Sanchez Gimeno, Diego
Ontañón Alonso, Ignacio (dir.) ; Ferreira González, Vicente (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2024
Resumen: El defecto de reducción en el vino está causado por la presencia de H2S y metanotiol (MeSH) en concentraciones superiores a 0,5-5 µg/L. Esto provoca en el vino desde el enmascaramiento de las notas frutales y florales, hasta la aparición de notas a huevo podrido, azufre o col cocida (Franco-Luesma et al., 2016; Mestres et al., 2000). Estas moléculas son generadas por las levaduras durante la fermentación alcohólica, durante el metabolismo de asimilación de sulfatos y formación de aminoácidos azufrados como cisteína y glutatión (Schütz & Kunkee, 1977) y en caso de que en el mosto existan desequilibrios nutricionales para la levadura (exceso de S elemental, deficiencia de nitrógeno fácilmente asimilable) son generados en exceso (Landaud et al., 2008; Thomas & Surdin-Kerjan, 1997). Tras su formación, H2S y MeSH reaccionan con otros componentes del vino, estableciendose un equilibrio entre 3 estados (fracción libre o volátil, ligados a metales, y oxidados) dependientes del potencial redox. En condiciones de bajo potencial redox, como las que se dan tras el embotellado, el equilibrio se desplaza hacia la fracción libre. Esto puede causar la aparición del defecto si durante las etapas de vinificación no se han controlado adecuadamente los parámetros que evitan la producción excesiva de H2S y MeSH.
Al detectarse el defecto en bodega, normalmente se opta por airear el mosto-vino o añadir sales de Cu. Esto conlleva que los compuestos responsables del aroma a reducción son oxidados o ligados a metales, desapareciendo el defecto. Sin embargo, tras el embotellado el defecto re-aparece y en algunos casos se puede ver agravado por los tratamientos (Vela et al., 2017, 2018), posiblemente porque durante estos tratamientos se promueva la formación de un pool de precursores oxidados o ligados a metales que no es posible cuantificar con los métodos actuales de análisis.
Respecto al análisis en laboratorio de los compuestos causantes del defecto, dada su inestabilidad/sensibilidad al oxígeno, la baja concentración a la que se encuentran y su alta volatilidad, supone todo un reto su cuantificación (Mestres et al., 2000). A lo largo del tiempo se han empleado diversas técnicas instrumentales, basadas en cromatografía de gases acoplados a detectores de emisión atómica, detectores fotométricos de llama continua o pulsante, de quimio-luminiscencia al azufre o de espectroscopia de masas (Cheskis et al., 1993; Christensen & Reineccius, 1992; Franco-Luesma & Ferreira, 2014; López et al., 2007; Mestres et al., 2000; Ontañón et al., 2019; Rauhut et al., 1998; Tangerman, 2009). Su análisis instrumental en bodega resulta inviable por el coste en instrumentación y la cualificada mano de obra necesaria, por lo que depende exclusivamente de los análisis sensoriales llevados a cabo por el enólogo.
Dada la importante pérdida económica que supone en las bodegas (Goode and Harrop, 2008), la falta de conocimiento sobre la capacidad real de los vinos de generar estos compuestos, y la ausencia de un método de corrección que sea eficaz a largo plazo, se propone abordar el estudio la capacidad de producción de H2S y MeSH y el estudio de tratamientos complementarios o alternativos al uso de Cu para corregir de forma efectiva el defecto de reducción
En el capítulo 1 se desarrolló un dispositivo capaz de atrapar de manera reversible el H2S y MeSH del espacio de cabeza compartido por el vino en condiciones de reducción (anoxia). Primeramente, se estudió la capacidad de distintos cationes para capturar dichas moléculas. Así, las disoluciones de Cu(I), pero no las de Zn(II), Cu(II) o Ag(I), son capaces de atrapar de manera reversible y cuantitativa H2S y MeSH después de agregar tris(2-carboxietil) fosfina (TCEP) y diluir con salmuera. Los viales con Cu(I) tras el proceso de atrapamiento son estables durante meses en el refrigerador y al menos 7 días a 75 ºC. Estas disoluciones de atrapamiento, colocadas en un vial dentro de un matraz de 100 ml herméticamente sellado que contiene vino en anoxia, permiten monitorizar de manera cuantitativa la liberación de H2S y MeSH. Tras el desarrollo del dispositivo, se aplicó a vinos comerciales incubados en anoxia a 50º y 75ºC. Los vinos a 50 ºC pueden liberar hasta 400 µg/L de H2S y 58 de MeSH en 68 días, y de 3 a 5 veces más a 75 ºC en 28 días. Comparando los resultados obtenidos con el dispositivo frente al test de reducción acelerada a 2 semanas en anoxia, equivalente a 1 año de envejecimiento en botella (Franco-Luesma & Ferreira, 2015), las cantidades liberadas no se correlacionan con las cantidades acumuladas durante la reducción acelerada, lo que sugiere que los electrófilos del vino limitan la acumulación de estas moléculas. Además, estps resultados sugieren la existencia de un pool de precursores oxidados de H2S que puede resultar importante en la generación de novo de H2S durante el envejecimiento del vino. Estos precursores no serían cuantificables por los métodos actuales de análisis
Dado que la medida de la capacidad de los vinos de acumular H2S y MeSH lleva más de 3 meses a 50ºC, como se vio en el capítulo 1, se estudiaron en el capítulo 2 diversos métodos para acelerar la reducción de los vinos en combinación con el dispositivo de atrapamiento con Cu(I). Estos fueron la aplicación de un mix de reductores y acomplejantes del Cu (TCEP, BCDA, Cys, Glu) propuesto por Kreitman (Kreitman et al., 2017), un reductor suave (ácido oxálico) o metales (hierro y aluminio elementales). Se encontró que el mix de Kreitman, sobre vinos blancos, parece actuar sobre una parte del pool de precursores oxidados de H2S y MeSH, mientras que sobre vino tinto no tuvo ningún efecto. El ácido oxálico resultó inutil en la aceleración del proceso reductivo del vino. En cuanto al efecto del Fe y Al, actúan sobre una fracción mayor del pool de precursores oxidados, si bien se requiere un ajuste en el pretratamiento de la muestra para corregir las sobrestimaciones debidas al SO2. La incubación con Fe elemental presenta la ventaja de no necesitar incubarse a alta temperatura para obtener los resultados en 2 semanas, mientras que la incubación con Al requiere una alta dosis de este metal y además ser incubado a 50ºC.
En la segunda parte del presente trabajo se estudiaron diversas alternativas complementarias o alternativas al uso de Cu para corregir el defecto de reducción en el vino. Así, se evaluó el nivel de H2S y MeSH libre y BR tras cada tratamiento y después de tratar los vinos con una reducción acelerada.
Respecto a las estrategias complementaria al uso de Cu, con el objetivo de ayudar en la precipitación del CuS formado tras la adición de sales de Cu, se aplicaron 2 coadyuvantes (proteína de patata y bentonita) o una filtración, encontrándose que ni el uso de adyuvantes de precipitación ni los auxiliares de filtración mejoran los resultados de la clarificación clásica con cobre. En cuanto a las alternativas al uso de sales de Cu(II), se estudiaron la purga con N2 de vino en estado de reducción (potencial redox negativo) u oxidación intensa en presencia o no de sílice polimérica funcionalizada con tiol (SH-Sil), a diferentes vinos. La purga del vino en estado de reducción con N2 puede inducir una reducción significativa del 30 al 40% en la capacidad del vino para acumular más H2S. La oxidación, independientemente de la presencia de SH-Sil, es la más eficiente para eliminar problemas de reducción a corto y largo plazo, pero deberán estudiarse los efectos secundarios a largo plazo, como un defecto de oxidación. Además, se vio una gran variabilidad en el contenido de H2S BR lo que sugiere que una parte significativa del H2S participa de manera reversible en estructuras químicas no accesibles por el ensayo método de análisis de los VSC s BR.
Por último, dado que en ocasiones en bodega se aplican lías con el objetivo de corregir el defecto de reducción, se estudió su efecto real sobre el defecto. Si bien algunos estudios sugieren que las lías pueden, por adsorción, eliminar H2S y MeSH del vino (S. Palacios, Y. Vasserot, 1997) en otros casos se sugiere que pueden agravarlo, al favorecer en el vino las condiciones de reducción (Pérez-Serradilla & de Castro, 2008). Se analizó el efecto de lías en varios estados metabólicos (frescas activas, frescas inactivas y secas inactivadas) procedentes de vinificaciones tanto de vino blanco como de tinto, sobre vinos con defecto de reducción blancos y tintos. Los resultados sugieren que una cierta actividad enzimática es necesaria para que sean eficaces, dado que las levaduras secas inactivadas o no tuvieron efecto, o se agravó el defecto. Sin embargo, en el caso de las lías frescas se encontraron resultados discrepantes. Esto refuerza la idea de que bajo la denominación de lías finas se engloba un material muy complejo, que depende de una variedad de factores tal que torna complicado fijar unas condiciones de obtención que produzcan lías capaces de remediar el defecto.
Resumen (otro idioma):
Al detectarse el defecto en bodega, normalmente se opta por airear el mosto-vino o añadir sales de Cu. Esto conlleva que los compuestos responsables del aroma a reducción son oxidados o ligados a metales, desapareciendo el defecto. Sin embargo, tras el embotellado el defecto re-aparece y en algunos casos se puede ver agravado por los tratamientos (Vela et al., 2017, 2018), posiblemente porque durante estos tratamientos se promueva la formación de un pool de precursores oxidados o ligados a metales que no es posible cuantificar con los métodos actuales de análisis.
Respecto al análisis en laboratorio de los compuestos causantes del defecto, dada su inestabilidad/sensibilidad al oxígeno, la baja concentración a la que se encuentran y su alta volatilidad, supone todo un reto su cuantificación (Mestres et al., 2000). A lo largo del tiempo se han empleado diversas técnicas instrumentales, basadas en cromatografía de gases acoplados a detectores de emisión atómica, detectores fotométricos de llama continua o pulsante, de quimio-luminiscencia al azufre o de espectroscopia de masas (Cheskis et al., 1993; Christensen & Reineccius, 1992; Franco-Luesma & Ferreira, 2014; López et al., 2007; Mestres et al., 2000; Ontañón et al., 2019; Rauhut et al., 1998; Tangerman, 2009). Su análisis instrumental en bodega resulta inviable por el coste en instrumentación y la cualificada mano de obra necesaria, por lo que depende exclusivamente de los análisis sensoriales llevados a cabo por el enólogo.
Dada la importante pérdida económica que supone en las bodegas (Goode and Harrop, 2008), la falta de conocimiento sobre la capacidad real de los vinos de generar estos compuestos, y la ausencia de un método de corrección que sea eficaz a largo plazo, se propone abordar el estudio la capacidad de producción de H2S y MeSH y el estudio de tratamientos complementarios o alternativos al uso de Cu para corregir de forma efectiva el defecto de reducción
En el capítulo 1 se desarrolló un dispositivo capaz de atrapar de manera reversible el H2S y MeSH del espacio de cabeza compartido por el vino en condiciones de reducción (anoxia). Primeramente, se estudió la capacidad de distintos cationes para capturar dichas moléculas. Así, las disoluciones de Cu(I), pero no las de Zn(II), Cu(II) o Ag(I), son capaces de atrapar de manera reversible y cuantitativa H2S y MeSH después de agregar tris(2-carboxietil) fosfina (TCEP) y diluir con salmuera. Los viales con Cu(I) tras el proceso de atrapamiento son estables durante meses en el refrigerador y al menos 7 días a 75 ºC. Estas disoluciones de atrapamiento, colocadas en un vial dentro de un matraz de 100 ml herméticamente sellado que contiene vino en anoxia, permiten monitorizar de manera cuantitativa la liberación de H2S y MeSH. Tras el desarrollo del dispositivo, se aplicó a vinos comerciales incubados en anoxia a 50º y 75ºC. Los vinos a 50 ºC pueden liberar hasta 400 µg/L de H2S y 58 de MeSH en 68 días, y de 3 a 5 veces más a 75 ºC en 28 días. Comparando los resultados obtenidos con el dispositivo frente al test de reducción acelerada a 2 semanas en anoxia, equivalente a 1 año de envejecimiento en botella (Franco-Luesma & Ferreira, 2015), las cantidades liberadas no se correlacionan con las cantidades acumuladas durante la reducción acelerada, lo que sugiere que los electrófilos del vino limitan la acumulación de estas moléculas. Además, estps resultados sugieren la existencia de un pool de precursores oxidados de H2S que puede resultar importante en la generación de novo de H2S durante el envejecimiento del vino. Estos precursores no serían cuantificables por los métodos actuales de análisis
Dado que la medida de la capacidad de los vinos de acumular H2S y MeSH lleva más de 3 meses a 50ºC, como se vio en el capítulo 1, se estudiaron en el capítulo 2 diversos métodos para acelerar la reducción de los vinos en combinación con el dispositivo de atrapamiento con Cu(I). Estos fueron la aplicación de un mix de reductores y acomplejantes del Cu (TCEP, BCDA, Cys, Glu) propuesto por Kreitman (Kreitman et al., 2017), un reductor suave (ácido oxálico) o metales (hierro y aluminio elementales). Se encontró que el mix de Kreitman, sobre vinos blancos, parece actuar sobre una parte del pool de precursores oxidados de H2S y MeSH, mientras que sobre vino tinto no tuvo ningún efecto. El ácido oxálico resultó inutil en la aceleración del proceso reductivo del vino. En cuanto al efecto del Fe y Al, actúan sobre una fracción mayor del pool de precursores oxidados, si bien se requiere un ajuste en el pretratamiento de la muestra para corregir las sobrestimaciones debidas al SO2. La incubación con Fe elemental presenta la ventaja de no necesitar incubarse a alta temperatura para obtener los resultados en 2 semanas, mientras que la incubación con Al requiere una alta dosis de este metal y además ser incubado a 50ºC.
En la segunda parte del presente trabajo se estudiaron diversas alternativas complementarias o alternativas al uso de Cu para corregir el defecto de reducción en el vino. Así, se evaluó el nivel de H2S y MeSH libre y BR tras cada tratamiento y después de tratar los vinos con una reducción acelerada.
Respecto a las estrategias complementaria al uso de Cu, con el objetivo de ayudar en la precipitación del CuS formado tras la adición de sales de Cu, se aplicaron 2 coadyuvantes (proteína de patata y bentonita) o una filtración, encontrándose que ni el uso de adyuvantes de precipitación ni los auxiliares de filtración mejoran los resultados de la clarificación clásica con cobre. En cuanto a las alternativas al uso de sales de Cu(II), se estudiaron la purga con N2 de vino en estado de reducción (potencial redox negativo) u oxidación intensa en presencia o no de sílice polimérica funcionalizada con tiol (SH-Sil), a diferentes vinos. La purga del vino en estado de reducción con N2 puede inducir una reducción significativa del 30 al 40% en la capacidad del vino para acumular más H2S. La oxidación, independientemente de la presencia de SH-Sil, es la más eficiente para eliminar problemas de reducción a corto y largo plazo, pero deberán estudiarse los efectos secundarios a largo plazo, como un defecto de oxidación. Además, se vio una gran variabilidad en el contenido de H2S BR lo que sugiere que una parte significativa del H2S participa de manera reversible en estructuras químicas no accesibles por el ensayo método de análisis de los VSC s BR.
Por último, dado que en ocasiones en bodega se aplican lías con el objetivo de corregir el defecto de reducción, se estudió su efecto real sobre el defecto. Si bien algunos estudios sugieren que las lías pueden, por adsorción, eliminar H2S y MeSH del vino (S. Palacios, Y. Vasserot, 1997) en otros casos se sugiere que pueden agravarlo, al favorecer en el vino las condiciones de reducción (Pérez-Serradilla & de Castro, 2008). Se analizó el efecto de lías en varios estados metabólicos (frescas activas, frescas inactivas y secas inactivadas) procedentes de vinificaciones tanto de vino blanco como de tinto, sobre vinos con defecto de reducción blancos y tintos. Los resultados sugieren que una cierta actividad enzimática es necesaria para que sean eficaces, dado que las levaduras secas inactivadas o no tuvieron efecto, o se agravó el defecto. Sin embargo, en el caso de las lías frescas se encontraron resultados discrepantes. Esto refuerza la idea de que bajo la denominación de lías finas se engloba un material muy complejo, que depende de una variedad de factores tal que torna complicado fijar unas condiciones de obtención que produzcan lías capaces de remediar el defecto.
Resumen (otro idioma):
Pal. clave: vino ; aroma y sabor ; química analítica
Titulación: Programa de Doctorado en Ciencia Analítica en Química
Plan(es): Plan 487
Área de conocimiento: Ciencias
Nota: Presentado: 12 04 2024
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2024
Aportación del TFG/M a la Sostenibilidad: Garantizar una vida saludable y promover el bienestar para todos y todas en todas las edades. Desarrollar infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible, y fomentar la innovación. Garantizar las pautas de consumo y de producción sostenibles.
Fecha de embargo : 2025-04-12
Enlace permanente:
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Registro creado el 2024-06-27, última modificación el 2024-06-27
