ESTUDIO DE LA COMPOSICIÓN POLIFENÓLICA DE UVAS Y VINOS DE TEMPRANILLO, GARNACHA Y CABERNET SAUVIGNON A LO LARGO DE TRES AÑADAS

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1 ESTUDIO DE LA COMPOSICIÓN POLIFENÓLICA DE UVAS Y VINOS DE TEMPRANILLO, GARNACHA Y CABERNET SAUVIGNON A LO LARGO DE TRES AÑADAS Navarro M., Arozarena A., Abril I., Vera M., Noriega M.J. y Casp A*. Tecnología de Alimentos Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos Universidad Pública de Navarra Campus Arrosadía s/n, Pamplona acasp@unavarra.es PALABRAS CLAVE: Análisis multivariable, caracterización varietal, variabilidad RESUMEN En este trabajo estudia la composición fenólica de la uva y los vinos de tres variedades distintas, Tempranillo, Garnacha y Cabernet Sauvignon, procedentes en cada caso de dos parcelas de distinto potencial vitícola, y durante un periodo de tres años consecutivos. Los parámetros analizados incluyen medidas generales de color y de composición fenólica (antocianos totales, polifenoles totales, taninos, flavonoides y flavonoides no antociánicos), así como el contenido individualizado en los principales antocianos determinados mediante HPLC. Tras aplicar distintas técnicas estadísticas multivariantes se constata que el perfil antociánico permite caracterizar claramente cada una de las tres variedades estudiadas, observándose muy ligeras diferencias a nivel interanual. Así mismo se detectan algunas pequeñas diferencias entre el perfil determinado en los extractos de color obtenidos a partir de la uva y el determinado en los vinos respectivos. En lo que respecta a la composición cuantitativa global en polifenoles, antocianos, taninos, etc., la diferenciación varietal resulta mucho más complicada. En este caso la variabilidad encontrada entre las muestras hay que asignarla principalmente a la variabilidad interanual determinada por aspectos climatológicos. INTRODUCCIÓN Tradicionalmente los parámetros empleados en el seguimiento de la maduración de la uva, en la definición de la calidad de la uva y en el establecimiento de la fecha de vendimia han sido los relativos a la riqueza en azúcares y a la acidez. En los últimos años ha crecido el interés en el análisis de la composición fenólica de la uva con el objetivo de determinar la llamada madurez polifenólica, concepto poco preciso cuya definición permitiría caracterizar mejor las posibilidades de la uva con respecto a la obtención de vinos de calidad. En este trabajo se presentan los resultados del análisis de diferentes índices y compuestos fenólicos de uva de diferentes variedades tintas y de sus respectivos vinos. 179

2 Se pretende conocer el nivel de correspondencia existente entre la composición observada en el fruto y la obtenida después en el vino. Este estudio se realizó en el marco de un proyecto CDTI llevado a cabo con la bodega Julián Chivite (Navarra). MATERIALES Y MÉTODOS Muestras de Uva Se analizaron un total de 18 muestras de uva, correspondientes a tres variedades (Tempranillo, Garnacha y Cabernet Sauvignon), tres años consecutivos (1999 a 2001), y dos parcelas por variedad de diferente potencial vitivinícola (alto y bajo: A y B, respectivamente) seleccionadas por la propia bodega. Las muestras de uva se tomaron el mismo día de la vendimia. Vinos Todos los vinos se elaboraron siguiendo un método tradicional de elaboración. Se vinificaron en depósitos de acero inoxidable de 400 litros de capacidad, a temperatura controlada entre 24 y 28ºC. Se presentan los datos de 16 vinos debido a que dos vinos de Garnacha resultaron defectuosos. Muestreo de Uva y Preparación de los Extractos Tanto el procedimiento de muestreo como el de extracción de los compuestos fenólicos de la uva están descritos en una publicación previa (Arozarena et al., 2002). El método de muestreo se diseñó de forma que la uva se obtuvo todos los años de las mismas 288 cepas en cada una de las seis parcelas. La extracción de los compuestos fenólicos se realizó sobre las pieles de 100 bayas con un vino sintético como disolvente. Parámetros Analíticos Los parámetros analizados tanto en los vinos como en los extractos de uva son los que aparecen en la tabla 1. Tabla 1. Variables analizadas Variable Código Unidades Método Uva Vino Densidad óptica a 520 nm d520 CEE, 1990 Indice de Polifenoles totales IPT Blouin, 1992 Antocianos totales AnT mg kg baya- 1 mg l- 1 Ribereau y Stonestreet, 1965 Antocianos libres AL mg kg baya- 1 mg l- 1 Arozarena et al., 2002 Polifenoles totales PT mg kg baya- 1 mg l- 1 Singleton y Rossi, 1965 Flavonoides totales FT mg kg baya- 1 mg l- 1 Di Stefano et al., 1989 Proantocianidinas o taninos Tan mg kg baya- 1 mg l- 1 Di Stefano et al., 1989 Determinación de Antocianos Libres (AL) mediante HPLC El análisis cromatográfico de los compuestos antociánicos se realizó tal y como aparece descrito en Arozarena et al. (2002). Se detectó y cuantificó un total de 14 compuestos, si bien en este trabajo se utilizan únicamente los datos de los siete antocianos más representativos, y que están presentes en todas las muestras: los monoglucósidos de delfinidina (Dfg), cianidina (Cyg), petunidina (Ptg), peonidina (Png) y malvidina 180

3 (Mvg), así como los derivados acético y cumárico de éste último (MvAc y MvCu, respectivamente). Análisis Estadístico Se han aplicado dos tipos de análisis estadístico multivariable: análisis cluster y análisis de componentes principales. Los datos de partida fueron los valores medios correspondientes a cada muestra de uva y/o vino en cada una de las variables analíticas. El programa estadísico empleado fue Statgraphics Plus versión 5.1. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Estudio del Perfil Antociánico de las Muestras de Uva y de Vino En las tablas 2 y 3 aparecen los valores medios en los siete compuestos analizados en las muestras de uva y de vino, respectivamente. Los datos presentados corresponden a la composición relativa (%) de los distintos compuestos. A partir del conjunto de datos de ambas tablas se aplicaron dos análisis multivariantes: análisis cluster y análisis de componentes principales. Los resultados derivados de ambos métodos son evidentemente coherentes. En la figura 1 se presenta el dendograma obtenido tras aplicar el método de agrupamiento o cluster. La medida de distancia fue la euclidiana, mientras que el método de agrupamiento fue el del vecino más lejano. Se forzó la formación final de tres grupos. En el eje y aparece representada la distancia mientras que en el eje de ordenadas aparecen las muestras de uva (U) y de vino (V) tal y agrupadas en función de su semejanza en su perfil antociánico. Tabla 2. Composición de la uva en los principales antocianos libres (%) Variedad Año Parcela Dfg Cyg Ptg Png Mvg MvAc MvCu Tempranillo 1999 A Tempranillo 1999 B Tempranillo 2000 A Tempranillo 2000 B Tempranillo 2001 A Tempranillo 2001 B Garnacha 1999 A Garnacha 1999 B Garnacha 2000 A Garnacha 2000 B Garnacha 2001 A Garnacha 2001 B CabernetSauv 1999 A CabernetSauv 1999 B CabernetSauv 2000 A CabernetSauv 2000 B CabernetSauv 2001 A CabernetSauv 2001 B

4 Tabla 3. Composición de los vinos en los principales antocianos libres (%) Variedad Año Parcela Dfg Cyg Ptg Png Mvg MvAc MvCu Tempranillo 1999 A Tempranillo 1999 B Tempranillo 2000 A Tempranillo 2000 B Tempranillo 2001 A Tempranillo 2001 B Garnacha 1999 A Garnacha 1999 B Garnacha 2000 A Garnacha 2001 B CabernetSauv 1999 A CabernetSauv 1999 B CabernetSauv 2000 A CabernetSauv 2000 B CabernetSauv 2001 A CabernetSauv 2001 B Distancia Ga_V Ga_V Ga_V Ga_V Figura 1. Dendograma de las muestras de uva y de vino de acuerdo a su perfil antociánico. Las observaciones se han identificado de acuerdo a la variedad porque éste es claramente el criterio por el que quedan agrupadas. Con la salvedad de dos muestras de Tempranillo, una de Garnacha y otra de Cabernet Sauvignon, los tres grupos formados coinciden básicamente con cada una de las tres variedades. A su vez, dentro de cada grupo, y sobretodo en los casos de Tempranillo y de Cabernet Sauvignon, se observan a su vez dos subgrupos, uno correspondiente a las muestras de uva y el otro a las de vino. En las figuras 2 y 3 se presentan los resultados obtenidos al aplicar un análisis de componentes principales a los mismos datos. Se obtienen tres componentes principales, combinaciones lineales de los siete compuestos antociánicos de partida, que contienen el 90.4% de la varianza total. 182

5 En la figura 2 se representan las variables de partida de acuerdo a su peso en las tres nuevas variables obtenidas, los tres componentes principales. En la figura 3 aparecen representadas las observaciones. Componente 2 (28.4%) Png Mvg Cyg Ptg Dfg MvCu -0.3 MvAc Componente 1 (39.9%) Componente (22.1%) Figura 2. Análisis de componentes principales 1: peso de los compuestos antociánicos en los tres componentes principales. Componente 2 Cabernet (uva) 2.6 Cabernet (vino) 1.6 Garnacha (uva) Garnacha (vino) 0.6 Tempranillo (uva) -0.4 Tempranillo (vino) Componente 1 Componente 3 Figura 3. Análisis de componentes principales 1: distribución de las muestras de uva y de vino de acuerdo a los tres componentes principales. Se observa de nuevo una marcada diferenciación de las muestras de acuerdo a la variedad. La Cabernet Sauvignon se sitúa en la zona inferior izquierda del gráfico merced a su elevado contenido relativo en el derivado acético del monoglucósido de malvidina (MvAc), característica sobradamente conocida y observada en múltiples ocasiones. Las variedades Garnacha y Tempranillo presentan siempre un contenido en derivados acéticos mucho menor que Cabernet Sauvignon u otras variedades afines como Merlot (Arozarena et al., 2000). Las muestras de Garnacha se separan de las de Tempranillo debido a la elevada concentración relativa en los monoglucósidos de peonidina (Png) y de malvidina (Mvg) de los primeros, y al mayor contenido en los monogucósidos de delfinidina (Dfg) y de petunidina (Ptg) de los segundos. 183

6 Si bien se aprecia una correspondencia casi total entre la composición relativa en antocianos de la uva y el vino de cada variedad, se puede observar un segundo nivel de diferenciación. Las muestras de vino se localizan un poco más a la derecha respecto al componente 1 y más hacia abajo respecto al componente 2 que las muestras de uva de la misma variedad. Esto parece debido a que en todos los casos los vinos han presentado mayor concentración relativa en el derivado cumárico de la malvidina (MvCu) que las respectivas muestras de uva. En cualquier caso se constata una vez más que el perfil antociánico es un rasgo característico de cada variedad de uva, que está determinado por la genética y que se ve muy poco modificado por las condiciones climáticas, edafológicas, etc. Estudio de la Composición Fenólica Global de la Uva y del Vino En las tablas 4 y 5 aparecen los valores medios en los siete parámetros analizados en las muestras de uva y de vino, respectivamente. En primer lugar cabe señalar que el método de extracción empleado, consistente en la maceración de las pieles de uva en un vino sintético, da lugar a valores de una magnitud semejante en la uva y el vino en el caso de los antocianos libres y totales libres, pero no en el resto de parámetros. Los valores obtenidos en las muestras de uva son significativamente más bajos que los encontrados en los vinos. Esto se debe posiblemente a dos causas: la primera que en los extractos de pieles no aparece la contribución de las pepitas, y la segunda que el método de extracción no fuera lo suficientemente eficaz en lo que se refiere a los compuestos fenólicos no antociánicos, las proantocianidinas principalmente. Esto obliga a realizar dos análisis de componentes principales distintos, uno para las muestras de uva (figuras 4 y 5) y otro para las de vino (figuras 6 y 7). Tabla 4. Composición fenólica de la uva Variedad Año Parcela IPT d520 AnT AL PT Tan FT Tempranillo 1999 A Tempranillo 1999 B Tempranillo 2000 A Tempranillo 2000 B Tempranillo 2001 A Tempranillo 2001 B Garnacha 1999 A Garnacha 1999 B Garnacha 2000 A Garnacha 2000 B Garnacha 2001 A Garnacha 2001 B CabernetSauv 1999 A CabernetSauv 1999 B CabernetSauv 2000 A CabernetSauv 2000 B CabernetSauv 2001 A CabernetSauv 2001 B

7 Tabla 5. Composición fenólica de los vinos Variedad Año Parcela IPT d520 AnT AL PT Tan FT Tempranillo 1999 A Tempranillo 1999 B Tempranillo 2000 A Tempranillo 2000 B Tempranillo 2001 A Tempranillo 2001 B Garnacha 1999 A Garnacha 1999 B Garnacha 2000 A Garnacha 2001 B CabernetSauv 1999 A CabernetSauv 1999 B CabernetSauv 2000 A CabernetSauv 2000 B CabernetSauv 2001 A CabernetSauv 2001 B Componente 2 (25.6%) 0.74 FT 0.54 PT AL 0.34 AnT 0.14 Tan IPT d Componente 1 (40.3%) Figura 4. Análisis de componentes principales 2: peso de las variables en los dos primeros componentes principales. Componente Componente 1 Figura 5. Análisis de componentes principales 2: distribución de las muestras de uva de acuerdo a los dos primeros componentes 185

8 En ambos casos no es posible agrupar de forma clara las muestras de acuerdo a algún tipo de criterio. El factor que más parece condicionar el contenido en compuestos fenólicos de la uva y de los vinos es el relativo a las condiciones climatológicas, puesto que se observa cierto agrupamiento de las observaciones en función de la añada. Esto es particularmente cierto en el caso de las muestras correspondientes al año Tanto las de uva como las de vino diferencian del resto y se localizan en el extremo positivo del componente principal 1 (figura 5 y 7). Componente 2 (23.5%) d520 AL PT Tan AnT IPT FT Componente 1 (54.1%) Figura 6. Análisis de componentes principales 3: peso de las variables en los dos componentes principales. Componente Componente 1 Figura 7. Análisis de componentes principales 3: distribución de los vinos de acuerdo a los dos componentes Observando los gráficos se puede concluir que la uva y los vinos del año 2001 fueron más ricos en compuestos fenólicos que los vinos de las dos campañas precedentes. No obstante los parámetros que determinan esta diferenciación no son exactamente los mismos en cada caso. En el caso de las muestras de uva cabe destacar las variables antocianos totales, taninos y el índice de polifenoles totales (IPT). En el caso de los vinos, si bien este último parámetro también es importante en la diferenciación interanual de las observaciones, las variables más destacables son polifenoles totales y flavonoides totales. Esto es una muestra de lo difícil que resulta llegar a obtener correlaciones apreciables entre las medidas de color y de composición fenólica 186

9 analizadas en vinos y las mismas medidas determinadas en la uva de la que dichos vinos proceden. CONCLUSIONES En este trabajo se constata que la composición relativa en antocianos libres o perfil antociánico constituye uno de los mejores medios para diferenciar o caracterizar de acuerdo a la variedad tanto la uva como el vino, particularmente cuando el vino es joven y los antocianos libres todavía no han evolucionado hacia pigmentos poliméricos. Por el contrario la variabilidad encontrada al analizar la concentración global de la uva y el vino en distintos compuestos fenólicos no es posible asignarla al factor variedad, sino más bien a los factores de carácter climatológico, puesto que las observaciones tanto de uva como de vino se diferencian principalmente en función de la añada. AGRADECIMIENTOS A la familia Chivite y a todo el personal de las Bodegas Julián Chivite implicado en el desarrollo del proyecto CDTI , en el que se enmarca este trabajo. BIBLIOGRAFIA Arozarena I., Ayestarán B., Cantalejo M.J., Navarro M., Vera M.; Abril,I., Casp A. (2002). Anthocyanin composition of Tempranillo, Garnacha and Cabernet Sauvignon grapes from high an low quality vineyards over two years. Eur Food Res Technol, 214: Arozarena I., Casp A., Marín R., Navarro M. (2000). Differentiation of some Spanish wines according to variety and region, based on their anthocyanin composition. Eur Food Res Technol, 212: Blouin, J. (1992). Techniques d analyses des moûts et de vins. Ed. Bujardin-Salleron, Paris. Di Stefano R., Cravero M.C., Gentilini, N. (1989). Metodi per lo studio dei polifenoli dei vini. L enotecnico, maggio, Ribéreau-Gayon, P. y Stonestreet, E. (1965). Le dosage des anthocyanes dans le vin rouge. Bull. Soc. Chim., 9, Singleton U.L., Rossi J.A. (1965). Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. Am. J. Enol. Vitic., 16, Unión Europea. Reglamento (CEE) nº 2676/90: Métodos de análisis aplicables en el sector del vino. Diario Oficial de las Comunidades Europeas, 2/XIII/