Fermentación del vino

El proceso de fermentación del vino convierte el jugo de uva en una bebida alcohólica. Durante la fermentación, las levaduras transforman los azúcares presentes en el jugo en etanol y dióxido de carbono (como subproducto). En la vinificación, la temperatura y la velocidad de fermentación son consideraciones importantes, así como los niveles de oxígeno presentes en el mosto al inicio de la fermentación. El riesgo de parada de la fermentación y el desarrollo de varias fallas del vino también puede ocurrir durante esta etapa, que puede durar de 5 a 14 días para la fermentación primaria y potencialmente otros 5 a 10 días para una fermentación secundaria.. La fermentación se puede hacer en tanques de acero inoxidable, lo cual es común con muchos vinos blancos como el Riesling, en una tina de madera abierta, dentro de un barril de vino y dentro de la propia botella de vino como en la producción de muchos vinos espumosos.

Historia

La ocurrencia natural de la fermentación significa que probablemente fue observada por primera vez hace mucho tiempo por los humanos. Los primeros usos de la palabra "fermentación" en relación con la vinificación se referían a la aparente "ebullición" dentro del mosto que provenía de la reacción anaeróbica de la levadura a los azúcares en el jugo de uva y la liberación de dióxido de carbono. El latín fervere significa, literalmente, hervir. A mediados del siglo XIX, Louis Pasteur notó la conexión entre la levadura y el proceso de fermentación en el que la levadura actúa como catalizador y mediador a través de una serie de reacciones que convierten el azúcar en alcohol. El descubrimiento de la vía Embden-Meyerhof-Parnas por Gustav Embden, Otto Fritz Meyerhof y Jakub Karol Parnas a principios del siglo XX contribuyó más a la comprensión de los complejos procesos químicos involucrados en la conversión del azúcar en alcohol. A principios de la década de 2010, la empresa de tecnología del vino GOfermentor, con sede en Nueva Jersey, inventó un dispositivo de vinificación automatizado que fermenta en revestimientos de un solo uso similar al biorreactor de un solo uso.

Proceso

En la elaboración del vino, se hacen distinciones entre la levadura ambiental que está presente de forma natural en las bodegas, los viñedos y en las propias uvas (a veces conocida como "floración" o "rubor" de la uva) y la levadura cultivada que se aísla e inocula específicamente para su uso. en vinificación. Los géneros más comunes de levaduras silvestres que se encuentran en la vinificación incluyen Candida, Klöckera/Hanseniaspora, Metschnikowiaceae, Pichia y Zygosaccharomyces. Las levaduras silvestres pueden producir vinos de alta calidad y sabor único; sin embargo, a menudo son impredecibles y pueden introducir características menos deseables en el vino, e incluso pueden contribuir al deterioro. Pocas colonias de bacterias de levadura y ácido láctico y acético viven naturalmente en la superficie de las uvas,pero los enólogos tradicionales, particularmente en Europa, abogan por el uso de levadura ambiental como una característica del terroir de la región; sin embargo, muchos enólogos prefieren controlar la fermentación con levadura cultivada predecible. Las levaduras cultivadas más utilizadas en la elaboración del vino pertenecen a la especie Saccharomyces cerevisiae (también conocida como "levadura de azúcar"). Dentro de esta especie hay varios cientos de diferentes cepas de levadura que se pueden usar durante la fermentación para afectar el calor o el vigor del proceso y mejorar o suprimir ciertas características de sabor de la variedad. El uso de diferentes cepas de levaduras contribuye en gran medida a la diversidad del vino, incluso entre la misma variedad de uva. Alternativa, no Saccharomyces cerevisiae, las levaduras se utilizan cada vez más en la industria para añadir mayor complejidad al vino. Después de que una bodega ha estado en funcionamiento durante varios años, pocas cepas de levadura participan activamente en el proceso de fermentación. El uso de levaduras secas activas reduce la variedad de cepas que aparecen en la fermentación espontánea al superar a las cepas que están presentes de forma natural.

La adición de levadura cultivada normalmente ocurre con la levadura primero en un estado seco o "inactivo" y se reactiva en agua tibia o jugo de uva diluido antes de agregarse al mosto. Para prosperar y estar activa en la fermentación, la levadura necesita acceso a un suministro continuo de carbono, nitrógeno, azufre, fósforo, así como acceso a varias vitaminas y minerales. Estos componentes están presentes de forma natural en el mosto de la uva pero su cantidad puede corregirse añadiendo nutrientes al vino, con el fin de favorecer un entorno más propicio para la levadura. Los nutrientes de liberación prolongada recién formulados, fabricados específicamente para fermentaciones de vino, ofrecen las condiciones más ventajosas para la levadura. También se necesita oxígeno, pero en la elaboración del vino,

Tras la introducción de levaduras activas en el mosto de uva, los fosfatos se unen al azúcar y las moléculas de azúcar de seis carbonos comienzan a dividirse en piezas de tres carbonos y pasan por una serie de reacciones de reordenamiento. Durante este proceso, el átomo de carbono carboxílico se libera en forma de dióxido de carbono y los componentes restantes se convierten en acetaldehído. La ausencia de oxígeno en este proceso anaeróbico permite que el acetaldehído se convierta finalmente, por reducción, en etanol. Durante la conversión del acetaldehído, una pequeña cantidad se convierte, por oxidación, en ácido acético que, en exceso, puede contribuir al defecto del vino conocido como acidez volátil (olor a vinagre). Una vez que la levadura ha agotado su ciclo de vida, caen al fondo del tanque de fermentación como un sedimento conocido como lías.La levadura cesa su actividad cuando todo el azúcar del mosto se ha convertido en otros productos químicos o cuando el grado alcohólico alcanza el 15 % de alcohol por unidad de volumen; una concentración lo suficientemente fuerte como para detener la actividad enzimática de casi todas las cepas de levadura.

Otros compuestos involucrados

El metabolismo de los aminoácidos y la descomposición de los azúcares por las levaduras tiene el efecto de crear otros compuestos bioquímicos que pueden contribuir al sabor y aroma del vino. Estos compuestos pueden considerarse "volátiles" como aldehídos, acetato de etilo, ésteres, ácidos grasos, aceites de fusel, sulfuro de hidrógeno, cetonas y mercaptanos o "no volátiles" como glicerol, ácido acético y ácido succínico. La levadura también tiene el efecto durante la fermentación de liberar glucósido hidrolasa que puede hidrolizar los precursores del sabor de los alifáticos (un componente del sabor que reacciona con el roble), derivados del benceno, monoterpenos (responsables de los aromas florales de las uvas como Muscat y Traminer), norisoprenoides (responsables de algunas de las notas especiadas del Chardonnay) y fenoles.

Algunas cepas de levaduras pueden generar tioles volátiles que contribuyen a los aromas afrutados de muchos vinos, como el aroma de grosella espinosa comúnmente asociado con el Sauvignon blanc.Las levaduras Brettanomyces son responsables del "aroma de corral" característico de algunos vinos tintos como el borgoña y el pinot noir.

El metanol no es un constituyente principal del vino. El rango de concentración habitual está entre 0,1 g/litro y 0,2 g/litro. Estos pequeños rastros no tienen ningún efecto adverso sobre las personas y ningún efecto directo sobre los sentidos.

Consideraciones enológicas

Durante la fermentación, hay varios factores que los enólogos tienen en cuenta, siendo los más influyentes en la producción de etanol el contenido de azúcar en el mosto, la cepa de levadura utilizada y la temperatura de fermentación.El proceso bioquímico de fermentación en sí genera mucho calor residual que puede sacar al mosto del rango de temperatura ideal para el vino. Por lo general, el vino blanco se fermenta entre 18 y 20 °C (64 y 68 °F), aunque un enólogo puede optar por usar una temperatura más alta para resaltar parte de la complejidad del vino. El vino tinto normalmente se fermenta a temperaturas más altas, de 20 a 30 °C (68 a 86 °F). La fermentación a temperaturas más altas puede tener un efecto adverso en el vino al dejar inactiva la levadura e incluso "evaporar" algunos de los sabores de los vinos. Algunos enólogos pueden fermentar sus vinos tintos a temperaturas más frías, más típicas de los vinos blancos, para resaltar más sabores frutales.

Para controlar el calor generado durante la fermentación, el enólogo debe elegir un tamaño de recipiente adecuado o bien utilizar un dispositivo de refrigeración. Hay varios tipos de dispositivos de enfriamiento disponibles, que van desde la antigua práctica de Burdeos de colocar la tina de fermentación sobre bloques de hielo hasta tanques de fermentación sofisticados que tienen anillos de enfriamiento incorporados.

Un factor de riesgo relacionado con la fermentación es el desarrollo de residuos químicos y deterioro que se puede corregir con la adición de dióxido de azufre (SO ₂), aunque el exceso de SO ₂ puede provocar una falla en el vino. Un enólogo que desee hacer un vino con altos niveles de azúcar residual (como un vino de postre) puede detener la fermentación antes de tiempo ya sea bajando la temperatura del mosto para aturdir la levadura o agregando un alto nivel de alcohol (como el brandy) al vino. mosto para matar la levadura y crear un vino fortificado.

El etanol producido a través de la fermentación actúa como un importante codisolvente del compuesto no polar que el agua no puede disolver, como los pigmentos de la piel de la uva, que dan a las variedades de vino su color distintivo y otros compuestos aromáticos. El etanol y la acidez del vino actúan como un inhibidor del crecimiento bacteriano, lo que permite que el vino se conserve de forma segura durante años en ausencia de aire.

Otros tipos de fermentación

En la elaboración del vino, existen diferentes procesos que se incluyen bajo el título de "Fermentación", pero que pueden no seguir el mismo procedimiento comúnmente asociado con la fermentación del vino.

Fermentación en botella

La fermentación en botella es un método de producción de vino espumoso, originario de la región de Champagne, donde después de que el vino base haya pasado por una fermentación primaria con levadura, el vino se embotella y pasa por una fermentación secundaria en la que se agrega azúcar y levadura adicional conocida como licor de tiraje. el vino. Esta fermentación secundaria es lo que crea las burbujas de dióxido de carbono por las que se conoce al vino espumoso.

Maceración carbónica

El proceso de maceración carbónica también se conoce como fermentación de uva entera donde, en lugar de agregar levadura, se fomenta que la fermentación de las uvas se lleve a cabo dentro de las uvas individuales. Este método es común en la creación del vino Beaujolais e involucra racimos enteros de uvas que se almacenan en un recipiente cerrado y el oxígeno del recipiente se reemplaza con dióxido de carbono. A diferencia de la fermentación normal en la que la levadura convierte el azúcar en alcohol, la maceración carbónica funciona mediante enzimas dentro de la uva que descomponen la materia celular para formar etanol y otras propiedades químicas. Los vinos resultantes son típicamente suaves y afrutados.

Fermentación maloláctica

En lugar de la levadura, las bacterias juegan un papel fundamental en la fermentación maloláctica, que es esencialmente la conversión del ácido málico en ácido láctico. Esto tiene la ventaja de reducir parte de la acidez y hacer que el sabor del vino resultante sea más suave. Dependiendo del estilo de vino que el enólogo esté tratando de producir, la fermentación maloláctica puede tener lugar al mismo tiempo que la fermentación de la levadura. Alternativamente, se pueden desarrollar algunas cepas de levadura que pueden convertir L-malato en L-lactato durante la fermentación alcohólica. Por ejemplo, la cepa ML01 de Saccharomyces cerevisiae (cepa ML01 de S. cerevisiae), que porta un gen que codifica la enzima maloláctica de Oenococcus oeni y un gen que codifica la malato permeasa deSchizosaccharomyces pombe. La cepa ML01 de S. cerevisiae recibió la aprobación regulatoria tanto en Canadá como en los Estados Unidos.