Uno de los efectos del aumento de las temperaturas en zonas vitivinícolas a raíz del cambio climático global es la disminución en la acidez del mosto y una suba en su contenido de azúcar. Para contrarrestarlo y restablecer el equilibrio del vino, una herramienta útil es el uso de la microbiología, que logra identificar nuevos microorganismos enológicos. Al respecto, una reciente investigación de científicos de la empresa francesa Biolaffort junto a la Universidad de Burdeos y la Universidad de Adelaida, Australia, demostró que esta levadura posee un alto poder para acidificar los vinos produciendo ácido láctico durante la fermentación.
Por Marion Favier, Ana Hranilovic, Isabelle Masneuf-Pomarede, Warren Albertin, Marina Bely y Joana Coulon
Los enólogos se enfrentan a nuevos retos derivados de las nuevas demandas de los consumidores y el medio ambiente. Por un lado, los bebedores cada vez más prefieren vinos que contengan menos anhídrido sulfuroso (SO2). Por otro lado, el cambio climático está provocando una disminución en la acidez del mosto y un aumento en su contenido de azúcar. Ciertamente, se encontrarán soluciones basadas en más de una estrategia y la microbiología puede ser una de ellas.
El estudio de nuevas herramientas de la biología molecular otorga una visión más precisa y una comprensión de las cepas y especies que forman la microflora asociada a la vinificación. Estas investigaciones han ayudado a reunir grandes colecciones de microorganismos, lo que permite elegir al más eficiente para una actividad determinada a nivel de especie y cepa.
En un contexto de falta de acidez y aumento del contenido potencial de alcohol en el mosto, y considerando la menor estabilidad microbiológica del vino, una especie parece ser particularmente valiosa: Lachancea thermotolerans. Esta levadura posee la capacidad de acidificar los vinos produciendo ácido láctico durante la Fermentación.
El objetivo es entonces seleccionar las mejores cepas para enfrentar los desafíos mencionados anteriormente.
Selección de la mejor cepa acidificante en un entorno enológico
Lachancea thermotolerans es una de las especies minoritarias de levadura entre la flora indígena de la uva y el mosto. Puede iniciar la fermentación alcohólica, pero no es capaz de terminarla bajo condiciones enológicas normales. La tolerancia al alcohol es cercana 9 % v/v. Sorprendentemente, es capaz de convertir el azúcar del mosto en ácido L-láctico a través de la actividad enzimática del lactato deshidrogenasa (figura 1). La cantidad de L-lactato producido varía dependiendo de la cepa la tensión (3), el medio ambiente y condiciones de crecimiento, pero por lo general está en el rango de un gramo por litro.
Esta característica afecta el pH, que puede disminuir en varias décimas y con ello aumenta la acidez total. La conversión de una parte de los azúcares en el lactato da como resultado en esta especie una disminución del rendimiento de etanol/azúcar en comparación con otras especies enológicas. Hranilovic et al (2018) observó una media de 21,5 g de azúcar utilizada para producir 1% v/v de etanol, en comparación con S. cerevisiae consume en promedio 16 a 17 g de azúcar por 1 % v/v de etanol producido.
El trabajo de selección debe hacerse a partir de una colección de cepas de varios orígenes enológicos, para apuntar a las cepas que no sólo poseen alta capacidad de acidificación, sino que también soporten exigencias enológicas. Muchas pruebas se han llevado a cabo en medios sintéticos, mostos sintéticos y mostos de uva; con variaciones en parámetros enológicos tales como el contenido de azúcar, pH, nivel de sulfitos añadidos, etcétera.
La Figura 2 muestra el pH medido después de la fermentación alcohólica de 20 diferentes cepas de L. thermotolerans, probadas en un mosto syrah, con y sin adición de sulfitos.
La diferencia de pH entre el mosto y el observado después de L. thermotolerans es el resultado directo la capacidad de las diferentes de producir ácido L-láctico. Las cepas más eficientes no sólo tienen una mayor capacidad para disminuir el pH, pero esta característica también es más importante cuando se agrega anhídrido sulfuroso. Por supuesto, lo que va a ser considerado es el SO2 molecular más bien que la dosis añadida al mosto, pero depende del pH, el alcohol, el contenido y la temperatura del mosto, así como la cantidad inicial de sulfitos.
Las cepas que mostraron estas características deseadas también realizaron fermentación alcohólica hasta el punto más lejano, consumiendo entre 100 y 120 g de azúcar por litro, mientras que las poco robustas no consumieron ninguno (independientemente de la dosis de sulfitos agregado).
Entre las cepas más robustas, fue seleccionada la levadura 18, renombrada BLFLT7, para una mayor caracterización. Figura 2
Lachancea termotolerans y saccharomyces cerevisiae: trabajo en equipo
Ninguna cepa de L. thermotolerans es capaz de realizar sola la fermentación alcohólica en un ambiente enológico. Por esto, para obtener vinos secos, se necesita la combinación con S. cerevisiae. Los ensayos se realizaron asociando BLFLT7 con una levadura S. cerevisiae (Actiflore®BO213) ya sea en coinoculación (es decir, inoculando simultáneamente el mosto de uva con ambas especies) o en inoculación secuencial, inoculando primero BLFLT7, luego S. cerevisiae una vez que la primera haya producido entre 2 y 3% v/v etanol.
Las pruebas se realizaron en dos mostos, uno de viognier y otro de cabernet sauvignon. Ambos destacaron por su alto pH inicial (respectivamente 3,9 y 3,8), lo que los hizo modelos idóneos para la aplicación buscada, es decir, acidificación. Además, porque estos mostos tenían un nivel del 15% de alcohol v/v, una disminución en el grado alcohólico es deseable. Los estados físico-químicos de los vinos obtenidos se presentan en la tabla I.
Los resultados muestran las habilidades extremas de la cepa BLFLT7 para acidificar vinos: en el cabernet sauvignon, la inoculación secuencial dio como resultado una acidificación tal que el pH bajó a 0,6 unidades. El ácido láctico también se produce en proporciones de 12 g/L mientras que el contenido de alcohol disminuye un 0,9% v/v. Evidentemente, este vino tan ácido no puede ser degustado como tal, pero potencialmente puede mezclarse con otros para obtener un vino en el que se modula la acidez y el contenido de alcohol posiblemente disminuye ligeramente.
La coinoculación da como resultado un vino que contiene casi 1 g/L de ácido láctico, que es bajo. Sin embargo, provoca una disminución del pH de 0,1 unidad respecto al vino de control fermentado solo con S. cerevisiae. Con viognier, los resultados son menos visibles, no por la naturaleza del mosto sino más bien por la temperatura de fermentación alcohólica. La coinoculación no conduce a ninguna diferencia con el vino de control, mientras que la inoculación secuencial hace que la cantidad de ácido láctico casi (4 g/L) disminuya en 0,4 unidades pH y el contenido de alcohol para disminuir en 0,3% v/v.
Como se destaca en este ensayo, la cepa BLFLT7, cuanto más se expresa, más L-láctico ácido se produce, lo que ocurre en el caso de inoculación secuencial de S. cerevisiae. La coinoculación, por otro lado, permite una producción más moderada de ácido L-láctico, pero sólo a altas temperaturas de alcohol fermentación (25°C) y con mayor dosis de BLFLT7 (en este caso 40g/L). Además, cuanto mayor sea la temperatura, más eficientemente el azúcar se convierte en ácido L-láctico (la menor la cantidad de azúcar necesaria para producir una cantidad determinada de L-láctico ácido, tabla 2). Por el contrario, el azúcar/alcohol aumenta (por lo que el contenido de alcohol disminuye).
¿Cuál es el impacto en el perfil sensorial?
Desde un punto de vista analítico, el papel de la cepa BLFLT7 es indiscutible, en particular en cuanto al efecto positivo sobre la acidez del vino.
¿Qué pasa con el perfil organoléptico? Se pidió a un panel de catadores experimentados que cataran a ciegas los vinos producidos. Su tarea fue describir los vinos utilizando al menos tres descriptores e indicar cuál preferían (figura 3). Probaron un cabernet sauvignon obtenido por coinoculación y que contiene 1g/L de ácido láctico también como un viognier obtenido por secuencial inoculación, conteniendo 4g/L de ácido. láctico, y se los comparó con los mismos vinos producidos tradicionalmente solo con S. cerevisiae.
Los vinos fermentados con L. thermotolerans y S. cerevisiae y que contenían cantidades razonables de ácido láctico (1 a 4 g/L) fueron mejor apreciados y más preferidos sobre los vinos resultantes de la vinificación tradicional.
En presencia de BLFLT7, los vinos siguen siendo frutados y pierden el carácter alcohólico agresivo percibido en vinos fermentados sólo con S. cerevisiae sola. El cabernet sauvignon parece equilibrado, con estructura renovada (volumen, redondez) y frescura, mientras que el viognier es apreciado por su agradable acidez y vivacidad en comparación con el vino obtenido con S. cerevisiae y considerado «plano».
¿Cuál es el efecto sobre la fermentación maloláctica?
El ácido láctico es conocido por inhibir la fermentación maloláctica (FML). Los vinos obtenidos como se ha descrito anteriormente (y en otras condiciones no incluidas aquí) por inoculación secuencial o coinculación con BLFLT7 y S. cerevisiae fueron evaluados para su capacidad de realizar la FML después de la inoculación con una bacteria seleccionada.
Los resultados (figura 4) muestran que la FML se realiza perfectamente bien sucede cuando los niveles de ácido láctico son entre 1 y 2 g/L, como es el caso de una de las modalidades con cabernet sauvignon. Sin embargo, FML es más difícil de lograr cuando las concentraciones de ácido L-láctico aumentan, y se vuelve casi imposible en y por encima de 4 g/L, lo cual es aún más crítico cuando la FML es espontánea.
Conclusión: nuevos desafíos que requieren nuevos procesos
Las características específicas de la levadura Lachancea termotolerans hace posible restablecer desequilibrios causados por el calentamiento global y ofrece soluciones de estabilización microbiológica para vinos con poco o nada de SO2. De hecho, la producción de ácido láctico a partir de hexosas aumenta la acidez y contribuye a reducir el contenido de alcohol en los vinos. Además, el efecto inhibidor de ácido láctico en bacterias lácticas abre la posibilidad de este proceso, si uno quiere evitar la maloláctica espontánea fermentación, especialmente para blancos y vinos rosados sin (o con muy poco) SO2.
El nivel de ácido L-láctico por encima de la cual la fermentación maloláctica espontánea se vuelve improbable puede estimarse en 3g/L (pero se necesita más investigación para validar esta idea).
El principal eje de este trabajo permitió seleccionar una cepa con una fuerte capacidad acidificante. Al igual que otras cepas de esta especie, su expresión es óptima en mostos con pH alto y se hace más robusta su cinética cuanto más alta es la temperatura aumenta. Cuando se produce en concentraciones comprendidas entre 1 y 4 g/L de ácido láctico, se dan en el vino frescura, vivacidad y equilibrio, cualidades que son apreciados en la cata del vino.
En condiciones de pH y condiciones de temperatura adecuadas, la cepa puede alcanzar niveles extremos de expresión. En tales casos, las concentraciones de ácido láctico son altos (12 g/L por ejemplo); sin embargo, estos vinos se pueden mezclar para aportar frescura a los vinos que de lo contrario carecen de esta cualidad.
El uso de nuevos microorganismos enológicos, con sus propiedades específicas, abre nuevas prácticas para el mundo vitivinícola, ayudando a enfrentar los retos de hoy y del mañana. Nuevos desarrollos y abrir la mirada para diferentes aplicaciones tecnológicas, permitirá aplicar estos nuevos bioprocesos en la enología del presente y futuro.
