En el complejo proceso de la elaboración del vino, cada detalle es decisivo. Las levaduras son los microorganismos unicelulares encargados de convertir los azúcares de la uva en alcohol, siendo responsables de la fermentación, una etapa clave en la transformación del mosto de uva en vino. Durante la fermentación, las levaduras consumen azúcares presentes en el mosto de uva y producen dióxido de carbono (CO2) y etanol. Pero no solo eso, además de contribuir al proceso de fermentación, las levaduras también juegan un papel importante en la producción de aromas y sabores en el vino, ya que producen compuestos volátiles y no volátiles durante este proceso.
Las levaduras que se encargan de la fermentación alcohólica del vino son microorganismos clasificados como hongos. El trabajo de la levadura en este proceso es consumir azúcares para producir dos productos importantes: CO2, que es dióxido de carbono, y etanol. Desde la antigüedad, diferentes culturas y civilizaciones de todo el mundo han usado sin saberlo levaduras, fermentando de forma natural sus panes y bebidas alcohólicas, por lo que se pensaba que era algo misterioso y mágico. Esta idea comenzó a cambiar gracias a la ciencia con la intervención de Louis Pasteur, quien a mediados del siglo XIX probó que la fermentación alcohólica era hecha por levaduras y no por un catalizador químico, que era lo que se había pensado hasta entonces.
Concretamente, las levaduras del vino son microorganismos unicelulares pertenecientes al reino Fungi, específicamente al género Saccharomyces. Estas pequeñas esferas mágicas tienen la capacidad única de convertir los azúcares presentes en el mosto de uva en alcohol y dióxido de carbono a través de la fermentación alcohólica. Las levaduras para el vino se encuentran principalmente en la piel de las uvas. Esta ubicación estratégica les permite entrar en contacto directo con el mosto cuando las uvas se prensan durante la vinificación. Mientras las uvas maduran en la vid, las levaduras se adhieren a la piel, esperando pacientemente el momento de desencadenar la fermentación.
La Fermentación Alcohólica: Transformación del Mosto en Vino
La fermentación alcohólica del vino es la parte más fundamental; es aquí cuando el zumo de la uva se convierte en el vino. Las levaduras obtienen energía degradando los azúcares naturales de la uva. Durante esta reacción bioquímica, los hongos (junto con las bacterias) hacen posible la descomposición de la materia orgánica, extrayendo la energía química almacenada en sus enlaces moleculares.
Tradicionalmente, la producción de vinos se ha realizado a partir de fermentaciones de los mostos, llevadas a cabo por cepas de levaduras endémicas residentes en las superficies de las uvas y de los equipos de las bodegas (Escalante et al. 2007). Se ha demostrado también que viven en asociación con la vid, hallándose usualmente sobre la corteza, las hojas, las flores y en la pruina de la baya. Su crecimiento sobre la superficie de las bayas está determinado por diversos factores ambientales, como la temperatura y la humedad, así como por el grado de madurez y el estado de salud (Claudia et al. 2007).
La fermentación con estas levaduras endémicas se llama fermentación espontánea y es de gran importancia ya que con ellas se consiguen características organolépticas típicas de la zona, que no estarían presentes si se utilizara un inóculo de cepas foráneas. Sin embargo, la calidad del producto puede ser muy variable (Escalante et al.). La actividad metabólica de los diferentes géneros y especies de levaduras presentes en la superficie de las uvas en el viñedo, y capaces de resistir las condiciones de vinificación, influencian la calidad sensorial del vino obtenido.
En la trituración de la uva, las condiciones ambientales específicas en el mosto -como la presión osmótica alta, la presencia de SO2, la temperatura y la higiene de la bodega-, juegan un papel crucial en la determinación de las especies que pueden sobrevivir y crecer en el mosto (Jolly et al.).
Tipos de Levaduras Clave en la Producción de Vino
Existen distintos tipos de levadura, y cada una de ellas puede aportar una serie de características específicas al vino. Las levaduras del mosto de uva en el inicio de la fermentación del vino se pueden dividir a grandes rasgos en dos grupos: las levaduras Saccharomyces cerevisiae y las levaduras no-Saccharomyces.
Levaduras Saccharomyces cerevisiae: Las Protagonistas de la Fermentación
Saccharomyces Cerevisiae es la máxima responsable de la fermentación del vino. Las levaduras Saccharomyces cerevisiae son un tipo de levadura unicelular que se utiliza comúnmente en la producción de cerveza y pan, y también en la producción de vino, sidra y en la fermentación de azúcares para producir etanol. Este tipo de levadura es el único capaz de sobrevivir al proceso de fermentación del vino y aparece mayoritariamente al final del proceso. Tiene una alta resistencia a la presencia de alcohol y de dióxido de carbono, aunque necesita encontrarse bajo unas condiciones adecuadas.
Aunque contrario a lo que se pensaba, las especies fermentativas de Saccharomyces se han aislado en muy baja población sobre uvas sanas y han sido extrañamente aisladas de granos de uva intactos y de suelos de viñedos (Berradre et al. 2012). Antes de la maduración, las uvas están casi libres de S. cerevisiae (~ 0,05%), mientras que el 25% de las uvas maduras albergan tales levaduras. Esto sugiere que S. cerevisiae no se encuentra en el aire y que requiere un vector para moverse, probablemente animales o insectos como abejas y avispas (Stefanini et al.). Se ha comprobado que estas especies fermentativas están asociadas con el área de la bodega y que son incorporadas dentro del mosto durante el tratamiento mecánico de la uva y el proceso de fermentación (Berradre et al. 2012). Por lo tanto, las levaduras de Saccharomyces se derivan principalmente de los equipos de bodega y en muy bajo número en la uva (Jolly et al. 2003).
La levadura Saccharomyces cerevisiae es un hongo ascomiceto ampliamente estudiado dada su importancia en la industria panadera y vitivinícola, así como por su capacidad de producir etanol (Folch et al. 2004). Filogenéticamente, se ha encontrado que la especie en su conjunto consta de dos poblaciones: domésticas y salvajes (Schuller et al. 2012, Hyma et al. 2011). Algunas características de esta levadura que forman parte de su adaptación son el hecho de que pueda metabolizar la glucosa y la fructosa tanto por vía respiratoria como por vía fermentativa, y de crecer en condiciones aerobias o anaerobias (González et al. 2007).
Saccharomyces cerevisiae es la especie de levadura más importante en microbiología del vino y es el modelo industrial mejor conocido. La opinión común coincide en que esta especie es un producto de la domesticación (Gonçalves et al. 2011). Se han realizado muchos estudios respecto al comportamiento y características bioquímicas, moleculares y bióticas de esta levadura. Los estudios relacionados con S. cerevisiae y su rol en la fermentación han abarcado, por ejemplo, la caracterización por métodos moleculares, sus propiedades enzimáticas, la modificación genética para producir otras enzimas, la detección rápida de los cambios en la población durante los procesos, la detección de otras levaduras que actúan contra S. cerevisiae o en sinergia con ella para mejorar el aroma, y la evaluación de factores nutricionales que afectan su comportamiento (Rojas et al.).
Esta levadura tiene gran capacidad de crecer en el zumo de uva, que se caracteriza por un alto contenido de azúcares y bajo contenido de sustancias de nitrógeno. La especie produce altas cantidades de etanol a la vez que consume el contenido de azúcares y baja el pH (Tiago et al. 2012), lo que inhibe el crecimiento de cepas no-Saccharomyces (Cocolin et al. 2004).
El Fenómeno Killer
Además, Saccharomyces cerevisiae posee el fenómeno killer, que implica la secreción, por parte de ciertas cepas, de una proteína tóxica de baja masa molecular, llamada toxina killer, a la cual ellas son inmunes, que mata a células sensibles, las cuales pueden ser del mismo o diferentes géneros. Este tipo de interacciones pueden determinar la evolución de las distintas poblaciones de levaduras durante la fermentación. En algunas ocasiones, una cepa killer de Saccharomyces cerevisiae predomina al final del proceso fermentativo, sugiriendo que la expresión de la toxina le permitió conducir parte de la vinificación. Este fenómeno killer puede ser un método alternativo para el control de levaduras no deseadas (M.C. Nally et al. 2005, Maqueda et al.).
Levaduras Seleccionadas de S. cerevisiae
Las fermentaciones también son impulsadas en gran medida por inoculaciones de una sola cepa pura de S. cerevisiae seleccionada por el enólogo, que se añade al mosto de uva después de la molienda. Para asegurar un mayor control de la vinificación, se obtienen resultados más predecibles y disminuye el riesgo de deterioro por otros microorganismos (Chambers et al. 2010). Las levaduras seleccionadas se han utilizado con excelentes resultados en muchos países, obteniéndose productos finales de calidad más uniforme que los que se producían con las fermentaciones espontáneas (Mas et al.). Si se dan las condiciones adecuadas, estas levaduras mejoran su aroma. Algunas de estas cepas incluyen S. capensis, S. beticus, S. chevalieri, S. oviformis, S. rosei.
Enfocándose en las levaduras seleccionadas (no autóctonas), destaca la Saccharomyces cerevisiae como la levadura más común y ampliamente utilizada en la elaboración de vinos. Algunas cepas potencian los taninos y los compuestos fenólicos, contribuyendo a una estructura más robusta y un perfil aromático más intenso. Otras cepas realzan los aromas frutales y florales, como las notas de cítricos, manzana o melocotón.
Ejemplos de levaduras seleccionadas para distintos perfiles de vino:
- Levadura Fermol Rouge AEB: Para vinos tintos, jóvenes y rosados. Gracias a su vigor y a su resistencia, prevalece de forma rápida sobre la flora indígena.
- Levadura Lalvin 71B-1122: Reconocida mundialmente por su particularidad de producir ésteres y alcoholes superiores y por su gran capacidad de metabolizar en parte el ácido málico.
- Levadura Lalvin QA23: Seleccionada en Portugal, ofrece seguridad fermentativa unida a sus bajas exigencias en nitrógeno asimilable y oxígeno.
- Levadura Lalvin ICV Okay: Elección ideal para fermentación de vinos blancos, rosados y tintos de carácter fresco, con baja producción de SO2, SH2 y acetaldehído.
- Levadura Fermol Arome Plus AEB: Una cepa especial seleccionada para resaltar las características aromáticas de los vinos, haciendo emerger lo mejor de la variedad.
- SpringCell Color G2: Aporta taninos y estructura a los vinos tintos.
- Thiol Essence LV18: Aporta aroma y tiólicos volátiles a los vinos blancos y rosados.
- B&V LV17: Adecuada para dar expresión a vinos tintos de gran estructura y cuerpo, con gran complejidad aromática de fruta negra.
(171) LAS LEVADURAS, Los espíritus del vino
Levaduras no-Saccharomyces: Aportando Complejidad y Tipicidad
Las levaduras no-Saccharomyces son aquellas que se encuentran presentes en las primeras fases de fermentación del mosto, hasta que la Saccharomyces cerevisiae las desplaza. Estas levaduras se encuentran predominantemente en las uvas, pero también en menor número en el equipo de bodega (Jolly et al. 2003).
Hasta hace unos años, el término no-Saccharomyces se asociaba a levaduras que alteraban la calidad. Sin embargo, progresivamente se ha ido ligando a levaduras que contribuyen positivamente en el vino, ya que les aporta variabilidad y tipicidad, además de ser una fuente de innovación enológica. Dentro de este término se engloban muchos géneros y especies de levadura diferentes con características metabólicas particulares.
Los metabolitos de descomposición más importantes producidos por estas levaduras son el ácido acético, acetaldehído, acetoína y acetato de etilo, junto con malos olores, tales como el vinilo y etilfenoles que están relacionados con el desarrollo de Brettanomyces / Dekkera spp (Ciani et al. 2009). Se afirmaba además que murieron durante las etapas iniciales de la fermentación debido a la toxicidad de la concentración de alcohol al aumentar el metabolismo de Saccharomyces cerevisiae (Jolly et al. 2003, Esteve-Zarzoso et al. 1998).
Sin embargo, se ha demostrado que algunas sobreviven durante la fermentación, y que los metabolitos formados por algunas especies no-Saccharomyces pueden contribuir a la calidad del vino. Por ejemplo, la producción de glicerol por Candida stellata y la producción de éster por Candida pulcherrima pueden tener una influencia positiva en la calidad del vino. No obstante, otras especies, tales como Kloeckera apiculata, se asocian con la producción de ácido acético, que puede ser perjudicial para la calidad del vino.
Algunas especies no-Saccharomyces también poseen actividad β-Glucosidasa, que puede hidrolizar los precursores del aroma (Jolly et al. 2003). Por ello, la actividad inicial de las levaduras no-Saccharomyces en el mosto de fermentación se considera importante para el perfil final de compuestos aromáticos de los vinos, debido a que estas levaduras son responsables de diferentes reacciones enzimáticas en el desarrollo de una amplia gama de productos finales volátiles y no volátiles (Romancino et al. 2008).
La producción de exo y endonucleasas por estas levaduras juega un papel muy importante, como lo son las pectinasas que tienen algunas aplicaciones de clarificación, filtración y también la extracción de color del vino. El uso de enzimas pectolíticas para la maceración también puede aumentar el contenido en jugo de terpenol. Otras enzimas son las esterasas formadoras de compuestos del aroma del vino y las lipasas que degradan los lípidos procedentes de la uva (Esteve-Zarzoso et al.).
Entre las especies no-Saccharomyces más comunes, se encuentran Hanseniaspora uvarum (y su forma anamorfa Kloeckera apiculata) que representa entre el 50-75% de la población total de levaduras aisladas. En menor población se han encontrado presentes los géneros Candida, Cryptococcus, Hansenula, Kluyveromyces, Metschnikowia, Pichia y Rhodotorula (Carrau 2005, Berradre et al. 2012, Esteve-Zarzoso et al. 1998, Di Maio et al. 2012). Su crecimiento se limita generalmente a los dos o tres primeros días de fermentación, después de lo cual mueren. Posteriormente, las especies tolerantes al etanol de Saccharomyces se hacen cargo de la fermentación (Esteve-Zarzoso et al. 1998).
Algunos ejemplos de levaduras no-Saccharomyces y sus aportes:
- La Torulaspora delbrueckii es capaz de dar complejidad y mejorar el aroma y la sensación en boca de los tintos y blancos. Por ejemplo, se encuentra presente en las uvas de la comarca productora de la D.O. Rioja, afectando la fermentación y contribuyendo a la complejidad aromática de los vinos tintos y blancos de la zona, resultando en un vino con singularidad y carácter distintivo.
- La Lachancea thermotolerans da rotundez al vino tinto y mejora su acidez.
Como son endémicas de algunas zonas productoras, juegan un papel crucial en la expresión única de los vinos locales.
Interacción y Sinergia entre Levaduras
La acción secuencial de diferentes géneros y especies de levadura contribuye al aroma y sabor de los vinos, determinando su calidad. El aroma y el sabor están dados por los compuestos volátiles formados durante la fermentación, incluyendo alcoholes, ésteres, ácidos orgánicos, fenoles, tioles, monoterpenos y norisoprenoides. Entre los compuestos volátiles derivados del metabolismo de la levadura se encuentran los ésteres, alcoholes y acetatos, que en diferentes combinaciones afectan la calidad del vino (Vilanova y Sieiro 2006, Hyma et al.).
Estudios en los que se han investigado cultivos iniciadores y levaduras nativas han demostrado que existen diferencias significativas en la composición química de los vinos resultantes (Vilanova y Masneuf-Pomarède 2005). El uso de cultivos de Saccharomyces cerevisiae y levaduras no-Saccharomyces representa una forma viable hacia la mejora de la complejidad y las características particulares y específicas de los vinos.
Las posibles interacciones sinérgicas entre diferentes levaduras pueden proporcionar una herramienta para la aplicación de las nuevas tecnologías de fermentación. Por lo tanto, el conocimiento de la interacción de estas levaduras durante la fermentación del vino necesita ser mejorado. Se ha demostrado que cuando algunas levaduras se desarrollan juntas en condiciones de fermentación, no lo hacen pasivamente, sino que interactúan (Ciani et al. 2009).
La importancia de las levaduras radica en su acción sobre la composición y en el efecto que ejercen sobre el perfil aromático del vino. Es importante considerar que durante la fermentación alcohólica, la levadura produce aromas fermentativos, y puede actuar sobre el color, la textura y el perfil aromático de los vinos. Por ello, su elección en fermentaciones inoculadas debe tener en cuenta el perfil de producto que se desea obtener.
Levaduras Especializadas: Velo de Flor y Vinos Espumosos
Las levaduras también están presentes en el envejecimiento de vinos, formando una película llamada velo de flor, por lo que se llaman levaduras flor. Su crecimiento en la superficie produce cambios importantes en las características del vino debido a su metabolismo oxidativo (Esteve-Zarzoso et al.).
En la elaboración de vinos espumosos, las levaduras seleccionadas para la fermentación secundaria en botella tienen que ser capaces de sobrevivir a altas presiones de CO2 y proporcionar notas que completen la complejidad del vino.