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Predicción de la evolución de la concentración de sulfitos después del embotellado y duración del ciclo de vida del vino

C. Pascal, J-B. Diéval, S. Vidal; Vinventions, Equipo de Enología de Vinventions

Vinventions, Equipo de Enología de Vinventions, 7 avenue Yves Cazeaux, 30230 Rodilhan

Resumen
En la actualidad, se sigue recurriendo a las propiedades antioxidantes de los sulfitos, aunque la tendencia apunta a una disminución de este uso. Por lo tanto, es habitual que los enólogos rechacen la adición de sulfitos durante la vinificación y la crianza y que añadan unos miligramos antes del embotellado para proteger los vinos de los efectos del aporte de oxígeno durante esta última fase del proceso.

Con el fin de explicar el aporte de sulfitos y controlar el ciclo de vida los vinos en botella, resulta muy interesante predecir la disminución de su concentración a lo largo del tiempo tras el embotellado. Para desarrollar un modelo predictivo, llevamos a cabo una prueba en cien vinos (40 tintos, 40 blancos y 20 rosados). Durante el embotellado, se controló el aporte total de oxígeno (disuelto y gaseoso en el espacio de cabeza). Para cada vino, se emplearon cierres con OTR diferentes y se controló su permeabilidad de forma paralela a las pruebas, en botellas equivalentes y en las mismas condiciones de temperatura. El objetivo era obtener resultados lo más precisos posible con respecto a la cantidad de oxígeno aportado por el cierre. Durante dos años, se supervisaron el nivel total de O2 en la botella, el SO2 libre y total, y la transferencia de oxígeno a través del cierre. De este modo, comprobamos que el consumo de 1 mg de O2 por parte del vino provoca una disminución media de 2,5 mg de SO2 libre. Este resultado difiere de la estequiometría aceptada de 1 para 4. La reacción no directa del O2 con el SO2 y la implicación de un gran número de moléculas en el mecanismo de oxidación explican dicho resultado.

Estas pruebas permitieron establecer un modelo para predecir la disminución del SO2 libre en botella, basado en la cantidad total de aporte de oxígeno en el momento del embotellado, el nivel de SO2 en el embotellado y la contribución del tapón utilizado (transferencia de oxígeno = desorción + OTR). De este modo, se puede estimar la disminución del SO2 libre hasta los niveles que suelen asociarse con la aparición de los caracteres oxidativos y, por lo tanto, calcular el ciclo de vida de los vinos. Este modelo también se ha integrado en una aplicación disponible para los enólogos.

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El SO2 es uno de los aditivos más utilizados en la industria agroalimentaria. En los vinos, el SO2 se emplea por sus propiedades antimicrobianas y antioxidantes. Las propiedades antioxidantes del SO2 desempeñan un papel fundamental en el control de la evolución de los aromas del vino, del color durante la crianza y de su ciclo de vida. Estas propiedades antioxidantes corresponden al SO2 libre. El resto del SO2 total se compone de SO2 combinado (SO2 ligado de manera reversible o irreversible a varios componentes del vino) y SO2 molecular.

La reacción directa entre el SO2 y el oxígeno molecular resulta lenta y exige la presencia de un catalizador, como el hierro o el cobre. En un contexto enológico, el SO2 libre puede disminuir las quinonas, producidas por la oxidación, y transformarlas en fenoles (Waterhouse et al. 2006, Danilewicz et al. 2010), lo que ralentiza el proceso de oxidación (figura 1). Asimismo, reacciona con el peróxido de hidrógeno, un potente oxidante generado por la oxidación de los compuestos fenólicos (figura 1), y, por lo tanto, previene la formación de etanol (Danilewicz et al. 2010). Estos dos mecanismos implican una disminución de la concentración de SO2 libre y total durante el ciclo de vida del vino.

Fig1

Figura 1: mecanismos de interacción del oxígeno con un polifenol en ausencia y presencia de SO2 (Danilewicz et al., 2010).

Los niveles insuficientes de SO2 libre ocasionan un rápido deterioro de los aromas y el color del vino. No obstante, y debido a su toxicidad, las dosis de uso del SO2 están reguladas. Por lo general, se tiende a la disminución del SO2 en los vinos en botella y durante la vinificación.

El control del oxígeno es un parámetro cada vez más importante en el sector. En la actualidad, se puede acceder fácilmente a los medios tecnológicos de medición del aporte de oxígeno. Además, existen herramientas conocidas de transferencia de O2 durante la vinificación (micro-oxigenación, etc.) y el ciclo de vida en botella (cierres de transferencia de oxígeno controlada). Sin embargo, todavía debe definirse un aspecto fundamental del papel del SO2 en el vino: la relación entre la cantidad de O2 consumida por el vino y la cantidad de SO2 perdida. Este último aspecto resulta determinante para predecir la disminución de la concentración de SO2 a lo largo del tiempo, lo cual constituye un factor clave en la vida y la conservación del vino.

Materiales y métodos

Se han llevado a cabo varias pruebas con diferentes variedades de uva y condiciones de vinificación en colaboración con institutos de investigación:

  • tres rosados de Garnaca tinta (Wirth et al. 2012), tres tintos de Garnacha tinta de maceración tradicional y por termo vinificación ( flash détente) con o sin microoxigenación (Wirth et al. 2010, Caillé et al. 2010) con el INRA de Montpellier;
     
  • dos tintos de Syrah de maceración tradicional con o sin microoxigenación (Ugliano et al. 2012) y un blanco de sauvignon blanc tratados o no con sulfato de cobre (Ugliano et al. 2011) con el AWRI;
     
  • un tinto de Cabernet Sauvignon con o sin microoxigenación y clarificado (Han et al. 2015) y un blanco de Chardonnay con o sin crianza sobre lías en depósito de acero inoxidable o en barrica (Waterhouse et al. 2016) con la UC Davis; - dos blancos de Riesling (Dimkou et al. 2011 y 2013) con la Universidad de Geisenheim.
     

Una vez embotellados, los vinos se sometieron a tres o cuatro niveles de exposición al O2 mediante tapones coextruidos (Nomacorc) con diferentes tasas de transferencia de oxígeno (Oxygen Transmission Rate, OTR por sus siglas en inglés), combinados con un almacenamiento de las botellas en atmósferas con diferentes concentraciones de oxígeno. Se midió el aporte de oxígeno a través del cierre (NomaSense O2 P6000) en botellas llenas de nitrógeno, selladas con los cierres empleados para el estudio y almacenadas en las mismas condiciones que los vinos experimentales (Diéval et al. 2011). Los niveles de exposición al oxígeno creados, variaron desde índices muy reducidos (0,2 mg/año, similares a los de un tapón de rosca) hasta niveles elevados (4 mg/año). Durante el transcurso de estas pruebas, se analizaron 54 vinos tintos, 46 vinos blancos y 20 vinos rosados.

El SO2 libre y total se calculó mediante el método Ripper de forma periódica en todos los vinos durante 12 a 24 meses, en función de las pruebas. Al mismo tiempo, se midió mediante luminiscencia el oxígeno disuelto y gaseoso presente en la botella (Dimkou et al. 2011) con el oxímetro NomaSense O2 P6000.

El oxígeno total consumido (Total Consumed Oxygen o TCO en inglés) se calculó a partir de la suma del oxígeno presente en el embotellado, conocido en inglés como Total Package Oxygen o TPO (oxígeno situado en el espacio de cabeza + oxígeno disuelto), y el oxígeno que se transfiere a la botella a través del cierre durante el ciclo de vida. A esta cantidad, se le resta el oxígeno disuelto y el oxígeno del espacio de cabeza que se miden en cada fase del proceso.

Efectos de la exposición al oxígeno después del embotellado en la evolución del SO2 durante el ciclo de vida del vino

La figura 2 muestra un perfil característico de la disminución del SO2 libre en vinos almacenados con diferentes grados de exposición al oxígeno. Estos grados se establecieron con el uso del mismo cierre en cada modalidad y mediante la creación de:

  • un nivel más o menos elevado de oxígeno en el momento del embotellado (0,5 a 1,5 mg/l de O2 total, resultado de la suma del O2 disuelto y del O2 del espacio de cabeza, antes mencionado como TPO);
  • un almacenamiento en atmósferas con diferentes contenidos de O2 (aire al 21 % de O2 y atmósfera inerte al 1 % de O2).
     

Un nivel más alto de TPO en el momento del embotellado produce una disminución más rápida del SO2 desde las primeras medidas, siempre que se cuente con un almacenamiento equivalente. Si se cuenta con un embotellado equivalente, el almacenamiento al 21 % de O2 (en aire) implica mayores transferencias de O2 que el almacenamiento al 1 % de O2, equivalente al uso de un cierre de OTR más reducido. En este último caso, se observa una disminución más lenta del SO2.

Fig2

Figura 2: evolución del SO2 libre en un vino de Riesling. Todas las modalidades presentan el mismo tapón coextruido y condiciones de embotellado y almacenamiento diferentes.

Correlación entre el contenido de O2 del vino y la evolución del SO2

La correlación entre la pérdida de SO2 libre y la reducción del oxígeno disuelto es mayor durante los primeros días después del embotellado (tabla 1), aunque el coeficiente de correlación se mantenga en torno a 0,8.

tab1

Por tanto, la medición del O2 disuelto no permite determinar con exactitud la cantidad total de O2 que ha consumido el vino. Para lograrlo, es necesario efectuar un balance de materiales que tenga en cuenta todos los aportes de O2: O2 disuelto y O2 gaseoso del espacio de cabeza en el momento del embotellado, así como el O2 que entra en la botella a través del cierre. En cada medición, debe restarse el O2 disuelto y gaseoso del espacio de la cabeza que no se hayan consumido para obtener el TCO.

Si conocemos la cantidad total de oxígeno que puede reaccionar con el vino, podremos establecer una correlación con la disminución del SO2, uno de los antioxidantes más fáciles de medir en el vino. Los estudios publicados han demostrado que la actividad antioxidante del SO2 en el vino no se debe a una reacción directa entre el oxígeno y el HSO3-, la principal forma de SO2 en el vino (Danilewicz, 2010) según la ecuación 1:

2 HSO3- + O2  ----------->  2 SO42- (1)

El mecanismo de reacción implica mecanismos más complejos que involucran quinonas y peróxido de hidrógeno.
En el sector, suele considerarse que el consumo de 1 mg de O2 provoca una bajada de 4 mg de SO2, con referencia a la estequiometría de la ecuación 1.

Fig3

Figura 3: concentración de SO2 libre medida en 16 modalidades de Riesling que difieren por el grado de exposición al O2 durante el embotellado y el almacenamiento en función del TCO.

Se ha observado una correlación lineal entre la concentración de SO2 libre y el TCO en los 54 vinos tintos, 46 vinos blancos y 20 vinos rosados estudiados. La figura 3 presenta esta correlación en las 16 modalidades de uno de los vinos de Riesling analizados con la Universidad de Geisenheim. La correlación obtenida muestra una pendiente de −2,2, lo que indica que el consumo de 1 mg de O2 provoca la pérdida de 2,2 mg de SO2 libre. Esta proporción se encuentra muy por debajo de 4, cifra aceptada habitualmente en el sector.
En los 120 vinos analizados, la pérdida media de SO2 es de 2,5 mg por 1 mg de O2 consumido. Se han medido proporciones superiores a 4, y en ocasiones de hasta 10, en vinos embotellados con obturadores de OTR reducidas. Esto indica que el SO2 no solo está implicado en mecanismos de oxidación y, posiblemente, de reducción.

Desarrollo de una calculadora que permita estimar el ciclo de vida del vino

Se ha establecido una proporción media de 2,5 para desarrollar una calculadora del ciclo de vida estimado del vino antes de la aparición de defectos oxidativos. Por esta razón, se aceptó que cuando el nivel de SO2 libre es inferior a 10 mg/l, el riesgo de desarrollo de aroma a oxidación es elevado, tal y como indica Ferreira (2010). Las degustaciones de las pruebas por parte de jurados especializados así lo corroboraron.
Esta calculadora (figura 4) estima el tiempo necesario para alcanzar el umbral de 10 mg/l de SO2 libre al proporcionar la siguiente información:

  • el contenido de SO2 libre del vino el día del embotellado;
  • el TPO (O2 disuelto + O2 del espacio de cabeza) en el embotellado;
  • la contribución total del obturador a la transferencia de oxígeno: desorción del oxígeno del cierre y entrada de oxígeno a través del cierre (OTR).
     

El modelo se ha perfeccionado mediante la integración de parámetros complementarios como:

  • el SO2 total, reflejo de la oxidación que ha sufrido el vino durante la vinificación y, por consiguiente, el contenido de compuestos aromáticos oxidativos que pueden liberarse durante el almacenamiento;
  • la temperatura de almacenamiento del vino, que influye en la velocidad de reacción;
  • el nivel de polifenoles medido a partir de la voltametría de barrido lineal (índice PhenOx obtenido con el analizador NomaSense PolyScan P200), ya que estos compuestos se encuentran muy implicados en las reacciones de oxidación.
     
fig4

Figura 4: aplicación que permite predecir el ciclo de vida de un vino

Conclusión

En primer lugar, este estudio demostró que una simple medición del oxígeno disuelto no permite predecir la evolución de los vinos y que es preciso tener en cuenta las transferencias de oxígeno en su conjunto (disuelto, espacio de cabeza y transferencias de los sistemas de cierre) para encontrar correlaciones con la evolución de las concentraciones de las moléculas que conforman el vino. Además, este estudio de la relación entre el O2 consumido y la bajada del SO2 libre en vinos embotellados demostró que, de media, 1 mg de O2 consumido provoca la pérdida de 2,5 mg de SO2 libre. Se ha integrado esta proporción en una calculadora que permite estimar las pérdidas potenciales de SO2 libre en el vino durante la vida en botella y, por lo tanto, calcular el ciclo de vida del vino antes del desarrollo de perfiles aromáticos oxidados importantes. No obstante, esta proporción puede variar en función del vino, por lo que el resultado de la calculadora solo ofrece una estimación. La finalidad de esta calculadora es convertirse en una herramienta pedagógica que muestre la importancia de determinados factores en la evolución de los vinos y oriente las mejoras en la producción.

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Publicado el 14/04/2020
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