PRODUCTOS ALTERNATIVOS A LA CRIANZA EN BARRICA. III PARTE : EL TOSTADO

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1 CHATONNET, PRODUCTOS ALTERNATIVOS A LA CRIANZA EN BARRICA. 3ª PARTE : EL TOSTADO, PÁG. 1 PRODUCTOS ALTERNATIVOS A LA CRIANZA EN BARRICA. III PARTE : EL TOSTADO Pascal CHATONNET Laboratoire EXCELL, Parc Innolin, MERIGNAC, France Presentado durante el IV Encuentro Enológico: «Crianza en barricas y otras alternativas», Madrid, 20 Marzo 2007, Fundación para la Cultura del Vino (España). A- Influencia de la degradación térmica de la madera sobre la composición y sobre la calidad de los productos alternativos El tostado es una etapa esencial de la fabricación tradicional de las barricas, pero también de los productos alternativos. Este tratamiento permite aumentar la cantidad y la complejidad de las aportaciones de la madera al vino gracias a la aparición de nuevas sustancias volátiles producidas por la degradación térmica de la madera (BOIDRON et al., 1988, CHATONNET et al. 1989). El tostado permite por otro lado eliminar el exceso de taninos y las sustancias amargas que a veces se encuentran presentes en la madera, además de modular la expresión de las notas de madera, a veces excesivas, reduciendo el contenido de γ-lactonas y de otros compuestos de carácter vegetal presentes antes del tostado. 1- Características principales del tostado en una tonelería tradicional El tostado tradicional de la barrica emplea un brasero alimentado por residuos de fabricación. El calor, junto con la humedad, actúa a partir del domado del casco, facilitando el curvado de las duelas al ablandar la lignina. A continuación, el tostado puede prolongarse para provocar, con ayuda de un fuego más vivo y con un casco o bien total o bien parcialmente cerrado, una degradación térmica superficial de los componentes de la madera de roble. Esta degradación térmica afecta a los principales polímeros parietales de la madera, en particular a la hemicelulosa y a la lignina, a partir de los cuales se forma un elevado número de productos de degradación (CHATONNET et BOIDRON, 1989, CHATONNET et al., 1989, CUTZACH et al., 1997). Algunos de estos compuestos son bien conocidos ya que influencian positivamente el gusto y el aroma de los productos criados en barrica. Es por ello que se intenta modular la cantidad y la calidad de las aportaciones de la madera a los vinos interviniendo sobre la intensidad del tostado de las barricas. Figura 9 Principales características del quemado tradicional con braseros de madera (Intercambios térmicos: Conv = convección, R = radiación, Cond = conducción)

2 CHATONNET, PRODUCTOS ALTERNATIVOS A LA CRIANZA EN BARRICA. 3ª PARTE : EL TOSTADO, PÁG. 2 El brasero de madera puede alcanzar temperaturas de 600 a 800 C en función de la cantidad de madera y de oxígeno. La fase más importante del tostado de la barrica tiene lugar por medio de radiaciones térmicas (infrarrojos) que calientan rápidamente la superficie de la madera; al final del ciclo pueden alcanzarse temperaturas superiores a los 230 C. Si la barrica permanece abierta, gran parte del calor generado se disipa en la atmósfera. El calor va penetrando lentamente en la madera ya que ésta posee un bajo coeficiente de conducción térmica: a 15 mm de profundidad la temperatura apenas supera los 105 C. La degradación térmica es por tanto limitada en profundidad (< 6-8 mm) y gradual, con una cantidad y una naturaleza de sustancias extraíbles muy diferentes en función de la temperatura alcanzada desde la superficie hacia el interior de la duela. Cada tonelería aplica su propio método de tostado; por ello el perfil de los compuestos extraíbles de termodegradación es variable y puede ser determinado mediante análisis (CHATONNET et al., 1993). 2- Tostado de virutas en tambor por convección Para el tostado de trozos de madera se utiliza un tambor de torrefacción rotativo como los utilizados para la torrefacción del café o del cacao (figura 10). En estas condiciones, la madera no entra en contacto directo con la fuente de calor como en el caso de las barricas. Un quemador, normalmente alimentado a gas, calienta el aire en una cámara de combustión. El aire caliente a C, calienta por convección térmica la madera colocada en un tambor rotativo (figura 10). El calor penetra y se difunde a continuación por el interior de las partículas por conducción térmica. En estas condiciones, se obtiene un tostado homogéneo hasta el interior, con un débil efecto de gradiente de composición entre la superficie y el interior de las virutas. El tostado se ve facilitado gracias al mezclado de las virutas durante la rotación del tambor. El aislamiento del tambor permite la optimización del intercambio térmico, contrariamente a lo que ocurre durante tostado tradicional con fuego en el que se pierde la mayor parte del calor de la fuente térmica. Los tambores pueden contener de 60 a 150 kg de virutas y tienen unos programas de control de temperatura más o menos complejos. Figura 10- Principales características del tostado de las virutas en un tambor de torrefacción (Intercambio térmico por: Conv : convección, Cond : conducción, R : radiación) 3- Tostado de duelas e insertos por convección Para el tostado de trozos largos de madera, se utiliza exactamente el mismo principio que hemos visto con las virutas, pero para ello se emplea un horno adaptado a la geometría de la madera. Al inicio, las duelas son colocadas sobre un soporte que permite la libre circulación del aire caliente alrededor de todos los trozos, minimizando al máximo las diferencias de temperatura dentro del horno: la calidad y la homogeneidad de la circulación del aire caliente dentro del horno son los

3 CHATONNET, PRODUCTOS ALTERNATIVOS A LA CRIANZA EN BARRICA. 3ª PARTE : EL TOSTADO, PÁG. 3 elementos clave de la calidad y de la reproducibilidad del tostado. Dentro del horno, el tostado tiene lugar en una atmósfera empobrecida en oxígeno para evitar la formación de llamas. Al final del proceso de tostado, las duelas son enfriadas mediante aspiración de los humos antes de ser descargadas, y al mismo tiempo comienza el tratamiento de otro lote. Gradiente de tostado desde el exterior al interior con el sistema tradicional mediante radiación Tostado homogéneo de las virutas o de los bloques gracias al método de tostado por convección Figura 11 Diferencias en el aspecto durante la progresión de la degradación térmica de la madera tostada con un sistema tradicional por radiación o con un sistema industrial por convección/conducción en el caso de los productos alternativos B- Diferencias de composición de la madera tostada tradicionalmente en la tonelería o industrialmente para la producción de soluciones alternativas La técnica preferida de tostado industrial de los productos alternativos se basa por tanto en un intercambio térmico por convección y a continuación por conducción. Aunque por analogía con el método tradicional se habla también de tostado ligero, medio y fuerte, sin embargo la degradación térmica obtenida en el caso de los productos alternativos es relativamente diferente. La figura 12 ilustra algunas de estas diferencias. Se constata que, con una intensidad de tostado parecido, la concentración de aldehídos furánicos, de aldehídos fenólicos y de fenoles volátiles procedentes estrictamente de la degradación térmica de la madera, es cuantitativa y cualitativamente muy diferente de un proceso de tostado a otro y en comparación con el tostado tradicional de las barricas. Las diferencias son importantes sobre todo desde un punto de vista cualitativo (figura 13). El tostado por convección tiende a favorecer la producción de aldehídos fenólicos frente a la de aldehídos furánicos. El tostado industrial raramente permite la producción simultáneamente de estas dos familias de compuestos en concentraciones relativamente similares a las obtenidas con un tostado medio en una tonelería tradicional. No obstante, con una buena puesta a punto del programa de tostado es posible obtener perfiles bastante parecidos.

4 CHATONNET, PRODUCTOS ALTERNATIVOS A LA CRIANZA EN BARRICA. 3ª PARTE : EL TOSTADO, PÁG conentration (extractibles (µg/g) S phénols S aldh. Furaniques S aldh.phénols Conditions expérimentales Moyenne Forte Figura 12 Concentración de los productos de degradación extraíbles en una solución modelo a partir de virutas tostadas teóricamente de forma análoga al tostado de referencia tradicional de las tonelerías (los tres de la parte derecha del gráfico). ratio Σ aldh. Furaniques/(Σ phénols+aldh. Phénols) ratio 1,600 1,400 1,200 1,000 0,800 0,600 0,400 0,200 0,000 conditions expérimentales Moyenne Forte Figura 13 Relación entre aldehídos furánicos y aldehídos fenólicos de virutas tostadas teóricamente de forma análoga al tostado de referencia tradicional de las tonelerías Las técnicas «de identificación» de la utilización de sistemas alternativos en sustitución de la crianza en barrica, de las que últimamente se hace tanta publicidad son por tanto totalmente aleatorias e inutilizables (La Vigne, Mai 2007, 52-53)!

5 CHATONNET, PRODUCTOS ALTERNATIVOS A LA CRIANZA EN BARRICA. 3ª PARTE : EL TOSTADO, PÁG. 5 C- Factores de variabilidad del tostado industrial de los productos alternativos y posibilidad de control Existen varios parámetros que pueden influir sobre la calidad y la reproducibilidad del tostado por convección de las virutas y las duelas: - La potencia y la regulación del quemador de gas deben ser adecuados : a menudo se encuentran quemadores con regulaciones poco precisas que provocan oscilaciones de temperatura ; - Cada horno posee su propia inercia térmica: los resultados obtenidos entre el primer y último ciclo de tostado no son iguales; es necesario ajustar la temperatura del horno para obtener resultados repetibles. - La calidad de la convección térmica es muy importante a la hora de poder garantizar un tostado homogéneo. En el caso de los tambores rotativos, sus dimensiones son bastante pequeñas y la rotación da lugar a un mezclado homogéneo. Por el contrario, en los hornos para duelas, la calidad de la convección térmica es absolutamente crítica, por lo que para evitar puntos de sobrecalentamiento y subcalentamiento es necesario un diseño particular; - La carga del horno debe ser siempre igual para obtener un resultado repetible: si se carga demasiado o demasiado poco, el tostado obtenido será diferente; - El tamaño de las virutas debe ser lo más homogéneo posible. En efecto, los trozos pequeños y los grandes no pueden presentar la misma evolución: las virutas deben ser trituradas de la manera más homogénea posible y luego ser sometidas a tamizado. - Por último, el nivel de humedad de la madera y la homogeneidad entre lotes son muy importantes ya que la cantidad de agua condiciona la eficacia del tostado por lo que respecta a la producción de compuestos procedentes de la termodegradación. La energía aportada a la madera vienen en un principio empleada para evaporar el agua libre; Cuanto mayor sea la humedad mayor será la energía necesaria para el tostado y luego para la evaporación del agua. Ahora bien, la evaporación del agua es fuertemente endotérmica (2257 KJ/Kg), una diferencia del 15 % de humedad puede representar una disminución significativa de la eficacia térmica. Pero considerando el mismo tiempo de tostado, el efecto sobre la producción de compuestos de degradación térmica, a causa del retraso en la superación de algunos umbrales térmicos, es exponencial. Es necesario por tanto controlar perfectamente, en cada horno, la regularidad de la carga, que es fácil, y el nivel de humedad de las virutas, que es mucho más complicado. En efecto para poder ser triturada fácilmente y de forma reproducible, la madera tienen que tener un determinado nivel de humedad (25-30%), pero este nivel es incompatible con un tostado eficaz y repetible. Por tanto es indispensable secar de forma adecuada las virutas antes del tostado. Para evitar este problema, PRONEKTAR ha desarrollado un innovador sistema de secado en continuo, cuya potencia se adapta automáticamente al nivel de humedad de la madera antes de entrar en el tambor de torrefacción (figura 14); el túnel de tostado en movimiento permite la deshidratación y eventualmente la esterilización en profundidad a 105 C de las virutas que no van a ser tostadas, garantizando unas virutas casi anhidras (< 7%) tras su rápido paso por el tambor de torrefacción para la deshidratación final.

6 CHATONNET, PRODUCTOS ALTERNATIVOS A LA CRIANZA EN BARRICA. 3ª PARTE : EL TOSTADO, PÁG. 6 Figure 14 Detalles del túnel de secado automático (Spirajoule ) de PRONEKTAR El fabricante debe asegurarse también de que sus propios productos no perjudiquen la calidad organoléptica del vino previniendo cualquier tipo de contaminación asociada a la presencia de haloanisoles (tri, tetra y pentacloroanisol, tribromoanisol) durante la producción, almacenamiento y transporte del producto acabado (existe un riesgo importante de contaminación durante el transporte en contenedores). La trituración es también una fase de riesgo ya que puede producirse una contaminación de las virutas por hierro, compuesto que en asociación con los taninos de la madera puede dar lugar a oxidaciones violentas del vino en presencia de microoxigenación. Es necesario por tanto que laboratorios independientes efectúen análisis de forma regular para controlar la calidad de los productos intermedios y acabados, a través de la implantación de un adecuado sistema de trazabilidad. Ya se trate de virutas, bloques o duelas, las temperaturas del horno no son suficientes para producir la síntesis de cantidades elevadas de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) (figura 15). Es cierto que el tostado produce un aumento del contenido global de HAP de la madera, pero la formación de las moléculas de HAP nocivas (cancerígenas) como el benzo-α-pireno necesita unos niveles térmicos que no son alcanzados nunca (> 380 C) con la torrefacción de la madera. No obstante, si el horno no está bien diseñado, si no es limpiado correctamente de forma regular o si tienen lugar accidentes de quemado, puede ocurrir que se desprendan partículas de madera que han sido sometidas a ciclos repetidos de tostado o pirolisis, provocando esporádicamente contenidos excesivos de estas sustancias. Una correcta gestión del proceso de tostado permite garantizar unos niveles de benzo-α-pireno iguales o inferiores a 1ng/g. 35 Somme HAP [E+L] en ng/g Légère Moyenne Forte mm 3-6 mm 6-10 mm Figura 15 Evolución del contenido de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) indeseados durante el tostado de la madera de roble. La bibliografía se publicará en la IV parte del artículo.