Empleo de Torulaspora delbrueckii cepa NSTD para incremento sensorial de vinos.
Departamento Técnico Agrovin S.A
En AGROVIN somos conscientes de que los cambios en el clima están influyendo en la enología moderna, haciendo necesario un desarrollo de productos acordes con las uvas del siglo XXI. En los últimos años se vienen observando ciertos cambios en el proceso de maduración de la uva. Existe una tendencia a que se produzca un desfase entre la madurez en el contenido en azúcares, más temprana y la madurez de aromas y polifenoles, más tardía. De manera que resulta difícil determinar el punto óptimo de cosecha ya que si tenemos el grado probable adecuado, todavía no se ha alcanzado la máxima intensidad aromática y los taninos todavía son verdes. Este desfase supone un reto para los enólogos, ya que el consumidor prefiere vinos de aroma intenso y fresco, taninos maduros y menor grado alcohólico.
Hay que tener el cuenta que el contenido en nitrógeno en la uva depende del suelo, del cultivo, de la fertilización e irrigación, de la carga, de la variedad y por supuesto del año meteorológico. Son particularmente importantes las condiciones ambientales del verano antes y durante el envero. Años lluviosos en primavera pero de veranos muy secos, dan lugar a una menor concentración de nitrógeno en la uva.
La composición nitrogenada de la uva es un factor esencial para desarrollar las aptitudes cualitativas de los vinos. Sobre ella se soporta la intensidad de la actividad microbiológica durante la fermentación alcohólica. Las necesidades de nitrógeno se acentúan cuando la concentración de azúcares de las uvas es alta, ya que hacen falta más generaciones de levaduras para consumirlos en su totalidad, por lo que su demanda de nitrógeno es mayor. Los últimos gramos de azúcares son fermentados por una población al límite de supervivencia, en un medio muy alcohólico, que si carece de los recursos nitrogenados necesarios no puede llevar su labor hasta el final.
Por otro lado, la distribución de nitrógeno en la baya es heterogénea y variable en función de las condiciones de cultivo. La mayor parte de los compuestos nitrogenados están localizados en el hollejo (50-55%), repartiéndose entre pulpa y pepitas el resto. En el envero se incrementa el contenido de sustancias nitrogenadas, valor que va disminuyendo a lo largo de la maduración. En uvas sobremaduras vendimiadas buscando esa madurez fenólica y aromática, que con el cambio climático es mas tardía, la fracción nitrogenada disminuye drásticamente, y las fermentaciones de estas uvas son propensas a problemas fermentativos, no solo por la concentración de azúcares, sino por el desequilibrio entre estos y la fracción nitrogenada.
Efecto sensorial de la nutrición orgánica.
Génesis de aromas fermentativos: Los aminoácidos son la base de compuestos volátiles producidos por las levaduras. Un tercio de los alcoholes superiores se producen durante el inicio de la fermentación alcohólica a partir de los aminoácidos. La esterificación de estos alcoholes origina aromas frutales que aportan complejidad y longevidad al vino.
Incremento de aromas varietales: Los aminoácidos (presentes en nutrición orgánica) también acentúan la complejidad aromática, incrementando los registros varietales. Una buena nutrición nitrogenada redunda en la óptima actuación de las enzimas (proteínas) responsables de la liberación de precursores aromáticos presentes en la uva: ß-glicosidasas y ß-liasas incrementando los registros varietales del vino.
La expresión aromática varietal está ligada a la presencia de tioles varietales, mas allá de las variedades denominadas tiólicas (Sauvignon Blanc, Verdejo), que contribuyen al carácter varietal en vinos de todas las variedades de uva tanto blancas como tintas.
Los tioles varietales 4MMP, 3MH y 3MHA son aromas determinantes en vinos blancos y tintos, debido a que, a pesar de su escasa concentración en el vino, tienen un bajo umbral de percepción sensorial. En la uva, estos tioles existen conjugados con aminoácidos, en una forma no volátil. Las levaduras son capaces de internalizar estos precursores, escindirlos gracias a su actividad β-liasa y liberar los correspondientes tioles volátiles.
En este contexto, se ha observado que la mayoría de las cepas de Saccharomyces cerevisiae, solo liberan un 10% como máximo de estos precursores tiólicos bajo condiciones de fermentación. Esta ineficiencia enzimática nos ha llevado a investigar la capacidad de liberación de tioles varietales en diferentes especies no-Saccharomyces.
Dentro de la acepción No-Saccharomyces, se engloban diferentes géneros y especies de levaduras presentes en el proceso natural de elaboración de vino y diferentes de la especie fermentativa por excelencia que es Saccharomyces cerevisiae.
En los últimos años, el sector enológico se ha volcado hacia la utilización de los recursos que ofrece esta diversidad biológica. Hoy en día se conoce que las propiedades beneficiosas de estos microorganismos deben puntualizarse a nivel de cepa, no de especie.
En ese ámbito, la cepa de Torulaspora delbrueckii NSTD, posee unas inusitadas características sensoriales, demostradas a lo largo de varios años de investigación. Pero además esta cepa, a diferencia de otras cepas de su misma especie, tiene una gran prevalencia en fermentación alcohólica.
Estudios preliminares con T. delbrueckii NSTD mostraron que esta cepa es capaz de terminar completamente los azúcares presentes en el mosto, aunque necesitaron más tiempo que las cepas de S.cerevisiae, dejando solo algunos azúcares residuales a 16°C en algún caso. Respecto a compuestos de interés al final de la fermentación, cabe destacar que T. delbrueckii NSTD produce cantidades significativamente menores de ácido acético que S. cerevisiae, debido a su capacidad de fermentar azúcares lentamente.
Todo ello apunta la posibilidad del empleo conjunto de NSTD en cultivo mixto desde un inicio, juntamente con la cepa de S. cerevisiae deseada, permitiendo incrementar los registros sensoriales del vino.
Viniferm NSTD de Agrovin aporta complejidad e intensidad aromática
Desde Agrovin evaluamos desde hace décadas los efectos provocados por el cambio climático en la uva, analizando todas y cada una de las circunstancias en las que se producen en las diversas zonas vitivinícolas para ofrecer soluciones adaptadas a cada bodeguero, con el objetivo de ayudarles a mejorar la calidad de sus vinos, y obteniendo en cada caso, el tipo de vino que quieren conseguir.
Para ello hemos desarrollado la levadura No Saccharomyces Viniferm NSTD de Agrovin, una cepa de Torulaspora delbrueckii seleccionada por su aptitud en la mejora sensorial de los vinos. Gracias a esta levadura conseguimos un incremento de complejidad en los registros aromáticos del vino, al mismo tiempo que se intensifican las cualidades varietales. Destaca por su fuerte impacto gustativo, que acentúa las sensaciones de volumen y untuosidad en boca, limando sensaciones de astringencia y prolongando el postgusto.
La cepa NSTD incrementa el carácter varietal debido a su potente actividad β-liasa (Figura 1), que se manifiesta en la liberación de precursores tiólicos. De entre estos, destaca NSTD por la producción de 4-mercapto-metil-pentanona (4MMP), descriptores asociados a notas de boj o flor de retama.
Figura 1. Actividad β-liasa de distintas levaduras no-Saccharomyces. Distintas cepas de la misma especie manifiestan diferente actividad enzimática β-liasa. Destaca la actividad B-liasa de la cepa de Torulaspora delbrueckii Viniferm NS-TD. Belda et al. (2006) [4].
Las cepas Saccharomyces de carácter tiólico son productoras de mercapto hexanol (3MH o 3SH) o su acetato (3MHA o 3SHA), de característicos aromas frutales (pomelo, maracuyá). Por ello la combinación de Saccharomyces de carácter tiólico en cultivo mixto con la cepa de Torulaspora delbrueckii NSTD, implica un incremento global de los descriptores tiólicos característicos (Figura 2).
Figura 2. Concentración de tioles, 3MH y 4MMP (ng/L), tras la fermentación empleando S. cerevisiae y en combinación con la cepa NSTD. Belda et al. (2006) [1]. ScD: Viniferm Diana ScR: Viniferm Revelación Td…D: Cultivo mixto: Viniferm NS-TD + Viniferm Diana Td…R: Cultivo mixto: Viniferm NSTD + Viniferm Revelación
En este trabajo se estudia el efecto que tiene una cepa industrial de Torulaspora delbrueckii Viniferm NSTD en la producción de tioles durante la fermentación de vinos blancos, y su impacto en el perfil sensorial del vino.
Se observa que las cepas de Saccahromyces cerevisiae Viniferm Diana y sobre todo Viniferm Revelación, seleccionadas ambas por su elevada actividad ß-liasa, son capaces de liberar una importante concentración de 3MH (3SH), de registros sensoriales tropicales y frutas de hueso que incrementan el carácter frutal.
Cuando se combina la actividad de estas cepas con de T. delbrueckii Viniferm NSTD se produce además un fuerte incremento en la concentración del tiol 4MMP (4MSP) con un impacto directo en el perfil aromático de los vinos, incrementando la intensidad y el carácter varietal con notas florales y herbáceas de carácter positivo (Figura 3).
Figura 3. Fermentación sobre mosto Verdejo, empleando S. cerevisiae ó en combinación con la cepa Viniferm NSTD. Belda et al. (2006) ScD: Viniferm Diana; ScR: Viniferm Revelación; Td…D: Viniferm NSTD + Viniferm Diana ; Td…R: Viniferm NSTD + Viniferm Revelación La combinación de la cepa de Torulaspora dellbrueckii (Viniferm NSTD) y Saccharomyces de carácter tiólico (Viniferm Diana ó Viniferm Revelación) en cultivo mixto ó secuencial, implica un incremento global de los descriptores tiólicos característicos. Respecto a compuestos de interés al final de la fermentación cabe destacar que T. delbrueckii produce cantidades significativamente menores de ácido acético que S. cerevisiae, debido a su capacidad de fermentar azúcares lentamente. La actividad combinada de Viniferm NSTD con una cepa de Saccharomyces cerevisiae, reduce el grado alcohólico adquirido. Se produce un aumento en el contenido en polisacáridos del vino, particularmente manoproteínas, lo que incrementa la sensación de volumen en boca.
Los resultados muestran la capacidad de T. delbrueckii Viniferm NSTD para aumentar la concentración de tioles varietales en los vinos, en fermentaciones conjuntas con S. cerevisiae. La aplicación de NSTD en cultivo mixto supone además un incremento del contenido en ésteres fermentativos, intensificando los registros florales (Figura 4).
Figura 4. Concentración ésteres fermentativos (mg/l), tras la fermentación empleando levaduras S. cerevisiae y en combinación con la cepa NSTD. Belda et al. (2006) [1]. ScD: Viniferm Diana ScR: Viniferm Revelación Td…D: Cultivo mixto: Viniferm NS-TD + Viniferm Diana Td…R: Cultivo mixto: Viniferm NSTD + Viniferm Revelación. Al combinar la cepa de levadura Saccharomyces cerevisiae con la cepa Viniferm NSTD se produce un aumento en el contenido final de ésteres fermentativos.
Viniferm NSTD. Estructura en boca y profundidad en el postgusto.
Se produce un aumento en el contenido en polisacáridos del vino, particularmente manoproteínas (Figuras 5 y 6), lo que incrementa la sensación de volumen en boca. Ese aumento en polisacáridos también interviene en la estabilización temprana de la materia colorante y reduce la astringencia.
Figura 5. Aumento del índice de etanol, que refleja la cantidad de taninos combinados con polisacáridos. A mayor valor la estabilidad de materia colorante lo será también , y menor la astringencia. Belda et al. (2006) [1]. ScD: Viniferm Diana ScR: Viniferm Revelación Td…D: Cultivo mixto: Viniferm NS-TD + Viniferm Diana Td…R: Cultivo mixto: Viniferm NSTD + Viniferm Revelación. Como se puede observar, la inoculación mixta produce índices superiores a la fermentación con una sola cepa de S. cerevisiae.
Figura 6. Aumento del contenido en manoproteína al emplear la fermentación mixta (Sc+NS-TD) respecto al empleo de Saccharomyces en solitario (Sc) Belda et al. (2006) [5]. ScD: Viniferm Diana ScDXNSTD: Cultivo mixto: Viniferm NS-TD + Viniferm Diana. La fermentación mixta produce más de un 30% de manoproteína respecto a la fermentación convencional
Viniferm NSTD: adaptada a los vinos del cambio climático.
La actividad combinada de NSTD en cultivo mixto con una cepa de Saccharomyces cerevisiae, reduce el grado alcohólico adquirido. Los vinos obtenidos tienen una menor acidez volátil (Tabla 1). Además, dada la naturaleza de los aromas exaltados por esta cepa, se acentúa tanto la complejidad aromática como los descriptores relacionados con fruta fresca y carácter varietal, lo que dota de mayor sensación de equilibrio y frescura.
Tabla 1. Producción de acético y grado alcohólico adquirido tras la fermentación con Saccharomyces cerevisiae (ScD Viniferm Diana) y tras fermentación mixta de la misma cepa con NSTD. Belda et al. 2017 [1].
Viniferm NSTD adecuada para el trabajo cotidiano en bodega. Desde el punto de vista fermentativo, la actividad de Viniferm NSTD es también inusual en relación con otras cepas No Saccahromyces, ya que, como se ha comentado con anterioridad, tiene una prevalencia superior de lo habitual para este grupo durante la fermentación alcohólica. Eso hace que pueda incorporarse conjuntamente con la cepa de Sacchromyces cerevisae deseada desde un inicio, sin necesidad de supeditar esta última al desarrollo de la primera. De esta forma, existe un menor riesgo de desviaciones debidas a otros microorganismos (bacterias lácticas, Brettanomyces) que pudieran aprovechar la coyuntura para incrementar su población y ocasionar situaciones problemáticas en el futuro. Igualmente, el seguiminto de la fermentación está exento de complicaciones adicionales de la aplicación secuencial de microorganismos, como competencia por los compuestos nitrogenados o diferencia de las temperaturas óptimas de fermentación.
Su actividad fermentativa llega hasta conversión de 10 grados probables, por lo que puede emplearse para la elaboración de vinos dulces naturales o en primera fermentación de elaboración de vinos espumosos.
En resumen, se propone el trabajo simultáneo de la cepa Viniferm NSTD con las cepas de S. cerevisiae, con el fin de incrementar el carácter varietal en vinos, para obtener vinos más aromáticos, más voluminosos, más estructurados, y en definitiva más complejos.
Bibliografía:
- [1] Influence of Torulaspora delbrueckii in varietal thiol (3-SH and 4-MSP )release in wine sequential fermentations. Belda, I, Ruiz, J, Beisert, Navascués, E., Marquina, D. Calderón F., Rauhut, D., Benito, S. Santos, A. International Journal of Food Microbiology 257 (2017) 183–191
- [2] Microbial Contribution to wine aroma and Its Intended Use for Wine Quality Improvement. Belda, I., Javier Ruiz , Adelaida Esteban-Fernández,, Eva Navascués, Domingo Marquina, Antonio Santos, M. Victoria Moreno-Arribas. Molecules 2017, 22, 189.
- [3] Outlining the influence of non-conventional yeasts in wine ageing over-lees Belda, I., Navascués, E., Marquina, D., Santos, A., Calderón, F., Benito, S Yeast 2016. 33 329-338.
- [4] Improvement of aromatic thiol release through the selection of yeasts with increased β-lyase activity. Belda I., Javier Ruiz , Eva Navascués , Domingo Marquina , Antonio Santos International Journal of Food Microbiology 225 (2016) 1–
- [5] Dynamic analysis of physiological properties of Torulaspora delbrueckii in wine fermentations and its incidence on wine quality. Belda,I., Navascués, E., Marquina, D., Santos A. Calderón, F., Benito, S. Applied Microbiology and Biotechnology 02/2015; 99(4):1911-1922. DOI:10.1007/s00253-014-6197-2.
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo forma parte del Proyecto NUTRIAROMA (IDI-20160102), financiado por Agrovin S.A. y CDTI (Ministerio de Economía, Industria y Competitividad).