FACTORES DETERMINANTES DE LA DEMORA O DETENCIÓN DE LAS FERMENTACIONES Jorge Nazrala

2. FACTORES DETERMINANTES DE LA DEMORA O DETENCIÓN DE LAS FERMENTACIONES Jorge Nazrala Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Cuyo

3. Jorge Nazrala INTRODUCCIÓN • Son un problema actual y cada año ocurren con mayor o menor frecuencia • Se han atribuido numerosas posibles causales • Algo es común a todos los casos: los finales de fermentación lentos coinciden con una pequeña población de levaduras viables (gran mortalidad)

4. Jorge Nazrala Causas posibles • Alta concentración de azúcar • Temperaturas extremas • Completa anaerobiosis • Deficiencias nutricionales • Presencia de residuos de pesticidas • Presencia de ácidos grasos de cadena media • Antagonismo entre microorganismos Todas pueden modificar la cinética fermentativa

5. Jorge Nazrala Variabilidad de la Cinética Fermentativa Altas concentraciones de azúcar • Altas concentraciones de etanol al final de la F.A. • Sobre todo en tintos (maduración fenólica) (?) • Usar siempre levaduras etanol-resistentes

6. Jorge Nazrala Variabilidad de la Cinética Fermentativa Temperaturas extremas • Temperaturas muy bajas (≤ 15ºC) al inicio de la F.A. causan deficiencias en población de levaduras • Temperaturas muy altas (≥ 30ºC) provocan finales de F.A. problemáticos • Bruscos descensos (∆t ≥ 5ºC) provocan excesiva rigidez en la membrana celular antes que la levadura se adapte

7. Jorge Nazrala Variabilidad según la temperatura • Es marcada la influencia • Entre 15ºC y 25ºC (régimen isotermo) la velocidad es doble cuando la temperatura crece 8ºC (Bely, et al 1990)

8. Jorge Nazrala Variabilidad según la temperatura… El gráfico anterior muestra: • Para un estado de fermentación o de avance dado, la velocidad de fermentación es función de la temperatura actual, pero también del régimen de temperatura precedente • La elevaciones de temperatura durante la fermentación permiten finales de fermentación más rápidos

9. Jorge Nazrala Variabilidad según la temperatura… Formas de las curvas de fermentación • A temperatura constante (isoterma) la forma es igual • Las curvas normalizadas con respecto a la vel. Máx. son de igual forma para 20ºC ; 25ºC y 30ºC (Bely et al,1990)

10. Jorge Nazrala Variabilidad de la Cinética Fermentativa Completa anaerobiosis • El oxígeno es necesario para sintetizar el ergosterol y ácidos grasos de cadena media • Las aireaciones deben hacerse sobre todo en la fase exponencial de crecimiento

11. Jorge Nazrala Oxígeno • Para desarrollo conveniente de la levadura y conservar buena viabilidad • Se estima conveniente entre 5 a 10 mg/L (Sablayrolles y Barré, 1986) • La levadura lo gasta principalmente en sintetizar esteroles y ácidos grasos insaturados, que se convierten en factores de supervivencia de las levaduras (Andreasen y Stier, 1953; Lafon-Lafourcade etal, 1979; Traverso Rueda y Kunkee, 1982) y le permiten mayor tolerancia al etanol (Brechot, et al 1966) • Su carencia se podría suplir con aportes de lípidos presentes en las borras (Bertrand y Miele, 1984; Hutman y Du Plessis, 1986; Alexandre et al, 1996)

12. Jorge Nazrala DEFICIENCIAS NUTRICIONALES Los tres más comunes: • Nitrógeno asimilable (NPA) • Tiamina • Oxígeno

13. Jorge Nazrala Nitrógeno Prontamente Asimilable • Influye mucho en la cinética: Bely, et al en 1990, alta correlación entre NPA (amoniacal+ α aminado) y la velocidad máxima de desprendimiento de CO2 (dCO2/dt); ligada a su vez con la máxima liberación de calor (requerimiento de frigorías)

14. Jorge Nazrala Nitrógeno Prontamente Asimilable • El N interviene no sólo en el nivel de crecimiento de la levadura, sino también en la cinética del transporte de los azúcares por las levaduras a lo largo de la F.A.

15. Jorge Nazrala Nitrógeno Prontamente Asimilable • Esta velocidad de transporte de los azúcares por las levaduras es, a menudo, la etapa limitante de la cinética fermentativa (Busturia y Lagunas, 1986; Salmon et al, 1993). Es necesario mantener el nivel de actividad de la levadura constante en la fase estacionaria (esteroles y NPA) • Al final de la F.A. con pequeñas concentraciones de Az.Red. la velocidad cae y luego se anula (lenta o abruptamente). Es clave el número de levaduras viables.

16. Jorge Nazrala Tiamina • Puede ser limitante y provocar F.A. muy lentas. • Saccharomyces c. sintetiza pero lentamente • Son necesarios por lo menos 250 µg/L (Bataillon, et al, 1996) • Bajos contenidos no son consecuencia del mosto pobre (Ournac y Flanzy, 1956) • Nishimura et al (1982) demuestran que hay un sistema de transporte activo en la levadura. • Bataillon, et al (1996) muestran que con 106 cel./cm3 la tiamina desaparece en 1 a 3 h

17. Jorge Nazrala Tiamina • Ciertas prácticas enológicas pueden conducir a niveles importantes de contaminación y provocar una carencia inducida de tiamina (y otras vitaminas) • La cinética de la FA se ve modificada • Se hace necesario el suplemento vitamínico

18. Jorge Nazrala Variabilidad de la Cinética Fermentativa Presencia de sustancias antihongos • Es conveniente el monitoreo de las sustancias empleadas por los viticultores que bloquean la síntesis del ergosterol de los hongos parásitos • IBE-pirimidinas y triazoles- ( fenarimol, miclobutanil,penconazole, triadimefon, triforine, hexaconazole) • Cobre en cualquiera de sus formas • Ditiocarbamatos (> 50 mg/kg)

19. Jorge Nazrala Presencia de sustancias antihongos… PRECAUCIONES y SUGERENCIAS • La presencia de residuos de pesticidas depende de: principio activo, formulación, técnicas de aplicación, número de aplicaciones, períodos de carencia • La degradación de los D.I. depende de las condiciones del tiempo meteorológico entre otras. • Hay gran variabilidad de productos (asesoramiento) • Las distintas técnicas de vinificación afectan los LMR • La solubilidad del producto en agua o alcohol, determina su eliminación en un desborre (40 a 90%)

20. Jorge Nazrala Presencia de sustancias antihongos… • Cercanos a la cosecha deberemos… • Ser racionales, intervenir sólo si es necesario, respetar dosis y períodos de carencia • Evitar los productos que han demostrado afectar la F.A. y/o se degraden lentamente • Conocer la tolerancia del principio químico

21. Jorge Nazrala Variabilidad de la Cinética Fermentativa Presencia de ácidos grasos de cadena media • La resistencia de cada cepa es relativa a su estado fisiológico • Los ácidos octanoico y decanoico • Más marcados los efectos si la temperatura es muy baja y sin aireación • Las “cáscaras” de levadura suelen ser útiles (20 a 40 g/HL). • Absorben los AGCM, proveen AGI y esteroles

22. Jorge Nazrala Variabilidad de la Cinética Fermentativa Antagonismo entre microorganismos • Los microorganismos compiten por los nutrimentos • Importante una correcta adición de SO2 • Algunas bacterias suelen ser problemáticas • Los pH elevados causan problemas en dos sentidos

23. Jorge Nazrala Variabilidad según los mostos • Está dada casi exclusivamente por la cantidad de NPA. Estudios confirman esa situación (Bely et al, 1990). Es clave el número de levaduras viables, a la misma temperatura, la actividad de cada célula no se modifica al variar el NPA, pero si el número de levaduras.

24. Jorge Nazrala Variabilidad según la cepa de levadura, año y grado de madurez • Es marcada para el año y la parcela pudiendo variar la velocidad máxima de desprendimiento de CO2 (dCO2/dt) de 0,73 a 1,35 gL-1h-1 (Dubois, 1996) • La cepa influye un poco menos que la parcela y el año Bely et al en 1990 determinaron una ∆(dCO2/dt) de 1,80 a 2,22 g L-1h-1 y una duración de la F.A. de 102 a 132 horas.

25. Jorge Nazrala Algunas propuestas de solución • Manejo adecuado de borras finas (control de NTU) • Adición de corteza de levaduras (0,2 a 1,0 g/L) al principio o durante la FA desintoxica, soporta, aporta lípidos • Aporte de nutrientes a base de N y Vitaminas • Incorporación de levaduras inactivas o autolizados de levaduras

26. Jorge Nazrala Algunas propuestas de solución… Adiciones combinadas de oxígeno-nitrógeno • En forma controlada (cantidad y momento) • Parece que los mejores momentos serían en el primer cuarto de FA (final del crecimiento, principio de la fase estacionaria) para el oxígeno y a la mitad de la FA para el nitrógeno • El nitrógeno agregado en la fase estacionaria no provoca nuevos crecimientos pero reactiva la síntesis proteica de levaduras existentes (Bely et al, 1994) lo que aumenta la actividad y duración de la FA

27. Jorge Nazrala Algunas propuestas de solución…

28. Jorge Nazrala Algunas propuestas de solución…

29. Jorge Nazrala Conclusión • Varios procesos pueden terminar en paradas de FA • Cada uno tiene una importancia relativa según cada situación enológica • No es posible establecer reglas generales • Las adiciones combinadas de oxígeno y nitrógeno parecen ser las prácticas enológicas mas eficaces