viernes, 20 de diciembre de 2013

Base Química del Aroma del Vino Según Vicente Ferreira González (Universidad de Zaragoza)


BASE QUÍMICA DEL AROMA DEL VINO SEGÚN VICENTE FERREIRA GONZÁLEZ (UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA)

Fuente: www.cuinare.com
La base química del aroma del vino: Un viaje analítico desde las moléculas hasta las sensaciones olfato-gustativas. Rev. Real Academia de Ciencias. Zaragoza. 62: 7–36, (2007).
Vicente Ferreira González
Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología, Departamento de Química Analítica, Facultad de Ciencias.
Universidad de Zaragoza. 50009 Zaragoza

Éste artículo ofrece una visión de la complejidad de los aromas en el vino. Aborda los problemas que tienen éstos para ser percibidos por nuestros sentidos, así como su complicada interacción, la expresión final de los mismos y su contribución al equilibrio aromático en el vino.

1. Introducción
La identificación de las sustancias responsables de aroma y sabor del vino se ha enfrentado a tres problemas.

- Disponer de técnicas de análisis exactas para medir cantidades aromáticas muy pequeñas.
- Se ha buscado identificar a todas las sustancias cuando en realidad no todas son susceptibles de impresionar a nuestros sentidos.
- La gran cantidad y la simultaneidad de estímulos aromáticos, así como su interacción con los sabores, dificultan enormemente la  identificación de moléculas aromáticas concretas.

Todas estas limitaciones están siendo lenta y progresivamente solventadas en los últimos 10 o 15 años.

- Por una parte, la aplicación sistemática de las técnicas de Cromatografía de Gases-Olfatometría (GC-O) al estudio del aroma del vino, junto con potentes esquemas de separación e identificación química, han hecho posible el cribar, de entre todos los componentes volátiles del vino, aquéllos que realmente tienen la oportunidad de ser activos desde el punto de vista aromático.
- En segundo lugar, también se han hecho grandes progresos en la determinación cuantitativa de algunos importantes aromas presentes en niveles de traza.
- Finalmente, con dicha información cuantitativa ha sido posible reconstituir el aroma de algunos vinos y comenzar a estudiar los tipos de relaciones que existen entre odorantes. Puede decirse, por tanto, que estamos comenzando a comprender la base química del aroma del vino.

2.  Efecto buffer del alcohol (=etanol) sobre los aromas
El vino posee un contenido alcohólico notable, sobre todo el etanol que es el componente más abundante, además de otros alcoholes y sustancias solubles como cetonas, aldehídos, ácidos grasos y ésteres, que actúan sobre:

- La solubilidad de diferentes sustancias (lo que está disuelto: sabor).
- El impacto odorante de las mismas (lo que está evaporado: olor/aroma).
Sirva como ejemplo la percepción odorífera de algunas sustancias:

- La percepción de ésteres frutales se ve disminuida por la presencia de alcohol.
- La percepción del Eugenol y el Decanal se ve aumentada por el alcohol.

Diferentes ensayos con mezclas de aromas dan resultados sorprendentes que indican interacciones entre ellos, por ejemplo, al añadir un nuevo aroma se percibe un cambio consistente en la disminución de otro preexistente.

El alcohol actúa pues como un Tampón (buffer) aromático.

¿Cómo puede romperse el efecto tamponador del alcohol?

- Por la presencia de una sustancia en proporciones muy altas (Linalol en Moscatel)
- Por la presencia de un grupo de moléculas de características químicas y aromáticas similares (lactonas).
- Por la asociación de un grupo de sustancias con una nota genérica aromática común (linalol, etil cinamato e hidrocinamato y lactonas que dan nota “dulce”(dulce es un sabor, por lo tanto no perceptible por el aparato sensorial olfativo, sucede que determinados aromas se asocian en la memoria a sabores dulces).

- Mediante la asociación de un potenciador aromático y una o varias moléculas aromáticas incapaces de romper el buffer por sí mismas. En este caso se observa a menudo la creación de una nueva nota aromática.

Por tanto, una sustancia puede ser captada por si misma si está en suficiente concentración, pero, si está en inferior concentración, puede ser importante al contribuir a que otras sustancias, hasta ahora ocultas, puedan ser percibidas.

3. Clasificación de los aromas del vino
Aplicando el criterio expuesto en el apartado 2, clasificamos los aromas como exponemos a continuación.

3.1 Compuestos impacto o altamente activos
Son los componentes que pueden transmitir de manera efectiva sus características específicas (caso de los compuestos impacto) o sus características primarias (altamente activos) sin la necesidad del soporte de más componentes químicos. En la siguiente tabla se resumen los datos referentes a estas sustancias que han sido identificadas y estudiado su efecto:



3.2 Familias de compuestos impacto
Se trata de familias de compuestos con similitud tanto en sus estructuras químicas como en sus características sensoriales. Varios de estos grupos están formados por series de compuestos homólogos, como es el caso de la γ-lactonas.
En la siguiente tabla se muestran los datos referentes a estos compuestos que han sido identificadas y descritos:


3.3 Compuestos o familias de papel sutil o secundario
Se trata de aquellos componentes o grupos de componentes que no son capaces de transmitir sus notas aromáticas específicas al vino, pero que contribuyen de manera neta a alguna nota aromática secundaria o genérica como por ejemplo frutal, “dulce”. La nota aromática sería el resultado de la interacción de estos componentes con otros compartiendo alguna similitud aromática. Los compuestos clasificados en las categorías 1 y 2, cuando no alcanzan suficiente concentración, o si incluso alcanzándola, concurren con muchos otros aromas potentes (tal y como ocurre en vinos complejos), pueden pertenecer a esta categoría.

3.4 Compuestos formando la base del aroma
Estos son los componentes genéricos de fermentación presentes en todos los vinos en concentraciones superiores al valor umbral e integrando el buffer (aquí el autor usa el término buffer como modificador aromático originado no solo por el alcohol, sino por otras sustancias)). El aroma de todos estos componentes está totalmente integrado, de manera que no es posible identificar las notas de los componentes individuales. Dentro de este grupo hay algunos compuestos que pueden actuar como potenciadores del aroma y otros que lo hacen como depreciadores.

3.5 "Off-flavours”
Su presencia lleva asociada una disminución en la calidad general del vino.
El concepto de off-flavour es relativo y a veces un tanto resbaladizo. Esto es así porque dicho concepto está en muchas ocasiones íntimamente relacionado con la experiencia y las expectaciones personales del evaluador o consumidor. Por ejemplo, muchos productores locales y consumidores tradicionales del vino clásico de Rioja, se acostumbraron a la presencia de cantidades no muy altas, pero notables de etil-fenoles (4-etilfenol y 4-etilguaiacol), de manera que para ellos la nota fenólica producida por estos componentes era algo esencial en sus vinos, cuando en muchos otras zonas y tipos de vino dicha nota es considerada un defecto. De manera similar, algunos productores de vinos elaborados con la variedad Sauvignon blanc se muestran orgullosos de las notas terrosas y a pimienta que niveles altos de metoxipirazinas generan en sus vinos, cuando estas notas son consideradas defectos en otras regiones.
Esta diversidad de valoraciones no se observa, por lo general, en el caso de los defectos producidos por moléculas exógenas, como ocurre en el caso del tricloroanisol (TCA).

El autor del artículo expone:
Deben ser considerados como defectos todas aquellas moléculas que, de ser eliminadas del vino, provocarían una mejora en sus características sensoriales. Lo cierto es que si los etilfenoles se eliminaran de muchos vinos tintos, su aroma se haría más intenso y frutal, y si las metoxipirazinas se eliminaran de algunos vinos blancos, su aroma se haría más floral y frutal.

En segundo lugar señala que algunas moléculas de olor aparentemente negativo pueden jugar en ocasiones un importante papel en el aroma del vino. Por ejemplo, el sulfuro de dimetilo (DMS) es un potente potenciador del carácter frutal de algunos vinos tintos. Otro ejemplo es el del metional, que en vinos blancos jóvenes puede causar una clara merma de su calidad, pero en algunos vinos tintos puede jugar un interesante papel en la percepción denotas complejas a chocolate.

La tercera cuestión que remarca es el efecto negativo de muchas de las moléculas consideradas como defectos, que son apreciables a concentraciones bastante inferiores a las que su aroma empieza a ser claramente identificado. Antes de alcanzar ese nivel de reconocimiento, el olor de la molécula no puede ser identificado pero sí que es posible detectar una disminución de alguna de las notas sensoriales positivas del vino, y en ocasiones una pérdida del equilibrio aromático y/o gustativo del vino. Este fenómeno implica que puede haber moléculas que estén causando una relevante merma en la calidad de los vinos y que sin embargo no hayan sido identificadas.

Finalmente, algunos problemas aromáticos no se deben a un único componente, sino a una familia de compuestos actuando de manera sinérgica o aditiva, tal y como se describió en el caso de los aromas positivos. La acción conjunta de una serie de compuestos producidos en la fermentación (ácidos grasos ramificados, acetona, vinilfenoles, etilfenoles y algunos alcoholes) se ha descrito recientemente y podría ser una de las causas más importantes de la baja calidad de algunos vinos comerciales españoles. La existencia de dicha acción concertada hace que el efecto negativo sobre la calidad del vino tenga lugar a concentraciones muy inferiores a las que estos componentes son habitualmente considerados un defecto, lo que ciertamente pone en cuestión algunos de los límites de seguridad previamente establecidos.

4. Compuestos que, de acuerdo con la literatura científica, pueden ser causantes de problemas aromáticos

4.1 Compuestos producidos por micro-organismos a partir de precursores presentes en el mosto
Algunas moléculas cuyo olor no es excesivamente agradable han sido señaladas como causantes de problemas aromáticos en los vinos, en ocasiones sin la existencia de datos contrastados. Sin poder asignar claramente el origen de dichas observaciones, moléculas como las aminas biógenas, los alcoholes de fusel, el c-3-hexenol o el metionol son a menudo citadas como compuestos negativos. Por otra parte, el papel negativo jugado por algunas otras moléculas, como son el ácido acético, la acetoína, los compuestos azufrados volátiles, es bien conocido y no será considerado en esta discusión. Dejando de lado estos componentes, se han descrito los siguientes:

En la siguiente tabla se muestran los datos referentes a estos compuestos que han sido identificadas y descritos:


4.2  Compuestos formados por oxidación
Hay varias moléculas de potente aroma que se forman durante la oxidación del vino blanco. Estos compuestos son el acetaldehído, el metional y el fenilacetaldehído.
Este último componente también es responsable del deterioro oxidativo de los vinos tintos. Otros componentes que se han encontrado relacionados con problemas sensoriales ligados a la oxidación son los E-2-alkenales (E-2-hexenal, E-2-octenal y E-2-nonenal), relacionados con olores a papel, tiza o polvo.

4.3  Problemas de olor relacionados con el corcho y la madera
El compuesto químico con mayor responsabilidad en el problema aromático asociado al corcho es el 2,4,6-tricloroanisol (TCA). Algunas otras moléculas podrían estar también implicadas en dicho problema, ya que distintos autores han sugerido que moléculas como guayacol 2,4,6-tribromoanisol (TBA) o 2-metoxi-3,5-dimetilpirazina podrían ser también causantes de problema. El TCA, sin embargo, parece ser el más importante a causa tanto de su distribucióncomo de su bajo umbral de detección. Otro compuesto causante de problemas, esta vez procedentes de la madera verde, es el E-2-nonenal, que puede causar un olor a tabla o serrín en el vino.

4.4   Problemas de olor relacionados con el envejecimiento
El primer compuesto identificado en esta categoría fue el TDN (1,1,6 -trimetil-1,2-dihidronaftaleno). Este compuesto se produce por degradación lenta de los carotenoides en medio ácido y presenta un olor a keroseno que puede ser percibido en vinos envejecidos de la variedad Riesling. Recientemente se ha descrito un componente similar en cuanto a naturaleza y efectos sensoriales denominado TPB E-1-(2,3,6 -trimetilfenil) buta-1,3-dieno.
En vinos alemanes es otro componente el causante de problemas en el envejecimiento de los vinos blancos. Se trata de la 2-aminoacetofenona que le comunica al vino una nota artificial conocida como “envejecimiento atípico” (untypische Alterungsnote). En este caso el compuesto procede de la degradación del ácido indol-acético.

4.5    Compuestos endógenos
Las alquil-2-metoxipirazinas fueron identificadas primero en extractos de vinos Cabernet Sauvignon, en los que se ha demostrado que juegan un importante papel en la nota vegetal, particularmente en la nota a pimiento verde. Estos compuestos imprimen al vino una nota terrosa que causa una depreciación del carácter frutal y a menudo de la calidad. La isopropyl-2-methoxypyrazina puede proceder también de un escarabajo.

5. Algunos ejemplos acerca de la formación del aroma del vino
Uno de los objetivos claves del trabajo realizado por el autor acerca del aroma del vino, consiste en averiguar de qué forma se rompe el buffer aromático producido por el alcohol y los otros compuestos mayoritarios de fermentación. La forma en la que se realiza esto (mediante más o menos compuestos impacto, o mediante la acción conjunta de un gran número de compuestos de importancia secundaria), determina la complejidad y las características aromáticas de los vinos.

5.1   Vinos cuya percepción aromática depende fundamentalmente de la presencia de un único compuesto químico
En general estos vinos son simples y tienen un aroma claro, sencillo y distinto causado por un único componente impacto. El grado de complejidad aromática dependerá tanto del nivel de concentración de dicha molécula, como de la presencia de otros compuestos aromáticos que pueden modificar o añadir nuevas notas aromáticas. El ejemplo más característico de este tipo de vinos es el vino de Moscatel.

Algunos otros ejemplos son vinos rosados de Garnacha, Merlot o Cabernet-Sauvignon, cuyas características aromáticas se deben a la presencia de altos niveles de 3-mercaptohexanol; los vinos de Sauvignon Blanc, cuyas características aromáticas se deben fundamentalmente a la presencia de la 4-methyl-4-mercapto pentan-2-one o los vinos de Verdejo, que deben su característica nota a fruta exótica al acetato de 3-mercaptohexilo. Un ejemplo particular de este tipo de vinos son algunos vinos tintos elaborados con Cabernet Sauvignon o Cabernet Franc en Nueva Zelanda o en algunas áreas de Francia, y que desarrollan un aroma a cassis muy intenso, debido casi por completo a la presencia de niveles altos de acetato de 3-mercaptohexilo. En estos últimos casos, si los vinos contienen además de los componentes impacto anteriores, niveles relativamente altos de los esteres etílicos de los ácidos grasos, de linalol o de acetato de isoamilo, la percepción final será más compleja, y probablemente, más apreciada por los consumidores.

Otro caso de vino simple y hoy no muy apreciado es el de aquellos vinos blancos de explícito olor a plátano consecuencia de niveles muy altos de acetato de isoamilo.

Finalmente, el aroma frutal de algunos vinos blancos de aroma frutal simple se debe casi enteramente a la presencia de niveles altos de ésteres etílicos de ácidos grasos.

5.2    Vinos sin compuestos impacto
En esta categoría encontramos vinos de aroma interesante y complejo que no puede ser atribuido a ningún compuesto químico (o familia) en particular. Es el caso de vinos blancos jóvenes hechos con Macabeo o Chardonnay, en los que sus notas aromáticas son debidas a la presencia simultánea de muchas familias de aromas relevantes presentes a concentraciones bastante modestas.

Otros ejemplos de estos vinos son los Jerez y los vinos de Sauternes. En el Jerez, el acetaldehído y varios aldehídos ramificados (isobutiraldehído, isovaleraldehído y 2-metilbutilaldehído) actúan como componentes impacto, pero también se encuentran cantidades altas de sotolon, lo que les confiere su nota a nuez característica. En el caso de los vinos de Sauternes, hay una gran variabilidad entre productores, pero en los vinos encontramos cantidades muy altas de compuestos muy activos aromáticamente, como son la 4-metil-4-mercaptopentanona, el 3-mercaptohexanol, el fenilacetaldehído y el sotolon.

5.2    Vinos más complejos
Es el caso de los grandes vinos tintos. Los vinos tintos son, por naturaleza, mucho más complejos ya que entre otros muchos factores, contienen cantidades grandes de fenoles volátiles que ejercen un importante efecto de depresión de las notas frutales. Este fenómeno todavía es más intenso en el caso de que los vinos hayan sido envejecidos en barricas de roble, lo que aumenta el nivel de fenoles volátiles y añade whiskylactona a la mezcla. En este contexto químico, la percepción de las distintas notas, particularmente de las frutales, es muy compleja. Además, los grandes vinos tintos no muestran olores muy explícitos y específicos, sino que más bien muestran una amplia paleta de muchos olores de carácter más sutil. No es sorprendente, por tanto, que en los vinos tintos, dejando de lado la whiskylactona, no se encuentren genuinos compuestos impacto, sino más bien grupos relativamente grandes de compuestos que contribuyen a las distintas notas aromáticas.

En el caso de las notas frutales de estos vinos se han identificado varios componentes o grupos de componentes implicados en la percepción de su nota frutal:

1.La acción concertada de los esteres etílicos, incluyendo aquí los ramificados recientemente descubiertos, junto con los nor-isoprenoides β-damascenona y γ-ionona, y junto también con el efecto potenciador del DMS, es la responsables de la nota a fruta de baya.
2.La acción concertada de cinco γ-lactonas (octa, nona, deca, undeca y dodecalactonas) que puede ser responsable de las notas a melocotón de algunos vinos tintos españoles y portugueses.
3.La acción concertada del furáneol, homofuraneol, maltol, sotolon, nor-isoprenoides y metional, que puede ser responsable de las notas a guinda y chocolate de algunos vinos tintos.

6. Conclusión

La complejidad del aroma del vino está en consonancia con su complejidad química. Tal y como ocurre en los perfumes más complejos, y en contraste con la mayor parte de los productos aromatizados artificialmente, el aroma del vino es el resultado de interacciones complejas entre muchos componentes químicos con olor. Sólo en algunos casos particulares y sencillos es posible encontrar genuinos compuestos impacto, capaces de transmitir al producto sus características aromáticas más específicas. En los productos más complejos y de mayor calidad, las notas sensoriales aparecen como consecuencia de la acción concertada de muchas moléculas y, de manera sorprendente, en muchos casos estas moléculas se encuentran en concentraciones muy cercanas a su valor umbral. Los resultados mostrados en este trabajo, todavía preliminares en algunos aspectos, muestran sin embargo, que se dispone de la tecnología analítica y de las herramientas conceptuales necesarias para desentrañar y comprender las distintas notas aromáticas y gustativas de los productos más apreciados y por tanto para definir sus vectores de calidad.

1 comentario:

  1. Aprovecho la temática del artículo para comentar que últimamente he probado dos vinos de dos conocidas bodegas, que no son precisamente baratos, que en cuanto comienzan a oxigenarse adquieren progresivamente un característico sabor de fruta licorosa que recuerda mucho al de la Coca Cola. En ambos casos era muy parecido, aunque las uvas con las que se elabora cada uno eran varietales distintas y también su país de origen ¿A qué puede deberse? Porque, aunque agradable, es un tanto excesivo y no me parece muy natural.
    También quisiera comentar que el buscador del blog no funciona desde hace unas pocas semanas. Muchas gracias.

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