martes, 20 de marzo de 2012

Levaduras en la Fermentación del Vino


LEVADURAS EN LA FERMENTACIÓN DEL VINO

Ventajas e inconvenientes:
La necesidad de asegurar la fermentación y la calidad del producto, ante el hecho de que hay un gran número de variables que intervienen en una fermentación espontánea (forma natural), ha favorecido que el uso de las levaduras comerciales, denominadas LSA (levaduras secas activas) se haya convertido en una práctica habitual en enología.

La inoculación con LSA favorece un inicio más rápido de fermentación (normalmente se reduce la fase de latencia) y un mayor consumo de los azúcares fermentables, reduciendo los posibles problemas de fermentación. Además permite un mayor control microbiológico, lo que no es posible en fermentaciones espontáneas. Asimismo, se ha demostrado que se obtiene un producto de una calidad más uniforme a lo largo de las diferentes campañas.

Inconveniente: esta repetitividad en el uso de LSA va a expensas de perder algo de complejidad en el vino final. De hecho, siempre se ha creído que las levaduras autóctonas dan un distintivo de tipicidad y estilo al vino que puede perderse con la inoculación de estas levaduras.

La levadura es un ser unicelular que transforma el azúcar en alcohol. Como el alcohol es tóxico para ellas, lo expulsan, además de CO2 y otros productos. Y son precisamente estos productos los que diferencian a las distintas especies de cerevisae.

¿Cuántas levaduras hay?:
En una uva sana y madura, la población de levaduras total en el mosto puede llegar a ser de 108 lev/ml (cc), aunque el número de especies diferentes presentes en la uva será limitado. Una cubeta de espectrofotómetro = 4 cc.

En cuanto a la existencia de las cepas comerciales, no fue hasta mediados de los años 60 y como respuesta a las necesidades de las bodegas de California, que se produjeron las primeras levaduras secas.

Inicialmente, sólo se produjeron comercialmente 2 cepas de S. cerevisiae (Montrachet y Pasteur Champagne) y éstas se utilizaron universalmente como iniciadores en todo tipo de fermentaciones, con un éxito limitado. Pronto se demostró que estas cepas no eran una solución universal para las fermentaciones del mosto y apareció la necesidad de seleccionar cepas mejor adaptadas a las diferentes regiones del mundo y sus respectivas variedades de uva.

Hoy día hay muchos tipos de cepas comerciales, entre 300 y 400. Cada casa tiene 20 o 30.

Para la selección de cepas es esencial establecer cuáles son sus propiedades enológicas. Hay diferentes criterios de selección como tolerancia al etanol, buen rendimiento en la transformación de los azúcares en etanol, capacidad de crecer en altas concentraciones de azúcar, etc.)

Desarrollo de las levaduras en la fermentación. Curva de crecimiento de las levaduras:
1. Fase de latencia. Dura horas, las levaduras se van aclimatando. Para que se desarrollen necesitan nutrientes y O2. No se multiplican.
2. Fase de aceleración. Una vez adaptadas es cuando empiezan a multiplicarse. Comienzan dividiéndose en dos y en un día se dispara.
3. Fase de crecimiento exponencial. Fermentación tumultuosa, es decir muy viva y agresiva, con gran desprendimiento de carbónico.
4. Fase de ralentización. A medida que van creciendo generan alcohol que es tóxico para ellas. A partir de 8-10º lo pasan muy mal.
5. Fase estacionaria. Las condiciones se han vuelto tan difíciles que dejan de multiplicarse.
6. Fase de declive. Empiezan a morirse.
 
Levaduras indígenas / salvajes

Saccharomyces: Autóctonas; Seleccionadas (L.S.A.)

- Inicio: Generalmente, son de levaduras apiculadas, es decir con forma de limón, que tienen un bajo poder fermentativo (hasta 4-5 %Vol.). Muchas de ellas son poco beneficiosas, a excepción de alguna Saccharomyces. Las dos más abundantes son Kloeckera apiculata que es la forma imperfecta de Hanseniaspora uvarum.

A nivel general, excepto Saccharomyces, suelen ser oxidativas (etanol), producen bastante acidez volátil (a. acético). Se multiplican muy rápidamente en buenas condiciones, captando enseguida los nutrientes (vitaminas). Fermentan con poco alcohol y son malas fermentadoras porque necesitan mucho azúcar (21-22 g azúcar producen 1º alcohol).

Son sensibles al alcohol y SO2.

Estas levaduras pueden tener su origen en la uva (pruina) donde su cantidad varía con los años; o en la bodega (material que entra en contacto con el mosto).
Nos interesa minimizar los daños de estas levaduras, es decir, que actúen lo mínimo posible.

Cómo actuar: Buena higiene y desinfección

SO2. Cuanto antes lo echemos antes minimizamos sus daños.

Llega un momento en que sobre estas levaduras aparecen lo que se llama factores selectivos, es decir, la Saccharomyces se impone sobre las salvajes.
. Anaerobiosis. Ambiente de falta de oxígeno (CO2).
. Sulfitado, machaca las indígenas
. Alcohol. Las levaduras fermentan originando alcohol, que a su vez las mata.
. Temperatura. Adaptadas a temperaturas relativamente bajas por debajo de 25º. Cuando a empieza a subir la temperatura con la fermentación, las matan.

- Medio. Una vez que se han superado los 4-5 %Vol. de alcohol, otras especies de levaduras dominan el proceso como es el caso de la Saccharomyces cerevisiae,  Saccharomyces pastorianus, y otras. Es una de las levaduras más importantes en enología ya que es la responsable de la fermentación de la mayor parte de los azúcares del mosto. Su poder alcohológeno es elevado y es bastante resistente al SO2.

- Final. Al alcanzar los 10-11%Vol de alcohol, hay otras especies de levaduras que comienzan a ejercer su predominio debido a que gozan de un elevado poder fermentativo como la Saccharomyces bayanus. Su poder alcohológeno puede superar los 18º. Es la levadura típica de las etapas finales de la fermentación y a menudo la responsable de refermentaciones de vinos embotellados.

Cuando acaba la FOH, al no haber azúcar Saccharomyces se muere. Y si las condiciones no son las adecuadas, como por ejemplo la falta de higiene, se pueden favorecer levaduras post-fermentativas perjudiciales.

Una de ellas es la Brettanomyces. Las secuelas que este microorganismo puede dejar en aquellos caldos en los que se desarrolla van desde el 'olor a ratón' hasta aromas a 'medicina' o incluso a 'orín de caballo'. Se trata de un tipo de levaduras que trae de cabeza a bodegueros de todo el mundo, debido a que su eliminación es muy complicada y su desarrollo impredecible, en consecuencia, las pérdidas que ocasiona pueden llegar a ser muy elevadas.

Las principales armas de 'brett' para desarrollarse en vino son una gran habilidad para fermentar azúcares residuales y una extraordinaria adaptación a condiciones ambientales adversas como las que presenta el vino (alta concentración de alcohol, pH ácido, falta de oxígeno, etcétera). Tras la fermentación del mosto aún permanecen trazas de azúcares que pueden ser utilizadas por este tipo de levaduras para su desarrollo. Su crecimiento es lento y su metabolismo es complejo. En muchos casos la presencia de este contaminante no implica que el vino vaya a enfermar ni siquiera en un período prolongado. En otros, una barrica o una botella pueden pasar de tener un vino excelente a otro con una alta acidez volátil y unos aromas desagradables en cuestión de semanas.

A qué son debidos estos olores es algo que los científicos vienen estudiando desde hace algunos años. El acético contribuye a aumentar la acidez volátil, el olor a vinagre, también producido por muchas bacterias indeseables. Normalmente el aumento en acético conlleva la aparición de etil-acetato, que da olores a acetona. Los fenoles volátiles que el 'brett' produce a partir de polifenoles procedentes de la uva como el ácido p-coumárico o el ferúlico, dan aromas a 'medicina' y 'madera húmeda quemada'. El 4-etilfenol y el 4-etilguaiacol son los principales fenoles volátiles asociados al 'brett'. Por último algunos derivados del metabolismo de la lisina son los causantes del 'olor a ratón'.

Si el desarrollo del 'brett' no es excesivo, algunos vinos, en opinión de algunos expertos, pueden ganar en su complejidad organoléptica y en esos casos el aroma tipo 'brett' es descrito como una más entre sus cualidades.

También se dan levaduras denominadas "flores del vino" que forman un delgado velo blanquecino en la superficie de los vinos conservados en malas condiciones. Si el nivel de SO2 es bajo, no hay higiene y sobre todo si existe aireación se da pie al desarrollo de las levaduras de velo. Se da en el 90% de los vinos. No son peligrosas si se retiran enseguida. Estas levaduras se alimentan de alcohol produciendo etanol, oxidan un poco el vino. Si se le deja, a partir del etanol forman gran cantidad de ácido acético y de acetato de etilo (aroma a pegamento), preparando el terreno para un posterior picado acético bacteriano. Se trata de Candyda micoderma, Hansenula anomala, y Picchias.

¿Cómo usar las levaduras?:
Nos interesa que las indígenas actúen lo menos posible para que lo haga la Saccharomyces. 2 maneras: SO2 y Buena higiene (desinfección).

La FOH se puede realizar con levaduras autóctonas o con levaduras seleccionadas (LSA), favoreciendo la que nos interese. Las autóctonas dan complejidad pero más riesgos porque no se sabe que levadura la va a hacer.

¿Qué hacer para que se impongan LSA?
- Echarlas lo antes posible para no dar tiempo a que se multipliquen las salvajes y autóctonas. Si tardamos mucho en inocular damos ventaja a las otras.  Las levaduras pueden ser: sensibles, neutras o killer. Las levaduras que tienen factor killer segregan una toxina que acaba con las sensibles, mientras que las neutras no segregan nada pero son inmunes a la toxina.

- Echar el número suficiente, 100 LSA por cada 1 levadura autóctona, aunque este número dependerá:
. Contaminación que exista: cuanto menos higiene más contaminación.
. Condiciones del año: temperatura, grado, condiciones climáticas.
. Si es al inicio o viene la vendimia adelantada, hay menos levaduras en el ambiente, por lo que le cuesta arrancar la FOH. A medida que avanza la vendimia, va aumentando su número desarrollándose mucho mejor la fermentación. Hay más autóctonas por lo que hay que echar más dosis, lo normal es 20 g/Hl.

Al inicio, la población de levaduras salvajes en un año normal es de 10 3 lev/ml, siendo en un año difícil de 10 5 lev/ml.

Echarlas adecuadamente, en buen estado fisiológico. Implica hacer una buena hidratación, disminuyendo el tiempo de latencia (adaptación) quitando ventaja a las otras.

Para rehidratar bien: Hacer un protocolo adecuado y tener cuidado con el choque térmico al echarlas al depósito.

Rehidratación e inoculación de las levaduras secas:
La desecación de la levadura consiste en reducir del 70% al 8% aprox. el contenido de humedad.

Cuando la levadura seca toma contacto con el agua o con soluciones acuosas, las células se rehidratan.

La rehidratación es indispensable para empezar nuevamente el metabolismo celular. Procedimiento:

- Verter lentamente y en modo regular la levadura para rehidratación en una cantidad agua igual a 10 veces el peso de la levadura (ej. 1 kg lev. en 10 litros). Añadir la levadura al agua y no viceversa ya que no permite una rehidratación uniforme y puede causar grumos.

- Emplear agua caliente entre 38 y 40ºC. Por debajo de 35 y por encima 40ºC no se hidratan bien o se mueren.

- Dejar la levadura en agua 10 minutos. El agua sube por capilaridad y se mezcla todo. Al cabo de ese tiempo, agitar levemente (no usar batidora), ya que es un ser vivo y si se le somete a fuerzas centrífugas se mueren, esperar otros 10 minutos, mezclar nuevamente y añadir al mosto para inoculación.

Durante este tiempo, las levaduras van regenerando la membrana hasta que se hinchan totalmente. Una vez hinchadas empiezan a comer. Si no tienen alimento se suicidan segregando una sustancia que las matan en unos 30 minutos (autólisis). Si fuese necesario prolongar este tiempo por razones prácticas añadir al agua azúcar, en una cantidad igual a la mitad de las levaduras (50 g/l, es decir, en 10 litros de agua 0,5 kg de azúcar). Si hay una concentración muy alta de azúcar las levaduras no se hidratan.

Es preferible rehidratar en agua que en mosto, ya que éste tiene, junto con los azúcares, SO2, residuos de fungicidas y levaduras autóctonas. Mientras que durante la fermentación la levadura puede defenderse de agentes externos, durante la rehidratación es muy vulnerable.

La diferencia de temperatura entre la levadura rehidratada y el mosto para inoculación no debe superar los 10ºC (choque térmico). Ej: las levaduras ya hidratadas se han enfriado hasta los 30º y el depósito con el mosto está a 15º. Tendríamos que echar mosto frío, lo suficiente para que baje un poco la temperatura.
La inoculación de los mostos hay que hacerla lo antes posible para facilitar el predominio de la cepa seleccionada. Y cuando sus temperaturas sean superiores a los 12ºC.

Las dosis de levadura seca a añadir están comprendidas entre 20-25 g/Hl.

Condiciones de conservación:
En estado seco, la célula contiene sólo el 8% de humedad, un contenido que no permite actividad metabólica, sin embargo, es suficiente para preservar su vitalidad. No modifican sus características con el tiempo, pueden morir, pero las que quedan vitales tienen exactamente las mismas propiedades.
Advertencias para su conservación: en lugar fresco o, si es posible, refrigerado a 4ºC; mantener la integridad de las confecciones.

Nutrientes:
Es a raíz de las paradas de fermentación por lo que se ha ahondado en la nutrición de las levaduras.

Las levaduras fermentativas necesitan los azúcares para su catabolismo, es decir para obtener la energía necesaria para sus procesos vitales, pero además necesitan otros substratos para su anabolismo como son nitrógeno, fósforo, carbono, azufre, potasio, magnesio, calcio y vitaminas, especialmente tiamina (vitamina B1). Por ello es de vital importancia que el medio disponga de una base nutricional adecuada para poder llevar a cabo la fermentación alcohólica.

- Nitrógeno: Las estructuras de las células están compuestas de proteínas y estas, a su vez, por aminoácidos. Todos los aminoácidos llevan nitrógeno, imprescindible para formar estructuras, y por lo tanto por la multiplicación de levaduras.

Uno de los análisis básicos en el mosto es el NFA (Nitrógeno fácilmente asimilable). Es necesario que el mosto contenga inicialmente nitrógeno amoniacal y en forma de aminoácidos por encima de 150 mg/l.

Consecuencia de escasez de nitrógeno: Crecimiento de la población de levaduras limitado, que puede llevar consigo una fermentación lenta o incluso una parada de fermentación.

Necesidades de nitrógeno en las levaduras. Fuentes de nitrógeno:
. Nitrógeno inorgánico (amoniacal NH4+), generalmente de sales de amonio como el sulfato amónico, fosfato diamónico. El amonio es rápida y completamente utilizado en pocas horas después de la adición, pero produciéndose de nuevo deficiencias. Tiene que ser utilizado en combinación con el oxígeno y añadido a 1/3 de la FOH (si no produce mucha biomasa y puede crear deficiencias al final). No se puede utilizar en cantidades importantes (final seco en boca, limitación legal y riesgo de incremento de volátil). Al ser completamente utilizado en unas horas por las levaduras, si no hay nitrógeno disponible se puede producir H2S.

. Nitrógeno orgánico (aminoácidos). Son absorbidos más lentamente pero después no hay deficiencias.

Ahora se recomienda echar una parte de nitrógeno inorgánico a 1/3 de la FOH mezclado con aminoácidos.

Las uvas muy maduras tienen poco nitrógeno y las levaduras tecnológicas últimas son muy exigentes en las necesidades de nitrógeno, la dosis de N.F.A. depende del tipo de levaduras que añadamos, ya que cada una tiene distintas necesidades.

- Oxígeno: La parte más importante de la levadura es la membrana, a través de la cual se producen los intercambios de manera activa.  Las levaduras sintetizan dos sustancias: esteroles (ergosterol) y ácidos grasos insaturados, son los llamados factores de supervivencia. Para ello es esencial la permeabilidad de la membrana y la integridad celular, pudiendo morir por un mal funcionamiento. Estos factores de supervivencia lo tienen de manera limitada, disminuyendo a medida que aumenta la población. Las levaduras son capaces de fabricarlo pero para ello es imprescindible el oxígeno.

Al principio de la FOH tumultuosa (2-3 días), con la población de levaduras a tope, son importantes los remontados con aireación, así aportamos oxigeno para la síntesis de esteroles y ácidos grasos, pudiendo prevenir las paradas de fermentación.

Otra manera de aportar oxígeno es a través de la microoxigenación 5-8 mg/l O2.

También precisan oxigeno para el crecimiento y viabilidad celular: Carencia de O2. Una carencia de oxígeno provoca un aumento de ácidos grasos de cadena corta (AGCC). Los producen las levaduras y son tóxicos. Para eliminar estas toxinas se le echa levaduras muertas (cortezas de levadura).

Las LSA tienen la ventaja de ser sintetizadas con gran cantidad de factores de supervivencia, por lo que son más resistentes.

Nutrientes complejos (micronutrientes): Una parada de fermentación puede originarse por la existencia de pesticidas que acaban con las levaduras; exceso de temperatura; exceso de grado.

Y otra causa puede venir dada por una escasez de nutrientes, de ahí que se analice el NFA. Los enólogos quieren un final rápido de fermentación y ausencia de defectos organolépticos (aromas raros). Así pues, para evitar problemas de cinética y sensoriales, además de añadir nitrógeno también se usan vitaminas minerales. Existen nutrientes en forma de oligoelementos que están prohibidos adicionarlos al vino o mosto. Por ello se utilizan levaduras inactivas (muertas) que previamente han estado multiplicándose en medios ricos en oligoelementos, que sí están autorizadas.

La tiamina es la única vitamina que está autorizada. Al adicionarla al mosto hay que tener cuidado ya que puede ser captada por las levaduras indígenas.
Por ello, se recomienda disolver las vitaminas en el agua de hidratación antes que las LSA, efecto esponja. Las levaduras se reaniman en un medio rico y sin competencia. No hay SO2 que bloquea la tiamina. No se produce quelación (unión con metales, formándose compuestos que ya no están disponibles).

¿Qué levadura usar? Ej. de varias casas comerciales:
Cuando se quiere seleccionar una cepa de S. cerevisiae para utilizarla como iniciador de fermentación y se parte de un número elevado de cepas diferentes, se pueden aplicar diferentes criterios como la temperatura de fermentación, la finalización correcta del proceso, los análisis organolépticos de los vinos.

- Bionutriente Opti-RED (Lalvin). Levaduras inactivas para la elaboración de vinos tintos. Incrementa los polisacáridos capaces de unirse a los taninos reactivos del vino. Aporte nutricional para las levaduras.
- Go-FERM (Lallemand). Nutriente de levadura. Su efecto es más notable al final de la fermentación, cuando los riesgos en la calidad son máximos.
- Uvaferm (Lallemand)
- CM (S. cerevisiae killer). Baja exigencia en nitrógeno.
- BM 45 (S. cerevisiae killer). Necesidad alta en nitrógeno asimilable.
- L2323 (S. cerevisiae killer). Necesidad importante de nitrógeno asimilable.

1 comentario:

  1. yo me encuentro produciendo en forma cacera junto a un compañero hidromiel y me resulto interesante la informacion. saludos

    ResponderEliminar