A principios de 2019, un equipo de 8 investigadoras del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), en colaboración con científicos del Conicet e ingenieros en sistemas, creó un software luego convertido en app para tabletas y teléfonos móviles, con el que se puede prevenir el riesgo de que levaduras contaminante afecten los derivados de la uva.
La aplicación «Microwine Protector», disponible en Google Play, es el resultado de años de estudio y de integrar los datos de dos tesis doctorales al trabajo de investigación «Prevención de defectos en la industria vitivinícola mediante el uso de aplicaciones móviles de acceso libre». Hoy, constituye una herramienta de fácil acceso y uso para enólogos y productores, que cada vez la aprovechan más en todo el mundo.
El equipo investigador que creó la app «Microwine Protector» está integrado por 8 mujeres mendocinas, investigadoras del INTA y el Conicet. Son ellas: María Cecilia Rojo, María Elena Sturm, Valeria Chimeno, Andrea Vargas Trinidad, María Cecilia Lerena, Magalí González, Laura Mercado y Mariana Combina.
Tras el desarrollo del software y la app, a fines de setiembre de 2019, las científicas obtuvieron un prestigioso galardón durante el V Congreso Argentino de Microbiología (CAMA): el premio Publitec a los trabajos más destacados. El grupo de especialistas del Laboratorio de Microbiología Enológica del INTA, Estación Experimental Agropecuaria (EEA) de Mendoza, con asistentes del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet) obtuvo el premio correspondiente al Área de Industrias y Educación con su trabajo «Prevención de defectos en la industria vitivinícola mediante el uso de aplicaciones móviles de acceso libre».
La herramienta digital lanzada el año pasado tiene como fin prevenir productos vitivinícolas defectuosos o alterados por la acción de las levaduras contaminantes, facilitando su utilización a enólogos y productores de Mendoza, el país y el mundo, donde cada vez se hace más conocida.
Tecnología contra el «sudor de caballo»
En los vinos tintos, la principal levadura alteradora es la Bettanomyces bruxellensis que produce un defecto organoléptico asociado a aromas negativos como “fenólico”, “establo” y “sudor de caballo”.
Por otro lado, la levadura Zygosaccharomyces rouxi es capaz de desarrollar y alterar los jugos de uva concentrados produciendo gas y alcohol. Esta alteración es la causa más frecuente de rechazos en destino de las partidas exportadas.
Para predecir el riesgo de la acción de estas levaduras, este equipo del INTA desarrolló la aplicación móvil Microwine Predictor, basada en dos modelos matemáticos.
Los modelos predictivos se construyeron considerando variables de los alimentos que pudieran medirse y modificarse en la industria, como el pH, la concentración de etanol y SO2 en los vinos; y pH y concentración de azúcares en los jugos de uva concentrados. Los modelos matemáticos han sido publicados y difundidos en cursos y capacitaciones, pero su utilización por parte de la industria es muy limitada.
Para utilizar la aplicación el productor puede introducir los valores de diferentes variables (pH, etanol, dióxido de azufre y concentración de azúcar) de su propio producto en casillas destinadas y la aplicación estimará el riesgo o probabilidad de que en el vino o en el jugo de uva concentrado proliferen levaduras contaminantes.
En Google Play, en español e inglés, para todo el mundo
Esta herramienta incluye también sugerencias para el diseño de estrategias de monitoreo y control para prevenir la alteración. La aplicación Microwine Predictor ha sido validada de manera exitosa en vinos y jugos de uva concentrados y actualmente se encuentra disponible para el Sistema Operativo Android y puede ser descargada gratuitamente desde Google Play, en su versión en español y en inglés, ya que puede ser aplicada en vinos y jugos concentrados elaborados en cualquier parte del mundo.
María Cecilia Rojo, integrante del equipo a cargo del proyecto, detalló el proceso de la aplicación y sus funciones.
“El objetivo de la aplicación es evitar potenciales riesgos que puedan deteriorar la calidad del vino y del jugo concentrado de uva. La app utiliza herramientas de microbiología predictiva para estimar la estabilidad microbiológica de vinos y jugos de uva por medio de modelos matemáticos que han sido desarrollados en nuestro laboratorio”, explicó.
Rojo es investigadora del Conicet, microbióloga y doctora en Ciencias Biológicas. Afirmó que la creación de esta aplicación es el resultado de un largo proceso de investigación.
“A partir de los resultados arrojados por dos tesis doctorales es que se nos ocurrió transferir esos conocimientos a una aplicación que estuvimos desarrollando por más de un año en conjunto con ingenieros en sistema y profesionales vinculados a la temática”.
María Cecilia Rojo, doctora en Ciencias Biológicas
Según la científica, Microwine Predictor es una aplicación muy eficiente que muchas bodegas ya están utilizando con excelentes resultados. Además, destacó que la app puede evitar grandes pérdidas económicas por su capacidad para detectar posibles contaminaciones del vino y del jugo concentrado de uva.
A continuación, el trabajo «madre» de la app Microwine Predictor, publicado originalmente en INTA Mendoza:
Introducción
La Argentina mantiene en los últimos años su posición como una de las regiones más importantes a nivel mundial en lo que se refiere a la producción y exportación de uvas y sus derivados, mostrando un aumento del 22% en el último año (OIV, 2019).
Los mercados mundiales exigen cada vez productos de mayor calidad y libres de defectos. La vitivinicultura es una importante actividad económica para la región de Cuyo, donde los principales productos son los vinos y jugos de uva concentrados (INV, 2018).
Tanto el vino como el jugo de uva concentrado (JUC) presentan propiedades intrínsecas que limitan el crecimiento microbiano. En vinos, la elevada concentraciónde etanol, el bajo pH y los escasos nutrientes hacen que sólo un reducido grupo de microorganismos pueda crecer en él.
Por otro lado, el JUC tiene bajo pH y baja actividad de agua (debido a la elevada concentración de azúcares), características que lo hacen microbiológicamente más estable que otros alimentos. A pesar de estas propiedades, ambos productos pueden sufrir alteraciones y defectos por la acción de levaduras contaminantes como Brettanomyces bruxellensis en vinos y Zygosaccharomyces rouxii en JUC.
¿Porqué es importante controlar Brettanomyces bruxellensis en los vinos?
La aparición de defectos en el vino es un problema importante para la industria, ya que hace que el producto se torne inaceptable y puede conducir a grandes pérdidas económicas. La presencia de Brettanomyces en vinos está asociada a la aparición de aromas fenólicos que suelen generarse durante la crianza en barricas.
Estos fenoles volátiles, especialmente los etilfenoles, pueden ser detectados incluso en pequeñas concentraciones y son responsables de aromas desagradables descriptos como «animal», «medicinal», «sudor de caballo», «establo», «especiado» y «fenólico». Se ha demostrado que la formación de etilfenoles está asociada al crecimiento de esta levadura, es decir que para que el defecto se produzca la levadura debe poder crecer en el vino y alcanzar poblaciones elevadas, por lo tanto, si se inhibe su crecimiento se previene consecuentemente la aparición de los defectos en el vino (Sturm y col., 2015).
¿Porqué es importante controlar Zygosaccharomyces rouxii en los jugos de uva concentrados?
De acuerdo a estudios realizados en nuestro laboratorio, Zygosaccharomyces rouxii es la principal levadura alteradora de los jugos de uva concentrados de la Argentina (Combina y col., 2008).
Células de esta levadura vistas bajo el microscopio a 1.000 aumentos (derecha).
Esta levadura tiene un carácter osmófilo, es decir es capaz de crecer con elevadas concentraciones de azúcares y bajos pH. Las alteraciones de los JUC se manifiestan por producción de gas y etanol, produciendo hinchado de los envases y olor a fermentado que causan el inmediato rechazo de las partidas exportadas.
En consecuencia, produce importantes pérdidas económicas y daña la imagen internacional del país, dificultando futuras exportaciones.
Es mejor prevenir que curar… Desarrollo de modelos predictivos
Una vez que el defecto o alteración se ha producido, resulta muy difícil de eliminar o reprocesar el alimento sin perjudicar la calidad organoléptica global del mismo.
Por lo tanto, la forma más eficaz para prevenir la producción de etilfenoles por Brettanomyces y la alteración de los JUC por Zygosaccharomyces es controlar el crecimiento del microorganismo.
En este sentido, los modelos matemáticos, utilizados ampliamente en microbiología predictiva, permiten obtener interfaces de crecimiento/no crecimiento de microorganismos alteradores y patógenos en función de la combinación de diferentes factores ambientales y propios del alimento (Pérez-Rodríguez y Valero, 2013).
Como resultado de dos tesis doctorales, en nuestro laboratorio se han desarrollado dos modelos matemáticos de predicción que permiten conocer el riesgo potencial para producir defectos o alteraciones asociados a estas levaduras en vinos y jugos de uva concentrados.
Los modelos predictivos se construyeron considerando variables de los alimentos que pudieran medirse y modificarse en la industria, como el pH, la concentración de etanol y SO2 en los vinos; y el pH y la concentración de azúcares en los jugos de uva concentrados (Rojo y col. 2014; Sturm y col., 2014).
Modelo predictivo para Brettanomyces en vinos
Conociendo los límites de crecimiento/no crecimiento de Brettanomyces en función de tres variables propias del vino -como son el pH, el SO2 libre y el contenido de etanol- se construyó un modelo matemático que permite conocer cuál es la probabilidad de que esta levadura desarrolle en un vino con determinadas condiciones de pH, SO2 libre y etanol.
Este modelo predictivo nos dice cuán susceptible es un vino a desarrollar defecto fenólico por Brettanomyces y qué variables se podrían modificar para prevenir su aparición.
Por otro lado, conociendo el riesgo que presenta un vino para permitir el crecimiento de Brettanomyces (ejemplo: muy susceptible/poco susceptible/muy estable), se puede diseñar una estrategia de control y seguimiento para detectarla tempranamente y evitar así la aparición del defecto (Sturm y col., 2014).
Modelo predictivo para Zygosaccharomyces en jugos de uva
El modelo de superficie de respuesta desarrollado para Zygosaccharomyces en JUC permite estimar la estabilidad microbiana de acuerdo a las características propias del alimento (pH y concentración de azúcar), expresado en “tiempo para evidenciar alteración”.
Aplicando este modelo, el elaborador podrá conocer cuánto tiempo su producto permanecerá sin alterarse, y además podrá modificar los parámetros de pH y concentración de azúcar para prolongar la estabilidad del mismo haciendo que llegue a destino sin alteración.
Este modelo incluye el cálculo del “tiempo para mostrar alteración” en JUC en dos condiciones: temperatura de almacenamiento (23ºC) y temperatura variable que simula la exportación de los JUC por vía marítima (desde el hemisferio sur al hemisferio norte) (Rojo y col., 2014).
Desarrollo de una aplicación movil para la industria: Microwine Predictor
Los modelos matemáticos desarrollados fueron publicados y compartidos en cursos y capacitaciones dictados por nuestro Laboratorio, pero su utilización por parte de la industria era muy limitada.
En un esfuerzo por proporcionar herramientas útiles y prácticas a enólogos y productores, se desarrolló una aplicación móvil que facilita el acceso y uso de estos modelos predictivos.
La aplicación Microwine Predictor ha sido validada de manera exitosa en vinos y jugos de uva concentrados y actualmente se encuentra disponible para el Sistema Operativo Android y puede ser descargada gratuitamente desde Google Play, en su versión en español y en inglés, ya que puede ser aplicada en vinos y jugos concentrados elaborados en cualquier parte del mundo.
¿Cómo se utiliza?
Para usar la App, el interesado debe descargarla e instalarla en su teléfono celular o Tablet. Para utilizar la misma, el productor deberá primero elegir el alimento de interés (vino o jugo de uva concentrado) y luego podrá introducir los valores de diferentes variables (pH, etanol, dióxido de azufre y concentración de azúcar) de su propio producto en casillas destinadas y la aplicación estimará la probabilidad que en el vino proliferen levaduras contaminantes (Figura 2) y el tiempo para evidenciar alteración en jugo de uva concentrado (Figura 3).
Con los datos otorgados por la aplicación, el productor podrá modificar estos valores para obtener una combinación de variables que eviten que el producto desarrolle alteración. La aplicación también incluye recomendaciones y sugiere algunas acciones preventivas.
¿En qué se beneficia la industria con el uso de Microwine Predictor?
Actualmente, la mayoría de las bodegas analizan (ya sea en laboratorios propios o de terceros) la presencia de Brettanomyces en los vinos tintos, principalmente durante la crianza en barricas y antes del embotellado.
En ocasiones, el enólogo se encuentra con los datos, pero no cuenta con herramientas que le permitan una adecuada toma de decisiones. Se enfrenta a preguntas como ¿en cuánto tiempo este vino desarrollará defecto?, ¿cada cuánto tiempo debo realizar el control de Brettanomyces en este vino?
No todos los vinos son iguales y la combinación de variables inhibitorias propias de cada uno (pH, etanol y SO2) permitirá que la levadura crezca con mayor o menor velocidad o la inhibirá por completo.
Por lo tanto, Microwine Predictor permite diseñar los controles y tomar las medidas preventivas adecuándolas a cada vino, proporcionando una herramienta de decisión útil para la industria, evitando que el defecto se produzca.
Por otro lado, en la industria del jugo de uva concentrado, donde la mayoría de la producción es exportada, los elaboradores responden a las especificaciones de los compradores, sin contar con información científica que les permita fijar sus propios parámetros y así asegurarse que el JUC llegue a destino sin alteraciones.
Pequeñas modificaciones en el pH producen grandes cambios en la extensión de la vida útil del producto, este hecho representa una enorme ventaja comercial para la exportación del JUC.
Microwine Predictor permite entonces conocer la estabilidad microbiológica del alimento según las combinaciones de pH y concentración de azúcares, pudiendo ajustar estos parámetros para que el producto se mantenga sin alteración el tiempo necesario para su comercialización, ya sea en el mercado interno o en el mercado externo.
Fuentes: INTA, Conicet y Unidiversidad
