{"id":125361,"date":"2024-11-04T14:20:52","date_gmt":"2024-11-04T14:20:52","guid":{"rendered":"https:\/\/enolife.com.ar\/es\/?p=125361"},"modified":"2024-11-07T09:06:23","modified_gmt":"2024-11-07T09:06:23","slug":"novedosa-tecnica-biodesalcoholizan-vinos-con-levaduras-que-fermentan-menos-azucar","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enolife.com.ar\/es\/novedosa-tecnica-biodesalcoholizan-vinos-con-levaduras-que-fermentan-menos-azucar\/","title":{"rendered":"Novedosa t\u00e9cnica: biodesalcoholizan vinos con levaduras que fermentan menos az\u00facar"},"content":{"rendered":"\n

Investigadores portugueses publicaron un estudio que analiza el impacto del cambio clim\u00e1tico en la calidad del vino y en la percepci\u00f3n del consumidor, tomando en cuenta que la maduraci\u00f3n temprana de las uvas a causa del mayor calor y ciertos desequilibrio en la acidez, por el mismo motivo, pueden modificar el sabor del vino. Ante este fen\u00f3meno, tambi\u00e9n se han incorporado nuevas tecnolog\u00edas para reducir el contenido de alcohol del vino o producir vinos de bajo contenido alcoh\u00f3lico, por ejemplo con t\u00e9cnicas de bajo costo como la biodesalcoholizaci\u00f3n realizada por levaduras v\u00ednicas, Saccharomyces y no Saccharomyces no modificadas gen\u00e9ticamente.<\/strong><\/em><\/h4>\n\n\n\n
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La relaci\u00f3n entre el cambio clim\u00e1tico y la viticultura<\/strong> se ha vuelto cada vez m\u00e1s evidente en los \u00faltimos a\u00f1os. El aumento de las temperaturas ha sido un factor clave en la maduraci\u00f3n temprana de las uvas.<\/strong> Esto, a su vez, ha llevado a tener vinos con acidez desequilibrada<\/strong> y, lo m\u00e1s importante, con un mayor contenido de alcohol y valores de pH.<\/strong> Hoy en d\u00eda, los consumidores demandan productos de alta calidad y saludables, y esta tendencia tambi\u00e9n ha influido en el consumo de vino. Los consumidores prefieren vinos con menor contenido de alcohol debido a los riesgos para la salud asociados con el consumo de alcohol. <\/p>\n\n\n\n

Para satisfacer esta demanda, los investigadores han desarrollado cepas de levadura modificadas que reducen el contenido de alcohol del vino durante la fermentaci\u00f3n. Estas cepas fermentan menos az\u00facar o redirigen el metabolismo del carbono. Sin embargo, su uso puede presentar desaf\u00edos, como la producci\u00f3n de metabolitos secundarios no deseados que pueden afectar las caracter\u00edsticas del vino. Adem\u00e1s, los consumidores a\u00fan est\u00e1n divididos en cuanto al uso de organismos gen\u00e9ticamente modificados (OGM) en alimentos y bebidas. <\/p>\n\n\n\n

Este trabajo tiene como objetivo ofrecer una visi\u00f3n general del problema del cambio clim\u00e1tico y su impacto en la calidad del vino, tipicidad y composici\u00f3n, espec\u00edficamente el aumento del contenido alcoh\u00f3lico, y vincularlo con tecnolog\u00edas tradicionales y nuevas utilizadas para reducir dicho contenido. <\/p>\n\n\n\n

Las estrategias revisadas incluyen enfoques pre-fermentativos, como la cosecha temprana de uvas, modificaciones en la fermentaci\u00f3n, por ejemplo, usando levaduras no-Saccharomyces, o perspectivas post-fermentaci\u00f3n, como la bio-desalcoholizaci\u00f3n realizada por levaduras Saccharomyces y no-Saccharomyces. Finalmente, tambi\u00e9n se aborda la perspectiva de los consumidores sobre los vinos de bajo contenido alcoh\u00f3lico, ya que representan un factor cr\u00edtico en la industria del vino.<\/p>\n\n\n\n

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Impacto del cambio clim\u00e1tico en la percepci\u00f3n sensorial del vino<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Influencia del mayor contenido de alcohol:<\/strong> Las temperaturas en aumento llevan, de manera notable, a una maduraci\u00f3n temprana de las uvas ocasionando que acumulen az\u00facares a un ritmo acelerado, debido al aumento de la velocidad de los procesos metab\u00f3licos involucrados en la maduraci\u00f3n de la uva. El alto contenido de az\u00facar en estas uvas en la cosecha juega un papel crucial, ya que durante el proceso de fermentaci\u00f3n, la levadura convierte estos az\u00facares naturales en alcohol. Esta transformaci\u00f3n produce vinos con un alto contenido alcoh\u00f3lico. Sin embargo, en este escenario particular, la cosecha temprana de uvas puede emplearse para mitigar estos efectos. <\/p>\n\n\n\n

Es importante destacar que el aumento en el contenido de alcohol, siendo el etanol el componente principal del alcohol en el vino, puede impactar significativamente en las caracter\u00edsticas sensoriales del vino. Los vinos con altos contenidos de alcohol, cercanos o superiores al 14% a 16% (v\/v), suelen ser percibidos por los consumidores como desequilibrados. <\/p>\n\n\n\n

Acidez desequilibrada y acidez percibida<\/strong>: Otro efecto notable del cambio clim\u00e1tico, adem\u00e1s del aumento en las concentraciones de az\u00facar, es la reducci\u00f3n significativa en la acidez de los vinos, lo que impacta directamente en la calidad del vino. El tart\u00e1rico, m\u00e1lico, l\u00e1ctico y c\u00edtrico son los \u00e1cidos primarios que determinan la acidez total del vino, con los \u00e1cidos tart\u00e1rico y m\u00e1lico representando aproximadamente el 90% de la acidez total de la baya y contribuyendo al pH del jugo, mosto y vino. La relaci\u00f3n entre acidez y pH depende de factores complementarios, como la acumulaci\u00f3n de potasio. El potasio se ve influido por la temperatura, y en el contexto del cambio clim\u00e1tico, con el aumento de la temperatura durante la maduraci\u00f3n, la acumulaci\u00f3n de iones de potasio aumenta reaccionando con los \u00e1cidos org\u00e1nicos y afectando el equilibrio \u00e1cido-base, as\u00ed como el pH.<\/p>\n\n\n\n

Deficiencia de compuestos fen\u00f3licos y compuestos promotores de la salud: <\/strong>Los compuestos fen\u00f3licos, que incluyen no flavonoides y flavonoides, juegan roles cruciales en el vino. En un escenario de cambio clim\u00e1tico, en el cual se espera un aumento de la temperatura promedio y de la frecuencia, intensidad y duraci\u00f3n de eventos clim\u00e1ticos extremos, se prev\u00e9 que la s\u00edntesis y concentraci\u00f3n de flavonoides en las uvas se vean afectadas. La temperatura \u00f3ptima para la s\u00edntesis de antocianinas es alrededor de los 30 \u00b0C. Por lo tanto, un aumento de la temperatura por encima de este l\u00edmite puede ser significativo para la composici\u00f3n fen\u00f3lica de las uvas, lo que resulta en la degradaci\u00f3n de antocianinas o, m\u00e1s importante a\u00fan, en la inhibici\u00f3n irreversible de su s\u00edntesis. <\/p>\n\n\n\n

Como se mencion\u00f3 anteriormente, las preferencias y comportamientos de los consumidores en relaci\u00f3n con el vino han experimentado cambios significativos en los \u00faltimos a\u00f1os. Uno de estos cambios se refiere a la creciente demanda de vinos con bajo contenido alcoh\u00f3lico (entre 9% y 13% v\/v). Con el aumento de la conciencia sobre la salud y el bienestar, as\u00ed como las consideraciones de responsabilidad social y seguridad, los consumidores est\u00e1n cada vez m\u00e1s atentos y abiertos a alternativas que se alineen con sus valores y estilos de vida. En este sentido, los vinos con bajo contenido alcoh\u00f3lico han surgido como una nueva categor\u00eda de vino, ganando popularidad de manera progresiva y capturando el inter\u00e9s de los consumidores.<\/p>\n\n\n\n

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\u00bfQu\u00e9 es un vino con bajo contenido alcoh\u00f3lico?<\/strong> <\/p>\n\n\n\n

La definici\u00f3n precisa de los vinos con bajo contenido alcoh\u00f3lico no es universal, ya que puede variar seg\u00fan las normas regionales y las regulaciones establecidas por organismos gubernamentales espec\u00edficos o autoridades vin\u00edcolas. Con frecuencia, el t\u00e9rmino \u00abvinos con contenido alcoh\u00f3lico reducido\u00bb<\/strong> se aplica a vinos que poseen un contenido alcoh\u00f3lico significativamente inferior al de los vinos tradicionales. En la Figura 5, los vinos con contenido alcoh\u00f3lico reducido se clasifican generalmente como se detalla.<\/p>\n\n\n\n

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Una clasificaci\u00f3n sugerida de vinos con contenido alcoh\u00f3lico reducido.<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
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T\u00e9cnicas para reducir el contenido de alcohol en los vinos<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Los vitivinicultores han estado buscando activamente estrategias tecnol\u00f3gicas para disminuir o eliminar el contenido alcoh\u00f3lico de los vinos. Adem\u00e1s, dado el contexto del cambio clim\u00e1tico, que ha contribuido significativamente a la producci\u00f3n de uvas con niveles m\u00e1s altos de az\u00facar y, por ende, a un aumento en el contenido alcoh\u00f3lico de los vinos, la b\u00fasqueda de m\u00e9todos innovadores para satisfacer esta demanda se vuelve imprescindible.<\/p>\n\n\n\n

Estas estrategias para que los vinicultores produzcan vinos con niveles reducidos de alcohol pueden clasificarse en varios enfoques. Sin embargo, de manera m\u00e1s com\u00fan, se separan seg\u00fan el momento en que se aplican en el proceso de producci\u00f3n del vino. Algunos autores indican cuatro categor\u00edas diferentes, mientras que otros dividen estas estrategias en tres, como se discutir\u00e1 en este documento.<\/p>\n\n\n\n

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T\u00e9cnicas para disminuir el contenido de alcohol en vinos y bebidas fermentadas.<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
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Reducci\u00f3n de az\u00facares fermentables en las uvas<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La primera categor\u00eda, utilizada durante la etapa de prefermentaci\u00f3n, se centra en la reducci\u00f3n de az\u00facares fermentables. Esto limita la cantidad de alcohol producido durante la fermentaci\u00f3n, lo que da como resultado vinos con menor contenido alcoh\u00f3lico desde el inicio. Es uno de los m\u00e9todos m\u00e1s comunes para producir vinos con un contenido alcoh\u00f3lico m\u00e1s bajo o reducido. T\u00e9cnicas como la diluci\u00f3n del mosto y la filtraci\u00f3n del mosto con membranas o enzimas se emplean en esta etapa. Adem\u00e1s, otros m\u00e9todos son pr\u00e1cticas vit\u00edcolas como la cosecha temprana, los reguladores de crecimiento, la reducci\u00f3n del \u00e1rea foliar para limitar la tasa fotosint\u00e9tica y el riego previo a la cosecha.<\/p>\n\n\n\n

Los m\u00e9todos vit\u00edcolas espec\u00edficos pueden producir un vino con menor contenido alcoh\u00f3lico y mayor acidez, que luego puede ser mezclado con un mosto fermentado m\u00e1s maduro. Aunque se sabe que estos m\u00e9todos disminuyen la concentraci\u00f3n de etanol en un 3% (v\/v), los vinos resultantes pueden tener sabores desagradables, \u00e1cidos e inmaduros.<\/p>\n\n\n\n

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Reducir o limitar el etanol despu\u00e9s de la vinificaci\u00f3n<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La siguiente categor\u00eda se refiere a los procedimientos postfermentaci\u00f3n. En esta fase, se aplican m\u00e9todos f\u00edsicos para la eliminaci\u00f3n del alcohol, incluyendo extracci\u00f3n, separaci\u00f3n por membranas o destilaci\u00f3n. <\/p>\n\n\n\n

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Estrategias microbianas para producir vinos con bajo contenido alcoh\u00f3lico<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La creciente tendencia del contenido alcoh\u00f3lico en los vinos, vinculada al cambio clim\u00e1tico, podr\u00eda resultar en cambios en el sabor y la complejidad, y dado las preferencias actuales de los consumidores, podr\u00eda impactar negativamente en la comercializaci\u00f3n. Por lo tanto, es necesario definir estrategias que limiten la producci\u00f3n de alcohol o su reducci\u00f3n. Estas t\u00e9cnicas se pueden clasificar en tres enfoques fundamentales, como se mencion\u00f3 anteriormente: pre-fermentaci\u00f3n, procesos de fermentaci\u00f3n y t\u00e9cnicas post-fermentaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

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Reducir la producci\u00f3n de alcohol durante la fermentaci\u00f3n es una tarea compleja. Sin embargo, los en\u00f3logos pueden utilizar varias estrategias y t\u00e9cnicas, como la elecci\u00f3n de la especie de levadura, el tiempo de in\u00f3culo y la temperatura, entre otros factores, para influir o controlar los niveles de alcohol en el vino.<\/h3>\n\n\n\n
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Enfoc\u00e1ndonos en las estrategias microbianas, se debe hacer \u00e9nfasis en la selecci\u00f3n de microorganismos de fermentaci\u00f3n, su proporci\u00f3n o el momento de inoculaci\u00f3n en el mosto de uva, y las condiciones durante la fermentaci\u00f3n. El objetivo es reducir o restringir la producci\u00f3n de etanol durante la fase de fermentaci\u00f3n. Cepas de levadura espec\u00edficas (levaduras modificadas gen\u00e9ticamente o levaduras no Saccharomyces) tambi\u00e9n se pueden utilizar para reducir la biomasa de levadura (manteniendo la tasa de fermentaci\u00f3n de los az\u00facares fermentables lo m\u00e1s baja posible), o se emplean t\u00e9cnicas como la fermentaci\u00f3n interrumpida para este prop\u00f3sito.<\/p>\n\n\n\n

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Microorganismos OGM<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Recientemente, las modificaciones gen\u00e9ticas o la evoluci\u00f3n adaptativa y la selecci\u00f3n han desarrollado cepas de levadura modificadas capaces de reducir el contenido alcoh\u00f3lico del vino durante la fermentaci\u00f3n. Sin embargo, su uso puede presentar desaf\u00edos, como la producci\u00f3n de metabolitos secundarios no deseados, como el acetaldeh\u00eddo y la acetoina, que pueden afectar las caracter\u00edsticas del vino. Otro desaf\u00edo al utilizar estas cepas de levadura es la aceptaci\u00f3n por parte de los consumidores de los organismos gen\u00e9ticamente modificados en alimentos y bebidas.<\/p>\n\n\n\n

Dada la relativa simplicidad del genoma de la levadura, es posible lograr su modificaci\u00f3n. Para obtener un vino con bajo contenido de etanol, el paso l\u00f3gico ser\u00eda limitar la expresi\u00f3n de la enzima alcohol deshidrogenasa (ADH), la cual cataliza el paso final en la producci\u00f3n de etanol durante la fermentaci\u00f3n alcoh\u00f3lica. Sin embargo, este enfoque fue considerado impr\u00e1ctico porque las cepas con la eliminaci\u00f3n de ADH no pod\u00edan crecer en condiciones anaer\u00f3bicas y produc\u00edan niveles m\u00e1s altos de \u00e1cido ac\u00e9tico y acetaldeh\u00eddo. Por lo tanto, se tuvieron que encontrar nuevos objetivos para redirigir el metabolismo de la producci\u00f3n de etanol hacia otros productos finales. Sin embargo, estos cambios en las v\u00edas metab\u00f3licas deben ser cuidadosamente monitoreados, ya que otros productos pueden afectar la calidad global del vino.<\/p>\n\n\n

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El objetivo principal son enzimas y genes espec\u00edficos en las c\u00e9lulas de levadura que pueden conducir a menores rendimientos de etanol. HXT\u2014transportador de hexosas; Fps1p\u2014aquagliceroporina; GPD\u2014gliceraldeh\u00eddo-3-fosfato deshidrogenasa; TPI1\u2014isomerasa de triosa fosfato; PDC\u2014piruvato descarboxilasa; ADH\u2014deshidrogenasa de alcohol y ALDH\u2014deshidrogenasa de aldeh\u00eddo. GOXp\u2014glucosa-oxidasa\u2014y Lact\u2014lactonasa\u2014son expresiones, en levaduras, de genes no de levadura.<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
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Selecci\u00f3n de levaduras para producci\u00f3n de bajo alcohol<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Una alternativa para evitar el uso de levaduras OGM dise\u00f1adas para la producci\u00f3n de bajo etanol es aislar aquellas que naturalmente presentan esa caracter\u00edstica. Sin embargo, este esfuerzo en S. cerevisiae<\/em> puede ser complejo, ya que las caracter\u00edsticas bioqu\u00edmicas y fisiol\u00f3gicas, as\u00ed como la gen\u00e9tica subyacente de esta levadura, han sido favorecidas por la selecci\u00f3n natural para optimizar el rendimiento de etanol. Esto ha resultado en una ligera variaci\u00f3n en este fenotipo, con las levaduras de S. cerevisiae<\/em> actualmente disponibles para vinificaci\u00f3n produciendo cantidades similares de etanol al fermentar el mismo mosto.<\/p>\n\n\n\n

Por lo tanto, la opci\u00f3n ser\u00eda seleccionar levaduras no-Saccharomyces (NS) que consumen preferentemente az\u00facares mediante respiraci\u00f3n en lugar de fermentaci\u00f3n. As\u00ed, se ha abordado la evaluaci\u00f3n de la variaci\u00f3n en la producci\u00f3n de etanol entre levaduras NS. El uso de levaduras no-Saccharomyces ha generado un gran inter\u00e9s tanto en la comunidad cient\u00edfica como entre los vinicultores, como lo indican los datos disponibles. Estas levaduras pueden desviar el metabolismo del carbono o los az\u00facares hacia otras v\u00edas, evitando as\u00ed la producci\u00f3n de etanol durante la fermentaci\u00f3n. Varios estudios han demostrado niveles significativamente reducidos de etanol en los vinos al utilizar estas levaduras. Por ejemplo, Magyar y Toth identificaron cepas de Saccharomyces uvarum<\/em>, Candida stellata<\/em> y C. zemplinina<\/em> con propiedades prometedoras. Estas cepas produjeron, en fermentaciones de laboratorio, concentraciones residuales de az\u00facares similares, pero con un cambio considerable en la producci\u00f3n de alcohol, siendo el caso de C. zemplinina<\/em> el m\u00e1s destacado, con aproximadamente la mitad del contenido alcoh\u00f3lico registrado en S. cerevisiae<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

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Coinoculaciones e inoculaciones secuenciales (No-Saccharomyces y S. cerevisiae)<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Teniendo en cuenta algunas de las ventajas y desventajas previamente mencionadas del uso de diferentes levaduras, dos enfoques para reducir el contenido de etanol en el vino son la co-inoculaci\u00f3n de estas levaduras o su introducci\u00f3n secuencial durante la fermentaci\u00f3n. El primer enfoque (co-inoculaci\u00f3n) implica inoculaciones concurrentes de levaduras no-Saccharomyces o de otras Saccharomyces no cerevisiae en alta concentraci\u00f3n celular junto con S. cerevisiae<\/em>, y el segundo enfoque (inoculaci\u00f3n secuencial) consiste en iniciar la fermentaci\u00f3n con levaduras no-Saccharomyces o de otras Saccharomyces no cerevisiae durante un per\u00edodo determinado, para luego inocular S. cerevisiae<\/em> y que esta complete la fermentaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Los factores cr\u00edticos que afectan la fermentaci\u00f3n y los resultados enol\u00f3gicos de este enfoque son el tiempo previo a la inoculaci\u00f3n de S. cerevisiae<\/em> (en fermentaciones secuenciales) y la proporci\u00f3n entre S. cerevisiae<\/em> y otras levaduras. Adem\u00e1s de los cambios en el etanol, las levaduras no-Saccharomyces o de otras Saccharomyces no cerevisiae son esenciales debido a su contribuci\u00f3n al aroma y sabor del vino, con varias levaduras ya descritas como contribuyentes a ese perfil.<\/p>\n\n\n\n

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Control de factores abi\u00f3ticos durante la fermentaci\u00f3n<\/strong><\/p>\n\n\n\n

El control de factores abi\u00f3ticos tambi\u00e9n se puede utilizar para reducir los niveles de alcohol en los vinos. Uno de esos enfoques es el uso de aireaci\u00f3n. Esta alternativa utiliza el metabolismo oxidativo observado en algunas especies no-Saccharomyces que pueden utilizar ox\u00edgeno para su crecimiento sin importar la concentraci\u00f3n de az\u00facares y, por lo tanto, reducir los az\u00facares que contribuir\u00edan a la formaci\u00f3n de etanol. Bajo concentraciones bajas de az\u00facares y con aireaci\u00f3n, se favorece la respiraci\u00f3n de S. cerevisiae<\/em>, y esta t\u00e9cnica puede utilizarse para disminuir el contenido de etanol en los vinos. Sin embargo, este enfoque puede producir mayores cantidades de \u00e1cido ac\u00e9tico, lo que afecta negativamente las caracter\u00edsticas sensoriales del vino.<\/p>\n\n\n\n

Para que este enfoque sea exitoso, se deben encontrar cepas de levadura que puedan soportar las condiciones disponibles para la respiraci\u00f3n dentro del mosto de uva sin causar impactos negativos en el vino mismo. Recientemente, Tronchoni et al. identificaron cepas con resultados aceptables despu\u00e9s de la fermentaci\u00f3n aer\u00f3bica, incluyendo baja acidez vol\u00e1til, niveles de \u00e1cido ac\u00e9tico y baja producci\u00f3n de etanol. Sin embargo, se sugiere que el enfoque m\u00e1s factible sea el uso de levaduras de especies no-Saccharomyces bajo condiciones de aireaci\u00f3n durante un tiempo definido, despu\u00e9s del cual se inocular\u00eda S. cerevisiae<\/em> o se emplear\u00edan estrategias de co-inoculaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Por ejemplo, Morales et al identificaron una cepa de M. pulcherrima<\/em> y, en una co-inoculaci\u00f3n con S. cerevisiae<\/em> en biorreactores a escala de laboratorio, se logr\u00f3 una reducci\u00f3n del 2.2% (v\/v) en el contenido de etanol, manteniendo niveles aceptables de acidez vol\u00e1til. Utilizando la misma levadura, se registr\u00f3 una disminuci\u00f3n del 1.5% en etanol y, bajo ciertas condiciones de aireaci\u00f3n (5 mL\/min de aireaci\u00f3n, 0.025 volumen de aire por volumen de cultivo por minuto, durante 72 h), los cambios en el perfil vol\u00e1til del vino fueron considerablemente aceptables y los resultados fueron similares a los observados al usar Zygosaccharomyces bailii<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

Por otro lado, otros estudios utilizando cepas de M. pulcherrima<\/em> muestran mayores disminuciones en el contenido de etanol, pero con un aumento paralelo de sabores indeseados (notas solventes, indicios de oxidaci\u00f3n, una impresi\u00f3n reductora, reducci\u00f3n en la pureza general y caracter\u00edsticas frutales, y la presencia de aromas no deseados como \u201csabor a Maggi\u201d, \u201cquesoso\u201d y \u201csudoroso\u201d), impactando negativamente en el an\u00e1lisis sensorial del vino. Los mismos autores tambi\u00e9n registraron efectos adversos en el an\u00e1lisis sensorial cuando Candida zemplinina<\/em>, Pichia guilliermondii<\/em> y P. kluyveri<\/em> realizaron la fermentaci\u00f3n. A pesar de que se pueden encontrar resultados prometedores, el patr\u00f3n m\u00e1s com\u00fan es una disminuci\u00f3n de la calidad sensorial con el aumento de la aireaci\u00f3n, lo que destaca la necesidad de m\u00e1s estudios que puedan convertir esta estrategia en una soluci\u00f3n industrialmente viable.<\/p>\n\n\n\n

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Desalcoholizaci\u00f3n biol\u00f3gica de vinos<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La fermentaci\u00f3n alcoh\u00f3lica es un proceso bioqu\u00edmico responsable de la producci\u00f3n de productos alimenticios como el pan y diversas bebidas, incluido el vino, la cerveza y otras bebidas alcoh\u00f3licas. En la producci\u00f3n de vino, la fermentaci\u00f3n alcoh\u00f3lica es crucial para transformar el mosto de uva en vino, una tradici\u00f3n ancestral fundamental para crear una amplia gama de sabores y perfiles arom\u00e1ticos \u00fanicos.<\/p>\n\n\n\n

Este proceso es clave en la conversi\u00f3n de az\u00facares en etanol y di\u00f3xido de carbono, junto con otros metabolitos como glicerol, acetato, succinato, piruvato, alcoholes superiores y \u00e9steres, un proceso llevado a cabo por diversas especies de levaduras, representando el proceso biotecnol\u00f3gico primario a nivel global. Dentro de las especies de levaduras, Saccharomyces cerevisiae<\/em> domina el proceso de fermentaci\u00f3n del vino. Sin embargo, est\u00e1 presente en la superficie de las uvas y en los suelos de vi\u00f1edo en n\u00fameros mucho menores en comparaci\u00f3n con otras especies de levaduras pertenecientes a los g\u00e9neros Hanseniaspora<\/em> (el predominante), Candida<\/em>, Hansenula<\/em>, Kluyveromyces<\/em>, Metschnikowia<\/em>, Pichia<\/em>, Rhodotorula<\/em> y Torulaspora<\/em>. La primera se reconoce como la que predomina durante las etapas iniciales de la fermentaci\u00f3n alcoh\u00f3lica.<\/p>\n\n\n\n

Bajo condiciones anaer\u00f3bicas, la levadura S. cerevisiae<\/em> utiliza el \u00e1cido pir\u00favico generado del catabolismo de los az\u00facares como un sumidero para el coenzima reducido NADH. Posteriormente, el \u00e1cido pir\u00favico se convierte en etanol a trav\u00e9s del acetaldeh\u00eddo, permitiendo la regeneraci\u00f3n de NAD+ en un paso final catalizado por la alcohol deshidrogenasa para que la gluc\u00f3lisis y la producci\u00f3n de ATP contin\u00faen. En el proceso de fermentaci\u00f3n, y para la conversi\u00f3n de glucosa en etanol y CO2, intervienen 12 enzimas, siendo diez las que degradan glucosa en piruvato con producci\u00f3n de ATP para el crecimiento de las levaduras y dos enzimas para la conversi\u00f3n de piruvato en los productos finales de la fermentaci\u00f3n, con el fin de preservar el equilibrio redox de la levadura. La piruvato descarboxilasa y la alcohol deshidrogenasa, las \u00faltimas enzimas en la v\u00eda fermentativa de la levadura, requieren iones de magnesio y zinc para convertir el az\u00facar en etanol de manera eficiente.<\/p>\n\n\n\n

Saccharomyces cerevisiae<\/em> es una levadura capaz de fermentar piruvato a etanol cuando est\u00e1n presentes concentraciones altas de glucosa. Sin embargo, cuando estas fuentes de carbono se agotan, S. cerevisiae<\/em> cambia a respiraci\u00f3n aer\u00f3bica, utilizando etanol como fuente de carbono. Este proceso es conocido como shift<\/em> diauxico. Este fen\u00f3meno es similar a lo que ocurre en los vinos de Jerez, que utilizan cepas especializadas de S. cerevisiae<\/em> conocidas como \u201csherry\u201d o \u201cflor\u201d. Una caracter\u00edstica \u00fanica de las cepas de S. cerevisiae<\/em> de Jerez, en comparaci\u00f3n con otras cepas de fermentaci\u00f3n, es su capacidad de formar una biopel\u00edcula o \u201cflor\u201d sobre la superficie del material alcoh\u00f3lico del vino. En esta biopel\u00edcula, el etanol se oxida a acetaldeh\u00eddo bajo la acci\u00f3n de la alcohol deshidrogenasa.<\/p>\n\n\n\n

La capacidad de la levadura de Jerez de trabajar bajo condiciones de alto contenido alcoh\u00f3lico es su mecanismo adaptativo, que afecta las caracter\u00edsticas enol\u00f3gicas. Esta reversi\u00f3n de las v\u00edas metab\u00f3licas podr\u00eda ser una alternativa prometedora para reducir el contenido de etanol en el vino despu\u00e9s de la fermentaci\u00f3n. La degradaci\u00f3n del etanol por levaduras involucra una v\u00eda de tres pasos, comenzando con su oxidaci\u00f3n a acetaldeh\u00eddo por la enzima alcohol deshidrogenasa (ADH), seguida de la conversi\u00f3n del acetaldeh\u00eddo en acetato por la aldeh\u00eddo deshidrogenasa (ALDH), y finalmente, la acetil-CoA sintetasa (ACS) liga el acetato con la coenzima A para producir acetil-CoA. <\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, tanto ADH como ALDH tienen varios is\u00f3meros en S. cerevisiae<\/em>, y, al menos para ADH, esos is\u00f3meros pueden sustituirse funcionalmente entre s\u00ed, aunque el rendimiento de producci\u00f3n de etanol o la tasa de oxidaci\u00f3n var\u00eda considerablemente entre ellos. La alcohol deshidrogenasa ADH1 se considera como la principal responsable de la regeneraci\u00f3n de NAD+ a partir de NADH mediante la reducci\u00f3n de acetaldeh\u00eddo a etanol. Las condiciones de crecimiento pueden reprimir la actividad de esta enzima, mientras que otras son desreprimidas para reutilizar el etanol previamente producido. Una de las enzimas clave es la alcohol deshidrogenasa 2 (ADH2), que se cree cataliza la oxidaci\u00f3n del etanol de manera preferencial a acetaldeh\u00eddo debido a su relativamente bajo Km para el etanol. <\/p>\n\n\n\n

La oxidaci\u00f3n del etanol forma acetaldeh\u00eddo, que luego se convierte en acetato por la ALDH2 y se activa en acetil-CoA, entrando en los ciclos de glicoxilato y TCA [301]. Incluso en los primeros pasos de esta conversi\u00f3n de etanol a acetil-CoA, se necesita un activador transcripcional, Cat8p, esencial para el crecimiento de la levadura en fuentes de carbono no fermentables, con la expresi\u00f3n del gen Cat8 y la activaci\u00f3n transcripcional por Cat8p regulados por glucosa. Este activador transcripcional controla muchos genes esenciales para el uso del etanol por parte de la levadura, pasando de etanol a acetil-CoA e incluso cuatro pasos del ciclo de glicoxilato, adem\u00e1s de otras prote\u00ednas cuyas funciones no est\u00e1n directamente relacionadas con el uso del etanol. Si hay glucosa presente, la expresi\u00f3n de Cat8 se reprime por Mig1 (una prote\u00edna Cys2His2 de dedo de zinc), posiblemente al unirse directamente este regulador al promotor de Cat8 [304]. Esta prote\u00edna puede ser objetivo de Snf1, una quinasa central serina-treonina, que lleva a la regulaci\u00f3n positiva de la expresi\u00f3n de Cat8. Este complejo conjunto de regulaciones para la oxidaci\u00f3n del etanol en levaduras proporciona numerosos objetivos para futuros estudios de ingenier\u00eda metab\u00f3lica, con el fin de reducir el etanol en la fase post-fermentaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Como se mencion\u00f3 anteriormente, el uso de levaduras no-Saccharomyces (NS) durante la fermentaci\u00f3n puede ser una opci\u00f3n para reducir el contenido de alcohol en los vinos. Adem\u00e1s, algunas cepas comerciales de S. cerevisiae<\/em> tambi\u00e9n tienen esta capacidad. Por lo tanto, \u00bfpueden utilizarse estas levaduras como un enfoque potencial para reducir el contenido de alcohol en los vinos post-fermentaci\u00f3n? <\/p>\n\n\n\n

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Representaci\u00f3n esquem\u00e1tica de la respiraci\u00f3n celular de las c\u00e9lulas de levadura y el consumo de etanol. La proliferaci\u00f3n de levaduras bajo las condiciones oxidativas predominantes tambi\u00e9n se ve facilitada por el sistema de defensa antioxidante, que protege a las c\u00e9lulas de las especies reactivas de ox\u00edgeno (ROS) formadas durante el metabolismo oxidativo de fuentes de carbono no fermentables, como el etanol. Las ROS son perjudiciales para el ADN mitocondrial (mtDNA), probablemente debido a la proximidad de este al principal sitio de producci\u00f3n end\u00f3gena de ROS. Moreno-Garc\u00eda et al. [310], en un trabajo sobre el an\u00e1lisis del proteoma diferencial de una cepa de levadura \u201cflor\u201d durante la formaci\u00f3n de biofilmes en vinos de jerez, detectaron prote\u00ednas que previenen estos efectos adversos y varias otras que reparan el da\u00f1o resultante.<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
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La proliferaci\u00f3n de levaduras bajo las condiciones de oxigenaci\u00f3n predominantes tambi\u00e9n est\u00e1 facilitada por el sistema de defensa antioxidante que protege a las c\u00e9lulas de especies reactivas de ox\u00edgeno (ROS) formadas durante el metabolismo oxidativo de fuentes de carbono no fermentables como el etanol. Las ROS son da\u00f1inas para el ADN mitocondrial (mtDNA), probablemente debido a la proximidad de este \u00faltimo a los principales sitios de la producci\u00f3n end\u00f3gena de ROS. Moreno-Garc\u00eda et al., en un trabajo sobre an\u00e1lisis prote\u00f3mico diferencial de una cepa de levadura \u201cflor\u201d durante la formaci\u00f3n de biopel\u00edcula en vinos de Jerez, detectaron prote\u00ednas que previenen estos efectos adversos y varias otras encargadas de reparar el da\u00f1o resultante.<\/p>\n\n\n\n

Estudios han destacado la capacidad de cepas espec\u00edficas de levaduras para consumir \u00e1cido ac\u00e9tico durante la refermentaci\u00f3n, mejorando las cualidades sensoriales al reducir los niveles de acidez indeseables en los vinos. Curiosamente, durante los procesos de desacetificaci\u00f3n, el contenido de etanol tambi\u00e9n disminuy\u00f3. En el trabajo de Vilela-Moura et al., durante el proceso de desacetificaci\u00f3n, se observ\u00f3 que la cantidad de etanol presente se redujo en un 37.5% bajo condiciones aer\u00f3bicas y en un 13.5% bajo condiciones aer\u00f3bicas limitadas. Adem\u00e1s, al utilizar levaduras inmovilizadas en perlas de alginato-quitosano de doble capa, tambi\u00e9n se observ\u00f3 una disminuci\u00f3n en el contenido de etanol entre el 6% y el 11.2%. <\/p>\n\n\n\n

Por lo tanto, al comprender las v\u00edas de degradaci\u00f3n del etanol y explorar la versatilidad metab\u00f3lica de las levaduras, la posibilidad de modificar la composici\u00f3n de los vinos en una etapa post-fermentaci\u00f3n se est\u00e1 convirtiendo cada vez m\u00e1s en una realidad, allanando el camino para nuevas estrategias que ayudar\u00e1n a mitigar los efectos adversos del cambio clim\u00e1tico en la viticultura.<\/p>\n\n\n\n

Estas cepas fermentan menos az\u00facar o reorientan el metabolismo del carbono. Sin embargo, su uso puede plantear problemas, como la producci\u00f3n de metabolitos secundarios no deseados que pueden afectar a las caracter\u00edsticas del vino. Adem\u00e1s, los consumidores siguen divididos sobre el uso de organismos modificados gen\u00e9ticamente (OMG) en alimentos y bebidas.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, otros investigadores portugueses van por otro camino. Estos autores destacan que la producci\u00f3n de vinos de baja graduaci\u00f3n alcoh\u00f3lica implica diversas pr\u00e1cticas vit\u00edcolas, que comienzan en la fase de gesti\u00f3n del vi\u00f1edo. Es importante se\u00f1alar que el objetivo no es s\u00f3lo reducir el alcohol, sino equilibrar el alcohol, la acidez y otros componentes para producir un vino armonioso y expresivo que refleje su terru\u00f1o. Las pr\u00e1cticas sostenibles y hol\u00edsticas de gesti\u00f3n del vi\u00f1edo<\/strong> suelen desempe\u00f1ar un papel importante en la consecuci\u00f3n de estos objetivos.<\/p>\n\n\n\n

En cuanto a los m\u00e9todos f\u00edsicos para la eliminaci\u00f3n del alcohol en los vinos<\/strong>, la elecci\u00f3n del m\u00e9todo depende de factores como la composici\u00f3n del vino, el nivel deseado de eliminaci\u00f3n del alcohol y consideraciones econ\u00f3micas. Cada m\u00e9todo tiene ventajas y limitaciones, y la selecci\u00f3n suele basarse en los requisitos espec\u00edficos de la aplicaci\u00f3n. Adem\u00e1s, es esencial descubrir t\u00e9cnicas rentables para reducir el contenido de alcohol del vino cuando supera el l\u00edmite deseado durante la fermentaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Los actuales procedimientos post-fermentativos implican m\u00e9todos f\u00edsicos para la eliminaci\u00f3n del alcohol, como la extracci\u00f3n<\/strong>, la separaci\u00f3n por membranas<\/strong> o el tratamiento t\u00e9rmico<\/strong>, que requieren equipos caros y especializados. Por lo tanto, la biodesalcoholizaci\u00f3n<\/strong> de los vinos podr\u00eda ser una estrategia alternativa atractiva. Las levaduras pueden llevar a cabo el proceso sin necesidad de equipos espec\u00edficos, por lo que se trata de un procedimiento rentable.<\/p>\n\n\n\n

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Fuentes: Federaci\u00f3n Espa\u00f1ola de Enolog\u00eda (FEAE) VER<\/a> y https:\/\/doi.org\/10.3390\/fermentation10010036<\/a><\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

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