{"id":124282,"date":"2024-09-13T23:15:16","date_gmt":"2024-09-13T23:15:16","guid":{"rendered":"https:\/\/enolife.com.ar\/es\/?p=124282"},"modified":"2024-09-16T22:25:21","modified_gmt":"2024-09-16T22:25:21","slug":"alta-presion-hidrostatica-en-uvas-mostos-y-vinos-para-controlar-microorganismos-y-reducir-sulfitos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enolife.com.ar\/es\/alta-presion-hidrostatica-en-uvas-mostos-y-vinos-para-controlar-microorganismos-y-reducir-sulfitos\/","title":{"rendered":"Alta presi\u00f3n hidrost\u00e1tica en uvas, mostos y vinos para controlar microorganismos y reducir sulfitos"},"content":{"rendered":"\n

La presurizaci\u00f3n hidrost\u00e1tica (HHP) cada vez se aplica m\u00e1s en tecnolog\u00eda alimentaria como una potente herramienta para controlar microorganismos, facilitar la extracci\u00f3n, modificar textura y crear nuevos productos. En la elaboraci\u00f3n del vino, permite acelerar la maceraci\u00f3n de la uva y reducir los niveles de sulfitos. En este estudio de investigadores espa\u00f1oles se detallan las t\u00e9cnicas de aplicaci\u00f3n mediante vasijas y bombas que pueden generar una presi\u00f3n de hasta 600 MPa (6000 bar) sin afectar la calidad sensorial, y cu\u00e1les son los efectos ben\u00e9ficos tanto en uvas como en mostos y vinos terminados. <\/strong><\/em><\/h4>\n\n\n\n
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Autores: Antonio Morata, Iris Loira, Juan Manuel del Fresno, Carlos Escott, Carmen L\u00f3pez y Carmen Gonz\u00e1lez del Department of Chemistry and Food Technology, ETSIAAB, Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid, Madrid, Espa\u00f1a – Maria Antonia Ba\u00f1uelos, de EnotecUPM, Department of Vegetal Biology and Biotechnology, ETSIAAB, Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid, Madrid, Espa\u00f1a – Laura Otero y Miriam P\u00e9rez Mateos de ICTAN – Instituto de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Alimentos y Nutrici\u00f3n, CSIC, Madrid, Espa\u00f1a.<\/em><\/p>\n\n\n\n

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La utilizaci\u00f3n de esta t\u00e9cnica provoca m\u00ednimos efectos en la calidad sensorial, ya que no tiene suficiente energ\u00eda como para afectar a enlaces covalentes y producir mol\u00e9culas con impacto sensorial negativo como s\u00ed sucede con los tratamientos t\u00e9rmicos. <\/p>\n\n\n\n

En el \u00e1mbito enol\u00f3gico, la presurizaci\u00f3n hidrost\u00e1tica o alta presi\u00f3n hidrost\u00e1tica (HHP) <\/strong>est\u00e1 incorporada por la Organizaci\u00f3n Internacional de la Vid y el Vino (OIV)<\/strong> en su cat\u00e1logo de pr\u00e1cticas enol\u00f3gicas desde la asamblea de Ginebra en julio de 2019 (Resoluci\u00f3n OIV-OENO 594A-2019, OIV, 2019<\/strong>) para el control de microorganismos en uvas y vinos, acelerar la maceraci\u00f3n de la uva y reducir los niveles de sulfitos. <\/p>\n\n\n\n

El procesado por HHP, en general, en la industria alimentaria y, en particular, para las aplicaciones enol\u00f3gicas, consiste en la presurizaci\u00f3n del producto (uva, mosto o vino) en una vasija de acero cil\u00edndrica, altamente resistente, utilizando como fluido presurizador agua (Figura 1). El agua se introduce r\u00e1pidamente en la vasija mediante una bomba de baja presi\u00f3n y alto caudal, para reducir tiempos muertos. Posteriormente, se emplea un intensificador, de bajo caudal y capaz de bombear a muy alta presi\u00f3n, para alcanzar las presiones de trabajo, normalmente de 400-600 MPa. Los par\u00e1metros de procesado b\u00e1sicos son la presi\u00f3n aplicada y la duraci\u00f3n del proceso que, habitualmente, es de 3-10 minutos (Aganovic et al.,<\/em> 2021). Otros par\u00e1metros relevantes se reflejan en G\u00f3mez-L\u00f3pez et al.<\/em> (2021).<\/p>\n\n\n\n

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Figura 1 Esquema de un equipo HHP con detalle de la bomba de baja presi\u00f3n y del intensificador que permite el procesado a 100-600 MPa (Morata et al., 2023)<\/strong><\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
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Como se ha dicho, el procesado HHP es inocuo y mantiene la calidad sensorial, no afectando a mol\u00e9culas con impacto sensorial como aromas, pigmentos, taninos, sales, az\u00facares, ni polisac\u00e1ridos, pero favoreciendo el control de microorganismos (Morata et al.,<\/em> 2017), especialmente levaduras y hongos, permitiendo su completa eliminaci\u00f3n para presiones superiores a 400 MPa (Morata et al<\/em>., 2015).<\/p>\n\n\n\n

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

Las principales caracter\u00edsticas y aplicaciones del procesado por HHP en enolog\u00eda se sintetizan en la Tabla 1. La HHP puede considerarse un procesado no t\u00e9rmico, ya que, aunque durante la compresi\u00f3n se produce el calentamiento adiab\u00e1tico de la uva, mosto o vino, este calentamiento es s\u00f3lo de 2-3 \u00b0C\/100 MPa en este tipo de productos, lo que supone un aumento de temperatura de aproximadamente 18 \u00b0C en un procesado a 600 MPa. Por lo tanto, un producto a temperatura ambiente (20 \u00b0C) alcanzar\u00eda una temperatura m\u00e1xima de \u224838 \u00b0C tras la compresi\u00f3n a 600 MPa. <\/p>\n\n\n\n

Adem\u00e1s, hay que destacar que esta temperatura se mantendr\u00eda en el producto solo durante el tiempo de procesado (3-10 minutos) pues, finalizado \u00e9ste, la expansi\u00f3n hasta presi\u00f3n atmosf\u00e9rica provocar\u00eda a su vez un enfriamiento adiab\u00e1tico de magnitud similar al calentamiento inducido en la compresi\u00f3n. En cualquier caso, tambi\u00e9n es posible presurizar el producto, previamente refrigerado, por ejemplo, a 4 \u00b0C, con lo que su temperatura tras la compresi\u00f3n a 600 MPa se elevar\u00eda, como m\u00e1ximo, hasta temperatura ambiente. <\/p>\n\n\n\n

Una \u00faltima opci\u00f3n ser\u00eda controlar el calentamiento adiab\u00e1tico refrigerando la vasija de presurizaci\u00f3n durante el procesado, pero esto implicar\u00eda complicaciones en el dise\u00f1o del equipo y un aumento considerable del precio del tratamiento.<\/p>\n\n\n\n

Por lo tanto, el procesado por HHP no puede considerarse un procesado t\u00e9rmico convencional y su impacto sensorial en uva o vino es m\u00ednimo, sin degradaci\u00f3n de color, aroma o calidad gustativa.<\/p>\n\n\n\n

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Tabla 1 Caracter\u00edsticas y aplicaciones de la HHP en uva, mosto y vinos (Morata et al., 2015, Morata et al., 2017)<\/strong><\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
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HHP y extracci\u00f3n acelerada de componentes fen\u00f3licos y aromas<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Cuando se procesa uva entera mediante HHP a presiones elevadas (200-600 MPa\u22482000-6000 bar) no hay un cambio de aspecto significativo en la uva (Figura 2a-c). Esto puede resultar sorprendente si consideramos que, durante el prensado de la uva, la estrujamos completamente y obtenemos la mayor parte de su mosto con presiones direccionales de solo 0,2-0,5 bares. <\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, durante el procesado por HHP, no se rompe el hollejo por presi\u00f3n, sino que se comprime la uva, reduci\u00e9ndose su tama\u00f1o un 4% aproximadamente. Esto es debido a que la presi\u00f3n se aplica hidrost\u00e1ticamente, mediante un fluido presurizador (agua), por lo que las presiones se distribuyen homog\u00e9neamente sobre la superficie del producto y sus componentes opuestas se compensan.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 2 a) Aspecto externo de uva de la variedad tempranillo (Vitis vinifera L.) normal y procesada a 200 MPa (2000 bar); b) aspecto de su superficie (hollejo) mediante c\u00e1mara \u00f3ptica de 60 \u00b5m; c) topograf\u00eda 3D de su superficie mediante microscop\u00eda de fuerza at\u00f3mica (AFM) – (adaptado de Morata et al., 2021a)<\/strong><\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
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Sin embargo, a nivel subcelular, la compresi\u00f3n y expansi\u00f3n producen poraci\u00f3n a nivel celular y la salida de componentes de las vacuolas de la piel de la baya que incluyen antocianos, taninos y compuestos arom\u00e1ticos. As\u00ed, se ha observado que, despu\u00e9s del procesado por HHP, los antocianos manchan la pulpa de la uva e incluso las pepitas (Morata et al.,<\/em> 2015). Por tanto, la HHP se puede considerar una t\u00e9cnica de maceraci\u00f3n acelerada que permite la r\u00e1pida extracci\u00f3n (3-10 minutos) y difusi\u00f3n al mosto de pigmentos, taninos y aromas (Morata et al.,<\/em> 2019a). <\/p>\n\n\n\n

La uva presurizada se puede someter despu\u00e9s a una maceraci\u00f3n convencional, pero de m\u00e1s corta duraci\u00f3n por el efecto de poraci\u00f3n en las pieles que favorece la r\u00e1pida liberaci\u00f3n de fenoles y aromas (Morata et al., <\/em>2019a). As\u00ed, se ha observado un contenido un 20-80% superior de antocianos despu\u00e9s de procesados por HHP a 400-600 MPa (Morata et al.,<\/em> 2023). Adem\u00e1s, los antocianos, que son pigmentos sensibles a oxidaciones y degradaci\u00f3n t\u00e9rmica (Morata et al.,<\/em> 2019b), no se ven afectados por la HHP al ser \u00e9sta un proceso compresivo que cursa en ausencia de ox\u00edgeno y sin calentamientos significativos (Morata et al.,<\/em> 2023).<\/p>\n\n\n\n

Por otra parte, si se pretenden maceraciones a baja temperatura, en ausencia de fermentaci\u00f3n, el procesado por HHP tambi\u00e9n reduce la microbiota end\u00f3gena de la uva, con lo que \u00e9stas son m\u00e1s seguras. Es, por tanto, tambi\u00e9n una t\u00e9cnica de alto inter\u00e9s en las criomaceraciones de los blancos para maximizar la extracci\u00f3n de aromas varietales.<\/p>\n\n\n\n

Por \u00faltimo, es importante destacar que al t\u00e9rmino de fermentaci\u00f3n no se perciben en cata defectos, ni impactos sensoriales negativos asociados al tratamiento y s\u00ed una mejora debida a la  mayor extracci\u00f3n de componentes responsables de color, aroma y sabor.<\/p>\n\n\n\n

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Inactivaci\u00f3n de microorganismos. HHP como alternativa al SO2<\/sub><\/strong><\/p>\n\n\n\n

La HHP tiene la capacidad de inactivar c\u00e9lulas vegetativas de microorganismos (levaduras y bacterias), aunque no es capaz de controlar esporas termorresistentes (Aganovic et al.,<\/em> 2021). Esto, en uvas y vinos, no constituye realmente un problema, pues las condiciones de pH y el contenido de alcohol, en el caso del vino, limitan el desarrollo de esporulados. Solo en mostos concentrados, esporulados como Alicyclobacillus acidoterrestris<\/em>, un term\u00f3filo acidorresistente (pH 3,5-4,5), pueden producir defectos olfativos por formaci\u00f3n de fenoles vol\u00e1tiles (guayacol).<\/p>\n\n\n\n

Con respecto a formas vegetativas, presiones de 200 MPa reducen la poblaci\u00f3n inicial un orden logar\u00edtmico f\u00e1cilmente, y presiones superiores a 400 MPa pueden eliminar las levaduras de la uva (Morata et al.,<\/em> 2015, Ba\u00f1uelos et al.,<\/em> 2016). No se han publicado diferencias significativas de barorresistencia entre cepas de Saccharomyces cerevisiae<\/em>, ni entre diferentes especies de no-Saccharomyces<\/em> (Morata et al.,<\/em> 2015) y, de forma general, las diferentes especies que aparecen en la uva pueden ser eliminadas con tratamientos de 400-500 MPa\/10 min. Sin embargo, las bacterias l\u00e1cticas, que son Gram-positivas, normalmente tienen una resistencia superior a la HHP por el mayor espesor de su membrana y, a veces, incluso tratamientos de m\u00e1s de 500 MPa durante 10 min pueden dejar poblaciones residuales (Morata et al.,<\/em> 2015).<\/p>\n\n\n\n

En vinos, la HHP suma a su efecto mec\u00e1nico el contenido de etanol existente (12-15% vol) que hace que la efectividad sea muy buena y convierte la presurizaci\u00f3n hidrost\u00e1tica en una t\u00e9cnica muy interesante para el control microbiano en barrica o previo al embotellado. Tiene, adem\u00e1s, la ventaja frente a otras t\u00e9cnicas f\u00edsicas como la filtraci\u00f3n esterilizante, de una menor aireaci\u00f3n y la no retenci\u00f3n\/adsorci\u00f3n de vol\u00e1tiles arom\u00e1ticos, pigmentos y taninos. Por tanto, constituye una potente herramienta para el control de levaduras alterantes como Brettanomyces<\/em>, incluso a presiones relativamente bajas (Morata et al.,<\/em> 2012).<\/p>\n\n\n\n

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

En la actualidad, el uso de nuevas biotecnolog\u00edas como la fermentaci\u00f3n con levaduras no-Saccharomyces<\/em> o las coinoculaciones levadura-bacteria son habituales en la industria enol\u00f3gica. Las primeras se utilizan para mejorar el perfil sensorial y el frescor de los vinos (Morata et al<\/em>., 2020), acidificar (Morata et al.,<\/em> 2018), controlar defectos olfativos (Morata et al<\/em>., 2021b), o bioproteger (Morata et al.,<\/em> 2019c, Simonin et al.,<\/em> 2022), entre otros usos, mientras que las segundas se emplean para hacer fermentaciones malol\u00e1cticas m\u00e1s r\u00e1pidas y seguras, evitando retrasos que pueden dar lugar a alteraciones microbiol\u00f3gicas significativas (Pardo y Ferrer, 2019).<\/p>\n\n\n\n

El empleo de estas nuevas biotecnolog\u00edas muestra claras ventajas, pero tambi\u00e9n presenta algunas dificultades en su aplicaci\u00f3n. Con respecto al uso de no-Saccharomyces<\/em> y sus innegables beneficios para modular el perfil sensorial o producir mejoras tecnol\u00f3gicas, el principal inconveniente es su adecuada implantaci\u00f3n. La implantaci\u00f3n de muchas especies utilizadas en enolog\u00eda presenta problemas significativos por su poca capacidad de ser competitivas frente a cepas Saccharomyces cerevisiae<\/em> ind\u00edgenas.<\/p>\n\n\n\n

Pr\u00e1cticamente todos los no-Saccharomyces<\/em> tienen menor poder y velocidad fermentativos, adem\u00e1s de ser en muchos casos poco resistentes al etanol. Adem\u00e1s, habitualmente muchos no-Saccharomyces<\/em> son muy sensibles al SO2<\/sub> (especialmente Hanseniaspora<\/em> spp o Lachancea thermotolerans<\/em>). La utilizaci\u00f3n de HHP en el procesado de la uva o el mosto permite eliminar todas las levaduras ind\u00edgenas de la uva, reduciendo as\u00ed de forma significativa los problemas de competitividad y, por tanto, facilitando la implantaci\u00f3n y expresi\u00f3n metabol\u00f3mica del no-Saccharomyces<\/em> inoculado. Por otra parte, permite trabajar con niveles m\u00e1s bajos de SO2<\/sub> de modo que el medio fermentativo no resulta tan t\u00f3xico para la especie inoculada.<\/p>\n\n\n\n

En el caso de coinoculaciones levadura-bacteria, la HHP favorece un mejor desarrollo del coin\u00f3culo, sin desarrollos e interferencias colaterales debidas a la microbiota de la uva. Del mismo modo, los menores contenidos de SO2<\/sub> favorecen un mejor desarrollo de la bacteria l\u00e1ctica coinoculada.<\/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 crianza sobre l\u00edas (CSL) es otra biotecnolog\u00eda de envejecimiento muy interesante, ampliamente aplicada en la elaboraci\u00f3n de tintos y blancos de calidad, por sus efectos positivos en el perfil sensorial de los vinos y su car\u00e1cter reductor, que favorece preservar la frutosidad y los aromas varietales, a la vez que da volumen y complejidad sensorial. Consiste en el envejecimiento de los vinos con los restos celulares de las levaduras que los fermentaron o con los de otras levaduras producidas ex\u00f3genamente y permite una buena compatibilidad con el envejecimiento en madera y con otras t\u00e9cnicas de aromatizaci\u00f3n (Morata et al<\/em>., 2019d).<\/p>\n\n\n\n

El principal problema de la CSL es que es un proceso lento que discurre mediante la autolisis celular de las levaduras y la posterior degradaci\u00f3n y evoluci\u00f3n de sus biopol\u00edmeros. Esto hace que los envejecimientos con l\u00edas precisen periodos de varios meses o a\u00f1os para tener un impacto significativo. El papel positivo de la HHP en la CSL es que las l\u00edas se pueden procesar mediante presurizaci\u00f3n en mono- o multiciclo, aceler\u00e1ndose as\u00ed la rotura y fragmentaci\u00f3n de la pared celular (Voce et al.,<\/em> 2024). Adem\u00e1s, la HHP permite evitar que contaminaciones no deseadas de bacterias proliferen en la biomasa de l\u00edas durante el envejecimiento.<\/p>\n\n\n\n

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

Finalmente, los vinos se pueden procesar mediante HHP antes de embotellar para eliminar carga microbiana, con las ventajas que se han indicado: t\u00e9cnica f\u00edsica, con poco efecto en la calidad sensorial, que adem\u00e1s no retiene pigmentos ni aromas como sucede en las tecnolog\u00edas de filtraci\u00f3n. Se puede aplicar al vino antes del embotellado en vidrio y, posiblemente tambi\u00e9n, y algunos envases emergentes en el sector como latas y bolsas pl\u00e1sticas.<\/p>\n\n\n\n

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Conclusiones<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La HHP es, por tanto, una tecnolog\u00eda con aplicaciones interesantes en enolog\u00eda. Por una parte, conlleva la mejora en la extracci\u00f3n de componentes con impacto sensorial de la uva y la protecci\u00f3n de los mismos durante la fermentaci\u00f3n y envejecimiento de los vinos. Adem\u00e1s, permite un control adecuado de la microbiota durante la elaboraci\u00f3n y envejecimiento de los vinos y la aplicaci\u00f3n de biotecnolog\u00edas fermentativas innovadoras. Finalmente, contribuye de forma significativa a la reducci\u00f3n de sulfitos en los vinos.<\/p>\n\n\n\n

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Fuente: ACE Enolog\u00eda<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

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