Compostos nitrogenados do vinho: fatores envolvidos na formação de aminoácidos e aminas biogênicas

A presença de aminas biogênicas em alimentos é considerada um ponto crítico na segurança alimentar, dada a sua implicação nos fenômenos de intoxicação dos consumidores. Em razão das  às vias metabólicas de formação desses compostos estarem relacionadas com a atividade microbiana presente no meio, os vinhos são produtos que apresentam quantidades relativamente grandes destes compostos. A formação de aminas biogênicas nos vinhos tem sido um grave problema enfrentado pela maioria das vinícolas. Embora ainda não existam limites legais da concentração destes compostos nos vinhos, muitos países europeus desenvolveram suas próprias restrições, principalmente no que diz respeito à histamina. Portanto, além dos prejuízos à saúde humana e às características organolépticas dos vinhos, concentrações elevadas de aminas biogênicas também podem gerar prejuízos econômicos, visto que existe a possibilidade de embargos comerciais por parte destes países quando os vinhos apresentarem concentrações de aminas biogênicas acima dos limites preestabelecidos. Dessa maneira, faz-se necessário um melhor entendimento dos processos envolvidos na formação destes compostos nas uvas, mostos e vinhos, de modo que possamos reduzir ao máximo sua formação. Palavras-chave: Aminoácidos. Aminas Biogênicas. Vinhos. Uvas

Impact of yeast on the characteristics of Sauvignon Blanc wines from the Campanha Gaúcha Region

The objective of this work was to evaluate the effect of different commercial strains of Saccharomyces cerevisiae on the characteristics of Sauvignon Blanc wines produced in the Campanha Gaúcha region. The must obtained by mechanical destemming and crushing was treated with 150 mg L of potassium metabisulfite and pectolitic enzymes and subject to enzymatic hidrolisis and débourbage for 24h00 at 4°C. The must was divided into glass fermenters of 4,6 L, in triplicate for each of the four treatments, which were defined by the inoculation of 25g hL-1 of dry yeast: T1 - Zymaflore X5® (Laffort, Bordeaux, France); T2 - AWRI 796 (AB Biotek, Sydney, Australia); T3 - Maurivim PDM (AB Biotek, Sydney, Australia); T4 - 50% Zymaflore X5® + 50% AWRI 796. The wines were analyzed, regarding: ethanol; reducing sugars; total acidity; volatile acidity; pH; dry matter; and ash. The most significant differences were observed in: ethanol; reducing sugars; pH; dry matter. Among the treatments inoculated with single strains, T1 showed higher ethanol and lower reducing sugars content. T3 presented results similar to T1. T2 resulted in higher content of reducing sugars and consequently lower ethanol levels. The mixed fermentation (T4) achieved the lowest levels of reducing sugars among the treatments. It suggests that mixed fermentations could be an alternative to produce drier wines

Nitrogen compounds in wine: factors involved in formation of amino acids and biogenic amines

The presence of biogenic amines in foods is considered a turning point in food safety, given their involvementin food poisoning. Due to the metabolic pathways, formation of these compounds are related to microbialactivity, which makes wines products with relatively large amounts of these compounds. The formationof biogenic amines in wines has been a serious problem faced by most wineries. Although there are nolegal limits on the concentration of these compounds in wines, many European countries have developedtheir own restrictions, especially with regard to histamine. Therefore, besides the damage to human healthand organoleptic characteristics, high concentrations of biogenic amines can cause economic losses, oncethat there is the possibility of embargo of parts of those countries where the wines have concentrations ofbiogenic amines above the legal limits

Nuevas tecnologías vitícolas y enológicas para la obtención de vinos de calidad.

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan las bodegas en la actualidad es la gran competencia existente en el mercado del vino. Los consumidores, cada vez más implicados y exigentes, se ven abrumados ante la gran oferta de vinos, bastante uniforme, que el mercado actual les ofrece. Afortunadamente, en la actualidad los vinos que salen al mercado tienden a priorizar la calidad, sin embargo la calidad por sí sola no basta ante un mercado tan competitivo y voraz. Por tanto, la necesidad de atraer la atención del consumidor resulta de vital importancia para cualquier empresa vinícola. Ante este panorama, uno de los principales retos de las bodegas es buscar elementos diferenciadores como herramienta eficaz para diversificar sus productos y desmarcarse así de sus competidores de una forma clara y efectiva. De un tiempo a esta parte, muchas han sido las innovaciones tecnológicas que se han ido introduciendo en la elaboración de los vinos con el fin de conseguir esta diferenciación. Así por ejemplo se han utilizado nuevas técnicas de vinificación, se han recuperado uvas de variedades autóctonas de la zona o variedades menos usuales, y además también se ha producido el reemplazo de cultivos iniciadores comerciales por levaduras indígenas específicas de cada región vitivinícola. Todo ello con el fin de obtener vinos distintos que sobresalgan del resto y aporten sensaciones diferentes a un consumidor cada vez más exigente y abierto a innovaciones sensoriales. En este sentido, el planteamiento de la presente Tesis Doctoral fue la introducción de nuevas técnicas en distintas etapas de la elaboración del vino, desde la viña hasta la crianza, pasando por la propia vinificación, con el fin de obtener vinos de calidad y con caracteres diferenciadores. Siguiendo el orden propio de cualquier vinificación, la Tesis se ha dividido en tres capítulos, el primero se centra en prácticas vitícolas, el segundo en el proceso de vinificación y, finalmente el tercero en la etapa de crianza. En el Capítulo I se utilizaron subproductos de esquisto pirobituminoso como alternativa al uso de fertilizantes tradicionales en el abonado de viñedos brasileños. Este trabajo se desarrolló en Brasil, como parte de la formación del doctorando para acceder al Doctorado Internacional. En Brasil, la acidez de los suelos y los bajos niveles de fósforo son algunas de las principales limitaciones edáficas en la producción de uvas de calidad, por lo que la técnica del encalado de los suelos es communmente utilizada por los viticultores brasileños (MELO, 2006). El material más utilizado es la cal agrícola o calcita, compuesta principalmente por carbonato de calcio y, obtenida a partir de rocas de caliza (CAMPILLO & SADSAWKA, 1999). En la actualidad el 69 % de los fertilizantes utilizados en Brasil provienen de importaciones, generando un mayor coste de producción (ANDA, 2010). Esta situación nos lleva a investigar en el desarrollo de alternativas basadas en la utilización de productos nacionales, localizados más cercanos a las zonas de producción, lo que llevaría a una disminución del coste de producción y a una mayor estabilidad de la cadena productiva. El uso de los subproductos del esquisto pirobituminoso, entre los que se encuentra la caliza de esquisto y los denominados ¿finos de esquisto¿, han demostrado su eficacia en agricultura para la corrección de la acidez de los suelos y el aporte de algunos nutrientes para las plantas (MESSIAS, 2011; CHAVES & VASCONCELOS, 2006), lo que nos hizo plantearnos su utilización en los viñedos. Siguiendo con el orden lógico de elaboración del vino, en el Capítulo II se decidió intentar incrementar la calidad de vinos blancos obtenidos de variedades de uva neutras, mediante maceración prefermentativa con hollejos blancos liofilizados. Estos hollejos blancos liofilizados se obtuvieron de subproductos de vinificación en blanco, es decir, de los orujos generados por la bodegas. La gestión de los residuos generados por las bodegas es uno de los principales problemas de la industria enológica, principalmente en países como España. Según la Organización Internacional de la Viña y el Vino (OIV, 2011), España ocupa el primer lugar en superficie de viñedos plantados, con aproximadamente 1,01 millones de hectáreas y el cuarto lugar en producción de uvas, con cerca de 6,11 millones de toneladas. De entre las regiones productoras, merece especial mención la región de Castilla La-Mancha por poseer más del 50 % del total de viñedos españoles. Alrededor del 80 % de la producción nacional es procesada por la industria vinícola para la obtención de vinos o bien por la industria de bebidas no alcohólicas para la producción de zumos, generando por tanto, una cantidad de residuos nada despreciable (KRAMMERER et al., 2004). El orujo de uva es un producto altamente perecedero y debido a los enormes volúmenes de residuos generados durante la temporada de vendimia, la utilización de los orujos de uva fresca es inviable, por lo que requiere un método adecuado de conservación o uso apropiado. Una de las opciones de mayor valor es la recuperación de los componentes bioactivos, que podrían ser utilizados en otras industrias, como la farmacéutica o la alimentaria. En particular, los residuos de la bodega son una fuente importante de polifenoles, sin embargo, el potencial aromático de las uvas, concentrado principalmente en los hollejos, no puede ser olvidado. Concretamente, en la vinificación en blanco, este potencial, en muchos casos, no es suficientemente explotado, ya que los hollejos se descartan en las primeras etapas del proceso de elaboración del vino, pasando a formar parte de los orujos. Aunque los polifenoles son altamente reactivos, debido a su carácter no volátil, su recuperación en forma de extractos a partir de los orujos es relativamente sencilla. Sin embargo, la obtención de extractos ricos en compuestos volátiles está muy condicionada a la técnica de extracción empleada, la cual puede modificar profundamente el perfil volátil de los mismos. Por este motivo, el secado se plantea como una alternativa para el aprovechamiento del potencial, tanto volátil como polifenólico, presente en los orujos. Finalmente, en el Capítulo III se aborda la problemática de la etapa de crianza., ya que a pesar de las diversas innovaciones tecnológicas introducidas por las bodegas durante la elaboración del vino, hay determinadas etapas donde dichas innovaciones no han sido tan notables. Un ejemplo de ello, es la etapa de crianza la cual se sigue llevando a cabo, única y exclusivamente, mediante el contacto del vino con madera de roble, bien con la utilización de barricas o mediante el uso de virutas. El proceso de crianza es esencial a la hora de obtener vinos de calidad. Esta etapa, aparentemente sencilla, entraña una gran complejidad ya que muchos son los cambios producidos en las características organolépticas de los vinos de crianza, los cuales pueden mejorar su calidad o por el contrario pueden suponer su deterioro. Por tanto, el conocimiento y control de todos estos cambios se hace imprescindible para la obtención de vinos de crianza de calidad (DEL ÁLAMO, et al., 2004). El excesivo y único uso de la madera de roble en procesos de crianza está ocasionando un agotamiento importante en las principales zonas productoras de robles aptos para usos enológicos, al mismo tiempo que provoca una homogeneidad en la oferta vinícola actual. Por lo que llegados a este punto, la búsqueda de nuevas alternativas a la madera de roble cobra especial interés. A la hora de elegir una madera para llevar a cabo la crianza de un vino, es necesario tener en cuenta diversos aspectos, entre los que destacan su composición química, tanto en compuestos volátiles como en polifenoles, y sus propiedades mecánicas, que permitirán su transformación en barricas. En este sentido, la madera de castaño se presenta como una buena alternativa a la crianza en madera de roble, por lo que en el Capítulo III se estudiaron las aptitudes enológicas de la madera de castaño para la crianza de vinos tintos de la variedad Tempranillo. Por todo ello, el objetivo principal de este trabajo de investigación ha sido el de aportar a la comunidad enológica nuevas tecnologías para la obtención de vinos de calidad. Con este propósito, fue evaluada la composición volátil, polifenólica y nitrogenada de los vinos de la variedad Cabernet Sauvignon provenientes de viñedos brasileños tratados con subproductos del esquisto pirobituminoso, también fue verificada la influencia de la maceración prefermentativa con hollejos deshidratados de uvas blancas en la composición química y sensorial de los vinos blancos obtenidos a partir de variedades neutras y por fin, fue demostrado el potencial enológico de la madera de castaño en la crianza de los vinos tintos de la variedad Tempranillo. 2. CONTENIDO DE LA INVESTIGACIÓN 2.1. Los subproductos del esquisto pirobituminoso como alternativa al uso de fertilizantes tradicionales en el abonado de viñedos brasileños. Estudio de la composición polifenólica, aromática y nitrogenada de los vinos. La alta acidez y los bajos niveles de fósforo son algunas de las limitaciones impostas por los suelos brasileños al cultivo de la vid (MELO, 2006). De esta manera, es común por parte de los viticultores el uso de las técnicas de encalado. Esta técnica está basada en la aplicación de formulados básicos al suelo, ricos en carbonatos de calcio, que neutralizan la acidez y mejoran las características físico-químicas de los mismos, posibilitando un mejor desarrollo por parte de las plantas (BERNIER & ALFARO, 2006). Por otro lado, grande parte de los fertilizantes utilizados por la agricultura brasileña proviene de importaciones. Esta dependencia por los insumos internacionales para suplir la demanda interna, genera mayores costes de producción y riesgos de inestabilidad del sector. En ese sentido, el uso de los subproductos del esquisto pirobituminoso pode ser una alternativa para la agricultura brasileña, en parcial sustitución de los fertilizantes tradicionales. El esquisto pirobituminoso es una roca oleífera que presenta grandes cantidades de hidrocarburos diseminados en su medio mineral y que forman un complejo orgánico denominado querógeno, que se descompone térmicamente produciendo aceite semejante al petróleo (HACHIRO, 1997). Durante la extracción y el procesamiento del esquisto son generados inúmeros subproductos, entre los cuales, la caliza de esquisto y los finos de esquisto son de gran importancia. La caliza de esquisto es una roca considerada como estéril desde el punto de vista de producción de aceite, por lo que durante la minería del esquisto pirobituminoso es realizada una labra selectiva, separando las camadas de caliza de esquisto de las lentes de esquisto pirobituminoso ricas en querógeno y que serán utilizadas en el procesamiento. Ya durante el procesamiento, una parcela de esquisto pirobituminoso es perdida al desplazarse por el interior del parque industrial, eso forman los denominados finos de esquisto. Por la gran cantidad de subproductos generados durante la industrialización del esquisto, PETROBBRÁS, detenedora de los derechos de explotación del esquisto en Brasil, implantó un proyecto denominado ¿Xisto Agrícola¿, en conjunto con EMBRAPA y IAPAR, con el objetivo de identificar, desarrollar y evaluar nuevos insumos para el uso en la agricultura brasileña, con el enfoque en los sistemas de producción integrada y a los formatos agroecológicos, que presentan eficacia agronómica, seguridad ambiental y calidad y seguridad alimentaria, por medio de la utilización de los subproductos del procesamiento del esquisto como materia prima para la elaboración de nuevos insumos. En ese sentido, decidimos evaluar la utilización de los subproductos del esquisto pirobituminoso en el abonado de viñedos brasileños compuestos por la variedad Cabernet Sauvignon y sus efectos en las características químicas y sensoriales de los vinos, durante las vendimias de 2010 y 2011. Por un lado, testamos en un viñedo diversas concentraciones de caliza de esquisto, en la forma simples o en conjunto con las calizas convencionales. Por otro lado, testamos en otro viñedo de la misma variedad, lo que llamamos de matrices MBR. Esas matrices son formulaciones que posee en si constitución dosis de caliza de esquisto y finos de esquisto. Los resultados obtenidos en ambos los experimentos muestran que no hube diferencias significativas en la fracción de los compuestos aromáticos, polifenólicos y nitrogenados de los vinos provenientes de uvas tratadas con alguna fuente de abonado alternativa cuando estos son comparados con los vinos provenientes del control (sin la adicción de abonado). Con estos datos, podemos concluir que la utilización de los subproductos del esquisto pirobituminoso puede ser una alternativa a la fertilización tradicional de los viñedos brasileños, pues en nuestro caso, no modificaron su composición química. Sin embargo, estudios más detallados, con la evaluación de un mayor número de vendimias y en más de una región productora, hace necesario principalmente para disminuir el efecto del ambiente en la composición química de los vinos. 2.2. Aprovechamiento de subproductos de la vinificación para incrementar la calidad de los vinos blancos. El orujo de las uvas es el principal residuo producido por la industria vitivinícola. Está compuesto en gran parte por los hollejos, semillas y raspones, que en conjunto equivalen a aproximadamente 13% del total de uvas procesadas (TORRES & BOBET, 2011). Según algunas estimativas, son producidas en España aproximadamente 530 mil toneladas de orujos todos los años. En el continente europeo, esa producción pode llegar alrededor de las 14,5 millones de toneladas, lo que ha sido convertido en un gran problema para la industria del vino (NEGRO et al., 2003). Si no es tratado con eficacia, los orujos de las uvas poden iniciar una serie de peligros ambientales con efecto perjudicial sobre la fauna y la flora (SPIGNO et al., 2007). Las soluciones de taninos y otros compuestos de los orujos que son lixiviados causan la contaminación del suelo y del agua subterránea. Por otro lado, estos niveles relativamente altos de compuestos fenólicos poden ser responsables por la inhibición de la germinación de las semillas (NEGRO et al., 2003). Además, grandes cuantidades de orujos de la uva expuestos al aire libre causan malos olores y atraen insectos y plagas que fácilmente poden causar enfermedades (ARVANITOYANNIS et al., 2006). Por todo ello, los orujos de las uvas no pueden simplemente ser desechados en cualquier lugar y mucho menos sin tratamiento previo, lo que se ha convertido no apenas en un importante problema económico para los viticultores, sino también un significativo problema ambiental. A pesar del carácter contaminante descrito anteriormente, el alto contenido de compuestos fenólicos y otros compuestos bioactivos presentes en los orujos de las uvas han despertado el interés de la comunidad científica debido a los efectos favorables de estas sustancias para la salud humana (ROCKEMBACH et al., 2012). A pesar de las diferentes operaciones de procesamiento de las uvas con el objetivo de extraer la mayor cantidad de sustancias aromáticas y de color, los hollejos que componen el orujo no están totalmente agotados. De hecho, estos hollejos aun contienen una cantidad considerable de sustancia bioactivas, tales como antioxidantes, pigmentos, vitaminas y compuestos aromáticos (CASAZZA et al., 2012). De esta forma, los orujos de las uvas presentan una gran capacidad de reutilización y una rica fuente de diversos compuestos con alto valor añadido, que pueden ser utilizados en la industria agroalimentaria para la fabricación de suplementos dietéticos, en la agricultura, para la fabricación de fertilizantes y biocombustibles, en la industria farmacéutica, para la fabricación de fotoquímicos, entre otros (RODRIGUEZ-RODRIGUEZ et al., 2012). Recientemente, algunos estudios evaluaran la utilización de los hollejos provenientes de los residuos de la elaboración del vino y del mosto en la mejoría de las características químicas y sensoriales de los vinos, siendo que los resultados indican el potencial de liberación de compuestos de aroma y del color, lo que apunta esta técnica innovadora y sostenible como una herramienta eficaz en la mejora de los parámetros de cualidad de los vinos (PEDROZA et al., 2011; 2012; 2013). Sin embargo, es necesario tener en mente dos aspectos. Por un lado, los orujos son productos altamente perecederos y debido a los enormes volúmenes de residuos generados durante la vendimia, su utilización fresca es prácticamente inviable, por lo que requiere un método adecuado de conservación. Por otro lado, aunque la extracción de los compuestos fenólicos sea fácilmente obtenida, la volatilidad de los compuestos de aroma hace con que su obtención en forma de extractos sea mucho más costosa y compleja, además de que las condiciones de extracción podrían modificar profundamente su composición. En este sentido, la deshidratación presentase como una alternativa para el aprovechamiento del potencial aromático y de color de los residuos de la vinificación, concentrados principalmente en los hollejos de las uvas. Además, posibilita la utilización de estos residuos deshidratados en periodos fuera de la época de vendimia, rompiendo la estacionalidad de su utilización. Con la finalidad de seleccionar un método de secado adecuado para la deshidratación de los hollejos frescos de uvas blancas, fue realizado un estudio preliminar sobre el efecto de diferentes métodos de secado en la cualidad del aroma de los hollejos de las uvas de la variedad Moscatel. Concretamente los tratamientos utilizados fueron tres: secado en estufa a 30°C, secado en estufa a 45°C e liofilización. Para la realización de este estudio preliminar, fueron seleccionados 10 compuestos volátiles pertenecientes a tres familias químicas diferentes (alcoholes y aldehídos C6, terpenos y compuestos furánicos). Los resultados muestran que la cantidad de compuestos volátiles en los hollejos de las uvas frescas disminuye considerablemente durante el secado en estufa a 45°C y 30 °C, con pérdidas de 35,9% y 38,9%, respectivamente. Sin embargo, en las muestras liofilizadas, las pérdidas fueron mucho menores, entorno de 4,7%. Además, las muestras secas en estufa presentaron mayores concentraciones de compuestos furánicos que las liofilizadas. Esto importante incremento de compuestos furánicos durante el secado en estufa, juntamente con la diminución de los terpenos y alcoholes y aldehídos de 6 átomos de carbono, ponen de manifiesto el gran potencial de la liofilización para la deshidratación de los hollejos de uvas blancas. Posteriormente, con el objetivo de conocer el real potencial de la liofilización para la obtención de hollejos de uvas deshidratadas con calidad, fue decidido realizar un estudio más amplio sobre el efecto de esta técnica de secado en los compuestos volátiles y fenólicos de los hollejos de uvas blancas de la variedad Moscatel. Igualmente al estudio preliminar, la cantidad total de compuestos aromáticos en los hollejos frescos disminuyo levemente durante la liofilización, con pérdidas de 5,5 % e incrementaran ligeramente la cantidad de compuestos furánicos. Ya con relación a los compuestos fenólicos, no fueron identificadas diferencias en sus concentraciones entre los hollejos frescos y liofilizados, lo que demuestra las ventajas de esta técnica para obtener un producto deshidratado con calidad similar al original. Finalmente, los hollejos liofilizados de uva Moscatel, obtenidos de los subproductos de la vinificación, fueron utilizados para incrementar la calidad de los vinos blancos elaborados a partir de uvas Vitis vinífera de la variedad Airén, una uva blanca considerada neutra. Para ello, los vinos fueron obtenidos mediante la maceración prefermentativa del mosto Airén con hollejos de uvas Moscatel frescos y liofilizados, utilizando como control el vino obtenido de la fermentación del mosto Airén sin maceración. La evaluación de los compuestos aromáticos hecha en estos vinos mostró un alto contenido de compuestos terpénicos tanto en vinos macerados con hollejos fresco como liofilizados. Los terpenos son compuestos característicos de la variedad Moscatel y como era de esperar, el vino control, solamente aparecieron algunos de estos compuestos en cantidades trazas. Otro hecho importante observado en los vinos fermentados con la maceración de hollejos frescos y liofilizados fue un incremento de algunos ésteres etílicos, como el butirato de etilo y hexanoato de etilo. Ambos compuestos juegan un papel importante en el aroma de los vinos y son considerados especialmente importantes en el aroma de los vinos blancos elaborados con variedades neutras, debido a su influencia en las notas aromáticas afrutadas, muy apreciadas en estos vinos. El análisis de compuestos fenólicos y los parámetros del color de los vinos no demuestran diferencias significativas entre los tratamientos. Estos resultados comprueban que la maceración prefermentativa con hollejos no supone una variación en la coloración de los vinos blancos. En cuanto al análisis sensorial, el contacto con los hollejos Moscatel, tanto liofilizados como frescos, produjeron un moderado incremento en las notas afrutadas (albaricoque, melocotón) y en el aroma fresco, observándose una mayor contribución al aroma floral y a notas cítricas. Estos atributos son principalmente atribuidos a los compuestos terpénicos y a los ésteres etílicos. En la comparación entre los vinos macerados con hollejos frescos y liofilizados, no fueron encontradas diferencias, lo que comprueba el potencial de la liofilización como técn

Nitrogen Critical Level in Leaves in ‘Chardonnay’ and ‘Pinot Noir’ Grapevines to Adequate Yield and Quality Must

The nitrogen (N) critical level in leaves and maximum technical efficiency (MTE) doses contribute to the grape yield, must quality, and fertilizers rationalization. This study aimed to define sufficient ranges and critical levels in leaves and maximum technical efficiency doses to obtain high yields and quality must in grapevines grown in sandy soil in a subtropical climate. ‘Chardonnay’ and ‘Pinot Noir’ grapevines were subjected to the annual application of 0, 10, 20, 40, 60, and 80 kg N ha−1 in a vineyard. The nitrogen concentration in leaves at flowering and veraison, grape yield and grape must chemical parameters (total soluble solids—TSS, total titratable acidity—TTA and total anthocyanins—TA) were evaluated. The N critical level in leaves at flowering was different between grapevines cultivars, but this was not observed in leaves at veraison. It was possible to estimate MTE for ‘Chardonnay’ grapevines, in the evaluated growing seasons. In the range of higher probability of the N critical level in leaves, the TSS and TTA variables showed opposite responses, for both cultivars. This study proposes different N critical levels for red and white grapevines, in a subtropical climate