AMINOACIDOS Y SU RELACION CON LA COMPOSICION VOLATIL EN VINOS

MALBEC

Licenciada Mariela Assof Laboratorio de Aromas y Sustancias Naturales

Estación Experimental Agropecuaria Mendoza. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA)

INTRODUCCION

compuestos volátiles, semivolátiles y no

volátiles

VINO

Compuestos nitrogenados

caracteres sensoriales

calidad

olfativos

gustativos

visuales

desde el viñedo hasta la conservación

cepaje prácticas culturales condiciones edafoclimáticas prácticas enológicas

táctiles

COMPUESTOS NITROGENADOS

iones amonio aminoácidos péptidos proteínassales

NO2-

NO3-

CLASIFICACION

Libres

• Provienen de la uva y del metabolismonitrogenado de las levaduras

• Representan el 30-40% del total decompuestos nitrogenados (vinos)

• Se encuentran distribuídos principalmente enel jugo (50-70%), hollejo y en menorproporción en la semilla

Ligados

• Provienen de la reacción enzimática sobre péptidos y proteínas de uvas y levaduras

• Dependen de la actividad enzimática, de las adecuadas condiciones fisicoquímicas del medio para ser liberados y de las necesidades nutricionales de las levaduras

INTRODUCCION

urea, nucléotidos, vitaminas

INTRODUCCION

IMPORTANCIA DE LOS AMINOACIDOS

Fuente N para levaduras

- fuente de energía- formación de aminoácidos- formación de proteínas estructurales- formación de proteínas funcionales

Rutas metabólicas

- en la planta: biosíntesis de compuestos fenólicos y aromas varietales- las levaduras: biosíntesis de compuestos volátiles

enzimas

manoproteínas

Aromas fermentativosAlcoholes superiores

Ésteres etílicos de ácidos grasosAcetatosTerpenos

fuente de nitrógeno asimilable

catabolismo anabolismo

Síntesis y acumulación de -cetoácidos

La levadura necesita el N

déficit

• nutrientes• pH del medio• turbidez del mosto• temperatura de fermentación adecuada

INTRODUCCION

METABOLISMO DE AMINOACIDOS

Producción de alcoholes superiores

Producción de nuevos aminoácidos

Inhibición de la liberación de - cetoácidos

exceso

AmonioAminoácidos libres

INTRODUCCION

CLASIFICACION AMINOACIDO

Aromáticos Fenilalanina (PHE)Tirosina (TYR)

Triptofano (TRY)

Neutros Serina (SER)Treonina (THR)

Asparagina (ASN)Glutamina (GLN)

Ácidos Acido aspártico (ASP)Acido glutámico (GLU)

Básicos Histidina (HYS)Lisina (LYS)

Arginina (ARG)

Alifáticos Glicina (Gly)Valina (VAL)

Alanina (ALA)Leucina (LEU)

Isoleucina (ILEU)

Azufrados Metionina (MET)Cisteína (CYS)

Cíclicos Prolina (PRO)

Clasificación de aminoácidos en

función a su estructura

química

AA fácilmente asimilables

AA más abundante en

mostos

METABOLISMO DE LAS LEVADURAS

INTRODUCCION

INTRODUCCIONAMINOACIDO COMPUESTO VOLATIL

VAL 2-metilpropanol (solvente)

LEU 2-metilbutanol (solvente)

ILEU 3-metilbutanol (solvente)

PHE 2-feniletanol (rosas)

TYR tirosol (alcohol)

TRY triptofol (alcohol)

MET Metionol (ajo/cebolla)

Alcoholes superiores

- THR, PHE y ASP tienen efecto sobre 8 de los 16 compuestos volátiles más importantes (principalmente ésteres etílicos)

- THR (AA fácilmente asimilable) es uno de los aminoácidos con mayor influencia en la composición volátil - >THR > en los ácidos grasos C6 y C8 y en ciertos ésteres etílicos, >ciertos alcoholes superiores

M. Ugliano and P.A. Henschke.2009. Yeast and wine flavor, in Wine chemistry and biochemistry.

INTRODUCCION

clasificación de vinos por

región

- vinos tintos de Grecia (Bouloumpasi et al., 2002)

- vinos Chardonnay, regiones del mundo (Carnevillier et al., 1999)

- vinos de Hungría (Héberger et al., 2003)

clasificación de vinos por

cepaje

clasificación de vinos por año

de cosecha

- vinos de Grecia (Soufleros, 2003)

- vinos tintos de Francia (Étievant, 1988)

- vinos de Grecia (Soufleros, 2003)

OBJETIVO

1- Evaluar la incidencia de la zona geográfica sobre el perfil de aminoácidos libres presentes en mostos y vinos cv. Malbec de tres

regiones vitivinícolas de Mendoza, Argentina.

2- Evaluar la evolución de los aminoácidos durante la fermentación alcohólica de mostos cv. Malbec de las tres regiones y la relación del perfil de aminoácidos libres en mostos con los compuestos volátiles

en vinos

OBJETIVO 1

INCIDENCIA DE LA ZONA GEOGRAFICA SOBRE EL PERFIL DE AMINOACIDOS

MATERIALES Y METODOS

Na2S2O5

La Libertad 673msnm(Rivadavia)

Agrelo970 msnm

(Luján de Cuyo)

Gualtallary1450 msnm (Tupungato)

AA: Derivatización precolumna con FMOC y separación, identificación y cuantificación

por HPLC-DAD.

control y seguimiento de las fermentaciones

extracción de muestras cada dos días hasta final de fermentación

Compuestos volátiles: Extracción y preconcentración por HS-SPME y separación, identificación y

cuantificación por GC-ITMS

0

100

200

300

400

500

600

MOSTO VINO

MATRIZ

C (mg L-1) RIVADAVIA

AGRELO

GUALTALLARY

RESULTADOS

Contenido total de aminoácidos libres de mostos y vinos cv. Malbec correspondientes a tres zonas agreoecológicas de Mendoza (Argentina)

ab

a

b

c

PRO aumenta

600%

Porcentaje relativo de aminoácidos más abundantes en mostos cv. Malbec de Mendoza (Argentina)

RESULTADOS

Otros aminoácidos: menos del 3% respecto del total de aminoácidos por matriz y por zona

100x C

C%

totales saminoácido

esindividual saminoácidorelativo

Porcentaje relativo de aminoácidos más abundantes en vinos cv. Malbec de Mendoza (Argentina)

RESULTADOS

RESULTADOS

Análisis de componentes principales para aminoácidos libres en mostos cv. Malbec

ARG

ASP

GLULEU

LYS

PHE

PRO

THR

-2,4 -0,4 1,6 3,6 5,6

Componente 1

-2,9

-1,9

-0,9

0,1

1,1

2,1

3,1

Co

mp

on

ente

2

ALAASNCYS

GLN

ILEU

TRY

TYR

VAL

Rivadavia

Agrelo

Gualtallary

Análisis discriminante de mostos cv. Malbec de tres zonas geográficas de Mendoza, Argentina

-530 -330 -130 70 270

Función 1

-8

-5

-2

1

4

7

10

Fu

nció

n 2

Gualtallary

Rivadavia

Agrelo

Variables independientes

Rivadavia Agrelo Gualtallary

ALA 100% 1% 1%CYS 100% 14% 8%ARG 100% 0% 0%ASN 100% 0% 0%GLU 100% 48% 0%

Abundancia relativa de las variables independientes

RESULTADOS

Análisis de componentes principales para aminoácidos libres en vinos cv. Malbec

ARG

ASP

GLU

LEU

LYSMET

PHE

PRO

-3 -1 1 3 5 7

Componente 1

-2,1

-1,1

-0,1

0,9

1,9

2,9

Co

mp

on

en

te 2

ALA

ASNCYSGLN

ILEU

THR

TRY

TYR

VAL

THRLEU

TYR

PRO

Rivadavia

Agrelo

Gualtallary

Análisis discriminante de vinos cv. Malbec de tres zonas geográficas de Mendoza, Argentina

-70 -30 10 50 90 130

Función 1

-13

-8

-3

2

7

12

17

Fu

nc

ión

2

Gualtallary

Rivadavia

Agrelo

Variables independientes

Rivadavia Agrelo Gualtallary

ALA 28% 100% 7%CYS 23% 100% 26%ARG 17% 100% 14%ASN 16% 100% 20%

Abundancia relativa de las variables independientes

ConclusiónEn relación al objetivo: Evaluar la incidencia de la zona geográfica sobre el

perfil de aminoácidos libres presentes en mostos y vinos cv. Malbec de tres regiones vitivinícolas de Mendoza, Argentina.

Los mostos y vinos de Gualtallary presentaron menor contenido deaminoácidos libres totales respecto de Rivadavia y Agrelo.

Para mostos: la Alanina fue el aminoácido más abundante en Rivadavia,mientras que la Prolina lo fue para Agrelo y Gualtallary.

En los vinos provenientes de las tres zonas geográficas evaluadas, elaminoácido más abundante fue la Prolina.

Mediante el análisis discriminante se identificaron 5 variables predictoras(Alanina, Arginina, Asparagina, Cisteína y Ácido Glutámico). Con estas variablesse construyeron modelos discriminantes que permitieron clasificar el 100% de lasmuestras provenientes de las tres zonas agroecológicas evaluadas.

Por lo tanto, la zona geográfica de procedencia tiene efecto sobre el perfil deaminoácidos libres de mostos y vinos de tres regiones vitivinícolas de Mendoza,Argentina.

ConclusiónEn relación al objetivo: Evaluar la incidencia de la zona geográfica sobre el

perfil de aminoácidos libres presentes en mostos y vinos cv. Malbec de tres regiones vitivinícolas de Mendoza, Argentina.

A mayor altura de la zona de muestreo menor contenido total de aminoácidosen mostos y por tanto en vinos…eso qué significa???- Nuestra hipótesis: La planta está utilizando sus recursos nitrogenados paraproducir compuestos fenólicos (necesidad de enzimas que intervienen en lasrutas biosintéticas).

0,00

200,00

400,00

600,00

800,00

1000,00

1200,00

1400,00

RIV AGR GU

C mg L-1

Zona geográfica

RIV

AGR

GU

0

100

200

300

400

500

600

700

800

RIV AGR GU

C mg L-1

Zona geográfica

RIV

AGR

GU

Antocianos totales Taninos totales

¿¿Qué implicancias tuvo

en las fermentaciones??

OBJETIVO 2

EVOLUCION DE AMINOACIDOS DURANTE LA FERMENTACION ALCOHOLICA

RELACION AMINOACIDOS EN MOSTO - COMPUESTOS VOLATILES EN VINOS

Contenido de aminoácidos libres totales en mosto cv. Malbec de las tres zonas agroecológicas estudiadas

0

10

20

30

40

50

60

MOSTO

C (mg L-1)

zona agroecológica

RIV

AGR

GUb

a

RESULTADOS

0

2

4

6

8

10

12

C (mg L-1)

Aminoácidos

Perfil de aminoácidos libres de mosto cv. Malbec de Gualtallary (Tupungato), Mendoza.

RESULTADOS

Evolución del contenido total de aminoácidos durante la fermentación alcohólica de mostos cv. Malbec de las tres zonas

estudiadas.

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

450,00

500,00

550,00

MO 1 3 5 7 9 11 13

C mg L-1

Días de fermentación alcohólica

AGRELO GUALTALLARY RIVADAVIA

900

950

1000

1050

1100

1150

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Den

sid

ad

(g

mL

-1)

Días de fermentación

RIV

AGR

GU

Evolución de la densidad durante la fermentación alcohólica de mostos cv. Malbec de las tres zonas estudiadas.

Geles de agarosa mostrando control de implantación delevadura D254. A) mosto inoculado, B) inicio de lafermentación; C) Mitad de fermentación; D) Final defermentación. Primer y última calle: marcador de pesomolecular; cepa x: perfil diferente a la cepa inoculada.

Evolución de aminoácidos durantefermentación alcohólica de mostos cv. Malbecde las tres regiones estudiadas. (MO: uva luegode ser molida)

RESULTADOS

Asparagina

Ácido Aspártico

RESULTADOS

Evolución de aminoácidos fácilmenteasimilables durante fermentación alcohólica demostos cv. Malbec de las tres regionesestudiadas. (MO: uva luego de ser molida)

Ácido Glutámico

Glutamina Prolina

Total de compuestos

volátiles

Zona geográfica

RIVADAVIAC (ug L-1)

AGRELOC (ug L-1)

GUALTALLARYC (ug L-1)

ésteres 944,49 (16,40)a 1002,78 (73,50)a 824,75 (34,25)b

alcoholes 153,51 (5,76)a 149,16 (3,56)a 203,11 (13,19)b

terpenos 88,86 (3,08)a 93,33 (4,44)b 85,33 (3,63)a

0

10

20

30

40

50

60

MOSTO

C (mg L-1)

zona agroecológica

RIV

AGR

GUb

RESULTADOS

en el mosto….

….en el vino

RESULTADOS

AGRELO

GUALTALLARY

RIVADAVIA

ESTERES ETILICOSEN VINOS

RESULTADOS

AGRELO

GUALTALLARY

RIVADAVIA

ACETATOS EN VINOS

RESULTADOS

AGRELO

GUALTALLARY

RIVADAVIA

ALCOHOLES SUPERIORES

EN VINOS

CONCLUSION

Se observaron perfiles de evolución de aminoácidos libres diferenciales para cadaaminoácido respecto de la zona en estudio.

Los mostos de Gualtallary presentaron menor contenido total de aminoácidos libres yausencia de aquellos reportados como más fácilmente asimilables por las levaduras(Arginina, Asparagina, Ácido Aspártico, Ácido glutámico, Glutamina).

Durante la fermentación alcohólica de los mostos de las tres zonas, se observó unaumento en el contenido de ciertos aminoácidos libres, lo que podría estar explicado por laactividad proteasa extracelular de las levaduras presentes en el medio (Jounes et al., 2011).

Se observó, además, que la Prolina aumenta su contenido hasta el quinto día defermentación alcohólica en mostos de Rivadavia y Agrelo, mientras que en Gualtallary semantiene estable prácticamente hasta el final de este proceso.

El contenido de alcoholes superiores y ésteres etílicos en vinos de Rivadavia y Agrelo nopresentaron diferencias significativas y fueron mayores que lo encontrado en Gualtallary, loque es coincidente con lo encontrado en el contenido total de aminoácidos libres en mosto.

PERSPECTIVAS

Realizar el análisis de iones amonio y de carbohidratos por métodos enzimáticos paracomplementar los resultados observados respecto de la cinética de la fermentaciónalcohólica.

Evaluar el metabolismo aminoacídico de diferentes cepas de levaduras Saccharomycescerevisiae durante la fermentación alcohólica de mostos Malbec.

Evaluar el efecto de la adición de compuestos nitrogenados orgánicos e inorgánicossobre el perfil de compuestos volátiles obtenidos a partir de la fermentación alcohólica demostos Malbec.

Muchas gracias