Diferentes estrategias para disminuir el empleo de SO2 en la fase prefermentativa. Influencia en la calidad de los vinos

Resumen

Actualmente, el sector enológico busca productos naturales o tecnologías emergentes que permitan ser utilizadas como alternativas al uso de SO2 en vinificación, debido a los efectos negativos que este tiene sobre la salud y, consecuentemente, cumplir con una legislación cada vez más exigente. Además, otra de las causas por las que se persigue sustituir o disminuir la concentración de SO2 utilizada en vinificación es para satisfacer la demanda de los consumidores, que en los últimos años se dirige hacia el consumo de alimentos y bebidas libres de conservantes, y cuya producción sea respetuosa con el medio ambiente. Por otro lado, existe una tendencia creciente hacia la revalorización de los subproductos de la industria vitivinícola, ya que son una fuente importante de compuestos bioactivos que los hace ser materias primas de alto valor añadido, con diferentes usos en la industria alimentaria, farmacéutica o agrícola. En particular, los residuos de Vitis vinifera L. y Quercus alba se han presentado como una alternativa prometedora al uso de conservantes por su actividad antimicrobiana y antioxidante. Del mismo modo, otros productos naturales como el quitosano y la levadura seca inactiva han mostrado tener actividad antimicrobiana y/o antioxidante en diferentes matrices de alimentos. Debido a la importancia que tiene la composición volátil y fenólica sobre la calidad del vino, uno de los objetivos principales de esta Tesis Doctoral fue evaluar la influencia de la adición prefermentativa de diferentes alternativas naturales al SO2 sobre los compuestos volátiles y fenólicos de los vinos. Además de su efecto en otros parámetros fisicoquímicos que influyen en la calidad del mismo, como son los parámetros del color, ácidos orgánicos y productos secundarios de fermentación. Para ello, se realizaron diferentes vinificaciones, a las cuales se les añadió, antes de realizar la fermentación alcohólica, las sustancias antioxidantes y/o antimicrobianas (extractos acuosos liofilizados de subproductos de vid o de residuos de tonelería, quitosano, levadura seca inactiva, plata coloidal o SO2). El diseño experimental de las vinificaciones realizadas en esta Tesis Doctoral se realizó en base a la previa caracterización de los extractos, objeto de Tesis Doctorales anteriores o paralelas a este trabajo, además de los hallazgos publicados anteriormente en bibliografía sobre la actividad antimicrobiana y/o antioxidante de los productos comerciales: plata coloidal (colloidal silver complex, CSC), quitosano y levadura seca inactiva. Con estas premisas, se realizaron diferentes vinificaciones con la adición prefermentativa de los productos naturales a evaluar como alternativas al SO2: (I) Vinificaciones de uva Airén, con adición prefermentativa de: SO2, extracto de semilla de uva y extracto de raspón. Las vinificaciones realizadas con extractos se llevaron a cabo con el extracto solo, así como en combinación con CSC. (II) Vinificaciones de uva Cabernet Sauvignon, con adición prefermentativa de: SO2, extracto de semilla de uva y extracto de madera de roble. Las vinificaciones realizadas con extractos se llevaron a cabo con el extracto solo, así como en combinación con CSC. (III) Vinificaciones de uva Cabernet Sauvignon, con la adición prefermentativa de: SO2, quitosano, levadura seca inactiva, extracto de raspón y extracto de sarmiento. Según el objetivo perseguido en cada tipo de vinificación realizada, se utilizaron diferentes técnicas analíticas para aportar evidencia científica que ayude a esclarecer el efecto de las diferentes alternativas al SO2 sobre la calidad del vino. Se analizaron los compuestos volátiles por cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) y los principales compuestos fenólicos del vino, antocianos, flavonoles, flavan-3-oles, ácidos hidroxicinámicos y estilbenos por cromatografía líquida de alta eficacia con doble detección por espectrofotometría de diodos y espectrometría de masas con ionización electrospray (HPLC-DAD-ESI-MSn). Las características organolépticas de los diferentes vinos fueron descritas mediante el análisis sensorial. Por otro lado, para evaluar el efecto de las alternativas al SO2 sobre la actividad antioxidante de los vinos se llevaron a cabo diferentes ensayos “in vitro”, concretamente los métodos ABTS, DPPH y ORAC. Además, en las últimas vinificaciones realizadas, se evaluó la actividad antioxidante del vino mediante resonancia paramagnética electrónica (EPR). Esta es una técnica analítica con gran aplicabilidad en el estudio de la oxidación química del vino, ya que permite la detección directa de radicales libres. Sin embargo, a día de hoy, son pocos los estudios publicados acerca de los radicales formados durante la oxidación del vino en matrices de vino real y el efecto que ejercen los diferentes antioxidantes utilizados en vinificación en la propagación de los radicales. Por ello, otro de los objetivos principales de esta Tesis Doctoral fue evaluar la capacidad de diferentes sustancias naturales para inhibir uno de los radicales mayoritarios formados durante la oxidación del vino, concretamente el radical 1-hidroxietilo. Adicionalmente, en los vinos en los que se observaron diferencias en los productos secundarios de fermentación, se analizó el contenido de aminoácidos y aminas biógenas por HPLC-DAD, así como el análisis de carbamato de etilo por GC-MS, dada la importancia que dichos compuestos poseen en la estabilidad microbiana y salubridad del vino. Los resultados obtenidos en la realización de la presente esta Tesis Doctoral se encuentran publicados en 5 artículos científicos de revistas internacionales de alto impacto, dando respuesta al efecto que ejercen las diferentes alternativas al SO2 estudiadas, en la etapa prefermentativa, sobre la calidad del vino. Esta Tesis Doctoral forma parte del proyecto RTA2014-00055-C03-01, financiado por el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA) y cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER). Además, se ha realizado con la ayuda para la formación de personal investigador en agroalimentación en centros de investigación agraria y alimentaria INIA-CCAA (FPI-INIA: CPD-2016-019) cofinanciada con el Fondo Social Europeo (FSE).