Control de la formación de aminas biógenas durante la elaboración y crianza del vino

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1 Control de la formación de aminas biógenas durante la elaboración y crianza del vino M. Victoria Moreno-Arribas Instituto de Fermentaciones Industriales, CSIC. Juan de la Cierva, Madrid, Spain. Tel.: ; Fax: mvmoreno@ifi.csic.es Las aminas son compuestos ampliamente descritos en la naturaleza, que contienen uno o varios sustituyentes unidos a un átomo de nitrógeno. Son compuestos endógenos de las plantas que también pueden encontrarse en frutas frescas y verduras. Sin embargo, en los alimentos, las aminas se forman fundamentalmente en los procesos fermentativos, y durante el envejecimiento y la conservación, a partir de la descarboxilación microbiana de los correspondientes aminoácidos precursores, por ello se denominan biógenas, y entre esas aminas biógenas, la más estudiada es la histamina. El problema de la formación de aminas biógenas afecta a numerosos productos alimentarios fermentados que se consumen con más frecuencia que el vino y que contienen mayores contenidos de estos compuestos como queso, cerveza, algunos embutidos y productos cárnicos fermentados, entre otros. Sin embargo, en las bebidas alcohólicas, y especialmente en el vino, las aminas biógenas han recibido una mayor atención, debido a que el etanol puede aumentar el efecto sobre la salud inhibiendo indirecta o directamente las enzimas encargadas de la detoxificación de estos compuestos. El organismo humano tolera fácilmente concentraciones bajas de aminas biógenas, ya que éstas son eficientemente degradadas por las enzimas mono- y diaminoxidases en el tracto intestinal. Aunque existen diferentes susceptibilidades individuales a la intoxicación por aminas biógenas, se considera que tras la ingestión de cantidades excesivas de las mismas, se pueden iniciar varias reacciones farmacológicas. Las intoxicaciones más notorias son causadas por la histamina. Más específicamente, algunos síntomas causados por la histamina son sarpullido, edema, dolores de cabeza, hipotensión, vómitos, palpitaciones, diarrea y trastornos del corazón. Otras aminas, como la tiramina y la feniletilamina pueden causar hipertensión y otros síntomas asociados con vasoconstricción causada por la liberación de noradrelanina (especialmente hemorragias en el cerebro y migraña). La putrescina y cadaverina, aunque no tienen efectos tóxicos por sí mismas, puedan aumentar la toxicidad de la histamina, tiramina y feniletilamina, ya que interfieren en las reacciones de detoxificación. Además, la putrescina y la cadaverina pueden causar una depreciación de aroma del vino, confiriéndole sabores de putrefacción y carne podrida, respectivamente. Los mayoría de los países del mundo productores de vino han investigado la presencia y concentración de aminas biógenas en sus vinos. Estos países incluyen Grecia, España, Hungría, Oregón (EEUU), Sudáfrica, Argentina, Canadá, Italia y Francia. En general, los vinos tintos presentan mayores concentraciones de aminas biógenas que los blancos. Estos 1

2 mayores valores se atribuyen a la presencia de bacterias lácticas y la fermentación maloláctica en los primeros. Los vinos blancos, en general, contienen menores concentraciones de aminoácidos y menor ph, debido a la ausencia de maceración durante la fermentación alcohólica. Evidentemente, otros tipos de vinos y vinificaciones especiales, como es el caso de los vinos de cava y otros espumosos elaborados por el método tradicional, y los vinos de crianza biológica, también son susceptibles al problema de la formación de aminas biógenas, aunque este tema ha sido objeto de muy pocos estudios en la bibliografía. En los últimos años, estamos asistiendo a una creciente demanda por parte de los consumidores hacía productos con mayor seguridad y con efectos beneficiosos para la salud. Ello ha promovido el interés en compuestos presentes en los alimentos en cantidades traza, pero que pueden ser perjudiciales para la salud humana. Aunque todavía no se han definido los límites legales para ninguna amina biógena, algunos países imponen sus propias recomendaciones, especialmente en el caso de la histamina. Por lo tanto, las exportaciones de vino a estos países pueden ser paralizadas en el futuro, convirtiendo a las aminas biógenas en una amenaza económica potencial. Esta comunicación abordará los factores más relevantes que afectan a la formación de aminas biógenas durante la elaboración y crianza del vino. Se pretende conocer con mayor detalle qué productos enológicos y condiciones empleadas frecuentemente en la enología actual se relacionan con la acumulación de aminas biógenas durante la producción industrial del vino. Este conocimiento permitirá controlar y/o combatir la formación de aminas biógenas en las condiciones de elaboración del vino que tienen lugar en las bodegas. CONTROL DE LA FORMACIÓN DE AMINAS BIÓGENAS DURANTE LA ELABORACIÓN DEL VINO Una de las aspiraciones del sector enológico es la reducción del riesgo de la formación de aminas biógenas. Para comprender completamente y prevenir y controlar la formación de esos compuestos, es importante realizar un análisis crítico de los factores asociados con su desarrollo. En las investigaciones realizadas por nuestro grupo en este campo, el tema se ha abordado desde una perspectiva multidisciplinar, considerando tanto aspectos tecnológicos como biológicos, y hemos contado además con la participación de varias bodegas que nos han proporcionado muestras a lo largo de la cadena de producción y han compartido con nosotros conocimientos y experiencia. Herramientas analíticas para controlar la presencia de aminas biógenas en el vino y detectar las bacterias productoras Actualmente, la industria de los alimentos en general, y la del vino en particular, está sujeta a una fuerte presión para eliminar o limitar cualquier sustancia que podría reducir la seguridad de sus productos, con el fin de garantizar las demandas de los consumidores y comerciantes en un sector competitivo y claramente orientado al mercado. En este contexto, es importante que el elaborador conozca si sus vinos contienen o no aminas biógenas, y que actúe antes de que se formen. Para ello se hace necesario disponer de métodos rápidos y efectivos para determinar de forma precisa la concentración de aminas biógenas. De la diversidad de métodos de que se dispone en la literatura para la determinación de la concentración de aminas biógenas en vinos, la cromatografía de líquidos de alta eficacia 2

3 (HPLC) de los OPA-derivados es el método más utilizado porque es el que da una mayor información de todas las aminas del vino. Por ello, esta técnica es la más difundida en los laboratorios. Sin embargo están apareciendo métodos para la determinación de histamina (métodos ELISA o enzimáticos) que permiten la determinación de esta amina en un periodo de tiempo corto y que no requiere una instrumentación sofisticada. Por otro lado, en los vinos susceptibles de contener aminas biógenas, resulta de especial interés actuar antes de éstas se formen, con un método rápido de detección de las bacterias responsables, para eliminar ciertas cepas de bacterias y sustituirlas por otras. Cuando el vino ya está elaborado, resulta difícil eliminar o reducir las aminas presentes, y además la mayoría de las aminas no alteran el sabor o el olor del producto, por lo que normalmente, pasan inadvertidas. El objetivo principal es disponer de un método de detección precoz de esas bacterias, que puede ser de aplicación en Estaciones enológicas, y también en bodegas. El sistema detecta la presencia de los genes que codifican las enzimas encargadas de sintetizar estas aminas en bacterias. De forma general, se ha visto que todas las enzimas que sintetizan una determinada amina son muy similares en todas las bacterias, por lo que el sistema es válido para la detección de cualquier bacteria productora de estas aminas independientemente del alimento del que se haya aislado. Factores biológicos Potencialmente, todos los grupos microbianos que participan en la vinificación, pueden estar asociados a la producción de aminas biógenas. Sin embargo, existe un acuerdo general en que la contribución de las levaduras, a la concentración final de aminas biógenas del vino, es menos significativa que la de las bacterias lácticas (Figura 1). También parece claro que las levaduras forman diferentes aminas que las bacterias lácticas. Por otro lado, es de destacar que hasta la fecha, y especialmente si se compara con las bacterias lácticas, se dispone de mucha menor información sobre la bioquímica, genética y regulación de la producción de aminas por levaduras vínicas. La mayor parte de las contaminaciones del vino por aminas biógenas tienen lugar durante la fermentación maloláctica natural o espontánea. Las bacterias lácticas están presentes en uvas sanas en bajas poblaciones y se transfieren a los equipamientos la bodega, donde se desarrollan de forma significativa. Estas bacterias lácticas indígenas son responsables de la fermentación maloláctica espontánea. Sin embargo, las características metabólicas de esta flora microbiana son desconocidas generalmente, y puede suceder que algunas cepas contengan las actividades enzimáticas descarboxylasas implicadas en la producción de aminas biógenas. De los datos publicados en la bibliografía, se desprende que las bacterias lácticas del vino varían en su capacidad para producir aminas biógenas a partir de aminoácidos. Parece que los lactobacilos son los principales productores de tiramina y que los pediococos pueden estar implicados en la producción de histamina. Respecto a los oenococos, si bien se ha demostrado que pueden ser productores de histamina y putrescina, parece que esta propiedad es variable y sólo está presente en determinadas cepas, lo que justifica que en otros estudios no se hayan encontrado cepas de O. oeni productoras de aminas biógenas. Indirectamente, las levaduras pueden jugar un papel importante en la producción subsiguiente de aminas biógenas por bacterias lácticas con actividad decarboxilasa, alterando la composición de aminoácidos durante fermentación alcohólica. Las levaduras pueden liberar también aminoácidos durante la autolisis, que pueden servir como precursores de aminas biógenas durante fermentación maloláctica y el periodo de envejecimiento del vino. La 3

4 Ya fue sugerido en 1971 que la formación de histamina puede ser prevenida controlando la flora bacteriana en vinos mediante la utilización de inóculos de la fermentación maloláctica. La fermentación maloláctica espontánea todavía se aplica extensamente en las bodegas de todo el mundo, aunque puede resultar más difícil de controlar que las fermentaciones malolácticas inducidas. Las cepas comerciales de O. oeni han sido seleccionadas por sus propiedades enológicas, y entre ellas, debe asegurarse la no presencia de enzimas descarboxilasas de aminoácidos. En estudios in vitro realizados en nuestro laboratorio, se ha evaluado la capacidad de cuatro starter comerciales malolácticos en formar aminas biógenas, comprobándose que ninguno de ellos produce histamina, tiramina o putrescina. Además, hemos comprobado que la inoculación con cultivos iniciadores comerciales, que no contienen los genes que codifican enzimas implicadas en la producción de aminas biógenas, es una opción viable y real para el control de la formación de aminas durante la elaboración del vino en condiciones industriales. Parece también que la coinoculación de cultivos iniciadores de O.oeni simultáneamente a la fermentación alcohólica, limita la formación de aminas, potencialmente aún más, que la inoculación convencional que se realiza una vez finalizada la fermentación alcohólica. Las levaduras y las bacterias lácticas responsables de las fermentaciones vínicas tienen ciertos requisitos nutricionales de nitrógeno. Los nutrientes complejos de la levadura contienen sales principalmente amónicas, pero incluyen también células inactivadas de levadura, una fuente compleja rica en vitaminas, minerales, elementos traza, esteroles y ácidos grasos de cadena larga. Estas células inactivadas de la levadura podrían contener proteínas o liberar alfa aminoácidos que pueden ser utilizados por las bacterias lácticas en etapas posteriores de la fermentación para la producción de aminas. Los nutrientes de la fermentación maloláctica tienen a su vez, una composición compleja, y generalmente incluyen células inactivadas de levadura ricas en alfa aminoácidos así como caseína, vitaminas, minerales, polisacáridos y celulosa. La pregunta que surge es si los aminoácidos residuales de estos preparados pueden quedar en el vino, y ser utilizados por la microbiota bacteriana indígena, que puede incluir cepas con capacidad de descarboxilar estos aminoácidos. Hemos evaluado la influencia de distintos nutrientes complejos de la levadura como bacterianos en la producción de aminas biógenas, en un medio sintético. En general, no parece que las preparaciones nutricionales comerciales que se emplean como activadores de la fermentación, supongan un riesgo para la producción de aminas biógenas por microorganismos indígenas, en particular, bacteria lácticas. CONTROL DE LA FORMACIÓN DE AMINAS BIÓGENAS DURANTE EL ENVEJECIMIENTO Y LA CONSERVACIÓN DEL VINO Actualmente, la única opción práctica para controlar el problema potencial de la formación de aminas biógenas se basa en la inhibición del crecimiento de bacterias indígenas descarboxilasa-positivas y otros microorganismos responsables de esta alteración. El dióxido del azufre es, en este sentido, el agente antimicrobiano tradicionalmente utilizado en las bodegas, una vez finalizada la fermentación maloláctica, para eliminar levaduras y bacterias que no son deseables en etapas posteriores. Según algunos autores, la adición de SO 2 no afecta a la formación de aminas biógenas durante fermentación alcoholica. Estudios realizados a lo largo de la elaboración industrial del vino indicaron que la adición de SO 2 a vinos tintos, a las concentraciones admitidas para reducir la población 5

5 autolisis de las levaduras favorece el crecimiento y la actividad de bacterias lácticas debido a la liberación de vitaminas y compuestos nitrógenados de mayor tamaño. Las bacterias lácticas pueden hidrolizar y metabolizar las proteínas y los péptidos y utilizar los aminoácidos liberados como nutrientes y fuentes de energía. Estos aminoácidos pueden incluir los precursores de aminas biógenas. La levadura y las heces bacterianas pueden ser también fuente de bacterias con enzimas decarboxilasas, potencialmente productoras de aminas. De hecho, el primer gen de una enzima ornitina descarboxilasa, en una bacteria láctica de origen enológico, fue aislado de heces de vino (Figura 2). Productos y prácticas enológicas Durante fermentación alcohólica, la extensión de maceración es el primer factor que afecta la extracción de algunos compuestos presentes en la piel u hollejo de la uva, especialmente los compuestos fenólicos, que son responsables del color de vino. Sin embargo, la maceración afecta a la extracción no sólo de los polifenoles sino también de otros componentes de uva, como las proteínas, los polisacáridos y además, los aminoácidos, que son los precursores de aminas biógenas. La mayoría de los vinos tintos experimentan la fermentación alcohólica en contacto con la piel de las uvas. Una maceración prolongada, después de la fermentación alcohólica, a baja temperatura, es otra opción frecuentemente empleada para extender el período de extracción. Las enzimas pectolíticas comerciales son usadas con frecuencia en la vinificación para aumentar la extracción de compuestos, facilitando las operaciones de prensado y clarificado, dando mayor limpidez a mostos y vinos. En algunos casos con su utilización se espera una mejor extracción de compuestos fenólicos y del aroma. Sin embargo, es conocido que estos preparados comerciales pueden dar lugar a algunas actividades enzimáticas secundarias y en ocasiones no deseables en los vinos. Entre otras actividades, se ha mencionado una importante actividad proteolítica que conduce a un aumento de la concentración de los aminoácidos. Con el objetivo de conocer en profundidad qué variables y factores tecnológicos están implicados en la concentración de aminas biógenas, se han elaborado 55 lotes distintos de vinos tintos mediante distintas tecnologías, habitualmente empleadas en las bodegas. Además de estudiar los cambios producidos en la concentración de aminas debidos a la bodega elaboradora y al año de vendimia, también se consideraron las siguientes variables: utilización de enzimas pectolíticas, tipo de depósito empleado para la fermentación maloláctica (acero inoxidable o barrica de roble), inoculación con preparados bacterianos comerciales, permanencia de los vinos con lías, y duración e intensidad de la maceración (Tablas 1 y 2). Para estudiar conjuntamente los efectos de los diferentes procesos tecnológicos empleados durante el proceso de vinificación en la concentración de aminas biógenas de los vinos analizados, se aplicó un análisis de varianza multifactorial. Se han encontrado diferencias significativas en los niveles de aminas biógenas, dependiendo de la bodega elaboradora y especialmente en función del año de vendimia. Además, entre los factores y prácticas enológicas estudiados, se ha comprobado que la utilización de enzimas pectolíticas no parece influir en la concentración de aminas biógenas de los vinos. La permanencia prolongada del vino con las lías influye en la concentración de aminoácidos y favorece la producción de aminas, mientras que las maceraciones intensas y prolongadas en el tiempo dan lugar a vinos con mayores contenidos en histamina, tiramina, putrescina y cadaverina. Por otro lado, la maceración, y en particular, la extracción de polifenoles de la uva, pueden reaccionar con aminoácidos y dar lugar a menores niveles de aminas biógenas en el vino, en algunos casos. 4

6 bacteriana, previene la formación de aminas biógenas durante el envejecimiento y crianza del vino. Estas conclusiones alientan a que la adición de SO 2, se haga inmediatamente después de la degradación del ácido málico, para eliminar lo más rápidamente posible las bacterias lácticas y prevenir así la formación de aminas biógenas. Por otro lado, en diferentes estudios, se ha observado un aumento en la histamina después de finalizar la fermentación maloláctica y durante el envejecimiento del vino, lo que indica que la adición de sulfuroso tras la fermentación maloláctica no detiene completamente las reacciones enzimáticas llevadas a cabo por las bacterias, entre ellas la descarboxilación de los aminoácidos. También, debido a los elevados valores de ph de muchos vinos, el uso de SO 2 es menos efectivo y de ahí que, en algunos casos, la concentración de aminas puede aumentar en vinos sulfitados durante el envejecimiento. De hecho, diferentes estudios han mostrado que vinos tintos con elevados contenidos en histamina (> 10 mg/l) se caracterizan por valores del ph por encima de 3,7. La lisozima es una enzima que puede causar lisis de las paredes de la célula de bacterias Gram-positivas, incluidas las bacterias lácticas del vino. La lisozima mantiene su actividad en vinos con altos valores de ph, por lo que puede ser utilizada con éxito para retardar o inhibir el crecimiento de bacterias lácticas, especialmente cuando se usa en combinación con SO 2, por lo que, en determinados vinos, puede resultar de interés para controlar la formación de aminas por bacterias indeseables. Generalmente, la mayor parte de los estudios de la bibliografía coinciden en que durante la conservación del vino, la concentración de aminas biógenas sufre ligeras variaciones, observándose una ligera disminución o estabilización de estos compuestos. Las aminas biógenas pueden ser degradadas a otros compuestos, por enzimas de tipo oxidasa que pueden estar presentes en algunas bacterias. Otros factores del envejecimiento del vino pueden ejercer también un importante papel en la acumulación de aminas biógenas. Entre otros, la filtración del vino empleando diatomeas, puede adsorber aminoácidos y proteínas catiónicas en su superficie, afectando a la evolución del contenido de aminas biógenas durante el envejecimiento. Por otro lado, el empleo de distintos clarificantes y coadyuvantes enológicos, especialmente bentonita y polivinilpirrolidona (PVPP), entre otros, a las dosis empleadas durante la vinificación, afecta a la concentración final de aminas, ya que estos tratamientos tienen capacidad de adsorber determinadas aminas biógenas. También, se ha comprobado que el tipo de roble empleado en la elaboración de la barrica (Americano, Francés, etc.) en la que envejece el vino, no tiene influencia en la acumulación de aminas biógenas en el producto final. Sin embargo, el tipo de contenedor utilizado para la fermentación maloláctica parece influir en el contenido final de aminas biógenas. Concentraciones medias de histamina significativamente superiores fueron detectadas en vinos que realizaron la fermentación maloláctica en depósitos de acero inoxidable, en comparación con los que este proceso tuvo lugar en barricas de roble, lo que sugiere que los componentes de la madera, principalmente los compuestos fenólicos, pueden influir en la producción de aminas biógenas por bacterias lácticas. Curiosamente, también se ha comprobado que algunas técnicas de envejecimiento alternativas, basadas en el empleo de trozos de madera (o chips) o taninos enológicos, puede influir, dependiendo del producto y de la dosis, reduciendo el contenido en aminas biógenas del vino. Otro aspecto relevante y significativo desde el punto de vista tecnológico, ha constituido el estudio de la presencia de aminas biógenas y su relación con la ecología y diversidad de bacterias lácticas durante la elaboración industrial de vinos de crianza biológica procedentes de diferentes bodegas españolas. Las concentraciones de aminas biógenas 6

7 detectadas en los vinos de crianza biológica analizados han sido bajas, especialmente si se compara con otros tipos de vinos, como es el caso de los vinos tintos, lo que puede ser debido a los bajos niveles de aminoácidos detectados en los vinos durante la crianza biológica. Aunque se ha detectado una baja incidencia y población de bacterias lácticas, la contribución metabólica de las mismas a la calidad de los vinos fue evidente, contribuyendo no sólo a la degradación del ácido málico de los mismos, sino también a la producción de aminas biógenas. Por último, recientemente, se han realizado estudios encaminados a evaluar los cambios en la concentración de aminas biógenas durante la elaboración y envejecimiento con las levaduras de vinos espumosos, considerando diferentes variables, como son la cepa de levadura empleada para la segunda fermentación, el tipo de vinificación, y el tiempo de envejecimiento con las levaduras. En general, las aminas que se detectaron en mayor concentración en los vinos estudiados fueron la putrescina y la espermidina, seguidas de la histamina y la tiramina. Se encontraron variaciones en la concentración alcanzada de estos compuestos dependiendo de la tecnología empleada, especialmente la realización o no de fermentación maloláctica. CONCLUSIONES Como hemos visto la formación de aminas biógenas en el vino es un proceso complejo en el que intervienen diversos factores, principalmente relacionados con las condiciones de la vinificación empleadas en las bodegas, y algunos factores ambientales. La presencia de aminas biógenas en el vino merece un interés especial por parte los productores, que tienen que ser conscientes del impacto de las prácticas y condiciones que aplican durante la elaboración de sus vinos en la formación de estos compuestos. Es evidente que la industria del vino debe fomentar un mejor conocimiento de la composición química y diversidad microbiana de los productos que comercializa, y por otra parte, debe planificar y optimizar los procesos tecnológicos, no solo en función de la calidad organoléptica del vino, sino también respetando las demandas de los consumidores y de la Administración, en relación a la calidad y seguridad alimentaria. En esta apuesta, la relación entre el enólogo y el investigador se hace cada vez más necesaria. Bibliografía Alcaide-Hidalgo J.; Moreno-Arribas, M.V; Martín-Álvarez, P.J.; Polo, M.C Influence of malolactic fermentation, postfermentative treatments and ageing with lees on nitrogen compounds of red wines. Food Chem., 103: Alcaide-Hidalgo J.; Moreno-Arribas, M.V.; Polo, M.C.; Pueyo, E Partial characterization of peptides from red wines. Changes during malolactic fermentation and aging with lees. Food Chem. (en prensa, doi: /j.foodchem ) Arena, M., Manca de Nadra, M.C Biogenic amine production by Lactobacillus. J. Appl. Microbiol. 90:

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11 Tabla 1. Valores medios y desviación estándar (SD) de la concentración de aminas biógenas (mg/l) de vinos en dos vendimias distintas, no inoculados (0) e inoculados con cultivos malolácticos comerciales (1) Vendimia Inóculo (n=117) (n=107) (n=193) (n=31) Media SD Media SD Media SD Media SD Aminas: Histamina 8,7 6,8 * 2,4 3,2 7,8 5,8 * 0,6 2,6 Metilamina 1,4 1,2 * 0,5 0,5 1,0 1,0 0,7 1,0 Etilamina 3,3 2,0 * 0,6 0,6 2,1 2,0 1,8 2,2 Tiramina 3,2 5,6 * 1,2 2,2 2,6 4,7 * 0,0 0,0 Feniletilamina 3,6 3,6 2,6 1,5 3,0 3,8 3,7 4,0 Putrescina 12,0 13,7 * 3,9 4,8 10,7 11,1 * 1,9 5,4 Cadaverina 1,8 4,1 2,3 2,2 2,3 3,5 * 0,6 1,2 * = diferencias significativas entre los 2 valores medios, P<0.05 Tabla 2. Valores medios y desviación estándar (SD) de la concentración de aminas biógenas (mg/l) de los vinos que han realizado la fermentación maloláctica sin (0) o con lías (1), que se han m acerado durante menos (1) ó más de 10 días (2), y con una menor (1) ó mayor (2) intensidad de maceración Lías Duración de la maceración Intensidad de la maceración (n=159) (n=65) (n=123) (n=62) (n=131) (n=93) Media SD Media SD Media SD Media SD Media SD Media SD Aminas: Histamina 4,9 6,1 * 10,3 4,3 2,8 5,4 * 6,5 5,4 2,5 4,5 * 7,3 6,1 Metilamina 1,0 1,1 1,0 0,8 0,7 0,9 1,3 1,1 0,7 0,9 1,3 1,1 Etilamina 2,3 2,2 1,3 1,1 1,9 2,1 2,1 1,9 2,0 2,2 2,1 1,7 Tiramina 2,8 5,0 * 4,1 2,1 1,2 3,4 * 3,5 5,2 0,9 2,8 * 4,1 5,5 Feniletilamina 3,3 4,0 3,7 3,2 3,0 3,6 3,3 4,1 3,2 4,1 3,0 3,5 Putrescina 4,6 8,9 * 13,5 8,4 2,2 4,2 * 10,8 6,8 4,8 8,6 * 12,9 12,8 Cadaverina 1,9 3,7 2,3 2,5 1,5 3,0 * 2,6 3,8 1,0 1,9 * 3,5 4,3 * = diferencias significativas entre los 2 valores medios, P<

12 Box & Whisker Plot: ±1.96*Standard Error ±1.00*Standard Error Mean HISTAMINA 6 4 TIRAMINA Box & Whisker Plot: ±1.96*Standard Error ±1.00*Standard Error Mean ETAPA de la elaboración ETAPA de la elaboración Figura 1. Gráfico de Box-Whisker Plot de la evolución de la concentración de histamina y tiramina (mg/l) durante la elaboración industrial de vinos tintos 1: depués de la fermentación alcohólica; 2: durante la FML; 3: después de la FML; 4: después de la FML y adición de SO 2 ; 5; después de 6 meses de envejecimiento en barrica; 6: después de 12 meses de envejecimiento (6 meses en barrica y otros 6 en botella) 0 2,5 5 7, ,5 14 odc IS1165 Permeasa IS Ornitina Proteina descarboxilasa desconocida PotE IS1165 Proteina desconocida Figura 2. Localización del gen odc en O. oeni aislada de lías de fermentación 12

13 Resumen. Las aminas biógenas son compuestos nitrogenados de bajo peso molecular presentes en la mayoría de los alimentos fermentados, incluido el vino. Estas aminas tiene un origen biológico y en concentraciones bajas resultan esenciales para las funciones metabólicas y fisiológicas de animales, plantas, y microorganismos. Sin embargo, en concentraciones altas y en individuos sensibles, pueden tener efectos adversos sobre el organismo por lo que representan un riesgo para la salud. Varios países han impuesto límites para la histamina en los alimentos y en el vino. Este hecho ya ha empezado a amenazar las transacciones comerciales de la exportación y puede llegar a ser más grave en el futuro próximo, especialmente en la industria competitiva actual. Las aminas más frecuentemente detectadas en vinos, incluyen la histamina, tiramina, putrescina, cadaverina y feniletilamina, que se producen a partir de los aminoácidos histidina, tirosina, ornitina, lisina y fenilalanina, respectivamente. En el vino, las aminas biógenas se producen, principalmente, por decarboxilación microbiana del correspondiente aminoácido precursor, considerándose que las bacterias lácticas son los principales agentes responsables. En la mayor parte de los casos, es responsabilidad de los elaboradores y equipos técnicos a cargo de la elaboración del vino, controlar la producción de aminas biógenas en los vinos que comercializan, ejerciendo un buen control de los factores que influyen en su formación. La producción de aminas biógenas en vinos, puede verse influida, entre otros, por la presencia de aminoácidos precursores, el tiempo del contacto entre la piel de la uva y el vino durante los procesos de maceración, el contacto del vino con las lías, la presencia de determinados nutrientes microbianos, el ph del vino y los niveles de etanol, la adición de SO 2 y la composición de polifenoles del vino. La inoculación con cultivos iniciadores malolácticos que no poseen los genes responsables de la producción de actividades enzimáticas, puede inhibir el crecimiento y la actividad de bacterias endógenas positivas y, por tanto, controlar la producción de aminas biógenas durante la elaboración industrial del vino. Summary. Biogenic amines are nitrogenous compounds of low molecular weight found in most fermented foods, including wine. These biologically produced amines are essential at low concentrations for normal metabolic and physiological functions in animals, plants, and microorganisms. However, biogenic amines can have adverse effects at high concentrations and pose a health risk for sensitive individuals. A number of countries have implemented upper limits for histamine in food and wine. This development has already started to threaten commercial export transactions and may become more serious in the near future, especially in the competitive industry of today. The most important biogenic amines in wine include histamine, tyramine, putrescine, cadaverine and phenylethylamine which are produced from the amino acids histidine, tyrosine, ornithine, lysine and phenylalanine, respectively. Biogenic amines are mainly produced in wine by microbial decarboxylation of the corresponding precursor amino acid. Wine lactic acid bacteria are widely accepted as the main causative agents. In most of the cases, is responsibility of the manufacturers and winemaking teams, to control the production of biogenic amines in wines, exercising a good control of the factors that would be able to influence in their formation. Biogenic amine production could be influenced amongst others, by the presence of precursor amino acids, the time of contact between juice or wine and grape skins, the contact between wine and yeast lees, the presence of microbial nutrients, wine ph and ethanol levels, sulphite and the phenolic composition of the wine. Inoculation with commercial malolactic starter cultures that no posses the relevant decarboxylase genes may inhibit the growth and activity of decarboxylase positive endogenous bacteria and as such control the production of biogenic amines in wine. 13