DESALCOHOLIZACION PARCIAL DE VINOS DURANTE LA FERMENTACION

ALCOHOLICA MEDIANTE OSMOSIS INVERSA (1) Franco, E., (2) Ballesteros, F., (3) Felipe, E., (4) Hernando, D.

(1) Centro de Transferencia Agroalimentaria. Gobierno de Aragón. (2) Bodegas Aragonesas, (3) PAETZOLD. (4) Estación

Enológica. Gobierno de la Rioja.

Av. de Movera 50194 ZARAGOZA Tel 976586500. efranco@aragon.es

1.-INTRODUCCION

El aumento del grado alcohólico en los vinos es un hecho constatado, aumento que se

produce por la suma de varios factores. Entre ellos cabe destacar el aumento de la temperatura media durante el periodo de maduración Núñez (2007), que provoca aumento de la concentración de azúcares en la uva, mejora del rendimiento en la fermentación por la selección de levaduras, y la demanda de vinos tintos de gran estructura tánica y volumen en boca que hace que la maduración fenólica deba de ser máxima, retrasando la vendimia y provocando aumento de la concentración de azúcares, de hecho en Francia se estima un aumento del 2% (v/v) en los últimos 20 años, Bes (2010).

El grado elevado del vino afecta con frecuencia al equilibrio sensorial debido a la sensación pesada, cálida y ardiente que provoca el alcohol en desequilibrio, otros factores como los relacionados con las políticas de salud y seguridad pública condicionan la ingesta de vino. En zonas productoras como Cariñena, Campo de Borja, Toro, Jumilla, etc., los vinos de elevada concentración de alcohol han sido una constante histórica, pero este fenómeno afecta a gran números de regiones en todo el mundo, por ello es preocupación de numerosos grupos de investigación, González Huerta (2006), Moutounet (2007), González (2007), Bes (2010), Zamoza (2010).

La desalcoholización parcial del vino en un máximo del 2% de su contenido en alcohol, es una práctica enológica aprobada por la OIV, resolución OENO 10/2004, así mismo la resolución OENO 373B/2010 autoriza el uso de técnicas d membrana para entre otras aplicaciones la desalcoholización parcial de vinos. En este contexto y debido a que en algunos vinos aragoneses se observa desequilibrio por exceso de alcohol, especialmente en vinos tintos de variedades más propensas a la acumulación de azúcares durante la maduración como Garnacha Tinta y Merlot, el Centro de Transferencia Agroalimentaria (C.T.A.) del Departamento de Agricultura y Alimentación del Gobierno de Aragón y Bodegas Aragonesas han realizado en los últimos años diferentes ensayos para estudiar técnicas que resuelvan a minimicen el problema.

En 2008 se prueban diferentes tecnologías, prefermentativa de desazucarización del mosto, fermentativa mediante la inseminación en el mosto de levadura criófila productora de glicerol y postfermentativas desalcoholización de vino por evaporación en frío al vacío y ósmosis inversa, Franco (2010), los resultados obtenidos mostraban de forma clara que para mantener y mejorar la calidad del vino, de elevada graduación alcohólica, el momento óptimo para la desalcoholización es durante la fermentación alcohólica, dado que se mejora la cinética de la fermentación y se observa mayor concentración de volátiles, mejorando el perfil aromático del vino.

En 2009 se estudia solamente la técnica pervaporación aplicada a mostos en fermentación

y a vinos con el objetivo reducir en un máximo de 2 % (v/v) el nivel de alcohol en los vinos con un

2

contenido potencial superior a 15% (v/v). Franco (2011), observando también mejora de la calidad del vino, aunque la técnica es de aplicación dificultosa en la práctica industrial de bodega.

2. MATERIAL Y METODOS

.1 Mosto El ensayo se han realizado durante el año 2011, disponiendo de una partida homogénea de

uva tinta de 25.000 Kg que se encubó en depósito de acero inoxidable, cuando el mosto/vino en la fermentación alcanza 12,5 % (v/v) se descuba y se extraen fracciones homogéneas de 1.500 L cada una las cuales concluyen la fermentación independientemente.

Los tratamientos se realizan con dos repeticiones: T, testigo procedente del vino descubado adicionado con mosto fresco para aumentar en un

grado el alcohol en potencia. D1, desalcoholizado primero, procedente del vino descubado, adicionado con mosto fresco

para aumentar en un grado el alcohol en potencia y posterior desalcoholización en 1,0%. D2, desalcoholizado segundo, procedente del vino descubado, adicionado con mosto fresco

para aumentar en un grado el alcohol en potencia y posterior desalcoholización en 2,5%. TSM, testigo sin mosto, procedente del vino descubado,. La primera parte de la fermentación se ha realizado en Bodegas Aragonesas y la segunda

parte después del descubado y los tratamientos en la Bodega del CTA ubicada en Ainzón (Z), en depósitos de acero inoxidable de 15 Hl. de capacidad, en ambas bodegas con regulación de temperatura, como se indica en el esquema que se muestra en el GRAFICO 1.

Gráfico 1: Esquema de los ensayos.

ESQUEMA DE LOS ENSAYOS

MOSTO VINO EN FERMENTACION

d 1020

12,60%

DESAL EN

FERMENTACION

12-T

d 1015

13,15%

12-D14-T14-D

12-TD 12-DD 14-DD14-TD

DESAL EN VINO DESAL EN VINO

3

2.2 Tratamiento por ósmosis inversa y destilación, OSINDE, de un vino en

fermentación. La pervaporación, es un proceso de separación por membrana que se aplica a mezclas

líquidas de compuestos miscibles, las membranas utilizadas son no porosas y la separación del permeado se consigue en forma de vapor en el lado contrario por el que circula el líquido de alimentación de la membrana, el vapor se condensa generando como producto un permeado líquido.

La IUPAC (1996) la define como una técnica basada en un proceso de membrana, en el cual la alimentación y el producto tratado son fases líquidas, mientras que el permeado aparece en fase vapor en la otra cara de la membrana. Esta tecnología tiene numerosas aplicaciones, como la deshidratación de alcoholes, cetonas y esteres; separación de mezclas de agua y compuestos orgánicos; separación de mezclas azeotrópicas; eliminación de compuestos orgánicos volátiles VOC´s (tricloroetileno, tolueno, …) del agua.

Para que el compuesto a separar en forma de vapor difunda por la membrana se necesita una fuerza impulsora, que bien puede ser vacío o corriente de gas inerte produciendo las dos variantes habituales de la técnica de preevaporación que se muestran en el GRAFICO 2.

Gráfico 2: Esquema de funcionamiento del equipo de OSINDE

ESQUEMA DE PRINCIPIO DE LA DESALCOHOLIZACIÓN PARCIAL DE VINO EN FERMENTACIÓN

Depósito de

vino

« alcoholizado

»

en

fermentación

Tolva de

clarificación

del

vino

Unidad

De osmosis

inversa

Columna de destilación

michael paetzold sarl

Vino concentrado

Permeado

alcoholizadoPermeado « desalcoholizado »

Proceso de

gestión

de la presión del

vino clarificado

En el caso de la aplicación de esta técnica en mosto en fermentación y en vinos la fuerza impulsora se realiza mediante una corriente de agua provocando la disolución del vapor de etanol en el agua, que es conveniente este desgasificada, el equipo utilizado JUCLAS y el esquema de trabajo se muestra en el GRAFICO 3.

2.3 Métodos analíticos. La analítica del vino se ha llevado a cabo en la Estación enológica de Haro. Utilizando

métodos oficiales de análisis, espectrofotometría UV-VIS para color, antocianos y taninos, CG-FID

4

para alcoholes superiores y CG-MS para el resto de parámetros volátiles.

2.4 Análisis sensorial. Para conocer si existen diferencias significativas (grado de significación <99%) entre los

tratamientos se realizan test triangulares de discriminación. El panel está compuesto por seis catadores especializados, los tratamientos son diferentes, con un grado de significación del 99%, cuando al menos cinco catadores identifiquen el vino diferente.

Gráfico 3: Esquema de trabajo del equipo de preevaporación JUCLAS.

VINO

MEMBRANA

AGUA

3. DISCUSION Y RESULTADOS

3.1 Efecto del tratamiento de pervaporación en fermentación sobre la concentración de alcohol y la cinética de la fermentación.

Durante la primera fase de la fermentación hasta alcanzar el alcohol deseado y proceder a la separación de las distintas fracciones, como se indica en el GRAFICO 1, no se han observado desviaciones. Los datos analíticos donde se observa la eficacia del tratamiento respecto de la concentración de alcohol en las diferentes fases del proceso se muestra en la TABLA 1.

Tabla 1: Parámetros analíticos de los vinos sometidos a pervaporación en fermentación

TRATAMIENTO

PARAMETROS

12-T

12-D

14-T

14-D

Grado % FERMENTACION 12.50 10.90 13.15 12.20

Az. Reduc g/L FERMENTACION 52.7 43.6 42.9 45.2

Grado % PREVISTO 15.60 14.05 15.60 14.85

Grado % VINO 15.60 15.00 15.60 14.60

5

En el tratamiento de pervaporación de la primera fracción 12-D, se ha retirado 1.6% de

alcohol, mientras que el grado de los vinos sólo muestra una diferencia de 0.6%, se ha producido una mejora en el rendimiento de la transformación de azúcar a alcohol de 1,00% v/v. En la segunda fracción 14-D, se ha retirado 1.05% de alcohol, el grado del vino muestra una diferencia de 1.00% acorde con el alcohol retirado en fermentación.

La cinética de la fermentación se ve afectada por el tratamiento como se muestra en el GRAFICO 4, en el caso del primer descubado el tratamiento de retirada parcial del alcohol supone una disminución del tiempo de fermentación respecto del vino testigo, mientras que en el segundo descubado el vino tratado tarda diez días en continuar la fermentación aunque la velocidad de fermentación es similar al testigo. La pervaporación aplicada a mostos en fermentación supone una disminución del tiempo de fermentación observando que el final de de fermentación es rápida como también ha observado Aguera (2010).

Gráfico 4: Evolución de la densidad en la fermentación de mostos tratados por pervaporación respecto de sus correspondientes testigos

EVOLUCION DE LA FERMENTACION

994

999

1004

1009

1014

1019

1024

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56

DIAS DEL DESCUBADO

DE

NS

IDA

D g

/L

12-T 12-D 14-T 14-D

3.2 Resultados analíticos Los resultados analíticos de los vinos se muestran en la TABLA 2. Los vinos procedentes

de los mostos sometidos a pervaporación en fermentación 12-D y 14-D, respecto de sus correspondientes testigos 12-T y 14-T presentan menor concentración de glucosa y fructosa 1,76 y 1,08 respectivamente lo que indica mejor finalización de la fermentación.

La pervaporación aplicada en vinos es también eficaz dado que retira ente 1 a 2% de alcohol 12-TD, 12-DD, 14-TD y 14-DD respecto del vino sin tratar 12-T, 12-D, 14-T y 14-D. Así mismo se observa como el tratamiento de pervaporación provoca disminución de la acidez total en todas las fracciones que hemos tratado con independencia del momento de aplicación.

Una dosificación incorrecta del sulfuroso en 12-DD y 14-TD afecta a su valor de intensidad colorante. La estandarización de algunos parámetros de analíticos de interés se representa en los GRAFICOS 3 y 4, se observa como los vinos procedentes de la desalcoholización parcial en fermentación 12-D y 14-D presentan mayor contenido en antocianos e IPT, resultado similar al observado en la desazucarición de mostos rosados Franco (2009). Los vinos sometidos a

6

pervaporación 12-TD, 12-DD, 14-TD y 14-DD, prácticamente no sufren cambios en la fracción polifenólica, antocianos, color, IPT y taninos, resultados similares a los descritos aplicando otras técnicas González Huerta (2006) y Franco (2009).

3.3 Resultados de parámetros volátiles Los compuestos volátiles los podemos agrupar en función de su contribución al carácter

frutado, floral, herbáceo, etc. que proporcionan al vino, y que presentamos estandarizados en el GRAFICO 5. Los vinos procedentes de los mostos desalcoholizados en fermentación 12-D y 14-D presentan un mayor carácter frutado, mientras que la desalcoholización en vino 12-TD, 12-DD, 14-TD y 14-DD provoca una disminución del carácter frutal. El resto de los caracteres floral, herbáceo y negativo prácticamente se mantienen constantes.

Tabla 2: Parámetros analíticos de los vinos

TIPO

DETERMINACIONES 12-T 12-D 12-TD 12-DD 14-T 14-D 14-TD 14-DD

Grado % v/v 15,60 15,00 14,10 13,55 15,60 14,60 13,70 13,70

Glu + Fru g/L 1,97 0,21 0,94 0,26 1,32 0,24 1,66 0,26

A. Volátil. .g/L 0,62 0,61 0,65 0,63 0,58 0,59 0,62 0,54

A.Totalg/L TH2 7,15 6,79 5,67 5,92 7,44 6,75 5,93 6,02

pH. 3,47 3,38 3,45 3,38 3,44 3,36 3,39 3,35

SO2L mg/L. 9,60 11,20 20,80 46,40 14,40 12,80 56,00 16,00

SO2T mg/L 44,80 38,40 88,00 115,20 57,60 44,80 158,40 96,00

Ac. Málico g/L 0,15 0,20 0,00 0,01 0,58 0,30 0,56 0,26

Antocianos. mg/L 320,00 425,00 337,00 450,00 409,00 394,00 472,00 395,00

Taninos. g/L 4,70 4,90 4,70 5,00 4,80 4,70 4,90 4,80

Int. Colorante. 19,31 20,57 18,01 15,59 18,33 19,09 12,70 18,28

IPT. Abs 280 nn 61,05 65,40 60,05 64,35 61,10 64,95 60,05 64,10

Gráfico 3: Parámetros analíticos estandarizados 1º descubado.

7

GRADO

pH

A. T.

SO2 L.

INT. COLOR

ABS 280

ANTOCIANO

TANINO

12-DD 12-TD 12-D 12-T

Hexanoato de etilo, succionato de etilo, octanoato de etilo, decanoato de etilo, acetato de hexilo y acetato de isopentilo son compuestos que contribuyen al carácter frutado del vino y que modifican su concentración en función de los tratamientos aplicados, presentan mayor concentración en los vinos procedentes de los mostos desalcoholizados en fermentación, 12-D y 14-D, GRAFICOS 6 y 7, mientras que la concentración de estos compuestos volátiles disminuye cuando se aplica la desalcoholización en vinos, resultados similares a los observados en ensayos de desazucarización en mostos y desalcoholización en vino por destilación a vacío y ósmosis inversa, Franco (2010).

Aguera (2010) en diferentes procesos de desalcoholización parcial de mostos en fermentación, destilación, stripping con anhídrido carbónico y dilución con vino desalcoholizado observa disminución de compuestos volátiles después de los tratamientos, posteriormente hasta el final de la fermentación estos compuestos aumentan considerablemente su concentración y recuperan o superan la concentración del testigo, estos resultados podrían explicar la mayor presencia de compuestos volátiles que se observa en los vinos procedentes de mostos desalcoholizados parcialmente en fermentación.

Gráfico 4: Parámetros analíticos estandarizados 2º descubado.

8

GRADO

pH

A. T.

SO2 L.

INT. COLOR

ABS 280

ANTOCIANO

TANINO

14-DD 14-TD 14-D 14-T

Gráfico 5: Carácter aromático estandarizado de compuestos volátiles.

12-T

12-TD

12-D

12-DD

14-T

14-TD

14-D

14-DD

FRUTADO FLORAL HERBACEO NEGATIVOS

Gráfico 6: Compuestos volátiles estandarizado de carácter frutal, 1º descubado.

9

AC. ISOPENTILO

HE. ETILO

OC. ETILO

SUC. ETILO

DE. ETILO

AC. HEXILO

12-T 12-TD 12-D 12-DD

Gráfico 7: Compuestos volátiles estandarizado de carácter frutal, 2º descubado.

AC. ISOPENTILO

HE. ETILO

OC. ETILO

SUC. ETILO

DE. ETILO

AC. HEXILO

14-T 14-TD 14-D 14-DD

3.4 Resultados organolépticos El efecto del tratamiento de pervaporación sobre el perfil sensorial del vino se cuantifica

mediante test triangulares de discriminación. Los resultados se expresan por el número de aciertos para la muestra diferente, TABLA 3, se observa como se distinguen perfectamente todos los tratamientos, con significación superior al 99%, salvo en el primer descubado entre el testigo 12-T y su tratamiento en vino 12-TD y entre el desalcoholizado en fermentación 12-D y su tratamiento en vino 12-DD. Es decir la técnica de pervaporación influye en el perfil sensorial de los vinos.

La cuantificación de la calidad de los vinos la expresamos mediante la preferencia que cada catador indica entre los vinos de cada test, los resultados entre los diferentes tratamientos, GRAFICOS 8 y 9, se expresan en porcentaje de preferencia. Si sino se observaran diferencias en la preferencia, cada tratamiento debería de tener un peso del 20%, sin embargo los vinos obtenidos de los tratamientos de los mostos en fermentación 12-D y 14-D son los preferidos 45% y 46%

10

respectivamente, seguidos por estos mismos desalcoholizados posteriormente en vino 12-DD y 14-DD 38% y 33% respectivamente, mientras que los testigos y sus tratamientos de desalcoholización en vino son los menos preferidos entre los dos, 17% para el primer descubado y 21 %para el segundo.

Tabla 3: Número de aciertos para un panel de seis catadores. Cinco o más aciertos 99% de significación.

TRATAMIENTOS 12-T 12-D 12-TD 12-DD 14-T 14-D 14-TD 14-DD

12-T 5 5 5

12-D 6 6 3

12-TD 1 6 6

12-DD 6 6 6

14-T 6 6 6

14-D 6 5 5

14-TD 6 5 6

14-DD 6 5 6

Gráfico 8: Porcentaje de la preferencia entre los vinos del 1º descubado.

12-TD

13%

12-D

45%

12-T

4%

12-DD

38%

12-T 12-D 12-TD 12-DD

Gráfico 9: Porcentaje de la preferencia entre los vinos del 2º descubado.

11

14-T

17%

14-D

46%

14-TD

4%

14-DD

33%

14-T 14-D 14-TD 14-DD

4. CONCLUSIONES

La aplicación de la pervaporación para reducir la concentración de alcohol de mostos en fermentación o en vinos ha resultado efectiva.

En particular la aplicación de la pervaporación en fermentación de mostos ha sido de gran eficacia dado que además de reducir la concentración de alcohol se favorece una mejor y más rápida fermentación, observando mayor contenido en antocianos, color, e IPT mientras que los taninos prácticamente permanecen constantes.

Se observa disminución de la acidez total en todas las fracciones a las que se les ha aplicado la pervaporación con independencia del momento de aplicación.

Los vinos procedentes de los mostos desalcoholizados en fermentación presentan mayor concentración de compuestos volátiles que contribuyen carácter frutado, mientras que la desalcoholización en vino provoca disminución de los compuestos volátiles de carácter frutal.

La diferenciación organoléptica de los vinos mediante el uso de test triangulares permite deducir que las técnicas aplicadas modifican el perfil sensorial de los vinos. Los vinos desalcoholizados en fermentación son los preferidos, lo que es consecuente teniendo en cuenta la composición volátil de los vinos.

5. BIBLIOGRAFIA

AGUERA, E., BES, M., ROY, A., CAMARASA, C. SABLAYROLLES, J. 2010. Partial removal of ethanol during fermentation to obtain reduced-alcohol wines. Am. J. Enol. Vitic.61 :1 53-60.

BES, M. et col, 2010. Les diferentes stratégies microbiologiques el techonologiques de production de vin á teneur réduite en alcohol. REV. DES OENOLOGUES Nº 135.

12

FRANCO, E., BALLESTEROS, F., PONTE, L., IÑIGUEZ M. 2009. Primeros resultados de

ensayos para reducir el grado alcohólico en vino. XXIV Reunión del Grupo de Experimentación en Viticultura y Enología. MADRID.

FRANCO, E., BALLESTEROS, F., PONTE, L., HERNANDO D. 2010. Estudio de la incidencia sobre la calidad de los vinos de la aplicación de técnicas para reducir el alcohol de los vinos cuando su contenido en azúcar supere 15% (v/v) de alcohol en potencia. ENOLOGOS Nº 64. FRANCO, E., BALLESTEROS, F., BIONDO, E., HERRANDO, D. 2011 Mejora de la calidad de los vinos de elevada graduación alcohólica mediante la aplicación de la técnica de pervaporación en mostos en fermentación para reducir su contenido en alcohol. XXV Reunión del Grupo de Experimentación en Viticultura y Enología. JEREZ.

GONZALEZ-HUERTA, C. 2006. Estudio de desalcoholización parcial de vinos mediante columna de cono rotatorio: características del vino final. III JORNADAS ENOLÓGICAS DE CANARIAS. LANZAROTE.

GONZALEZ, R., BARCENILLA, J.M., TABERA, L, 2007. Cepas vínicas de Saccharomyces cerevisiae con bajo rendimiento en etanol. ACENOLOGIA Nº 84

IUPAC Recommendations 1996. Terminology for membranes and membrane processes. page 1488.

MOUTOUNET, M., BES, M., ESCUDIE, J.L, 2007. Las tecnologías de elaboración de vinos con bajo nivel de etanol. ACEENOLOGIA Nº 84

NUÑEZ, R., FRANCO, E., ANDREU, J., LORENTE, M., LÁZARO, I., COLLADOS, E. 2007. Influencia del clima en la producción de uvas y calidad del vino de la variedad Garnacha Tinta en las Denominaciones de Origen Campo de Borja y Cariñena. CONCLIVIT Congreso Internacional de Clima y Viticultura. Vol 1 comunicaciones. Zaragoza.

ZAMORA, F. 2010. Resultados preliminares de ensayos de desalcoholizacion parcial y de estabilización tartárica mediante el uso de carboximetilcelulosa. XV CONGRESO NACIONAL DE ENÓLOGOS. ZARAGOZA. AGRADECIMIENTOS

Este trabajo ha sido posible por la colaboración de Bodegas Aragonesas, JUCLAS-MILLIPORE, la Estación Enológica de Haro del Gobierno de la Rioja y del personal del CTA del Gobierno de Aragón.