PEAV y HPH para reducir el anhídrido sulfuroso en la estabilización del vino

El proceso de elaboración del vino es complejo e implica un gran número de cambios tanto a nivel microbiológico como fisicoquímico. En dicho proceso están implicados varios tipos de microorganismos que, a partir del mosto de uva, y mediante una primera fermentación alcohólica y después una maloláctica, confieren las características finales de calidad al vino. Cuando ambas fermentaciones han concluido, el vino requiere una etapa de estabilización. Durante este periodo, los microorganismos implicados en la alteración del vino pueden aparecer de manera espontánea, hablamos en este caso de bacterias acéticas y otros microorganismos que pueden aportar sabores y olores extraños al vino y alterarlo sensorialmente. Por ello, en esta etapa es crucial monitorizar el estado microbiológico del vino y controlar sus poblaciones microbianas con el fin de preservar desde un punto de vista de seguridad y calidad el apreciado producto final.

Entre las estrategias que tradicionalmente se usan en enología para preservar la calidad del vino en esta etapa, se encuentra la adición de anhídrido sulfuroso o dióxido de azufre (SO2) como una de las más extendidas. El SO2 es un aditivo antioxidante y antimicrobiano que se usa a lo largo de toda la elaboración del vino. El anhídrido sulfuroso se añade en disolución favoreciendo así su homogeneización. Su adición en la etapa de estabilización, en general, inhibe el crecimiento de las poblaciones de Saccharomyces y bacterias alterantes. Además, reduce el oxígeno disuelto en el vino, por lo que previene de la degradación enzimática del mismo.

En la etapa de estabilización, los microorganismos implicados en la alteración del vino pueden aparecer de manera espontánea, que pueden aportar sabores y olores extraños al vino y alterarlo sensorialmente

Aunque el uso del anhídrido sulfuroso se considera indispensable en enología hoy en día, la adición en exceso de este compuesto produce en ocasiones alteraciones organolépticas y flavores anómalos, debido a la aparición de otros compuestos asociados (mercaptanos y sulfuro de hidrógeno) en el vino. Además, es nocivo por inhalación y produce reacciones alérgicas en humanos, dolor de cabeza, dolor abdominal y asma, razón por lo que está en la lista positiva de alérgenos y ha de ser declarado en el etiquetado. Por estas razones, la Organización Internacional de la Viña y el Vino (OIV) ha establecido límites restrictivos para el contenido de SO2 en los vinos y su uso debe reducirse drásticamente en los próximos años. Los consumidores demandan cada vez productos más naturales, sin conservantes y libres de cierto tipo de alérgenos, por lo que la tendencia clean label está llegando hasta el sector enológico más rápido de lo que se había pensado.

Con el fin último de obtener vinos con un reducido contenido de sulfuroso, se está estudiando el potencial de tecnologías como los pulsos eléctricos de alto voltaje (PEAV), las altas presiones hidrostáticas, tratamiento con ultrasonidos, con luz ultravioleta y microondas

Si bien eliminar el SO2 de las prácticas enológicas es muy difícil, o prácticamente imposible, reducir su contenido es un reto más alcanzable hoy en día y existen estrategias disponibles a nivel industrial que pueden favorecer dicha reducción.

Actualmente se están llevando a cabo diferentes estudios con este fin y se está estudiando el potencial de diversas tecnologías para conseguir esa ansiada reducción. Entre estas tecnologías se encuentran los pulsos eléctricos de alto voltaje (PEAV), las altas presiones hidrostáticas, tratamiento con ultrasonidos, con luz ultravioleta, microondas, todas ellas con el fin último de obtener vinos con un reducido contenido de sulfuroso.

Alta efectividad de la PEAV frente a levaduras y bacterias

El tratamiento con PEAV consiste en la aplicación de pulsos cortos y de alta intensidad en un producto, que pasa entre dos electrodos dentro de una cámara de tratamiento. Dicho tratamiento puede hacerse en estático (por lotes) o en continuo mediante bombeo del producto, en este caso el vino, a través de una cámara de tratamiento. El efecto que se consigue con los pulsos eléctricos es electroporar la pared celular y ya se usa en el campo enológico para inactivar flora microbiana o para favorecer la extracción de polifenoles y otros compuestos precursores de aromas del hollejo de uva.

CNTA cuenta con la tecnología de pulsos eléctricos y ha trabajado en proyectos con distintas matrices y objetivos finales. En este caso, se aplicaron pulsos eléctricos para determinar su utilidad durante la etapa de estabilización del vino. Se trabajó en este caso en colaboración con el Instituto de Ciencias de la Vid y del Vino (ICVV) y se llevó a cabo sobre tres vinos de la variedad Tempranillo de Rioja de tres bodegas de la Denominación de Origen Calificada Rioja.

Dichos vinos se trataron en continuo y, una vez finalizada la fermentación maloláctica, se les aplicó un tratamiento en el equipo de PEAV. Se testaron tres escenarios: estabilización con concentración normal de SO2, una estabilización con concentración reducida de SO2 más tratamiento con pulsos eléctricos, y una estabilización exclusivamente realizada con PEAV.

El seguimiento y análisis de los vinos se llevó a cabo durante los seis meses posteriores al tratamiento. Se siguieron tanto parámetros físicoquímicos (grado alcohólico, pH, sulfuroso total, ácido málico, láctico y tartárico, acidez volátil, intensidad de color e índice de polifenoles totales) como estado microbiológico (levaduras, bacterias lácticas y bacterias acéticas) y sensorial. El panel sensorial se llevó a cabo con 10 panelistas expertos de acuerdo a la norma UNE-EN ISO: 8586–2: 2009.

En cuanto al estado microbiológico de los vinos, a los cuatro días del tratamiento, los recuentos obtenidos en los vinos tratados por la tecnología de pulsos, mostraron reducciones importantes de levaduras, bacterias acéticas y bacterias lácticas. Por lo tanto, los pulsos eléctricos de alta intensidad fueron en general más efectivos que la estabilización por SO2, lo cual significa que los PEAV se postulan como un tratamiento alternativo de conservación con menos aditivos químicos en la etapa de estabilización del vino. Tras los seis meses, se observó que los vinos tratados con PEAV mostraron eliminación de las bacterias acéticas, principales causantes de la alteración de los vinos en esta etapa, lo cual se consideró un buen resultado en comparación con los vinos estabilizados con sulfuroso.

Los pulsos eléctricos de alta intensidad fueron más efectivos que la estabilización por SO2, lo cual significa que los PEAV se postulan como un tratamiento alternativo de conservación con menos aditivos químicos en la etapa de estabilización del vino

Respecto a los parámetros fisicoquímicos del vino, a pesar de ser los pulsos eléctricos más efectivos frente a las bacterias acéticas, tras los seis meses de almacenamiento no se mostraron diferencias significativas entre los vinos en cuanto a su acidez volátil. Esto es porque además de estas bacterias, hay levaduras del género Pichia, que también contribuyen a la alteración del vino en este aspecto.

Con respecto a los parámetros de color, el tratamiento con PEAV produjo una reducción en el contenido de antocianos del vino. A pesar de esta reducción, los vinos tratados por pulsos mostraron mayor intensidad del color a diferencia de los tratados con SO2. Este efecto se debería a que una mayor proporción de los antocianos presentes en los vinos tratados por pulsos eléctricos se encuentran en sus formas ionizadas y, además, muestran, por lo general, mayor proporción de antocianos polimerizados que aportan estas tonalidades más estables.

En cuanto a los aspectos organolépticos, dependieron más del tipo de vino que del tratamiento en sí, de manera general, parece que la combinación más exitosa en cata era la reducción del sulfuroso con el tratamiento de pulsos eléctricos.

Eliminación de olores indeseables, gracias a las HPH

Como una segunda tecnología alternativa se encuentran las altas presiones hidrostáticas (HPH). Las altas presiones hidrostáticas son un proceso no térmico basado en la aplicación de presiones uniformes entre 100 y 600 MPa para inactivar microorganismos alterantes en bebidas y otros alimentos. Hay estudios que referencian la eliminación de levaduras y mohos alterantes en vino, cerveza y zumos de frutas.

Su uso ha crecido de manera exponencial desde el año 2000 y se usa ya comercialmente en USA, Europa, Japón y Oceanía para producir productos como smoothies, bebidas vegetales, productos en base a carne o pescado, zumos y platos preparados.

En un estudio realizado por Sanelle van Wyk en Nueva Zelanda, se comprobó que cuando se comparan las tecnologías de PEAV y HPH con el tratamiento convencional con anhídrido sulfuroso, no hay diferencias significativas desde el punto de vista organoléptico en los vinos almacenados durante un año. Las altas presiones se postulan también como potencial tecnología para reducir el SO2 en el vino ya que además son capaces de inactivar B. bruxellensis.

Las HPH resultaron ser en este estudio el único tratamiento que previene de la formación de fenoles volátiles formados durante la alteración de los vinos y responsables de los indeseables olores a Brett en el vino. A pesar de ser una buena alternativa, para retener el color y el índice de polifenoles total en los vinos, se requiere aún el uso de pequeñas concentraciones de SO2. En este caso, la acción antioxidante del SO2 previene del decaimiento del color de los vinos causado por la oxidación de los polifenoles. Asimismo, la tecnología de altas presiones se aplica aún hoy en día de forma discontinua o por lotes, lo cual supone una implementación más difícil para la industria enológica que los pulsos eléctricos que pueden aplicarse en continuo. Además de todo esto, el tratamiento por pulsos no altera el color o el contenido de polifenoles en el vino, o incluso lo potencia como hemos visto en el estudio de los vinos de Rioja. En este caso, la tecnología de PEAV no fue capaz de inactivar B. bruxellensis por lo que sería necesario aplicar intensidades más fuertes para poder conseguir este efecto.

CNTA cuenta con un equipo de pulsos eléctricos de alta intensidad que permite trabajar con muestras sólidas y liquidas, tanto en modo estático como continuo. Esta tecnología es capaz de mejorar procesos de extracción o intercambio de materia e inactivación microbiana

En resumen, en el estudio realizado entre CNTA y el ICVV, cuatro días después del tratamiento de estabilización de los vinos, se comprobó que, la inactivación microbiana con PEAV fue superior a la conseguida mediante adición de sulfuroso. En cuanto a los parámetros físico-químicos, el tratamiento con pulsos fue beneficioso también, puesto que los vinos mostraron mayor intensidad de color y una acidez volátil controlada. El análisis organoléptico de estos vinos, dependió más de las características propias del origen vínico, que del tipo de tratamiento (PEAV o SO2) que habían sufrido. En este aspecto, parece que el vino con concentración reducida en anhídrido sulfuroso combinada con pulsos eléctricos fue el mejor valorado en cata.

Como conclusión principal es que la aplicación de la tecnología de pulsos eléctricos de alto voltaje en la etapa de estabilización del vino puede ser una alternativa viable para la industria enológica para conseguir reducir los niveles de SO2 en los vinos. Las altas presiones hidrostáticas también podrían ser una alternativa que se hará más viable para la industria enológica en el momento que aparezcan equipos de tratamiento en continuo.

CNTA cuenta en sus instalaciones con un equipo de pulsos eléctricos de alta intensidad que permite trabajar con muestras sólidas y liquidas, tanto en modo estático como continuo. Esta tecnología es capaz de mejorar procesos de extracción o intercambio de materia e inactivación microbiana debido a la electroporación que produce en la pared celular y en las paredes bacterianas de la microflora presente en las muestras. Actualmente se ha utilizado y se está testando para mejorar procesos tanto en el campo de la enología como en el de otras bebidas fermentadas como es la cerveza. CNTA también cuenta con varios equipos de altas presiones de diferente tamaño, que permiten testar esta tecnología para las diferentes aplicaciones en el campo enológico y alimentario.

María José Saiz. Responsable de la unidad técnica del área I+D+i de CNTA

Referencias
• Lucía González-Arenzana, Javier Portu, Noelia López, Pilar Santamaría, Ana Rosa Gutiérrez, Rosa López, Isabel López-Alfaro. Pulsed Electric Field treatment after malolactic fermentation of Tempranillo Rioja wines: Influence on microbial, physicochemical and sensorial quality, Innovative Food Science and Emerging Technologies, in press, May 2018.
• Sanelle van Wyk, Mohammed M. Farid, Filipa V.M. Silva. SO2, high pressure processing and pulsed electric field treatments of red wine: Effect on sensory, Brettanomyces inactivation and other quality parameters during one year storage. Innovative Food Science and Emerging Technologies 48 (2018) 204–211.