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Estabilización tartárica de vinos blancos con carboximetilcelulosa (CMC) - Eficiencia y economía

Filipe Ribeiro (Dir. Técnico de SAI), Adrian Alonso (Técnico-comercial de SAI) y Catarina Silva (Técnica de Calidad de SAI)

Los cristales de tartrato (bitartrato de potasio y tartrato neutro de calcio) que aparecen naturalmente en el vino, son la mayor causa de la aparición de sedimentos en las botellas (Figura 1). Existen varias formas posibles para el tratamiento de la estabilidad tartárica, que se dividen en técnicas extractivas (frío, resinas de intercambio iónico y electrodiálisis) y en la aplicación de coloides protectores (ácido metatartárico, goma arábiga, manoproteínas y carboximetilcelulosa de sodio).

fig 1

Figura 1. Precipitación de bitartrato de potasio en vino blanco

Desde agosto de 2009 (Reg. (CE) n.º 606/2009), la carboximetilcelulosa de sodio (CMC) se puede usar en prevención de la precipitación tartárica hasta 100 mg/L y más recientemente (Reg UE 934 de 2019) hasta 200 mg/L. La CMC se produce a partir de celulosa que proviene de la madera por reacción con el ácido monocloroacético en medio alcalino. Por lo tanto, la CMC es un derivado de celulosa obtenido por esterificación de los grupos de alcoholes primarios de las unidades de glucopiranosa unidas por la unión β (1-4) (Figura 2).

La CMC usada en enología, se puede obtener con diferentes grados de sustitución (GS – número de unidades de glucosa sustituidas con grupos carbonilo en relación con el número total de unidades de glucosa) y diferentes grados de polimerización (GP – longitud de la cadena) es decir, el número promedio de unidades de glucosa por polímero molecular [2, 3]. Para una CMC con un dado GP, cuanto mayor sea el GS, mayor será el número de puntos de unión (ancla) que contenga, por lo que será mayor su eficiencia como coloide protector [4].

En vinos con una alta inestabilidad tartárica, asociada a niveles elevados de potasio y ácido tartárico, la utilización de CMC con elevado GS puede ser ventajosa. Sin embargo, es necesario un conocimiento más profundo de la relación estructural de la CMC con el vino, para escoger la CMC ideal para cada vino [5].

fig2

Figura 2. Estructura molecular de la CMC (Raquel Guise et al. 2014)

De acuerdo con Crachereau et al. (2001), la molécula de CMC, presenta carga negativa al pH del vino, por lo que interactúa con la superficie electropositiva de los cristales de bitartrato de potasio (THK) donde están acumulados los iones de potasio, inhibiendo su crecimiento. La CMC también puede complejar el potasio directamente, disminuyendo el número de iones libres para el crecimiento de los cristales [5].

La inestabilidad de las sales tartáricas (sales de potasio y calcio del ácido L- (+) tartárico) en el vino es un problema muy común para los enólogos. La concentración de iones tartrato de hidrógeno, potasio y calcio puede superar la solubilidad total para el bitartrato potásico (KHT) y el tartrato de calcio (CaT). En el mosto, el bitartrato potásico (KHT) suele ser soluble, sin embargo, la producción de alcohol durante la fermentación, los cambios de pH y las distintas operaciones de vinificación pueden disminuir la solubilidad [1].

Esto puede llevar a la precipitación en forma de pequeños cristales (Figura 3) y a la deposición de éstos en el fondo de las botellas o en el corcho. Por lo tanto, en el vino, la solubilidad del bitartrato potásico o del tartrato de calcio [6] cambia debido a varios factores como son la concentración de alcohol, el pH, la temperatura de almacenamiento del vino y la concentración de otros cationes y aniones [1].

fig 3

Figura 3. Bitartrato de potasio en presencia de ácido metatartárico (A) y CMC a 100 mg/L (B) (100x) (SAI, 2014)

El pH influye en la concentración de cada especie de ácido tartárico que se encuentra en el vino. La distribución de las diferentes especies de tartrato en función del pH se muestra en la Figura 4. La concentración de ácido tartárico disminuye al aumentar el pH, lo que se traduce en un aumento en la concentración de iones de tartrato de hidrógeno (TH-) y tartrato (T2-). En una solución acuosa, la precipitación máxima del bitartrato potásico se produce a valores de pH de 3,69. El tartrato de calcio muestra valores apreciables de fracción molar a valores de pH de 5,00

Resultados

A continuación, se muestran resultados del poder estabilizante de SAIstab®CMC5 (CMC al 5%) y SAIstab®CMC10 (CMC al 10%) de la SAI (en varios vinos blancos con diferentes grados de inestabilidad y orígenes geográficos). El poder estabilizante de la CMC ha sido verificado por la prueba de mini-contacto (Cuadro 1), donde se consideran vinos muy estables cuando la variación de la conductividad es inferior a 30 (µS/cm).

Cuadro 1. Relación entre valores de Δ conductividad (mini-contacto) y estabilidad.

El efecto estabilizante de SAIstab®CMC a 5% y 10% se puede observar en la figura 4 en la dosis de 100 mg/L de CMC. En el Cuadro 2 y Figura 5 se puede observar diferentes vinos blancos, con diferentes origines geográficos y diferentes grados de instabilidad. La CMC en vinos blancos es bastante eficiente, sin embargo, tiene que haber una garantía previa de la estabilización proteica de los vinos, sin ningún riesgo de aumentar la inestabilidad del calcio en el vino.

fig 4

Figura 4. Estabilización tartárica usando soluciones líquidas de CMC al 5% (CMC5) y al 10% (CMC10) en tres vinos diferentes (resultados obtenidos por test de mini-contacto) (SAI, 2013)

Incluso en vinos previamente estables a nivel proteico, es importante testar la estabilidad proteica tras la aplicación de la CMC (en laboratorio), ya que algunos vinos presentan una interacción significativa entre la CMC y las proteínas, quedando nuevamente inestables, lo que puede obligar a clarificar con bentonita para bajar el contenido de proteínas. La fracción proteica de los vinos blancos es muy variable en términos cuantitativos y su carga eléctrica varía mucho en función del pH del vino. Normalmente, las proteínas del vino blanco presentan carga positiva al pH del vino, mientras que la CMC presenta carga negativa por lo que la interacción de las dos fracciones es muchas veces inevitable.

De acuerdo con Bowyer et al. [7] la adición de CMC a un vino blanco, no produce una modificación química del vino, por lo tanto, no hay cambios en el pH del vino, el ácido tartárico, o las características sensoriales, a diferencia de la estabilización por frío o los procesos de electrodiálisis.

Cuadro 2. Estabilización de vinos de diferentes denominaciones de origen utilizando CMC con DP – 19.8 kDa y DS – 0.77 (SAI, 2019).

cuadro 2

 

 

fig 5

Figura 5. Efecto estabilizante de SAIstab®CMC5 y SAIstab®CMC10 en diferentes vinos blancos (SAI, 2014)

Para el uso de CMC, el vino debe estar ‘bottle ready’, lo que se traduce en que los parámetros habituales de embotellado como turbidez, estabilidad y filtrabilidad deben estar dentro de las especificaciones (Figura 6), siendo este aditivo normalmente añadido al vino inmediatamente antes del embotellado [7]. Sin embargo, si es necesaria una etapa de filtración tras la adición de CMC, se recomienda la elección de preparaciones liquidas de CMC, ya que demuestran mayor solubilidad y menos problemas de viscosidad, lo que podría influir en las operaciones de filtrado.

fig 6

Figura 6. Filtrabilidad de un vino blanco de DO Vinho Verde mediante la adición de 100 mg/L de cuatro CMC comerciales distintos. Presión de filtración de 2 bar con filtro de membrana de 0.65 µm de porosidad y 47 mm de diámetro. Datos proporcionados por la empresa SAI (2013).

No obstante, estudios previos demuestran que la filtrabilidad después de la adición de CMC no es significativamente diferente de la de un vino control después de 4 días de equilibrio [8]. Además, no se pueden realizar modificaciones fisico-químicas posteriores a la adición de CMC, incluidas mezclas, adición de concentrados, chaptalización, ajustes de acidez o desacidificación [7].

En el Cuadro 3 se puede observar el rendimiento de SAIStab®CMC en vinos blancos licorosos (CMC no está autorizado de momento para este tipo de vino).

Cuadro 3. Estabilización tartárica de vinos con CMC (vinos licorosos blancos) (CMC no está autorizado de momento para este tipo de vino)

cuadro 3

Normalmente, con la aplicación de CMC se observa una subida ligera de los niveles de sodio en el vino (Figura 7), ya que se trata de carboximetilcelulosa de sodio, siendo el sodio parcialmente liberado en el vino.

fig 7

Figura 7. Efecto de la adición de CMC (4 CMCs diferentes (A, B, C, D) a 50 e 100 mg/l) en los contenidos de sodio en vino blanco (Vino Verde y Douro) (Fuente: Raquel Guise et al., 2014)

El laboratorio de SAI (SAILAB) realiza desde 2009 pruebas de estabilización tartárica de vinos con la aplicación de CMC, habiendo realizado miles de pruebas en vinos con resultados muy buenos y de máxima seguridad.

Consideraciones finales

La CMC es, sin duda, una herramienta válida para la estabilización tartárica de vinos, que permite estabilizar de forma económica, segura y duradera distintos tipos vinos. La más reciente legislación, sorprendentemente  autoriza su uso solo en los vinos blancos, pero pensamos que será posible nuevamente en rosados, y tal vez más tarde nuevamente en vinos tintos, ya que muchos productores lo usaban sin problemas. La garantía de estabilización y la seguridad de su aplicación está relacionada obviamente con la calidad de la CMC y también con la experiencia en su aplicación, siendo necesarias pruebas de estabilidad,  y ayudando mucho el conocimiento del historial de interacción de la CMC con determinado tipo de vino o matriz.

Para más información: www.saienology
Contacto: Adrian Alonso - adrian.alonso@saienology.com

Referencias bibliográficas:

[1] OIV (Organisation International de la Vigne et du Vin). (2012). International Oenological Codex. Edition Officielle, Paris.

[2] Crachereau, J. C., Gabas, N., Blouin, J., Hébrard, B., & Maujean, A. (2001). Stabilisation tartrique des vins par la carboxyméthylcellulose. Bulletin de l’OIV, 841-842.

[3] Stojanovic, Z., Jeremic, K., Jovanovic, S., & Lechnerb, M. D. (2005). A comparison of some methods for the determination of the degree of substitution of carboxymethylcellulose starch. Starch/Stärke, 57:79-83.

[4] Lubbers, S., Léger, B., Charpentier, C., & Feuillat, M. (1993). Effet colloïde protecteur d’extraits de parois de levures sur la stabilité tartrique d’une solution hydroalcoolique modèle. Journal International des Sciences de la Vigne et du Vin, 27:13–22.

[5] Guise, R., Filipe-Ribeiro, L., Nascimento, D., Bessa, O., Nunes, F. M., Cosme, F., 2014. Comparison between different types of carboxylmethylcellulose and other oenological additives used for white wine tartaric stabilization. Food Chemistry, 25:150-157.

[6] Low, L. L., O’Neill, B., Ford, C., Godden, J., Gishen, M., Colby, C. (2008). Economic evaluation of alternative technologies for tartrate stabilisation of wines. Int. J. Food Sci. Technol, 43, 1202−1216.

[7] Bowyer, P., Gouty, C., Moine, V., March, R., & Battaglene, T. (2010). CMC: A new potassium bitartrate stabilisation tool. The Australian & New Zealand Grapegrower & Winemaker, 558, 65–68.

[8] Koenitz, R. (2009). Carboxymethylcellulose zur Kristallstabilisierung. Das Deutsche Weinmagazin 19, 32−33.

Publicado el 01/06/2020
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