F E R M E N T A C I O N E S I

FERMENTACIONES INDUSTRIALES I. Fermentaciones (Fervere) Alcohólicas

Fermentaciones alimentarias Es un proceso de transformación de la materia orgánica por acción de microorganismos como parte natural de su metabolismo. Y esta en función a: Microorganismo adecuado Medio de cultivo (vit.,min.,C,N,P,S,etc)

Fermentación alcohólica Transformación de azúcares en etanol y CO 2 por levaduras, como Saccharomyces cerevisiae , durante la elaboración de vinos, cervezas y similares.

Enología Estudia la ciencia del vino y su procesamiento, proviene del vocablo: Oinos = Vino

Vinos Es el jugo fermentado de la fruta de las muchas especies de Vitis , generalmente de cultivares de Vitis vinífera , con o sin la adición de azúcar, uva concentrada, o mosto reducido (jugo de uva hervido y enfriado), yerbas, o alcohol. En los vinos de fruta deben indicar la fruta de origen.

Fermentaciones del vino Fermentación completa (a sequedad) 18% de Azúcar  0 % de Azúcar Fermentación parcial (con Azúcar fermentable residual) 18% de Azúcar  5 % de Azúcar (vino dulce)

Productores (general) Italia : 20% de la producción Francia : 16% de la producción EEUU 7.7% Argentina 5% Chile 1.5% Perú 0.1%

Medidas para mejorar la industria vinera nacional Evitar la producción adulterada y de mala calidad Elaborar políticas de calidad de esta área Orden administrativo y financiero para productores del mercado nacional e internacional

Principales empresas productoras nacionales:

Materia prima: Uva Vitis vinífera . Fruto de la vid. Los racimos están compuestos por dos partes diferentes: el raspón o escobajo y los granos. Proporción: 100kg de racimos de uvas contiene de 5 a 6kg de raspón y de 94 a 95kg de granos.

MATERIA PRIMA PARA VINO Y PISCO

MATERIA PRIMA PARA VINO Y PISCO La negra corriente: la más antigua de las variedades traídas por los españoles. Se cultiva también al sur de Chile y en California, donde se la conoce con el nombre de Mission, utilizada también como uva de mesa

MATERIA PRIMA PARA VINO Y PISCO Quebranta: que es la más escogida para elaborar el “Puro”, usado en vinos, también como uva de mesa. Mollar: Es una uva parecida a la anterior pero de película menos coloreada y de calidad superior. Moscatel: De menor rendimiento que las anteriores, pero da un pisco muy fino, de aroma y sabor delicados.

MATERIA PRIMA PARA VINO Y PISCO Italia: De gusto moscato que debe su nombre al hecho de haber sido introducida al país por productores italianos ha sido erróneamente considerada por algunos como Moscato de Alejandría, pero no corresponde con las características de esta variedad. Da un pisco perfumado y vinos blanco y dulce muy apreciado, además de ser uva de mesa, muy agradable.

MATERIA PRIMA PARA VINO Y PISCO Albilla: Es una uva blanca que da un pisco de muy buena calidad y de ligerísimo aroma, se usa también como uva para vino blanco. Parámetros para las uvas destinadas a la elaboración de vinos:

CLASIFICACIÓN DE BEBIDAS ALCOHÓLICAS

Adición de levaduras: Se puede iniciar con levaduras indigenas: Lev. Apiculadas ( Kloeckera apiculata ), S. Ellipsoideus , S. Oviformis, S. Beticus, S. rouxi . La cantidad de levadura seca “Montrachet” ( Saccharomyces ellipsoideus ) que se utiliza es de 0,1 g/L. Si se emplea levadura para pan ( Saccharomyces cerevisiae ) es recomendable utilizar 1g/L (25 millones de células por mL). Para utilizar la levadura seca se tienen que seguir los siguientes pasos: Activación de la levadura : se realiza disolviendo la levadura en un poco de agua hervida entibiada (30ºC) con un poco de azúcar, dejándola reposar por 10 minutos. Preparación del pie de cuba : se hace con un poco del mosto a fermentar (aproximadamente el 5% del total), en el cual se siembra la levadura reactivada, dejándola reposar en un sitio abrigado (25-30ºC) hasta que se vea producción de gas (burbujeo). Una vez, preparado el pie de cuba, se siembra finalmente en la cuba o tanque de fermentación.

Fermentación: 100 partes de azucar---> 51 alcohol y 49 de CO 2 Control de la densidad : nos indica como se va transformando el azúcar en alcohol, si la medida de la densidad no disminuye, de acuerdo a los controles diarios, se puede pensar que están ocurriendo deficiencias en: Contenido de levaduras Falta de nutrientes Alteraciones de la temperatura Acidez volátil alta (mayor de 1g de ácido acético/L)

Fermentación: Control de temperatura : es muy importante que la levadura trabaje en un rango de temperaturas comprendido entre 20-25ºC. La temperatura tiene una acción selectiva en el desarrollo de otros microorganismos que no son los fermentativos. Si la temperatura sobrepasa los 30ºC puede ocurrir la fermentación por bacterias acéticas.

Fermentación: Bazuqueos y remontados : durante el proceso fermentativo interesa la aireación moderada de los mostos, para ayudar a la proliferación de las levaduras, y también la uniformización de la fermentación en toda la masa. Esto se logra mediante los bazuqueos y remontados. El bazuqueo consiste en remover el mosto en proceso de fermentación. El remontado es el trasvase del mosto inferior a la parte superior, pudiendo realizarse con la ayuda de una bomba.

Descube: Consiste en la separación de la parte sólida (orujos) de la líquida. Se hará el descube cuando la densidad del mosto este cercana a 1005-1010. Trasiegos: Consiste en separar el vino de los sólidos precipitados en el fondo de los depósitos (levadura, gomas, mucílagos, etc.). Por sucesión de trasiegos, se van eliminando del vino las materias insolubles y el vino se va clarificando naturalmente.

Clarificación: Consiste en añadir al vino turbio una sustancia capaz de ejercer acción coagulante y floculante, que al pasar arrastre consigo las partículas en suspensión al fondo del recipiente. Como sustancias clarificantes se pueden emplear: albúmina de huevo, bentonita, gelatina, tanino, enzimas (pectinasas), etc. Uso de enzimas: Rendimiento de extracción de mosto o vino durante el prensado Clarificación Composición aromática Reducción del tiempo de maceración

Filtración: Consiste en el paso del líquido turbio a través de un cuerpo poroso, que retenga las materias en suspensión que enturbian su limpidez. Se puede emplear filtros de lana, de tela o de algodón Sulfitado: Se hace para estabilizar biológicamente a un vino, es decir, liberarlo de los microorganismos que puedan alterarlo. Se emplean sales de azufre (metabisulfito de sodio o de potasio). La proporción depende del tipo de vino. Los vinos dulces se sulfitan más que los vinos secos. Envasado: De vino estabilizado

Ventajas de uso de enzimas Mayor rendimiento en mosto clarificación r´pida Reducción de la viscosidad Fermentación posterior más rápida y menos violenta Clarificación más corta y mejor del ino después de la fermentación Filtración más fácil Menor volumen de heces, etc. Cantidades: 1-2 /100kg uva, 0.5-1g/100litros de mosto

Aritmética vinícola: .Se desea corregir 150kg de mosto cuya densidad es 1 037, para lo cual se cuenta con un mosto concentrado estandarizado a una densidad de 1 130. Haga los cálculos necesarios para determinar la cantidad exacta de mosto concentrado a agregar y la cantidad necesaria de bisulfito y levadura, para obtener un vino con 12ºGL. Datos: Masa: 150kg Densidad:Mosto Nº1: 1 037g/l ºA = 4,0ºGL Mosto Nº2: 1 130g/l ºA = 18,7ºGL Solución: VT= 150 000g / 1 037g/l = 144,64 litros. Entonces: 4,0 6,7 = X = 6,7x144,64/14,7 = 65,92 l de mosto Nº1 12 18,7 8 = Y = 8 x 144,64/14,7 = 78,72 l de mosto Nº2 14,7

Aritmética vinícola: Un comerciante desea comprar 80hl de vino al 10,5%vol. Se dispone de tres cubas: una al 9,5%vol (cuba Nº1), otra al 10,6%vol (cuba Nº2) y la otra al 11,3%vol (cuba Nº3), ¿Cuánto se necesitará de cada una de las cubas? Solución :En este caso, dos cubas tienen una graduación alcohólica superior a la de la mezcla a obtener (Nº2 y Nº3). (1) 9,5 0,1 10,5 (2) 10,6 1 9,5 0,8 10,5 (3) 11,3 1 Se necesita: 0,8 + 0,1 = 0,9hl de vino a 9,5%vol + 1hl de vino al 10,6%vol + 1hl de vino al 11,3%vol Para: 2,9hl de vino a 10,5%vol Y para 80hl será: X = 80x0,9/2,9 = 24,82hl de vino a 9,5%vol Y = 80x1,0/2,9 = 27.59hl de vino al 10,6%vol Z = 80x1,0/2,9 = 27,59hl de vino al 11,3%vol Observación: Si hubiésemos tenido dos cubas inferiores a la mezcla a obtener, hubiéramos hecho la mezcla entre la cuba más fuerte y cada una de las dos cubas inferiores.

Aritmética vinícola: Se quiere obtener 70hl de vino blanco que presenta una acidez total de 5,5g H 2 SO 4 /l. Se dispone de tres cubas: una con una acidez total de 5,1g/l (cuba Nº1), otra con acidez total de 6,2g/l (cuba Nº2) y la otra con una acidez total de 4,9g/l (cuba Nº3), ¿Cuánto se necesitará de cada una de las cubas?. Solución :Dos cubas tiene una acidez inferior a la necesitada. (2) 6,2 0,4 5,5 (1) 5,1 0,7 6,2 0,6 5,5 (3) 4,9 0,7 2,4 Se necesita: 0,4 + 0,6 = 1,0hl de la cuba Nº2 + 0,7hl de la cuba Nº1 + 0,7hl de la cuba Nº3 Para: 2,4hl de la mezcla buscada. Y para 70hl será: X = 70x1,0/2,4 = 29,16hl de la cuba Nº2 Y = 70x0,7/2,4 = 20,42hl de la cuba Nº1 Z = 70x0,7/2,4 = 20,42hl de la cuba Nº3

Aritmética vinícola: Cual será la graduación de un vino obtenido de la mezcla de las tres cubas siguientes: 15hl a 10,6%vol (cuba Nº1), 45hl a 11,2%vol (cuba Nº2), 30hl a 11,7%vol. Solución : Este es un problema frecuente en una explotación, que no necesita que se recurra a la regla de Pearson (cruz de mezclas). El volumen total obtenido es: 15 + 45 + 30 = 90hl El número total de grados hectolitros obtenido es: 15 x 10,6 = 159 45 x 11,2 = 504 30 x 11,7 = 351 1 014 grados - hectolitros El título o graduación alcoholimétrica de la mezcla es: 1014/ 90 =11.27% vol

Research areas Basic research What happens in your vineyards and fermentations? Yeast and bacteria selection Applied research Co-inoculation yeast and bacteria Co-inoculation Saccharomyces and no-Saccharomyces Optimization of fermentation process and technology transfer Saccharomyces biodiversity Yeast native populations in grape and fermentations Yeast in winery Spoiler yeast contamination prediction and control

Microbiologie de la línea de vinos Microorganismes del vino Interés tecnológico Responsable de altérations  Predominan la flora y sus actividades, técnicas de vinificación  Elementos donde predomina la higiene

Microbiologie de la línea de vinos Étymologie (en griego): Mikros = pequeños bios = vida logos = ciencia La microbiologie es el ensamble de disciplinas biologiques dedicadas al estudio de microorganismes.

Micro-organismes du vin Pour se développer, un germe a besoin:  Température  Substrat  Humidité  pH  Temps

Microbiologie del vino Los mohos , presentes sobre los racimos y en las cavas. Ellos no son jamás útiles y pueden provocar malos sabores. Los principales gérmenes encontrados en la enología Hongos filamentosos uni o multicelulares Organismos eucaryotes aeróbios Gran capacidad de diséminación

Microbiologie del vino - Production de 2,4,6 Tricloroanisol Olor a tierra, corcho enmohecido Mycotoxinas: achratoxina A Cancérigène Análisis por sondeo Normas (europea) Los mohos: possibles altérations

Microbiologie del vino Las levaduras , responsables de la fermentación alcohólica, más tambien da alteracioens(« flor », fermentación en botellas). Los principales gérmenes encontrados en la enología - Celula eucaryota hongo unicelular Reproducción por gemación o scissiparidad Tamaño 5 à 20 µ m

Microbiologie del vino Las levaduras: altérations posibles Durante la FA  olores desagradables H 2 S, acidez acética, fenoles volátiles  Carbamatos de etilo Durante el almacenamiento  Velos sobre la superficie  Refermentación en botellas

Microbiologie del vin Las levaduras del género Brettanomyces , dan origen a alteraciones de tipo aromáticas y gustos animales Los principales gérmenes encontrados en la enología - Célula eucaryota Hongo unicelular Reproducción por gemación Tamaño 2 à 20 µ m

Microbiologie del vino Las levaduras del género Brettanomyces : alteraciones posibles Fenoles volátiles  Etil-4-fenol (E4P)  Etil-4-Gaïacol (E4G) Descriptores varios: Animal, cuero, sudor de caballo, establo, aguado,…

Brettanomyces Que es la Brettanomyces? Levadura de altération fréquenté Production de fenoles volatiles Contribuye a la complegidad aromatical Despues de una cierta concentracion el vin se torna desagradable para la mayoria de la gente

Brettanomyces  Bodega (valvulas, alcantarillas, madera) Equipamientos (matérial vitivinicolas, bombas) Caractéristiques morphologiques Polimorfo; Tama ň o peque ñ o: 2 a 6,5 µ m Filtraci ó n - Porosidad Écologie

Brettanomyces  Production de acido acetico a partir del azucar  Production de acetato de etilo  Production de fenoles volatiles  Fermentation de cellobiosa (barricas)  Production de acidos grassos (octa-, deca- y dodécanoico)  Capacidad de sobrevivir a concentraciones de etanol > 13% y a temperaturas > 30°C Fisiologia

Brettanomyces Condiciones de riesgo  Azucar residual > 3 g/L  T°C elevada > 15°C  SO 2 libre < 25 mg/L  Ausencia de clarification y filtration  pH elevado  Higiene insuficiente Medio de control: Higiene, SO 2

Brettanomyces fenoles Volatiles Etil-4-Fenol (E4P) Etil-4-Gaiacol (E4G) Descriptores variados: Animal, cuero, sudor de caballo, establo, tinta Proportions vins rouges : 1 E4P/8-10 E4G Proportions vins blancs: 1 E4P/4 E4G

Brettanomyces Phénols Volatils Acides Phénol & Tartrique Estérifiés Acides Phénol Vinyls Phénol Phénol Volatils Cinnamyl-estérase Cinnamate décarboxylase Vinyl-Phénol Réductase Ethyl-4-Phénol & Ethyl-4-Gaïacol Acides coumariques & férulique Saccharomyces Brettanomyces Brettanomyces Notes pharmaceutiques épicées Notes animales, tinta

Microbiologie del vin - Célula procaryota es Gram + Forma « cocoo » o « bastón » Metabolismo anaerobio Tamaño del orden del µm Los principales gérmenes encontrados en la enología Las bacterias lácticas , agentes de la fermentación maloláctica, más causa enfermedades(picadura láctica, tourne, grasa).

Microbiologie du vin - La enfermedad de la grasa Picadura láctica Degradación del ácido tartárico (tourne) Degradación del glicérol (amertume) Degradación del ácido sórbico (olor a geranio) Gusto a ratón Aminas biógenas Las bacterias lácticas: posibles alteraciones

Microbiologie del vino Las bacterias acéticas , efectos nefastos, responsables de la picadura acética. Célula procaryota es Gram - Forma « coccobacilo » Métabolismo aerobio estricto Tamaño del orden del µm Los principales gérmenes presentes en la enología

Microbiología del vino -Picadura acética: producción de acidez acética  Etanol se transforma en ácido acético + acetato de etilo Las bacterias acéticas: posibles alteraciones

Microbiología del vino Picadura acética Bacterias acéticas Enfermedad de la grasa Pediococcus Azúcares reciduales >3g/L T°C elevadas >15°C SO 2 libre<25mg/L Falta de calrificación o filtración Higiene insuficiente pH elevado Fenoles volátiles Brettanomyces Factores de riesgo Desviación observada Tipo de microorganismo

Microbiología del vino +: acción favorable; -: acción desfavorable -- + - Anaerobiosis +++ -- ++ Aireación 0 --- 0 Agregado de Lysozima - Bacterias acéticas -- Bacterias Lácticas - Levaduras Agregado de SO 2 Evolución de la población de:

Higiene en la vendimia Precauciones a tener en cuenta  Reducir el tiempo de transporte de las uvas  Limitar el aplastamiento de las uvas  Sulfitar el zumo liberado  Protección por inertización (N 2 , CO 2 , frío) Azúcares + humedad+ aire + calor + aucencia SO 2 Todos los microorganismos pueden desarrollarse

Recepción en la cuba Higiene crusial más dificil Estudiar el sulfitado Sulfitado = f (higiene) Sulfitar lo más pronto posible(se aconseja= 6 g/hL) Azúcares + humedad+ aire + calor + aucencia SO 2 Todos los microorganismos pueden desarrollarse

Riesgo en la Fermentación  Sin Manejo del conjunto de condiciones  Manejo del conjunto de condiciones Levaduras indígenas Fermentación Riesgos de cepas nefastas Desviaciones organolépticas Ejemplo: Brettanomyces

Fermentación Interés  Finalización rápida de la FA, evita crecimiento de flora« indeseable »; manejo de la cinética de la fermentación  FA completa y producto estable  Evitar crecimiento de alteraciones del tipo falsos gustos o el desarrollo de compuestos del tipo carbamato de etilo

Fermentación  Fermentar lo antes posible  Fermentar TODAS las cubas con siembra de cepas seleccionadas  Trabajar en buenas concidiones de higiene  SO 2 libre cercano a 0  T°C: evitar los fríos y los choque térmicos

Fermentación Eficacia de la fermentación en función de la HIGIENE de la Bodega Reporte de la siembra 100 1 0,1 FA asegurada en 80/90% por lev indígenas 1 000 000 a 3 000 000 30 000 000 a 50 000 000 Higiene deficiente FA asegurada en 50/50 por lev.indígenas y LSA 1 000 000 a 3 000 000 3 000 000 a 5 000 000 Higiene media FA asegurada en 99,9% por levaduras aportadas 1 000 000 a 3 000 000 10 000 Buena Higiene Implatación exitosa Levures aportadas por ml Levaduras indígenas por ml

Fin de fermentación alcohólica Si no se desea realizar fermentación maloláctica  Limpiar al vino  Airear el vino  Sulfitar en 3-4 g/hL, regular según el pH, el TAV y los niveles de población microbiana  Dejar bajar la temperatura por debajo de los 15°C

Siembra Bacteriana  En el arranque de la FML controlar la cinética fermentativa manejos: permet une « mise au propre » rapide des vins  Evita el desarrollo de Flora indígena y de problemas del tipo grasa, limitación en los tenores de aminas biógenas (Histaminas…) Pediococcus et lactobacillus

Las bacterias lácticas presentes en el mosto de uva y en el vino pertenecen al genero de Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus y Oenococcus; debido a la gran selectividad del medio que constituye el mosto y el vino, solo unos pocos tipos de bacterias lácticas son capaces de desarrollarse, las condiciones nutricionales del medio son decisivas, en cuanto al aporte beneficioso o no, que pueden tener las BML a la hora de la vinificación, por ello es importante el conocer en que condiciones del medio, una FML será beneficiosa. Ciclo desarrollo de las bacterias lácticas en el vino durante la vinificación y la crianza

METABOLISMO DE LAS BACTERIA MALOLÁCTICA: Esta marcado por tres etapas bien diferenciadas: I. CRECIMIENTO CELULAR: Uso del azúcar para la obtención de energía, se caracteriza por una alta producción de ácido acético. II. FASE ESTACIONARIA I: Cuando el ácido málico se transforma en láctico por parte de la levadura, no se observa producción de ácido acético. III. FASE ESTACIONARIA II: Uso del ácido cítrico por la bacteria, produciendo ácido acético y diacetilo en exceso, esta fase se debe evitar por el enólogo. Evolución de distintos metabolitos durante la FML

REQUISITOS NUTRICIONALES DE LA BACTERIA MALOLÁCTICA: La proliferación de la bacteria maloláctica depende principalmente de la presencia de hidratos de carbono , pues es de quien obtiene energía al comienzo, pero son más las necesidades nutricionales de estas bacterias, para su correcto desarrollo. Hidratos de carbono : Se degradan de 0,4 a 0,8 g/L de azúcares, siendo la mayor parte glucosa y fructosa, prefiriendo estas la fructosa; esto puede ser un problema, en estudios realizados se ha comprobado que parte de la fructosa se transforma en manitol, lo que genera 1 mol adicional de ATP, y escasa formación de ácido acético, pero un exceso de manitol produce la alteración por manitol, dando un incremento de ácido acético y sabor agridulce . Los compuestos con enlaces glicosídicos del vino pueden ser todos ellos sustratos para las bacterias lácticas. Distintas vías de fermentación de loa azucares por BL

Compuestos nitrogenados: requieren suplemento extensivo de aminoácidos, pirimidinas,vitaminas y minerales. -Las necesidades de aminoácidos específicos difieren de una cepa de bacteria láctica a otra. La Oenococcus oeni y la Pediococcus pentosaceus aisladas en el vino pueden necesitar hasta 16 aminoácidos distintos . En un estudio (realizado por Lallemand en colaboración con Guzzo, J) y comparando los resultados con otros resultados descritos en la literatura, se observan las necesidades de nitrógeno de cuatro cepas comerciales de bacterias lácticas y de una cepa de laboratorio de las bacterias lácticas Oenococcus oeni , en un medio con aminoácidos como única fuente de nitrógeno , se encontró que de un total de 13 aminoácidos , siete eran imprescindibles para el desarrollo. -No se ha comprobado que la disponibilidad de aminoácidos libres en el medio pueda ser limitadora del desarrollo, pues las proteínas y péptidos presentes en el vino también se pueden utilizar como fuente de aminoácidos. -Se ha demostrado que el desarrollo bacteriano y la fermentación maloláctica se ven estimulados por la presencia de compuestos nitrogenados derivados de levaduras, como los péptidos y manoproteínas de la pared celular . Para utilizar estos tipos complejos de fuentes de nitrógeno para su crecimiento, las bacterias tienen que ser capaces de hidrolizar a sus subunidades, y de transportarlo a la célula.

Ácidos orgánicos: - Ácido tartárico : Se encuentran pequeñas reducciones de la concentración de ácido tartárico durante la fermentación maloláctica, pero solo se ha comprobado que degraden el ácido tartárico algunas cepas de Lactobacilus arabinosus , además la degradación del ácido tartárico siempre va ligada a un picado del vino . - Ácido cítrico : El metabolismo del ácido cítrico por Oenococcus oeni se ha correlacionado con la síntesis de ácido acético, diacetilo y la acetoína , siendo los tres perjudiciales en el vino, en presencia de ácido cítrico mejora el crecimiento bacteriano , por un incremento en la produción de ATP. - Ácido málico : El metabolismo de este ácido se desarrolla en la segunda etapa del metabolismo de bacterias malolácticas, transformándolo en ácido láctico. Durante el crecimiento con pH bajo, la bacteria degrada ácido málico a gran velocidad, mientras que los hidratos de carbono se degradan a baja velocidad. Aunque hasta hace poco se consideraba que la conversión de L-ácido málico en L-ácido láctico y CO 2 no producía energía, recientes investigaciones indican que las células intactas do Oenococcus oeni generan más ATP cuando se han desarrollado en presencia de L-ácido málico.

Vitaminas, minerales y otros factores de crecimiento: -Además del amino nitrógeno, las bacterias lácticas del vino necesitan un suministro de purinas y pirimidinas o sus derivados. -Varias vitaminas del grupo B son imprescindibles para el crecimiento, y aparentemente todas las cepas necesitan ácido fólico y ácido nicotínico. -La necesidad de biotinas, riboflavinas, ácido pantoténico y piridoxina dependen de la célula. -El magnesio tambien desempeña un papel vital en calidad de coadyuvante en la enzimología de la fermentación maloláctica realizada por bacterias lácticas. -Por lo general, se pueden encontrar en el mosto o vino concentraciones suficientes de estos iones como para permitir el crecimiento y metabolismo de las bacterias lácticas.

INCIDENCIA DEL METABOLISMO DE LAS BACTERIAS LÁCTICAS EN LA COMPOSICIÓN Y CALIDAD DEL VINO: Los sustratos sufren una transformación y, como consecuencia, se modifican los caracteres organolépticos. Algunas actividades metabólicas son favorables, otras no producen consecuencias, finalmente hay otras que son totalmente perjudiciales para la calidad de los vinos. -El único sustrato, siempre metabolizado y según la misma vía para todas las especies bacterianas del vino, es el ácido L-málico . Permite el ablandamiento del vino provocado por la desacidificación y el reemplazo del ácido málico por el ácido láctico de sabor menos agresivo. -Pero el ácido acético es uno de los productos ineludibles del metabolismo del ácido cítrico , esto asociado a la fermentación de algunas centenas de miligramos por litro de azucares , origina una aumento de la acidez volátil perjudicial. -La degradación de compuestos esenciales del vino, como pueden ser el ácido tartárico o el glicerol , en acidez volátil por un lado y las sustancias de sabor amargo por otro, desvalorizan por completo la calidad organoléptica. -El metabolismo de los aminoácidos no tiene realmente incidencia sobre las cualidades organolépticas del vino, pero pueden presentar un problema respecto al plano toxicológico, al enriquecer al vino en aminas biógenas y precursores de etilcarbamato, productos indeseables.

Modificaciones gustativas vinculadas a la realización de la fermentación maloláctica en un vino de Pinot Noir (la línea de abajo corresponde al mismo vino sin FML)

Perfil sensorial de olores de vinos

POSIBLES ERRORES EN LA ELABORACIÓN DE VINOS Mala regulación del pH, el que no permitirá seleccionar la flora del mosto y permitirá el crecimiento de microorganismos indeseables. Deficiente dilución, mostos densos ahogan las levaduras, mostos diluidos y el uso del azucar no es apropiado. Pocos nutrientes y/o levadura que paraliza la fermentación. Mal control de la temperatura. Poca cantidad de azúcar y exceso de azúcar ya sea por falta o exceso paralizara la fermentación.

DEFECTOS Pardeado (quiebra parda) Por aireación, se modifica la transparencia y el color en 1 a 2 días. También ocurre por una deficiente azufrado. Se previene calentando el mosto a 75 a 80°C y usar ácido sulfuroso. Enturbiamiento férrico de vino (quiebra férrica) Por contacto con utensilios de hierro (durante alguna operación o prensado). Se debe controlar la acidez pues esta favorece este defecto. Enturbiamiento cúprico del vino (quiebra cúprica) Por la acción de la luz, se recomienda mantener en oscuridad durante la fermentación. Ennegracimiento del vino (quiebre negra) Depende del hierro presente, tanino. Se tratan estos con ferrocianuro de potasio. Olor a sulfhídrico Olor a huevos podridos se presentan en vinos jóvenes, se previene con azufrado. En casos avanzados se puede tratar con carbón activado (20-40g/Hl, 5-6 días) y filtrado. Defectos de sabor Por descuido en la higiene y sanidad: sabor añejo, moho, madera y cuba, escobajo, corcho o a metal.

ENFERMENDADES DEL VINO Picado o acetificado Formación de ácido acético por oxigenación y pH elevado o sea mayor a 4 y ausencia de sulfuroso, envase destapado y elevada temperatura de fermentación. Florecido del vino O formación de telillas por levaduras que crecen en superficie, formando telillas rugosas de color blanco grisáceo hasta de 1cm de espesor. Los vinos de aja graduación alcohólica forman velo con más facilidad. Son propensos los vinos jóvenes ligeros que contienen todavía abundante sustancia nitrogenada, así como los vinos de frutas y de orujo depositados en cubas incompletamente llenas.

FERMENTACIONES INDUSTRIALES II. Fermentaciones (Fervere) Acéticas

Definición: Se define como el producto de una fermentación alcohólica seguida de una formación de ácido acético.

Vinagre-Historia Los primeros vinagres se producían en vasijas planas abiertas, eran procesos lentos en los que flotaba una película de bacterias sobre la superficie del vino. En el siglo XIX, se modificó el proceso con un generador por goteo. En 1949 se creó los procesos sumergidos. Hidrato a ácido acético (acetaldehído deshidrogenasa)

Vinagres-microorganismos Bacterias: Gluconobacter oxida el etanol solo a ácido acético. Especies : Agluconobacter oxydans (previamene Acetomonas oxydans ). Homo Acetobacter superoxidantes oxidan el etanol a ácido acético, luego a CO 2 y H 2 O. Gram negativas y ácido tolerantes; cepas en especies: Acetobacter aceti , A. pasterurianus o A. peroxidans . Hetero Es mejor transportar las cepas en pequeños reactores y no en agar.

Etapas químicas La biosíntesis de ácido acético es una oxidación incompleta. El poder reductor producido durante el proceso se transfiere al oxígeno. Etapas: Oxidación del etanol a acetaldehido (NAD o NADP ) Hidratación a acetaldehído hidrato Oxidación del acetaldehído hidrato a ácido acético (acetaldehído deshidrogenasa)

Características de la conversión: Estequiométricamente a partir de 1 mol de C 2 H 5 OH (1litro al 12% alcohol v/v) se produce 1 mol de CH 3 COOH (1 litro al 12.4% ácido v/v) El oxigeno se reduce a través de la cadena respiratoria. Se producen 6ATP por mol de CH 3 COOH, si no existe suficiente oxígeno y en altas concentraciones de ácido acético y etanol, las células mueren. A 5% de CH 3 COOH y C 2 H 5 OH, las bacterias mueren en 34% después de una interrupción de aire de 2 minutos. A 12% de ácido y etanol la misma tasa de muerte luego de 10 a 20 segundos. Lo mismo ocurre si disminuimos por debajo de 0.2% (v/v) en solución de etanol y no debe exceder el 5% en procesos convencionales. Actualmente las cepas producen hasta 13 a 14% de ácido acético.

Principios del proceso: . Fermentación alcohólica: glucosa + Saccharomyces ellipsoideus = 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 . La sidra contiene ácido málico para evitar contaminaciones, así como ceniza esencial para el crecimiento. La fermentación se realiza entre 23.88 – 26.66°C, a 37.77°C se torna anormal y cesa alrededor de 40.55°C . Es mejor añadir levadura iniciadora. Se puede mejorar con levaduras de vino. Al principio se puede aerear, luego no es necesario. Todo el azúcar debe convertirse a alcohol y CO 2 . Luego se separa la pulpa, sedimento por asentamiento y trasegado, o por filtración.

Principios del proceso: Fermentación acética: resulta de la oxidación del alcohol por bacteria, en presencia de oxígeno (aire), C 2 H 5 OH + O 2 + Acetobacter aceti = CH 3 COOH + H 2 O. Se agrega vinagre fuerte no pasterizado (luego de fermentación alcohólica completa) o añadir un iniciador para suministrar la clase apropiada de bacteria y producir condiciones favorables para su crecimiento y actividad. Las bacterias crecen en el líquido y superficie, forman una película lisa, grisásea, brillante y gelatinosa (a veces no película). El proceso depende de la actividad del organismo, cantidad de alcohol, temperatura, cantidad de superficie expuesta por unidad de volumen (ideal 26.66°C (20 - 35.55°C), el factor puede ser el área superficial). El tiempo en barril (lento) es de 3 a más meses. En generadores de gran escala la superficie al aire es grande, proceso en cosa de horas. Inmediatamente el vinagre debe envasarse para evitar posterior oxidación a CO 2 y agua (reducción de la calidad), también puede ser pasteurizado. La fermentación se acelera cuando la sidra contiene de 6 a 8% de alcohol, y puede tolerarse 12%. La acción es lenta cuando hay presente de 1 a 2%. 100 partes de alcohol darán 130 partes de ácido acético (120 por evaporación). De 100 partes de azúcar se obiene 50 a 55 partes de ácido acético. Para 4 g por 100 ml (4% o 40 granos de resistencia) es necesario un jugo con más de 8% de azúcar (el jugo de manzanas tiene entre 7 a 15% de azúcar.

Procesos: Proceso en superficie: En biorreactor de madera (60m 3 ) con virutas por donde el material recircula. Del alcohol que se añade entre el 88 a 90% se convierte en ácido acético, el resto para metabolismo o escapa como gas. La temperatura superior aproximadamente es de 29°C y debajo de 35°C. el tiempo bajo este proceso 3 días para producto al 12% de ácido acético.

Procesos: Proceso sumergido: Se trabaja en volúmenes de 50m 3 , con vinos de frutas y mezclas especiales. En los procesos actuales se produce rendimientos de hasta 13% de ácido acético. La aireación debe ser regulada. En los reactores la agitación se realiza con un rotor que distribuye aire (agitación – aireación). Consta de intercambiadores de calor y eliminadores de la espuma. (Se puede partir de inóculo con 7-10% ácido y 5% de etanol) Cuando la concentración cae a 0.05 –0.3% (etanol en 35 horas) se saca el 50 a 60% del volumen de solución y se reemplaza con una nueva que contiene 0-2% ácido acético y 10 a 15% de etanol. Hay procesos totalmente continuos a 40°C con 98% de rendimiento.

FERMENTACIONES INDUSTRIALES III. Fermentaciones (Fervere) Lácticas

Definición: Se define como el producto de una biosintesis de (D+) ácido láctico, bajo la acción de bacterias de preferencia homofermentativas.

Biosíntesis: La biosíntesis procede a partir de la glucosa vía gliceraldehído 3-P, 1.3 di-P-glicerato y piruvato. El gliceraldehido fosfato se oxida primero a glicerato y luego a piruvato, el NAD entrante se reduce y ambos dan ácido L(+) o D(-) láctico; industrialmente más se produce el L(+). 1Mol C 6 H 12 O 6  2Moles lactato (CH 3 CH(OH)COOH; (CH 3 CH(OH)COO) 2 Ca ); en la práctica se logra obtener más del 90% de este rendimiento teórico.

Microorganismos: Lactobacillus delbrueckii y Lactobacillus leichmannii con glucosa como sustrato; Lactobacillus bulgaricus con suero; Lactobacillus pentosus con líquidos sulfíticos. Estos anaerobios son facultativos (no anaerobios obligados), los bioreactores pueden manejarse sin completa exclusión del oxígeno.

Otros: Las bacterias lácticas intervienen en la fermentación determinada por su tolerancia 0.7 a 1% se inhibe Streptococcus liquefaciens , Streptococcus lactis y Streptococcus cremoris . Otras soportan hasta 1.5 a 2% de ácido: Lactobacillus casei y de 2.5 a 3% Lactobacillus bulgaricus . Grupos de bacterias lácticas: Streptococcus (homolácticos) Pediococcus (homolácticos) Leuconostoc (heterolácticos Lactobacillus (en función de cada cepa)

Características del proceso: El medio requiere de 12 a 13% de glucosa y 0.25% de (NH 4 ) 2 HPO 4 , además de vitaminas B. La fermentación se lleva en fermentadores de 25-120 000 000ml; a 45-50°C con exceso de CO 3 Ca para el pH de 5.5. y 6.5; por un tiempo aproximadamente 72h. En un biorreactor continuo (membrana) se puede producir 80g/L. El caldo caliente luego de la fermentación se filtra, el calcio se precipita por adición de ácido sulfúrico.

Coles fermentadas: Aparecen primero organismos aerobios, gram negativos (también gram positivos formando esporas, bacilos). Pseudomonas y Enterobacter cloacae formando gas y ácido y Flavobacterium rhenanus con colonias coloreadas de amarillo, esta última forma sustancias cuyo olor y sabor actúa favorablemente en el producto final. También aparecen los cocos junto a los Bacilos. Los metabolitos de sabor y olor se forman en esta fase. También se forma ácido fórmico, acético y succínico que se esterifican a alcohol etílico (por levaduras), los productos gaseosos son CO2, H2 y metano. Se verifica esta fase con formación de espuma (a T elevadas). Se crea una falta de oxígeno, se disminuye organismos

Coles fermentadas: 2° Fase Aumenta la actividad de anaerobios facultativos formadores de ácido láctico con: 1° enriquecimiento en bacterias heterofermentativas productoras de ácido láctico como Leuconostoc mesenteroides . Estas son poco afectadas por la sal y su pH óptimo es disgenésico para otras bacterias (especialmente para proteolíticas). Las bacterias lácticas heterofermentativas utilizan los CHOS de la col en ácido láctico, llegando hasta 1%. Además se forma ácido acético, alcohol etílico, CO 2 , manito, dextrano y ésteres, componentes del sabor. Estas dos fases se dan en 3 a 6 días.

Coles fermentadas: 3° fase Intensa formación de ácido láctico, por el consumo de oxígeno y acción de sal y ácidos orgánicos que favorecen selectivamente a bacterias lácticas homofermentativas que no forman gas. Su crecimiento es en masa (millones de lactobacilos / cm3): Lactobacillus plantarum . Bacilos cortos (forman cadenas cortas) inmóviles, gram positivos son importantes. Son homofermentativas, a partir de hidratos de carbono originan solo ácido láctico. La temperatura para L. plantarum esta entre 18 a 20°C constante, además este organismo es muy resistente a la sal que sólo se inhibe a una concentración superior al 12%. Es sensible al indol, escatol, ácido indolacético y ácido indolpropiónico (0.1%) metabolitos de otras bacterias putrefactivas El contenido de ácido en esta fase sube de 1.5 a 2% (ácido láctico). Se multiplican las heterofermentativas menos sensibles al ácido (3 semanas)

Coles fermentadas: 4° fase: A partir de restos de CHOS se forman ácido láctico y acético alcohol etílico, manita y CO2. Es frecuente encontrar a Lactobacillus brevis . (formas bacilares de tamaño y aspecto diferentes). Anteriormente se conocían a estas formas o se las identificó como Lactobacillus pentoaceticus y Bacillus brassicae fermentae . Además de L. brevis existen otras bacterias heterofermentativas que utilizan hidratos de carbono de alto peso molecular (arabinosa y xilosa), forman además aromas. El ácido puede llegar a 20% (sabor acre picante no deseable tan alto). En condiciones naturales no se alcanzan concentraciones mayores a 2.5% de ácido. También se ha encontrado implicados a Pediococcus cerevisiae .

Características del chucrut pH 3.8, acidez 1.5% Se puede usar gas de envase CO2 y N2 Almacenamiento en frio 0-3°C A 10°C dura 3 semanas a 0 6 a 10 semanas ( en bolsas) Puede ser pasteurizado y enfriado, separación de la salmuera, pasteurizado en envases impermeables al aire y resistentes al calor. No es permitido el ácido sórbico y benzoico. Se puede congelar.

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