El cambio climático y su impacto en la nutrición de la levadura

 Publicado el Por Jürgen Fröhlich (Erbslöh) , Anne Besier (Erbslöh) , Florian Kraft (Erbslöh) , Manuela Bernd (Erbslöh) , Michael Sobe (Erbslöh)

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El cambio climático conduce a una deficiencia de nitrógeno durante la maduración de la uva, lo que origina una mala nutrición de la levadura durante la fermentación. Esto se contrarresta mediante el uso de nutrientes para aumentar la aptitud de la levadura. Por otro lado, en la actualidad hay una tendencia cada vez mayor hacia la inoculación directa sin rehidratación.

La decisión sobre la nutrición adicional de la levadura no depende solo de las características de las levaduras, las condiciones de fermentación, el carácter fructofílico y la tolerancia al alcohol. También resulta de una variedad de circunstancias asociadas a las condiciones climáticas variables y a la presencia de fungicidas. El glutatión, el ingrediente activo natural en las levaduras, ayuda a reducir esta toxicidad presente en el mosto.

En este artículo se aborda la nutrición desde diferentes ópticas: condiciones desfavorables de fermentación, aplicación de agentes clarificantes para la adsorción de residuos de pesticidas, la rehidratación de las levaduras mediante nutrientes con glutatión, así como varias formas de lidiar con las paradas fermentativas. La atención se centrará en la activación de las levaduras mediante el uso simultáneo de nutrientes de rehidratación con glutatión, VitaDrive® ProArom, y de productos adsorbentes de tóxicos, CarboTec, que promueve el equilibrio de la fermentación, particularmente a nivel aromático.

Situación de nutrientes de los mostos

Durante la maduración de las uvas se forman aminoácidos. Al mismo tiempo, también hay un aumento de prolina que la levadura no metaboliza en fermentación. Además de la variedad, la composición de los mostos depende de las condiciones climáticas, el tipo de portainjerto, el suelo y las prácticas de cultivo utilizadas. El balance hídrico y la fertilización también juegan un papel muy importante.

La levadura absorbe y metaboliza los aminoácidos de manera diferente durante la fermentación. Las levaduras son muy selectivas y prefieren ciertos aminoácidos (Crépin et al., 2012). Durante el desarrollo de VitaDrive® ProArom se tuvo cuidado de aumentar la disponibilidad de estos aminoácidos del grupo A (ver Fig. 1).

Durante la rehidratación de las levaduras, el amonio no debe estar presente en cantidades excesivas. Los compuestos de nitrógeno (amonio y aminoácidos) son necesarios para el desarrollo posterior de las levaduras y debe nutrirse el mosto con DAP y tiamina, además del nutriente de rehidratación, durante el primer tercio de la fermentación. En el caso de cosechas difíciles, es aconsejable agregar nutrientes complejos, como Vitaferm® Base, al mosto para garantizar el final de la fermentación.

Las infecciones por hongos y los residuos de fungicidas afectan la actividad de la levadura y alteran el aroma del vino

Las infecciones por hongos en las uvas alteran el espectro de aminoácidos en el mosto. La relación glucosa-fructosa también se ve afectada, reduciendo el contenido de vitaminas y aumentando el de toxinas. Los pesticidas utilizados para tratar hongos también afectan la fermentación si sus residuos permanecen en el mosto. En caso de una alta presión fúngica, en función del estado de maduración de la vid, pueden aparecer residuos tóxicos en el mosto, lo que dificulta la cinética de la levadura. No solo es problemático el retraso del inicio de la fermentación, o bloqueo, sino también el aumento en la formación de isoamilo y acetato de etilo que afectan la calidad sensorial del vino (García et al., 2004).

Las levaduras son muy sensibles a los metales pesados, especialmente al cobre. A pesar de esto, las levaduras pueden fermentar con niveles tóxicos de cobre, siempre que haya suficiente glutatión, magnesio y zinc en el medio. Sin embargo, los problemas tienden a ocurrir con mayor frecuencia al final de la fermentación. Las levaduras con una alta necesidad de amonio son particularmente sensibles. (Fröhlich, 2012).

Inoculación directa versus rehidratación

Numerosos experimentos con inoculación directa han demostrado que es posible prescindir de la rehidratación sin retrasos de fermentación (Schmidt, 2013). Una forma de lograr esto es mediante el uso de levaduras secas activas más resistentes. Las levaduras están sujetas a procesos de nutrición específicos durante su proceso de producción (tecnología Oenoferm F3). Sin embargo, incluso las levaduras fuertes pueden sufrir cuando los nutrientes, vitaminas o minerales son deficientes. Estos pueden corregirse durante la rehidratación. Este hecho es aún más relevante cuando las levaduras están sujetas a la presencia de residuos de pesticidas.

La recomendación estándar es rehidratar con agua tibia o una mezcla de mosto/agua (Mahmud et al., 2010; Singer y Lindquist, 1998). Las levaduras se vuelven metabólicamente activas más rápidamente a través de la rehidratación a temperaturas más altas (

El efecto positivo del glutatión en levaduras

Aunque la mayoría de los residuos de pesticidas se pueden eliminar con agentes clarificantes, como CarboTec, siempre hay un impacto en las levaduras. El glutatión se usa en el mundo de la industria del vino para proteger las levaduras y los aromas del vino.

Sin embargo, esta molécula tiene muchas más funciones dentro de la célula que en el mosto. Además de su carácter reductor y su función de reserva, la levadura usa glutatión principalmente para unir toxinas como metales pesados o pesticidas. Los contaminantes se unen enzimáticamente al glutatión y luego se transportan a la vacuola central de la levadura para su excreción. Las levaduras con un buen nivel de glutatión exhiben una gran vitalidad (Sharma et al., 2003). Sin embargo, la adición de productos con glutatión durante la fermentación, y no en la rehidratación, a menudo conducen a la formación de aromas y sabores sulfurados desagradables.

Primeros pasos cuando la levadura se debilita

Si las levaduras están bajo estrés, la cinética de fermentación se ve ralentizada e incluso provocar una parada. Como regla, la relación glucosa/fructosa cambia a favor de la fructosa. En estas condiciones, la fructosa restante es metabolizada muy lentamente por las levaduras y, dependiendo del contenido de azúcar y alcohol, el vino puede verse deteriorado por su microbiota. Si las técnicas simples como agitar la levadura y agregar nutrientes ya no son efectivas, el mosto/vino debe trasegarse para eliminar la levadura y prepararlo para reiniciar la fermentación. Los ácidos grasos de cadena media formados bajo las condiciones de estrés deben eliminarse antes de reanudar la fermentación. Para ello, las cortezas de levaduras, PuroCell®, ayudan a unir estos ácidos grasos para su eliminación y proporcionan nutrientes esenciales a las levaduras (consulte el protocolo de reinicio en www.erbsloeh.com).

Elección de la levadura adecuada para el inicio de la fermentación

Las levaduras descritas como “Bayanus” se caracterizan por bajos requerimientos nutricionales, fuerte actividad fermentativa y alta tolerancia al alcohol. Son la alternativa más adecuada para inocular después de una parada de fermentación. Algunas levaduras, conocidas como fructófilas, tienen un sistema de transporte especial para la transformación de azúcares. Desde el inicio de la fermentación, las levaduras prefieren absorber glucosa y el exceso de fructosa se utiliza durante el resto del proceso. Las levaduras Bayanus tienen una ventaja sobre otras levaduras ya que tienen un sistema adicional de transporte de fructosa. La proteína responsable del transporte, FSY1, se activa a dosis muy bajas de fructosa y en presencia de alcohol, es decir, en condiciones inmediatamente anteriores al final de la fermentación. En la Fig. 2, se analizaron diferentes levaduras para detectar la presencia del gen FSY1. Oenoferm® X-treme F3, osmofílica, tolerante al alcohol y a la fructosa, está particularmente bien equipada con este transportador.

Adaptación a la fructosa

El conocimiento de los diferentes transportadores de que dispone la levadura se puede utilizar para remediar las paradas fermentativas. Si las levaduras se rehidratan en condiciones aeróbicas y se multiplican durante 4 horas bajo agitación, es posible demostrar el efecto de azúcares como la fructosa (variable A) y la sacarosa (variable B) en el uso de los transportadores. Después de 4 horas de exposición al oxígeno, las levaduras tienen los azúcares completamente metabolizados (ver Tabla 1). Luego se añadieron las levaduras al vino que había dejado de fermentar (Fig. 3: azúcar total: 9,2 g/L; fructosa: 6,7 g/L; glucosa 2,5 g/L). La comparación de los procesos de fermentación muestra que las levaduras adaptadas a la fructosa (variable A) fermentaron el vino hasta 3 g/L de azúcar residual en 18 días. El control de sacarosa (variable B) dejó de fermentar a 6,1 g/L.

Conclusiones

1. Los agentes convencionales como DAP y tiamina no son suficientes para ayudar a la levadura en los problemas de fermentación inducidos por el cambio climático. Con activadores como VitaDrive® ProArom, se pueden evitar las paradas de fermentación mediante la reducción de toxinas, pesticidas y metales pesados durante la rehidratación de la levadura.

2. El cambio climático también puede derivar en un aumento en el uso de pesticidas. De forma preventiva, aconsejamos el uso regular de CarboTec para la adsorción de residuos tóxicos del mosto.

3. En caso de parada de fermentación, se debe elegir una levadura Bayanus, con una mayor capacidad de adaptación a la fructosa, como herramienta para reiniciar la fermentación.

Bibliografía

Crépin L, Nidelet T, Sanchez I, Dequin S, Camarasa C, (2012): Sequential use of nitrogen compounds by Saccharomyces cerevisiae during wine fermentation: a model based on kinetic and regulation characteristics of nitrogen permeases. Appl. Environ. Microbiol. 78:8102-8111.

Fröhlich J (2012): Komplexe Hefenährstoffe: ein Muss mit Plus (Complex yeast nutrients: a must with plus). DDW 19:16-18.

García MA, Albero JO, Ángel BM, Pardo CF, Díaz-Plaza EM, (2004): Effect of fungicide residues on the aromatic composition of white wine inoculated with three Saccharomyces cerevisiae strains. J. Agric. Food Chem.52: 1241–1247

Mahmud SA, Hirasawa T, Shimizu H, (2010): Differential importance of trehalose accumulation in Saccharomyces cerevisiae in response to various environmental stresses. J. Biosci. Bioeng. 109: 262–266.

Schmidt O, (2013): Gärst du schon oder rehydrierst du noch? (Are you fermenting yet, or are you still rehydrating?) DWM 24:15-19.

Sharma KG, Kaur R, Bachhawat AK, (2003): The glutathione-mediated detoxification pathway in yeast: an analysis using the red pigment that accumulates in certain adenine biosynthetic mutants of yeasts reveals the involvement of novel genes. Arch. Microbiol. 180: 108-117.

Singer MA, Lindquist S, (1998): Review. Thermotolerance in Saccharomyces cerevisiae: the Yin and Yang of trehalose. Tibtech. 16:460-468.

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