Lactobacillus plantarum ha demostrado preservar mejor el color del vino que O. oeni. Recientes estudios han indicado que el retraso en el arranque de la fermentación maloláctica (> 90 días) puede mitigar la pérdida del color del vino. Sin embargo, esta estrategia de retrasar la fermentación maloláctica (FML) para conseguir vinos con mayor color y más estable, debe ser cuidadosamente sopesada con una potencial contaminación microbiana, incluida la formación de Brettanomyces y de aminas biógenas (BAL indígenas).
Por Eveline Bartowsky y Sibylle Krieger-Weber
Microbiólogas investigadoras del equipo de Lallemand Oenology
La fermentación maloláctica (FML) es una etapa esencial de la elaboración del vino tinto, que consiste no sólo en la desacidificación del mismo, ya que la FML influye también en la fracción volátil derivada de la fermentación, con los consiguientes efectos en las propiedades sensoriales y en el perfil del color del vino.
Los protocolos de elaboración que se han establecido desde hace mucho tiempo para la inducción de la FML implican normalmente la inoculación de cultivos iniciadores de bacterias tras la fermentación alcohólica, aunque en los últimos años se ha dado una tendencia a inocular las bacterias en etapas tempranas del proceso fermentativo. La coinoculación reduce enormemente el tiempo total del proceso de elaboración y la velocidad de fermentación alcohólica no se ve afectada en general por la presencia de bacterias.
Además, el perfil volátil del vino derivado de la fermentación es diferente en los vinos en los que la bacteria se ha inoculado en etapas posteriores de la fermentación alcohólica.
La mayoría de los estudios realizados en los tintos han revelado un ligero descenso general en la intensidad del color del vino tras la FML, pero esto no está influenciado por el régimen de inoculación de la FML. Sin embargo, puede haber diferencias en la composición de antocianinas y pigmentos poliméricos, mostrando la coinoculación el perfil más diferente.
Los estudios realizados en el pinot noir son los que han presentado una pérdida de color algo más significativa después de la FML. La estabilidad del color en los vinos de pinot noir tras la FML puede verse afectada por varios parámetros y prácticas de elaboración: arranque y velocidad de la FML, duración del retraso de una FML planificada y las especies de bacterias del ácido láctico (BAL) utilizadas para la FML (O. oeni o L. plantarum). El acetaldehído es importante para la formación del color y la FML puede tener influencia en este proceso.
La incidencia de las distintas formas de fermentación
El color del vino tinto es una propiedad sensorial importante que depende del contenido de las antocianinas y de la extracción del hollejo de la uva así como de su estabilización en el vino en forma de color. La extracción y la estabilización de los compuestos fenólicos puede constituir un reto particular en la elaboración del pinot noir. Comparado con otras variedades tintas, las uvas pinot noir tienen bajo contenido en antocianinas y las que tiene son menos estables y no son acetiladas.
La estabilización de las antocianinas se da a través de varias reacciones entre antocianinas y taninos, para formar taninos pigmentados, y a través de la copigmentación de las antocianinas. Además de su baja concentración en antocianinas, las uvas pinot noir tienen una baja relación de taninos hollejo-pepitas comparado con muchas otras variedades tintas.
Las prácticas de elaboración pueden tener influencia en el color del vino tinto, pero la mayoría de los estudios se han centrado en los parámetros físicos y químicos, incluida la temperatura (Reynolds et al. 2001) y el tiempo de maceración (Zimman et al. 2002), más que en el papel desempeñado por los microorganismos del vino tales como las levaduras enológicas y las cepas de bacterias malolácticas.
Hayasaka et al. (2007) señaló diferentes propiedades de color en un vino cabernet sauvignon fermentado por dos cepas de levaduras diferentes, una Saccharomyces cerevisiae frente a una Saccharomyces bayanus. Las diferencias se atribuyeron a una mayor producción de acetaldehído por parte de la cepa S. bayanus, lo que conduce a una formación más importante de vitisina B.
Los pigmentos poliméricos desempeñan un papel importante en la estabilidad del color del vino a largo plazo porque son resistentes a la decoloración por SO2 y la oxidación.
Puesto que el acetaldehído y el ácido pirúvico tienen un papel importante en la estabilización del color, últimamente se ha puesto el foco en la función que realizan las bacterias ácido lácticas (BAL) enológicas y la fermentación maloláctica (FML) en la estabilización del color del vino tinto (Gerbaux and Briffox, 2003, Wells y Osborne, 2012, y Burns y Osborne 2015,).
La FML en el vino se da como resultado de la actividad metabólica de las bacterias ácido lácticas enológicas. La FML reduce la acidez del vino y modifica su sabor, lo que se considera beneficioso desde el punto de vista de la calidad. Además, el uso de cepas seleccionadas de BAL enológicas favorece el control del tiempo de la degradación del ácido L-málico.
Estudios sensoriales demuestran que los compuestos aromáticos producidos por las BAL enológicas dan lugar a cambios perceptibles en las características del aroma del vino (Laurent et al. 1994, Costello et al. 2012 a,b, and Knoll et al. 2011).
El momento de adición de las bacterias también influye en el perfil sensorial de vinos de la variedad syrah, incluido el color del vino y los compuestos fenólicos, así como en la fracción volátil derivada de la fermentación (Abrahamse and Bartowsky 2012a). Los enólogos de la región francesa de Borgoña suelen retrasar la FML porque, curiosamente, los vinos que obtienen con ello presentan más color. También se ha discutido el retraso de la fermentación maloláctica para conseguir la estabilidad del color en ámbito de la estabilidad microbiana y el riesgo de la contaminación por Brettanomyces (Osborne 2017, Gerbaux et al. 2009, 2018).
El color del vino tinto
La formación del color del vino está influenciada por numerosos parámetros químicos y microbianos que están interrelacionados (Figura 1).
El color se ve afectado principalmente por las antocianinas presentes en la uvas y su extracción durante la elaboración (Fulcrand et al 2006). Los pigmentos poliméricos estables pueden derivarse de reacciones entre antocianinas y el ácido pirúvico o el acetaldehído procedentes del metabolismo de levaduras, que son resistentes a la decoloración por el SO2. Además, desempeñan un papel importante en la estabilidad del color a largo plazo.
Las uvas pinot noir presentan varios retos importantes para su elaboración, dado que sus racimos están muy compactados, lo que favorece la aparición de enfermedades, una relación baja de taninos hollejo-pepitas y un bajo contenido en antocianinas predominado por una forma acetilada menos estable, lo que puede dificultar la formación de un color estable. (Figura 2).
Aunque aún no se entiende muy bien la función de las bacterias y la FML en el color, ahora se está empezando a esclarecer. Las BAL enológicas pueden metabolizar el acetaldehído, incluido así un impacto en el color del vino (Asenstorfer et al 2003, Osborne et al 2000, Wells y Osborne 2012). Gerbaux y Briffox (2003) demostraron la influencia que tiene el rápido arranque y la velocidad de la finalización de la FML en la «claridad» del vino pinot noir. Estudios recientes han señalado que la FML puede tener una influencia en el color del vino tinto independientemente del pH (Burns y Osborne 2013) y que la pérdida de color a lo largo del tiempo puede guardar relación con una disminución del contenido en pigmentos poliméricos, que ha sido asociada con la reducción de acetaldehído por parte de las bacterias ácido lácticas comparado con el vino de control sin FML.
Elección del momento de inoculación de las BAL enológicas
Aunque no se recomienda, se puede llevar a cabo la FML con BAL enológicas indígenas presentes en la infraestructura del vino, algo que puede ocurrir durante la fermentación alcohólica (FA) o inmediatamente después de que esta termine. Tradicionalmente, cuando se usan cultivos de BAL enológicas conocidas, la inoculación se realiza una vez finalizada la FA. Se propuso la inoculación en el mosto de la BAL enológica seleccionada junto con la levadura porque se consideró que la disponibilidad de los nutrientes aumentaría y que la ausencia de alcohol permitiría a la BAL aclimatarse mejor a las condiciones ambientales y crecer.
Coinoculación
Existen ventajas evidentes del uso de la coinoculación en la producción de vinos destinados al consumo temprano. Este proceso permite a las BAL enológicas adquirir tolerancia al etanol, permitiendo que se de la FML durante el último tercio de la FA (Vuchot 2004) y que esta acabe rápidamente.
La coinoculación puede asegurar la implantación temprana y el predominio de la BAL enológica seleccionada. El uso de este método favorece la pronta estabilización de los vinos, hace que se puedan comercializar antes y minimiza la posibilidad desarrollo de microorganismos contaminantes, tales como bacterias acéticas y levaduras Brettanomyces (Pillet et al 2007) con más vigor.
Beelman y Kunkee (1985) demostraron que la FML en presencia de azúcares fermentables no conduce necesariamente a la producción de cantidades excesivas de ácido acético, siempre y cuando la fermentación alcohólica empiece rápidamente y llegue a completarse (Krieger 2002, y Sieczkowski 2004).
Existen varios momentos durante la elaboración del vino en los que se puede añadir la BAL enológica (Figura 3), que generalmente son:
1) Coinoculación con levadura; BAL enológica seleccionada añadida entre las 24 y las 48 horas posteriores a la adición de la levadura (de 48 a 72 horas si se añade de 80 a 100 ppm de SO2 al estrujado),
2) Inoculación temprana; BAL enológica seleccionada añadida durante la FA activa o con una densidad aproximada de 1040/1030 (8 °/10 °Brix), (iii) Post-fermentación alcohólica; al final, o justo después, de terminar la FA, o (iv) Inoculación retrasada; de 2 a 6 meses tras finalizar la FA.
Esta técnica, combinada con el uso de cepas de levaduras fiables con buenas características fermentativas que den soporte a la FML y una nutrición de levaduras adecuada, garantizará una fermentación sana y FMLs con buenas cinéticas.
La tendencia de vendimiar uvas con mayor nivel de madurez ha dado lugar al procesamiento de mostos con pH más alto y a la producción de vinos con mayores niveles de alcohol. Estas condiciones favorecen el desarrollo de bacterias indígenas y a menudo O. oeni no prevalece al final de la FA.
El uso de BAL enológicas indígenas es problemático y no recomendable, por lo tanto, y en las condiciones descritas anteriormente, la inoculación directa de Lactobacillus plantarum en forma liofilizada puede ser una buena opción (du Toit et al. 2011).
El uso de esta nueva generación de cultivos iniciadores de BAL enológicas seleccionadas ofrece numerosas ventajas. Una inoculación con L.plantarum proporciona una implantación temprana y dominancia así como una FML predecible y completa. Al degradar las hexosas por la vía homo-fermentativa, evita el riesgo de producción de ácido acético a partir de azúcares residuales que pueden estar presentes en vinos con pH alto, por lo que es una alternativa interesante al habitual iniciador O. oeni (du Toit et al. 2011).
Abrahamse y Bartowsky (2012a) demostraron que la coinoculación redujo notablemente el tiempo total de fermentación en el syrah hasta en 6 semanas, la velocidad de la fermentación alcohólica no se vio afectada por la presencia de bacterias y el perfil volátil del vino derivado de la fermentación fue diferente al de los vinos en los que la bacteria se había inoculado tarde o después de la fermentación alcohólica.
El ligero descenso general de la intensidad del color del vino observada tras la FML no se vio influenciada por el régimen de inoculación de la FML. Sin embargo, encontraron diferencias en la composición de antocianinas y polímeros pigmentados, mostrando la coinoculación el perfil más marcado (Tabla 1, Figura 4)
Un estudio en el que se analizó la influencia de diferentes momentos de fermentación maloláctica en condiciones de bodega en un vino tinto de Barbera d’Asti demostró que el uso de la coinoculación para la gestión de la FML tenía una influencia positiva no sólo acortando el tiempo de vinificación, sino también en la estabilización global de los compuestos polifenólicos y en las propiedades organolépticas del vino, consiguiendo así mayor armonía y suavidad en el paladar comparado con la inducción de la fermentación maloláctica post fermentación alcohólica. (Mo et al., 2009) (Figura 5).
Inoculación secuencial y post fermentación alcohólica
Con la inoculación tradicional de la FML al final de la FA no se plantea el problema del metabolismo bacteriano de azúcares y del resultante aumento de la AV ni tampoco se da la producción de excesivas cantidades de ácido láctico, conocido como «piqûre lactique«. La inoculación en este punto evita gran parte de la toxicidad atribuida a algunos ácidos carboxílicos, tales como el ácido fumárico, puesto que su concentración disminuye tras la FA (Lafon-Lafourcade 1983).
El mérito de la inoculación al final de la FA también puede estar relacionado con los nutrientes disponibles, las bases que contienen nitrógeno, péptidos, aminoácidos y vitaminas resultantes de la muerte de la levadura y la consiguiente autólisis de la bacteria (Kunkee 1967).
Como se puede observar en la Tabla 1, el momento de inoculación de la FML puede tener un impacto en los componentes que contribuyen al color del vino. En este estudio del syrah no hubo diferencias significativas en la intensidad del color del vino. Otros estudios en Malbec (Massera et al 2009) y el Pinot Noir (Christen y Mira de Orduña 2010) han observado también un impacto mínimo del momento de inoculación de la FML en el color del vino de hecho, los estudios sensoriales no mostraron diferencias visuales de color entre los vinos coinoculados y aquellos con inoculación secuencial.
Inoculación retrasada
En los últimos 15 años, la calidad de los cultivos iniciadores de BAL enológicas ha mejorado sustancialmente. Los cultivos iniciadores disponibles para la inoculación directa en el vino son fáciles de manejar y facilitan un mejor control de la FML. El uso de esta nueva generación de cultivos iniciadores de BAL enológicas permite el arranque temprano y la rápida finalización de la FML.
En la región francesa de Borgoña así como en otras regiones vinícolas que producen principalmente vinos de pinot noir, el rápido desarrollo de la FML es opuesto a sus técnicas tradicionales de elaboración, y como consecuencia han confiado en la FML espontánea. En un estudio realizado por Gerbaux y Briffox (2003) se investigó el impacto del retraso de la inoculación de la FML en la «claridad» o la intensidad del color del vino Pinot Noir (Figura 6). Los valores más altos de claridad indican intensidad de color más baja.
Se logró una mayor estabilización del color bajo las siguientes condiciones:
1) Más tiempo entre la finalización de la FA y el arranque de la FML;
2) Disminución de la velocidad de la FML;
3) Adición de SO2 retrasada hasta el final de la terminación de la FML (Gerbaux y Briffox 2003).
Condiciones tales como alto SO2, o temperaturas por debajo de 10°C, inhibirán o retrasarán la FML, ayudarán a estabilizar el color y evitarán una pérdida de color en vinos ligeramente pigmentados.
Burns y Osborne (2013) han señalado: «El hecho de retrasar la FML no tuvo impacto en la pérdida de color a 520 nm, pero hacerlo por períodos de tiempo más largos (> 100 días) redujo la pérdida de pìgmentos poliméricos hasta tal punto que después de 200 días no se notó ninguna pérdida comparado con el control sin fermentación maloláctica», proponiendo un papel interactivo potencial del acetaldehído y del ácido pirúvico, la FML y la estabilización del color. Como confirmación de esta hipótesis, el equipo de Mira de Orduña ha demostrado que las BAL enológicas desempeñan un papel crucial en la degradación de acetaldehído tras la FA (Jackowetz y Mira de Orduña 2012). Su estudio con 12 cepas comerciales O. oeni siguió las cinéticas de los principales componentes que combinan con el SO2 (incluido el acetaldehído) durante la FML en el vino y mostraron que había un retraso de entre 5 y 7 días en la degradación del acetaldehído comparado con el metabolismo del ácido málico (Figura 7).
Un estudio realizado por Burns y Osborne (2015) en el que investigaron las posibles causas de la pérdida de color y de pigmentos poliméricos de pinot noir tras la FML, demostró el papel de la degradación del acetaldehído y del ácido pirúvico por parte de la O. oeni (Tabla 2) durante la FML como causa de la menor formación de pigmentos poliméricos independientemente del cambio en el pH. Las cepas Oenococcus oeni fueron capaces de metabolizar tanto el acetaldehído como el ácido pirúvico en distintos grados, lo que a su vez impactó en el color.
Puesto que el aumento de la formación de de pigmentos poliméricos en de los vinos pinot noir en los que se retrasó la FML era posible que se debiera a la presencia de acetaldehído en el vino, se añadió acetaldehído y ácido pirúvico a los vinos sometidos a la FML en concentraciones presentes en el vino control que no habían realizado la FML (Figura 8). Estos vinos se almacenaron durante 90 días y se midió de nuevo el color. La adición de ácido pirúvico no redujo el color o la pérdida de pigmento polimérico causado por la FML. Sin embargo, comparados con los vinos que solo realizaron la FML, la adición de acetaldehído aumentó la intensidad del color y el contenido de pigmentos poliméricos.
Estudios más recientes (comunicación personal de Osborne) investigaron diferentes especies y cepas de BAL con distintas capacidades de degradación de acetaldehído para entender mejor cómo minimizar la pérdida de color causada por la FML: O. oeni ALPHA™, con una pronta metabolización del acetaldehído, O. oeni O-MEGA™ con una degradación de acetaldehído más lenta y L. plantarum ML-PRIME™, que metaboliza el acetaldehído con retraso y despacio (Tabla 3)
La degradación de acetaldehído en el vino fermentado con L. plantarum Prime (ML Prime™) fue mucho más baja que la de los vinos fermentados con las dos cepas O. oeni (Omega™ y Alpha™) y cercana a las concentraciones del vino de control sin FML.
Se midieron los valores del color y de los pigmentos poliméricos de los vinos tras la FML (Día 0) y después de 30 y 90 días de almacenamiento a temperaturas de bodega (Figura 9). Mientras que se observó una reducción del color en los vinos sometidos a la FML con Alpha™ u Omega™, no se percibió ninguna pérdida de color o de pigmentos poliméricos en los vinos que realizaron la FML con la cepa L. plantarum (ML Prime™). Así, seleccionando una cepa específica ML teniendo en cuenta el metabolismo del acetaldehído y el momento de la inoculación en la FML, se puede gestionar mejor el color total del pinot noir.
El impacto de la microoxigenación en la FML y en el color
Numerosos estudios señalan a la microoxigenación (MOX), basada en el continuo suministro de dosificaciones de subsaturación de oxígeno perfectamente definidas durante la vinificación y la crianza, como una técnica para potenciar la estabilidad y la intensidad del color de los vinos tintos (Cano-López et al., 2008, De Beer et al. 2008).
La mayoría de estas reacciones relacionadas con los polifenoles se basan en la unión de antocianinas con las estructuras tánicas de bajo peso molecular para formar pigmentos tales como dímeros de epicatequina unidos a antocianinas por puentes etilo (Romero y Bakker 2000, 2001).
La MOX se ha convertido en una práctica común en los últimos 20 años y ahora se usa en todo el mundo, aunque existe una información científica limitada sobre cómo y cuándo aplicarla. Se ha hecho una diferenciación entre la influencia de la MOX antes y después de la fermentación maloláctica (FML) (Parish et al. 2000), particularmente en lo que atañe al metabolismo del acetaldehído por las bacterias ácidas lácticas (Osborne et al. 2006), limitando así la condensación de antonianinas con moléculas tánicas (Tao et al. 2007).
En la Pontificia Universidad Católica de Chile se llevó a cabo un ensayo centrado en la investigación sobre el momento de inducción de la fermentación maloláctica y de la MOX en un vino pinot noir chileno (con uvas procedentes del Valle de Casablanca) y en el que se comparaba una cepa O.oeni, Lalvin® VP41™ con una L. plantarum, MLPRIME™ (Figura 10)
La fermentación alcohólica no se vio afectada por ninguno de los tratamientos y se acabó en 5 días. Los tratamientos sí influyeron claramente en el tiempo necesario para terminar la fermentación maloláctica. La FML más rápida se consiguió con los dos tratamientos coinoculados con MLPrime™, finalizando la FML junto con la fermentación alcohólica, en solo 5 días (Figura 10)
La composición básica de los vinos acabados se vio poco afectada por los tratamientos. Para estudiar la influencia de los tratamientos en la composición fenólica y del color, se midieron los análisis espectrofotométricos (Iland et al 2004) 3 y 7 meses después. Después de 7 meses, la intensidad de color (OD 420 + 520) fue mayor en el vino con la combinación de ML Prime™ y 14 días de MOX (Tabla 4). Este mismo tratamiento (ML Prime™ más 14 días de MOX) mostró los valores más altos de pigmentos resistentes al SO2, reflejo del efecto positivo de la inoculación de ML Prime™ (no consumiendo acetaldehído) y una larga microoxigenación que también debería favorecer la formación de color más estable por medio de la formación de puentes de etilo. Los pigmentos rojos totales (con pH muy bajo) fueron los más altos en el otro tratamiento inoculado con ML Prime pero no con la MOX.
Control de las contaminaciones por Brettanomyces
Si bien los resultados de los estudios descritos anteriormente sugieren que los enólogos podrían mejorar el contenido de los pigmentos poliméricos del vino Pinot Noir retrasando la FML y almacenando el vino a temperaturas de bodega, Burns y Osborne también destacan que el hecho de retrasar la FML en más de 100 días podría aumentar el riesgo de contaminación microbiana especialmente si las Brettanomyces forman parte de la microflora de la bodega.
Los estudios anteriores han demostrado el claro impacto de la inoculación temprana de las bacterias seleccionadas en la reducción de los niveles finales de fenoles volátiles; en consecuencia, tanto una FA como una FML eficientes limitan el desarrollo de Brettanomyces.
Por diferentes motivos, puede ocurrir que no sea posible coinocular los vinos, si bien la inoculación secuencial, al final de la FA, también puede ayudar a reducir el riesgo de desarrollo de Brettanomyces.
Un estudio realizado (sin adición de SO2 al final de la FML) por el IFV (Francia) demostró que incluso si el vino tras la FA tiene un alto nivel de contaminación por Brettanomyces (100 – 1 000 ufc/mL), el crecimiento de las bacterias seleccionadas tras la FA limita de manera significativa el desarrollo de Brettanomyces (Figura 11). Los niveles finales de Brettanomyces en presencia de las bacterias seleccionadas fue equivalente al nivel inicial (entre 100 y 1 000 ufc/mL), mientras en el control con la FML espontánea, el nivel final de Brettanomyces es mucho más alto (100 000 ufc/ mL) con un pico de 1 000 000 ufc/mL, mostrando estos vinos un notable aroma a brett (fenoles volátiles).
Así, se trata del equilibrio entre retrasar la inoculación en la FML, con el objetivo de desarrollar y estabilizar el color del vino, y reducir el riesgo de contaminación por Brettanomyces.
Conclusiones
Es bien sabido que tras la FML hay una ligera disminución del color del vino, aunque esto no depende del momento en que se inocula la bacteria. El color del vino pinot noir presenta sus propios retos singulares, especialmente por su bajo contenido en taninos y antocianinas, con una tendencia hacia la forma acetilada menos estable.
Estudios recientes han demostrado que la FML en el pinot noir puede llevar a una pérdida de color que es independiente del cambio en el pH motivado por la FML. Parte de esto se podría deber a la capacidad de O. oeni para metabolizar acetaldehído, un componente esencial para la estabilidad del color del vino.
Lactobacillus plantarum ha demostrado preservar mejor el color del vino que O. oeni. Recientes estudios han indicado que el retraso en el arranque de la FML (> 90 días) puede mitigar la pérdida del color del vino. Sin embargo, esta estrategia de retrasar la FML para conseguir vinos con mayor color y más estable, debe ser cuidadosamente sopesada con una potencial contaminación microbiana, incluida la formación de Brettanomyces y de aminas biógenas (BAL indígenas).
