EFECTO DE DIFERENTES TÉCNICAS ENOLÓGICAS EN LA EXTRACCIÓN DE TANINOS DURANTE EL PROCESO DE MACERACIÓN DE UVAS MONASTRELL

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1 EFECTO DE DIFERENTES TÉCNICAS ENOLÓGICAS EN LA EXTRACCIÓN DE TANINOS DURANTE EL PROCESO DE MACERACIÓN DE UVAS MONASTRELL Busse-Valverde, N.; Jiménez-Pascual, E.; Gómez-Plaza, E.*; López-Roca, J.M.; Bautista-Ortín, A.B. Departamento de Tecnología de Alimentos, Nutrición y Bromatología, Facultad de Veterinaria, Universidad de Murcia, Campus de Espinardo, 30071, Murcia. * encarnag@um.es, tel , fax RESUMEN Hasta la fecha, la influencia de la aplicación de diferentes técnicas enológicas sobre los antocianos y el color de los vinos tintos ha sido ampliamente estudiada, pero menos atención ha sido puesta sobre el posible efecto de estos tratamientos en la extracción de taninos de los hollejos y semillas al vino. En este trabajo se ha estudiado el efecto de diferentes técnicas enológicas (maceración prefermentativa en frío, congelación de las bayas con nieve carbónica y la utilización de enzimas de maceración) sobre la concentración y composición de los taninos durante el proceso de maceración fermentativa de uvas Monastrell. Los resultados obtenidos muestran que el uso de estos diferentes tratamientos puede ser una herramienta interesante para incrementar el contenido de taninos en los vinos o cambiar la composición de éstos, pero también muestran que el efecto de algunas técnicas, como la maceración prefermentativa en frío a baja temperatura sobre los taninos es diferente a lo tradicionalmente aceptado, ya que, aunque habitualmente ha sido utilizada para incrementar la concentración de antocianos y taninos de los hollejos y limitar la extracción de polifenoles de las semilla, nuestros resultados muestran una muy importante extracción de taninos de semillas con la utilización de esta técnica. PALABRAS CLAVE: taninos, vino, uva, maceración, técnicas enológicas. ABSTRACT 1

2 Up to date, the influence of different enological techniques on the anthocyanins and color of red wine has been widely studied, however, less attention has been paid to the effect that these treatments may have on the tannin extraction from skins and seeds into the wine. In this study, the effect of different enological practices, such as cold soak, must freezing with dry ice and maceration enzymes, on the evolution of the concentration and composition of tannins during the fermentative maceration of Monastrell grapes has been studied. The results obtained have shown that the use of these different treatments may be an interesting tool to increase the tannin content of Monastrell wines or to change the tannin composition. Moreover, we have also demonstrated that the effect of some techniques, such as cold soak, on tannins is contrary to expectations, since, although this technique has been commonly used to increase the extraction of anthocyanins and tannins from skins and to limit the extraction of polyphenols from seeds, our results show a very important extraction of tannins from seeds with the use of this technique. KEYWORDS: tannins, grape, wine, maceration, enological techniques INTRODUCCIÓN Los taninos son compuestos importantes para la calidad del vino tinto, ya que participan en las sensaciones de astringencia y amargor (Gawel, 1998; Vidal et al., 2003) y en la estabilización del color (Cheynier et al., 2006). Estas sensaciones dependen del grado medio de polimerización de los taninos, es decir, del tamaño medio de estos compuestos, y especialmente de la composición de los mismos, de tal manera que la astringencia es mayor al incrementarse el grado medio de polimerización y, sobre todo, el porcentaje de galoilación de los taninos (Llaudy et al., 2004). En cambio, la presencia de unidades de epigalocatequina en los taninos parece disminuir esta percepción en el vino (Vidal et al., 2003; Fernández et al., 2007). Los taninos se encuentran localizados en los hollejos y semillas de la uva. Las semillas contienen mayor concentración de taninos que los hollejos y mayor proporción de unidades galoiladas (Labarbe et al., 1999; Prieur et al., 1984), mientras que los taninos de los holle jos contienen subunidades de epigalocatequina en su estructura (Labarbe et al., 1999; Souquet et al., 1996) y presentan mayor grado de polimerización que los taninos de las semillas (Cheynier et al., 1997; Moutounet et al., 1996). Por ello, los taninos de los hollejos se han considerado organolépticamente mejores que los taninos de las semillas y el objetivo del uso diferentes técnicas enológicas es ayudar a modular la proporción de compuestos fenólicos de hollejos (antocianos y taninos principalmente) y semillas (taninos) en los vinos. Varias técnicas han sido desarrolladas con este fin. Entre las propuestas para ayudar a liberar los compuestos fenólicos de los hollejos de la uva se encuentra el uso de bajas temperaturas antes de fermentación. El empleo de las bajas temperaturas prefermentativas ha sido diseñado para 2

3 mejorar las extracción de antocianos, taninos y aromas de la piel de la uva al vino (Delteil, 2004; Álvarez et al., 2006), ya que la maceración prefermentativa se produce en ausencia de alcohol, y por tanto no es de esperar una importante extracción de polifenoles de semillas. La congelación del mosto, principalmente utilizando hielo seco o nieve carbónica también ha sido propuesta como una herramienta interesante, ya que la congelación incrementa el volumen del líquido intracelular produciendo una desorganización de las paredes celulares de la baya, favoreciendo la liberación de compuestos fenólicos al medio. La ventaja de utilizar el dióxido de carbono en estado sólido es que al sublimarse va a proteger a las bayas de la actuación del oxígeno antes del proceso de fermentación (Sacchi et al., 2005). Otra de estas técnicas es el uso de enzimas de maceración. El efecto de estos enzimas sobre los antocianos y el color de los vinos tintos ha sido ampliamente estudiado, aunque a veces los resultados han sido contradictorios. Así, algunos estudios han encontrado que los enzimas de maceración pueden no producir ningún beneficio o incluso causar una disminución en el contenido de antocianos y en el color del vino (Wightman y Wrolstad, 1995; Wightman et al., 1997); en cambio, en otros, si que se ha observado una acción clara de éstos en la extracción de antocianos y el color del vino (Canal-Llaubères y Pouns, 2002; Pardo et al., 1999; Revilla y Gonzalez-Sanjose, 2002; Watson et al., 1999; Bautista-Ortín et al., 2005).Mucha menos atención ha sido puesta sobre su posible papel en la extracción de taninos, aunque un cierto incremento ha sido detectado en algunos estudios (Bautista - Ortín et al., 2005, Romero-Cascales et al., 2008; Gil-Muñoz et al., 2009; Ducasse et al., 2010), asociado a una mayor degradación de las paredes celulares del hollejo. El objetivo de este estudio es conocer el efecto de estas técnicas enológicas (maceración prefermentativa en frío, congelación con nieve carbónica y utilización de enzimas de maceración) sobre el perfil y el contenido de taninos durante el proceso de maceración de uvas de Monastrell. MATERIALES Y MÉTODOS El material vegetal de estudio han sido uvas de la variedad Monastrell de la vendimia del 2009 cultivadas en secano en una parcela de la D.O. de Jumilla. La uva fue cuidadosamente vendimiada en cajas de 20 kg y llevadas a la bodega para llevar a cabo las distintas elaboraciones. Cuatro vinificaciones fueron realizadas: una vinificación control (VC), una vinificación con una previa adición de nieve carbónica después del estrujado (100kg por depósito), la cual mantuvo la pasta congelada durante 2 días antes de la adición de levaduras (VCO2), una vinificación con una previa maceración prefermentativa a 10ºC durante 10 días (VMPF) y otra vinificación con adición de un enzima comercial después del estrujado (VE, Enzym vintage, Agrovin S.A., España, 5g/100kg de uva). Todas las vinificaciones fueron realizadas en depósitos de 100 litros y por triplicado, a partir de 90 kg de uva. La uva fue previamente despalillada, estrujada y sulfitada con una dosis de 8 g de SO2 por cada 100 Kg de uva. La acidez total fue corregida a 5,5 g/l. La levadura de fermentación 3

4 utilizada fue Levuline GALA (Oenofrane, Francia) con una dosis de 10 g/100kg de uva y el tiempo de maceración fue de 10 días. La fermentación se realizó a 25ºC. Durante el proceso de maceración se realizaron dos remontados diarios para favorecer el proceso de oxigenación y de extracción de compuestos fenólicos y se procedió a la recogida de muestras a los 2, 6 y 10 días de maceración para la realización de los análisis de taninos. Las muestras de mosto-vino fueron preparadas siguiendo el método propuesto por Pastor del Río et al. (2006) y la concentración y composición de los taninos fueron determinados utilizando el método de la fluoroglucinolisis descrito por Kennedy y Jones (2001) con algunas modificaciones. Este método está basado en la ruptura de los enlaces interflavánicos en medio ácido y en presencia de un agente nucleofílico (fluoroglucinol), seguido de un análisis por cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) de los productos de reacción según el método propuesto por Busse-Valverde et al. (2010). El cálculo de la proporción de taninos procedentes de los hollejos y semillas extraídos durante el proceso de vinificación fueron determinados según el método descrito por Peyrot des Gachons y Kennedy (2003), teniendo en cuanta la composición tánica de la uva de partida previamente realizada por Busse-Valverde et al. (2010). RESULTADOS La Figura 1 muestra la evolución del contenido de taninos totales y su composición durante el proceso de maceración fermentativo. En ella se puede observar que la maceración prefermentativa en frío consigue extraer una importante concentración de taninos totales (Figura 1A) durante la etapa en ausencia de alcohol (alto valor de taninos en el primer día de muestreo, día 2 de maceración fermentativa). Casassa et al. (2007) trabajando con uvas de Merlot y Cuénat et al. (1996) con uvas de Pinot Noir también observaron una cierta extracción de los polifenoles totales al finalizar la etapa prefermetativa. Otros autores también han constatado una extracción de taninos tras 4 y 10 días de maceración prefermentativa a baja temperatura en ausencia de alcohol (Peyrot des Gachons and Kennedy, 2003) y en otra experiencia con 2 y 4 días (Sampaio et al., 2007), pero los valores encontrados por estos autores son inferiores a los encontrados por nosotros. Con el avance del proceso de maceración, los valores de taninos siguen incrementándose en esta vinificación hasta el día 6, para después mantenerse estables. El resto de vinificaciones muestran valores de taninos totales mucho más bajos al inicio de la maceración fermentativa, no observándose, además, diferencias entre los tratamientos respecto al testigo. En estas vinificaciones, el contenido de taninos va aumentado durante todo el proceso de maceración, aunque este aumento es más ralentizado en los últimos días del mismo. Al final del proceso de maceración, las concentraciones de taninos totales se encuentran en el rango encontrado por otros autores (Cerpa-Calderón et al., 2008; Sampaio et al., 2007). En este momento, la vinificación tratada con un enzima de maceración presenta valores de taninos similares a los obtenidos con la aplicación de la maceración prefermetativa en frío. Varios estudios también han 4

5 obtenido un mayor contenido de taninos con la aplicación de enzimas, atribuido siempre a una mayor degradación de las paredes celulares del hollejo de la uva. Así, los trabajos de Bautista -Ortín et al. (2005) con vinos de Monastrell de la vendimia de 2002 también constataron un efecto claro de los enzimas sobre el contenido de taninos. Mas tarde, Ducasse et al. (2010) también observaron mayores concentraciones de estos compuestos en vinos de Merlot tratados con enzimas de maceración. El uso de nieve carbónica después del estrujado, que mantiene la pasta congelada durante unas 48 horas, también tiene un efecto positivo sobre la extractabilidad de taninos totales respecto a la vinificación testigo. Parenti et al. (2004) también observaron un incremento en el contenido de fenoles totales y flavonoides en el vino cuando se utilizó nieve carbónica en la etapa prefermentativa y lo mismo observaron Álvarez et al. (2005), que también encontraron un cierto efecto positivo de la maceración prefermentativa con nieve carbónica en la concentración y polimerización de los taninos y el color y estabilidad en vinos de Monastrell. El grado medio de polimerización (GPm, Figura 1B), que nos da información acerca del tamaño medio de los taninos, muestra, en general, una evolución diferente entre la vinificación con aplicación de maceración prefermentativa en frío respecto a los demás tratamientos y la vinificación testigo, así, mientras que el GPm para la vinificación VMPF disminuye ligeramente, para las demás vinificaciones se incrementa. Con la aplicación de la maceración prefermentativa en frío, los taninos muestran al inicio de la maceración fermentativa un alto valor del GPm (entorno a 9), siendo superior al presentando por las demás vinificaciones. Esto es debido, como se puede observar en la Figura 1C, a una extracción muy importante durante la etapa prefermentativa en ausencia de alcohol de taninos del hollejo. Una alta extracción de taninos de las pieles de la uva también fue encontrada por Peyrot de Gayons y Kennedy (2003) al inicio de la maceración fermentativa en una experiencia similar (entorno al 87% respecto al contenido de taninos totales). Con el incremento del contenido de alcohol durante la maceración fermentativa, el GPm disminuye ligeramente, debido posiblemente a una mayor extracción de los taninos de las semillas durante esta etapa, los cuales presentan un menor GPm. Esto queda corroborado con los resultados observados en la Figura 1D, que muestra como la concentración de taninos procedentes de semilla es muy alta en esta vinificación. Estos resultados nos hacen pensar que la maceración prefermentativa en frío también tiene un cierto efecto sobre la estructura de las semillas, y que junto con la ayuda del etanol, consigue una mayor difusión de los taninos presentes en ellas. Esto es importante que sea tenido en cuenta ya que esta técnica se utiliza normalmente para favorecer la extracción de taninos de las pieles frente a las de las semillas. Con la adición del enzima, los taninos inicialmente presentan un grado de polimerización similar a los de la vinificación testigo, pero con el avance del proceso macerativo, el GPm se incrementa, ya que el enzima parece conseguir extraer más taninos de mayor peso molecular, fundamentalmente del hollejo, que los que se extraen con las vinificaciones testigo y con nieve carbónica, alcanzando el día 6 de maceración valores de GPm similares a los presentados por la vinificación VMPF en este mismo día. A partir de este momento, el GPm desciende, debido a una 5

6 mayor liberación de taninos de las semillas al incrementarse el contenido de alcohol en el medio. Ducasse et al. (2010) también encontraron valores del grado de polimerización ligeramente mayores en vinos de Merlot tratados con enzimas. Con la aplicación de la nieve carbónica, los taninos inicialmente presentan el menor grado de polimerización comparados con las demás vinificaciones, pero durante la maceración, éste se incrementa hasta el final del proceso, terminando con el valor más alto. Esto puede ser debido a la degradación de la estructura de la piel de la uva provocada por la congelación, que favorece la liberación de taninos de alto peso molecular. El trabajo de Fournand et al. (2006) también constata que los taninos de bajo grado medio de polimerización del hollejo son más rápidamente extraídos que los de mayor grado medio de polimerización, de ahí que el grado de polimerización incremente con el avance del proceso de maceración si el tipo de vinificación lo favorece. Aunque además del tamaño, las propiedades químicas de los taninos, tales como la hidrofobicidad y el número de grupos hidroxilo presentes en los mismos, también pueden influir en su cinética de extracción. Así, los taninos de mayor hidrofobicidad y mayor número de grupos hidroxilo, indicativo de un mayor GPm, podrían estar más fuertemente enlazados a otros compuestos en la uva (Koyama et al., 2007) siendo libera dos en el mosto-vino más tarde con la ayuda del incremento de etanol. La concentración de taninos procedentes de los hollejos y semillas durante el proceso de vinificación fueron determinados, utilizando para ello la proporción relativa de (-)-epigalocatequina de extensión presente en los taninos del vino con su subunidad correspondiente en la uva (Peyrot des Gachons y Kennedy, 2003). Al comparar la evolución de la concentración de taninos procedentes de las semillas respecto a la de los hollejos, se observa claramente que la cinética de extracción de los taninos de las semillas es más lenta que la de los hollejos (Figura 1C y 1D). Esto puede ser debido a diferencias en la estructura de los tejidos entre hollejos y semillas de la uva. Llaudy et al. (2008) también encontraron que los taninos de los hollejos eran más rápidamente extraídos durante la maceración que los de las semillas. Además, estos mismos autores observaron que la extracción de taninos de los hollejos se estabilizaba después de 4 o 5 días de m aceración, mientras que la extracción de semillas continuaba durante más tiempo. Tal y como se ha comentado previamente, es de destacar el gran incremento en taninos de semilla que experimenta la vinificación VMPF durante la fermentación. Esto parece poner de manifiesto que el proceso de remojado en un medio no alcohólico que sufren las semillas durante los 10 días de maceración prefermentativa a baja temperatura no provoca en ese momento una extracción estos taninos pero si que prepara a las semillas para que estas liberen sus taninos cuando el alcohol aparece en el medio. La Figura 1C también muestra como todos los tratamientos incrementan la concentración de taninos de pieles con respecto a la encontrada en la vinificación testigo. Los resultados obtenidos muestran que las técnicas enológicas pueden ser una herramienta muy interesante para conseguir incrementar el contenido de taninos y estructura de los vinos y también para modificar el perfil tánico, si es necesario. Además, la maceración prefermenta tiva en frío, que hasta la fecha es utilizada por los enólogos para evitar el paso al vino de taninos muy verdes, sobre 6

7 todo de las semillas, cuando las uvas no han alcanzado el grado de madurez suficiente, puede tener un efecto contrario, ya que dicha técnica favorece una mayor extracción de estos compuestos, tanto de las pieles como de las semillas. BIBLIOGRAFÍA Álvarez, I.; Aleixandre, J.L.; García, M.J.; Lizama, V. (2006). Impact of prefermentative maceration on the phenolic and volatile compounds in Monastrell red wines. Anal. Chim. Acta. 563, Bautista-Ortín, A.B.; Martínez-Cutillas, A.; Ros-García, J.M.; López-Roca, J.M.; Gómez-Plaza, E. (2005). Improving colour extraction and stability in red wines: the use of maceration enzymes and enological tannins. Int. J. Food Sci. Tech. 40, Busse-Valverde, N.; Gomez-Plaza, E.; López-Roca, J.M.; Gil-Muñoz, R.; Fernández-Fernández, J.I.; Bautista-Ortín, A.B. (2010). The effect of different enological practices on skin and seed proanthocyanidins in three varietal wines. J. Agric. Food Chem. 58, Canal-Llaubères, R. M.; Pouns, J. P. (2002). Les enzymes de maceration en vinification en rouge. Influence d'une nouvelle preparation sur la composition des vins. Rev. Œnol. 104, Casassa, F.; Sari, S.; Avagnina de Del Monte, S.; Díaz-Sambueza, M.; Jofré, V.; Fanzone, M.; Catania, C. (2007). Influencia de dos técnicas de maceración sobre la composición polifenólica, aromática y las características organolépticas de vinos cv. Merlot. Viticultura & Enología Profesional. 109, Cerpa-Calderón, F.K. ; Kennedy, J.A. (2008). Berry integrity and extraction of skin and seed proanthocyanidins during red wine fermentation. J. Agric. Food Chem. 56,

8 Cheynier, V.; Dueñas, M.; Salas, E.; Maury, C.; Souquet, J.; Sarni-Manchado, P.; Fulcrand, H. (2006). Structure and properties of wine pigments and tannins. Am. J. Enol. Vitic. 57, Cheynier, V.; Prieur, C.; Guyot, S.; Rigaud, J.; Moutounet, M. (1997). The structures of tannins in grapes and wines and their interaction with proteins. In Wine; nutritional and therapeutic benefits; Watkins, T. R., Ed.; ACS Symposium Series 661; American Chemical Society: Washington, DC, Couasnon, M.B. (1999). Une novelle technique. La macération préfermentaire à froid. Extraction á la neige carbonique. 1re partie: Résultats œnologiques. 2e partie: La technologie de la neige carbonique. Rev. Œnol. 92, 26-30, 93, Cuenat,P. ; Lorenzini,F. ; Breguy,C. ; Zuffrerey.E. (1996).La máceration préfermentaire à froid du Pinot noir. Aspects technologuiques et microbiologiques. Reveu Suisse Vitic. Arbo. Hortic. 4, Del Llaudy, M.C.; Canals, R.; Canals, M.J.; Zamora, F. (2008). Influence of ripening stage and maceration length on the contribution of grape skins, seeds, and stems to phenolic composition and astringency in wine-simulated macerations. Eur. Food Res. Technol. 226, Delteil, D. (2004). La macération préfermentaire à froid (MPF) des raisins méditerranéens et rhodaniens. Rev. Œnol. 112, Ducasse, M.A.; Canal-Llauberes, R.M.; de Lumley, M.; Williams, P.; Souquet, J.M.; Fulcrand, H.; Doco, T.; Cheynier, V. (2010). Effect of macerating enzyme treatment on the polyphenol and polysaccharide composition of red wines. Food Chem. 118, Fernández, K., Kennedy, J.A.; Agosin, E. (2007). Characterization of Vitis vinifera L. Cv. Carmérère grape and wine proanthocyanidins. J. Agric. Food Chem. 55, Fournand, D.; Vicens, A.; Sidhoum,L.; Souquet, J. ; Moutounet, M. ; Chaynier, V. (2006). Accumulation and extractability of grape skin tannins and anthocyanins at different advanced physiological stages. J. Agric. Food Chem. 54, Gawel, R. (1998). Red wine astringency: A review. Aust. J. Grape Wine Res. 4, Gil-Muñoz, R.; Moreno-Pérez, A.; Vila-López, R.; Fernández-Fernández, J.; Martínez-Cutillas, A.; Gómez-Plaza, E. (2009). Influence of low temperature prefermentative techniques on chromatic and phenolic characteristics of Syrah and Cabernet Sauvignon wines. Eur. Food Res. Technol. 228, Kennedy, J.A.; Jones, G.P. (2001). Analysis of proanthocyanidin cleavage products following acid - catalysis in the presence of excess phloroglucinol. J. Agric. Food Chem. 49,

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11 Figura 1. Evolución de la concentración de taninos totales, taninos del hollejo y de las semillas y del grado medio de polimerización (GPm) durante el proceso de maceración. Nomenclatura: VC: vino control; VMPF: vino con una previa maceración prefermentativa en frío; VE: vino con adición de un enzima comercial, VCO2: vino con adición de nieve carbónica. 800 A Taninos totales (mg/l) B GPm C Taninos hollejo (mg/l) VC VMPF VE VCO2 D Taninos semillas (mg/l) Días de maceración Días de maceración 11