Bioconversión óptima de los precursores de tioles a partir de las levaduras enológicas

 Publicado el Por Lallemand

Tópico(s): Enología

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El nitrógeno es un factor clave que tiene un impacto significativo en la fermentación del vino. Es el nutriente más importante de la levadura, que influye tanto en las cinéticas de fermentación como en la calidad del vino. Supone un factor nutricional importante para la levadura durante la fermentación alcohólica, debido a la función que desempeña en la síntesis de proteínas y en el transporte del azúcar y es esencial para la biosíntesis de numerosos compuestos aromáticos que toman parte en la base del aroma del vino. Como resultado, la composición del nitrógeno del mosto puede modular el perfil aromático del vino. Se ha demostrado que el uso de nutrientes orgánicos también tiene influencia en la formación de los compuestos aromáticos cuando de usa durante la fermentación alcohólica, mejor que los recursos inorgánicos.

 

Las células de las levaduras son especialmente ricas en nitrógeno procedente de péptidos, tripéptidos, aminoácidos libres, esteroles, vitaminas y minerales, con lo que los autolisados de levaduras proporcionan un medio nutricional completo para maximizar el metabolismo del aroma en las levaduras.

Los tioles varietales

Los tioles varietales, tales como el 4-mercapto-4-metilpentan-2-ona (4MMP), el 3-mercaptohexan-1-ol (3MH), y el acetato de 3-mercaptohexilo (3MHA) han sido identificados como compuestos aromáticos claves de los vinos procedentes de diferentes variedades, en especial de la Sauvignon Blanc. El 4MMP y el 3MH no están presentes en las uvas como tioles libres pero son liberados durante la fermentación alcohólica a partir de sus precursores no volátiles.

La producción de tioles por parte de la levadura enológica se realiza en dos etapas sucesivas: en primer lugar, los precursores cisteinilados y glutationilados son consumidos por las células de las levaduras y después, mediante la acción β-liasa de la levadura, se transforman el tioles volátiles.

Impacto del entorno nutricional durante la fermentación alcohólica

Diversas investigaciones han demostrado que el tipo de nutrición utilizada durante la fermentación alcohólica tiene un impacto en la producción de tioles varietales. Se ha probado también que niveles excesivos de amonio o su adición al comienzo de la FA limita la liberación de tioles varietales por parte de la levadura (Subileau et al. 2008). Este fenómeno se explica por la represión catabólica por nitrógeno: ante la presencia de un exceso de amonio, las permeasas generales de aminoácidos (proteínas de la membrana de la levadura que permiten el transporte aminoácidos y de precursores de tioles a las células) se inhiben. Esto limita la entrada de precursores de tioles del tipo cisteinilados en la célula, y en consecuencia, su conversión intracelular en tioles volátiles.

Nuestras últimas investigaciones han puesto de manifiesto el papel que desempeña el entorno nutricional (aminoácidos, esteroles, vitaminas, minerales) en el metabolismo aromático de la levadura enológica, teniendo en cuenta que cada levadura tiene una capacidad distinta de convertir los precursores cisteinilados y glutationilados en tioles, y que cada levadura enológica tiene una demanda nutricional diferente para su metabolismo. Estos estudios sobre el impacto de la estimulación nutricional en la bioconvesión en tioles han dado como resultado el desarrollo de un autolisado de levadura (Stimula Sauvignon Blanc™). El mejor momento para su adición al mosto, determinado por el metabolismo de la levadura, es durante la fase de crecimiento, donde la levadura consume nitrógeno de forma activa y la multiplicación celular es máxima, alcanzando su pico de actividad enzimática, dando lugar a la bioconversión de los precursores en los tioles aromáticos.

A partir de estudios realizados a escala laboratorio a partir de fermentaciones de mosto de la variedad Sauvignon Blanc con una levadura enológica seleccionada, se verificó el efecto de la adición de Stimula™ en comparación con un control sin adición. Se llevaron a cabo los análisis de los precursores cisteinilados y glutationilados en diferentes puntos de la fermentación, así como de los tioles volátiles relacionados. Podemos observar la evolución del precursor conjugado Cys4MMP, y la producción del tiol volátil 4MMP observándose un aumento notable con la adición del estimulador si la comparamos con el control. Se analizó la evolución de los precursores conjugados totales (Cys3MH y G3MH) y la liberación del tiol volátil 3MH, siguiendo la misma tendencia a nivel de la mayor producción en el caso de la adición de Stimula™ (Figura 3).

Otros estudios fueron encaminados a verificar el impacto de este autolisado específico en la fermentación de un mismo mosto de la variedad Sauvignon Blanc con diferentes levaduras enológicas seleccionadas. Los resultados (Figura 4) muestran unas mayores concentraciones globales en tioles volátiles; 4MMP (boj, brote de casis) y 3MH (pomelo, fruta de la pasión).

El impacto parece ser mayor en 4MMP que en 3MH, y depende igualmente de la levadura enológica utilizada, teniendo algunas levaduras una tasa de conversión mayor que otras (Figura 5).

En experiencias llevadas a cabo a escala bodega, se verifica el impacto de este autolisado, aplicado después de la inoculación de la levaduras sobre la concentración de los tioles varietales en los vinos resultantes. Una de estas experiencias se realizó en una bodega de la zona de Marlborough (Nueva Zelanda, 2017) con mosto Sauvignon Blanc (19,8 Brix, pH 3,2, AT 9,6 g/L, SO2L/T 10/22 mg/L). Se llevó a cabo una adición de Stimula™ (40g/hl) después de la inoculación de la levadura. Los resultados mostraron una mayor concentración de 3MH y 4MMP (Figura 6) dando lugar a un aumento de la expresión varietal en el análisis sensorial.

Conclusiones

Los tioles volátiles presentes en los vinos de ciertas variedades están claramente influenciados por la fermentación alcohólica. El conocimiento sobre el metabolismo de la levadura en relación a la liberación de estos aromas a partir de sus precursores en uvas y mostos, sitúa la elección de la levadura seleccionada como uno de los factores principales cuando se busca elaborar un vino con un contenido elevado de estos compuestos.

Los nuevos conocimientos sobre el impacto del entorno nutricional (aminoácidos, esteroles, vitaminas, minerales), en la liberación de estos tioles varietales por parte de la levadura, dan lugar al desarrollo de fuentes orgánicas a partir de autolisados de levadura específicos (Stimula Sauvignon Blanc™) que facilitan y optimizan la conversión de los precursores dando lugar a vinos con una mayor expresión varietal.

Bibliografía

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Fedrizzi B, Pardon KH, Sefton MA, Elsey GM & Jeffery DW. 2009. First Identification of 4-S-Glutathionyl-4-methylpentan-2-one, a Potential Precursor of 4-Mercapto-4-methylpentan-2-one, in Sauvignon Blanc Juice. J. Agric. Food Chem. 57(3):991-995.

Subileau M, Schneider R, Salmon J-M & Degryse E. 2008b. Nitrogen catabolite repression modulates the production of aromatic thiols characteristic of Sauvignon Blanc at the level of precursor transport. FEMS Yeast Res. 8:771-780.

Swiegers JH & Pretorius IS. 2007. Modulation of volatile sulfur compounds by wine yeast. Appl. Microbiol.Biotechnol. 74:954-960.


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