M. Blank1, V. Giebe1, C. Stein1 und J. Sturm2
1 Departement of Enology, LVWO Weinsberg, Traubenplatz 5, 74189 Weinsberg
2 Departement for Grape Breeding, LVWO Weinsberg, Traubenplatz 5, 74189 Weinsberg
Trabajo presentado en el Congreso Científico Internacional GreenWINE, celebrado los días 19 y 20 de mayo de 2025 en Verona. Texto traducido por Vinidea a partir del texto original en inglés
Contexto y objetivo del estudio
Las variedades de vid PIWI (Pilzwiderstandsfähig, resistentes a hongos) representan soluciones innovadoras para una viticultura sostenible, al responder a los retos ambientales a los que se enfrenta la Vitis vinifera tradicional. Las PIWI muestran resistencia o tolerancia a enfermedades fúngicas como el mildiu y el oídio; su cultivo permite reducir los tratamientos químicos en aproximadamente… 60-80%. Esta reducción en el uso de fungicidas favorece una gestión del viñedo más respetuosa con el medio ambiente y contribuye a la sostenibilidad económica (Merdinoglu et al., 2018).
A pesar de estas ventajas, las variedades PIWI son relativamente recientes y los estudios exhaustivos sobre su calidad enológica, especialmente en relación con su composición fenólica, siguen siendo limitados (Watrelot et al., 2023). Estudios previos indican que las variedades híbridas presentan perfiles fenólicos diferenciados respecto a la Vitis vinifera tradicional, especialmente en la composición antociánica y el contenido de taninos (Pedneault et al., 2016; Watrelot y Norton, 2020).
Actualmente, pocos estudios han evaluado los perfiles fenólicos de híbridos y de especies distintas de Vitis vinifera (Merkytė et al., 2020). La composición fenólica, especialmente la antociánica, está controlada genéticamente y varía significativamente entre variedades de uva (Revilla et al., 2001), con concentraciones de antocianos descritas entre 186 y 561 mg de malvidina/L (González-Centeno et al., 2019).
Se han caracterizado las huellas antociánicas de diversos vinos varietales (Ehrhardt et al., 2014; Tampaktsi et al., 2023). En particular, los diglucósidos de antocianos actúan como marcadores de uvas y vinos no pertenecientes a Vitis vinifera (Cheng et al., 2022a), como demuestra el caso de la variedad Regent, que acumula al menos el doble de derivados 3,5-diglucósidos de antocianidinas que la PIWI Cabernet Cortis (Ehrhardt et al., 2014).
Según Watrelot y Norton (2020), los estudios sobre extractabilidad y retención de taninos indican, en general, contenidos más bajos de taninos condensados en uvas y vinos de Vitis vinifera en comparación con variedades híbridas (Springer y Sacks, 2014; Norton et al., 2020; Nicolle et al., 2019; Cheng et al., 2022b; Gapinsky et al., 2024).
Sin embargo, la mayoría de los datos disponibles se centran en híbridos resistentes al frío del Medio Oeste de Estados Unidos (Rice et al., 2017). Springer y Sacks (2014) observaron que las concentraciones de taninos eran aproximadamente 5,5 veces inferiores en híbridos franceses —como Leon Millot, Maréchal Foch y DeChaunac— que en variedades clásicas de Vitis vinifera —Pinot Noir, Limberger y Sangiovese—, especialmente en los taninos de los hollejos (Manns et al., 2013). En conjunto, los híbridos interespecíficos presentaron niveles de taninos aproximadamente 1,8 veces inferiores a los de Vitis vinifera (Springer y Sacks, 2014). En cambio, otros estudios indican que determinadas variedades PIWI pueden mostrar concentraciones más elevadas de taninos en vinos tintos (Ehrhardt et al., 2014; Socha et al., 2015; Tampaktsi et al., 2023).
Por lo tanto, resulta esencial caracterizar los perfiles fenólicos de las variedades PIWI para adaptar eficazmente los protocolos de vinificación a sus características específicas. Este estudio tuvo como objetivo caracterizar los perfiles fenólicos de variedades PIWI obtenidas en Alemania y destinadas a la producción de vinos tintos, destacando su idoneidad para prácticas de vinificación sostenibles.
Materiales y métodos
Diseño experimental: En un viñedo gestionado por el departamento de mejora genética de la vid se compararon 30 variedades PIWI diferentes, con tres repeticiones a lo largo de tres añadas (2022–2024). Se analizaron doce variedades tintas PIWI —Accent, Baron, Cabertin, Cabernet Cortis, Cabernet Cantor, Levitage, Monarch, Pinotin, Prior, Regent, Rondo y Satin Noir— (Figura 1), junto con cuatro variedades tradicionales de Vitis vinifera —Bl. Trollinger, Bl. Limberger, Pinot Noir y Cabernet Sauvignon—, mediante un diseño en bloques aleatorizados con seis cepas por variedad.
Muestreo de bayas: En el momento de la vendimia, se seleccionaron diez racimos por repetición para evaluar el peso del racimo, el número de bayas por racimo y el peso medio de la baya. Los sólidos solubles totales (SST, °Brix) se midieron mediante espectroscopía FTIR (FT2 Winescan Flex – Foss, Hillerød, Dinamarca). De cada repetición, se congelaron muestras de 100 bayas a -20 °C para análisis posteriores.
Microvinificación: Las fermentaciones a pequeña escala se realizaron en fermentadores de 250 mL (Figura 2). Tras la descongelación y el estrujado manual, los mostos se inocularon con Saccharomyces cerevisiae (Uvaferm BDX™, 250 mg/kg). La fermentación se llevó a cabo a aproximadamente 20 °C durante seis días, con bazuqueo manual del sombrero tres veces al día. Tras un periodo posfermentativo de dos semanas, los orujos se prensaron a 1 bar. Los compuestos fenólicos de los vinos obtenidos se analizaron mediante el método Harbertson-Adams (Harbertson et al., 2002; Heredia et al., 2006).
La repetibilidad del método se situó entre el 4 y el 12 % para los taninos y entre el 5 y el 9 % para los antocianos (Blank et al., 2021). La concentración de taninos obtenida tras las fermentaciones a microescala mostró una correlación lineal con la obtenida en fermentaciones a mayor escala (R² = 0,86), al igual que en el caso de los antocianos (R² = 0,89) (Blank et al., 2021).
Análisis estadístico: Las evaluaciones estadísticas y los gráficos se generaron utilizando el software de código abierto R (versión 3.3.1; R Foundation for Statistical Computing, Viena, Austria) en el entorno RStudio (versión 2024.04.2). Las diferencias entre las medias de los tratamientos se evaluaron mediante la prueba HSD de Tukey (P = 0,05). El análisis de componentes principales (PCA) se realizó con el paquete FactoMineR, tras escalar las variables a varianza unitaria.
Resultados
Se observaron diferencias significativas entre los perfiles fenólicos de los vinos PIWI. Cabernet Cortis y Rondo mostraron concentraciones de taninos hasta tres veces superiores a las de Pinot Noir y Bl. Limberger, mientras que Monarch y Accent presentaron niveles aproximadamente dos veces más elevados (Figura 3a). Por el contrario, Pinotin, Prior y Levitage mostraron concentraciones de taninos significativamente más bajas, similares a las de Bl. Trollinger.
Figura 3. Composición fenólica de vinos elaborados a partir de 14 variedades híbridas de uva en comparación con variedades de Vitis vinifera —Trollinger y Limberger—. Los vinos se obtuvieron mediante fermentación a microescala de 100 bayas por repetición, recogidas en vendimia. Los diagramas de caja representan la distribución de las medias de tres repeticiones durante las añadas 2022–2024.
a) Concentración de antocianos expresada en mg de malvidina-3-O-glucósido (M3OG)/L;
b) Concentración de taninos expresada en mg de equivalentes de catequina (CE)/L.
Los niveles de antocianos en los vinos PIWI fueron consistentemente superiores a los de las variedades tradicionales, situándose entre 500 mg/L y 3000 mg/L, con las concentraciones más elevadas en Rondo y Accent (Figura 3b). Las diferencias en el contenido de pigmentos poliméricos entre variedades PIWI indican distintos potenciales de estabilidad del color. El análisis multivariante de los perfiles fenólicos agrupó las variedades estudiadas en cuatro clústeres diferenciados, poniendo de relieve su diversidad fenólica y su potencial enológico (Figura 4).
Discusión
En las variedades híbridas Pinotin, Prior y Levitage se observaron, de forma consistente durante tres añadas, concentraciones de taninos significativamente más bajas, comparables a las de Vitis vinifera Bl. Trollinger. Este menor contenido de taninos probablemente se debe a la unión de los taninos con proteínas y componentes de la pared celular, lo que reduce su extractabilidad.
Springer y Sacks (2014) describieron tasas de extracción de taninos de solo el 2,2–5,7 % en híbridos interespecíficos, claramente inferiores al 8–22 % habitual en V. vinifera. En híbridos con baja extractabilidad de taninos, técnicas tradicionales como la maceración prefermentativa en frío (Springer et al., 2014), el sangrado (Cheng et al., 2022b), los tratamientos enzimáticos (Manns et al., 2013) y la adición de taninos enológicos (Fredrickson et al., 2020) han mostrado, en general, una eficacia limitada.
Por ello, se han explorado enfoques alternativos, como la interacción con proteínas mediante bentonita y la modificación proteica mediante sonicación de alta potencia, con el objetivo de mejorar la extracción y retención de taninos (Cheng et al., 2022). En nuestros propios ensayos, se evaluaron también la termovinificación y la maceración posfermentativa a 35 °C para incrementar la extracción de taninos, aunque los resultados no se muestran.
Las concentraciones de taninos en los vinos de Cabernet Cortis y Rondo fueron hasta tres veces superiores a las de Pinot Noir y Bl. Limberger, mientras que Monarch y Accent presentaron niveles aproximadamente dos veces más elevados. Resultados similares para Rondo se han observado en otros estudios (Stój et al., 2020).
Entre las variedades PIWI cultivadas en Alemania analizadas en este estudio, Cabernet Cortis alcanzó niveles elevados de taninos —aproximadamente 3000 mg CE/L—, similares a los descritos para Monarch y Prior (Tampaktsi et al., 2023), aunque otros cultivares PIWI, como Vidoc, pueden superar los 5000 mg CE/L (Kapusta et al., 2018). Para gestionar eficazmente estas concentraciones elevadas de taninos, se han propuesto métodos de vinificación adaptados, incluida la microoxigenación (Teissedre, 2018; Ferenbach et al., 2023).
La formación de complejos antociano-tanino desempeña un papel clave en la estabilización del color en vinos elaborados a partir de uvas de Vitis vinifera. Sin embargo, se conoce poco sobre la interacción entre taninos y antocianos en variedades híbridas de vid.
Burtch y Mansfield (2016) sugirieron que los vinos procedentes de uvas híbridas presentan una menor tendencia a formar pigmentos poliméricos, a pesar de contener a menudo niveles de antocianos más elevados que los vinos de V. vinifera. Sin embargo, nuestros resultados no respaldan esta observación, ya que los niveles de pigmentos poliméricos totales (TPP) en los vinos PIWI fueron comparables a los observados en los vinos de V. vinifera dentro del mismo estudio.
Esto sugiere que los vinos PIWI pueden alcanzar una estabilidad del color similar, lo que tiene implicaciones positivas para su potencial enológico.
Conclusión
La evaluación de los perfiles fenólicos de las variedades PIWI es fundamental para valorar su idoneidad en la producción de vinos tintos y para optimizar las estrategias de vinificación en función de su potencial de extracción de taninos y color.
Los resultados de este estudio proporcionan una base sólida para integrar las PIWI en una enología sostenible, alineando objetivos ambientales y de calidad. Duley et al. (2023) destacaron el potencial prometedor de las PIWI para la producción de vinos de alta calidad, subrayando al mismo tiempo la necesidad de adaptar los protocolos de vinificación a las características específicas de cada cultivar.
Las investigaciones futuras deberían ampliar el número de muestras y variedades analizadas, e incluir evaluaciones sensoriales de los vinos elaborados a partir de uvas híbridas para valorar mejor su calidad organoléptica. La investigación continuada sobre la composición fenólica y volátil, junto con la aceptación por parte del consumidor, será esencial para favorecer una adopción más amplia de las variedades híbridas en la enología moderna.
Blank, M., Samer, S., Böhm, A., Freund, M., & Stoll, M. (2021). Optimization of a Micro-Scale Fermentation Set-Up: Repeatability and Comparison with Larger-Scale Red Wine Fermentation. Mitteilungen Klosterneuburg, 71, 99–112.
Harbertson, J. F., Kennedy, J. A., & Adams, D. O. (2002). Tannin in skins and seeds of Cabernet Sauvignon, Syrah, and Pinot noir berries during ripening. American Journal of Enology and Viticulture, 53(1), 54–59
Heredia, T. M., Adams, D. O., Fields, K. C., Held, P. G., & Harbertson, J. F. (2006). Evaluation of a comprehensive red wine phenolics assay using a microplate reader. American Journal of Enology and Viticulture, 57(4), 497–502
Burtch, C.; Mansfield, A.K. (2016) Comparing Red Wine Color in V. vinifera and Hybrid Cultivars; Cornell University: Geneva, NY, USA, 2016; p. 6.
Cheng Y, Savits JR, Watrelot AA. (2022a) Effect of the Application Time of Accentuated Cut Edges (ACE) on Marquette Wine Phenolic Compounds. Molecules. 2022 Jan 15;27(2):542.
Cheng, Y., & Watrelot, A. A. (2022b). Effects of Saignée and Bentonite Treatment on Phenolic Compounds of Marquette Red Wines. Molecules, 27(11), 3482.
Duley, G. Teresa, A., Edoardo Longo, C., Boselli, E. (2023) Oenological potential of wines produced from disease‐resistant grape cultivars. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 2023, 22 (4) , 2591-2610.
Ehrhardt, C., Arapitsas, P., Stefanini, M., Flick, G., & Mattivi, F. (2014). Analysis of the phenolic composition of fungus-resistant grape varieties cultivated in Italy and Germany using UHPLC-MS/MS: PIWI phenolic profile. Journal of Mass Spectrometry, 49(9), 860–869.
Fredrickson, A. J., Manns, D. C. Mansfield A. K. (2020) Addition Rate of Exogenous Tannin for Optimal Tannin Retention in Hybrid Red Wines. Am J Enol Vitic. 2020 71:62-69
Gapinski, Alexander & Delchier, Nicolas & Watrelot, Aude. (2024). Tannin and Iron-Reactive Phenolics Content in Red Cold-Hardy Hybrid Grape Tissues throughout Development and Ripening. Foods. 13. 986.
González-Centeno, M. R., Chira, K., Miramont, C., Escudier, J.-L., Samson, A., Salmon, J.-M., Ojeda, H., & Teissedre, P.-L. (2019). Disease Resistant Bouquet Vine Varieties: Assessment of the Phenolic, Aromatic, and Sensory Potential of Their Wines. Biomolecules, 9(12), 793.
Kapusta, I., Cebulak, T., Oszmiański, J. (2018) Characterization of polish wines produced from the interspecific hybrid grapes grown in south-east Poland. European Food Research and Technology 2018, 244 (3) , 441-455.
Manns, D.C.; Coquard Lenerz, C.T. and Mansfield, A.K. (2013) Impact of Processing Parameters on the Phenolic Profile of Wines Produced from Hybrid Red Grapes
Maréchal Foch, Corot noir, and Marquette. J. Food Sci. 2013, 78, C696–C702.
Merdinoglu, D.; Schneider, C.; Prado, E.; Wiedemann-Merdinoglu, S.; Mestre, P. Breeding for durable resistance to downy and powdery mildew in grapevine. Oeno One 2018, 52, 203–209.
Merkytė, V., Longo, E., Windisch, G., Boselli, E. (2020), Phenolic Compounds as Markers of Wine Quality and Authenticity. Foods 2020, 9 (12) , 1785.
Nicolle, P.; Marcotte, C.; Angers, P.; Pedneault, K. Pomace limits tannin retention in Frontenac wines. Food Chem. 2019, 277, 438–447.
Norton, E.L.; Sacks, G.L.; Talbert, J.N. Nonlinear Behavior of Protein and Tannin in Wine Produced by Cofermentation of an Interspecific Hybrid (Vitis spp.) and vinifera Cultivar. Am. J. Enol. Vitic. 2020, 71, 26–32.
Pedneault, K.; Provost, C. (2016) Fungus resistant grape varieties as a suitable alternative for organic wine production: Benefits, limits, and challenges. Sci. Hortic. 2016, 208, 57–77.
Revilla E., Garcia-Beneytez E., Cabello F., Martin-Ortega G., Ryan J. Value of high-performance liquid chromatographic analysis of anthocyanins in the differentiation of red grape cultivars and red wines made from them. J. Chromatogr. A. 2001;915:53–60.
Rice, S., Koziel, J., Dharmadhikari, M., & Fennell, A. (2017). Evaluation of tannins and anthocyanins in Marquette, Frontenac, and St. Croix cold-hardy grape cultivars. Fermentation, 3(3), 4
Socha R, Gałkowska D, Robak J, Fortuna T, Buksa K (2015) Characterization of polish wines produced from multispecies hybrid and Vitis vinifera L. grapes. Int J Food Prop 18:699–713
Springer, L.F.; Sacks, G.L. Protein-Precipitable Tannin in Wines from Vitis vinifera and Interspecific Hybrid Grapes (Vitis ssp.): Differences in Concentration, Extractability, and Cell Wall Binding. J. Agric. Food Chem. 2014, 62, 7515–7523.
Stój A., Kapusta I., Domagała D. Classification of Red Wines Produced from Zweigelt and Rondo Grape Varieties Based on the Analysis of Phenolic Compounds by UPLC-PDA-MS/MS. Molecules. 2020;25:1342. doi: 10.3390/molecules25061342.
Tampaktsi, C., Gancel, A. L., Escudier, J.-L., Samson, A., Ojeda, H., Pic, L., Rousseau, J., Gauthier, P., Viguier, D., Furet, M. I.. Teissedre P.-L. (2023) Phenolic potential of new red hybrid grape varieties to produce quality wines and identification by the Malvin. BIO Web Conf. 56 02012 (2023)
Teissedre, P.L. Composition of grape and wine from resistant vine varieties. Oeno One 2018, 52, 211–217.
Watrelot AA, Norton EL. (2020) Chemistry and Reactivity of Tannins in Vitis spp.: A Review. Molecules. 2020 Apr 30;25(9):2110. doi: 10.3390/molecules25092110. PMID: 32365968; PMCID: PMC7248762.
Watrelot, A.A. Vavra, C., Gapinski, A. and Cheng, Y. (2023) What are the challenges to producing high quality red wines from interspecific grapes? BIO Web Conf. 56 02016 (2023)
