martes, 29 de enero de 2013

Paradas de Fermentación del Vino



PARADAS DE FERMENTACIÓN DEL VINO

A pesar de los avances realizados en materia de cubas, higiene del material vitivinícola, control térmico, adición de levaduras, algunos vinificadores se enfrentan todavía cada año a problemas de fermentación ralentizadas, incluso a paradas de fermentación. A nivel de la célula de levadura, la parada de fermentarión se traduce por un bloqueo de la reacción de transformación del azúcar en etanol. El elaborador detecta este fenómeno por la disminución de la velocidad, después la interrupción de la caída de densidad. Entonces, con frecuencia ya es demasiado tarde para intervenir eficazmente para reestablecer la actividad de las levaduras. Para comprender bien las causas de las paradas de fermentación, hay que saber que la transformación de aproximadamente el 50% de azúcar de uva en etanol es realizada por una población de levaduras en fase estacionaria o en fase de declive. El riesgo de parada aparece cuando el número de células viables y activas en el seno de esta población es insuficiente.

Las causas de las paradas de fermentación, pueden reagruparse en varias categorías. La primera categoría es muestra de fenómenos de limitación. El mosto de uva es muy fermentescible, menos cuando carece de algunos nutrientes necesarios al desarrollo de las levaduras: el nitrógeno, los elementos minerales y las vitaminas. Un estudio reciente muestra que 50%, 60% y 90% de los mostos destinados respectivamente a la elaboración de los vinos tintos, rosados y licorosos de podredumbre noble carecen de nitrógeno.

La segunda categoría reagrupa los fenómenos de inhibición de distintos orígenes. La inhibición del crecimiento y del metabolismo fermentativo de las levaduras puede deberse a un exceso de sustrato, es el caso de los mostos ricos en azúcar, o a productos del metabolismo de la levadura. Ciertamente, los grados alcohólicos altos tienen mucho que ver con las paradas de fermentación. El etanol es tanto más inhibidor cuanto que la temperatura de fin de fermentación es elevada. Por otro lado, la levadura también es sensible al gas carbónico. Por encima de valores de presión parcial de 0,15 a 0,20 atmósferas, el crerimiento y la actividad de la célula se ven afectados. Los ácidos grasos de cadena corta, ácido octanoico y decanoico, son también inhibidores del funcionamiento de las membranas y del transporte de azúcar en el interior de las células.

La inhibición puede proceder del entorno. La presencia en la uva de residuos de materias activas, que subsisten el mosto y el vino, puede perturbar la fermentación alcohólica. Así, las diclofluamidas, a fuertes dosis (> a 0,3 ppm), provocan un bloqueo completo de la levadura. Se describe el mismo fenómeno con los anti-oidio, tales como los IBS, que a partir de la dosis de 0,5 ppm modifican el contenido en esteróles de las membranas de las levaduras y afectan a las velocidades de fermentación. El respeto de las dosis de aplicación y los tiempos de espera entre el último tratamiento y la fecha de vendimia, evita estos escollos. Por último, el hongo Botrytis cinerea sintetiza una sustancia de naturaleza glicoproteica, llamada «botryticina», que perturba el metabolismo de las levaduras.

Los factores físicos del medioambiente constituyen la tercera categoría de causas eventuales de parada de fermentación, principalmente la temperatura. La levadura es sensible a las temperaturas extremas de fermentación (< a 13 °C y > a 35 °C), pero también a los choques térmicos (paso brutal de una temperatura elevada a una temperatura baja vice-versa en un corto lapso de tiempo). Es bien conocido que el arranque de la fermentación a altas temperaturas (> a 25 °C) causa una caída rápida de la densidad seguida de una parada de fermentación antes agotar la totalidad de los azúcares. Cuando la temperatura es baja (aproximadamente 13-15 °C), la agitación es débil, y más aun cuando la cuba es de gran tamaño. El mantenimiento de las levaduras en suspensión, indispensable para la mejora del contacto medio-levadura resulta entonces difícil El mismo problema se plantea para los mostos demasiados clarificados (turbidez < a 50 NTU), que son poco fermentescibles. Las lías, en vinificación en blanco y en rosado, juegan este rol de efecto soporte además de un rol nutritivo. Proveen a la levadura de los elementos lipidíeos necesarios al funcionamiento de las membranas y contribuyen a limitar la formación de acidez volátil.

La anaerobiosis también es un factor que agrava las dificultades de fermentación. La aportación de oxígeno al inicio de la fermentación alcohólica permite a las células de biosintetizar esteróles y ácidos grasos de cadena larga insaturados, factores de supervivencia de las levaduras. Éstos ayudan las células a mantener su actividad y su viabilidad al final de la fermentación para degradar los últimos gramos de azúcares.

Finalmente, los fenómenos de antagonismos entre microorganismos, por ejemplo levaduras/levaduras o levaduras/bacterias, tienen consecuencias. Se manifiestan por el factor killer (en el caso de los antagonismos levaduras/levaduras) o por competiciones a nivel de la disponibilidad de sustratos. Con frecuencia, las paradas de la fermentarión alcohólica están asociadas a un desencadenamiento de la fermentación maloláctica. Las bacterias colonizan entonces el medio en peRjuirio de las levaduras.

Los factores aquí enumerados no pueden ser considerados por separado. En la práctica, a menudo la parada es el resultado de una suma de acciones nefastas, cuyos efectos se cruzan e incluso se superponen. Esto explica las dificultades para interpretar las causas de la parada de fermentación y de programar las operaciones para evitarla.

El vinificador tiene diferentes soluciones. En númerosos casos se habla ampliamente la práctica de la siembra y el control de las temperaturas. Sin embargo en numerosos casos, el control de estos dos parámetros no es suficiente para impedir las dificultades de fermentación. El mercado ofrece toda una gama de activadores de fermentación que permiten compensar algunas carencias nutritivas y reestablecer la fermentabilidad de los mostos. En función del diagnóstico establecido, la elección del activador, la dosis de empleo y el momento de utilización son fundamentales para actuar con eficacia sobre el crecimiento y la viabilidad de las levaduras.

La aportación de sales de amonio, bajo forma de sulfato o fosfato, corrige el contenido en nitrógeno asimilable de los mostos. En relación con el momento oportuno de la adición de sales de amonio, la bibliografía expone diferentes puntos de vista. Esta adición puede realizarse al inicio de la fermentación, en el momento de la siembra, en una sola vez o en dos veces (una mitad al sembrar y la otra en el momento del remontado con aireación). Los trabajos realizados en el INRA de Montpellier (France) han demostrado que la aportación de 30 g/hL de sales de amonio combinada con una adición de 5 a 6 mg/L de oxígeno a media fermentación (densidad 1,050-1,060) permite prevenir las paradas de fermentación y las fermentaciones lentas en numerosos casos. No obstante, en caso de fuerte carencia en nitrógeno, es preferible realizar una primera aportación al principio de la fermentación alcohólica. La corrección nitrogenada mejora la cinética de la fermentación alcohólica y previene la producción de H2S por parte de la levadura. Limita significativamente la formación de acidez volátil en el caso de los mostos licorosos de podredumbre noble, muy carentes en nitrógeno asimilable. Esta observación ha llevado a númerosos autores a recomendar en este caso concreto una aportación en una sola vez al inicio de la fermentación, habiendo establecido la dosis óptima de nitrógeno asimilable del mosto en 190 mgN/L. Muchas veces, las sales amoniacales están asociadas a la tiamina, única vitamina autorizada en Europa a la dosis de 60 mg/hL. Este activador mixto juega el papel de factor de crecimiento y se emplea preferentemente de forma preventiva durante la primera mitad de la fermentación alcohólica.

Desde hace tiempo, en enología se vienen utilizando las «cortezas de levaduras». Se trata de un preparado de paredes de levaduras purificadas obtenidas tras autolisis de las levaduras industriales y liberación de su contenido citoplásmico. Estas envueltas celulares tienen la propiedad de adsorber en su superficie los ácidos grasos de cadena corta (C8 y C1O) inhibidores de las levaduras, pero también los residuos de los pesticidas. Se trata verdaderamente de agentes de desintoxicación del vino. Las cortezas de levaduras serían capaces de aportar esteróles y ácidos grasos de cadena larga, «sustitutos del oxígeno» y verdaderos factores de supervivencia de las levaduras. Éstas constituyen un activador muy eficaz cuando se usan, de manera preventiva, al principio de la fermentación de mostos ricos en azúcares o que contienen residuos de pesticidas. Favorecen la supervivencia de las levaduras al final de la fermentación alcohólica, sobre todo a temperaturas elevadas. También, se utiliza este activador de forma curativa, para tratar el vino en caso de parada de fermentación. Las dosis de empleo varían de 5 a 40 g/hL y es preferible usar únicamente los paquetes envasados al vacío, para evitar los riesgos de oxidación.

La celulosa, soporte inerte, también presenta estas propiedades de «limpiar» el medio, pero en menor grado. Utilizada el segundo día de la fermentación alcohólica, desempeña también un rol de efecto de soporte de las levaduras en el caso de mostos blancos o rosados muy clarificados por métodos físicos (filtración, centrifugación).

Las levaduras «inertadas» están formadas por células enteras inactivadas por el calor. Encierran el contenido citoplásmico y las envueltas celulares (pared y membrana) de las células. Este preparado aporta al mosto los nutrientes necesarios para el crecimiento de las levaduras (vitaminas, nucleótidos, oligoelementos), aunque es menos concentrado en envueltas celulares comparado con las cortezas de levaduras.

En las formulaciones combinadas, estos distintos activadores de fermentación pueden estar asociados. Asi, en el mercado existen activadores de múltiples usos, que contienen una fuente nitrogenada, tiamina, un soporte inerte como la celulosa y cortezas de levaduras o levaduras inertadas. El límite de utilización de estas mezclas viene establecido por los límites legales respectivos de cada uno de los componentes. Estas mezclas son de uso sencillo y poco apremiante para las grandes unidades de producción, como las bodegas cooperativas, donde las intervenciones en cada depósito deben reducirse a lo esencial. Sin embargo, estas formulaciones combinadas no permiten disociar en el tiempo las aportaciones según su naturaleza y su cantidad (por ejemplo las sales amoniacales al inicio de la fermentación, luego las cortezas de levaduras en medio de la fermentación). En el caso de carencias importantes en nitrógeno asimilable, es más acertado reajustar el contenido en nitrógeno asimilable con la ayuda de sales amoniacales. De este modo, es fácil conocer la cantidad aportada, mientras que esto será más difícil en el caso de los activadores combinados.

La incorporación de las levaduras inertadas en el agua de rehidratación de las LSA ha sido preconizada recientemente: el objetivo es proporcionar eficazmente los micro-nutrientes a las LSA, enstando éstos últimos más disponibles para las levaduras en el agua de rehidrataóón en mosto. En efecto, los elementos minerales del mosto son quelatados por aniones, ácidos organícos, polifenoles y polísacáridos y por ello menos accesibles a las levaduras. Además, esta adición precoz permitiría evitar que la flora salvaje del mosto consumiese las vitaminas y su inactivación por el SO2. Esta práctica reduciría significativamente la duración de la fermenta ción en el caso de fermentación lenta. Cualesquiera que sean su naturaleza y modo de acción, la acción de los activadores de fermentación es más eficaz cuando se emplean de manera precoz en vinificación según un uso preventivo.

A pesar de todas las precauciones anteriormente descritas y los progresos realizados referentes a la gama de los activadores presentes en el mercado, en la práctica todavía persisten casos difíciles de fermentación. La desviación bacteriana constituye el principal riesgo de una parada de fermentación. En efecto, las bacterias pueden desarrollarse en presencia de azúcares residuales a expensas de las levaduras de fermentación y formar contenidos importantes de ácido acético. En el caso de la vinificación en blanco, un ligero sulfitado permite contener el desarrollo bacteriano, si no se desea la fermentación maloláctica. En el caso de los tintos, es preferible descubar prematuramente el depósito para separar el vino de los orujos, que son ricos en microorganismos, y sulfitar el mosto de escurrido. A veces, la fermentación alcohólica se reanuda por si misma debido al aporte de oxígeno en el vino y de la disminución de la temperatura del mosto. En caso contrario, ya sea en blanco o en tinto, es  necesario preparar una levadura de reactivación de la fermentación para degradar algunos gramos de azúcares residuales. Las LSA no pueden utilizarse directamente en el medio sin aclimatación previa a la composición del vino. Existen diferentes métodos para la puesta en práctica de una levadura de reanudación de fermentación.

Un protocolo que ha demostrado sus aptitudes, consiste en recoger una cantidad de vino, equivalente al 5 % del volumen final del depósito parado: se diluye el vino para obtener un 9-10 % de alcohol y se ajusta el contenido en azúcar a 15-25 g/L en función del grado alcohólico final del vino deseado. También, se sulfita ligeramente este volumen de vino. Una adición de sales amoniacales a la dosis de 5 g/hL, así como la aportación de cortezas de levaduras a las dosis de 10-20 g/hL en el pie de cuba favorecen el crecimiento de las levaduras. Asimismo, puede ser acertado tratar el volumen total del depósito con cortezas de levaduras para «limpiar» el medio (presencia de residuos de pesticidas, de botryticina, de ácidos grasos de cadena corta). La cepa de levadura destinada a la reanudación de la fermentación debe ser resistente al etanol y formar poca acidez volátil. No se trata exclusivamente de cepas de la variedad S. cerevisiae var. oviformes (hasta ahora conocidas como «bayanus»). Algunas cepas de S. cerevisiae son muy tolerantes al etanol. La dosis empleada es más elevada que en una siembra convencional: se sitúa entre los 15 y los 25 g/hL. Las LSA se rehidratan según el procedimiento descrito por otro lado y se incorporan en el pie de cuba. La temperatura debe mantenerse en torno a los 20 °C. Durante varios días, se sigue la degradación de los azúcares y, cuando su concentración es inferior a 5 g/L, se duplica el volumen de éste con vino sacado del depósito parado. Esta etapa intermedia permite volver a añadir azúcar y alcohol en el pie de cuba y continuar con la aclimatación de las levaduras. Cuando el contenido en azúcares residuales es inferior a 2 g/L, el pie de cuba, que entonces representa el 10 % del volumen final, está listo para ser reincorporado en el tanque de fermentación. Es preferible mantener la temperatura entre 20-25 °C para favorecer la actividad de las levaduras. Estas distintas etapas son laboriosas de poner en práctica y, a veces, el intento de reanudación fracasa falta de un pie de cuba suficientemente activo. Sin olvidar que más vale prevenir que curar, la puesta a punto de preparaciones industriales para siembra directa, como es el caso para las bacterias lácticas, debería permitir en el futuro simplificar el uso de pies de cuba de reanudación de fermentación.

Fuente: Vigne & Vin. Publications Internationales   

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