Campus Universitario, Albacete 2

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1 EFECTO DE LA APLICACIÓN DE UN EXTRACTO DE ROBLE A VIÑAS DE MONASTRELL EN EL AROMA DE LOS VINOS Pardo-García, A.I., Martínez-Gil, A. M., Pardo, F., Carmona, M.,3, Salinas, M. R. * Cátedra de Química Agrícola, E.T.S.I. Agrónomos, Universidad de Castilla-La Mancha, Campus Universitario, 7 Albacete Rosario.Salinas@uclm.es Bodega San Isidro (BSI), Carretera de Murcia s/n, 3 Jumilla, Murcia. 3 Fundación del parque Científico y Tecnológico de Albacete. Palabras clave: Extracto de roble, viña, vino, aroma RESUMEN En este trabajo se evalúa el efecto que produce sobre la calidad aromática del vino la aplicación foliar a viñas de Monastrell de un extracto acuoso comercial de roble. Para el estudio se realizaron durante el período de envero varios tratamientos en diferentes concentraciones y número de aplicaciones ( aplicación al %, 4 aplicaciones al % y una aplicación al %). Las uvas fueron recolectadas en su momento óptimo de madurez tecnológica y fueron procesadas siguiendo el sistema de vinificación tradicional en tinto. El análisis de los vinos se realizó después de las fermentaciones alcohólica y maloláctica, y tras 6 meses de permanecer en botella. Se determinó su composición volátil mediante SBSE-GC- MS y la calidad sensorial de los mismos fue evaluada por ocho jueces expertos mediante una ficha de cata descriptiva. Los tratamientos realizados con los extractos a las viñas modificaron la composición volátil de los vinos. Aumentaron los volátiles de naturaleza varietal, con notas de frutas maduras, que se vieron potenciados después de 6 meses de botella, momento en el que también se apreció mayor concentración de volátiles procedentes del extracto de roble. Estos resultados se pusieron de manifiesto con el análisis sensorial de los vinos. INTRODUCCIÓN El perfil aromático del vino queda determinado por la composición química de la uva, además de por otros factores que intervienen en el proceso de elaboración y conservación del mismo, siendo la percepción aromática uno de los parámetros de calidad más importantes a la hora de evaluar y consumir un vino. En algunos casos esto será motivo de rechazo o aceptación de este producto. Los compuestos químicos que determinan el aroma del vino tienen tres orígenes diferentes: los característicos de la variedad de uva (aromas primarios), los que se producen en el proceso de vinificación (aromas secundarios) y los que se originan durante el envejecimiento del vino terminado (aromas terciarios). Todos los tratamientos que se realicen sobre la vendimia antes de su fermentación y las condiciones en que ésta se lleva a cabo, contribuyen a la extracción del aroma varietal y a la formación de sustancias volátiles que constituyen el aroma prefermentativo. El aroma varietal consta de un grupo muy complejo de sustancias que pueden presentarse en forma libre (moléculas volátiles y por tanto olorosas), o como precursores (moléculas que no huelen). Los precursores constituyen un importante potencial del aroma del vino, ya que durante el proceso de vinificación y a lo largo del envejecimiento, se pueden ir transformando en moléculas olorosas. La concentración de estos aromas varietales está modulada por las condiciones edafoclimáticas y culturales de la zona, agrupados como efecto terroir, que da lugar a vinos con características y origen identificable (Deloire et al., ). En varios estudios se ha puesto de manifiesto que uvas procedentes de viñas cultivadas próximas a lugares en los que hubo incendios forestales, produjeron vinos que tenían aroma a humo (Kennison et al., 8; Kennison et al., ). También se ha demostrado que el uso de determinados tratamientos fitosanitarios realizados en el viñedo puede influir en el potencial aromático de la uva (Oliva et al., 8). Estas evidencias sugieren que el aroma del vino se puede ver modificado por las condiciones medioambientales en las que se cultivan las uvas y por tanto que es posible modular la composición química de la uva mediante el uso de sustancias aplicadas a la viña, y en consecuencia, los vinos elaborados a partir de ellas, tendrán un perfil aromático diferenciado asociado a esas sustancias exógenas.

2 Recientes estudios han demostrado que cuando se aplica un extracto de roble a la viña los compuestos aromáticos del extracto son asimilados por la uva y están presentes en los vinos elaborados con ellas (Martínez-Gil et al., ; Martínez-Gil et al., a, Martínez-Gil et al., b). Sin embargo, no se conoce el impacto de esta aplicación en los compuestos responsables de los aromas varietales y fermentativos de los vinos. En consecuencia, en este trabajo se evalúa el efecto de la aplicación de un extracto acuoso comercial de madera de roble a viñas de Monastrell, en la composición volátil y calidad sensorial del vino elaborado con estas uvas. MATERIAL Y MÉTODOS Material vegetal La experiencia se realizó durante la campaña de en cepas de Monastrell (Vitis vinífera cv), de 8 años de edad, cultivadas en espaldera en la parcela experimental de la BSI de Jumilla (D.O. Jumilla). Extracto de roble El extracto de roble utilizado lo proporcionó la empresa Protea France S.A.S. (Gensac la Paulle, Francia). Es un extracto acuoso, empleado como aditivo alimentario para bebidas espirituosas y zumos de frutas, lo que garantiza que no presenta riesgo de toxicidad. Tratamientos Se realizaron 3 aplicaciones en el envero: %- (una aplicación de extracto diluido al %), %-4 (4 aplicaciones de extracto diluido al %), % ( aplicación). Cada tratamiento se efectuó sobre 6 plantas de la misma fila, dejando una sin tratar entre cada tratamiento, para evitar posibles contaminaciones por efecto de deriva. Las formulaciones se aplicaron a las plantas con un pulverizador de mochila, quedando toda la parte foliar de la vid mojada. Previamente a la aplicación se añadió a la disolución del extracto un coadyuvante (Fluvius, BASF, España) para facilitar la adherencia y penetración del extracto. Se dosificó a razón, ml Fluvius/ L de extracto a aplicar. Cada planta fue tratada, aproximadamente, con 3 ml de extracto. Vinificación Las uvas se recolectaron manualmente, en perfecto estado sanitario, con una madurez tecnológica en torno a. (ºBaumé /acidez total (g/l ácido tartárico)). La uva se procesó siguiendo el sistema tradicional de vinificación en tinto. De cada tratamiento se elaboraron L de vino en duplicado en depósitos de acero inoxidable de 3 L. La fermentación alcohólica transcurrió a ± C. Se inocularon g/hl de levaduras seleccionadas, cepa UCLM S377 (Springer Oenologie). Finalizada la fermentación alcohólica se trasegaron los vinos a recipientes de L y se inocularon 8g/hL de bacterias, Lall II-4 (Lallemand), para llevar a cabo la fermentación maloláctica y completar así la vinificación. Posteriormente los vinos se sulfitaron hasta 8g/hL de SO total y se embotellaron para su conservación. En ningún momento han estado los vinos en contacto con madera de roble. Los vinos obtenidos fueron %-, %-4, % y control. Análisis de volátiles Se siguió el método de Marín et al, que está basado en la SBSE-GC-MS (stir bar sorptive extraction-gas chromatography-mas spectrometry) usándose un twister de mm x, mm (Gerstel, Mülheim a/d Ruhr, Alemania). Se utilizaron ml de vino, empleando 3- metil--pentanol (Sigma-Aldrich, Steinheim, Alemania) como SI. La absorción se realizó por inmersión del twister y se utilizó una agitación de rpm durante 6 minutos a una temperatura de ºC. Posteriormente el twister convenientemente secado se introdujo en un

3 tubo de cristal para la desorción térmica de los volátiles, la cual se realizó en un equipo TD provisto de un inyector PTV CIS-4 Gerstel instalado en un Agilent 789A GC-97C insert XL MDS (Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA). La temperatura de desorción fue de 9ºC durante 4 minutos y la trampa de frio se mantuvo a -3ºC con un flujo de entrada de helio de 4 ml/min. Los analitos desorbidos fueron transferidos al cromatografo de gases (Agilent 789A GC-97C insert XL MDS Agilent, Little Falls, DE, USA), equipado con una columna capilar de sílice fundida (fase estacionaria BP, m de largo,, mm de diámetro interior y, µm de espesor de la película) (SGE, Ringwood, Australia). El programa de cromatografía se estableció a 4ºC durante min, se elevó a ºC a ºC/min y se mantuvo min, a continuación se subió a 3ºC a ºC/min y se mantuvo durante min. Para el análisis por espectrometría de masas se usó el modo de impacto electrónico (EI) de 7 ev. El rango de masas varió entre 3 y u y el detector de temperatura estaba a ºC. Se utilizó el modo SCAN para obtener los cromatogramas. Los volátiles se identificaron y cuantificaron usando rectas de calibrado de los patrones comerciales (Sigma- Aldrich, Steinheim, Alemania) y utilizando la librería NIST del equipo analítico. Cada vino se analizó por duplicado, por lo que se obtuvieron 4 resultados por tratamiento realizado en las viñas. En la Tabla se muestran los compuestos analizados, el ión de cuantificación, el umbral de percepción y la clasificación realizada atendiendo al descriptor de cada compuesto. Los resultados se expresaron como valor de actividad odorante (VAO), calculado como el cociente entre la concentración del volátil en el vino y su umbral de percepción olfativa proporcionado por la biblioigrafía. Tabla. Compuestos volátiles analizados, ión de cuantificación (m/z), umbral de percepción olfativa descriptor y clasificación según el descriptor aromático. Compuesto Ión para la cuantificación Umbral de percepción (μg/l) Clasificación por series aromáticas Acetato de etilo 43 7 a F, M Acetato de isoamilo 43 3 b F, M Acetato de -feniletilo a M Acido decanóico 6 6 c F Acido hexanóico 6 3 a F Acido octanóico 6 a F Cinamato de etilo 3. a M Citronelol 69 a V β-damascenona 69. a V Decanoato de etilo d F Dihidrocinamato de etilo 4.6 b M 4-Etilfenol 7 44 e E 4-Etil--metoxifenol b E Eugenol 64 6 b V, E Farnesol c 69 d V -Feniletil alcohol 9 a F, V Furfural 96 4 b E Geraniol 69 3 a V Geranyl acetona 43 6 f V Guayacol 9 9. b V, E -Hexanol 6 8 a,b H (Z)-3-Hexen--ol 67 4 b H β-ionona 77 d V Isobutanol 43 7 a F Lactato de etilo 4 d F Linalol 7 a,d V 3-Metil--butanol 3 a F -Metil-furfural 4 g E Nerol 69 c V Nerolidol 69 c V Nonanal 7 h V Octanoato de etilo 8 d F, M Succinato de dietilo d F γ-nonalactona 8 3 b E Vainillato de etilo 99 i V, E 4-Vinilfenol 9 8 e E a (Guth, 997), b (Ferreira et al., ), c (Etiévant, 99), d (Peinado et al., 4), e (Boidron et al., 988), f (Li, 6), g (Chatonnet), h (Buttery et al., 988), i (López et al., ). F: fermentativos, M: fruta madura, V: varietal, E: extracto de madera, H: hierba cortada.

4 Análisis sensorial Se realizó un análisis sensorial descriptivo. Para ello el panel de cata lo formaron 8 jueces expertos, de entre 3- años (dos mujeres y seis hombres). Las catas se hicieron al finalizar la fermentación alcohólica, después de la maloláctica y a los 6 meses de permanecer el vino en botella, por lo que de cada tratamiento y catador se recogieron seis fichas de cata. La ficha de cata incluyó descriptores de la fase olfativa (intensidad olfativa, fermentativas, varietales, frutales, frutas maduras, hierbas, madera/roble, clavo, cuero, vainilla, especiado y coco). Estos descriptores se puntuaron desde (ausencia) hasta 7 (máxima presencia). Para facilitar la discusión de los resultados estos descriptores se clasificaron en las cinco series aromaticas que se indican en la Tabla. RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la Figura se muestra la suma de VAO de los compuestos volátiles agrupados según la serie aromática correspondiente y/o a la procedencia del volátil (varietal o fermentativo). El VAO nos da una idea de la importancia que tienen estos aromas en el aroma global del vino, siendo mayor cuanto mayor es su VAO y nos permite evaluar de manera sencilla los datos obtenidos a partir del análisis cuantitativo expresado como información sensorial. En la Figura.a se muestra la suma de los VAO de los aromas varietales estudiados. Tras la fermentación alcohólica el total es similar en todos los vinos obtenidos en la experiencia. Después de la fermentación maloláctica, estos valores incrementan en todos los vinos, siendo más favorable en el caso de los vinos %-4 y %. En cambio no se encuentran diferencias significativas en la suma de VAO entre el vino %-4 y control. A los 6 meses la concentración total de aromas varietales aumenta en los vinos, especialmente en el vino %-4, siendo este y el vino % los que tienen mayor contenido de aromas varietales. En cambio el vino %- no muestra diferencias significativas respecto al control. El VAO total de aromas con descriptores a hierba cortada incluye solamente al -hexanol y cis-3-hexen--ol, aromas varietales que aportan notas negativas al aroma de vinos. En la Figura.b se puede observar que los tratamientos con extracto a las viñas influyen en la contribución que tienen estos volátiles al aroma de los vinos. El VAO total para estos compuestos es menor en los vinos procedentes de los tratamientos que en el control en todos los muestreos realizados, sin diferencia significativa entre los diferentes momentos de muestreo para un mismo vino. El VAO total de los aromas fermentativos (Figura.c) después de la fermentación alcohólica es similar en los vinos estudiados, siendo algo superior el valor medio en el caso del tratamiento %, aunque sin diferencias significativas con el control, pero sí con el vino %-4. Como es de esperar, tras la fermentación maloláctica, el VAO total aumenta en todos ellos, de tal forma que no hay diferencia significativa entre los vinos estudiados. Al cabo de 6 meses en botella, no hay diferencia significativa entre los diferentes vinos estudiados ni entre los diferentes momentos para un mismo vino. Por lo que los tratamientos con extracto de roble aplicado a la viña no afectaron al aroma que estos compuestos aportan al vino. Después de la fermentación alcohólica, el VAO total de compuestos con descriptores de fruta madura (Figura.d) son diferentes para los vinos procedentes de las uvas tratadas con extracto y el control. En este muestreo los vinos de los tratamientos %- y %-4 son los que tienen menores valores de VAO, mientras que los vinos procedentes del tratamiento % de extracto tienen los mayores valores de VAO con este descriptor. Como es de esperar, la concentración de volátiles en los vinos varía después de la fermentación maloláctica. Los VAO para los compuestos con este descriptor a fruta madura aumentan, intensificándose la diferencia entre los diferentes vinos y potenciándose más este aroma en los vinos procedentes de las viñas que han sido tratadas con mayores cantidades de extracto (%-4 y %). Los vinos control y %- son los que mas bajos VAO tienen y sin diferencia significativa entre ellos. A los 6 meses los vinos %-4 y % siguen siendo los que tienen mayor VAO, sin diferencias significativas entre ellos, mientras que los vinos %- y control tienen menores valores. De estas observaciones podemos decir, que la cantidad de los compuestos volátiles estudiados con descriptor a fruta madura se modifica en los vinos debido a los tratamientos con extracto realizados en las viñas. Los cambios producidos dependen de la cantidad de extracto aplicada, independientemente del número de aplicaciones realizadas. Los compuestos con descriptores de extracto de madera que se han analizado, se encuentran también de forma natural en la uva, ya que son metabolitos secundarios de la vid. El VAO total es similar en todos los vinos estudiados después de la fermentación alcohólica (Figura.e). Sin embargo, evoluciona de manera diferente. Mientras que en el

5 control no hay diferencia significativa en los tres muestreos realizados, en los vinos %-4 y % aumenta al cabo de 6 meses. Quizás este incremento sea debido a la hidrólisis de los precursores de estos compuestos, forma en que podrían haberse almacenado previamente en la uva, como se ha demostrado en trabajos previos (Martínez-Gil et al,, a, b)..a 3 3.c 3 3 VAO aromas con descriptores varietales %- %-4 Control VAO aromas con descriptores fermentativos %- %-4 % Control.e 3.b. fa fml 6 meses..d VAO aromas con descriptores de extracto de madera VAO aromas con descriptores hierba cortada %- %-4 % Control VAO aromas con descriptores de fruta madura FA FML 6 meses %- %-4 % Control FA FML 6 meses %- %-4 % Control Figura. VAO total de volátiles con descriptores a aromas varietales (.a), hierba cortada (.b), aromas fermentativos (.c), fruta madura (.d) y extracto de madera (.e). En la Figura se muestran los resultados de la fase olfativa del análisis sensorial de los vinos obtenidos a partir de las uvas tratadas con extracto en los tres muestreos realizados. Después de la fermentación alcohólica los catadores no apreciaron grandes diferencias entre los vinos obtenidos, siendo puntuados todos ellos con la misma intensidad aromática que el control. Las notas varietales fueron más puntuadas para los vinos %- que para el resto. En el análisis de volátiles mostrado previamente, el vino %- no destacaba por tener mayor suma de VAO de aromas con descriptores varietales. Quizás los catadores perciban esta diferencia por los efectos de sinergismo y/o antagonismo que pueden tener lugar entre los diferentes compuestos odorantes y a las interacciones con otros compuestos presentes en los vinos. En el vino control se apreció la nota aromática de hierbas con mayor intensidad. Respecto a las notas fermentativas, los catadores apreciaron pequeñas diferencias entre ellos, siendo más puntuado el vino procedente de las uvas con tratamiento del %, correspondiéndose con los resultados mostrados previamente. En cuanto a las notas aromáticas de fruta madura tampoco apreciaron diferencias entre los diferentes vinos. Las notas aromáticas de clavo, cuero y vainilla son propias de los aromas característicos del

6 extracto de roble. En este caso, se apreció la nota de clavo con mayor intensidad en el vino %-4, coincidiendo con los resultados analíticos. Después de la fermentación maloláctica los catadores fueron capaces de percibir las diferencias observadas en el análisis químico. Percibieron mayor intensidad aromática en los vinos % y %-4. El vino con más puntuación en notas fermentativas fue el de % y donde más apreciaron los caracteres varietales y fruta madura fue en los vinos %-4 y %. Sin embargo, los catadores observaron mayor diferencia en los vinos procedentes de las uvas de los tratamientos y el control en cuanto a notas aromáticas de madera, clavo, cuero y vainilla, que las que se obtuvieron en los resultados analíticos de los volátiles. Percibieron menor intensidad de estos aromas en el vino control. Al cabo de los 6 meses los vinos procedentes de los tratamientos %-4 y % siguen siendo valorados con la mayor intensidad aromática, más notas varietales, fermentativas y de fruta madura. Los catadores percibieron mas notas características de los extractos en todos los vinos procedentes de los tratamientos que en el control. Estos resultados coinciden con lo mostrado anteriormente. Sin embargo, los catadores percibieron más notas a hierba cortada en los vinos% y %-4. Cuero Vainilla después FA Intensidad olfativa 4 3 Varietales Fermentativas Cuero después FML Intensidad olfativa Vainilla 4 Varietales 3 Fermentativas Cuero después 6 meses Intensidad olfativa Vainilla 4 Varietales 3 Fermentativas Clavo Frutales Clavo Frutales Clavo Frutales Madera/roble Hierbas Frutas maduras Madera/roble Hierbas Frutas maduras Madera/roble Hierbas Frutas maduras CONTROL %- %-4 % Figura. Análisis sensorial olfativo de los vinos procedentes de viñas tratadas con extracto de roble en los tres momentos de muestreo: después de la fermentación alcohólica (FA), después de la fermentación maloláctica (FML) y al cabo de 6 meses de permanencia en botella. CONCLUSIONES La aplicación del extracto acuoso de madera de roble sobre viñas de Monastrell impacta en el perfil sensorial de los vinos elaborados con estas uvas. Tanto los resultados del análisis químico del análisis sensorial, sugieren que es posible modificar la composición química del vino desde el viñedo y aportar aromas deseados, utilizando diferentes tipos de extractos vegetales. Con esto se podría conseguir la diferenciación del resto de vinos del mercado sin perder la identidad de la vinífera ya que los aromas varietales no solo se conservan, sino que se potencian. AGRADECIMIENTOS Queremos agradecer al MICINN la concesión del proyecto de ref.: AGL9-89 que ha permitido financiar, en colaboración con fondos FEDER, este trabajo y la beca FPI (BES ) de A.I.P.-G. También agradecemos a la Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha la beca FPI de A.M.M.-G (EXP 4/9). Agradecemos a la empresa Protea France S.A.S. por el suministro del extracto de roble. BIBLIOGRAFÍA Boidron, J.N.; Chatonnet, P. ; Pons, M. (988). Influence du bois sur certaines substances odorantes des vins. Conaissance de la Vigne et du Vin. : Buttery, R.G.; Turnbaugh, J.G. ; Ling, L.C. (988). Contribution of volatiles to rice aroma. Journal of Agricultural and Food Chemistry 36(): 6-9.

7 Chatonnet, P.; Boidron, J. N.; Pons, M. (99). Maturation of red wines in oak barrels: Evolution of some volatile compounds and their aromatic impact. Science des Aliments,, Deloire, A. ; Vaudour, E. ; Carey, V. ; Bonnardot, V.; Van Leeuwen, C. (). Grapevine responses to terroir: A global approach. Journal International des Sciences de la Vigne et du Vin 39(4): Etiévant, P.X. (99). Volatile compunds in foods and Beverages. Marcel Dekker Inc. Ferreira, V.; López, R.; Cacho, J.F. (). Quantitative determination of the odorants of young red wines from different grape varieties. Journal of the Science of Food and Agriculture 8(): Guth, H. (997). Identification of Character Impact Odorants of Different White Wine Varieties. Journal of Agricultural and Food Chemistry 4(8): Kennison, K. R.; Gibberd, M.R.; Pollnitz, A. P.; Wilkinson, K.L. (8). Smoke-derived taint in wine: the release of smoke-derived volatile phenols during fermentation of Merlot juice following grapevine exposure to smoke. Journal of Agricultural and Food Chemistry 6(6): Kennison, K. R.; Wilkinson, K.L.; Pollnitz, A. P.; Williams, H.G.; Gibberd, M.R. (). Effect of smoke application to field-grown Merlot grapevines at key phenological growth stages on wine sensory and chemical properties. Australian Journal of Grape and Wine Research 7(): S-S. Li, H. Wine tasting; China science press: Beijing, China, 6. López, R.; Aznar, M.; Cacho, J.; Ferreira, V. (). Determination of minor and trace volatile compounds in wine by solid-phase extraction and gas chromatography with mass spectrometric detection. Journal of Chromatography A 966(-): Marín, J., Zalacain, A., De Miguel, C., Alonso, G.L., and Salinas, M.R. (). Stir bar sorptive extraction for the determination of volatile compounds in oak-aged wines. Journal of Chromatography A 98, -6. Martínez-Gil, A.M.; Garde-Cerdán, T.; Martínez, L.; Alonso, G.L.; Salinas, M.R. (). Effect of oak extract application to Verdejo grapevines on grape and wine aroma. Journal of Agricultural and Food Chemistry 9(7): Martínez-Gil, A.M.; Garde-Cerdán, T.; Zalacain, A.; Pardo-García, A. I.; Salinas, M.R. (a). Applications of an oak extract on Petit Verdot grapevines. Influence on grape and wine volatile compounds. Food Chemistry 3(4): Martínez-Gil, A.M.; Nagenieux, M.; Pardo-García, A. I.; Alonso, G.; Ojeda, H.; Salinas, M.R. (b).glycosidic aroma precursors of Syrah and Chardonnay grapes after an oak extract application to the grapevines. Journal of Agricultural and Food Chemistry.En revisión. ID: JSFA Oliva, J.; Zalacain, A.; Paya, P.; Salinas, M. R.; Barba, A. (8). Effect of the use of recent commercial fungicides [under good and critical agricultural practices] on the aroma composition of Monastrell red wines. Analitica Chimica Acta 67(-): 7-8. Peinado, R.A.; Moreno, J.; Medina, M.; Mauricio, J.C. (4). Changes in volatile compounds and aromatic series in sherry wine with high gluconic acid levels subjected to aging by submerged flor yeast cultures. Biotechnology Letters 6(9):