Cinética de extracción y composición de vinos tintos Tannat elaborados por termo-vinificación

Texto completo

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por termo-vinificación

Diego Piccardo1, 2, Gustavo González-Neves2 y Guzmán Favre2 1

Escuela Superior de Vitivinicultura “Pte. Tomás Berreta”, UTU. Ruta 48 Km18, El Colorado, Canelones, Uruguay. dpiccardo@fagro.edu.uy

2Facultad de Agronomía, UDELAR. Garzón 780, Montevideo, Uruguay.

Resumen. Durante las vendimias 2011 y 2012 se evaluó la extracción de compuestos fenólicos y la composición de vinos Tannat elaborados por termo-vinificación (los mostos fueron macerados 6 horas a 60 ºC, enfriados, y sometidos durante 8 días a una maceración fermentativa) comparados con vinificación tradicional (mosto sometido a una maceración de 8 días). En cada año las vinificaciones fueron realizadas por duplicado en tanques de 100 L de capacidad, conteniendo 70 kg de uva. Se realizaron análisis diarios de polifenoles totales, antocianos y color desde encubado hasta descube y durante su conservación. Al inicio de la fermentación alcohólica, los mostos termo-tratados, mostraron mayores contenidos de polifenoles totales y antocianos respecto a los mostos testigo, debida a la mayor extracción durante la etapa pre-fermentativa. Los vinos termo-tratados presentaron un mayor contenido de polifenoles totales, antocianos, intensidad colorante y tonalidad respecto al testigo, siendo estos resultados más atenuados para las vinificaciones realizadas en el año 2011. Las diferencias entre los distintos tratamientos se mantuvieron hasta los 3 meses del descube. La termo-vinificación maximizó la extracción de los compuestos de la uva, permitiendo elaborar vinos con elevado contenido de compuestos fenólicos totales y color, manifestándose como una alternativa prometedora para la elaboración de vinos tintos Tannat.

1 Introducción

La termo-vinificación o maceración pre-fermentativa en caliente consiste en calentar el mosto antes de la fermentación alcohólica [1, 2]. El calor altera las membranas de las células de los hollejos liberando al mosto los antocianos que están localizados dentro de su estructura [3, 4]. Las temperaturas a las que se eleva el mosto durante la etapa pre-fermentativa varían entre 40 y 80 ºC, determinando la duración de la maceración (entre 12 y 24 h) [5, 6].

Esta técnica de vinificación busca promover la difusión de los compuestos fenólicos desde los hollejos al mosto, incrementando el color del vino. El calentamiento incrementa la extracción de polifenoles totales resultando vinos enriquecidos en estos compuestos respecto a una vinificación tradicional [5, 7, 8]. El mosto, a su vez, extrae gran cantidad de antocianos, lo que determina que se alcancen valores elevados de intensidad colorante, estando este fenómeno determinado por el tiempo y la temperatura de maceración [9, 2]. Si bien durante la fermentación alcohólica dichos compuestos disminuyen (precipitación en forma coloidal, hidrolisis, combinación de antocianos-proteínas, re-fijación a partes sólidas, etc.), al final de la misma los vinos

resultan con más color y estabilidad que los elaborados por sistemas tradicionales [3, 5]. El aumento del tiempo y la temperatura de calentamiento tiene un efecto en la copigmentación que resulta en un incremento en el espectro visible y en el máximo de absorbancia del vino [10]. Por otra parte, la termo-vinificación tiene un impacto en la concentración de compuestos aromáticos, aumentando los contenidos de esteres de acetato [11].

Tannat es la principal variedad implantada en Uruguay y se caracteriza por la riqueza polifenólica y antociánica de sus vinos, la cual está determinada por el potencial enológico de sus uvas. El alto índice de extractibilidad de los antocianos y las menores proporciones de malvidina y glucósidos acilados que presentan las uvas de esta variedad, determinan una inestabilidad en el color de sus vinos durante su conservación y crianza.

El objetivo de esta investigación se basó en determinar el efecto de la termo-vinificación sobre la extracción de compuestos fenólicos y la composición de vinos Tannat durante su elaboración y crianza.

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2 Materiales y Métodos

2.1. Cosecha y vinificaciones

Los ensayos se realizaron durante los años 2011 y 2012, sobre uvas del cv. Tannat (Vitis vinifera L.) cosechadas de un viñedo comercial ubicado en la zona de El Colorado, Canelones, Uruguay. La cosecha se realizó en madurez tecnológica de las uvas, y fue determinada a través del seguimiento del contenido de azúcares, la acidez total y el pH de las bayas, analizados según la metodología propuesta por O.I.V. [12]. Se determinó el potencial polifenólico de la uva, de acuerdo al método propuesto por Glories y Agustin [13], analizando antocianos según Ribéreau-Gayon y Stonestreet [14] y A280nm según O.I.V. [12].

La uva se distribuyó al azar entre los distintos tratamientos encubando 70 Kg por tanque de acero inoxideable de 100 L de capacidad. Se realizaron dos vinificaciones por tratamiento.

La termo-vinificación (MC) consistió en la aplicación de temperaturas comprendidas entre 60-65 °C durante seis horas, utilizando un intercambiador de placas sumergido dentro del mosto en cada tanque, agitando periódicamente de manera manual de forma de homogenizar el mosto. Luego, se disminuyó la temperatura a 20 °C, se adicionó anhídrido sulfuroso (5 g/hl) y se inoculo con levaduras seleccionadas (20 g/hl), realizando ocho días de maceración fermentativa.

Una vez obtenido el mosto destinado a la vinificación tradicional (MT), se le adicionó anhídrido sulfuroso (5 g/hl) y se inoculó con levaduras seleccionada (20 g/hl). El mosto fue sometido a una maceración de ocho días a temperatura ambiente, luego de lo cual, los vinos se separaron de los orujos.

Durante las vinificaciones se efectuaron manualmente operaciones de remontaje cuya frecuencia e intensidad fue determinada teniendo en cuenta la etapa del proceso de vinificación en que se encontraba cada tratamiento.

2.2. Fermentación alcohólica y descube

Las temperaturas de fermentación se controlaron entre los 20 y 26 °C. Dos veces al día, luego del primer remontaje se registraron las medidas de densidad y temperatura del mosto/vino de cada tanque.

Al finalizar la maceración, se realizó el prensado con una prensa manual de acero inoxidable. Se unificó el vino de gota con el vino de prensa, siendo conservados en recipientes de vidrio de 10 L de capacidad.

2.3. Composición fenólica del mosto/vino durante la vinificación

El mosto/vino se analizó por duplicado desde la molienda hasta el descube. Se extrajo una muestra por recipiente cada 24 horas, luego de homogeneizar el contenido mediante remontajes. Previo al análisis, los mostos se descarbonataron cinco minutos utilizando una bomba de vacío y se centrifugaron (Rotofix, EE.UU) a 3500 rpm. Durante la maceración se determinó el contenido de fenoles totales (IPT) y antocianos.

Los polifenoles totales se estimaron a través de medidas de la absorbancia a 280 nm [12]. Los antocianos se determinaron por el método de Ribéreau-Gayon y Stonestreet [14]. Las medidas se realizaron con un espectrofotómetro SHIMADZU, UVmini-1240, empleando celdas de cuarzo de 1 cm de recorrido óptico para medir A280 y de vidrio de 1 cm de recorrido óptico para antocianos.

2.4. Análisis físico-químico de los vinos

Dos muestras de cada vino se analizaron al descube determinando los parámetros enológicos clásicos (alcohol, acidez total, pH y acidez volátil) empleando los métodos propuestos por O.I.V. [12].

La composición fenólica de los vinos se determinó a través de medidas de la absorbancia a 280 nm [12] y los antocianos totales se determinaron por el método de Ribéreau-Gayon y Stonestreet [14]. El color se evaluó por el método de Glories [15]. determinando intensidad colorante, tonalidad y porcentajes de amarillo, rojo y azul. Las medidas se realizaron con un espectrofotómetro SHIMADZU, UVmini-1240, empleando celdas de cuarzo de un centímetro de recorrido óptico para la medida de A280, de vidrio de 1 cm de recorrido óptico para medir antocianos y de vidrio de 1 mm de recorrido óptico para determinar los parámetros cromáticos.

2.4. Análisis estadísticos

Las diferencias estadísticas entre los tratamientos fueron determinadas aplicando análisis de varianza y prueba de comparación de medias por Test de Tukey (p < 0.05) a los resultados obtenidos.

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Resultados y discusión

3.1. Composición de la uva

La composición de la uva fue diferente de acuerdo al año de ensayo (Tabla 1). La uva cosechada en el año 2011 presentó mayor contenido de azúcares, menor acidez total y mayor pH respecto a la cosechada en el año 2012.

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En cuanto a la composición fenólica, la cosecha 2012 presentó mayor índice de polifenoles totales y contenido de antocianos extraíbles, con una extractibilidad de los antocianos significativamente inferior y contenidos superiores de taninos de semilla en relación a la uva cosechada el año anterior. Sin embargo, para el resto de los índices determinados, no se observaron diferencias significativas entre. La composición de la uva obtenida en estos años en particular es representativa del comportamiento general de la variedad Tannat en Uruguay, de acuerdo a los resultados reportados por González-Neves et al. [16 y 17].

Tabla 1. Composición de la uva al momento de cosecha. Medias con distinta letra indican diferencias significativas

para el Test de Tukey (p<0.05).

Parámetro analítico Año

2011 2012

Azucares (g/L) 238a 196b

Alcohol Probable (% v/v) 13,2a 10,9b Acidez Total (gH2SO4/L) 3,65a 4,73b

pH 3,41a 3,33b

Índice de Polifenoles Totales (A280) 74,3b 81,2a

Antocianos Totales (ApH1) 2396a 2354a Antocianos Extraibles (ApH3,2) 1012b 1117a

Extractibilidad de los antocianos (%) 57,7a 52,5b Taninos de hollejo (dpell) 40,5a 44,7b

Taninos de semilla (dTpep) 33,8a 36,5ª % Taninios de hollejo (dpell (%)) 54,5ª 55,1a

Madurez de semilla (Mp (%)) 45,5ª 44,9a

3.1. Cinéticas de durante la vinificación 3.1.1. Extracción de polifenoles totales

La extracción de polifenoles aumentó durante el tratamiento térmico en respuesta al incremento de la temperatura del mosto, estabilizándose hacia la última hora de maceración pre-fermentativa (Figura 1). Esta cinética de extracción fue similar para los dos años de ensayo, determinando que al inicio de la maceración fermentativa, los mostos MC presentaran niveles elevados de polifenoles totales (Figura 2).

El calentamiento del mosto por encima de los 40 °C incrementa la extracción de los compuestos fenólicos de la uva [18, 1]. Dichas sustancias también disminuyen durante la fermentación alcohólica debidas a las pérdidas por re-fijación a restos sólidos de la vendimia [18]. Los resultados obtenidos muestran que estos compuestos se mantuvieron constantes durante la maceración fermentativa (Figura 2), difiriendo con lo reportado por la bibliografía.

Figura 1. Evolución del I.P.T. (índice de polifenoles totales) durante la etapa pre-fermentativa del tratamiento termo-vinificado.

Para los dos años de ensayo, los mostos MC no mostraron un incremento en el índice de polifenoles totales por encima de las cinco horas de calentamiento. Resultados similares fueron publicados por Cottereau y Desseigne [19] quienes no observaron ganancia suplementaria en la extracción de polifenoles al realizar una maceración pre-fermentativa en caliente por encima de las siete horas.

Figura 2. Evolución del I.P.T. (índice de polifenoles totales) durante la maceración según tratamiento y año de ensayo. MT es Maceración tradicional; MC es Maceración

pre-fermentativa en caliente.

3.1.1. Extracción de antocianos y evolución de la intensidad colorante

Al inicio de la fermentación alcohólica, los mostos MC, mostraron los mayores contenidos de antocianos en los dos años evaluados (Figura 4). Si bien se observó una disminución del contenido de estos compuestos durante la maceración fermentativa, estos fueron significativamente superiores a los extraídos por los mostos MT durante la maceración fermentativa. El elevado contenido de antocianos al principio de la fermentación alcohólica indica que la extracción de estos compuestos se realizó durante la etapa pre-fermentativa por efecto de la temperatura.

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Figura 3. Evolución del contenido de antocianos durante la etapa pre-fermentativa del tratamiento termo-vinificado

Durante la etapa de calentamiento pre-fermentativa del mosto hasta alcanzar los 60°C, se observó un incremento en el contenido de antocianos, manteniéndose invariable durante las seis horas restantes del tratamiento térmico (Figura 3). Este incremento determinó cambios en el color, observándose al final de la etapa pre-fermentativa una elevada intensidad colorante (Figura 5) con tonalidades violáceas intensas (datos no presentados). La máxima extracción de antocianos se obtiene en las primeras horas de la maceración pre-fermentativa en caliente, donde su contenido triplica al de los mostos elaborados por maceración tradicional [18 y 20].

Figura 4. Evolución la intensidad colorante durante la maceración según tratamiento y año de ensayo. MT es Maceración tradicional; MC es Maceración pre-fermentativa en caliente.

Figura 5. Evolución del contenido de antocianos durante la maceración según tratamiento y año de ensayo. MT es Maceración tradicional; MC es Maceración pre-fermentativa en caliente.

3.2. Composición química del vino

La composición físico-química de los vinos al descube se muestra en la Tabla 2. Independientemente del tratamiento realizado, la composición de los vinos fue diferente de acuerdo al año en que se realizó el ensayo. Los vinos elaborados en el 2011 presentaron mayor contenido de alcohol y menor pH que los elaborados en el 2012, siendo estas diferencias explicadas por la composición de la uva encubada.

Los vinos MC presentaron significativamente mayor contenido de alcohol respecto a los vinos MT, para los dos años de ensayo. Durante el tratamiento térmico pre-fermentativa, se produce evaporación de compuestos volátiles así como también del agua constituyente del mosto, lo cual puede contribuir a la concentración de los distintos compuestos, entre ellos los azúcares, que serán sustrato de las levaduras [11].

Para el año 2011, los vinos MC presentaron mayor acidez volátil, acidez total y pH. La termo-vinificación produce una fuerte extracción de aminoácidos, potasio y acido tartárico desde los hollejos al mosto [6 y 21]. La extracción de aminoácidos conduce a la formación de ácidos volátiles superiores y acetato de etilo por las levaduras durante la fermentación alcohólica, incrementando la acidez volátil del vino. A su vez, existe un aumento en la producción de ácido acético durante el calentamiento, que contribuye a un incremento en la acidez volátil de los vinos termotratados, y que es originario de la reacción de Maillard entre aminoácidos y azúcares [21]. A su vez, el exceso de potasio neutraliza el parte del ácido tartárico lo que conduce a una disminución de la acidez total y un aumento pH, fenómeno que se ve potencial cuando la termo-vinificación es seguida de una maceración fermentativa como ocurrió en estos ensayos [22].

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Los vinos MC2012 presentaron diferencias en el contenido de alcohol y en el pH respecto al testigo con valores similares de acidez total y acidez volátil.

Tabla 2. Composición del vino al descube. Medias con distinta letra indican diferencias significativas para el Test de

Tukey (p<0.05) Parámetro analítico 2011 2012 MT MC MT MC Alcohol (% v/v) 12,1a 13,8b 10,3a 11,5b Acidez Total (gH2SO4/L) 4,57 a 4,67a 4,50a 4,45a pH 3,71a 3,81b 4,21a 4,47b Acidez Volátil (gH2SO4/L) 0,34 a 0,46b 0,36a 0,32a

3.3. Color y composición fenólica del vino

Al descube, los vinos MT presentaron diferencias significativas debidas al año en que fueron elaborados, siendo estas determinadas por la composición y el estado sanitario de la uva al momento de cosecha. Los vinos MT2011 presentaron mayor contenido de polifenoles totales y antocianos respecto a los MT 2012. En consecuencia, presentaron mayor intensidad colorante y menor tonalidad, dada por un alto porcentaje de color rojo en relación al amarillo. Si bien no se observaron diferencias sustanciales en la composición fenólica de la uva entre los años, los resultados obtenidos en los vino pueden ser explicados por dos motivos. En primer lugar, los vinos MT2011 presentaron menor pH y mayor acidez total que los MT 2012, determinando que el equilibro entre las distintas formas de los antocianos se encuentren en mayor proporción en su forma coloreada (catión flvilio) incrementando la intensidad colorante. En segundo lugar, durante la vendimia 2012 se registraron precipitaciones en el periodo previo a la cosecha, favoreciendo el desarrollo de podredumbres de racimo. Si bien la uva cosechada fue seleccionada, a partir de las infecciones latentes de estos patógenos se pudieron desencadenar oxidaciones enzimáticas, principalmente de los antocianos, disminuyendo la intensidad colorante y un aumento en la tonalidad del vino.

Tabla 3. Composición fenólica y parámetros cromáticos de los vinos elaborados por maceración tradicional (MT). Medias con distinta letra indican diferencias significativas

para el Test de Tukey (p<0.05)

Parámetro analítico MT 2011 MT 2012 I.P.T. (A280) 71,0a 47,9b Antocianos (mg mv-3-g/L) 1228a 764b Intensidad Colorante 22,2a 11,5b Tonalidad 0,44b 0,54a Amarillo (%) 27,5 31 Rojo (%) 61,7 57,3 Azul (%) 10,8 11,7

Los vinos MC mostraron un incremento en el índice de polifenoles totales del 54 y 97 % respecto a los MT para los años 2011 y 2012 respectivamente (Figura 6). Si bien durante la fermentación alcohólica dichas sustancias disminuyeron, el vino presentó contenidos superiores a los de una vinificación tradicional. Los resultados obtenidos muestran un impacto de la técnica de termo-vinificación sobre el contenido de polifenoles superior a los reportados por la bibliografía (20-40%) [3, 5, 7 y 8].

La termo-vinificación incremento el contenido de antocianos en los dos años de ensayo (25 y 86 % para el 2011 y 2012 respectivamente), lo cual determinó un aumento en la intensidad colorante de los vinos (figura 7). El incremento de la temperatura entre los 40 y 60 ‘C determinó un aumento lineal en el contenido de antocianos y, si bien se registró una disminución importante durante la maceración fermentativa, los vinos MC presentaron valores significativamente superiores a los MT. Varias investigaciones han reportado un incremento en el contenido de antocianos de un hasta 150% respecto a una vinificación tradicional [3, 5 y 23]. Por su parte, Geffroy et al. [22] plantea que el contenido de antocianos de los vinos elaborados por esta técnica es menor al elaborados por vinificaciones tradicionales porque participan en las combinación entre taninos y antocianos y/o por mayores precipitaciones durante la etapa fermentativa, resultados que no concuerdan con los obtenidos en esta investigación.

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Figura 6. Porcentaje respecto al testigo del índice de polifenoles totales y el contenido de antocianos para los vinos termo-vinificados.

La mayor extracción de antocianos durante la maceración pre-fermentativa en caliente determinó vinos con mayores concentraciones de estos pigmentos y por lo tanto, un incremento en la intensidad colorante respecto los MT (19 y 91% para los vinos 2011 y 2012 respectivamente) (Figura 7). Proporcionalmente, los vinos MC presentaron menor porcentaje de rojo en relación a los MT, con mayores porcentajes de amarillo y azul. La mayor tonalidad registrada debido a un mayor porcentaje de color amarillo en los vinos MC, sugiere una oxidación de los antocianos, puesto que los incrementos de las concentraciones de estos pigmentos y los taninos no necesariamente conducen a formas coloreadas estables [1]. Estas transformaciones están fuertemente favorecidas por las elevadas temperaturas del mosto-vino [24].

Figura 7. Porcentaje respecto al testigo de la intensidad colorante, tonalidad y contenidos de amarillo, rojo y azul de los vinos termo-vinificados.

Por otra parte, se determinó un efecto batocrómico de la técnica de maceración pre-fermentativa en caliente sobre el color del vino, al observarse una disminución en la proporción de rojo y un incremento en el color azul. Abyari et al. (2006) plantean que el

calentamiento tiene un efecto en la co-pigmentación y la formación de pigmentos derivados que resultan en un aumento de la intensidad colorante y un incremento en el máximo de absorbancia.

El impacto de la técnica de la maceración pre-fermentativa en caliente fue diferente de acuerdo a la composición de la materia prima de cada año en particular, siendo mayor en los vinos 2012 respecto a los 2011. Si bien la uva cosechada para el ensayo realizado en el 2012 presentaba un potencial enológico levemente superior a la 2011, los vinos presentaron concentraciones menores de polifenoles totales, antocianos y color en términos generales. Estas diferencias pueden deberse a la sanidad de la uva encubada y/o al aumento en el pH de los vinos elaborados en el año 2012 que afectó el equilibro entre las distintas formas de los antocianos libres y combinados, determinando una disminución en el color del vino.

4. Conclusiones

La técnica de maceración pre-fermentativa en caliente modificó la extracción de polifenoles y antocianos durante la vinificación. La máxima extracción de estos compuestos se logró durante la etapa pre-fermentativa.

Al descube, los vinos termo-vinificados presentaron contenidos significativamente superiores de polifenoles totales y antocianos. El incremento en el contenido de pigmentos en conjunto con las modificaciones en la acidez total y el pH determinaron un incremento de la intensidad colorante, tonalidad y porcentaje de color azul de estos vinos en relación a la vinificación tradicional.

El impacto de la termo-vinificación fue mayor cuando la sanidad de la materia prima se vio comprometida, pudiendo limitar las oxidaciones enzimáticas y mantener el color del vino.

Los resultados obtenidos sugieren que la termo-vinificación es una alternativa prometedora para la elaboración de vinos tintos Tannat.

Agradecimientos

Los autores agradecen a los Enol. Adrian García, Enol.Veronica Gallero, Enol. Lorena Pascual, Enol. Diego Molinari, Enol. Silvana Torchelo y Enol.Fabiana Rodriguez por su colaboración en las determinaciones analíticas de los mostos y vinos, así como también a los Enol. Verónica Cabrera, Enol. Néstor Camelia, Ing. Agr. Graciela Calero e Ing. Agr. Emilia Patarrino por

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su colaboración durante el desarrollo de la investigación.

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