Cómo evitar con bentonita y métodos alternativos la quiebra proteica que enturbia los vinos blancos

La turbidez visible dentro de la botella es un defecto que perjudica la imagen del vino, un defecto que el consumidor percibirá y recordará. Por tanto, se considera esencial garantizar que la claridad se mantenga estable después del embotellado, durante el transporte y almacenamiento del vino y en las olas de calor cada vez más frecuentes en todas las latitudes. En este reciente estudio de 4 enólogos de la Universidad de Reims y del Instituto Enológico de Champagne, Francia, se aborda la quiebra proteica en los vinos blancos, cómo evaluar el riesgo de que ese defecto ocurra y cómo se gestiona el tratamiento con bentonita y otras técnicas.

En los últimos 60 años se han realizado numerosos estudios científicos dedicados a la estimación del riesgo de quiebra proteica (RQP) y a cómo tratar de evitarla. Esencialmente, se trata de proteínas que causan el enturbiamiento. Y la cuestión es cómo actuar sobre ellas para que el defecto no ocurra.

Bentonitas y posibles alternativas técnicas

A nivel internacional, el tratamiento con bentonita sigue siendo la referencia para eliminar las proteínas (responsables del enturbiamiento de un vino blanco) cuando todavía están en estado soluble. Sin embargo, el uso de esta sustancia puede afectar al color, incidir en la calidad aromática o reducir la espumabilidad de un vino base destinado a ser espumoso, pero también generar un volumen importante de lías. Por estas razones, muchos elaboradores buscan alternativas tecnológicas a la bentonita. Entre estas, se pueden mencionar las siguientes:

– Tratamiento térmico del mosto o del vino (llamado  cracking  o pasteurización flash cuando transcurre en sólo unos minutos, pero que puede durar hasta 16 horas a más de 60 °C) para inducir, en el depósito, la floculación de las proteínas termoinestables. El cracking se utilizó inicialmente para tratar las uvas afectadas por botrytis y/o con altos niveles de geosmina (Guérin, 2013).

– El uso de proteasas capaces de degradar las proteínas nativas de la uva, combinando un tratamiento térmico de 1-2 h a 50 °C con un paso de 1 minuto a 70 °C (Pocock et al., 2003; Marangon et al., 2012; Marchal et al., 2020).

– El uso de macromoléculas como las manoproteínas de Saccharomyces cerevisiae (Moine-Ledoux y Dubourdieu, 1999; Dupin et al., 2000) o las galactomanoproteínas de Schizosaccharomyces japonicus (Millarini et al., 2020), el quitosano (Colangelo et al., 2018) o los carragenatos (Ratnayake et al., 2019) que modifican el entorno coloidal del vino para prohibir que las proteínas formen flóculos visibles a simple vista.

– Eliminación de proteínas del vino mediante nuevos adsorbentes como los óxidos de circonio (Salazar et al., 2006; Marangon et al., 2010; Lucchetta et al., 2013) o las nanopartículas cargadas (Mierczynska-Vasilev et al., 2017).

A pesar de los resultados alentadores de la mayoría de los enfoques mencionados, en muchas situaciones la solución técnica propuesta no es totalmente satisfactoria. En otras palabras, las alternativas técnicas propuestas reducen significativamente el RQP de los vinos tratados (o de los vinos elaborados a partir de mostos tratados), pero no lo suficiente como para considerar que el vino será coloidalmente estable.

Estas conclusiones pueden deberse al hecho de que, en todos estos experimentos enológicos realizados en la bodega o a escala de laboratorio, el RQP se estima sistemáticamente mediante una prueba de calor en la que el vino se calienta a 80 °C durante 30 minutos a 2 horas.

Estas condiciones están muy alejadas de las temperaturas a las que puede estar sometido un vino, incluso en condiciones de ola de calor, que en los últimos años hemos visto que son cada vez más frecuentes, más largas en número de días y con temperaturas que marcan constantemente nuevos récords.

Esta importante diferencia de temperatura entre las pruebas de calor realizadas en el laboratorio y la realidad (incluidas las olas de calor) que puede encontrar un vino blanco, lleva a reconsiderar la pertinencia de esta prueba de 80 °C que, sin embargo, se utiliza a nivel internacional. Este planteamiento coincide también con las numerosas observaciones que los productores de vino y los laboratorios de enología comunican desde hace años y que pueden resumirse como sigue:

• La prueba de 80 °C sobreestima el RQP.

• La prueba de los 80 °C da resultados positivos (turbidez)  con vinos que, según la experiencia de los enólogos, nunca presentan quiebra proteica después del embotellado.

Estas observaciones coinciden plenamente con un estudio de Meistermann (2010) realizado en una red de laboratorios en Francia y que incluye varios cientos de muestras. Los resultados de este estudio en 6 variedades de uva muestran que las turbideces observadas después de calentar los vinos durante 30 minutos a 80 °C son estadísticamente más altas (o considerablemente más altas) que las observadas para los mismos vinos después de pasar 2 meses a 35 °C.

Frente a estos resultados, constatados en varias regiones vitícolas francesas, pero también en otros países, se realizó un estudio para comprender mejor las posibles relaciones entre la turbidez estimada por diversas pruebas térmicas y la turbidez que aparece tras un episodio de ola de calor. Como la realidad de las olas de calor es diversa, en función de las regiones y de las condiciones meteorológicas del año, se sometieron los vinos de este estudio a diferentes condiciones térmicas para cubrir un campo suficientemente amplio.

En estudios anteriores, se eligió una prueba a 35 °C para simular la temperatura que puede alcanzar un vino en verano: 10 días a 35 °C (Dubourdieu et al., 1988), 2 meses a 35 °C (Meistermann, 2010), 2 semanas a 35 °C (Vernhet et al., 2020). Dadas las temperaturas observadas en 2020, hemos optado por realizar pruebas de olas de calor a 38, 42 y 46 °C, cuya duración se mide en días. La prueba a 80 °C se realiza en unas decenas de minutos. Para acercarse lo más posible a esta práctica actual, que permite disponer de los resultados en pocas horas, los vinos también se sometieron a pruebas a 50 °C durante períodos cortos (de 10 a 90 minutos). Esta temperatura se aproxima a la prueba de 55 °C utilizada en un estudio publicado hace casi 20 años (Marchal et al., 2002), que ya suponía una desviación significativa de la prueba de referencia a 80 °C.

Vinos en estudio

Los resultados de los ensayos realizados durante las campañas 2018, 2019 y 2020 se resumen en este artículo a partir de tres ejemplos representativos de dos regiones vinícolas (Touraine, Valle de Loira y Auxerrois, norte de Borgoña). Los vinos estudiados se elaboran a partir de uvas o mostos cedidos por Les Vignerons des Coteaux Romanais en Saint-Romain-sur-Cher (AOP Touraine) – Sauvignon blanc 2020, y por las Caves Bailly Lapierre en Saint-Bris-le-Vineux (AOP Saint-Bris) – Sauvignon blanc 2020.

Mostos: Ningún tratamiento, excepto el sulfitado a 6 g/hL. Inoculación con levadura COI 18-2007 a 20 g/hL después de rehidratación/multiplicación durante 30 min en el mosto diluido al 50%  con agua tibia del grifo para obtener 30-32 °C. Suplementación con 10 g/hL de fosfato diamónico. Fermentación alcohólica (FA) en garrafas de vidrio de 5 litros.

Vinos: Trasiego al final de la FA y sulfitado con 8 g/hL de SO₂ para evitar la fermentación maloláctica (FML). Almacenamiento durante 4 semanas a 18 °C, colocación en una cámara frigorífica a 4 °C durante 2 semanas, luego centrifugación (5 minutos a 17 000 g) y almacenamiento durante 2 semanas en una bodega a 15 °C antes de evaluar el RQP mediante varias pruebas de calor.

Se anotarán estos 3 vinos: Sv-Loira 1, Sv-Loira 2 (vino para el tratamiento con bentonita), Sv-Saint Bris.

Quiebra coloidal y riesgo de quiebra proteica (RQP)

Todos los vinos se filtran con membranas de corte de 0,45 µm antes de las 20 pruebas de calor. Se realizan tres condiciones para cada uno de los 4 vinos:

– Calentamiento a 80 °C durante 10, 20, 30, 45 y 60 minutos, es decir, 5 pruebas a 80 °C.

– Calentamiento a 50 °C durante 10, 20, 30, 45, 60 y 90 minutos, es decir, 6 pruebas a 50 °C.

– Condiciones de temperatura canícula y ola de calor (9 modalidades):

• 1 día a 38 °C
• 4 días a 38 °C
• 1 día a 42 °C
• 4 días a 38 °C + 1 día a 42 °C
• 4 días a 42 °C
• 4 días a 38 °C + 4 días a 42 °C
• 4 días a 46 °C
• 4 días a 42°C + 4 días a 46°C
• 4 días a 38°C + 4 días a 42°C + 4 días a 46°C

Para todas estas pruebas, los vinos filtrados y estériles se colocan en tubos de microbiología de vidrio (15 mL de vino/tubo) herméticamente cerrados con tapones equipados con un sello para evitar cualquier pérdida de líquido. Las 20 condiciones de calentamiento se analizan por triplicado para todos los vinos.

Para las condiciones de calor, los vinos se colocaron en una cámara de cultivo a 38, 42 o 46 °C con regulación de temperatura a ±0,5 °C. Para las pruebas a 50 y 80 °C, los tubos se colocaron en rejillas metálicas escalonadas para permitir la circulación del líquido y se sumergieron en el baño de agua con control termostático y regulación de la temperatura a ±0,1 °C.

Al final del tratamiento térmico, los vinos se dejan a temperatura de laboratorio hasta el día siguiente. Las turbideces se miden con un turbidímetro portátil HANNA que cubre el rango de 0,1 a 750 NTU. Antes de medir la turbidez, los tubos se invierten 3 veces para resuspender el depósito floculado. Cada valor indicado en los siguientes histogramas es la media de 3 medidas.

Tratamiento con bentonita

El vino Sauvignon de Touraine Sv-Loira 2 fue, además del control, tratado con una bentonita cálcica activada (IOC – Bentostab) previamente hidratada con agua durante 4h (tratamiento en botellas de vidrio de 37,5 cL). Las dosis de bentonita fueron de 10, 20, 30 y 40 g/hL. Después de 2 días a temperatura ambiente, los vinos fueron centrifugados y filtrados (en las mismas condiciones que los vinos de control no tratados).

RQP de Sauvignon de Saint-Bris (Figura 1)

Las pruebas de ola de calor muestran un RQP que no superan los 3,2 NTU a 42 °C, incluso cuando el vino pasó 4 días a 38 °C + 4 días a 42 °C. Estas condiciones, que pueden considerarse muy excepcionales para una botella de vino blanco, generan una turbidez que no será perceptible a simple vista. Después de 4 días a 46 °C o 4 días a 42 °C + 4 días a 46 °C, la turbidez es de alrededor de 5 NTU y la comparación visual con el Control no calentado permitió a los jueces diferenciar los vinos durante la prueba triangular (servicio en copas INAO). Algunos investigadores observaron que el vino calentado tenía menos brillo o parecía un poco turbio. Sin embargo, estas condiciones de temperatura, nunca alcanzadas, que se sepa, en Europa, no reflejan (o todavía no lo hacen) una realidad y las pruebas de calor a 42 °C, o incluso a 38 °C (2,8 NTU), parecen ser puntos de comparación más relevantes para juzgar la necesidad de un tratamiento de estabilización coloidal.

En este caso, el vino puede considerarse estable, sin riesgo de quiebra coloidal en la gran mayoría de los casos en los que será transportado o almacenado. Cuando el vino se somete a una temperatura de 50 °C, se observa que la turbidez aumenta significativamente, incluso para un tiempo de calentamiento de 30 minutos donde alcanza 10,8 NTU. Este valor es el doble del observado en las condiciones de calor más extremas. Cuando el vino se calentó durante 60 y 90 minutos a 50 °C, la turbidez fue de 12,2 y 13,0 NTU respectivamente el día después del calentamiento.

Puede observarse que calentar el vino a «sólo» 50 °C produce una turbidez que ya no refleja la realidad de la ola de calor a la que puede estar sometida una botella de vino blanco (38-42 °C).

El término «sólo» indica que la temperatura de 50 °C está lejos de la prueba de 80 °C, que es capaz de producir niveles de turbidez mucho más altos. En efecto, tras un calentamiento de 30 minutos a 80 °C, el vino presentaba una turbidez de 25,1 NTU, que es globalmente el doble de la generada por una prueba de 60 minutos a 50 °C (12,2 NTU).

Si ahora se compara la prueba más utilizada para predecir el riesgo de quiebra proteica (30 minutos a 80 °C) con condiciones de ola de calor muy excepcionales (4 días a 42 °C), se observa que la turbidez se sobreestima en un factor cercano a 8.

En concreto, esto significa, según la prueba utilizada, que este vino Sauvignon es 1) coloidalmente estable (prueba de la ola de calor), 2) ligeramente inestable (prueba a 50 °C), o 3) francamente inestable (prueba a 80 °C). En función de estos tres diagnósticos, el vino: 1) no necesitará tratamiento con bentonita, 2) necesitará una dosis muy baja de bentonita, o 3) necesitará una dosis más alta de bentonita (dar una dosis de bentonita, en g/hL, no tiene sentido en términos absolutos; depende de la actividad del producto enológico). Esta situación no es satisfactoria ni cómoda para los elaboradores.

RQP del Sauvignon-1 del Valle de Loira (Sv-Loira 1, Figura 2)

Las pruebas de calor muestran que el RQP alcanzan 7,2 NTU después de 4 días a 42 °C, e incluso 15 NTU después de 4 días a 46 °C. Estos niveles de turbidez, aunque solo se encontrarán muy excepcionalmente en este vino, son perceptibles por un consumidor. En estas condiciones de calentamiento, este vino de Sauvignon puede considerarse ligeramente inestable en términos de proteínas (tras 4 días a 38 °C, la turbidez era de 5,7 NTU). Calentando el vino durante 30 min a 50 °C, la turbidez alcanza 20 NTU, e incluso 27,1 NTU si se mantiene el calentamiento durante 90 min. En comparación con la prueba de 4 días a 42 °C, la turbidez ya se multiplica por un factor cercano a 4 (27,1 / 7,2 = 3,8).

La prueba a 80 °C durante 30 minutos. (51,2 NTU) sigue multiplicando el RQP por 2 en comparación con la prueba a 50 °C durante 90 minutos, ya considerada excesiva. Al final, el RQP estimado del vino tras el calentamiento a 80 °C durante 30 minutos es 7 veces superior al RQP observado después de una ola de calor a 42 °C.

A diferencia del Sauvignon de Borgoña (Auxerrois) (Figura 1), este vino puede considerarse ligeramente inestable. Pero, una vez más, se observan valores muy diferentes del RQP según las pruebas térmicas realizadas, con saltos considerables entre 42 y 50 °C, así como entre 50 y 80 °C.

Se pueden comparar estos saltos cualitativos con el comportamiento de las proteínas de la clara de huevo. Este ejemplo es interesante porque todo el mundo ha observado ya las diferentes texturas del huevo en función del proceso de cocción aplicado. Los numerosos estudios publicados sobre el comportamiento de las proteínas del huevo sometidas a diversos tratamientos térmicos muestran las temperaturas críticas correspondientes al paso de las proteínas de un estado soluble a uno insoluble. En cuanto a las proteínas del vino, el tiempo durante el cual se aplica una determinada temperatura es también un parámetro de importancia primordial.

Si el vino se calienta durante 30 minutos a 80 °C, el aumento de la temperatura provoca la insolubilización de las proteínas más termoestables, como la invertasa de la uva presente en el vino (Marchal et al., 2020; Dufrechou et al., 2010). Con la prueba de 30 minutos a 80 °C, las proteínas que nunca se insolubilizarán en una botella de vino blanco, incluso cuando se almacenen en condiciones de calor extremo, participarán en la turbidez. Este segundo ejemplo muestra, una vez más, el carácter irreal de la prueba de calor a 80 °C.

RQP del Sauvignon-2 del Valle de Loira (Sv-Loira 2, Figura 3)

Las pruebas de calor muestran que el RQP alcanza 4,1 NTU después de 4 días a 42 °C, y solo 3 NTU después de 4 días a 38 °C. Este vino, al igual que el Sauvignon de Saint-Bris (Figura 1), puede considerarse coloidalmente estable.

Se observa un fuerte aumento de la turbidez cuando el vino se calienta a 50 °C, incluso durante 10 minutos de calentamiento. A 50 °C, podemos ver que la nubosidad varía solo ligeramente entre 30 y 90 minutos de calentamiento. Esto indica de nuevo que se ha alcanzado una temperatura crítica para la insolubilización de determinadas proteínas del vino, principalmente de origen vegetal (de la uva). Para insolubilizar otros tipos de proteínas, hay que aumentar la temperatura de calentamiento del vino. Esto es lo que se observa al pasar a 80 °C; las proteínas más termoestables acaban sin embargo por flocular, como la invertasa de la uva. A 80 °C, la turbidez alcanza 33,4 y 55,4 NTU tras 30 y 60 minutos de calentamiento, respectivamente. Sin embargo, estos valores no tienen sentido, ya que nunca se alcanzarán las condiciones de temperatura (80 °C) que permiten la insolubilización de las proteínas más termoestables de un vino de Sauvignon.

RQP y tratamiento con bentonita (Figura 4)

El vino de Sauvignon del Valle de Loira (Sv-Loira 2), que en función de la prueba de calor realizada podía considerarse estable o, por el contrario, inestable a nivel coloidal (vino de control, figura 3), fue tratado con dosis de bentonita que iban de 10 a 40 g/hL. Estos 4 vinos clarificados fueron sometidos igualmente a 20 pruebas de calor, por triplicado. En cuanto al vino Control sin tratamiento (Figura 3), observamos diferencias muy fuertes en cuanto a la turbidez entre una prueba de calor de 4 días a 42 °C y la prueba de calor de 30 minutos a 80 °C. Podemos ver en los gráficos que la escala de turbidez disminuye a medida que aumenta la dosis de bentonita utilizada. Así, la escala de turbidez disminuye de 60 NTU para el vino Control (Figura 3), a 45, 25, 12 y 5 NTU (Figuras 4) cuando las dosis de bentonita son respectivamente de 10, 20, 30 y 40 g/hL de vino.

Esta disminución de la turbidez observada en los vinos clarificados se corresponde, como era de esperar, con un agotamiento creciente del contenido proteico total del vino. Para cada dosis de bentonita, se indica la relación RQP _{30min a 80°C} / RQP_{4 días a 42°C}. Disminuye gradualmente de 8,08 para el vino Control a 3,4 para el vino clarificado con 30 g/hL de bentonita. Esto significa que incluso para un vino fuertemente empobrecido en proteínas termoinestables, la prueba a 80 °C sigue dando una turbidez no despreciable porque esta temperatura insolubiliza las proteínas como la invertasa que son:  1) menos adsorbidas por las partículas de arcilla que las proteínas que participan en la quiebra proteica (Vernhet et al., 2020) y 2) mucho más termoestables que las proteínas de tipo taumatina o las quitinasas presentes en el vino (Marchal et al., 2020).

En los cuatro gráficos de la figura 4, las flechas verdes indican vinos estables y las rojas, vinos inestables respecto a la insolubilizacion de proteínas. Con la prueba de 30 minutos a 80 °C, el vino pasa progresivamente de 33,4 NTU (control sin tratamiento con bentonita, figura 3) a 24,2, 15,5, 7,7 y 2,6 NTU cuando se aumenta la dosis de bentonita utilizada de 10 a 40 g/hL. Es decir, con la prueba a 80 °C, el vino se considera estable solo después de la clarificación con esta bentonita a 40 g/hL. En condiciones de calor (4 días a 38 °C o 4 días a 42 °C), este vino sin tratamiento presenta una turbidez poco o nada perceptible al ojo humano, por lo que puede considerarse sin riesgo de quiebra proteica.

Los resultados de las figuras 3 y 4 muestran que la elección de la dosis de bentonita dependerá claramente del ensayo térmico utilizado: se puede evitar el tratamiento con bentonita o utilizar una dosis que oscile entre 10 y 40 g/hL, en función del ensayo térmico realizado en el laboratorio.

Conclusiones

Los vinos de Sauvignon (Valle de Loira y Auxerrois) presentados en este estudio fueron sometidos a pruebas de calor que iban de 38 °C (olas de calor) a 80 °C (la prueba de laboratorio más utilizada en todo el mundo). Para estos tres vinos, podemos ver que la sobreestimación del RQP oscila entre un factor de 4 y un factor de 8 en general.

La prueba a 50 °C, con un calentamiento mantenido de 30 a 90 minutos, da resultados mucho más cercanos a la ola de calor a la que puede someterse una botella de vino blanco. No obstante, las turbideces observadas por esta prueba siguen mostrando una sobreestimación del RQP, que puede considerarse como un margen de seguridad para los vinos sometidos a condiciones extremas.

Esta prueba a 50 °C, que evidentemente es mucho más adecuada para estimar el RQP de un vino blanco que la prueba de los 80 °C, debería sin embargo aplicarse con una gama más amplia de vinos, para tener en cuenta el efecto de la variedad de uva, las condiciones de la meteorología del año, las prácticas de vinificación o la región de producción de la uva.

Este estudio, dedicado a la comparación entre las pruebas térmicas de laboratorio y las realidades de las olas de calor (que han sido tratadas de forma plural), muestra también que una estimación realista del RQP de un vino permite la aplicación de un tratamiento enológico adaptado y realista. Para muchos vinos, esto significa claramente una reducción, o incluso una eliminación, de la cantidad de bentonita utilizada para la estabilización coloidal, cuando ésta existe realmente.

También significa la posibilidad de reconsiderar o desarrollar alternativas técnicas (presentadas al principio de este artículo) que se consideran insuficientes si se refieren a la prueba de 80 °C, pero bastante eficaces si se basan en una prueba a 50 °C.

Fuentes: Investigación de los enólogos Richard Marchal, Thomas Salmon, Maéva Pudelkoy y Bertrand Robillard, del Laboratorio de Enología de la Universidad de Reims, Francia; ACE Enología.