Alternativas al anhídrido sulfuroso en la elaboración de vinos: antioxidantes de naturaleza fenólica procedentes de subproductos de la industria oleícola y enológica
- Autores: Rafaela Montemayor Raposo Ortega
- Directores de la Tesis: Emma Cantos Villar (dir. tes.), José Manuel Moreno Rojas (dir. tes.), Mª José Ruiz Moreno (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: María Teresa Sánchez Pineda de las Infantas (presid.), Nerea Iturmendi Vizcay (secret.), María del Carmen García Parrilla (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Agraria, Alimentaria, Forestal y del Desarrollo Rural Sostenible por la Universidad de Córdoba y la Universidad de Sevilla
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- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
RESUMEN DE LA TESIS DOCTORAL DE D./Dª RAFAELA MONTEMAYOR RAPOSO ORTEGA 1. Introducción o motivación de la tesis El anhídrido sulfuroso (SO2) es uno de los antioxidantes más efectivos y versátiles utilizados en la elaboración del vino debido a sus propiedades antimicrobiana y antioxidante. Sin embargo, se han asociado al SO2 numerosos efectos perjudiciales sobre la salud, incluyendo dermatitis, urticaria, angioedema, diarrea, dolor abdominal, bronco-constricción y anafilaxis. En personas asmáticas la ingesta de sulfitos > 10 mg puede ser suficiente para provocar un ataque de asma. También se le ha atribuido neurotoxicidad, especialmente cuando actúa en combinación con otros neurotóxicos. Estudios in vivo han demostrado que los sulfitos alteran de forma negativa el balance antioxidante/oxidante en plasma.
Dado el carácter multifuncional del SO2, su uso es necesario en la industria enológica, pero dada su toxicidad y el creciente número de alergias asociadas a su ingesta, la concentración máxima de SO2 en el vino se encuentra legislada por la Comunidad Europea (reglamento CE Nº 606/2009 de 10 de Julio de 2009), siendo revisada (y disminuida en las últimas revisiones) de forma periódica. Además, desde el 25 de noviembre de 2005 es obligatorio introducir en el etiquetado la mención “contiene sulfuroso o sulfitos” cuando las concentraciones superen los 10 mg/Kg o 10 mg/L expresado como SO2 (Real Decreto 2220/2004 por el que se modifica el Real Decreto 1334/1999).
Los consumidores reclaman, cada vez más, alternativas naturales y saludables en lugar de conservantes químicos presentes en el vino. De hecho, hay una percepción negativa de sulfitos, así como una buena disposición a pagar para los vinos no sulfitados.
Por otra parte, la industria agroalimentaria andaluza (y española) genera numerosas toneladas de subproductos al año, especialmente derivados de la producción de aceite de oliva, y en menor medida de la industria enológica. Estos subproductos, no solo tienen poco valor económico, sino que además suponen un importante problema desde un punto de vista medio ambiental.
Dado lo expuesto anteriormente, hay un gran interés en la búsqueda de tecnologías alternativas, así como otros conservantes, que puedan reemplazar y/o reducir el contenido de SO2 en los vinos. Los métodos físicos (tecnologías verdes) incluyen campo pulsado eléctrico, ultrasonidos, luz ultravioleta y la alta presión hidrostática. También se han estudiado sustancias químicas tales como complejo de plata coloidal (Izquierdo-Cañas et al. 2012; García-Ruiz et al., (2015), dicarbonato dimetilo, ácido ascórbico, ácido hipofosforoso, ácido tiodipropiónico, Trolox C, cloruro de estaño, y Sporix, e incluso productos naturales como lisozima y bacteriocinas (Lasanta, et al.,2010; Sonni, et al., 2009). Los resultados más prometedores se comentan a continuación. Salaha, et al. (2008) estudiaron un extracto de rábano negro y ácido ascórbico como alternativa a SO2 en la elaboración del vino tinto. Los parámetros enológicos y el contenido de antocianinas se vieron afectados de forma importante, mostrando vinos comercialmente aceptables. González-Rompinelli, et al., (2013) ensayaron extractos de piel de almendra y de hojas eucalipto como conservantes durante el envejecimiento en barrica de vinos de Verdejo. La composición aromática y fenólica también se modificaron, pero no se encontraron diferencias significativas en el análisis sensorial de los vinos.
El uso de antioxidantes parece ser la opción con más expectativas como alternativas al SO2. En esta línea, cabe proponer como objeto de estudio extractos enriquecidos en hidroxitirosol y estilbenos, compuestos que se encuentran de forma natural en la uva y en el vino.
HIDROXITIROSOL (HT): El hidroxitirosol (3,4-dihidroxifeniletanol) es un polifenol con una alta capacidad antioxidante. La principal fuente de HT en la dieta es el aceite de oliva. El HT se encuentra en gran concentración en los subproductos procedentes de la elaboración del aceite de oliva. También se ha encontrado de manera natural en vinos. Incluso se han descrito pequeñas cantidades de HT en subproductos de la industria enológica. El HT presenta actividad antioxidante in vitro e in vivo, antiinflamatoria, cardioprotectora y antiaterogénica, y anticancerígena. Además de una importante actividad bactericida. Así, extractos obtenidos a partir de subproductos de aceituna, ricos en HT, presentaron capacidad desinfectante y antiséptica, a concentraciones relativamente bajas No se han demostrado efectos adversos incluso en dosis muy altas, por lo que presenta un excelente perfil de seguridad (Granados-Principal et al., 2010).
El HT ha sido recientemente aceptado como compuesto protector contra el daño oxidativo (EFSA, 2011). Y la Agencia Española de Consumo, Seguridad Alimentaria y Nutrición ha aprobado recientemente el uso de hidroxitirosol sintético para su adición como ingrediente de aceites, grasas y jugos de frutas y vegetales (AECOSA, 2015) ESTILBENOS (ES): Los estilbenos son polifenoles no flavonoides con gran capacidad antioxidante, pero cuya presencia en la dieta es escasa. Las principales fuentes de estilbenos en la dieta son las uvas y sus derivados, zumo y vino (Guerrero, et al., 2009). De la familia de estilbenos, el resveratrol es el más abundante y estudiado (17194 citas en 2016, Web of knowledge). El resveratrol se encuentra en la piel y pepitas de la uva, así como en las partes leñosas de las plantas (raspón y madera). Su concentración en uva y vino es muy variable: variedad, suelo, condiciones climáticas, condiciones de sanidad, fecha de vendimia de la uva y operaciones enológicas. Así en uva (sin incluir las pepitas) se han descrito concentraciones de resveratrol entre 0.47-8.97 mg/Kg, en raspón entre 770-2240 mg/Kg (Rayne, et al., 2008) y en vino entre 0.17-14.3 mg/L. Los raspones son así una fuente rica de resveratrol, y además también contienen cantidades importantes de -viniferina (490-1190 mg/kg), dímero del resveratrol presente en bajas concentraciones en uva y vino. Los sarmientos también son una fuente importante de estilbenos (6700-8300 mg/kg), principalmente resveratrol, seguido de -viniferina y piceatanol (Vergara et al., 2012). Al resveratrol se le atribuyen propiedades preventivas y/o reductoras de enfermedades como el cáncer, cardiovasculares y daños isquémicos. Gran parte de su bioactividad es debido a su alta capacidad antioxidante (Baur, et al., 2006). La -viniferina ha mostrado propiedades hepatoprotectoras y antioxidantes, así como anticancerígenas.
2. Contenido de la investigación La investigación realizada durante esta Tesis Doctoral se ha estructurado en cuatro bloques diferenciados, en los que se ha abordado la utilización de extractos procedentes de subproductos de la industria agroalimentaria.
En el primer bloque se han caracterizado dos extractos polifenólicos procedentes de la industria oleica (extracto rico en hidroxitirosol) y enológica (extracto rico en polifenoles) y su capacidad tecnológica como sustituto del SO2 en en un vino modelo. Para tal fin se realizaron estudios de la composición polifenólica, perfil aromático-olfatométrico, así como su actividad antioxidante y antimicrobiana frente a microorganismos que se encuentran en el mosto/vino. Este trabajo se ha publicado en la revista LWT - Food Science and Technology e Industrial Crops and Products, situadas en el primer cuartil de la categoría Food Science y Agronomy and Crops Science, respectivamente.
En el segundo bloque las investigaciones han tenido como objetivo estudiar el impacto sobre la calidad de los vinos la utilización de productos ricos en hidroxitirosol en la elaboración de vinos blancos y tintos, la influencia del método de elaboración. Para ello, se utilizaron, i) un producto de HT producido por síntesis química y enzimática (Biotech), ii) un extracto natural elaborado a partir de subproductos de la oliva (Hytolive®), iii) SO2, como control. Los métodos de elaboración fueron, i) para vinos tintos, método tradicional y método Ganimede®, ii) para vinos blancos, método tradicional y otro método bajo condiciones reductoras. El impacto sobre la calidad de los vinos finales embotellados y tras 6 meses de almacenamiento en botella se determinó con el estudio de parámetros enológicos, composición polifenólica, perfil aromática-olfatométrica y perfil sensorial. Parte de este trabajo se ha publicado en la revista Food Chemistry y LWT-Food Science and Technology, situadas en el primer cuartil de la categoría Food Science.
En el tercer bloque las investigaciones han tenido como objetivo estudiar el impacto sobre la calidad de los vinos la utilización de un extracto rico en estilbenos procedente de subproductos de la industria enológica en la elaboración de vinos blancos y tintos, la influencia del método de elaboración. Para ello, se utilizó un extracto comercial procedentes de sarmientos de la vid, particularmente rico en estilbenos (Vineatrol®), y como control, el SO2. Los métodos de elaboración fueron, i) para vinos tintos, método tradicional y método Ganimede ®, ii) para vinos blancos, método tradicional y otro método bajo condiciones reductoras. El impacto sobre la calidad de los vinos finales embotellados y tras un tiempo de almacenamiento en botella, se determinó con el estudio de parámetros enológicos, composición polifenólica, perfil aromática-olfatométrica y perfil sensorial. Parte de este trabajo se ha publicado en la revista Food Chemistry y está en revisión en la revista Journal Food Science and Technology situada en el primer cuartil de la categoría Food Science Las investigaciones del último bloque han tenido como objetivo la optimización de la dosis del extracto rico en estilbenos (Vineatrol®) e impacto en la calidad y seguridad de vinos tintos. Para ello se realizaron vinificaciones de vino tinto con dos dosis de Vineatrol. La calidad y seguridad de los vinos fue estudiada en el embotellado y a los doce meses de embotellado, con especial atención en aquellos parámetros que se vieron más afectados en los estudios preliminares. Los vinos fueron sometidos a un amplio estudio, así, además de parámetros enológicos, medidas cromáticas, se puso especial atención en los compuestos polifenólicos, aminas biogénicas, recuento de algunos microorganismos enológicos, ésteres y otros compuestos volátiles, zonas odorantes y análisis sensorial para garantizar la calidad del vino. Estos resultados, a su vez, se comparan con un control en el que se utilizó el SO2. Este trabajo está en revisión en la revista Food Chemistry situada en el primer cuartil de la categoría Food Science.
3. Conclusión A continuación, se enumeran las principales conclusiones obtenidas en la tesis doctoral, de acuerdo más relevantes de las investigaciones realizadas.
Primera: La caracterización de un extracto rico en hidroxitirosol (HT) y otro rico en polifenoles, procedentes de subproductos de la industria oleícola y vitícola respectivamente, permitió concluir su no idoneidad para uso en vinificación como alternativas al SO2. A pesar de sus propiedades antioxidantes y antimicrobianas, el perfil olfatométrico de los mismos denotó que ambos podrían modificar el análisis sensorial en vinos Segundo: La utilización de los productos ricos en hidroxitirosol en la elaboración de vinos tintos, dio lugar a vinos con parámetros dentro de los límites legales y buenos parámetros del color. Sin embargo, con el envejecimiento en botella estos vinos presentaron parámetros relacionados con oxidación (color, composición volátil, perfil olfatométrico y el análisis descriptivo). Estos parámetros se vieron más afectados en la elaboración mediante el tradicional que en cuando se utilizó el sistema Ganimede. Por tanto, se concluye que los productos ricos en HT probados en este estudio no son una alternativa real al SO2 en la elaboración de vinos tintos.
Tercero: La utilización de los productos ricos en hidroxitirosol en la elaboración de vinos blancos afecta de forma importante al color de los vinos y análisis sensorial desde el momento de la adición de los extractos. Además, con el envejecimiento, e independientemente del método de elaboración, los vinos tratados con productos de HT evolucionaron más rápidamente. Además, los productos ricos en hidroxitirosol disminuyeron el carácter varietal de Sauvignon blanc. Por tanto, al igual que en los vinos tintos, se concluye que, los productos ricos en HT probados en este estudio, no son una alternativa real al SO2.
Cuarto: La utilización de un extracto procedente de madera de poda (Vineatrol®) en la elaboración de vinos tintos a una dosis baja produjo vinos con buenos parámetros de calidad (color, volátiles y análisis sensorial) en el embotellado. Sin embargo, el extracto no consiguió evitar los procesos de oxidación durante en el envejecimiento en botella, especialmente cuando los vinos fueron elaborados por el método tradicional. Se concluye la necesidad de optimizar la dosis de Vineatrol para evitar dicha evolución en botella.
Quinto: La utilización de un extracto procedente de madera de poda (Vineatrol®) en la elaboración de vinos blancos a una dosis baja afectó de forma negativa al color de los vinos y disminuyo el contenido de ésteres. Además, introdujo nuevas zonas odorantes y modificó el análisis sensorial de los vinos. Tras el envejecimiento en botella, aparecieron notas a oxidado, especialmente en los vinos elaborados por el método tradicional. El Vineatrol, a la dosis empleada, no parece ser eficiente como alternativa al SO2 en vino blanco. Sexto: La adición de Vineatrol en vinos tintos tras la FA a dosis mayores a la utilizada en experimentos anteriores mejoró las características cromáticas y perfil polifenólico de los vinos embotellados. Además, durante doce meses de envejecimiento en botella los vinos tratados con Vineatrol poseían mayor estabilidad del color (debido a la mayor proporción de proantocianidinas) y mayor concentración de compuestos polifenólicos no antociánicos. Estos vinos también mostraron una mayor concentración de -damascenona, guaiacol, isoeugenol, así como de algunas zonas odorantes. Lo que se pudo relacionar con los atributos dulce, madera y mermelada encontrados en cata, gracias a un análisis multivariante. La dosis más alta se descartó por presentar algunos off-flavors y obtener menor puntuación global en cata. Mientras que la dosis más baja de este estudio puede ser recomendada como óptima. Además, en este estudio se determinaron los marcadores del Vineatrol.
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