La biotecnología se define como la utilización de los sistemas biológicos para la producción de bienes y servicios. Por tanto, los procesos biotecnológicos incluyen desde los productos lácteos u otros alimentos fermentados clásicos hasta la producción de antibióticos o aminoácidos, y los productos de DNA recombinante o las plantas y animales transgénicos. De hecho, pues, la enología es una ciencia dentro de la biotecnología, ya que estamos elaborando un alimento fermentado en el que se utiliza una materia prima biológica (el mosto de la uva), que se transforma mediante unos agentes biológicos activos (microorganismos, levaduras principalmente) para llegar a obtener un producto (el vino) con un cierto valor añadido.
Sin embargo, el término biotecnología actualmente tiende a utilizarse a menudo para referirse sólo a aquellos aspectos más sofisticados y modernos de los procesos biotecnológicos y, por lo tanto, para la utilización de las técnicas de biología molecular y, sobre todo, de trabajo con el DNA, o sea, los genes. Es precisamente con esta visión molecular que en el dossier de la ACE intentamos mostrar algunos de los avances en el campo enológico, y por ello lo titulamos biotecnología enológica, si bien en sentido estricto podría denominarse biotecnología molecular enológica.
Dado que los agentes activos del proceso de elaboración del vino son los microorganismos, éstos son el principal eje de trabajo en este campo molecular, de forma que a dicho dossier lo podríamos titular biotecnología molecular enológica microbiana. Naturalmente, las levaduras son las protagonistas principales, las que realmente intervienen en la elaboración del vino, y por ello les dedicamos dos de los artículos del dossier y parte del tercero, el del Dr. Cocolin. Los tres artículos tratan los estudios realizados con tres objetivos bien diferenciados que, junto con el cuarto dedicado a las bacterias lácticas, cubren en gran parte las posibilidades sobre este tema.
Por una parte, el Dr. Bruno Blondin, prestigioso investigador del INRA de Montpelier (cuyo se publicará en la actualización de septiembre de ACENOLOGIA) tratará sobre cómo se aplican los nuevos métodos moleculares para realizar un análisis global funcional de Saccharomyces. El objetivo en este caso es entender el funcionamiento intracelular de las levaduras, de forma global, en función de las condiciones de fermentación del vino. Los métodos de análisis global, también conocidos como ómicos, tales como la transcriptómica, la proteómica o la metabolómica, son el último avance en los métodos moleculares: consisten en estudiar, por ejemplo en una célula, y en determinado momento, todo el conjunto de RNA (transcriptómica) de los genes que se están expresando, o el conjunto de proteínas (proteómica) que se han sintetizado, o el conjunto de metabolitos analizados dentro de la célula (metabolómica). Este enfoque global, en el que se utilizan microarrays para los RNA o electroforesis bidimensional para las proteínas, permite detectar y analizar cuáles son los genes que se están expresando en determinadas situaciones de las células, sus funciones y las interrelaciones entre los diferentes aspectos del metabolismo.
Por otra parte, el Dr. Ricardo Cordero, de la Universitat Rovira i Virgili de Tarragona, en su artículo revisa las levaduras genéticamente modificadas para uso industrial. Las herramientas moleculares existentes en la actualidad permiten mejorar las capacidades fermentativas de las levaduras, y ya existen en el mercado algunas cepas de levaduras modificadas como, por ejemplo, la ML01, que realiza la fermentación maloláctica al mismo tiempo que la alcohólica, y otras que también nos menciona el autor. Si bien en muchos países existen reticencias en cuanto al uso de este tipo de cepas, es preciso confiar en que los mismos avances a escala molecular demostrarán aún más que estas cepas son igual de seguras que las tradicionales.
El Dr. Luca Cocolin, reconocido investigador de la Universidad de Turín, en su artículo enfoca un aspecto relacionado con el control y conocimiento de cuáles son los microorganismos presentes en las fermentaciones vínicas. Es necesario saber, en una fermentación alcohólica o maloláctica, cuáles son las cepas de levaduras o bacterias que la están llevando a cabo, y si hay otras, en qué proporción, y cómo van evolucionando las poblaciones de las diversas cepas con el tiempo. Es lo que se denomina ecología microbiana de las fermentaciones. Con los métodos clásicos, es necesario mantener aisladas las colonias, con el fin de caracterizarlas y tipificarlas con métodos moleculares, pero a menudo existen cepas que tienen dificultades para forma colonias, o que están en minoría respecto a otras poblaciones, con lo cual se hace imposible el clasificarlas. Con los métodos independientes de cultivo, que el Dr. Cocolin describe, eso es posible, ya que se trata de analizar directamente el DNA o el RNA para ver cuáles son las cepas presentes, o su actividad, respectivamente.
Por último, en la actualización de octubre de ACENOLOGIA, un artículo de la Dra. Cristina Reguant hará referencia a las bacterias lácticas. La Dra. Reguant, al igual que el Dr. Cordero son dos de los miembros del Grupo de Biotecnología Enológica de la URV, grupo que destaca tanto nacional como internacionalmente por su investigación en este campo de trabajo. Las bacterias lácticas, debido a la fermentación maloláctica que llevan a cabo muchos vinos, son también un objetivo de estudio molecular. El problema principal de las bacterias lácticas como Oenococcus es que han de realizar la fermentación en un medio hostil como es el vino, con etanol y pocos nutrientes. Además, la tendencia del cambio climático al incremento de temperaturas, está causando que la concentración de etanol de muchos vinos sea cada vez más elevada, lo que comporta dificultades para Oenococcus. Por ello, es importante conocer cómo estas bacterias pueden adaptarse a dichas condiciones estresantes a escala molecular. Tal como comenta la Dra. Reguant, las nuevas herramientas moleculares, como las de los análisis global u ómicas mencionadas anteriormente, dan la posibilidad de conocer los mecanismos de respuesta celular de adaptación, y de esta forma podrán diseñarse nuevos protocolos para los cultivos iniciadores.
Así, pues, como en muchos otros sistemas biológicos, actualmente se está llegando a un conocimiento biotecnológico a escala molecular de los microorganismos del vino, que era necesario para entender qué es lo que está pasando exactamente en el interior de las células. De este modo se podrá actuar en función de las condiciones fisicoquímicas o tecnológicas de las vinificaciones, y podrán seleccionarse cepas más eficientes, o mejorarlas genéticamente, si fuera preciso.
