Mucho le debemos a esos microscópicos hongos unicelulares que son responsables de transformar los azúcares en alcohol: las levaduras. En esta nota Alejandro nos explica algunos de los aspectos más importantes en lo que respecta a las levaduras, su naturaleza, nutrición y demás características claves en la elaboración de vino.
Por Alejandro Cabello Pasini
Publicado originalmente el 12 de febrero, 2012 en el Blog de Fratelli Pasini.
Las levaduras que transforman el jugo de uva en vino requieren de nutrientes, además de los azúcares, para que la fermentación se lleve a cabo. Los nutrientes utilizados por las levaduras pueden ser divididos en macro-nutrientes y micro-nutrientes. Sin una cantidad mínima de estos nutrientes, las levaduras no pueden llevar a cabo procesos fisiológicos básicos como la síntesis de proteínas estructurales, generación de lípidos para la membrana celular, etc. Sin estos nutrientes las levaduras tampoco podrán llevar a cabo procesos metabólicos básicos como división celular, respiración, etc. Los macro-nutrientes básicos para las levaduras son la glucosa y la fructosa. Por otro lado, los micro-nutrientes que más comúnmente son requeridos por las levaduras son nitrógeno, fósforo, potasio, cinc, magnesio, etc.
Durante una fermentación, la glucosa y fructosa no son limitantes, de hecho se encuentran en concentraciones muy superiores a las requeridas para la supervivencia de las levaduras. Debido a la gran cantidad de azúcares en un mosto, la concentración de levaduras se incrementa de unos cuantos cientos de células por mililitro al inicio de la fermentación, hasta aproximadamente 100-200 millones cel/mL antes de terminar la fermentación. Para que se pueda incrementar la concentración de células por mililitro, es necesario que además de los macro-nutrientes (azúcares), se tenga en el mosto una serie de micro-nutrientes que le servirán a las nuevas células para generar una nueva pared celular, así como para llevar a cabo procesos metabólicos que mantengan vivos a estos microorganismos.
Cuando la concentración de micronutrientes en los mostos no es adecuada, las células de levadura no pueden dividirse adecuadamente y no pueden llevar a cabo procesos metabólicos básicos como la respiración, crecimiento, y la fermentación, entre otros. La falta de los nutrientes necesarios para llevar a cabo los procesos metabólicos puede conllevar a que las fermentaciones sean muy lentas o incluso que no terminen, es decir, que no se consuman todos los azúcares. Las fermentaciones que no terminan de consumir todos los azúcares son llamadas fermentaciones atoradas. Las fermentaciones lentas y/o fermentaciones atorados suelen ser muy problemáticas debido a que se incrementan las concentraciones de otros micro-organismos en los mostos que potencialmente pueden generar sabores o aromas no aceptables en un vino de calidad. El crecimiento de otras levaduras no-Saccharomyces (Pichia, Klokera, etc.) así como el de bacterias, también reduce la concentración de nutrientes en el mosto, lo cual resulta aún más problemático para el crecimiento de las levaduras (Saccharomyces).
Se ha demostrado que el nitrógeno es uno de las micronutrientes más importantes para mantener el metabolismo de las levaduras. El nitrógeno es un elemento fundamental para la síntesis de aminoácidos, proteínas, y otros metabolitos fundamentales en la fisiología de las levaduras. El nitrógeno en el mosto proviene principalmente de las uvas y de la lisis de microorganismos del mosto. La concentración del nitrógeno en las uvas fluctúa a lo largo del tiempo de maduración de las uvas, es dependiente del varietal, e influenciado por los tipos y tiempos de fertilización. En general, se ha demostrado que la concentración de nitrógeno en las uvas se reduce a medida que la uva madura. Bajo los esquemas actuales de sobre-maduración de las uvas con la idea de generar vinos corpulentos, las uvas tienden a ser cosechadas con niveles bajos de nitrógeno. En algunos casos, los niveles de nitrógeno son tan bajos que no pueden soportar el crecimiento y el metabolismo de las levaduras. Lo anterior conlleva a que las fermentaciones sean lentas o se atoren. Para evitar esto, los productores de vino pueden estimar la concentración de nitrógeno (y otros nutrientes) en los mostos antes de iniciar la fermentación, y en caso de ser necesario se pueden añadir nutrientes para que el crecimiento de las levaduras no se vea limitado.
En el caso de levaduras Saccharomyces, existen cepas que requieren altos niveles de nitrógeno para llevar a cabo fermentaciones totales, mientras que otras cepas requieren niveles bajos. Por ejemplo, en la siguiente figura se presentan los niveles mínimos que requieren algunas cepas de levaduras para completar una fermentación. Se puede ver claramente que la cepa Maurivin B requiere cuando menos 300 mg/L de nitrógeno asimilable mientras que la cepa AWRI R2 requiere al menos 400 mg/L de nitrógeno asimilable para completar la fermentación.
En Baja California –y en México en general– no se ha reportado la variación de la concentración de nitrógeno en el mosto a lo largo de la maduración de las uvas. Tampoco se han reportado las variaciones en la concentración de nitrógeno en los mostos de los diferentes varietales producidos en Baja California. Se desconoce también el efecto del nitrógeno asimilable sobre la fermentación en mostos de Baja California.
Las levaduras utilizan nitrógeno en forma de amonio y aminoácidos durante la fermentación. Estas formas de nitrógeno orgánico son conocidas como nitrógeno asimilable por las levadura… Continuar leyendo en el blog de Fratelli Pasini.
Texto reproducido con autorización de su autor.
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