jueves, 2 de enero de 2014

Aplicación de pulsos eléctricos de alto voltaje (PEAV) para extraer compuestos aromáticos y fenólicos de los hollejos de uvas


APLICACIÓN DE PULSOS ELÉCTRONICOS DE ALTO VOLTAJE (PEAV) PARA EXTRAER COMPUESTOS AROMÁTICOS Y FENÓLICOS DE LOS HOLLEJOS DE LAS UVAS

Revista “Enólogos”
(ISSN: 1695-7296 – Depósito Legal: 141-99)
Año XIV – Nº 76 – Marzo-Abril 2012 (páginas 44-50)
Suplemento “Investigación y Ciencia”

Piñeiro, Z.; Puertas, B.; Cantos, E. (*)
Puértolas, E.; Alvárez, I.; Raso, J. (**)
(*) IFAPA Centro Rancho de la Merced, Jerez de la Frontera
(**) Departamento Tecnología de Alimentos. Universidad de Zaragoza
zulema.pineiro@juntadeandalucia.es
Comité Científico Revista “Enólogos”: Francisco Pardo Mínguez (coordinador), Fernando Zamora, Juan Cacho,
Purificación Fernández, Félix Yáñez y Belén Puertas.

¿En qué consisten los Pulsos Eléctricos de Alto Voltaje?

El tratamiento de PEAV consiste en la aplicación de campos eléctricos de alta intensidad (entre 2.000 y 40.000 voltios/cm, segun la aplicación) en forma de pulsaciones de corta duración (del orden de microsegundos). El alimento se sitúa entre dos electrodos, el de tierra y el de alto voltaje y entre ellos se genera una diferencia de potencial, lo que hace que se forme en consecuencia un campo eléctrico en el producto.

¿Cómo actúan?

El mecanismo de acción de ésta tecnología es la formación de poros en la membrana celular. La acción del campo eléctrico hace que las cargas de los iones se orienten, comprimiendo y descomprimiendo la membrana. Esto hace que se formen poros, irreversibles o reversibles, según sea la intensidad del campo eléctrico aplicado.

Aplicaciones de los PEAV

Los pulsos eléctricos de alto voltaje tienen dos aplicaciones principales: la extracción de componentes intracelulares de interés en la industria alimentaria, y la pasteurización de productos líquidos.



RESUMEN

Actualmente en Andalucía existe gran interés por la elaboración de vinos tintos. Al tratarse de una zona de clima cálido, con altas temperaturas durante la maduración que dificultan la adecuada acumulación de aromas y compuestos relacionados con el color, surge la necesidad de emplear técnicas alternativas para conseguir incrementar la calidad de los vinos a elaborar.

Puesto que los compuestos determinantes de las principales características organolépticas del vino se concentran fundamentalmente en el hollejo de la uva y su extractabilidad está influenciada por la evolución de la fermentación alcohólica, se ha evaluado el empleo de la técnica de campos eléctricos pulsantes de alto voltaje (PEAV) para incrementar la presencia de antocianos, taninos, y en general de otros compuestos fenólicos, en los vinos resultantes.

Se presentan los resultados obtenidos del tratamiento con pulsos, previamente al encubado, en uvas de la variedad Cabernet Sauvignon. Asimismo se han realizado ensayos de criomaceración, como técnica alternativa también utilizada con la misma finalidad (potenciación de extracción de polifenoles a partir del hollejo), así como de ambas técnicas conjuntamente (pulsos y criomaceración), comparándose los resultados con los obtenidos durante una vinificación convencional.

Si bien los valores de partida de antocianos, taninos e IPT son considerablemente superiores para los vinos con criomaceración, las diferencias entre los distintos ensayos se minimizan durante el transcurso de la fermentación alcohólica, aunque siempre manteniéndose por encima de los valores encontrados en la vinificación convencional.

En general, la técnica de pulsos es la que permite obtener mayores concentraciones de compuestos fenólicos, especialmente de taninos e IPT, mientras que las técnicas que implican criomaceración apenas suponen una ventaja frente a la vinificación convencional.



INTRODUCCIÓN

Hasta mediados de los años noventa en Andalucía se elaboraban, casi exclusivamente, vinos generosos con una graduación alcohólica mínima de 15% volumen. Actualmente la demanda del mercado se orienta más bien hacia vinos jóvenes, con menor graduación, en los que primen las características varietales, fundamentalmente relacionadas con el aroma y el color. Surge por tanto la oportunidad de diversificar la oferta vinícola andaluza mediante el cultivo de nuevas variedades y la puesta en el mercado de vinos de mesa blancos y tintos.

Sin embargo ha de tenerse en consideración que Andalucía se caracteriza por ser una región de clima cálido, en la que se registran unas condiciones climáticas no particularmente favorables para la obtención de vinos tintos de alta calidad. Así, las altas temperaturas que se alcanzan determinan una menor concentración aromática y dificultan la acumulación de los pigmentos responsables del color final de los vinos, entre otras consecuencias.

Durante la vinificación en tinto las uvas permanecen en contacto con el mosto a lo largo de todo el proceso. Además de la transformación de los azúcares en etanol por las levaduras, se producen fenómenos de extracción de distintas sustancias desde la uva al mosto. Entre los compuestos extraídos durante la fermentación, destacan los polifenoles por sus importantes implicaciones en la calidad, al ser determinantes de la estabilidad del color y sabor entre otras características, así como por su potencial efecto beneficioso para la salud.

Puesto que estos compuestos se concentran fundamentalmente en el hollejo de la uva y su solubilidad estará influenciada por la evolución de la fermentación, se han evaluado diversas técnicas de vinificación con vistas a incrementar la presencia de estos compuestos en los vinos y por tanto su calidad.

La aplicación de campos eléctricos pulsantes de alto voltaje (PEAV) es una tecnología de procesado no térmico que está comenzando a ser utilizada en la industria alimentaria. Se fundamenta en la aplicación de un campo eléctrico de alta intensidad y corta duración (pulsos) con vistas a favorecer la difusión de distintos compuestos de interés como consecuencia del aumento de la permeabilidad de las membranas celulares. Estudios previos han demostrado que esta técnica favorece la extracción de compuestos fenólicos durante el proceso de elaboración de vino tinto (Patente ES-P200302802).

La criomaceración es una práctica realizada de forma previa a la fermentación alcohólica, en la que se somete la pasta de vendimia a una bajada brusca de la temperatura (con hielo seco) durante un periodo determinado (entre 2-6 días), favoreciéndose la formación de microcristales en el interior de las células del hollejo y por tanto, la extracción de distintos compuestos de interés (precursores aromáticos, compuestos fenólicos...).

El objetivo final de ambas técnicas es favorecer la difusión de distintos compuestos de interés como consecuencia del aumento de la permeabilidad de las membranas celulares. Por ello se plantea la comparación de los resultados obtenidos con la técnica de PEAV con los de una criomaceración, la combinación de ambas técnicas consecutivamente, así como con una vinificación convencional, estudiando la evolución de los compuestos fenólicos en general, taninos y antocianos, así como su características organolépticas.

Materiales y métodos:

- Material Vegetal: La variedad utilizada ha sido Cabernet Sauvignon, injertada sobre 140-Ru, cultivada sobre terreno de albariza, clásico de la zona, y plantada en 1996. Marco de plantación 2.30 x 1.20 m. Poda en cordón
doble.

- Tratamientos: todos ellos realizados por triplicado.

* Tratamiento testigo: se realiza una vinificación tradicional como testigo de referencia sin tratamientos (CT-CT). Para ello la vendimia despalillada se introduce en depósitos de acero inoxidable dotados de un sistema de control de la temperatura para mantener la temperatura en el entorno de los 24-28ºC, iniciándose la fermentación tras las corrección de pH (3.4-3.5 mediante ácido tartárico), anhídrido sulfuroso (50 mg/kg uva), y la inoculación de levaduras seleccionadas (Actiflore F5, Laffort).

* Tratamiento de PEAV: se realizaron tratamientos de 12 pulsos, con una potencia de 4 kV/cm y con una frecuencia de 16 Hz, aplicados simultáneamente al paso de la pasta a través de la cámara hacia el depósito de fermentación (PULSOS) con flujo continuo de 118 kg/h, mediante un equipo desarrollado en el laboratorio de Tecnología de los Alimentos de la Universidad de Zaragoza. Los testigos correspondientes a estos ensayos (CT-PULSOS), son los mostos obtenidos tras el paso de la pasta de uva por el sistema de PEAV sin aplicar el tratamiento. Posteriormente se procede de igual forma que en el tratamiento testigo, realizándose las correcciones oportunas e iniciándose la fermentación alcohólica tras la inoculación de levaduras seleccionadas.

* Tratamiento de criomaceración: la pasta de uva, tanto la inicial (CRIO), como la previamente pulsada (PULSOS+CRIO), se enfría hasta 2ºC con pellets de nieve carbónica (CO2 sólido), manteniéndose a esta temperatura durante 6 días, dentro de una cámara frigorífica, mediante la adición sucesiva de pellets. Una vez finalizado el tratamiento, se realizaron las correcciones necesarias y la inoculación de levaduras seleccionadas.

Durante el transcurso de las fermentaciones alcohólicas (F.A.) se realizó un seguimiento diario de grado Baumé, densidad y temperatura en todos los ensayos realizados. Una vez finalizada la F.A. (a 0 ºBé y densidad por debajo de 1000 g/cc), se procede al prensado e inoculación de bacterias lácticas (Challenge Easy ML, Sepsa-Enartis) para el desarrollo de la fermentación maloláctica, siguiendo los protocolos habituales de vinificación en tinto.

- Determinaciones analíticas:

Se realizó el análisis diario durante la fermentación de ºBé, densidad, IPT, antocianos y taninos. Igualmente en las etapas de prensado, deslío y embotellado se determinaron además los parámetros masa volúmica, azúcares reductores, acidez total, pH, ácido tartárico, potasio, ácido málico, intensidad colorante, tonalidad, acidez volátil, grado alcohólico, contenido en anhídrido sulfuroso libre y total.

Todas estas determinaciones se realizaron conforme a los métodos comunitarios de referencia
(Reglamento CEE nº 2676/1990).


- Análisis sensorial:

Asimismo tras el embotellado se realizó el análisis sensorial, por un panel de cata formado por 7 catadores
entrenados en el Centro. Para ello se utilizaron fichas de cata en las que se valoró, en una escala del 1 al
10, la puntuación obtenida en diferentes características relacionadas con el aspecto, aroma, gusto y sensación
global.


RESULTADOS

1. Al inicio de la fermentación se establecen claras diferencias entre los contenidos en antocianos de los ensayos con pulsos y sus respectivos testigos, para después estabilizarse, llegando incluso a igualarse para los distintos tratamientos realizados (pulsos, crio, pulsos+crio). La evolución de taninos e IPT es más homogénea, manteniéndose dentro del mismo rango y con claras diferencias respecto al control (CT-CT). Aunque los valores de partida de antocianos, taninos e IPT son considerablemente superiores para los vinos con criomaceración, estas diferencias se minimizan entre los distintos ensayos durante el transcurso de la fermentación alcohólica, si bien la vinificación tradicional y los vinos pulsados continúan ocupando un lugar destacado.

2. A lo largo de las distintas etapas implicadas en el proceso de vinificación puede comprobarse como los parámetros antocianos, taninos e IPT de los distintos ensayos llegan a alcanzar valores muy similares aunque los vinos pulsados siempre ocupan un lugar destacado. Así los vinos pulsados presentan mayor contenido en antocianos hasta el deslío, mientras que las concentraciones de taninos e IPT se mantienen siempre superiores al resto de los ensayos durante todo el proceso.

3. Respecto a los parámetros enológicos característicos no se encuentran diferencias apreciables con la vinificación tradicional, es decir, ni el tratamiento de PEAV ni el de Criomaceración influyen negativamente en dichos parámetros.

4. En cata, se aprecian claras diferencias visuales entre los vinos sometidos a los distintos tratamientos y la vinificación tradicional. En general destacan por su intensidad de color los vinos obtenidos mediante la combinación de pulsos y criomaceración. En cuanto a la sensación en boca todas las técnicas ensayadas superan a la vinificación tradicional en taninos suaves, taninos verdes y amargor. Para el resto de parámetros evaluados no se detectan apenas diferencias entre la vinificación tradicional y las técnicas
evaluadas. A nivel de intensidad aromática se detectan leves variaciones en los matices vegetal y afrutado.

CONCLUSIONES

La técnica de PEAV es la que permite obtener mayores concentraciones de compuestos fenólicos en general. Aunque si bien respecto a los antocianos los resultados no son especialmente destacables, los valores de taninos e IPT resaltan claramente, mientras que las técnicas que implican criomaceración apenas suponen una ventaja frente a la vinificación convencional.

En consecuencia la técnica de PEAV sería una alternativa válida en climas cálidos para emplear en la vinificación de variedades con poco color, como la Garnacha, así como para la obtención de vinos rosados.

BIBLIOGRAFÍA

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[8] Reglamento (CEE) No 2676/90 de la Comisión de 17 de septiembre de 1990 por el que se determinan los
métodos de análisis comunitarios aplicables en el sector del vino.

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