El mejor amigo del hombre

Un elemento “universal” de prácticamente cualquier cultura es la elaboración de bebidas alcohólicas (salvo en aquellas que esté prohibido beberlas por motivos religiosos, y a veces ni siquiera). La fermentación alcohólica se produce debido al metabolismo de las levaduras Saccharomyces cerevisiae: a partir los azúcares son transformados en etanol y dióxido de carbono, en condiciones anaerobias (son oxígeno). Dependiendo de dónde estén presentes los azúcares, obtendremos distintas bebidas fermentables. Del arroz se obtiene el sake japonés; de la caña de azúcar conseguimos ron; a partir del mosto de manzana se consigue la sidra; con harina se obtiene pan (en el horno se evapora el alcohol etílico, y así se consigue la miga esponjosa gracias al gas dióxido de carbono); a partir de la cebada obtenemos cerveza; y del mosto de uva conseguimos vino. Es decir la reacción química principal sería:

Azúcar + Levaduras → Etanol (CH3-CH2OH) + CO2

Sin embargo, aunque el componente mayoritario de una bebida alcohólica sea el etanol, no es lo mismo que tomarse el alcohol del botiquín. La concentración del alcohol para desinfectar es del 96%, mientras que las bebidas fermentables tienen del 5-15%, y si son destiladas puede subir hasta los 47º (equivale a que hay 47 mL de etanol en 100 mL de bebida). La otra diferencia es que no solo hay azúcares en el mosto, ni las levaduras producen únicamente etanol.

El aroma del vino es el resultado de la interacción de sus constituyentes con el gusto y el olfato, y los compuestos volátiles fermentativos son los responsables principales. Los compuestos no volátiles, como azúcares, ácidos orgánicos, fenoles polimerizados o sustancias minerales, causan sensaciones gustativas (dulce, ácido, amargo, salado). Ya hemos visto que durante la fermentación se produce una modificación del medio que no solo aumenta el grado alcohólico sino que incrementa la complejidad química y aromática del vino. Durante este proceso, se extraen compuestos de las partes sólidas de la uva, y algunos compuestos de las uvas se transforman en otros porque las levaduras los emplean en su metabolismo. 

La mayoría de los compuestos volátiles fermentativos se encuentran en concentraciones inferiores a los límites de la percepción humana, por lo que, considerados individualmente, no tendrían repercusión en las características sensoriales del vino. Pero como al olerlo/probarlo/catarlo lo captamos como un todo, sí que son significativos en el aroma global. Al final, no es tan importante la cantidad como la calidad, porque aunque los compuestos volátiles mayoritarios sean el etanol, glicerol y el dióxido de carbono, estos no son tan fundamentales en el aroma como los que forman el “bouquet de fermentación”: ácidos orgánicos, alcoholes superiores (con más de dos átomos de carbono), ésteres y aldehídos. La concentración de estos compuestos está relacionada directamente con el metabolismo nitrogenado de las levaduras. Es decir, son producidos por las levaduras al consumir nutrientes con átomos de nitrógeno (normalmente amonio, aminoácidos y alguna amina, presentes en las uvas).

Los alcoholes superiores son el grupo mayoritario cuantitativamente, pero se considera que contribuyen positivamente al aroma del vino por debajo de 0,3 mg/L,  que si no enmascaran a otros compuestos. Un vino no “está acabado” tras las fermentaciones alcohólica y maloláctica: dentro de la botella, la mezcla química continúa evolucionando, y los alcoholes superiores son importantes, porque dan lugar a ésteres durante el envejecimiento del vino. Se conoce que provienen de los aminoácidos: las levaduras para usar el nitrógeno como nutriente, llevan a cabo una reacción de desaminación por la que se obtienen esqueletos carbonados que son alcoholes o ácidos.

Los ésteres de ácido graso son, cualitativamente, el grupo más amplio de volátiles del vino. Algunos están relacionados con olores frutales: el acetato de isobutilo recuerda a la piña y el acetato de isoamilo al plátano, el acetato de feniletilo recuerda a la rosa o el jazmín. Y a medida que “crece” la cadena carbonada, en vez de olor a fruta empieza a tener olor jabonoso. La síntesis de ésteres por las levaduras se produce sobre todo al final de la fermentación, cuando ya no queda apenas oxígeno disuelto en el mosto, porque el oxígeno inhibe la reacción de síntesis de ésteres.

Durante la fermentación del mosto de uva, se observa que aumenta la concentración de ácidos grasos de hasta cuatro carbonos, mientras disminuye la de los que tienen más átomos de carbono. El envejecimiento del vino no aumenta la cantidad de ácidos pero sí su variedad dando lugar al bouquet de envejecimiento. Controlar los ácidos grasos presentes en el vino es importante, ya que pueden ser intermedios de reacción de otros ácidos con más átomos de carbono, y estos componentes de las membranas celulares: si detectamos un incremento de ácido hexadecanoico y octadecanoico podríamos diagnosticar daño en las células de las levaduras, que habrían 
liberado al medio los componentes de su membrana lipídica. 

La fracción más volátil del vino es la de los compuestos carbonílicos (aldehídos y cetonas). Los aldehídos proceden de los lípidos, y tienen un umbral sensorial bajo. La biosíntesis de aldehídos se produce en la fase más vigorosa de la fermentación.

Ununcuadio

Esta entrada participa en la XXI Edición del Carnaval de la Química que en esta ocasión se aloja en el blog:  Pero eso es otra historia y debe ser contada en otra ocasión, y también en la III Edición del carnaval de Humanidades que se encuentra en El cuaderno de Calpurnia Tate

Referencias

Crouzet J., Les enzymes et l'arôme du vin, Rev. Fr. Oenol. (1986102, pp 42–49.

Henschke; Jiranek, Yeasts - metabolism of nitrogen compounds, En Wine Microbiology and BiotechnologyG. H. Fleet (Ed.), Harwood Academic Publishers, Victoria, Australia (1993) pp 77–164.

Holloway y Subden, 1991 Holloway; Subden, Volatile metabolites produced in a Riesling must by wild yeast isolates, Can. Inst. Sci. Technol. (1991) 24, 57–59.

Jackson; Wine Science. Principles and Applications, Academic Press, San Diego, California, EE UU (1994).

Rapp, A., & Mandery, H. (1986). Wine aroma Experientia, 42 (8), 873-884 DOI: 10.1007/BF01941764

Rapp; Versini, Influence of nitrogen compounds in grapes on aroma compounds of wine, en Proceedings of the International Symposium on Nitrogen in Grapes and Wine. J. Rantz (Ed.), American Society for Enology and Viticulture, Davis, California, EE UU (1991) pp 156–164.

Shinohara; Saito; Yanagida; Goto, Selection and hybridization of wine yeasts for improved winemaking properties: Fermentation rate and aroma productivity, J. Ferment. Bioeng. (1994) 77, 428–431.

Suomalainen; Lehtonen, The production of aroma compounds by yeasts, J. Inst. Brew. (1979) 85, 149–156.

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6 Comentarios en “El mejor amigo del hombre”

  1. Avatar
    Cabezón enero 14, 2013 at 4:54 pm #

    También son importantes los ácidos de cadena corta, en especial el acético, que se produce después de la fermentación. Esta sustancia denota ya una alteración en el producto, es decir la formación de vinagre.
    Una bebida alcohólica con alto índice de ácido acético es un producto mal conservado, que puede incluso no ser apto para el consumo. Lo que se dice vulgarmente, "que está picado"

    • Avatar
      Ununcuadio enero 14, 2013 at 6:21 pm #

      Cierto!
      Los compuestos volátiles se pueden clasificar en tres grupos: los mayoritarios (azúcares), los que están en concentración de trazas (que son a los que he dedicado el post), y los indeseables entre los que estaría el acético como bien has señalado.

      En principio lo ideal es que el conservante empleado para la elaboración elimine las bacterias del ácido acético (AAB) para evitar el picado del vino.

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