ZIRONI ET AL GESTIÓN DEL SO2 EN LA ENÓLOGIA DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL, P. 1 GESTIÓN DEL SO 2 EN LA ENÓLOGIA DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Roberto ZIRONI, Piergiorgio COMUZZO, Lata TAT, Sergiu SCOBIOALA Dipartimento di Scienze degli Alimenti, Università degli Studi di Udine, Italia Extraído de Cuestiones Técnicas del CÓDIGO DE BUENAS PRÁCTICAS VITIVINÍCOLAS ECOLÓGICAS, elaborado por el proyecto EU FP6 STREP - ORWINE Relevancia de la utilización de anhídrido sulfuroso en los mostos y en los vinos El anhídrido sulfuroso es considerado hoy en día como un aditivo fundamental en las diferentes etapas de la producción de vino, por su actividad antimicrobiana, antioxidante y antioxidásica. El anhídrido sulfuroso en los mostos y los vinos, inhibe el crecimiento de las bacterias y levaduras indígenas, mientras que las levaduras seleccionadas (Saccharomyces spp.), muestran una cierta tolerancia hacia este aditivo. Esto es muy importante desde el punto de vista tecnológico, ya que determina el predominio de las cepas seleccionadas en el medio de fermentación (seleccionada sobre la base de su resistencia al SO 2 ). Además de su actividad en la selección de los microorganismos fermentativos, los sulfitos tienen otros efectos microbiológicos importantes. Las bacterias son muy sensibles al anhídrido sulfuroso y, por este motivo, el sulfitado es una buena técnica para evitar la fermentación maloláctica (cuando ésta no es deseada), así como para reducir el riesgo de contaminación microbiana (por ejemplo, el desarrollo de bacterias acéticas o fermentaciones lácticas incontroladas). La acción antioxidante de SO 2 en los mostos consiste principalmente en la inhibición de las oxidaciones enzimáticas. La adición de anhídrido sulfuroso detiene el consumo de oxígeno en el mosto por la inhibición de las enzimas que catalizan la oxidación de compuestos fenólicos (polifenoloxidasas). Una de estas enzimas, normalmente presente en la uva (tirosinasa), se inactiva totalmente con la adición de una dosis relativamente baja de anhídrido sulfuroso (aproximadamente 50 mg / L), mientras que otra enzima, producida por Botrytis cinerea que deriva de la podredumbre de la uva (lacasa) es menos sensible al anhídrido sulfuroso. Por lo tanto, el riesgo de oxidaciones y el pardeamiento, es mayor en los mostos producidos a partir de uvas botritizadas. Otra de las ventajas relacionadas con el uso de anhídrido sulfuroso en las primeras etapas del proceso de elaboración del vino, es su capacidad para lograr una mayor extracción de antocianos y de polifenoles durante la maceración de las uvas tintas. El anhídrido sulfuroso puede desnaturalizar algunas proteínas, que se encuentra en las membranas de las células de los hollejos, produciendo micro-fugas y mejorando la extracción de la materia colorante. Además, el anhídrido sulfuroso puede unirse a los antocianos, haciéndolos más solubles y extraíbles, especialmente en un medio de agua-alcohol. El problema de este tipo de interacción es la ligera pérdida de color de los vinos obtenidos. De hecho los aductos formados por la interacción de anhídrido sulfuroso con compuestos de color (antocianos), son incoloros. La actividad antioxidásica afecta principalmente al mosto y a la inhibición de las enzimas, sin embargo su utilización en el vino terminado se basa en su capacidad de reaccionar directamente con el oxígeno en presencia de catalizadores metálicos (tales como el hierro o cobre). Este tipo de reacción reduce el nivel de oxígeno disponible en el medio y su capacidad para reaccionar con otras sustancias (por ejemplo, los polifenoles). Por ello, el anhídrido sulfuroso es particularmente importante para la conservación del vino.
ZIRONI ET AL GESTIÓN DEL SO2 EN LA ENÓLOGIA DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL, P. 2 Estado de anhídrido sulfuroso en los mostos y vinos En el mosto y el vino el anhídrido sulfuroso está en equilibrio entre sus diferentes formas, es decir SO 2 total, SO 2 libre y SO 2 molecular Los diferentes compuestos (azúcares, compuestos de carbono) pueden actuar como moléculas que combinan el SO 2. El acetaldehído (MeCHO) es el más reactivo. El producto formado por su interacción con el ion bisulfito es estable y su formación reduce la actividad del aditivo, tanto a nivel de su actividad antimicrobiana y como de sus propiedades antioxidantes. La fracción de SO 2 unida al acetaldehído y a otros compuestos representa la fracción combinada de este aditivo. La siguiente figura 1, describe el equilibrio del anhídrido sulfuroso en los mostos y en los vinos Figure 1: Esquema del equilibrio del anhídrido sulfuroso en el vino SO 2 TOTAL SO 2 combinado SO 2 libre Unido a MeCHO, azúcares y otros componentes ph en vino la mayoría en forma de bisulfito (HSO 3 - ) ph, EtOH Temperatura SO 2 MOLECULAR Anhídrido sulfuroso en forma molecular (SO 2 ) Actividad * * Contra microorganismos, enzimas polifenoloxidasas y oxígeno molecular Al ph del vino, el anhídrido sulfuroso libre está presente principalmente como ion bisulfito (HSO 3 -); aunque esta forma muestra una buena actividad tanto frente a los microorganismos, como frente a la oxidación, la forma más activa del aditivo es la molecular (SO 2 ). El porcentaje de anhídrido sulfuroso libre en forma molecular, depende del ph, siendo mayor cuando el ph es más bajo. Así pues, los efectos de los sulfitos son más intensos cuando el ph es bajo. El grado alcohólico y la temperatura también afectan el equilibrio entre los iones bisulfito y SO 2 molecular: la fracción molecular en mayos cuanto más elevada es la temperatura y la concentración de alcohol. Como ya se ha mencionado el acetaldehído es el compuesto que se combina con el SO 2 más importante en el mosto y el vino. Algunas cepas de levadura pueden producir MeCHO como reacción a la presencia de altos niveles de sulfitos en el medio; esto significa que cuando se adiciona al mosto anhídrido sulfuroso en grandes cantidades, se puede provocar un aumento de la
ZIRONI ET AL GESTIÓN DEL SO2 EN LA ENÓLOGIA DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL, P. 3 producción de acetaldehído por las levaduras y, como consecuencia, dar lugar a un valor bajo del cociente SO 2 libre / total al final de la fermentación alcohólica 1. Por esta razón, los productores de vino tienden a limitar el uso del anhídrido sulfuroso antes de la fermentación alcohólica, con la ventaja de reducir la producción de acetaldehído. Esto da lugar a un cociente SO 2 libre / total más favorable, y, por consiguiente, a un mayor margen de acción en las sucesivas adiciones del aditivo. Toxicidad de los sulfitos A pesar de las reacciones básicas señaladas anteriormente, el anhídrido sulfuroso es muy conocida por ser una sustancia venenosa y alergénica (LD 50 : 0,7-2,5 mg/kg de peso corporal, dependiendo de las especies animales, la ingesta máxima diaria: 0,7 mg/kg de peso corporal 2 ), y por esta razón podría tener un fuerte impacto en la percepción de los consumidores en lo que respecta a la salud humana. De acuerdo con el Reglamento CE 1991/2004, si el contenido de sulfitos en el vino es superior a 10 mg/l, debe indicarse en la etiqueta. Esto representa un grave problema para los productores de vino (se habla de la posibilidad de reducir los niveles de SO 2 ) y es un tema fundamental sobre todo para el "sector ecológico". La enología tradicional tienden a disminuir la concentración de SO 2 en sus productos y los consumidores esperan encontrar menores niveles de este aditivo en los vinos que proceden de la viticultura ecológica. Es más, existen todavía algunas cuestiones relacionadas con el uso del anhídrido sulfuroso en enología que están todavía sin resolver. Por ejemplo: " Hasta qué punto es posible reducir los niveles de anhídrido sulfuroso, sin correr el riesgo de la degradación de la calidad, el sabor, el aumento de la contaminación microbiana, la oxidación durante la vinificación o la conservación en barricas o botellas?" PRÁCTICAS DE VINIFICACIÓN PARA REDUCIR EL NIVEL DE SO 2 Hoy en día es posible utilizar diferentes prácticas alternativas y aditivos para reducir el uso de anhídrido sulfuroso en la elaboración del vino, pero su eliminación completa, por el momento, no es posible todavía. La posibilidad de reducir el uso del anhídrido sulfuroso depende de la etapa del proceso de vinificación. No en todas las fases del proceso de producción del vino existen tecnologías adecuadas disponibles que permitan sustituir parcialmente o reducir el uso de anhídrido sulfuroso. A continuación, se presenta un breve repaso de las alternativas al SO 2 disponibles (prácticas y aditivos) con el fin de explicar su aplicación. Correcta gestión de la inoculación de levaduras seleccionadas Realizar la fermentación alcohólica sin adición de anhídrido sulfuroso, significa que la inoculación de levaduras seleccionadas se lleva a cabo en un medio altamente contaminados por microorganismos indígenas. En estas condiciones, las levaduras indígenas y las bacterias lácticas pueden crecer y consumir el nitrógeno asimilable (NFA) que es una fuente básica para la nutrición de las levaduras Saccharomyces. Este consumo se produce en el mosto sólo durante las primeras horas inmediatamente después del prensado y, en general, conduce inevitablemente a un lento proceso de fermentación. 1 Aumento de anhídrido sulfuroso en forma combinada, por ejemplo, 100 mg/l de SO2 total adicionado antes de fermentación alcohólica puede convertirse, una vez consumidos todos los azúcares, en 60-70 mg/l, con menos de 10 mg/l de SO 2 libre. 2 Ribéreau-Gayon et al, 1998. Traité d'œnologie. Microbiologie du vin, Vinifications. Vol. I. Dunod, Paris. 3 Increase of sulphur dioxide in combined form; for example, 100 mg/l of total SO2 added before alcoholic fermentation can become, at the end of sugar depletion, 60-70 mg/l, with less than 10 mg/l in the free form. 4 Ribéreau-Gayon et al., 1998. Traité d'œnologie. Microbiologie du vin, Vinifications. Vol. I. Dunod, Paris.
ZIRONI ET AL GESTIÓN DEL SO2 EN LA ENÓLOGIA DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL, P. 4 Con el fin de evitar esta situación, cuando no se utiliza SO2 antes de la fermentación alcohólica, se recomienda efectuar una inoculación muy temprana del cultivo seleccionado ( estárter ). Esta práctica permite la dominancia de Saccharomyces durante la fermentación, porque la fase de adaptación del cultivo seleccionado se reduce. Obviamente, la preparación del inóculo debe realizarse siguiendo estrictamente las recomendaciones del proveedor: 1. rehidratación de la levadura seca activa en polvo en agua caliente (35-40 C) durante 10-15 minutos; 2. posible adición de nutrientes durante la rehidratación (por ejemplo, paredes de levadura y tiamina, que son importantes factores de crecimiento para las levaduras); 3. Adición atenta de sucesivas alícuotas de mosto y agitación, para facilitar la aclimatación de la levadura y la producción de ácidos grasos y esteroles (factores fundamentales para el metabolismo de levadura); 4. Adición del inóculo al resto del mosto Cuando la fermentación se efectúa sin adición de anhídrido sulfuroso, se recomienda también controlar la presencia de nitrógeno asimilable por la levadura. Por lo general, los mostos de uvas ecológicas no son muy ricos en NFA y por tanto deben ser reintegrados, de ser posible, antes de la inoculación de las levaduras. Estas acciones (inoculación temprana de levaduras seleccionadas, control de los niveles de NFA) reduce el riesgo de fermentación alcohólica lenta y permite completar la transformación de los azúcares, incluso sin la adición de anhídrido sulfuroso. Por otra parte, una menor adición de SO 2 antes de la fermentación, puede reducir la producción de acetaldehído y así disminuir el consumo del aditivo y mejorar su potencial actividad en las últimas etapas del proceso de vinificación Co-inoculación de levaduras y bacterias lácticas Esta reciente práctica permite una gestión eficaz y simultánea de la fermentación alcohólica y maloláctica. Para más detalles sobre esta tecnología véase el artículo ya publicado en esta revista estrategias de reducción del uso de anhídrido sulfuroso en las primeras fases de la vinificación Lisozima El anhídrido sulfuroso puede afectar el metabolismo de las bacterias, y por este motivo, representa una de las principales herramientas para la prevención de la contaminación microbiana, así como de la fermentación maloláctica, cuando ésta no interesa. Desde este punto de vista, de acuerdo con diferentes estudios, una alternativa al anhídrido sulfuroso es la lisozima (500 mg/l de estas proteínas derivadas del huevo, tienen el mismo efecto sobre las bacterias lácticas 5 que 40 mg/l de SO 2, Gerbaux et al., 1997 6 ). Contrariamente al anhídrido sulfuroso, esta enzima es especialmente activa a altos valores de ph y por tanto puede ser útil en determinadas condiciones críticas que son propicias para el crecimiento microbiano. El uso de la lisozima debe ser considerado con atención, ya que su proteína natural puede provocar una interacción con los compuestos fenólicos, con la consiguiente pérdida de color de los vinos tintos. Además, la proteína puede causar inestabilidad en los vinos blancos 5. La lisozima se extrae de los huevos, y por ello puede ser un alergénico. El riesgo relacionado con su uso durante la elaboración del vino, se debe a la persistencia de su actividad, durante bastante 5 La lisozima no actúa sobre las bacterias acéticas o sobre las levaduras; sólo actúa frente las bacterias lácticas 6 Gerbaux et al., 1997. Use of lysozyme to inhibit malolactic fermentation and to stabilize wine after malolactic fermentation. Am. J. Enol. Vitic., 48: 49-54.
ZIRONI ET AL GESTIÓN DEL SO2 EN LA ENÓLOGIA DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL, P. 5 tiempo, tras su aplicación. Según Bartowsky y colaboradores 7 (2004) el 75-80% de la actividad inicial es aún detectable en los vinos blancos (Riesling) al cabo de seis meses, mientras que no se detectó actividad residual en los tintos, al cabo de sólo dos días Técnicas de hiperoxigenación y de hiper-reducción Las prácticas de hiperoxigenación y las técnicas de hiper-reducción también pueden ser utilizadas para reducir los niveles de SO 2 en los mostos. La primera consiste en la adición de una gran cantidad de oxígeno o aire con el fin de oxidar completamente todas las sustancias inestables. La hiper-reducción se basa en la adición de ácido ascórbico o de otros antioxidantes para proteger el mosto de las reacciones oxidativas Una información más detallada de estas técnicas está disponible en los artículos "oxígeno y vino", "Consejos útiles Hiperoxigenación (serán publicados próximamente) Conservación con gases inertes La reacción directa entre el anhídrido sulfuroso y el oxígeno molecular, es lenta y requiere la presencia de catalizadores como el hierro o el cobre. En el mosto, este tipo de reacción no es realmente importante, debido a las rápidas reacciones de oxidación catalizadas por las polifenoloxidasas; por el contrario, en el vino, a pesar de su relativa lentitud, estas pueden comprometer la calidad de los vinos durante el envejecimiento. Por lo tanto, es sumamente importante mantener los recipientes (tanto los tanques de acero, como las barricas de madera) completamente llenos de vino durante el almacenamiento, para reducir al mínimo la presencia de O 2 atmosférico, en el espacios de cabeza del depósito. El uso de gases inertes como el nitrógeno o el argón puede ser útil para la gestión del vino en los tanques de acero inoxidable. Estos gases (a diferencia de otros, como el anhídrido carbónico) muestran una baja solubilidad en el vino y son capaces de reducir significativamente la concentración de oxígeno en el espacio de cabeza, reduciendo al mínimo el riesgo de oxidación. Traducido del inglés por: Víctor Gonzálvez. Sociedad Española de Agricultura Ecológica SEAE AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen el apoyo económico de la Comisión de las Comunidades Europeas al proyecto ORWINE SSPE- CT-2006-022769 Viticultura y enología bajo el área prioritaria 1.2 (Viticultura y enología biológica: desarrollo de técnicas ecológicamente sostenibles y orientadas hacia el respeto de los consumidores con el fin de mejorar la calidad del vino biológico y establecer una normativa de referencia basada en criterios científicos) del Sexto Programa Marco de Investigación, Desarrollo tecnológico y demostración. La información recogida en este informe no refleja necesariamente el punto de vista de la Comisión y de ningún modo anticipa la política futura en este área. Los contenidos de este informe son única y exclusivamente responsabilidad de los autores. La información contenida aquí, incluyendo toda expresión de opinión y proyección o predicción, se ha obtenido de fuentes que los autores estimaron fiables, pero no garantizan su exactitud o su cumplimiento. La información es ofrecida sin obligación y bajo el entendimiento de que cualquier persona que actúe en consecuencia o que por otro lado cambie su posición en relación a lo escrito, lo hará enteramente bajo su propia responsabilidad. ADVERTENCIA La información escrita disponible en estas páginas es ofrecida de buena fe. Para mayor conocimiento y juicio profesional sobre los autores, esta información es exacta y está corregida en el día de la edición. Sin embargo, como los autores pueden no tener todo el control sobre el uso que hagan los receptores de esta información, no aceptan la responsabilidad u obligaciones en relación al uso de dicha información por esos receptores (o por terceras partes que reciban esta información de dichos receptores). 7 Bartowsky et al., 2004. The chemical and sensorial effects of lysozyme addition to red and white wines over six months cellar storage. Australian Journal of Grape and Wine Research, 10: 143-150.
ZIRONI ET AL GESTIÓN DEL SO2 EN LA ENÓLOGIA DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL, P. 6 Todas las afirmaciones hechas en este documento no son vinculantes, y no suponen compromiso alguno. El contenido y la información de toda esta publicación y/o parte de la misma, pueden ser ampliadas, modificadas total o parcialmente por los autores sin previo aviso.