Resumen de Acidificación biológica de vinos de pH elevado mediante la utilización de bacterias lácticas
Olga Lucio Costa
Actualmente, se están observando las consecuencias del cambio climático en la vitivinivultura. En los últimos años se están generando cosechas más tempranas y uvas con una descompensación entre la madurez fenólica y la madurez industrial. Estas uvas generan mostos con una elevada concentración de azúcares y una baja concentración de ácidos, que dan lugar a vinos con una alta concentración de etanol, una baja AT y un elevado pH. Los vinos de pH elevado presentan varios inconvenientes. Son vinos planos y sin frescor, tienen una elevada inestabilidad microbiológica y generan una disminución en la capacidad antiséptica del anhídrido sulfuroso. El pH de los vinos puede descenderse mediante metodologías de acidificación física, química y biológica. La ventaja de la utilización de métodos biológicos es que en la actualidad no están sujetos a regulación y además pueden utilizarse en la elaboración de vinos ecológicos. Varios autores ya han desarrollado estrategias para la acidificación biológica de vinos con levaduras, pero no han obtenido demasiado éxito. En este trabajo se ha planteado la alternativa de la utilización de bacterias lácticas (BL) para inducir acidificación biológica en vinos de pH elevado. Para ello, puede aprovecharse el metabolismo de las BL durante la vinificación para convertir los azúcares en ácido láctico mediante fermentación láctica (FL), y de este modo descender el pH del vino. Además de la producción de ácido láctico, el metabolismo de otros ácidos puede interferir en el pH del vino. Por un lado, la síntesis de ácido málico por las levaduras desciende el pH del vino, pero su degradación por las BL durante la fermentación maloláctica (FML) puede aumentarlo, aunque esta reacción resulta beneficiosa en la mayoría de los vinos ya que produce una mejora organoléptica y aumenta la estabilidad microbiológica. Por otro lado, la síntesis de ácido cítrico por parte de las levaduras desciende el pH del vino y su degradación por parte de algunas cepas de BL aumenta la estabilidad microbiológica, pero a su vez asciende el pH. De los cinco géneros de BL presentes durante la vinificación se planteó el género Lactobacillus como el candidato para inducir acidificación biológica en vinos porque presentan mejor crecimiento y metabolismo a pHs altos que otros géneros, algunas cepas son tolerantes al etanol, tienen elevada tolerancia al SO2, poseen una gran diversidad de enzimas capaces de producir compuestos aromáticos favorables, y además algunas cepas sintetizan plantaricinas que favorecen su implantación. Para ello en la presente tesis doctoral se plantearon los siguientes objetivos: la selección de cepas de Lactobacillus para inducir acidificación biológica en vinos, la optimización del proceso de acidificación biológica, la obtención de cultivos iniciadores y la evaluación de su comportamiento y la evaluación a nivel semiindustrial del proceso de acidificación biológica diseñado. Para llevar a cabo la selección de cepas se utilizaron cepas de diferentes especies del género Lactobacillus de la colección Enolab, que habían sido previamente aisladas de procesos de vinificación. La mayoría de los ensayos se realizaron en medio MC pH 3.5. El programa de selección se basó en un sistema de puntuaciones en base a criterios de primer orden y de segundo orden. Se consideraron criterios de primer orden un crecimiento superior a 70 unidades de área bajo la curva (ABC), que realizaran la FML, que descendieran más de 0.35 unidades el pH del medio y que sintetizaran más de 12 g/L de ácido láctico por FL. Las cepas que cumplieron cada uno de estos criterios se puntuaron con 10 puntos. Los criterios de segundo orden fueron la resistencia a la lisozima y al SO2, puntuándose con 5 puntos las cepas más resistentes a estos compuestos. Tras el sumatorio de puntos se seleccionaron las cepas con mayor puntuación : Enolab 4607 y Enolab 4608, ambas de la especie L. plantarum. Las cepas seleccionadas se caracterizaron en base a su metabolismo en medio MC y a la posible producción de aminas biógenas. Durante un cultivo de una semana en medio MC ambas cepas descendieron el pH del medio 0.73 unidades, consumieron entre 20 y 30 g/L de azúcares produciendo entre 12 y 12.5 g/L de ácido láctico por FL. Además, realizaron la FML y consumieron el 100% del ácido cítrico sin producir ácido acético. En cuanto a la producción de aminas biógenas, ambas cepas fueron incapaces de sintetizar histamina y putrescina. En cambio, ambas cepas poseían el gen que codifica para la tirosina descarboxilasa, aunque ambas cepas no sintetizaron tiramina o lo hicieron en bajas cantidades. Para optimizar el proceso de acidificación biológica se establecieron varios objetivos específicos: la determinación de la estrategia de inoculación de la BL durante la vinificación, la estimación de tiempo de acidificación, la elección de la levadura fermentativa a utilizar en el proceso y la evaluación de otros factores que pueden afectar al proceso de acidificación. Se estableció que para llevar a cabo el proceso de acidificación se debía inocular la BL en mosto de forma previa a la levadura. En estas condiciones la BL inoculada era capaz de crecer hasta el momento de inoculación de la levadura, sintetizando elevadas cantidades de ácido láctico, realizando la FML y descendiendo el pH del medio. Se estableció como un periodo adecuado entre la inoculación de la BL y la levadura fermentativa de entre 48 y 72 horas para llevar a cabo la acidificación deseada. Durante este periodo, la cepa Enolab 4608 produjo entre 8 y 10 g/L de ácido láctico, realizó la FML y descendió el pH del medio entre 0.2 y 0.3 unidades. La combinación levadura-bacteria que generó los mejores resultados en el proceso de vinificación con acidificación fue Enolab 4608 y Uvaferm VN®. Mediante esta combinación se obtuvo la mayor concentración de bacterias viables durante toda la vinificación, generándose los mayores niveles de ácido láctico y la mayor acidificación. También se evaluaron otros factores que pueden afectar al proceso de acidificación como el pH del mosto, la presencia de microbiota autóctona, los polifenoles y la adición de lisozima y SO2. Se determinó que la acidificación del vino final resultaba más efectiva cuanto más elevado era el pH del mosto inicial. También se observó que el comportamiento de las bacterias acidificantes se vio altamente influenciado por la presencia de microbiota autóctona. Los polifenoles también ejercieron una influencia negativa sobre el crecimiento y la capacidad acidificante y maloláctica de las bacterias. El tratamiento con lisozima y con SO2 también afectó al crecimiento y a la capacidad acidificante de las bacterias. El SO2 afectó en mayor medida a la viabilidad de las bacterias, no observándose acidificación en medios con concentraciones iguales o superiores a 0.1 mg/mL de este compuesto. El tercer objetivo fue la obtención de cultivos iniciadores de las cepas acidificantes seleccionadas para su inoculación directa en vinificaciones semiindustriales. Se seleccionó un proceso de producción de biomasa y liofilización para la obtención de cultivos iniciadores altamente efectivos. Además se comprobó que la rehidratación del cultivo iniciador en soluciones de NutrientVitEnd® y OptiMalo Plus® activaron de forma más eficaz el sistema metabólico bacteriano proporcionando un cultivo más activo en el momento de la inoculación. El cuarto objetivo del trabajo fue la evaluación a nivel semiindustrial del proceso de acidificación biológica diseñado. En las vinificaciones semiindustriales no se consiguió un grado de acidificación semejante al obtenido en el laboratorio, a pesar de que las BL inoculadas mantuvieron su viabilidad durante el proceso de acidificación y de que se implantaron frente a la microbiota autóctona. Tampoco consiguieron completar totalmente la FML. Ambas cosas indican que la actividad metabólica de las BL estaba inhibida. En cambio, si se observaron importantes modificaciones organolépticas en los vinos inoculados con estos cultivos iniciadores, siendo éstas diferentes en función de la cepa inoculada. También se observó en los vinos inoculados la inhibición del crecimiento de la microbiota láctica autóctona durante al vinificación.
