miércoles, 20 de marzo de 2013

Desalcoholización parcial de vinos durante la fermentación alcohólica mediante osmosis inversa



DESALCOHOLIZACIÓN PARCIAL DE VINOS DURANTE LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA MEDIANTE ÓSMOSIS INVERSA

Franco, E. (Centro de Transferencia Agronalimentaria. Gobierno de Aragón)
Ballesteros, F, (Bodegas Aragonesas)
Felipe, E., (PAETZOLD)
Hernando, D. (Estación Enológica).

1. INTRODUCCIÓN

El aumento del grado alcohólico en los vinos es un hecho constatado, aumento que se produce por la suma de varios factores. Entre ellos cabe destacar el aumento de la temperatura media durante el periodo de maduración Núñez (2007), que provoca aumento de la concentración de azúcares en la uva, mejora del rendimiento en la fermentación por la selección de levaduras, y la demanda de vinos tintos de gran estructura tánica y volumen en boca que hace que la maduración fenólica deba de ser máxima, retrasando la vendimia y provocando aumento de la concentración de azúcares, de hecho en Francia se estima un aumento del 2% (v/v) en los últimos 20 años, Bes (2010).

El grado elevado del vino afecta con frecuencia al equilibrio sensorial debido a la sensación pesada, cálida y ardiente que provoca el alcohol en desequilibrio, otros factores como los relacionados con las políticas de salud y seguridad pública condicionan la ingesta de vino. En zonas productoras como Cariñena, Campo de Borja, Toro, Jumilla, etc., los vinos de elevada concentración de alcohol han sido una constante histórica, pero este fenómeno afecta a gran números de regiones en todo el mundo, por ello es preocupación de numerosos grupos de investigación, González Huerta (2006), Moutounet (2007), González (2007), Bes (2010), Zamoza (2010).

La desalcoholización parcial del vino en un máximo del 2% de su contenido en alcohol, es una práctica enológica aprobada por la OIV, resolución OENO 10/2004, así mismo la resolución OENO 373B/2010 autoriza el uso de técnicas de membrana para entre otras aplicaciones la desalcoholización parcial de vinos. En este contexto y debido a que en algunos vinos aragoneses se observa desequilibrio por exceso de alcohol, especialmente en vinos tintos de variedades más propensas a la acumulación de azúcares durante la maduración como Garnacha Tinta y Merlot, el Centro de Transferencia Agroalimentaria (C.T.A.) del Departamento de Agricultura y Alimentación del Gobierno de Aragón y Bodegas Aragonesas han realizado en los últimos años diferentes ensayos para estudiar técnicas que resuelvan a minimicen el problema.

En 2008 se prueban diferentes tecnologías, prefermentativa de desazucarización del mosto, fermentativa mediante la inseminación en el mosto de levadura criófila productora de glicerol y postfermentativas desalcoholización de vino por evaporación en frío al vacío y ósmosis inversa, Franco (2010), los resultados obtenidos mostraban de forma clara que para mantener y mejorar la calidad del vino, de elevada graduación alcohólica, el momento óptimo para la desalcoholización es durante la fermentación alcohólica, dado que se mejora la cinética de la fermentación y se observa mayor concentración de volátiles, mejorando el perfil aromático del vino.

En 2009 se estudia solamente la técnica pervaporación aplicada a mostos en fermentación y a vinos con el objetivo reducir en un máximo de 2 % (v/v) el nivel de alcohol en los vinos con un contenido potencial superior a 15% (v/v). Franco (2011), observando también mejora de la calidad del vino, aunque la técnica es de aplicación dificultosa en la práctica industrial de bodega.

2. MATERIAL Y METODOS

1 Mosto
El ensayo se han realizado durante el año 2011, disponiendo de una partida homogénea de uva tinta de 25.000 Kg que se encubó en depósito de acero inoxidable, cuando el mosto/vino en la fermentación alcanza 12,5 % (v/v) se descuba y se extraen fracciones homogéneas de 1.500 L cada una las cuales concluyen la fermentación independientemente.

Los tratamientos se realizan con dos repeticiones:
T, testigo procedente del vino descubado adicionado con mosto fresco para aumentar en un grado el alcohol en potencia.
D1, desalcoholizado primero, procedente del vino descubado, adicionado con mosto fresco para aumentar en un grado el alcohol en potencia y posterior desalcoholización en 1,0%.
D2, desalcoholizado segundo, procedente del vino descubado, adicionado con mosto fresco para aumentar en un grado el alcohol en potencia y posterior desalcoholización en 2,5%.
TSM, testigo sin mosto, procedente del vino descubado,.
La primera parte de la fermentación se ha realizado en Bodegas Aragonesas y la segunda parte después del descubado y los tratamientos en la Bodega del CTA ubicada en Ainzón (Z), en depósitos de acero inoxidable de 15 Hl. de capacidad, en ambas bodegas con regulación de temperatura.

2.2 Tratamiento por ósmosis inversa y destilación, OSINDE, de un vino en fermentación. 
La pervaporación, es un proceso de separación por membrana que se aplica a mezclas líquidas de compuestos miscibles, las membranas utilizadas son no porosas y la separación del permeado se consigue en forma de vapor en el lado contrario por el que circula el líquido de alimentación de la membrana, el vapor se condensa generando como producto un permeado liquido.

La IUPAC (1996) la define como una técnica basada en un proceso de membrana, en el cual la alimentación y el producto tratado son fases líquidas, mientras que el permeado aparece en fase vapor en la otra cara de la membrana. Esta tecnología tiene numerosas aplicaciones, como la deshidratación de alcoholes, cetonas y esteres; separación de mezclas de agua y compuestos orgánicos; separación de mezclas azeotrópicas; eliminación de compuestos orgánicos volátiles VOC's (tricloroetileno, tolueno, ...) del agua.

Para que el compuesto a separar en forma de vapor difunda por la membrana se necesita una fuerza impulsora, que bien puede ser vacío o corriente de gas inerte produciendo las dos variantes habituales de la técnica de preevaporación .

En el caso de la aplicación de esta técnica en mosto en fermentación y en vinos la fuerza impulsora se realiza mediante una corriente de agua provocando la disolución del vapor de etanol en el agua, que es conveniente este desgasificada, el equipo utilizado JUCLAS.

2.3 Métodos analíticos.
La analítica del vino se ha llevado a cabo en la Estación enológica de Haro. Utilizando métodos oficiales de análisis, espectrofotometría UV-VIS para color, antocianos y taninos, CG-FID para alcoholes superiores y CG-MS para el resto de parámetros volátiles.

2.4 Análisis sensorial.
Para conocer si existen diferencias significativas (grado de significación <99 99="" al="" br="" catadores="" cinco="" compuesto="" con="" cuando="" de="" del="" diferente.="" diferentes="" discriminaci="" el="" entre="" especializados="" est="" grado="" identifiquen="" los="" menos="" n.="" n="" panel="" por="" realizan="" se="" seis="" significaci="" son="" test="" tratamientos="" triangulares="" un="" vino="">
3. DISCUSION Y RESULTADOS

3.1 Efecto del tratamiento de pervaporación en fermentación sobre la concentración de alcohol y la cinética de la fermentación.

Durante la primera fase de la fermentación hasta alcanzar el alcohol deseado y proceder a la separación de las distintas fracciones, no se han observado desviaciones. Los datos analíticos donde se observa la eficacia del tratamiento respecto de la concentración de alcohol en las diferentes fases del proceso.

En el tratamiento de pervaporación de la primera fracción 12-D, se ha retirado 1.6% de alcohol, mientras que el grado de los vinos sólo muestra una diferencia de 0.6%, se ha producido una mejora en el rendimiento de la transformación de azúcar a alcohol de 1,00% v/v. En la segunda fracción 14-D, se ha retirado 1.05% de alcohol, el grado del vino muestra una diferencia de 1.00% acorde con el alcohol retirado en fermentación La cinética de la fermentación se ve afectada por el tratamiento, en el caso del primer descubado el tratamiento de retirada parcial del alcohol supone una disminución del tiempo de fermentación respecto del vino testigo, mientras que en el segundo descubado el vino tratado tarda diez días en continuar la fermentación aunque la velocidad de fermentación es similar al testigo. La pervaporación aplicada a mostos en fermentación supone una disminución del tiempo de fermentación observando que el final de de fermentación es rápida como también ha observado Agüera (2010).

3.2 Resultados analíticos

Los vinos procedentes de los mostos sometidos a pervaporación en fermentación 12-D y 14-D, respecto de sus correspondientes testigos 12-T y 14-T presentan menor concentración de glucosa y fructosa 1,76 y 1,08 respectivamente lo que indica mejor finalización de la fermentación.

La pervaporación aplicada en vinos es también eficaz dado que retira ente 1 a 2% de alcohol 12-TD, 12-DD, 14-TD y 14-DD respecto del vino sin tratar 12-T, 12-D, 14-T y 14-D. Así mismo se observa como el tratamiento de pervaporación provoca disminución de la acidez total en todas las fracciones que hemos tratado con independencia del momento de aplicación Una dosificación incorrecta del sulfuroso en 12-DD y 14-TD afecta a su valor de intensidad colorante. La estandarización de algunos parámetros de analíticos de interés, se observa como los vinos procedentes de la desalcoholización parcial en fermentación 12-D y 14-D presentan mayor contenido en antocianos e IPT, resultado similar al observado en la desazucarición de mostos rosados Franco (2009). Los vinos sometidos a pervaporación 12-TD, 12-DD, 14- TD y 14-DD, prácticamente no sufren cambios en la fracción polifenólica, antocianos, color, IPT y taninos, resultados simila¬res a los descritos aplicando otras técnicas González Huerta (2006) y Franco (2009).

3.3 Resultados de parámetros volátiles

Los compuestos volátiles los podemos agrupar en función de su contribución al carácter frutado, floral, herbáceo, etc. que proporcionan al vino, y que presentamos estandarizados. Los vinos procedentes de los mostos desalcoholizados en fermentación 12-D y 14-D presentan un mayor carácter frutado, mientras que la desalcoholización en vino 12-TD, 12-DD, 14-TD y 14-DD provoca una disminución del carácter frutal. El resto de los caracteres floral, herbáceo y negativo prácicamente se mantienen constantes. Hexanoato de etilo, succiónate de etilo, octanoato de etilo, decanoato de etilo, acetato de hexilo y acetato de isopentilo son compuestos que contribuyen al carácter frutado del vino y que modifican su concentración en función de los tratamientos aplicados, presentan mayor concentración en los vinos procedentes de los mostos desalcoholizados en fermentación, 12-D y 14-D, mientras que la concentración de estos compuestos volátiles disminuye cuando se aplica la desalcoholizadón en vinos, resultados similares a los observados en ensayos de desazucarízación en mostos y desalcoholizadón en vino por destilación a vacío y ósmosis inversa, Franco (2010).

Agüera (2010) en diferentes procesos de desalcoholización parcial de mostos en fermentación, destilación, stripping con anhídrido carbónico y dilución con vino desalcoholizado observa disminución de compuestos volátiles después de los tratamientos, posteriormente hasta el final de la fermentación estos compuestos aumentan considerablemente su concentración y recuperan o superan la concentración del testigo, estos resultados podrían explicar la mayor presencia de compuestos volátiles que se observa en los vinos procedentes de mostos desalcoholizados parcialmente en fermentación.

3.4 Resultados organolépticos

El efecto del tratamiento de pervaporación sobre el perfil sen¬sorial del vino se cuantifica mediante test triangulares de discri¬minación. Los resultados se expresan por el número de aciertos para la muestra diferente, TABLA 3, se observa como se distin¬guen perfectamente todos los tratamientos, con significación superior al 99%, salvo en el primer descubado entre el testigo 12-T y su tratamiento en vino 12-TD y entre el desalcoholizado en fermentación 12-D y su tratamiento en vino 12-DD. Es decir la técnica de pervaporación influye en el perfil sensorial de los vinos.

La cuantificación de la calidad de los vinos la expresamos mediante la preferencia que cada catador indica entre los vinos de cada test, los resultados entre los diferentes tratamientos, se expresan en porcentaje de preferencia. Si sino se observaran diferencias en la preferencia, cada tratamiento debería de tener un peso del 20%, sin embargo los vinos obtenidos de los tratamientos de los mostos en fermentación 12-D y 14-D son los preferidos 45% y 46% respectivamente, seguidos por estos mismos desalcoholizados posteriormente en vino 12-DD y 14-DD 38% y 33% respectivamente, mientras que los testigos y sus tratamientos de desalcoholización en vino son los elementos preferidos entre los dos, 17% para el primer descubado y 21% para el segundo.

4. CONCLUSIONES

La aplicación de la pervaporación para reducir la concentración de alcohol de mostos en fermentación o en vinos ha resultado efectiva. En particular la aplicación de la pervaporación en fermentación de mostos ha sido de gran eficacia dado que además de reducir la concentración de alcohol se favorece una mejor y más rápida fermentación, observando mayor contenido en antocianos, color, e IPT mientras que los taninos prácticamente permanecen constantes. Se observa disminución de la acidez total en todas las fracciones a las que se les ha aplicado la pervaporación con independencia del momento de aplicación.

Los vinos procedentes de los mostos desalcoholizados en fermentación presentan mayor concentración de compuestos volátiles que contribuyen carácter frutado, mientras que la desalcoholización en vino provoca disminución de los compuestos volátiles de carácter frutal. La diferenciación organoléptica de los vinos mediante el uso de test triangulares permite deducir que las técnicas aplicadas modifican el perfil sensorial de los vinos. Los vinos desalcoholizados en fermentación son los preferidos, lo que es consecuente teniendo en cuenta la composición volátil de los vinos.

5. BIBLIOGRAFIA

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AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha sido posible por la colaboración de Bodegas Aragonesas, JUCLAS-MILLIPORE, la Estación Enològica de Haro del Gobierno de la Rioja y del personal del CTA del Gobierno de Aragón.

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