EVALUACIÓN DEL PERFIL AROMÁTICO DE VINO BLANCO PRODUCIDO CON CEPAS RESULTANTES DE LA FUSIÓN DE
PROTOPLASTOS DE LEVADURAS
Publicación Cuatrimestral. Vol. 4, No 2, Mayo/Agosto, Año 2019, Ecuador (p. 35-50) 35
Publicación Cuatrimestral. Vol. 4, No 2, Mayo/Agosto, 2019, Ecuador (p. 35-50)
EVALUACIÓN DEL PERFIL AROMÁTICO DE VINO BLANCO
PRODUCIDO CON CEPAS RESULTANTES DE LA FUSIÓN DE
PROTOPLASTOS DE LEVADURAS
Dra. María Berradre
3,
, Dra. Ana Cáceres
2
, MSc. Zulay Mármol
1
, MSc. Johanna Raga
1
, MSc.
Marisela Rincón
1
, Dra. Karelen Araujo
1*
,
1
Laboratorio de Tecnología de Alimentos y Fermentaciones Industriales. Escuela de Ingeniería Química. Facultad de
Ingeniería. Universidad del Zulia. Venezuela.
2
Laboratorio de Desarrollo de Métodos de Análisis. Departamento de Química. Facultad Experimental de Ciencias.
Universidad del Zulia. Venezuela.
3
Laboratorio de Alimentos. Departamento de Química. Facultad Experimental de Ciencias. Universidad del Zulia.
Venezuela.
*Autor para la correspondencia. E-mail: karelenaraujo@gmail.com
Recibido: 06-02-2019 / Aceptado: 20-05-2019 / Publicación: 30-05-2019
Editor Académico: Dra. María del Rosario Brunetto
RESUMEN
El estudio de diferentes estrategias para conseguir mayor complejidad aromática a los vinos, es una inquietud constante
dentro del campo de la enología debido a que el aroma es uno de los atributos más importantes implicados en la calidad
del vino. El objetivo del presente trabajo es determinar el perfil aromático de vino blanco producido mediante
fermentación alcohólica de la cepa híbrida SCHLUZ2014 resultante de la fusión intergénica de protoplastos de la levadura
autóctona Saccharomyces cerevisiae SCVMLUZ 2008 y la levadura comercial Hanseniaspora guilliermondii CECT
(Colección Española de Cultivos Tipo) 11102. Se realizaron vinificaciones en blanco con mosto de uva de la variedad
Malvasía, además se realizaron fermentaciones con las levaduras parentales por separado y con un cultivo mixto de éstas.
Se midieron los compuestos volátiles mayoritarios originados en la etapa de fermentación: acetato de isoamilo, acetato
de etilo, hexanoato de etilo, n-propanol, isobutanol, alcohol isoamílico, acetaldehído y diacetilo. El perfil aromático fue
determinado utilizando la técnica de espacio de cabeza acoplada a un cromatógrafo de gases con detector FID y ECD. La
levadura híbrida produjo cantidades aceptables de alcoholes superiores y de acetaldehído. El vino generado con ésta cepa
presentó mayor cantidad de hexanoato de etilo que la levadura autóctona S.cerevisiae, H.guilliermondii y la mezcla de
ambas, por lo que ésta levadura representa una alternativa para la elaboración de vinos blancos con aroma a fruta agradable
y matices propios de la región zuliana.
Palabras clave: vino blanco, levadura híbrida, aroma, compuestos volátiles.
EVALUATION OF THE AROMATIC PROFILE OF WHITE WINE
PRODUCED WITH STRAINS RESULTING FROM THE FUSION OF YEAST
PROTOPLASTS
Artículo de Investigación
Ciencias Químicas
Dra. Karelen Araujo, Dra. Ana Cáceres, Dra. María Berradre, MSc. Zulay Mármol, MSc. Johanna Raga, MSc. Marisela Rincón
36
ABSTRACT
The study of different strategies to achieve greater aromatic intensity to wines, is a constant concern in the field of
winemaking because the aroma is one of the most important attributes involved in the quality of wine. The aim of the
present work is to determine the aromatic profile of white wine produced by alcoholic fermentation of the hybrid strain
resulting from the intergenic fusion of protoplasts of the indigenous yeast Saccharomyces cerevisiae SCVMLUZ 2008
and the commercial yeast Hanseniaspora guilliermondii CECT (Spanish Collection of Type Crops) 11102. Fermentations
of white wine were made with grape must of the variety Malvasía, besides making fermentations with the parental yeasts
separately and with a mixed culture of these. The majority volatile compounds produced in the fermentation stage were
measured: isoamyl acetate, ethyl acetate, ethyl hexanoate, n-propanol, isobutanol, isoamyl alcohol, acetaldehyde and
diacetyl. The aromatic profile was used in the technique of coupled head space and gas chromatograph with FID and ECD
detector. The hybrid yeast produces acceptable quantities of higher alcohols and acetaldehyde. The wine generated with
this strain presented a greater amount of ethyl hexanoate than the indigenous yeast S.cerevisiae, H. guilliermondii and the
mixture of both. The hybrid yeast represents an alternative for the production of white wines with pleasant fruit aroma
and own nuances from the Zulia region.
Key words: white wine, hybrid yeast, aroma, GC headspace, volatile compounds.
AVALIAÇÃO DO PERFIL AROMÁTICO DO VINHO BRANCO
PRODUZIDO COM ESTIRPES RESULTANTES DA FUSÃO DE
PROTOPLASTOS DE LEVEDURA
RESUMO
O estudo de diferentes estratégias para alcançar uma maior intensidade aromática dos vinhos é uma preocupação constante
no campo da vinificação, porque o aroma é um dos atributos mais importantes envolvidos na qualidade do vinho. O
objetivo do presente trabalho é determinar o perfil aromático do vinho branco produzido pela fermentação alcoólica da
cepahíbrida resultante da fusão intergênica dos protoplastos da levedura indígena Saccharomyces cerevisiae SCVMLUZ
2008 e da levedura comercial Hanseniaspora guilliermondii CECT (Coleção Espanhola deCulturas Tipo) 11102. As
fermentações de vinho branco foram feitas com mosto de uva da variedade Malvasia, além de fermentações com as
leveduras parentais separadamente e com uma cultura mista destas. Os principais compostos voláteis produzidos no
estágio de fermentação foram medidos: acetato de isoamilo, acetato de etilo, hexanoato de etilo, n-propanol, isobutanol,
alcool isoamilico, acetaldeido e diacetilo. O perfil aromático foi utilizado na técnica de cabeça acoplada e cromatógrafo
a gás com detector FID e ECD. A levedura híbrida produz quantidades aceitáveis de álcoois superiores e acetaldeído. O
vinho produzido com essa cepa mostrou maiorquantidade de hexanoato de etilo do que a levedura indígena S. cerevisiae,
H. guilliermondii e a mistura das duas, pelo qual. essa levedura representa uma alternativa para a produção de vinhos
brancos com aroma a fruta agradável e nuances próprios da região de Zulia.
Palavras chave: vinho branco, levedura híbrida, aroma, Espaço livre do GC, compostos voláteis.
Citación sugerida: Araujo, K., Cáceres, A., Berradre, M., Mármol, Z., Raga, J., Rincón, M. (2019). Evaluación del perfil
aromático de vino blanco producido con cepas resultantes de la fusión de protoplastos de levaduras. Revista Bases de la
Ciencia, 4(2), 35-50. DOI: https://doi.org/10.33936/rev_bas_de_la_ciencia.v4i2.1633 Recuperado de:
https://revistas.utm.edu.ec/index.php/Basedelaciencia/article/view/1633
Orcid IDs:
Karelen Araujo: https://orcid.org/0000-0002-6505-8348
María del Rosario Brunetto: https://orcid.org/0000-0003-3848-5130
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1. INTRODUCCIÓN
El aroma es uno de los aspectos más importantes en la calidad de los vinos ya que está relacionado
directamente con la aceptación del consumidor. Varias familias de compuestos de naturaleza volátil
son responsables del aroma de vinos blancos jóvenes, entre los que se incluyen: propanol, 2-
metilpropanol, 3-metilbutanol, acetato de isoamilo, hexanoato de etilo, diacetilo, acetato de etilo y
acetaldehído (Wu et al., 2016, Vilanova y col., 2013). Estos compuestos representan más de la mitad
de los volátiles totales, mientras que el resto lo constituyen compuestos volátiles minoritarios
presentes en el vino en muy bajas cantidades, tales como: acetatos, ácidos orgánicos, compuestos
fenólicos, heterocíclicos, ésteres polares, lactonas, terpenos, compuestos azufrados y otros alcoholes
superiores (Regodón et al, 2006). Dentro de la diferenciación de los vinos, el aroma global es uno de
los aspectos más importantes y se atribuye mayoritariamente a compuestos formadores de aroma
sintetizados por las levaduras (Zhu et al., 2016; Uber, 2005). Dado que las levaduras proporcionan
mayores posibilidades para modular el aroma fermentativo, el control de la selección e inoculación
de cepas con características específicas son herramientas a disposición para obtener vinos con perfiles
aromáticos determinados (Viana, 2011).
Las levaduras vínicas son principalmente del género Saccharomyces (Boulton et al., 1999). La
especie predominante, S. cerevisiae, es seleccionada usualmente para la elaboración de vino debido
a que fermenta de forma eficiente los azúcares y produce altos rendimientos de etanol. Sin embargo,
el perfil aromático es bastante sencillo y común. Por otro lado, las cepas del género no-
Saccharomyces, tales como: Candida, Kloeckera y Hanseniaspora poseen características enológicas
que pueden influenciar sobre las propiedades sensoriales de los vinos, específicamente mejorando el
perfil aromático. No obstante, estas cepas no fermentan eficientemente el mosto de la uva por lo que
usualmente no son empleadas como cultivos iniciadores en las fermentaciones, pero pueden ser
utilizadas exitosamente como una cepa parental en un proceso de modificación genética (Raineri &
Pretorius, 2000; Mateo & Maicas, 2016).
La búsqueda de vinos diferenciados vinculados a la identidad regional ha demostrado ser una
excelente estrategia comercial nacional e internacional para incrementar la demanda de vinos en un
mercado actual tan competitivo. Las técnicas de modificación genética entre las que destacan
experimentos de mutagénesis y selección, hibridación, electroporación, tratamiento con sales de litios
y fusión de protoplastos (Pretorius, 2000 y Carrascosa et al., 2005) ofrecen la posibilidad de obtener
nuevas cepas de levadura que se adapten mejor a las diferentes regiones vitícolas, a las variedades de
la uva, a las prácticas culturales y a las condiciones de vinificación (Van Rensburg, 2006).
Dra. Karelen Araujo, Dra. Ana Cáceres, Dra. María Berradre, MSc. Zulay Mármol, MSc. Johanna Raga, MSc. Marisela Rincón
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En un trabajo previo realizado por los autores se obtuvo mediante la técnica de fusión de protoplastos
una cepa híbrida intergénica con potencialidades enológicas (Araujo et al.,2016). La levadura
autóctona Saccharomyces cerevisiae SCVMLUZ 2008 aislada del mosto en fermentación espontánea
de la variedad Malvasía de la cosecha del Centro de Desarrollo Vitícola Socialista de Mara y la
levadura comercial Hanseniaspora guilliermondii CECT 11102 actuaron como cepas parentales para
generar una nueva levadura híbrida (SCHLUZ2014) capaz no solo de terminar la fermentación
consumiendo la mayoría de los azúcares, sino también de formar etanol a concentraciones deseadas
y generar un perfil de compuestos volátiles con características propias y únicas de la región Zuliana.
El objetivo del presente trabajo es determinar el perfil aromático de vino blanco producido mediante
fermentación alcohólica de la cepa híbrida resultante de la fusión intergénica de protoplastos de la
levadura autóctona Saccharomyces cerevisiae SCVMLUZ 2008 y la levadura comercial
Hanseniaspora guilliermondii CECT 1102.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
Obtención del mosto
El mosto de uva de la Variedad Malvasía se obtuvo del Centro de Desarrollo Agrícola "El Condado"
ubicado en el Municipio Mara. Se obtuvo luego del prensado de uvas correspondiente a la cosecha
de mayo de 2013. El proceso de fermentación se llevó a cabo de acuerdo al proceso corriente de
vinificación en blanco a una temperatura entre 17-18°C, con adición de carbonato de etilo al inicio
de la fermentación. Se realizaron cuatro bioprocesos en botellones de 5L por duplicado con los
siguientes inóculos: a) S. cerevisiae SCMCVLUZ 2008, b) H. guilliermondii CECT 11102, c)
levadura obtenida en la fusión de protoplastos y d) mezcla de cultivos S. cerevisiae y H.guilliermondii
(10 % / 90%). El proceso de elaboración de vino blanco se realizó con algunas modificaciones de
acuerdo al esquema planteado por Hidalgo, (2011).
Compuestos volátiles
La identificación y cuantificación de los compuestos volátiles por cromatografía gaseosa acoplada
con la técnica de espacio de cabeza se obtuvo usando un estándar interno (acetato de hexilo). El
equipo utilizado es un Thermo Scientific TRACE GC Ultra acoplado a un automuestrador de espacio
de cabeza HS 2000, el cual permite que un grupo de muestras puedan ser analizadas bajo condiciones
analíticas programadas en la secuencia de muestras.
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Se emplearon compuestos estándares de referencia marca Sigma-Aldrich (USA) para los volátiles
mayoritarios acetaldehído, propanol, 2-metilpropanol (isobutanol), 3-metilbutanol (alcohol
isoamílico), acetato de etilo, acetato de isoamilo, hexanoato de etilo. Las muestras se fortificaron con
el estándar interno acetato de hexilo (2,72 mg.L
-1
). Se llenaron los viales con 10 mL de muestra más
100 µL del estándar interno. Se emplearon las siguientes condiciones cromatográficas: la incubadora
se programó a 60°C con agitación constante durante 10 min. Se empleó la columna TRACE
TM
TR-
Wax de polietilenglicol (30 m x 0,32 mm diámetro interno x 0,25 µm espesor de la película Thermo
Scientific, USA).
La temperatura del horno se programó de la siguiente forma; inicialmente 100°C por 3 minutos, luego
se elevó a 160°C a una velocidad de 11°C.min
-1
, manteniendo esta temperatura por 5,50 min.
Posteriormente se incrementó a 200°C a una velocidad de 120°C.min
-1
. La temperatura se mantuvo
por 7 min. Se utilizó el detector de ionización de llama (FID). La temperatura del inyector se mantuvo
a 130°C y la del detector FID a 275°C. Se empleó Helio 5.0 como gas de arrastre. Se utilizó el modo
split para la inyección de 2 µL a un flujo de a 12 mL.min
-1
.
Para la determinación de diacetilo se utilizó el estándar interno 1,3-dicloropropano (47,12 mg.L
-1
).
Se llenaron los viales con 10 mL de muestra más 100 µL del estándar interno. La incubadora se
programó a 40°C con agitación constante durante 5 min. Se utilizó la columna TraceGOLD TG-
XLBMS (30 m x 0,25 mm diámetro interno x 0,1 µm espesor de la película, Thermo Scientific, USA).
La temperatura del horno fue 90°C por 1 min, luego se elevó a 200°C a una velocidad de 18°C.min
-
1
. Esta temperatura se mantuvo por 4 min. Se empleó el detector de captura de electrones (ECD). Se
empleó H
2
(5.0) como gas de arrastre a 12 mL.min
-1
La cuantificación del análisis estuvo basada en
el principio de que el área del pico del compuesto es proporcional a la cantidad de analito presente en
la muestra. La temperatura del inyector se mantuvo a 125°C y la del detector ECD a 160°C. La
inyección de 2 µL fue modo split a un flujo de 20 mL.min
-
1 (Rodríguez, R. & Suárez, B., 2007).
Análisis Estadístico
Los resultados obtenidos se analizaron según un análisis de varianza de un solo factor. Éste análisis
permite contrastar la hipótesis nula de que las medias de K poblaciones (K>2) son iguales, frente a la
hipótesis alternativa de que por lo menos una de las poblaciones difiere de las demás en cuanto a su
valor agregado (Montogomery & Runger, 2005). Las pruebas de comparaciones de media se llevaron
a cabo con los test de Índice de Tukey. Se fijó el nivel de significancia o nivel crítico en P≤0,05. Los
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datos se analizaron utilizando el programa estadístico SPSS 20.0 para Windows (SPSS Inc., Chicago,
IL).
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Alcoholes superiores
Entre las diversas familias de compuestos químicos que proceden del metabolismo fermentativo de
las levaduras, destacan los alcoholes superiores mayoritarios: propanol, 2-metilpropanol (isobutanol)
y 3-metilbutanol (alcohol isoamílico). Este grupo es el más importante cuantitativamente entre los
volátiles del vino (Moreno & Peinado, 2009). La producción de alcoholes superiores es una
característica individual de cada levadura que puede traer impactos tantos positivos como negativos
sobre el perfil aromático (Zambonelli, 2003). Se caracterizan por su penetrante olor y
consecuentemente, pueden tener un significativo efecto en el sabor de los vinos.
Contribuyen al sabor dulce afrutado de la bebida, pero para que la sensación sea agradable deben
estar equilibrados los sabores ácidos con el amargo y con el dulce. Los alcoholes presentan también
otra peculiaridad, que es su impresión al tacto en la lengua con sensación ardiente, debido a su poder
deshidratante y lipodisolvente (Cedrón, 2004).
Los resultados de la composición de esta familia de compuestos en los vinos realizados con las
diferentes especies de levaduras se muestran en la Figura 1. El contenido de propanol se muestra en
la Figura 1 (a). Se observa que los valores encontrados para la levadura producto de la fusión de
protoplastos (67,19 mg.L
-1
) no difieren significativamente de los encontrados para S. cerevisiae
(60,88 mg.L
-1
). Un comportamiento similar pero con valores superiores se obtuvo en los vinos
elaborados con H. guilliermondii (77,11 mg.L
-1
) y el cultivo mixto de S. cerevisiae y H.
guilliermondii (76,27 mg.L
-1
).
La concentración de propanol es comparable con los valores reportados en el trabajo de Andorrà et
al., (2012) para vinos elaborados con S. cerevisiae, Candida Zemplinina, H. uvarum y mezcla de
estos cultivos. Sin embargo, resultaron superiores a los contenidos de propanol encontrados por
Romano et al., (2003) y Regodón et al., (2006), los cuales emplearon S. cerevisiae, H. uvarum,
Candida stellata, Z. fermentati, S. ludwigii y S. cerevisiae, respectivamente.
Al observar la Figura 1 (b) se aprecia que la concentración de 2-metilpropanol del vino elaborado
con la levadura híbrida no difiere significativamente con los realizados con S cerevisiae y H.
guilliermondii, mientras que el vino fermentado con el cultivo mixto S. cerevisiae/H. guilliermondii
presentó una concentración significativamente mayor en comparación con el resto de los vinos. El
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contenido de 2-metilpropanol en los vinos preparados con S. cerevisiae, H. guilliermondii y la
levadura híbrida estuvo cercano a 200 mg.L
-1
. Se encontraron valores inferiores en los trabajos
reportados por Romano et al., (2003); Tufariello et al., (2014); Lossada et al., (2011); Mateo et al.,
(2001); Regodón et al., (2006) y Gómez-Míguez et al., (2007).
Figura 1. Alcoholes mayoritarios en los vinos elaborados con las diferentes especies. (a) propanol, .(b) 2-metilpropanol,
(c) 3-metilbutanol SCE: S. cerevisiae; HGUI: H .guillermondii; HIB: Híbrido; SCE/HGUI: S. cerevisiae/H .guillermondii.
Letras diferentes sobre las barras indican diferencia significativa (p<0,05)
(a)
(b)
(c)
(mg.L
-1
)
(mg.L
-1
)
(mg.L
-1
)
SCE
HGUI
HIB
SCE/HGUI
0
50
100
150
200
250
a
b
a
a
SCE
HGUI
HIB
SCE/HGUI
0
50
100
150
200
250
300
(mg.L
-1
)
a
b
a
a
SCE
HGUI
HIB
SCE/HGUI
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
a
b
b
a
Dra. Karelen Araujo, Dra. Ana Cáceres, Dra. María Berradre, MSc. Zulay Mármol, MSc. Johanna Raga, MSc. Marisela Rincón
42
En la Figura 1 (c) se encuentran representados los contenidos de 3-metilbutanol en los vinos
elaborados con las levaduras de estudio. En este caso no hay diferencias significativas entre los vinos
preparados con S. cerevisiae, el híbrido y el cultivo mixto. La concentración fue próxima a 200
mg.L
-1
.
Este valor es comparable con los obtenidos por Lossada et al., (2011); Moreira et al., (2011); Romano
et al., (2003) y Mateo et al (2001), mientras que el vino elaborado con la levadura comercial H.
guilliermondii tuvo una concentración (168,02 mg.L
-1
) de 3-metilbutanol significativamente menor a
la encontrada en los vinos fermentados con el resto de las levaduras.
Los alcoholes superiores generalmente se producen en cantidades elevadas y cuando su concentración
supera los 400 mg.L
-1
se originan efectos no deseables en la percepción sensorial del vino (Nikolaou
et al., 2006). En esta investigación se obtuvieron valores superiores de 2-metilpropanol en
comparación con los estudios antes mencionados. Estos tipos de alcoholes son formados por las
levaduras, bien sea directamente de los azúcares o de los aminoácidos de la uva, por la reacción
"Ehrlich", es decir; transaminación, descarboxilación y reducción de aminoácidos. La leucina
conduce al alcohol 3-metilbutanol, mientras que el 2-metilpropanol y el propanol pueden ser
producidos por valina y treonina (Moreira et al., 2011).
La cantidad de alcoholes superiores sintetizados durante un proceso fermentativo depende de la
concentración de aminoácidos presentes en el medio. La elevada concentración de propanol
encontrada podría deberse a la composición de aminoácidos del mosto de uva utilizado. La
producción de este grupo de alcoholes está en función del balance establecido entre sus rutas
anabólicas y catabólicas y de la cantidad de nitrógeno disponible (Boulton et al., 1999).
Ésteres
Otro grupo importante de compuestos volátiles encontrado en los vinos es representado por los
ésteres. Se producen durante el proceso de fermentación en pequeñas cantidades y aunque en el
transcurso del proceso pueden formarse varios tipos de ésteres, los más importantes son los apolares
provenientes de alcoholes superiores y de ácidos grasos saturados; acetato de etilo, acetato de
isoamilo, hexanoato de etilo (Uber, 2006). Las cepas analizadas en este estudio produjeron ésteres,
los cuales son responsables de las notas afrutadas y florales de los vinos jugando un papel importante
en sus características sensoriales (Callejon et al., 2010).
Particularmente el acetato de etilo es uno de los principales, debido a que se encuentra en
proporciones mayoritarias. Éste compuesto añade complejidad al aroma del vino con notas frutales
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cuando su concentración está por debajo de 150 mg.L
-1
, mientras a altas concentraciones puede
proporcionar un olor avinagrado desagradable (Clarke & Bakker, 2004).
En la Figura 2 se presentan las concentraciones de los ésteres mayoritarios analizados. En la Figura
2(a) se muestra el contenido de acetato de etilo para cada uno de los vinos de estudio. Se aprecia que
la levadura hibrida presentó una concentración menor a 100 mg.L
-1
, lo que representa un punto a
favor para esta cepa, ya que no supera el límite máximo recomendado y puede impartir al vino aromas
afrutados agradables.
Figura 2. Ésteres mayoritarios en los vinos elaborados con las diferentes especies. (a) acetato de etilo, (b) acetato de
isoamilo, (c) hexanoato de etilo. SCE: S.cerevisiae; HGUI: H.guilliermondii; HIB: Híbrido; SCE/HGUI:
S.cerevisiae/H.guilliermondii. Letras diferentes sobre las barras indican diferencia significativa (p<0,05).
(a)
(b)
(c)
SCE
HGUI
HIB
SCE/HGUI
0
50
100
150
200
250
a
c
a
b
(mg.L
-1
)
SCE
HGUI
HIB
SCE/HGUI
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
(mg.L
-1
)
d
c
b
a
(mg.L
-1
)
SCE
HGUI
HIB
SCE/HGUI
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
(mg.L
-1
)
a
b
c
b
(mg.L
-1
)
Dra. Karelen Araujo, Dra. Ana Cáceres, Dra. María Berradre, MSc. Zulay Mármol, MSc. Johanna Raga, MSc. Marisela Rincón
44
Es de hacer notar que la concentración de acetato de etilo en éste vino (81,34 mg.L
-1
) no difirió
significativamente con del vino producido con S. cerevisiae (73,37 mg.L
-1
). Además se observa que
el vino elaborado con la cepa H. guilliermondii presentó un valor igual a 214,36 mg.L
-1
. Esta
concentración es inaceptable debido al olor avinagrado y las características negativas que le imparte
al vino. El vino elaborado con la mezcla de S. cerevisiae/H. guilliermondii tampoco superó los 150
mg.L
-1
de acetato de etilo pero su concentración es superior a la obtenida con la cepa híbrida y la
autóctona (129,03 mg.L
-1
). De acuerdo con Regodón et al., (2006) concentraciones entre 70 y 80
mg.L
-1
son consideradas positivas para el aroma de vino. Según este criterio la cepa híbrida y la
autóctona presentan niveles adecuados de este éster y sus concentraciones son comparables con los
resultados expuestos por Regodón y col., (2006) y Romano et al., (2003), utilizando en todos los
casos S. cerevisiae. Es importante acotar que estas levaduras produjeron niveles de acetato de etilo
más bajos que los perfiles generados por cepas como H. uvarum, C. stellata y S. ludwigii.
Otro éster importante analizado en las muestras de vino fue el acetato de isoamilo. En general los
ésteres de acetato son considerados como indicativos de calidad aromática de vinos jóvenes y que le
aportan al vino notas frutales agradables, especialmente olor a banana. En la Figura 2 (b) se aprecia
que las cantidades obtenidas para éstos ésteres en los vinos producidos con las levaduras de estudio
presentaron diferencias significativas entre sí. La mayor cantidad de acetato de isoamilo la presentó
el vino elaborado con la levadura autóctona S. cerevisiae (2,45 mg.L-
1
). El vino fermentado con la
levadura híbrida presentó una concentración superior (1,86 mg.L
-1
) a la obtenida en el vino elaborado
con las levaduras H. guilliermondii (0,82 mg.L
-1
) y el cultivo mixto S. cerevisiae/H. guilliermondii
(1,46 mg.L
-1
). Los resultados encontrados en este estudio en relación a la concentración de acetato de
isoamilo por parte de la levadura híbrida, S. cerevisiae y el cultivo mixto, superan ligeramente los
valores reportados por Lossada et al., (2011) y Gomez-Míguez et al., (2007).
Los contenidos de hexanoato de etilo obtenidos para los vinos de estudio se observan en la Figura 2
(c). En este caso la mayor concentración del éster la obtuvo el vino elaborado con la levadura híbrida
(0,38 mg.L
-1
), resaltando de éste modo las notas frutales de fresa y piña que de acuerdo con Tufariello
et al.,(2014) es el aroma característico de este compuesto. El contenido presente en el vino de S.
cerevisiae (0,28 mg.L
-1
) superó los niveles producidos por H. guillermondii (0,21 mg.L
-1
) y por el
cultivo mixto (0,22 mg.L
-1
). El contenido de hexanoato de etilo generado por la levadura híbrida es
comparable con los resultados presentados por Lossada et al., (2011). No obstante, resultó ser menor
a los valores expuestos por Andorrà et al., (2012).
Debido a que se utilizó el mismo mosto de uva para todos los bioprocesos se presume que las
diferencias en relación a las concentraciones de los ésteres entre las distintas cepas de estudio se
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debieron a los mecanismos biosintéticos que ocurren en el interior de cada una de las células de las
levaduras. De acuerdo a los hallazgos encontrados en relación a la producción de acetato de isoamilo
y hexanoato de etilo por parte de la levadura producto de la fusión de protoplastos, se evidencia el
potencial que presenta esta cepa para modificar y mejorar el perfil de compuestos volátiles en los
vinos.
La síntesis de ésteres demanda energía por tanto el mecanismo necesita la presencia de un alcohol
superior y de una molécula activa en forma de acil-CoA, mayoritariamente acetil-CoA (Uber, 2006).
Se forma un éster vía enzimática cuando está presente un alcohol o un ácido graso y una molécula de
agua (Lambrechts & Pretorius, 2000). Así el acetil-CoA reaccionaría con los alcoholes superiores
rindiendo los ésteres de acetato, mientras que los compuestos acil-CoA reaccionarían con etanol
generando los ésteres de etilo. En S.cerevisiae hay al menos tres enzimas implicadas en la síntesis de
los ésteres. Se denominan genéricamente éster sintasas, etanol acetiltransferasas o alcohol
acetiltransferasa. Estas enzimas catalizan mayoritariamente la producción de ésteres formadores de
aroma. Aun siendo idéntica la actividad catalítica que ejercen cada una de ellas presentan distintos
grados de afinidad y especificidad por el sustrato (Mason & Dufour, 2000).
La síntesis de estos compuestos es un mecanismo gobernado fundamentalmente por la regulación
transcripcional donde intervienen varios factores. Por consiguiente, el control de la producción de
este tipo de ésteres es extremadamente complejo y difícil de predecir (Uber, 2006). Por lo antes
explicado, se asume que la función fisiológica que desempeñan las enzimas en la síntesis de ésteres,
así como la contribución de cada una de ellas en las levaduras de estudio debe ser distinta.
Acetaldehído
Uno de los compuestos carbonilos más importantes desde el punto de vista cuantitativo producido
durante la fermentación alcohólica es el acetaldehído. Éste es el precursor de los acetatos y etanol. Se
forma a partir del piruvato por la vía glucolítica a partir de la piruvato descarboxilasa. Los vinos
jóvenes tienen concentraciones por debajo de 75 mg.L
-1
(Regodón et al., 2006). También puede ser
producido luego de la fermentación alcohólica por oxidación química del etanol cuando éste se
encuentra expuesto al aire (Oliveira et al., 2011).
En la Figura 3 se muestran las concentraciones de este aldehído en los vinos de estudio. La mayor
concentración (70 mg.L
-1
) se obtuvo en el vino fermentado con la levadura comercial H.
guilliermondii, el resto de los vinos no presentaron diferencias significativas entre sí y estuvieron
alrededor de 10 mg.L
-1
. Este valor es consistente con los resultados encontrados por otros autores, los
cuales emplearon S.cerevisiae y mosto de uva blanca de la variedad Parelleda (Regodón et al., 2006).
Dra. Karelen Araujo, Dra. Ana Cáceres, Dra. María Berradre, MSc. Zulay Mármol, MSc. Johanna Raga, MSc. Marisela Rincón
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Otros investigadores reportan valores superiores de este compuesto para vinos blancos (Gómez-
Míguez et al., 2007; Jackwetz et al., 2011; Romano et al., 2003).
Figura 3. Contenido de acetaldehído en los vinos elaborados con las diferentes especies. SCE: S. cerevisiae; HGUI: H.
guilliermondii; HIB: Híbrido; SCE/HGUI: S. cerevisiae/H. guilliermondii. Letras diferentes sobre las barras indican
diferencia significativa (p<0,05)
Concentraciones elevadas de acetaldehído imparten atributos aromáticos relacionados con manzanas
verdes, hierbas recién cortadas y nueces, sin embargo, estos descriptores son considerados
indeseables en mostos y vinos (Cullere et al., 2007). Por esta razón, es importante que las levaduras
produzcan bajas concentraciones de acetaldehído. Además de las cualidades sensoriales, el
acetaldehído es un aglutinante fuerte al dióxido de azufre, éste combinado reduce los efectos
sensoriales del acetaldehído, pero también las propiedades funcionales del mismo. Específicamente,
vinos con altas concentraciones de acetaldehído requieren mayor cantidad de dióxido de azufre para
lograr niveles adecuados de dióxido libre o activo, debido a que tal como se mencionó anteriormente
el dióxido de azufre combinado no tiene las mismas propiedades antioxidantes, antimicrobianas y
antienzimáticas.
Se ha señalado el acetaldehído como causante de efectos adversos a la salud de los consumidores y
fue calificado como cancerígeno (Lachenmeier & Sohmius, 2008). Por todo lo antes descrito, la
levadura producto de la fusión de protoplastos presenta características favorables en relación a la
producción de este compuesto.
a
a
a
b
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Diacetilo
El diacetilo, también conocido como 2,3-butanodiona es una dicetona vecinal que puede ser
encontrada en todos los tipos de vinos. Se produce por la levadura desde el comienzo de la
fermentación, pero es rápidamente reducida a acetoína y 2,3-butanodiol, pudiendo incluso continuar
esta reducción días después de la fermentación. Por otro lado, la degradación del ácido cítrico por las
bacterias lácticas puede producir diacetilo en cantidades importantes. Esta dicetona presenta
descriptores aromáticos que recuerdan a la mantequilla y productos lácteos (Moreno & Peinado,
2009).
El análisis de este compuesto es de vital importancia para asegurar la calidad del producto final. Al
pH normal del vino (2-4), el diacetilo está unido al ión bisulfio, es decir; el diacetilo que se mide
durante el análisis es el "libre". La formación del complejo diacetilo-sulfito reduce el contenido de
diacetilo libre, disminuyendo de esta forma las percepciones sensoriales del vino. Las cantidades de
diacetilo obtenidas para los vinos preparados con las levaduras de estudio el análisis estadístico se
muestra en la Figura 4.
Figura 4. Contenido de diacetilo en los vinos elaborados con las diferentes especies. SCE: S. cerevisiae; HGUI: H.
guilliermondii; HIB: Híbrido; SCE/HGUI: S. cerevisiae/H. guilliermondii. Letras diferentes sobre las barras indican
diferencia significativa (p<0,05)
Se observa que los contenidos generados con la levadura híbrida (0,02 mg.L
-1
) y con S. cerevisiae
(0,005 mg.L
-1
) no presentaron diferencias significativas. Al igual que la concentración de diacetilo
producido por el cultivo mixto (0,08 mg.L
-1
), los valores estuvieron por debajo de los encontrados
con H. guilliermondii.
a
a
b
c
Dra. Karelen Araujo, Dra. Ana Cáceres, Dra. María Berradre, MSc. Zulay Mármol, MSc. Johanna Raga, MSc. Marisela Rincón
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Éste resultado era predecible, debido a que las levaduras del género Saccharomyces forman pequeñas
cantidades de diacetilo, mientras que las levaduras apiculadas, tales como Hanseniaspora, Kloeckera
y Zygosaccharomyces, lo hacen en cantidades abundantes (Hidalgo, 2011). Los resultados obtenidos
para este compuesto son consistentes con los reportados por Ramos et al., (2012).
Se ha establecido 2 mg.L
-1
como concentración máxima de diacetilo en vinos blancos, por encima de
éste valor este compuesto causaría un defecto importante en el vino. (Hidalgo, 2011). En los vinos
blancos es usual obtener valores de diacetilo pequeños, debido a que de lo contrario podría indicar
alteraciones debidas a bacterias lácticas. Éste compuesto es un subproducto de la fermentación
maloláctica, él cual es un proceso típico para la mayoría de los vinos tintos (Flanzy, 2003).
Las diferencias significativas encontradas en las fracciones aromáticas para los compuestos
analizados, corroboran el efecto de las cepas inoculadas debido a que provocan cambios en los vinos
obtenidos y dan lugar en el caso del vino elaborado con la levadura resultante de la fusión de
protoplastos a un vino con características químicas aceptables.
4. CONCLUSIONES
Los perfiles de compuestos volátiles generados con las levaduras de estudio son diferentes entre sí.
Cuantitativamente los alcoholes superiores son el grupo más representativo y se obtuvieron para todos
los casos concentraciones aceptables pues estuvieron por debajo de los 400 mg.L
-1
, lo que indica que
no hubo alteraciones en este sentido y más bien estos alcoholes contribuyen al equilibrio de los
sabores ácidos, amargo y dulce.
La cepa híbrida (SCHLUZ2014) generó bajas cantidades de acetaldehído y diacetilo, los cuales
pueden ocasionar defectos a los vinos cuando superan los límites establecidos. Adicionalmente, esta
levadura produjo concentraciones aceptables de etanol y cantidades deseables del acetato de isoamilo
y de hexanoato de etilo, por lo que se considera factible su uso para el mejoramiento del perfil
aromático único y propio que podría impartir a los vinos notas frutales agradables propias de estos
ésteres que se expresan con olor a banana, fresa y piña.
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