Conducción de la fermentación maloláctica en la producción de vino

CONDUCCIÓN DE LA FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA

1. INTRODUCCIÓN
2. FUNDAMENTOS DE LA FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA.
3. LOS MICROORGANISMOS RESPONSABLES DE LA FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA.
4. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA (I).
5. EL DESARROLLO DE LAS BACTERIAS LÁCTICAS.
6. INFLUENCIA POSITIVA DE LA FML EN LA CALIDAD DE LOS VINOS.
7. DEFECTOS ORGANOLÉPTICOS PROVOCADOS POR LA FML.
8. ASPECTOS PRÁCTICOS DE LA FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA.
9. LAS BACTERIAS LÁCTICAS COMERCIALES. APLICACIONES.
10. EL MANEJO DEL DIACETILO.
11. LA TÉCNICA DE LA COINOCULACIÓN.
12. EL CONTROL DE LA FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA.
1. CROMATOGRAFÍA DE PAPEL.
2. MÉTODOS ENZIMÁTICOS Y OTROS.
13. OPCIONES TECNOLÓGICAS INNOVADORAS ASOCIADAS A LA FML.
14. FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA EN BARRICA.
1. CRIANZA SOBRE LÍAS.
15. MICROOXIGENACIÓN.
16. FIN DE LA FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA. TRASIEGO Y SULFITADO.

FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA

INTRODUCCIÓN A LA FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA

En esta unidad vamos a conocer la fermentación maloláctica(FML), los microorganismos responsables y los factores que influyen en su desarrollo. También es importante que conozcamos como influye la fermentación maloláctica en la calidad del vino, tanto en sus aspectos positivos como en los negativos. Finalmente veremos cómo se controla y otras técnicas que están asociadas a la fermentación maloláctica.

FUNDAMENTOS DE LA FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA

La fermentación maloláctica es el proceso de transformación del ácido málico en ácido láctico por medio de las bacterias lácticas. Este proceso también es conocido como desacidificación maloláctica o segunda fermentación. Además del ácido láctico y otros compuestos, se produce también ácido acético y, por tanto, debemos tener cuidado. Este ácido no se produce directamente de la degradación del málico en láctico, sino que se obtiene del metabolismo de las bacterias sobre los azúcares y los ácidos orgánicos, sobre todo del ácido cítrico. Las bacterias lácticas pertenecen a varias especies entre las que se encuentran Leuconostoc, Lactobacillus y otras, de las que hablaremos más adelante. Estas especies presentan comportamientos distintos, dependiendo de las condiciones del medio, principalmente el pH y la temperatura. Cuando las condiciones son favorables, las bacterias lácticas degradan el ácido málico para producir ácido láctico y gas carbónico. COOH - CH2 - CHOH - COOH CH3 - CHOH - COOH + CO2 (+ATP) Esta transformación lleva a una desacidificación biológica del vino, la acidez total disminuye en torno a 0,6 g/l (expresada en ácido tartárico) por cada gramo de ácido málico que desaparece. Además, el vino resulta más estable y agradable al gusto, ya que Pág. 2 de 34T 9 FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA el ácido málico (típico de la manzana), que es muy agresivo al paladar, se transforma en ácido láctico (propio de los yogures), mucho más suave. La fermentación maloláctica es indispensable para la terminación de los vinos tintos, mientras que para ciertos blancos, apreciados por su frescura y aromas, debemos evitarla.

MICROORGANISMOS RESPONSABLES DE LA FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA

BACTERIAS LÁCTICAS EN EL VINO

Las bacterias lácticas se encuentran presentes de forma natural en las uvas, hojas, suelo y en la superficie de la maquinaria; tienen la capacidad de crecer en ambientes diversos, incluido el mosto de uva. Las bacterias lácticas más frecuentes pertenecen a los géneros Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc y Oenococcus. Estas bacterias son generalmente microaerofilas, necesitan carbohidratos, y tienen que ser suplementadas con aminoácidos y vitaminas para poder proliferar. Debido al ambiente altamente selectivo de los diferentes mostos y uvas, solamente algunos tipos de bacterias lácticas son capaces de crecer en el vino. La siguiente descripción general es válida para todas las bacterias lácticas vínicas: · Son Gram + (las podemos diferenciar fácilmente de las bacterias acéticas que son Gram -). · No móviles y no formadoras de esporas. · Anaerobias facultativas. · Metabolismo quimioorganotrófico (con un medio rico en azúcares fermentables, ácidos orgánicos, ... ) · Temperatura óptima de crecimiento 20-30 ℃. Tenemos dos criterios para su clasificación, la forma y el metabolismo, pueden ser: · Formas de cocos (redondos) y de bacilos (alargados). · Metabolismo homofermentativo y heterofermentativo del azúcar. Pág. 3 de 34T 9 FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA Las bacterias homofermentativas producen ácido láctico a partir de la glucosa y la fructosa. Las bacterias heterofermentativas producen CO2, etanol y ácido acético, así como ácido láctico a partir de los mismos azúcares.

CLASIFICACIÓN DE BACTERIAS LÁCTICAS

Forma Metabolismo de los azúcares Especies de bacterias. Alargada. Bacilos. Heterofermentativas y homofermentativas. (facultativo). Lactobacillus casei. Lactobacillus plantarum. Heterofermentativas. Lactobacillus brevis. Lactobacillus hilgardii. Homofermentativas. Pediococcus pentosaceus. Pediococcus parvulus. Redondeada. Cocos. Oenococcus oeni. Heterofermentativas. Leuconostoc mesenteroides. Leuconostoc dextranicum. Vamos a estudiar las principales características de las bacterias lácticas más habituales en el vino:

• Oenococcus oeni. Son células redondas (cocos), en cadena de dos a veinte células, es la más resistente al etanol y bajo pH. Es el agente principal en la fermentación maloláctica, aunque no se impone fácilmente. Esta bacteria es peculiar, es heterofermentativa pero con pH inferiores a 3'4 se comporta como homofermentativa.
• Lactobacillus plantarum. Las células son en forma de bastón (bacilos), está presente principalmente en el mosto. Hace tiempo se comercializó sin mucho éxito, pero actualmente vuelve a ser de interés, aunque conlleva riesgos organolépticos (riesgo de formación de aminas biógenas). Pág. 4 de 34 Pediococcus damnosus.T 9 FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA
• Pediococcus damnosus. Son cocos, en grupos de 4. Está presente en el mosto y el vino de alto pH después de la fermentación maloláctica. Da problemas al producir aminas biógenas y subida de la volátil.
• Otras especies presentes: Leunostoc mesenteroides, Lactobacillus hilgardii, Lactobacillus brevis, Lactobacillus casei, Pediococcus pentosaceus, tienen características similares a las especies que pertenecen al mismo género, pero se presentan normalmente en cantidades inferiores.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA (I)

PARÁMETROS CLAVE EN LA FML

Los más importantes son fundamentalmente cuatro: pH, alcohol, anhídrido sulfuroso y la temperatura.

PH 3.0 21 3.2 16 15 13 12 3.3 Alcohol Temperatura 20 28 160 14 12 20 30 40 Condiciones favorables 50 - Condiciones difíciles SO2 Total Condiciones duras Para que se produzca una buena FML, los valores de estos parámetros deben coincidir con los niveles que permitan el buen funcionamiento de las bacterias lácticas.

INFLUENCIA DEL PH EN LA FML

• pH. Es uno de los factores más importantes en el desarrollo de las bacterias lácticas. El pH ejerce una selección sobre las especies de bacterias que se van a desarrollar e influye en la velocidad y el comportamiento metabólico de las bacterias. Lo puedes comprobar en la imagen. Pág. 5 de 34T 9 FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA Riesgo potencial de FML espontánea - La influencia del pH Riesgo de que la FML no se produzca. Dificultades para una FML espontánea. Aumenta el riesgo de una FML espontánea inducida por Lactobacillus y Pediococcus sp. SABORES INDESEABLES Lactobacillus sp. / Pediococcus sp. Oenococcus oeni 3.0 3.3 3.5 3.7 4.0 Riesgo potencial de degradación de azúcar después de FML por O. oeni a alto pH pH del vino
• V 2'9 - 3'2 - Las bacterias lácticas actúan más lentamente cuanto más bajo es el pH. A pH bajos son muy sensibles a los efectos del SO2 pero la fermentación es más sana, se produce menos volátil. Se considera pH 2'8 el límite por debajo del cual las bacterias lácticas ya no actuarían. Oenococcus oeni está mejor adaptada que otras especies y además su metabolismo a pH bajos se asemeja al homofermentativo y produce menos acidez volátil.
• / 3'3 - 3'6 - Optimo. Las bacterias actuan con mayor facilidad, la actividad del sulfuroso es menor y la fermentación maloláctica transcurre rápidamente y sin problemas, aunque degradan algo de azúcares y glicerina. Actividad bacterias lácticas (%) 100% 4,2-4,5 2,9-3,0
• V 3'6 - 4'2 - Con pH altos las bacterias se desarrollan muy rápidamente, pero el problema es que son condiciones óptimas para otras especies como Lactobacillus y Pediococcus, que influyen negativamente en la calidad del vino y degradan cantidades importantes de azúcares, glicerina y ácido tartárico, produciendo mayor acidez volátil y otros compuestos como aminas biógenas, carbamato, etc. Al aumentar el pH el riesgo de una FML descontrolada es mayor. Con pH cercano a Pág. 6 de 34T 9 FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA 4 tendremos máximo riesgo de picado láctico en caso de sufrir una parada de fermentación. En el gráfico puedes comprobar cómo aumenta la actividad con el aumento del pH. Durante la FML se produce una pérdida de hasta el 30% de la acidez total, dependiendo de la cantidad de ácido málico en el vino. Supone una subida de 0'1- 0'2 en el pH y un incremento de la acidez volátil de aproximadamente 0'1 g/l de ácido acético.

INFLUENCIA DEL ALCOHOL EN LA FML

• ALCOHOL. Las bacterias lácticas son sensibles al alcohol. Así, cuanto más alto es el grado alcohólico del vino, más difícil es iniciar la FML ya que afecta mucho a la multiplicación de las bacterias. En cuanto a éstas, los cocos generalmente son más sensibles que los bacilos. Si tenemos un vino con una graduación alcohólica alta es necesario plantearse la posibilidad de una siembra con bacterias lácticas comerciales, ya que uno de los criterios de selección de estas es su resistencia al alcohol.

INFLUENCIA DEL ANHÍDRIDO SULFUROSO EN LA FML

• ANHÍDRIDO SULFUROSO. Influencia del SO2 (función del pH) SO2 Molecular (%) = 100 / [10 pH-1,81 + 1] PH SO2 libre mg/l % molecular SO2 mg/l Total molecular SO2 mg/l Concentración bactericida 3 25 6,06 % 1,54 3 4,6 6,06 % 0.3 3,6 25 1,6 % 0,4 Concentración bactericida 3,6 14 1,6 % 0,3 4 25 0,64 % 0,16 Concentración bactericida 4 30 0,64 % 0,3 At pH = 3, mol. SO2 rinde 6,06 % => 4.6 mg/l de SO2 libre es suficiente At pH = 4; mol. SO2 rinde 0,64 %, => 30 mg/l de SO2 libre es necesario El SO2 inhibe fuertemente el crecimiento de las bacterias lácticas por su acción antiséptica, actuando mejor con pH bajos. Un nivel de SO2 libre de 18-20 mg/l impide la FML siempre que el pH y la temperatura no sean bajos. Para hacer la FML es conveniente tener el anhídrido sulfuroso lo más bajo posible, por eso no se sulfitan los vinos tintos al acabar la fermentación alcohólica, y sin embargo, se sulfitan los vinos blancos para impedir que hagan la FML. Pág. 7 de 34