terminal y una unión glucídica o no. Son relevantes por la liberación de aromas a partir de sus precursores glicosilados, por la decoloración de los antocianos y por la degradación de polisacáridos pécticos, celulósicos y hemicelulósicos
- Amilasas: degradan el almidón

Hay muchos microorganismos que producen glicohidrolasas pero en enología solo están autorizados los preparados obtenidos a partir de cultivos de Aspergillus y Trichoderma (más celulasas y glucanasas).

Estas enzimas intervienen a muchos niveles en la transformación de la uva en vino primero de manera espontánea debido a su presencia en esta y en los agentes biológicos: levaduras, bacterias lácticas y posible flora contaminante y luego por la adición de preparados enzimáticos comerciales como complemento en función de las necesidades (calentamiento de la vendimia, debilidad de las levaduras…). Su aplicación en enología ha sido continuación del uso de pectinasas para la extracción y clarificación de los zumos de manzana.

Las pectinas son coloides protectores en los mostos por lo que se pueden emplear enzimas pectolíticas para favorecer el desfangado (la endo-pectilgalacturanasa y la pectil-metil-esterasa facilitan la decantación rápida de los fangos); intervienen en la mejora del rendimiento del prensado, la presencia de celulasas y hemicelulosa también tiene un efecto positivo en el rendimiento.

Los preparados de maceración-licuefacción contiene pectinasas, celulasas, hemicelulasas tienen como principal objetivo conseguir mejor extracción de los antocianos (las β-D-glucosidasas pueden hidrolizar y degradar antocianos por lo que se utilizan las que tienen poca afinidad por los flavonoides).

La clarificación engloba una serie de fenómenos relacionados con la formación de turbios y precipitados, de su naturaleza dependerán las enzimas a utilizar. La presencia de pectinas en el medio debería ser poco considerable (interesa degradar las cadenas laterales de las pectinas según cada caso particular).

Para mejorar la filtración hemos de conocer las moléculas responsables del colmatado de los elementos filtrantes. El tratamiento del mosto con un preparado pectolítico ayuda pero hay que degradar rannogalacturonanos, mananos de levadura y los núcleos de arabinogalactanos. El problema de los vinos atacados por podredumbre noble y gris (glucanos) se resuelve con β-D-gluconasa (Trichoderma harzianum).

Una de las ventajas técnicas de las glicosidasas de Aspergilluas sp. guarda relación con su gran estabilidad al pH ácido del mosto, no así las enzimas de la uva y de las levaduras. El aporte de preparados ricos en glicosidasas durante la fermentación permite enriquecer el medio en compuestos aromáticos procedentes de la hidrólisis de glicósidos afectando tanto a los terpenoles como a los norisoprenoles y a los fenoles volátiles. Estos dos últimos grupos de compuestos son las agliconas principales de los glicósidos de la mayoría de las variedades, excepto la Moscatel y la Gewurztraminer. Con frecuencia los vinos con enzimas añadidos son más fuertes y más complejos en aromas consiguiendo la extracción del potencial aromático de la uva en un tiempo relativamente corto.

No se puede definir un perfil enzimático ideal para cada necesidad técnica ya que para ello haría falta un conocimiento muy bueno del conjunto de mecanismos moleculares implicados.

La práctica más corriente consiste en adicionar la dosis para toda la cuba de mosto o vino de forma progresiva homogeneizándola con un remontado o con inyección de un gas neutro. Contrariamente a lo que ocurre al añadir SO2 o productos de encolado, una sobredosis momentánea de enzimas no es negativa para el mosto (en la mayor parte de los casos). Si las enzimas han catalizado la transformación de todo el sustrato en el fondo de la cuba (si se adicionan ahí y mientras se va llenando de mosto) por ejemplo en el caso de las pectinas, su actividad se emprende de nuevo cuando llega más mosto al depósito.

Las enzimas son sensibles a altas temperaturas y a agentes desnaturalizantes o inhibidores como dosis altas de SO2, polifenoles, o de origen fúngico.

Hoy en día los preparados pectolíticos y de expresión aromática y fenólica, tienen muy baja o nula actividad cinamato-esterasa o cinamoil-esterasa que permitiría enriquecer el medio en ácidos fenólicos (p-cumárico y ferúlico) susceptibles de ser transformados en fenoles volátiles por S. cervisiae.

Se comercializan:
- Pectinasas: para degradar rápidamente las pectinas naturales presentes en los mostos
- Pectinasas reforzadas con β-glucosidasas: para optimizar la maceración pelicular, mejoran el prensado, el desmangado, la extracción de precursores aromáticos.
- β-glucanasas: optimizan la liberación de proteínas por parte de las levaduras y degradan los glucanos de gran capacidad colmatante.
- Pectinasas con gran espectro de actividades complementarias: para vinos tintos de potencial fenólico alto o en vendimias parcialmente alteradas en las que se necesita una extracción rápida de taninos y antocianos para su establilzación.
- Pectinasas con actividad poligalacturonasa, pectinaesterasa, pectinaliasa, celulasa y hemicelulasa: para el desfangado, para optimizar la maceración pelicular, el prensado, la extracción y estabilización de aromas y color proporcionando estructura y amplitud.

En el mercado hay preparados basados en la asociación sinérgica de derivados de levadura y enzimas pectolíticos específicos que contribuyen a revalorizar la calidad organoléptica de vinos blancos, rosados y tintos. Los primeros liberan polisacáridos parietales, aminoácidos, glutatión que mejoran el equilibrio gustativo dando untosidad y volumen en boca, disminuyen el amargor, preservan los aromas y el color frente a la oxidación y mejoran la estabilidad de la materia colorante en el caso de rosados y tintos. Las pectinasas son un complemento contribuyendo a la complejidad aromática y a la persistencia en boca. Es conveniente catar regularmente los vinos tratados para determinar el momento del trasiego.

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