En la 7ma. Asamblea General de la Organización Internacional de la Vid y el Vino (OIV), celebrada en 2009 en Zagreb, Croacia, se estudió y adoptó la Resolución “Método para la determinación de la relación isotópica18O/16O del agua en vinos y mostos”, una técnica fundamental en el desarrollo de la analítica en la vinificación. En esta serie de actualizaciones de las resoluciones históricas más influentes de la OIV, que republicamos en Enolife con motivo del año del centenario de la OIV, hoy le toca a la norma técnica que permite medir la composición isotópica del oxígeno, lo que proporciona información valiosa sobre el agua utilizada en la vinificación y su origen geográfico y permite detectar adulteraciones.
El “Método para la determinación de la relación isotópica 18O/16O del agua en vinos y mostos” (OIV-OENO 353/2009 y OIV-MA-AS2-12) fue adoptado durante la 7ª Asamblea General de la Organización Internacional de la Vid y el Vino (OIV), celebrada en Zagreb (Croacia) en 2009.
El método para determinar la relación isotópica 18O/16O del agua es crucial para garantizar la autenticidad y calidad de los vinos y mostos. Al analizar estas relaciones isotópicas, los vitivinicultores pueden detectar adulteraciones, como la dilución con agua, y asegurar que las características del vino sean fieles a su origen. Como resultado, este método no sólo protege contra el fraude, sino que también mantiene la integridad y reputación de los productos vitivinícolas en el mercado global.
Para ampliar la información, la OIV invitó a tres expertos distinguidos que contribuyen activamente al trabajo en la entidad en el Grupo de Expertos de Métodos de Análisis y Especificaciones de Productos Enológicos de la Subcomisión, para que compartan sus perspectivas sobre este método y su importancia para la calidad y autenticidad del vino. Estos testimonios llevarán al lector intersado en un viaje, desde el desarrollo del método hasta las nuevas tendencias hacia el futuro del sector.
El método
Por Matteo Perini, Fondazione Edmund Mach, Italia
En la tradición cristiana, la transformación del agua en vino también es conocida como el milagro de la boda en Caná. Este «milagro» hoy en día se obtiene fraudulentamente añadiendo agua al vino. El método OIV-MA-AS2-12 representa una herramienta poderosa en la lucha contra esta falsificación en el sector del vino y, si está respaldado por una sólida base de datos nacional de referencia, nos permite rastrear el origen geográfico del vino. Basado en mi experiencia, en los últimos años este método ha pasado de ser un análisis especializado a un parámetro que necesariamente debe estar presente entre los controles rutinarios.
El uso de agua vegetal con una composición isotópica similar a la de las uvas o mezclas de vino de alto valor añadido (como los con indicaciones geográficas PDO, PGI o TSG) con productos de vino de bajo costo de origen extranjero representa un nuevo desafío al que el método podrá responder mediante la combinación con otras determinaciones analíticas isotópicas, como el análisis del δ18O del etanol.
Próximos pasos en las firmas isotópicas para el futuro de la industria del vino
Por José Enrique Herbert-Pucheta, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, México
El método tipo II No. OIV-MA-AS2-12: “Método para la determinación de la relación isotópica 18O/16O del agua en vinos y mostos”, publicado en el Compendio de Métodos Internacionales de Análisis de la Organización Internacional de la Vid y el Vino (OIV), consiste en la determinación de la relación isotópica 18O/16O del agua de vino y mostos tras equilibrarlo con dióxido de carbono estándar CO2, utilizando la técnica de Espectrometría de Masas con Relación Isotópica (IRMS).
La representación más pequeña de la materia en química está definida por los átomos, compuestos por protones y neutrones dentro de su núcleo atómico (este conjunto a su vez se define como nucleones) rodeados por electrones. Cada elemento posee un número de configuración único compuesto por un número específico de protones y electrones. Sin embargo, los nucleones en los elementos pueden variar en su número de neutrones.
Los átomos con el mismo número de protones (y, por lo tanto, electrones para la estabilidad electrostática) pero con un número diferente de neutrones se conocen como isótopos. Los diferentes isótopos del mismo elemento pueden compartir propiedades químicas equivalentes, pero diferir en masa y, por lo tanto, en propiedades físicas. Los primeros 80 elementos de la tabla periódica (desde el hidrógeno hasta el mercurio) presentan casi todos, al menos un isótopo estable (lo que significa que no emiten ningún tipo de radiación). Los elementos siguientes (desde el Talio-81, Plomo-82, hasta el Ununoctio-118) presentan al menos un radioisótopo, lo que significa que emiten radiación.
Una firma isotópica es un conjunto establecido de relaciones isotópicas entre un isótopo de baja abundancia respecto a su isótopo de mayor abundancia natural, de un elemento dentro de una muestra. Las firmas isotópicas son comúnmente reconocidas como huellas dactilares para rastrear y seguir diversos procesos en plantas, humanos, animales, insectos y tierras, tales como envejecimiento antropológico-arqueológico; procedencias geográficas y botánicas de alimentos; cadenas alimentarias y cambios dietéticos en animales; orígenes, edades y calidad de cuerpos de agua; contaminación atmosférica, entre otros.
Las relaciones isotópicas estables naturales utilizadas para el control de la autenticidad de alimentos y bebidas alcohólicas provienen de los isótopos estables de hidrógeno (2H/1H), carbono (13C/12C) y oxígeno (18O/16O). Las fuentes naturales más comunes de oxígeno en la naturaleza son el oxígeno atmosférico (O2), el dióxido de carbono (CO2) y el agua (H2O).
Los fraccionados isotópicos del oxígeno ocurren naturalmente en diversos procesos de evaporación-condensación. Algunas relaciones isotópicas del oxígeno importantes encontradas en la naturaleza son:
- El 16O es la fuente de oxígeno más abundante con una presencia del 99.757% en la naturaleza, mientras que el 18O es el isótopo más estable del oxígeno con una abundancia del 0.205%.
- El isótopo 18O en las nubes está en mayor cantidad que el 18O en el agua oceánica, mientras que el agua meteórica está altamente enriquecida en el isótopo 18O, en comparación con las nubes.
Las fermentaciones de vino no causan enriquecimiento del agua con 18O, pero sí lo hace el agua exógena (agua del grifo). En consecuencia, las firmas isotópicas 18O/16O se miden en muestras enológicas para detectar la adición de agua a los vinos, así como las diluciones de jugos. A diferencia del oxígeno, el enriquecimiento de 2H ocurre en el agua del vino durante los procesos de fermentación. Por ello, las firmas isotópicas de deuterio (2H, 0.0114% de abundancia natural) / hidrógeno (1H, 99.9886% de abundancia natural) se miden para detectar el endulzado con plantas C4 (caña de azúcar o maíz) en vinos (provenientes de vides C3) y jugos, así como para caracterizar la chaptalización y la autenticidad de los productos enológicos.
Finalmente, las firmas isotópicas 13C (1.06% de abundancia natural) / 12C (98.93% de abundancia natural) del carbono están mediadas por la dinámica isotópica del CO2 fijado en las plantas, produciendo tres firmas isotópicas diferentes:
- Plantas C3 (ciclo fotosintético de Calvin en plantas como vides, patatas, arroces, etc.).
- Plantas C4 (ciclo fotosintético de Hatch y Slack presente en maíces o cañas de azúcar).
- Plantas CAM (Metabolismo Ácido Crasuláceo) observadas en cactus, piñas, etc.
Las huellas dactilares específicas 13C/12C permiten detectar las fuentes de azúcar en el alcohol fermentado de vinos y licores.
Las relaciones isotópicas estables naturales utilizadas para el control de la autenticidad de alimentos y bebidas alcohólicas provienen de los isótopos estables de hidrógeno (2H/1H), carbono (13C/12C) y oxígeno (18O/16O). Las fuentes naturales más comunes de oxígeno en la naturaleza son el oxígeno atmosférico (O2), el dióxido de carbono (CO2) y el agua (H2O)»
José Enrique Herbert-Pucheta
Hoy en día, es necesario establecer firmas isotópicas globales 18O/16O, 2H/1H y 13C/12C para diversas muestras enológicas mediante la creación de bases de datos robustas, de acuerdo con el Plan Estratégico OIV 2020-2024 / 2025-2029, con el fin de contar con regulaciones globales armónicas para controlar la autenticidad y la falsificación. El uso y la regulación de diversos algoritmos de Inteligencia Artificial (IA), en combinación con técnicas analíticas de alta resolución como la Espectrometría de Masas con Relación Isotópica (IRMS) o la Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear con Fraccionamiento Isotópico Natural Específico del Sitio (SNIF-NMR), es sin duda el preludio de una Nueva Generación en la Subcomisión de Métodos de Análisis de la OIV. La validación precisa tanto de los métodos analíticos como de los algoritmos de IA contribuirá a cumplir algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas (ONU), definidos en el recientemente creado Plan de Transición Digital de la OIV.
Importancia y evolución de la Espectrometría de Masas con Relación Isotópica en la vinificación
Por Alexander Kolesnov, Universidad de Amistad de los Pueblos de Rusia nombrada en honor a Patrice Lumumba, Rusia
La Espectrometría de Masas con Relación Isotópica (IRMS/SIRA) para analizar la composición isotópica de elementos ligeros, principalmente carbono y oxígeno, ocupa uno de los lugares centrales en el potencial analítico general de la viticultura y la vinificación modernas. A pesar de que esta metodología se ha convertido en clásica y ha alcanzado el máximo de sus capacidades, su contribución al desarrollo de la analítica en la vinificación difícilmente puede sobreestimarse.
Desde la primera mitad del siglo XX, cuando los teóricos mundiales de la espectrometría de masas práctica -Arthur Dempster, Kenneth Brainbridge y Alfred Nier- crearon los primeros modelos de instrumentos capaces de realizar mediciones con la precisión y fiabilidad requeridas, el análisis de las relaciones de isótopos estables de elementos ligeros ha recorrido un largo camino, pasando de ser una metodología altamente sofisticada y exclusiva para la investigación científica fundamental a convertirse en un método analítico rutinario, disponible para su uso en una amplia gama de laboratorios, incluidos los industriales.
Con la resolución OIV-OENO 2/96, la base de datos de métodos analíticos internacionales se complementó por primera vez en 1996 con el método de espectrometría de masas para la determinación de las relaciones de isótopos de oxígeno 18O/16O en el agua de vino y mosto, el cual fue posteriormente modificado por la Resolución OIV-OENO 353/2009 y actualmente está disponible para su uso por todas las partes interesadas como el método oficial de la OIV (OIV-MA-AS2-12, método tipo II).
Junto con otros métodos de espectrometría de masas para la determinación de relaciones isotópicas, principalmente del carbono, en una serie de componentes (carbohidratos, etanol, glicerina y dióxido de carbono), este análisis implementa un enfoque metodológico que permite obtener información objetiva sobre la composición isotópica del oxígeno en el agua, que no solo es uno de los componentes principales del vino, sino también, en gran medida, del entorno en el que se llevan a cabo los procesos bioquímicos de fermentación, así como los procesos de maduración y, eventualmente, la formación de propiedades auténticas y, no menos importante, organolépticas de los productos.
Los resultados del análisis, con un grado suficiente de fiabilidad, permiten responder a la pregunta sobre la naturaleza del agua de vino y mosto, lo cual es de gran importancia para la evaluación objetiva de la calidad, especialmente al resolver problemas de identificación de productos adulterados mediante la adición de agua. Desde su aprobación como documento oficial de la OIV, este método, junto con otros métodos de análisis, ha sido un recurso analítico confiable para preservar la autenticidad del vino y prevenir la manipulación de su composición.
El requisito previo para la aplicación exitosa del método fue la base de conocimientos científicos sentada en el siglo XX, desde 1953 hasta 1997, en los trabajos de varios investigadores, que proporcionaron el nivel necesario para la interpretación de los resultados del análisis. La experiencia en el uso del método de espectrometría de masas para la determinación de las relaciones de isótopos de oxígeno 18O/16O y la interpretación experta de sus resultados, así como los logros y conocimientos científicos modernos sobre la isotopía de elementos ligeros en los procesos metabólicos durante la maduración de uvas y su procesamiento tecnológico, han creado la base necesaria para el desarrollo e introducción de nuevos enfoques para la evaluación del agua en el vino en el siglo XXI.
El análisis de las relaciones de isótopos estables de elementos ligeros ha recorrido un largo camino desde ser una metodología altamente sofisticada y exclusiva para la investigación científica fundamental hasta convertirse en un método analítico rutinario y familiar. Los resultados del análisis, con un grado de fiabilidad suficiente, nos permiten responder a la pregunta sobre la naturaleza del agua de vino y mosto, lo cual es de gran importancia para la evaluación objetiva de la calidad, especialmente al resolver problemas de identificación de productos adulterados mediante la extensión con agua.»
Alexander Kolesnov
En este sentido, la eficiencia y fiabilidad clásica del método de espectrometría de masas para la determinación de las relaciones isotópicas de oxígeno 18O/16O en el agua de vino se desarrollará y complementará adecuadamente con el uso de nuevos métodos avanzados, que sin duda incluyen la espectroscopía de resonancia magnética nuclear de alta resolución de los núcleos de deuterio y protium (2H/1H-NMR).
Esta es la única manera de asegurar tanto el progreso científico como la continuidad en la analítica aplicada en la vinificación, que a su vez consta de tres componentes: el conocimiento fundamental sobre los principios básicos de medición, la profesionalidad en su implementación y, no menos importante, la efectividad de la aplicación práctica de los métodos de análisis desarrollados. Sin la combinación de estos componentes, es imposible desarrollar de manera sostenible todo el potencial analítico para la evaluación de la calidad y la seguridad de los vinos, así como aumentar la confianza en los resultados de la aplicación de los métodos de análisis por parte de tanto los productores como los consumidores de vino.
Fuente: Organización Internacional de la Vid y el Vino (OIV)
