La elección de la cepa de levadura, así como los parámetros de fermentación, son claves para lograr el objetivo del enólogo, y el propósito de este artículo de divulgación científico-enológica es proporcionar al lector una comprensión de la importancia de ambos factores para lograr el estilo de vino que buscan. Esta nota, escrita por una investigadora de TSSM Américas junto a técnicos de la empresa global proveedora de levaduras Fermentis -con oficinas y ventas en Mendoza, Argentina- también puede brindar una buena perspectiva para los vinos tiólicos elaborados a partir de otras variedades.
Por Anne Flesch (TSSM Américas), con el apoyo del equipo de I+D de Fermentis
La Sauvignon blanc es una de las variedades tiólicas más extendidas, populares y aromáticas en todo el mundo.
Está caracterizada por sabores varietales particularmente fuertes, pero también por algunos sabores muy específicos más suaves, como los tioles polifuncionales, cuyos umbrales de percepción son muy bajos y pueden variar en la descripción desde boj, grosella negra hasta pomelo y maracuyá (Fig. 1).
Los enólogos buscan frutosidad y/o verdor cada vez más equilibrados provenientes del proceso de fermentación, para así maximizar la atracción del consumidor. Es importante destacar que los tioles también se equilibran con sabores frutales y florales fermentativos de alcoholes superiores, ésteres etílicos y ésteres de acetato.
Por qué es importante la selección de la cepa de levadura
Los tioles están presentes en las uvas en forma de precursores glutationilados o cisteinilados no aromáticos (Fig. 2).
Estos precursores deben ser absorbidos primero por la levadura a través de permeasas de aminoácidos generales (Opt1p y Gap1p) y luego escindidos por una enzima β-liasa de carbono-azufre en su forma aromática, que contiene el grupo tiol libre (-SH). Con los impresionantes avances en el campo de la genética, los proveedores y seleccionadores de levadura como Fermentis ahora conocen los principales genes involucrados en la expresión de la enzima β-liasa, y dos de ellos son de interés:
- IRC7, que codifica la enzima Irc7p y está directamente asociado con la liberación de 4-MMP de los precursores;
- STR3, y su alto impacto en la liberación de 3-MH a partir de precursores.
La importancia del gen IRC7 es que la mayoría de los Saccharomyces cerevisiae del vino poseen una versión truncada (o «short-S») del mismo en comparación con la versión original (o «long-L»), ya sea en un alelo del cromosoma correspondiente (heterocigoto – IRC7 S / IRC7 L) o en ambos alelos (homocigotos – IRC7 S / IRC7 S). Esta versión corta conduce a una β-liasa mucho menos funcional y, por lo tanto, a una capacidad realmente disminuida en la liberación de 4-MMP.
Un simple cribado de las colecciones de levaduras por el método de PCR, dirigido a la longitud del gen IRC7, puede permitir una selección rápida de las cepas con el fenotipo IRC7 L / IRC7 L, teniendo así un alto potencial para liberar 4-MMP y, por lo tanto, proporcionando más perfil «verde» o «grosella negra» al vino. Este método se puede utilizar para seleccionar cepas de levadura para el perfil tiólico -como SafŒno™ SH 12 de Fermentis-, entre otros muchos parámetros como el factor killer, la fuerza de fermentación y las capacidades de producción de H2S, acidez volátil y SO2.
A modo de comparación, otras cepas en el mercado que son ampliamente utilizadas para variedades tiólicas, como SafŒno™ CK S102 de Fermentis, expresan el fenotipo IRC7 S / IRC7 S, lo que explica su incapacidad, o capacidad muy débil, para liberar 4-MMP.
Sin embargo, estas cepas pueden tener una fuerte capacidad para liberar 3-MH a través de la expresión del gen STR3 y 3-MHA de su esterificación a través del gen ATF1. SafŒno™ CK S102, por ejemplo, es capaz de producir muchos de estos compuestos explicando su intensa frutalidad más hacia los tioles afrutados y su popularidad en Sauvignon blanc.
El efecto de los parámetros de fermentación en la liberación de tioles
En la mayoría de los estudios, se sugiere y enfatiza acerca de que la liberación de tiol y la bioconversión se producen en las primeras etapas de la fermentación y, por lo tanto, están fuertemente relacionadas con dos parámetros fundamentales que el enólogo puede ajustar: la temperatura y la nutrición.
El efecto de la temperatura
La temperatura actúa eficazmente sobre la producción de biomasa (y por lo tanto la cantidad de enzimas/catalizadores) al comienzo de la fermentación, y también sobre la actividad de todas las enzimas implicadas en el metabolismo, incluidas las implicadas en las reacciones aromáticas (como se muestra en la Fig. 2).
Se encontró que cuanto mayor era la temperatura al comienzo de la fermentación, mayores eran las concentraciones de tioles. Pero, a medida que avanza la fermentación, hay reducciones significativas en 4-MMP y 3-MHA, lo que sugiere que parte de estos compuestos podrían evaporarse por una liberación demasiado vigorosa de gases de fermentación.
Estudios recientes también demostraron que el gen IRC7 estaba regulado a la baja temperatura, reforzando así la tendencia vitivinícola de comenzar a una temperatura alta durante la fase de crecimiento, luego disminuirla hacia el final de la fermentación para maximizar primero, la liberación y segundo, la preservación de los tioles.
Efecto del programa de nutrición
Como se indicó anteriormente, los precursores de tiol deben ser absorbidos primero por la levadura y luego escindidos para expresar los tioles volátiles. El problema es que los precursores de tiol se importan a través de los mismos transportadores que las fuentes de nitrógeno. Sin embargo, no representan fuentes de nitrógeno que son esenciales para el crecimiento de la levadura y su absorción está regulada por el mecanismo de represión de catabolitos de nitrógeno (NCR).
Este sistema de regulación interna conduce a la levadura hacia las fuentes de nitrógeno que se prefieren para su crecimiento y, como tal, regula a la baja los genes que codifican para las permeasas generales, como Opt1p y Gap1p, que son responsables de las fuentes deficientes de nitrógeno y la absorción de precursores de tiol. Por lo tanto, mientras todavía haya fuentes de nitrógeno preferidas disponibles en el mosto, la absorción de precursores de tiol por la levadura puede bloquearse o al menos ralentizarse considerablemente. Además, en términos de escisión de precursores, se ha demostrado que IRC7 también fue regulado a la baja por el NCR, aplicando así una doble restricción a la liberación de tioles, y particularmente del 4-MMP (ver los «rayos amarillos» en la Fig. 2).
En el caso de los mostos deficientes en nitrógeno disponible de levadura (YAN), la elección del nutriente utilizado por el enólogo y el momento de su adición podrían tener un impacto drástico en la liberación de tioles.
Los iones de amonio (que se encuentran en productos como el DAP) pueden ser absorbidos muy rápidamente por la levadura cuando se agregan al comienzo de la fermentación y luego pueden retrasar la represión completa del NCR, es decir, la apertura de la puerta a fuentes de nitrógeno pobres, como los precursores de tiol.
Por el contrario, una adición limitada de YAN, o ninguna en absoluto, al comienzo de la fermentación con levaduras inactivadas o autolizadas, podría ser beneficiosa para importar más precursores y liberar más tioles. Esos derivados de levadura proporcionarán menos nitrógeno disponible, pero más vitaminas, oligoelementos y lípidos, lo que también podría favorecer las reacciones enzimáticas.
El estudio de caso de Fermentis R&D y el Instituto Francés de la Viña y el Vino
En línea con todas las consideraciones anteriores, Fermentis R&D llevó a cabo una experimentación con el IFV (Instituto Francés de la Viña y el Vino) para resaltar específicamente la importancia de la levadura y el impacto de las condiciones de fermentación en su potencial analítico y aromático.
El protocolo
Para ello, se llevaron 18 microvinificaciones de un mosto Sauvignon blanc (Azúcares = 210g/L, TA = 3,47 g H2SO4/L, YAN = 157 mg/L, Turbidez = 45 NTU) en tanques de 50L como se describe a continuación (Fig.3).
Se utilizaron dos cepas de levadura recomendadas para variedades de tiol: SafŒno™ CK S102 y SafŒno™ SH 12 recientemente coseleccionadas con el IFV. Un enorme conjunto de datos se generó a través de este experimento. Aquí sólo nos centraremos en las conclusiones más importantes sobre los impactos de las cepas y las condiciones de fermentación en los principales impulsores aromáticos.
Resultados: la producción de moléculas aromáticas
Las dos cepas mostraron fermentaciones muy diferentes, parámetros analíticos y producción de conductores aromáticos que les dieron un potencial muy diferente en los percursores del vino (Fig. 4.):
- SafŒno™ CK S102 mostró una mayor producción de ésteres de acetato, especialmente acetato de isoamilo (sabores de plátano-caramelo) y el acetato de tiol 3-MHA (maracuyá).
- SafŒno™ SH 12 mostró una mayor producción de ésteres etílicos de cadena lineal (C4-C6-C8-C10), con notas frutales más complejas y, como se esperaba, la capacidad de liberar el 4-MMP, lo que agregaría algunas notas frescas ‘verdes’.
En cuanto al impacto de la temperatura y los regímenes nutricionales las tendencias fueron las siguientes:
- La concentración de ésteres de acetato mostró claramente que el fenómeno de evaporación es crítico a alta temperatura, incluso si su producción debería ser mayor a alta temperatura con respecto a las actividades enzimáticas involucradas. La baja temperatura, al menos hacia el final de la fermentación, es realmente beneficiosa para mantener los ésteres de acetate y entre ellos el 3-MHA.
- La concentración de ésteres etílicos de cadena larga (C8 y C10) es mayor a mayor temperatura, lo que podría estar relacionado con un aumento de la fluidez de la membrana de levadura, facilitando su difusión.
- La liberación de tioles primarios (3-MH y 4-MMP) se mejora claramente con una temperatura más alta, con un impacto drástico en la liberación de 4-MMP que se bloqueó completamente a 12 ° C, lo que confirma la regulación a la baja de IRC7 a baja temperatura.
- Hay un gran impacto del régimen nutricional en el 4-MMP ya que la adición de amonio al comienzo de la fermentación previene o debilita su liberación, confirmando también el posible impacto del mecanismo NCR.
En general, vemos que para maximizar la producción y preservación de la mayoría de los aromas, el régimen de temperatura 18-12 ° C fue muy efectivo y que los regímenes de nutrición que involucran un autolizado de levadura, al menos al comienzo de la fermentación, fueron beneficiosos, especialmente para las levaduras capaces de liberar 4-MMP.
Resultados: el análisis sensorial
Lo más importante es que, en términos de impactos en el perfil sensorial del vino (Fig. 5), el orden de importancia de las elecciones que un enólogo puede hacer se clasificó como el siguiente:
- La selección de la cepa tuvo el mayor impacto, con SafŒno™ CK S102 mucho más orientado en un perfil de ésteres, especialmente para acetatos que proporcionarán más sabores amilílicos y tropicales. SafŒno™ SH 12 está orientado hacia tioles y ésteres más complejos que aportarán más frescura y verdor para vinos más discretos y elegantes.
- El segundo mayor impacto fue la temperatura de fermentación, ya que afectará drásticamente el equilibrio entre los ésteres de acetato (baja temperatura) y los tioles primarios (alta temperatura). En este ámbito, el 18-12 °C demostró ser un muy buen compromiso en términos de perfil aromático, incluso si representa más costo y una fermentación más lenta.
- El tercer nivel de impacto es el régimen de nutrición. Incluso si su impacto global es moderado, podría ser significativo, especialmente en la liberación de 4-MMP por una levadura capaz como SafŒno™ SH 12.
Los enólogos tienen efectivamente mucho poder sobre el perfil aromático final de su Sauvignon blanc, no sólo eligiendo la cepa de levadura adecuada, sino también usándola en las condiciones más adecuadas de temperatura y nutrición en función de las capacidades de la levadura.
