{"id":116681,"date":"2024-05-29T17:20:49","date_gmt":"2024-05-29T17:20:49","guid":{"rendered":"https:\/\/enolife.com.ar\/es\/?p=116681"},"modified":"2024-06-01T13:35:03","modified_gmt":"2024-06-01T13:35:03","slug":"estudian-aplicar-alta-presion-para-sanitizar-y-estabilizar-mostos-y-vinos-sin-afectar-su-calidad-sensorial","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enolife.com.ar\/es\/estudian-aplicar-alta-presion-para-sanitizar-y-estabilizar-mostos-y-vinos-sin-afectar-su-calidad-sensorial\/","title":{"rendered":"Estudian aplicar alta presi\u00f3n para sanitizar y estabilizar mostos y vinos sin afectar su calidad sensorial"},"content":{"rendered":"\n

La Homogeneizaci\u00f3n a Presi\u00f3n Ultra Alta (UHPH) es una tecnolog\u00eda muy potente para el procesado de l\u00edquidos en la industria alimentaria. En el sector enol\u00f3gico tiene ventajas muy interesantes para la sanitizaci\u00f3n y estabilizaci\u00f3n de mostos y vinos sin afectar a la calidad sensorial. Permite reducir el SO2<\/sub> controlando microorganismos y oxidaciones. Mejora notablemente la implantaci\u00f3n de in\u00f3culos seleccionados. Permite la desestacionalizaci\u00f3n de las fermentaciones. Y el desarrollo de nuevas t\u00e9cnicas de vinificaci\u00f3n. Es, en resumen, una tecnolog\u00eda disruptiva que abre muchas posibilidades en la enolog\u00eda del siglo XXI. En este art\u00edculo de divulgaci\u00f3n cient\u00edfico-enol\u00f3gica, de investigadores espa\u00f1oles, publicado originalmente en ACE Enolog\u00eda, se describe el procedimiento y sus ventajas. <\/strong><\/em><\/h4>\n\n\n\n
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Las tecnolog\u00edas de presurizaci\u00f3n<\/strong> cada vez se utilizan m\u00e1s en industria alimentaria por su capacidad para eliminar microorganismos con un bajo impacto en la calidad organol\u00e9ptica. La Homogeneizaci\u00f3n a Presi\u00f3n Ultra Alta (UHPH<\/strong>) es una tecnolog\u00eda de procesado por presi\u00f3n aplicable a l\u00edquidos (mosto, vino) en la que se realiza un bombeo a presiones superiores a 200 MPa (usualmente 300 MPa) seguido de una posterior descompresi\u00f3n en una v\u00e1lvula especial a presi\u00f3n atmosf\u00e9rica o superior (Morata y Guamis, 2020) (Figura 1<\/strong>). El fluido de la bomba a la v\u00e1lvula circula a muy alta velocidad (Mach 3 \u2248 4000 km\/h) por una tuber\u00eda capilar. Cuando atraviesa la v\u00e1lvula se despresuriza sufriendo intensos esfuerzos cortantes e impactos, y produci\u00e9ndose una efectiva y homog\u00e9nea nanofragmentaci\u00f3n de las part\u00edculas coloidales a 300-500 nm (Ba\u00f1uelos et al.,<\/em> 2020, Vaquero et al.,<\/em> 2022).<\/p>\n\n\n\n

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Figura 1 Esquema de un proceso UHPH con detalle de la v\u00e1lvula, asiento, intercambiadores y efecto en el mosto a escala visual y microsc\u00f3pica<\/strong><\/em>.<\/strong><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
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El proceso supone una r\u00e1pida elevaci\u00f3n de la temperatura que puede ser acentuada con un intercambiador prev\u00e1lvula, siendo de aproximadamente 70-90 \u00b0C sin calentamiento (Ba\u00f1uelos et al.,<\/em> 2020, Loira et al.,<\/em> 2018) y pudi\u00e9ndose alcanzar 150-160 \u00b0C con calentamiento. En cualquier caso es un proceso muy r\u00e1pido (inferior a 0,2 segundos) y con bajo impacto t\u00e9rmico en la calidad sensorial y nutricional (Loira et al.,<\/em> 2018). A la salida de la v\u00e1lvula, la temperatura se reduce significativamente por expansi\u00f3n y se puede aumentar este efecto mediante refrigeraci\u00f3n por intercambio. Con temperaturas iniciales en el fluido de 20 \u00b0C es habitual tener una elevaci\u00f3n en v\u00e1lvula a 80 \u00b0C y una reducci\u00f3n postv\u00e1lvula a 25 \u00b0C, dependiendo del tratamiento aplicado en el intercambiador de salida.<\/p>\n\n\n\n

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Efectos y caracter\u00edsticas del procesado UHPH<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Este proceso y la nanofragmentaci\u00f3n que conlleva suponen la despolimerizaci\u00f3n a nanoescala de part\u00edculas coloidales existentes en el mosto, procedentes de los tejidos vegetales, as\u00ed como de los microorganismos que pueda contener. La eliminaci\u00f3n de microorganismos es altamente efectiva para c\u00e9lulas vegetativas de levaduras y bacterias, y, dependiendo de la temperatura en v\u00e1lvula, tambi\u00e9n de esporulados (Loira et al<\/em>., 2018, Ba\u00f1uelos et al.,<\/em> 2020). Se ha medido por difracci\u00f3n laser (Loira et al.,<\/em> 2018) y microscop\u00eda AFM (Vaquero et al<\/em>., 2022) que el tama\u00f1o inicial de las part\u00edculas coloidales es de 1,5 \u00b5m en promedio y que despu\u00e9s de un procesado UHPH se reduce a 400-500 nm. Este efecto supone la rotura e inactivaci\u00f3n de microorganismos e incluso esporas dependiendo de la temperatura en v\u00e1lvula (Tabla 1<\/strong>). El escaso tiempo de residencia (<0,2 segundos) minimiza el da\u00f1o t\u00e9rmico, no detect\u00e1ndose marcadores t\u00e9rmicos como el hidroximetilfurfural (HMF) (Ba\u00f1uelos et al.,<\/em> 2020) y no siendo degradadas mol\u00e9culas con impacto sensorial como terpenos (Ba\u00f1uelos et al.,<\/em> 2020), antocianos (Vaquero et al.,<\/em> 2022), o tioles (Escott et al.,<\/em> 2024).<\/p>\n\n\n\n

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Tabla 1 Caracter\u00edsticas y aplicaciones de la UHPH en mostos y vinos (Morata y Guamis, 2020, G\u00f3mez-L\u00f3pez et al., 2021, Comuzzo et al., 2023)<\/strong><\/em>.<\/strong><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
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Extracci\u00f3n y liberaci\u00f3n de mol\u00e9culas con impacto sensorial<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La UHPH produce distorsiones a nivel molecular en la pared y membrana de las c\u00e9lulas de tejidos vegetales y de sus estructuras subcelulares facilitando la extracci\u00f3n y liberaci\u00f3n de antocianos (Vaquero et al<\/em>., 2022, Morata et al.,<\/em> 2021, Morata et al.,<\/em> 2023), taninos (Vaquero et al.,<\/em> 2022), y aromas varietales (Ba\u00f1uelos et al.,<\/em> 2020, Escott et al.,<\/em> 2024). Estos efectos se producen por diferentes mecanismos, como impacto, esfuerzos cortantes, turbulencia o cavitaci\u00f3n que promueven la rotura, y globalmente suponen una aceleraci\u00f3n de la maceraci\u00f3n. Esto permite mejoras en la extracci\u00f3n de restos celulares significativas en el tiempo de procesado. Adem\u00e1s, se observa que las part\u00edculas coloidales nanofragmentadas no muestran color comparados con los controles, probablemente por la liberaci\u00f3n de estos componentes (Vaquero et al.,<\/em> 2022).<\/p>\n\n\n\n

Por otro lado se ha observado que en mostos con desfangados ligeros y altos contenidos de part\u00edculas coloidales, una vez procesados por UHPH, desarrollan mayores contenidos de \u00e9steres arom\u00e1ticos afrutados (Loira et al<\/em>., 2018). Probablemente es debido a un mayor contenido de nitr\u00f3geno f\u00e1cilmente asimilable, liberado de los coloides s\u00f3lidos nanofragmentados, lo que puede servir para modular el perfil sensorial de variedades neutras. Tambi\u00e9n se observa lo contrario en mostos muy desfangados, los contenidos de \u00e9steres y alcoholes superiores son m\u00e1s reducidos, y se pueden separar claramente mediante an\u00e1lisis de componentes principales los fermentados de mostos UHPH de los controles (Escott et al<\/em>., 2024). Este efecto es muy interesante y permite potenciar aromas varietales en variedades terp\u00e9nicas o ti\u00f3licas. Con lo cual, dependiendo de la intensidad del desfangado, se pueden modular aromas fermentativos o varietales y la UHPH se convierte en una potente herramienta para mejorar el perfil sensorial de ambas tipolog\u00edas de variedades.<\/p>\n\n\n\n

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Inactivaci\u00f3n de enzimas oxidativas. UHPH como alternativa al SO2<\/sub><\/strong><\/p>\n\n\n\n

La UHPH tiene la capacidad de inactivar enzimas polifenol oxidasas<\/em> (PPO); se han medido p\u00e9rdidas de viabilidad superiores al 90% (Loira et al.,<\/em> 2018). Esta inactivaci\u00f3n probablemente se deba a una desnaturalizaci\u00f3n y desplegado de la estructura terciaria de la prote\u00edna. La desnaturalizaci\u00f3n de las PPO supone que los mostos se mantienen sin pardeamientos en ausencia de SO2<\/sub> y en exposici\u00f3n al aire durante varios d\u00edas (Ba\u00f1uelos et al<\/em>., 2020); este efecto se mantiene en los vinos despu\u00e9s de la fermentaci\u00f3n (Ba\u00f1uelos et al<\/em>., 2020). Adem\u00e1s, probablemente junto a la mayor liberaci\u00f3n de polifenoles, supone que los mostos UHPH presentan mayor actividad antioxidante (+5-50%. V\u00e9ase Tabla 1<\/strong>).<\/p>\n\n\n\n

La inactivaci\u00f3n de enzimas oxidativas procedentes de la uva sana (PPO), sugiere probablemente el mismo efecto en uvas botritizadas afectadas por lacasa (pendiente de verificaci\u00f3n), y convierte a la UHPH en una potente herramienta para minimizar, o quiz\u00e1s incluso, eliminar la utilizaci\u00f3n de sulfitos en el proceso enol\u00f3gico. El control de oxidaciones y pardeamientos demanda mayores dosis de SO2<\/sub>, especialmente en vinos blancos. Utilizando condiciones inertes y con una elevada inactivaci\u00f3n de PPO mediante UHPH se pueden reducir de forma notable los contenidos de SO2<\/sub> en los vinos.<\/p>\n\n\n\n

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Efecto en la aplicaci\u00f3n de nuevas biotecnolog\u00edas<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La UHPH tiene una alta capacidad antimicrobiana y puede utilizarse para pasteurizar (y dependiendo de la temperatura en v\u00e1lvula, esterilizar) mostos o vinos. Esto permite una mejor implantaci\u00f3n de in\u00f3culos seleccionados de levaduras Saccharomyces<\/em>, y el uso de biotecnolog\u00edas especiales como las coinoculaciones levadura-bacteria o el uso de no-Saccharomyces<\/em> (Morata y Guamis, 2020, Comuzzo et al<\/em>., 2023). La capacidad antimicrobiana sumada al efecto de inactivaci\u00f3n de enzimas oxidativas la convierte en una tecnolog\u00eda muy interesantes para sustituir al SO2<\/sub>, total o parcialmente.<\/p>\n\n\n\n

En mostos pasteurizados por UHPH se consiguen altas implantaciones de levaduras no-Saccharomyces<\/em> de especies muy utilizadas actualmente como: Lachancea thermotolerans<\/em> para mejorar la acidificaci\u00f3n, pH y frescor; Torulaspora delbrueckii<\/em> para incrementar el volumen en boca y hacer m\u00e1s complejo el perfil arom\u00e1tico; Metschnikowia pulcherrima<\/em> para liberar glic\u00f3sidos de terpenos; o Hanseniaspora vineae<\/em> para aumentar estructura y aportar aromas florales. Adem\u00e1s, en la actualidad, varias de estas especies se emplean en bioprotecci\u00f3n para mejorar la estabilidad microbiol\u00f3gica y oxidativa de los vinos, y su efecto puede ser potenciado y complementario al de la UHPH.<\/p>\n\n\n\n

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Desestacionalizaci\u00f3n de mostos<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Uno de los principales inconvenientes de la producci\u00f3n vitivin\u00edcola es que la materia prima se produce en un per\u00edodo de tiempo muy corto, 1-3 meses, y obliga a elaborar toda la producci\u00f3n en esa \u00e9poca. Por otra parte, algunas elaboraciones se beneficiar\u00edan de que se pudiera fermentar varias veces al a\u00f1o y en momentos m\u00e1s pr\u00f3ximos a su consumo, para mantener el frescor y la juventud de los vinos. El uso de UHPH mantiene el mosto microbiol\u00f3gicamente estable y sin oxidaciones, con lo cual se podr\u00eda almacenar en dep\u00f3sitos est\u00e9riles hasta el momento adecuado, en condiciones \u00f3ptimas para realizar la fermentaci\u00f3n y producir el vino. Esto dar\u00eda ventajas competitivas a los elaboradores y al mismo tiempo reducir\u00eda el n\u00famero de fermentaciones en per\u00edodo de vendimia, descongestionando esta \u00e9poca.<\/p>\n\n\n\n

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Procesado de l\u00edas y vinos envejecidos con l\u00edas<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La UHPH permite tambi\u00e9n el procesado de l\u00edas o vinos con sus l\u00edas, produciendo una intensa fragmentaci\u00f3n de las c\u00e9lulas de levadura y facilitando la cesi\u00f3n de contenido citos\u00f3lico y constituyentes parietales. Se puede utilizar para el procesado de vinos blancos y tintos en envejecimiento sobre l\u00edas para favorecer o acelerar la liberaci\u00f3n de polisac\u00e1ridos y manoprote\u00ednas, para mejorar el volumen en boca de los vinos en envejecimiento biol\u00f3gico. Adem\u00e1s, elimina el riesgo de que coexistan microorganismos vivos durante el proceso de envejecimiento sobre l\u00edas.<\/p>\n\n\n\n

Tambi\u00e9n se puede aplicar en la crianza en rima de vinos espumosos, adem\u00e1s si se realiza la despresurizaci\u00f3n a 6 bares se puede mantener la carbonataci\u00f3n y la presi\u00f3n durante el procesado UHPH.<\/p>\n\n\n\n

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Esterilizaci\u00f3n de vinos previa al embotellado<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Actualmente, la esterilizaci\u00f3n de los vinos previa al embotellado se hace mediante filtraci\u00f3n por membranas de poro fijo, utiliz\u00e1ndose membranas de 0,22 a 1 \u00b5m, dependiendo del tipo de vino. Muchos en\u00f3logos prefieren en algunos vinos de mayor calidad y especialmente en tintos que tienen mayor contenido coloidal utilizar membranas de poro m\u00e1s grande, 0,65 a 1 \u00b5m, o incluso no realizar estas filtraciones por el posible efecto en la p\u00e9rdida de color o aroma. El uso de UHPH como sustitutivo a la filtraci\u00f3n esterilizante presenta la ventaja de ser una t\u00e9cnica que no retiene ning\u00fan componente, y extraordinariamente delicada con antocianos y aromas.<\/p>\n\n\n\n

El uso de UHPH permite, dependiendo de las condiciones de proceso, esterilizar o pasterizar, manteniendo la calidad sensorial de los vinos. Es f\u00e1cilmente instalable en una l\u00ednea previa al embotellado por su funcionamiento continuo. Tiene la ventaja adicional de desnaturalizar componentes proteicos como las enzimas responsables de la oxidaci\u00f3n. Para vinos de gran carga coloidal como los tintos de gran extracci\u00f3n, mejora su estabilidad evitando sedimentaciones. En el caso de espumosos se puede despresurizar a 6 bares y asociar a embotellado isobarom\u00e9trico.<\/p>\n\n\n\n

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Contexto legal y regulaci\u00f3n<\/strong><\/p>\n\n\n\n

En la actualidad el uso de UHPH est\u00e1 aprobado por la OIV para aplicaciones de uso enol\u00f3gico, para controlar microorganismos y mejorar la extracci\u00f3n (RESOLUTION OIV-OENO 594B-2020), por lo que se pueden utilizar como pr\u00e1cticas enol\u00f3gicas aceptadas. Adem\u00e1s, en Espa\u00f1a la empresa Ypsicon (https:\/\/www.ypsicon.com\/<\/a> ), derivada de una EBT de la UAB, est\u00e1 implicada en el desarrollo y optimizaci\u00f3n de equipos que aplican esta tecnolog\u00eda en el procesado del mosto, o en el tratamiento de los vinos.<\/p>\n\n\n\n

Ypsicon ha desarrollado equipos de procesado para mostos y vinos de 60 a 150 L\/h (Figura 2<\/strong>), y actualmente est\u00e1 fabricando el primer equipo para trabajar a escala industrial a 3000 L\/h. La parte m\u00e1s limitante son las bombas para trabajar de forma estable a 300 MPa, pero en la actualidad existen equipos de hasta 10 000 L\/h que asociando varias en paralelo podr\u00edan llevar la capacidad de procesado f\u00e1cilmente hasta 50 000 L\/h (https:\/\/www.ypsicon.com\/<\/a> ).<\/p>\n\n\n\n

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Figura 2 Equipo UHPH de 150 L\/h (Ypsicon technologies)<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
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Sostenibilidad e impacto ambiental<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La UHPH es una tecnolog\u00eda que precisa bajos consumos de agua de limpieza para la higienizaci\u00f3n de los equipos debido a que el volumen de tuber\u00edas del equipo es peque\u00f1o. Adem\u00e1s, no precisa como fluido auxiliar vapor, ya que se puede usar el calentamiento en v\u00e1lvula como medio de esterilizaci\u00f3n. Se puede utilizar simplemente agua caliente a 70 \u00b0C y el calentamiento adicional conseguirlo en v\u00e1lvula. Por otra parte, al ser un equipo compacto y de flu\u00eddica reducida, los requerimientos energ\u00e9ticos son limitados, el consumo principal es el del motor que mueve la bomba. Comparado con otras tecnolog\u00edas t\u00e9rmicas y de presurizaci\u00f3n, el consumo energ\u00e9tico es inferior.<\/p>\n\n\n\n

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Fuente: ACE Enolog\u00eda, por los investigadores Antonio Morata, Iris Loira, Juan Manuel del Fresno, Carlos Escott, Carmen Gonz\u00e1lez, Felipe Palomero, Carmen L\u00f3pez, Sergi de Lamo y Buenaventura Guamis, de la Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid, el Centro Tecnol\u00f3gico del Vino de Tarragona y el Centre d\u2019Innovaci\u00f3, Recerca i Transfer\u00e8ncia en Tecnologia dels Aliments (Cirtta) de Barcelona.<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

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Referencias<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Morata, A., Guamis, B.: \u201cUse of UHPH to Obtain Juices With Better Nutritional Quality and Healthier Wines With Low Levels of SO2<\/sub>\u201d. Front. Nutr.<\/em> 2020, 7, 598286. http:\/\/dx.doi.org\/10.3389\/fnut.2020.598286<\/a><\/p>\n\n\n\n

G\u00f3mez-L\u00f3pez, V. M., Pataro, G., Tiwari, B., Gozzi, M., Meireles, M. \u00c1. A., Wang, S., Guamis, B., Pan, Z., Ramaswamy, H., Sastry, S., Kuntz, F., Cullen, P. J., Vidyarthi, S. K., Ling, B., Quevedo, J. M., Strasser, A., Vignali, G., Veggi, P. C., Gervilla, R., Kotilainen, H. M., Pelacci, M., Vigan\u00f3, J., Morata, A.: \u201cGuidelines on reporting treatment conditions for emerging technologies in food processing\u201d. Critical Reviews in Food Science and Nutrition,<\/em> 2021, 62, 5925-5949. https:\/\/doi.org\/10.1080\/10408398.2021.1895058<\/a><\/p>\n\n\n\n

Comuzzo, P., del Fresno, J. M., Voce, S., Loira, I., Morata, A.: \u201cEmerging biotechnologies and non-thermal technologies for winemaking in a context of global warming\u201d. Front.<\/em> Microbiol<\/em>. 2023, 14, 1273940. https:\/\/doi.org\/10.3389\/fmicb.2023.1273940<\/a><\/p>\n\n\n\n

Ba\u00f1uelos, M.A.; Loira, I.; Guamis, B.; Escott, C.; Del Fresno, J.M.; Codina-Torrella, I.; Quevedo, J.M.; Gervilla, R.; Rodr\u00edguez Chavarr\u00eda, J.M.; de Lamo, S.; et al<\/em>.: \u201cWhite wine processing by UHPH without SO2<\/sub>. Elimination of microbial populations and effect in oxidative enzymes, colloidal stability and sensory quality\u201d. Food Chem.<\/em> 2020, 332, 127417. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.foodchem.2020.127417<\/a><\/p>\n\n\n\n

Vaquero, C.; Escott, C.; Loira, I.; Guamis, B.; del Fresno, J.M.; Quevedo, J.M.; Gervilla, R.; de Lamo, S.; Ferrer-Gallego, R.; Gonz\u00e1lez, C.; et al<\/em>.: \u201cCabernet sauvignon red must processing by UHPH to Produce Wine Without SO2<\/sub>: The colloidal structure, microbial and oxidation control, colour protection and sensory quality of the wine\u201d. Food Bioprocess Technol.<\/em> 2022, 15, 620\u2013634. https:\/\/doi.org\/10.1007\/s11947-022-02766-8<\/a><\/p>\n\n\n\n

Loira, I.; Morata, A.; Ba\u00f1uelos, M.A.; Puig-Pujol, A.; Guamis, B.; Gonz\u00e1lez, C.; Su\u00e1rez-Lepe, J.A.: \u201cUse of ultra-high pressure homogenization processing in winemaking: Control of microbial populations in grape musts and effects in sensory quality\u201d. Innov. Food Sci.<\/em> Emerg. Technol<\/em>. 2018, 50, 50\u201356. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.ifset.2018.10.005<\/a><\/p>\n\n\n\n

Morata, A.; Escott, C.; Loira, I.; L\u00f3pez, C.; Palomero, F.; Gonz\u00e1lez, C.: \u201cEmerging Non-Thermal Technologies for the Extraction of Grape Anthocyanins\u201d. Antioxidants<\/em> 2021, 10, 1863. https:\/\/doi.org\/10.3390\/antiox10121863<\/a><\/p>\n\n\n\n

Escott, C., Vaquero, C., del Fresno, J. M., Topo, A., Comuzzo, P., Gonzalez C., Morata, A.: \u201cEffect of processing Verdejo grape must by UHPH using non-Saccharomyces<\/em> yeasts in the absence of SO2<\/sub>\u201d. Sustainable Food Technol.,<\/em> 2024. https:\/\/doi.org\/10.1039\/D3FB00226H<\/a><\/p>\n\n\n\n

Morata, A., del Fresno, J. M., Gavahian, M., Guamis, B., Palomero, F., L\u00f3pez, C.: \u201cEffect of HHP and UHPH High-Pressure Techniques on the Extraction and Stability of Grape and Other Fruit Anthocyanins\u201d. Antioxidants<\/em>, 2023, 12, 1746. https:\/\/doi.org\/10.3390\/antiox12091746<\/a><\/p>\n\n\n\n

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