martes, 20 de marzo de 2012

Enzimas en Enología


ENZIMAS EN ENOLOGÍA

En enología se usan preparados enzimáticos (enzimas pectolíticas) adaptados y diseñados para realizar una fragmentación óptima de las pectinas de la uva. También se descomponen los polisacáridos ligados a las pectinas. Las ventajas obtenidas residen en  la extracción de color, clarificación del mosto y vinos jóvenes, además de la filtración.

- Dónde se encuentran las pectinas: Las sustancias pécticas están presentes en la mayoría de frutas y plantas, sirviendo de sustancia aglutinante entre las células. Son moléculas gigantes.

Juntamente con la celulosa, hemicelulosa y lignina, la pectina (o sustancias pécticas) forma parte de los elementos más importantes de la pared celular de la planta. Localización:

. Pared intermedia, que conecta entre sí las células vecinas, desempeñando función adherente. La pectina es insoluble en agua cuando la fruta está sin madurar, volviéndose más soluble a medida que va madurando (por las enzimas propias de la fruta), lo que tiene como consecuencia el ablandamiento de la misma.

. Pared celular, en la que la pectina se encuentra presente en forma no soluble, como material de relleno entre las fibras de la celulosa.

- Qué es una enzima: Las enzimas, también denominadas biocatalizadores, son sustancias naturales y biológicas que se sintetizan en las células. No son seres vivos como las bacterias o levaduras. Son de origen proteico, con todos los inconvenientes que ello conlleva.

En la naturaleza, las enzimas controlan todos los procesos del metabolismo, no habría vida en la tierra sin ellas. Pej, en la FOH (desde que se degrada la glucosa hasta etanol) están implicadas más de 12 enzimas diferentes.

Son específicas, cada enzima sirve sólo para una reacción química. Actúan y vuelven a estar a disposición.

Con enzimas elegidas especialmente, es posible obtener una reacción definida.

- Reacción de la pectina en la vinificación: Las pectinas son liberadas en el mosto durante el estrujado de las uvas, pudiendo reaccionar como una esponja, impidiendo o deteniendo el flujo del mosto. La pectina degradada enzimáticamente pierde su calidad inhibidora, permitiendo un flujo libre de mosto y reduciendo la viscosidad de la pulpa.

Las uvas producen sus propias enzimas destinadas a fragmentar las pectinas durante el proceso de maduración. Estas enzimas son también producidas por la levadura durante la FOH.

- Estructura de una célula del hollejo: Cuando las células se rompen sacan todo el contenido. Las células de la pulpa son muy débiles, todo lo contrario que las del hollejo, que son muy difíciles de romper. Es precisamente aquí donde se encuentra todo lo importante. Es decir, la dificultad de extracción: aumenta del interior al exterior de la célula, cuanto más cerca del hollejo y es proporcional a la utilidad de los taninos y aromas.

- Parámetros que influyen en una mayor extracción:
. SO2 (no se utiliza).
. Tratamientos mecánicos.
. Alcohol y temperatura. Es un disolvente muy potente pero no selecciona.
. Enzimas. La uva tiene enzimas pero comercialmente podemos añadir más, e incluso selectivas para extraer lo que nos interese.

- Dinámica de la extracción:
. Durante la maceración: 1ª Fase Acuosa. Tras la rotura de la baya comienza la extracción de los antocianos libres y otros compuestos fácilmente extraíbles y oxidables. El SO2 favorece esta extracción.

La primera acción de la enzima es disgregar la pulpa y facilitar el acceso a la cara interna del hollejo (mejor extracción del hollejo y difusión de su interior; mayor rendimiento en zumo; efecto evidente en vendimias de pulpa dura).

. Durante la maceración: 2ª Fase Intermedia. Sucesivamente la acción se desenvuelve en el hollejo: extracción de taninos nobles (taninos condensados y ligados a polisacáridos). Sin enzimas se extraen únicamente en presencia de alcohol. Se extraen también precursores de aromas.

El alcohol es un disolvente muy potente pero no selecciona. A medida que avanza la fermentación pierden funcionalidad las enzimas y toma importancia la extracción por alcohol y temperatura.

. Durante la maceración: 3ª Fase Alcohólica. Preparación de la matriz sólida: el hollejo es el sustrato que contiene las sustancias buscadas. Presenta una resistencia a la cesión de estos compuestos.

La acción de la enzima modifica el estado físico de la estructura del hollejo, por lo tanto, la extracción sucesiva en fase alcohólica se facilita.

. Durante la maceración: 4ª Fase Alcohólica. La concentración de antocianos bloquea la acción de las enzimas. Las fases sucesivas de la maceración son por acción del alcohol.

Maceración de pepitas. El alcohol ataca el revestimiento de las pepitas y realiza la extracción de sus polifenoles. Los primeros estratos aportan características positivas y seguidamente comienza la extracción de los taninos agresivos.

- Composición de las enzimas: Las enzimas pectolíticas o pectinasas (pared celular) tienen 3 acciones o actividades autorizadas que rompen las células:
. PG Poligalacturonasa: rompe pectinas poco esterificadas (tiene pocos radicales metilo).
. PE Pectin-Esterasa: rompe los enlaces éster, liberando etanol.
. PL Pectin-Liasa: rompe las cadenas de pectina de elevado grado de mutilación.

En las enzimas enológicas también están presentes unas actividades secundarias. Son las más interesantes:
. Celulasa y Hemicelulasa: rompen, cortan la pared celular y actúan sobre moléculas muy diversas, mejorando la extracción del contenido celular, tanto en volumen como en solutos y moléculas en suspensión = enzimas de maceración.
. Galactanasa: libera los taninos unidos con polisacáridos de la pared celular (buenos, dulces).
. Proteasa ácida: rompe los taninos que están en la membrana de la vacuola. Están unidos a proteínas. Son astringentes, ásperos. Pueden ser buenos o malos dependiendo del estado de madurez de la vendimia.
. ß-glucanasa: la uva con mucha botritis genera un polisacárido llamado glucano que colmata los filtros, impidiendo la clarificación y filtrado. Estas enzimas rompen los glucanos. Aparte de este uso, también libera manoproteínas (pierden amargor, astringencia, convirtiéndolos en dulces).
. ß-glucosidasa. Son enzimas de extracción de aromas (terpenos ligados a glucosa). No huelen, están en el citoplasma. Lo que hacen es liberar los terpenos que sí que huelen.
. Cinamil Esterasa. Hidroliza los ésteres de ácidos cinámicos. Se forman ácidos cinámicos que mediante la acción de la cinamato-descarboxilasa llevan a la formación de vinil-fenoles. Por acción de la levadura de contaminación Brettanomyces (bajo nivel SO2, suciedad) se pueden originar entonces los etil-fenoles, compuestos muy desagradables en el olfato que destruyen los aromas del vino (gomas, caucho, aromas farmacéuticos y aromas de sudor de caballo). Para evitarlo es conveniente utilizar enzimas libres de esta actividad FCE (Free Cinamil Esterasa).

- Tipos de enzimas:
. Clarificación. Enzima: Pectubasa (autorizada).
. Desfangado. blancos y rosados. Clarificación de vinos de prensa tintos. Las pectinasas degradan las cadenas de pectinas en solución en el mosto o vino y baja la viscosidad.
. Extraccion de aromas. Enzima: Pectinasa y ß-Glucosidasa. Liberan los terpenos (aromas varietales, primarios) de los azúcares a que están unidos.
. Prensado. Enzima: Pectinasa, Celulasa, Hemicelulasa.  Mejora el prensado (calidad, cantidad, prensado más suave).
. Maceración (Extracion Color). Enzima: Pectinasa, Celulasa, Hemicelulasa y dependiendo de la calidad Galactanasa y Proteasa Activa. Una enzima con muchas actividades precisa uvas con muy buena maduración, caso contrario se extraería sustancias nada beneficiosas.
. Crianza y Filtración. Enzima: Pectinasa y ß-Glucanasa. Clarificación natural de los vinos, preparación a la filtración. Crianza sobre lías optimizada.
. Hay otras enzimas, como la Lysozima, que no son pectolíticas y que por lo tanto no rompen pectinas. Se extrae de la clara de huevo. Mata las bacterias Grampositivas. Se usa para retrasar la maloláctica. Resulta cara porque hay que usarla en gran cantidad.

- Uso de las enzimas: Almacenaje:  En corto periodo de tiempo (<1 año): almacenar a temperatura por debajo de 25°C. Para largos periodos de tiempo (1-3 años): almacenar a temperatura por debajo de 5°C. Siempre mantener guardados los paquetes sin abrir.

Disolver la enzima en una pequeña cantidad de agua tibia. No remover vigorosamente. Actúan por contacto por lo que hay que mezclarlo bien. Son muy sensibles y dejan enseguida de funcionar.

La bentonita es un fuerte inhibidor de enzimas, no se pueden utilizar al mismo tiempo.
El SO2 a dosis normales no inhibe la actividad de las enzimas. Sin embargo, no preparar las soluciones de SO2 y enzimas al mismo tiempo.

Las enzimas tienen unas condiciones óptimas para trabajar:
. Tiempo de contacto.
. Dosis muy pequeñas. Dosis media 2 g/Hl para prensa y clarificación; y 2-4 g/Hl para maceración.
. Temperatura. A temperaturas bajas funcionan mal por lo que hay que aumentar las dosis.
Con pH alto son más eficaces. Si se emplea lysozima hay que utilizar dosis más altas. A las enzimas,  incluida la lysozima, les afectan los taninos (-), se desnaturalizan. La actividad de las enzimas que se utilizan para extraer aromas en blancos hay que pararla con bentonita cuando se alcanza el nivel de aromas deseado.

1 comentario:

  1. Excelente. Muy buena la información. Pudiendo entregarse mucho detalle superfluo (que generalmente solo es copia de libros de química) se hizo una muy buena selección y resumen. Se nota el cariño por el trabajo. saludos.-

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