Levadura en vinificación

Levadura en vinificación.El rol de la levadura en la vinificación es el elemento más importante que distingue el vino del jugo de uva . En ausencia de oxígeno , la levadura convierte los azúcares de las uvas de vino en alcohol y dióxido de carbono a través del proceso de fermentación .Cuantos más azúcares haya en las uvas , mayor será el nivel de alcohol potencial del vino si se permite que la levadura realice la fermentación a sequedad . A veces los enólogos detendrán la fermentación temprano para dejar algunos azúcares residualesY dulzura en el vino como con los vinos de postre . Esto puede lograrse reduciendo las temperaturas de fermentación hasta el punto en que la levadura está inactiva, filtrando el vino de forma estéril para eliminar la levadura o la fortificación con brandy o espíritus neutros para eliminar las células de la levadura. Si la fermentación se detiene involuntariamente, como cuando las levaduras se agotan de los nutrientes disponibles y el vino aún no ha alcanzado la sequedad, esto se considera una fermentación estancada .

La levadura más común asociada con la vinificación es Saccharomyces cerevisiae, que se ha visto favorecida por su capacidad de fermentación predecible y vigorosa, la tolerancia a niveles relativamente altos de alcohol y dióxido de azufre , así como su capacidad para prosperar en el vino normal, pH entre 2,8 y 4. A pesar de Su uso generalizado, que a menudo incluye la inoculación deliberada del stock cultivado, S.cerevisiae rara vez es la única especie de levadura involucrada en una fermentación. Las uvas traídas de la cosecha generalmente están llenas de una variedad de «levadura salvaje» de los géneros Kloeckera y Candida . Estas levaduras a menudo comienzan el proceso de fermentación casi tan pronto como se recogen las uvas cuando el peso de los conglomerados en los contenedores de la cosecha comienza a triturar las uvas, liberando el mosto rico en azúcar.
Mientras adiciones de dióxido de azufre (a menudo agregado a la trituradora) pueden limitar algunas de las actividades de levadura silvestres, estas levaduras suelen morir a cabo una vez que el nivel de alcohol alcanza aproximadamente 15% debido a la toxicidad del alcohol en las células de levadura fisiología mientras las especies de Saccharomyces más tolerantes al alcohol toman el control. Además de S. cerevisiae , Saccharomyces bayanus es una especie de levadura que puede tolerar niveles de alcohol de 17 a 20% y se usa a menudo en la producción de vino fortificado, comoPuertos y variedades como Zinfandel y Syrah cosechados a altos niveles de azúcar Brix . Otra levadura común involucrada en la producción de vino es Brettanomyces, cuya presencia en un vino puede ser vista por diferentes enólogos como una falla de vino o en cantidades limitadas como una nota adicional de complejidad.

Consultar: el papel de las levaduras en la elaboración del vino; Otros compuestos producidos por la levadura en el vino, Lías y el vino

Fermentación secundaria

La producción de champán y muchos vinos espumosos requiere una segunda fermentación en la botella para producir la carbonatación necesaria para el estilo. Se agrega una pequeña cantidad de líquido azucarado a las botellas individuales, y la levadura puede convertir esto en más alcohol y dióxido de carbono . Luego, las lías se introducen en el cuello de la botella, se congelan y se expulsan a través de la presión del vino carbonatado.

Tipos de levaduras utilizadas en la elaboración del vino

Levaduras silvestres y fermentación natural

En la vinificación, el término «levadura salvaje» tiene múltiples significados. En su contexto más básico, se refiere a la levadura que no se ha introducido en el mosto por inoculación intencional de una cepa cultivada. En cambio, estas «levaduras silvestres» a menudo entran en contacto con el mosto a través de su presencia en el equipo de cosecha, los contenedores de transporte, el equipo de vinificación de superficie y como parte de la flora natural de una bodega.

Muy a menudo se trata de cepas de Saccharomyces cerevisiae que han residido en estos lugares a lo largo de los años, a veces introducidas previamente mediante la inoculación de añadas anteriores. En este contexto, estas levaduras silvestres a menudo se denominan levaduras ambientales , autóctonas o naturales en lugar deLevadura inoculada , seleccionada o cultivada . Las bodegas que a menudo solo confían en estas cepas «internas» a veces comercializan sus vinos como producto de fermentaciones naturales o salvajes . El (c. 304) Nanfang Caomu Zhuang tiene la descripción más temprana de elaboración de vino utilizando » fermento de hierbas » ( cǎoqū草 麴) de levadura salvaje con arroz y varias hierbas, incluida la venenosa Gelsemium elegans ( yěgé冶 葛). [12] [13]

Otro uso del término «levadura salvaje» se refiere a los géneros no- Saccharomyces de levaduras que están presentes en el viñedo, en la superficie de la vid y de las propias uvas. En un viñedo típico podrían existir desde 160 hasta 100.000 unidades de levaduras silvestres que forman colonias por baya. Estas levaduras pueden ser transportadas por corrientes de aire, aves e insectos a través de la viña e incluso a la bodega (como las moscas de la fruta ). Las levaduras silvestres más comunes que se encuentran en el viñedo son de los géneros Kloeckera , Candida y Pichia, siendo la especie Kloeckera apiculata la especie más dominante con diferencia. Saccharomyces cerevisiae , en sí mismo, en realidad se encuentra raramente en el viñedo o en la superficie de las uvas de vino recién cosechadas, a menos que la bodega reintroduzca con frecuencia los desechos de la bodega (como lías y orujo ) en el viñedo.

A diferencia de la levadura salvaje «ambiente» Saccharomyces , estos géneros de levaduras salvajes tienen una tolerancia muy baja al alcohol y al dióxido de azufre. Son capaces de comenzar una fermentación y, a menudo, comienzan este proceso tan pronto como en el contenedor de recolección cuando los racimos de uvas se trituran ligeramente por su propio peso. Algunos enólogos intentarán «eliminar» estas levaduras con dosis de dióxido de azufre, la mayoría de las veces en la trituradora antes de que las uvas se prensen o se dejen macerar con el contacto con la piel. Otros productores de vino pueden permitir que las levaduras silvestres continúen fermentando hasta que sucumban a la toxicidad del alcohol que producen, que a menudo contiene entre 3 y 5% de alcohol por volumen y luego dejan Saccharomyces inoculado o «ambiental».Las cepas terminan la fermentación.

El uso de levaduras silvestres «ambientales» y no de Saccharomyces conlleva riesgos potenciales como riesgos reales. Algunos enólogos creen que el uso de levadura residente / indígena ayuda a contribuir a la expresión única de terroir en el vino. En regiones vitivinícolas como Burdeos , las propiedades clasificadas y de gran prestigio a menudo promocionan la calidad de sus variedades de «castillo» residentes. Hasta este punto, las bodegas a menudo tomarán el orujo y las lías sobrantes de la vinificación y las devolverán al viñedo para utilizarlas como compost.Con el fin de fomentar la presencia sostenida de cepas favorables. Pero en comparación con las levaduras inoculadas, estas levaduras ambientales tienen el riesgo de tener una fermentación más impredecible. Esta imprevisibilidad no solo podría incluir la presencia de sabores / aromas extraños y una mayor acidez volátil, sino también la posibilidad de una fermentación estancada si las cepas de levadura autóctonas no son lo suficientemente vigorosas como para convertir completamente todos los azúcares.

Es virtualmente inevitable que la levadura silvestre que no es Saccharomyces tenga un papel en el inicio de la fermentación de prácticamente todos los vinos, pero para las bodegas que eligen permitir que estas levaduras continúen fermentando en lugar de minimizar su influencia, lo hacen con la intención de mejorar la complejidad a través de la bioproteología. diversidad. Si bien estos no Saccharomyces fermentan la glucosa y la fructosa en alcohol, también tienen el potencial de crear otros intermedios que podrían influir en el perfil de aroma y sabor del vino. Algunos de estos intermedios podrían ser positivos, como el feniletanol , que puede impartir un aroma parecido a una rosa . Sin embargo, al igual que con las levaduras ambientales, los productos de estas levaduras pueden ser muy impredecibles, especialmente en términos de los tipos de sabores y aromas que pueden producir estas levaduras.

La levadura inoculada

Cuando los bodegueros seleccionan una cepa de levadura cultivada, se hace en gran parte porque el enólogo quiere una fermentación predecible llevada a cabo por una cepa que tiene un historial de fiabilidad. Entre las consideraciones particulares que a menudo son importantes para los enólogos está la tendencia de la levadura a:

Rápidamente comience la fermentación, superando a otras «levaduras salvajes» para obtener nutrientes en el mosto.
Utilice completamente todos los azúcares fermentables con una tasa de conversión de azúcar a alcohol predecible
Tener una tolerancia al alcohol de hasta el 15% o incluso más dependiendo del estilo de vinificación.
Tiene una alta tolerancia al dióxido de azufre pero baja producción de compuestos de azufre como sulfuro de hidrógeno o sulfuro de dimetilo
Produce una cantidad mínima de piruvato residual , ácido acético y acetaldehído.
Produce un mínimo de espuma durante la fermentación, lo que puede crear dificultades para el manejo del tapón durante la maceración o hacer que los tapones salgan durante la fermentación en barril .
Tienen altos niveles de floculación y compactación de lías que facilitan el trasiego , la clarificación y el filtrado del vino.
Las levaduras inoculadas (o cultivadas puras ) son cepas de Saccharomyces cerevisiae que se han identificado y sembrado en bodegas de todo el mundo (incluidos los productores notables de regiones vinícolas conocidas como Burdeos , Borgoña , Valle de Napa y Valle de Barossa ). Estas cepas se prueban en laboratorios para determinar el vigor de una cepa, el dióxido de azufre y la tolerancia al alcohol, los niveles de producción de ácido acético y compuestos de azufre, la capacidad de re-fermentar (positivo para el vino espumoso pero un atributo negativo para los vinos dulces de cosecha tardía ), desarrollo de la superficie de la película sobre el vino (positivo para algunos estilos de Sherrypero un atributo negativo para muchos otros vinos), la mejora del color de un vino o ciertas características varietales por las enzimas en las células de levadura y otros productos metabólicos producidos por la levadura, las tendencias de espumación y floculación, las propiedades yasticidales (un rasgo conocido como » levadura asesina » ) y la tolerancia a las deficiencias nutricionales en un mosto que puede llevar a una fermentación estancada.

Rehidratación de cultivos de levadura liofilizados

Las levaduras de cultivo puro que se cultivan en un laboratorio a menudo se liofilizan y se envasan para uso comercial. Antes de agregarlos al mosto, estas levaduras deben rehidratarse en «cultivos iniciadores» que deben monitorearse cuidadosamente (particularmente en lo que respecta a la temperatura) para asegurar que las células de la levadura no se eliminen por choque frío . Idealmente, los vinicultores quieren agregar suficiente inóculo para tener una densidad de población celular viable de 5 millones de células por mililitro. La cantidad exacta de cultivo liofilizado varía según el fabricante y la cepa de la levadura, pero a menudo es de alrededor de 1 gramo por galón (o 25 gramos por 100 litros). Los vinos que podrían tener una fermentación potencialmente problemática (como la cosecha tardía de alto nivel de azúcar o los vinos botryizados) pueden tener más levadura agregada.

Del mismo modo, los procedimientos de rehidratación también variarán según el fabricante y la bodega. La levadura a menudo se inocula en un volumen de agua o mosto de uva que es de 5 a 10 veces el peso de la levadura seca. Este líquido a menudo se lleva a una temperatura de 40 ° C (104 ° F) antes de la introducción de la levadura (aunque algunas cepas de levadura pueden necesitar temperaturas por debajo de 38 ° C (100 ° F) ) para permitir que las células se dispersen Fácilmente en lugar de agruparse y hundirse en el fondo del contenedor.

La activación por calor también permite a las células restablecer rápidamente su barrera de membrana antes del citoplasma soluble.Los componentes escapan de la celda. La rehidratación a temperaturas más bajas puede reducir en gran medida la viabilidad de la levadura con hasta un 60% de muerte celular si la levadura se rehidrata a 15 ° C (60 ° F). Luego, el cultivo se agita y se airea para incorporar oxígeno en el cultivo que la levadura utiliza en la síntesis de los factores de supervivencia necesarios.

Luego, la temperatura del cultivo iniciador se reduce lentamente, a menudo por la adición graduada de mosto para obtener entre 5 y 10 ° C (41 a 50 ° F) del mosto al que se agregará el cultivo. Esto se hace para evitar el repentino choque de frío que las células de levadura pueden experimentar si el cultivo iniciador se agrega directamente al mosto, que puede matar hasta el 60% del cultivo. Además, las células supervivientes expuestas al choque frío tienden a ver un aumento en la producción de sulfuro de hidrógeno.

Las necesidades nutricionales de levadura del vino

Para completar con éxito una fermentación con atributos mínimos o no negativos que se agreguen al vino, la levadura debe tener la variedad completa de sus necesidades nutricionales cubiertas. Estos incluyen no solo una fuente de energía disponible (carbono en forma de azúcares como la glucosa) y nitrógeno asimilable por levadura ( amoníaco y aminoácidos o YAN) sino también minerales (como el magnesio ) y vitaminas (como la tiamina y la riboflavina ) que sirven Como importantes factores de crecimiento y supervivencia. Entre las otras necesidades nutricionales de la levadura del vino:

  • Fosfato : se utiliza para la producción de ácidos nucleicos , fosfolípidos (un componente importante de la membrana celular) y ATP ( trifosfato de adenosina que la célula utiliza para transferir energía para el metabolismo).
  • Potasio – importante para la captación y utilización de fosfato
  • Biotina : participa en la síntesis de proteínas , ácidos grasos y ácidos nucleicos.
  • Ácido pantoténico – involucrado en el metabolismo de los azúcares y lípidos . Una deficiencia de esta vitamina podría llevar a aumentar la producción de sulfuro de hidrógeno con aromas extraños en el vino resultante.
  • Ácido nicotínico : participa en la síntesis del dinucleótido adenina nicotinamida (NAD +), una coenzima que es importante para mantener el equilibrio redox de la célula, así como en el proceso de fermentación del etanol .
  • Inositol – involucrado con las moléculas mensajeras secundarias que facilitan la división celular .
  • Trazas de calcio , cloro , cobre , hierro , manganeso y zinc para una función celular saludable.

Muchos de estos nutrientes están disponibles en el mosto y en la piel de las propias uvas, pero a veces son complementados por enólogos con adiciones como el fosfato de diamonio (DAP), micronutrientes liofilizados (como Go-Ferm y Ferm-K ) e incluso el remanente de células de levadura muertas o extraídas de manera que la levadura en fermentación puede descomponerse en la mina para obtener nitrógeno y nutrientes disponibles. Una tradición histórica de elaboración del vino que todavía se practica en algunas regiones vinícolas italianas es el método ripas para agregar el orujo de sobra del prensado de otros vinos en un lote de vino recién fermentado como fuente de alimento adicional para la levadura.

Saccharomyces cerevisiae puede asimilar nitrógeno de formas inorgánicas (amoníaco y amonio ) y orgánicas (aminoácidos, particularmente arginina ). A medida que las células de levadura mueren, las enzimas dentro de las células comienzan a autolizarse al descomponer la célula, incluidos los aminoácidos. Esta autolisis de la célula proporciona una fuente de nitrógeno disponible para las células de levadura que aún fermentan y son viables. Sin embargo, esta autolisis también puede liberar compuestos de enlace de azufre (como la descomposición del aminoácido cisteína ) que puede combinarse con otras moléculas y reaccionar con el alcohol para crear tioles volátiles que pueden contribuir a una «fermentación apestosa» o desarrollo posterior en varios vinos.

El papel del oxigeno

Las levaduras son anaerobios facultativos, lo que significa que pueden existir tanto en presencia como en ausencia de oxígeno. Mientras que la fermentación se considera tradicionalmente como un proceso anaeróbico realizado en ausencia de oxígeno, la exposición temprana de la levadura al oxígeno puede ser un componente vital para la finalización exitosa de esa fermentación. Esto se debe a que el oxígeno es importante en la síntesis de los «factores de supervivencia» de las células, como el ergosterol y el lanosterol . Estos esteroles son importantes para mantener la permeabilidad selectiva de la membrana celular de la levadura, que se vuelve crítica a medida que la levadura se expone a una presión osmótica creciente.Y los niveles de alcohol en el vino. Como producto de desecho de su propio metabolismo, el alcohol es en realidad muy tóxico para las células de levadura. Las levaduras con factores de supervivencia débiles y sin esteroles pueden sucumbir a estas condiciones antes de fermentar un vino para completar la sequedad, dejando una fermentación atascada.

Las levaduras cultivadas que se liofilizan y están disponibles para la inoculación del vino deben cultivarse deliberadamente en laboratorios comerciales en condiciones de alto oxígeno / bajo contenido de azúcar que favorezcan el desarrollo de estos factores de supervivencia. Una de las razones por las que algunos enólogos prefieren el uso de levaduras inoculadas es la previsibilidad de la fermentación debido al alto nivel de factores de supervivencia que se aseguran de que las levaduras cultivadas no tienen necesariamente la necesidad de exponer el vino a niveles adicionales de oxígeno. Los bodegueros que utilizan levaduras «ambientales» que residen en su bodega pueden no tener la misma seguridad de los factores de supervivencia y pueden necesitar compensar con otras técnicas de vinificación.

Las levaduras que no son Saccharomyces silvestres a menudo necesitan una exposición mucho mayor al oxígeno para acumular factores de supervivencia, por lo que muchas de estas levaduras se encuentran con vida oxidativa como «levadura de película» en la superficie de los vinos en tanques o barriles.

Defectos del vino relacionados con la levadura

Ya sea directa o indirectamente, la levadura del vino puede ser la culpable de una gran variedad de fallas en el vino . Estos pueden incluir la presencia de » sabores desagradables » y aromas que pueden ser el subproducto de alguna fermentación de «levadura salvaje», como los de las especies dentro de los géneros de Kloeckera y Candida . Incluso la levadura de vino común Saccharomyces cerevisiae puede estar detrás de algunas fallas de vino con algunas cepas de la levadura que se sabe que producen niveles más altos que los ideales de ácido acético , acetaldehído y compuestos volátiles de azufre, como los tioles.. Además, cualquier levadura puede tener una baja tolerancia a las deficiencias nutricionales, fluctuaciones de temperatura o extremos y niveles excesivos o bajos de azúcar que pueden llevar a una fermentación atascada .

En presencia de oxígeno, varias especies de Candida y Pichia pueden crear una superficie de película sobre el vino en el tanque de barril. Si no se controlan, estas levaduras pueden agotar rápidamente los compuestos de azufre libres disponibles que mantienen a un vino protegido de la oxidación y otros ataques microbianos . La presencia de estas levaduras a menudo se identifica por niveles elevados de acidez volátil , particularmente ácido acético. Algunas cepas de Pichia metabolizarán el ácido acético (así como el acetato de etilo y el acetato de isoamilo que también pueden producirse) con el efecto secundario de disminuir sustancialmente la Acidez titulable y cambio del pH del vino hacia arriba a niveles que hacen que el vino sea propenso a ser atacado por otros microbios del deterioro. Comúnmente llamada «levadura de película», estas levaduras se distinguen de la levadura de flor de jerez que generalmente son bienvenidas por los enólogos para producir los delicados vinos de estilo fino.

El crecimiento de muchas levaduras silvestres desfavorables generalmente se ralentiza a temperaturas más bajas en la bodega, por lo que muchos enólogos que desean inhibir las actividades de estas levaduras antes de que la levadura Saccharomyces sea más favorable , a menudo enfriarán su mosto, como la práctica de «remojo en frío». el mosto durante una maceración previa a la fermentación a temperaturas entre 4–15 ° C (39–50 ° F). Aunque algunas especies, como Brettanomyces , no se inhibirán e incluso podrán prosperar durante un período prolongado de remojo en frío.

Brettanomyces

La levadura de vino Brettanomyces (o «Brett») produce compuestos aromáticos muy distintivos, 4-etilfenol (4-EP) y 4-etilguaiacol (4-EG), que pueden hacer que un vino se describa como que huele a «corral». Sillín mojado «o» curita «. Para algunos enólogos y con algunos estilos de vino (como Pinot noir de Borgoña ), una cantidad limitada de estos compuestos podría considerarse un atributo positivo que se agrega a la complejidad del vino. Para otros enólogos y con otros estilos de vino (como Riesling de Mosel ), la presencia de cualquier Brett se considerará como una falta. Las moscas de la fruta son comunesVector en la transferencia de Brettanomyces entre tanques e incluso bodegas cercanas.

Como levadura de fermentación, Brettanomyces generalmente puede fermentar un vino hasta niveles de alcohol del 10-11% antes de que desaparezcan. A veces, Brettanomyces ya presente en un vino que ha sido inoculado con Saccharomyces cerevisiae superará a la cepa de Saccharomyces para obtener nutrientes e incluso la inhibirá debido a los altos niveles de ácido acético, decanoico y octanoico que muchas cepas de Brettanomyces pueden producir.

Una vez que Brett está en una bodega, es muy difícil de controlar incluso con una higiene estricta y el descarte de barriles y equipos que previamente han estado en contacto con el vino «Bretty». Esto se debe a que muchas especies de Brettanomyces pueden usar una amplia variedad de fuentes de carbono en el vino y el mosto de uva, incluido el etanol , para el metabolismo. Además, Brett puede producir una amplia gama de subproductos que podrían influir en el vino más allá de los compuestos 4-EP y 4-EG analizados anteriormente. Muchos de estos compuestos, como las «huellas» de 4-EP y 4-EG, aún permanecerán en el vino incluso después de que las células de levadura mueran y se eliminen mediante estantería y filtración estéril.

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