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Empleo de productos a base de bentonita en vinos blancos durante la fermentación alcohólica: efecto sobre la estabilidad proteica

V. Puente*, A. Vazquez, I. Rigau; Laffort España

*victor.puente@laffort.com

La formación de un velo blanquecino es una de las inestabilidades que más preocupa en la elaboración de vinos blancos, ya que su sola presencia provoca un defecto grave a vista del consumidor. Las causantes de tal defecto no son otras que las proteínas del vino, proteínas que han sido identificadas como específicas de la uva (1). Durante el almacenamiento y conservación del vino, estas proteínas pueden desnaturalizarse y a través de fenómenos lentos de agregación coloidal, insolubilizarse hasta formar un velo que altera visualmente el vino. Para solucionar este fenómeno, las bentonitas, arcillas de montmorillonita, son los clarificantes universalmente usados para la prevención y eliminación del riesgo de esta quiebra proteica.

Las bentonitas, con una carga neta negativa al pH del vino, interactúan con las proteínas del vino cargadas positivamente, provocando su eliminación. Sin embargo, además de generar unas importantes mermas de vino durante los procesos de trasiego, la acción de la bentonita no es totalmente específica, eliminando en el proceso de estabilización compuestos aromáticos (2) y cantidades residuales de fenoles (3), razones que contribuyen a la pérdida de la calidad sensorial y por la que las bodegas buscan minimizar su uso. Y aunque se abren continuamente nuevas vías de investigación (4), ninguna herramienta enológica ha sido capaz de desplazar hoy en día a esta práctica tan ampliamente desarrollada.

El tratamiento con bentonitas en fase mosto es una vía en estudio. Su aplicación muy temprana parece reducir su efectividad aparte de conllevar riesgos fermentativos, así como posibles modificaciones de calidad al afectar a los compuestos nitrogenados y por ende, a los compuestos aromáticos de origen secundario (5). Su aplicación avanzada ya la fermentación alcohólica, especialmente si se dosifica hacia el final de fermentación, se ha mostrado como una vía interesante para rebajar la dosis total de bentonita (6) sin alterar los perfiles aromáticos.

El objetivo de este trabajo es el desarrollo de un producto en base a bentonita capaz de, usado en fermentación, limitar o reducir el empleo de la misma tras la fermentación alcohólica. Como objetivos segundarios, su preparación inmediata, índices reducidos de lías e inocuidad aromática fueron igualmente buscados.

Materiales y métodos:
Estabilidad proteica: sobre el vino filtrado y con menos de 2 ntu inicial, se midió el incremento de turbidez tras 30 min a 80ºC y reposo de 45 minutos a temperatura ambiente. Se considera que un vino es inestable si la Δntu≥1 ntu

Riesgo de oxidación y pinking: sobre vinos con turbidez <2 ntu, incremento de la absorbancia a 420 nm y 500 nm respectivamente, tras 24 horas en contacto con H2O2 al 0.3%

Clarificantes empleados: Se emplearon 3 bentonitas diferentes, bentonita sódica natural granular (BNA-g), bentonita cálcica-sódica activada polvo (BCNA-acp) y bentonita cálcica polvo (BCA-p), tras hinchar durante 24 horas. La proteína empleada para los ensayos fue una proteína de guisante (riqueza en proteína >65%). Los productos mezclas se hincharon durante 30 minutos.

Ensayos de clarificación: fueron diseñadas sobre conos Imhoff de 1 litro, tras 24 horas en contacto. El % lías es el % del precipitado sobre el volumen total de vino.

Ensayos en bodega: testado industrialmente en Bodegas de la D.O.Cava (Catalunya) sobre depósitos de 1350 hl sobre elaboraciones de uva Macabeu y Parellada. El empleo del clarificante se empleó a dosis de 60 g/hl durante la fase exponencial (durante el 1/3 de la FA). Temperatura de FA 14-17ºC.

Análisis de aromas: HPLC (cromatografía de gases / espectrometría de masa). Familia aromas fermentativos: Etilfenilacetato, Acetato de hexilo, Succinato de dietilo, Isovalerato de etilo, Beta-Feniletanol, Alcohol bencílico, Acetato de isoamilo, Butirato de etilo, Gamma-Butirolactona, Decanoato de etilo, Hexanoato de etilo, Lactato de etilo, Octanoato de etilo, Heptanoato de etilo, Pelargonato de etilo, Dodecanoato de etilo, Acetato de fenilo, Piruvato de etilo. Aromas rancios:  ac. propiónico, ac. butírico, ac. isobutírico, ac, isovalérico, ac. Valérico, ac.hexanoico, ac heptanoico, ac octanoico, ac. decanoico, ac. Dodecanoico. Se muestran los datos en unidades de impacto (=concentración de la molécula entre su umbral de detección según bibliografía establecida)

Resultados
Diferenciación entre bentonitas: A día de hoy se conoce que la capacidad de adsorción de las bentonitas sódicas naturales es mucho mayor que las bentonitas cálcicas, presentando estas últimas, una mayor compactación y menor capacidad de hinchamiento. Una tercera opción, es el empleo de bentonitas cálcicas-sódicas activadas (sustitución de iones de Ca2+ por Na+) que pueden llegar a presentar una capacidad desproteinizante incluso similar a las naturales, siendo más fáciles de empleo por su elevada dispersión en agua a la hora de formación del gel, dado su menor porcentaje de partículas insolubles. Sin embargo, su formación de lías suele ser algo superior (fig. 1).

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Fig. 1. Preparación de las bentonitas al 5% en agua tras 24 horas. Tabla 1. Niveles de estabilidad proteica tras el empleo de diferentes bentonitas sobre un vino Verdejo inestable.

La clarificación sobre un vino Verdejo del 2018 inestable proteínicamente, Δntu= 165, muestra este efecto diferenciador. Al añadir 95 g/hl de bentonita necesaria para su estabilización, tanto la bentonita sódica natural BNA-g como la bentonita cálcica-sódica activada BCNA-acp consiguieron estabilizar proteicamente el vino. Sin embargo, la bentonita cálcica natural BCA-p aunque redujo prácticamente la mitad de la inestabilidad, no fue 100% efectiva. No obstante, fue esta última la que generó menor % de lías a los tiempos estipulados de 24 h.

Acción No-antagonista: Bajo el objetivo de disminuir mermas, se buscó sinergias entre productos que aparte de presentar facilidad de empleo para su uso en fermentación generasen compactación de fangos. Las bentonitas cálcica-sódicas activadas cumplen la primera premisa, pero tienden a generar más lías que el resto (tabla 1). Para ello se buscó un coadyuvante en la mezcla final, una proteína vegetal de fácil disolución, que no interfiriese negativamente sobre la adsorción proteica de la bentonita.

Para visualizar la sinergia, para una misma dosis de clarificante (95 g/hl), se aumentó la riqueza en proteína de este coadyuvante vegetal en la mezcla (fig.2), observando un efecto positivo sobre la compactación de las lías, acercándose a niveles propios de las bentonitas sódicas naturales puras, aunque con la ventaja de la facilidad de uso en su preparación debido a que no existe la necesidad de dejar hinchar previamente la mezcla durante 24 horas. Sin embargo, al verse inversamente reducido el porcentaje de bentonita, los vinos tratados en combinación bentonita-proteína vegetal quedaron inestables proteicamente para la misma dosis (la bentonita cálcica pura BCA-p no consiguió estabilizar el vino en ninguno de los casos).

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Fig. 2. Acción clarificante de las diferentes bentonitas y acción sinérgica en combinación un coadyuvante vegetal sobre el % de lías obtenido (dosis de empleo de todos los clarificantes 95 g/hl).

Para verificar que tal inestabilidad no fuese fruto de una mala sinergia entre productos se incrementó la dosis proporcional perdida por la presencia de la proteína vegetal en la mezcla hasta alcanzar la cantidad de bentonita necesaria de estabilización. Los resultados (Fig.3) muestran como aumentando la dosis (+5%, +15%), incremento que compensa el déficit de bentonita en el producto mezcla, se alcanzó la estabilidad proteica, verificando la complementariedad de los dos clarificantes.

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Fig. 3. Acción clarificante de las diferentes bentonitas y de un coadyuvante vegetal a las dosis compensatorias para una dosis fija de bentonita.

Esta sinergia se observó también en la reducción de lías, donde incluso subiendo las dosis, el % de mermas disminuían. Colateralmente se observó un efecto protector sobre el color del vino, actuando sobre la componente d420, absorbancia vinculada a un color de evolución por la oxidación de los compuestos fenólicos (fig.4). Al estar estos igualmente cargados de manera negativa al ph del vino, las bentonitas no presentan una gran capacidad de adsorción sobre este tipo de compuestos. La leve acción parece estar asociada en mayor cuantía a la cantidad de proteínas presentes en el vino, que por una acción de arrastre conjunta bentonita-proteína, los compuestos fenólicos podrían llegar a eliminarse colateralmente en esa adsorción cruzada (3). En este caso, al incluir proteína vegetal en la formulación, de una manera sinérgica, esta acción parece verse potenciada.

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Fig. 4. Acción clarificante de las diferentes bentonitas y su acción sinérgica sobre el color de los vinos en combinación un coadyuvante vegetal.

Ensayos industriales: Se trabajó con un producto en base a mezcla de dos bentonitas y una proteína vegetal (BCNA-acp+BCA-p+P.Veg). Para estudiar si el tratamiento en proceso fermentativo eliminaba el empleo de bentonita tras la fermentación alcohólica, se tomó como control los mismos mostos elaborados, pero tratados únicamente con proteína vegetal 100% pura. Las curvas de seguimiento del proceso fermentativo no mostraron ningún efecto sobre la fermentabilidad del proceso (fig. 5)

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Fig. 5 Evolución de los procesos fermentativos de los vinos tratados.

Tras fermentación alcohólica, las dos variedades elaboradas con el producto experimental finalizaron estables proteicamente frente a los vinos elaborados únicamente con la proteína vegetal pura (tabla 2). Además, se observó que el riesgo de pinking y oxidación de los vinos terminados elaborados con el producto experimental eran menores, debido a una posible adsorción de los fenoles durante el fenómeno de clarificación en FA potenciada por la parte proteica del producto.

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Tabla 2. Análisis físico-químicos de los vinos tras FA. *Se considera un vino inestable Δntu>1 ntu. **Se considera riesgo de oxidación y pinking si Δabs>0.050.

El análisis de los compuestos aromáticos se realizó sobre los vinos ya estabilizados proteicamente (fig.6). Como los vinos tratados con el clarificante experimental fueron ya estables, no fue necesaria una aplicación de bentonita suplementaria tras la FA a diferencia de los vinos control que sí lo necesitaron. Dosis de 40 y 50 g/hl de bentonita cálcica-sódica activada fueron empleadas tras FA, lo que provocó posiblemente una menor intensidad aromática, 14.3% menos de intensidad aromática sobre los compuestos de origen fermentativo (afrutados) para el vino elaborado con variedad Macabeo y un 37.1% menor en el caso del vino elaborado con uva Parellada.

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Fig .6. Análisis cuantitativo de los aromas de origen fermentativo y su ratio frente al Σ de aromas rancios. Datos presentados en Σ[concentración]/Umbral de percepción.

Al representar la ratio de los aromas fermentativos frente a los aromas de los ácidos analizados, aromas denominados “rancios” por sus olores característicos a queso o jabonosos, los primeros, los afrutados, fueron más elevados en los vinos tratados con el agente experimental en FA, indicando cierto efecto beneficioso sobre la limpidez aromática, y por tanto en la calidad aromática de los vinos tratados estabilizados durante la fermentación alcohólica.

Conclusiones

El empleo de bentonitas sobre vinos terminados es una práctica totalmente extendida y aún necesaria en vinos inestables proteicamente. La acción colateral y negativa que ejerce sobre los vinos, oxidaciones, mermas o pérdida aromática impulsan desde hace años, nuevas vías de investigación.

El empleo de productos a base de bentonita durante la fermentación alcohólica se ha postulado desde hace tiempo como una vía práctica de reducir o de incluso eliminar totalmente el empleo de bentonitas sobre vinos ya terminados.

En este trabajo, sobre vinos de inestabilidad proteica media, se ha observado como el empleo de una mezcla a base de 2 bentonitas, (una natural y otra activada), junto a una proteína vegetal de fácil disolución y preparación, resultó en la obtención de vinos estables proteicamente, con menor riesgo de oxidación y aromáticamente más intensos y francos.

Bibliografía.

1.    Dawes, H.; Boyes, S.; Keene, J.; Heatherbell, D. Protein instability of wines: Influence of protein isoelectric point. Am. J. Enol. Vitic. 1994, 45, 319−326
2.    Vincenzi S., Annarita Panighel, Diana Gazzola, Riccardo Flamini, and Andrea Curioni. Study of Combined Effect of Proteins and Bentonite Fining on the Wine Aroma Loss. J. Agric. Food Chem. 2015, 63, 2314−2320
3.    Dordoni, R., Colangelo D., Giribaldi M., Giuffrida M.G.,2 De Faveri D.M. and Lambri. M. Effect of Bentonite Characteristics on Wine Proteins, Polyphenols, and Metals under Conditions of Different pH. Am. J. Enol. Vitic (2015). 66:4. 518-530
4.    Cosme F., Fernandes C., Ribeiro T., Filipe-Ribeiro L. and Nunes F.N. White Wine Protein Instability: Mechanism, Quality Control and Technological Alternatives for Wine Stabilisation. An Overview. Beverages 2020, 6, 19
5.    Burin, V.M., Caliari,V., Bordignon-Luiz,M.T. Nitrogen compounds in must and volatile profile of white wine: Influence of clarification process before alcoholic fermentation. Food Chem. 2016, 202, 417–425.
6.    Lira E., Rodríguez-Bencomo J.J., Vincenzi S., Curioni A., Salazar F.N., Orriols I., y López F. ¿Cuándo añadir la bentonita durante la elaboración de vinos? SeVi 2015, nº 3.456, 1702-1707

Publicado el 10/08/2020
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