Identificación y cuantificación rápida de los contaminantes químicos considerados como defectos organolépticos más importantes del vino

Para poder identificar de una forma precisa la naturaleza del origen de las contaminaciones, en una primera etapa, es necesaria la comprensión del problema, y así poder optar por la prevención y, en último caso, aplicar la solución de los problemas. El análisis sensorial es siempre la primera herramienta de diagnóstico a la disposición del técnico, ello permite orientar una investigación, pero nunca diagnosticar precisamente la naturaleza ni el origen del problema, llevando incluso a confusión. Además, no permite detectar niveles bajos del problema, sino cuando la alteración es ya una realidad efectiva en el vino, por lo que raramente es posible anticipar acciones preventivas.

Las fuentes de alteración y contaminación organoléptica del vino son muy frecuentes y numerosas: desde la uva por contaminaciones fitosanitarias (desde parásitos y por utilización de pesticidas) o por alteraciones de la vendimia (desde parásitos y por accidentes de vendimia mecánica). También en el curso de la vinificación por alteraciones microbianas o por contaminaciones externas (accidentes de extracción de compuestos contaminantes, fluidos refrigerantes). Finalmente, en el curso de la crianza o en el embotellado, también por alteraciones microbianas, provocándose procesos de oxidación y reducción, o por contaminaciones provocadas desde materiales de contacto (revestimientos de cubas, productos enológicos, madera) o por contaminación ambiental (atmósfera).

El laboratorio Excell ha desarrollado un método de analítica fina denominado Check List Excell^®. Se trata de un método de análisis rápido que permite la detección y la cuantificación simultánea de 26 contaminantes sensoriales diferentes, tratándose de compuestos volátiles importantes del vino. El método recurre a la tecnología de cromatografía gaseosa (GC) acoplada a la espectrometría de masas (GC-MS), con el fin de determinar el origen eventual de estos defectos y así proceder a su reparación y bloqueo, evitando incluso que estos compuestos superen los umbrales de percepción, cosa que no es posible realizar mediante el análisis sensorial. De esta forma es posible aplicar tecnologías enológicas preventivas en lugar de curativas, siendo siempre una aptitud muy positiva de cara a la calidad del vino, pues los tratamientos curativos siempre erosionan de constitución general del vino.

Metodología

El método consiste en el análisis de cromatografía de gases y espectrometría de masas (GC/MS) utilizando el espacio de cabeza mediante microextracción en fase gaseosa (HS-SPME). La espectrometría de masas utilizada es de fragmentometría específica, después de ionización por impacto electrónico a energía constante (MS-EI-SIM), lo que permite de una sola vez una detección versátil, sensible, lineal y muy específica.

La utilización de la SPME en un modo espacio de cabeza (HS-SPME) para aislar y concentrar las moléculas específicas, sin utilización de solventes y de manera automática, permite no provocar modificaciones sobre las muestras a analizar (fig. 1).

El método analítico empleado mediante absorción por fibra utiliza una fase PDMS (apolar) para los compuestos del tipo haloanisoles (que son poco polares) y una fase poliacrilato (polar) para los compuestos del tipo fenoles volátiles (que son más polares). Esté método no utiliza solventes en la preparación de la muestra, lo que mejora la exactitud del método.

El método ha sido validado siguiendo los protocolos NF ISO 5725-1,2 y NF V03-110, en los que figuran los valores de incertidumbre, los límites de detección y de cuantificación, la linealidad y la tasa de recuperación. Además, este método está acreditado por la sociedad francesa de acreditación nacional COFRAC (ISO 17025) desde el año 2007.

Entre los 26 compuestos analizados figuran compuestos tan importantes como los anisoles (TCA, TeCA, TBA, PCA), procedentes de la contaminación de corchos; la geosmina, procedente de la contaminación de mohos; los vinilfenoles y etilfenoles, procedentes de la contaminación por Brettanomyces; el acetato de etilo procedente de diversos contaminantes microbianos, pero entre ellos, las bacterias acéticas, las pirazinas por falta de maduración y otros, como los compuestos azufrados con aromas de reducción.

Optimización del método analítico

El método desarrollado ha necesitado una serie de mejoras técnicas para poder analizar compuestos de diversa naturaleza química en la misma inyección, lo que no es fácil. Para ello, se han realizado las siguientes adaptaciones y mejoras dentro del método cromatográfico:

• • Elección de la fibra: El tipo de fibra utilizado fue DVB/CAR/PDMS, la cual mostró ser la más eficaz para todas las moléculas investigadas, debido a la naturaleza fisicoquímica de los contaminantes (fig. 2).

• • Dilución de la muestra: El objetivo de la dilución es llegar en la muestra en torno al 6% del etanol (v/v) para mejorar el espacio de cabeza, incrementando la señal en relación con el ruido en la extracción por fibra. La mejor dilución es al 50%, mejorando la extracción de todas las moléculas, excepto los anisoles (fig. 3).

• • Optimización del pH: El pH óptimo al que hay que preparar la muestra corresponde al pH donde se produce la máxima extracción del compuesto 2M35DP, que es de pH = 7. A este pH no se producen pérdidas significativas en relación con la extracción de los etilfenoles y del acetato de etilo (fig. 4a).
  • Optimización de la temperatura de extracción: La temperatura de extracción en HS-SPME controla el fenómeno de evaporación de moléculas y de absorción por parte de la fibra. El valor de temperatura seleccionado es de 45 ºC, que corresponde al máximo de absorción de las pirazinas, sin aparecer efectos negativos en otros compuestos analizados (fig. 4b).

• • Optimización del tiempo de extracción: La duración de la exposición de la fibra en el espacio de cabeza es un parámetro que influye fuertemente en la cantidad de compuestos absorbidos en la fase estacionaria de la fibra SPME. Para incrementar la productividad y no llegar al equilibrio de absorción de algunos compuestos, lo que saturaría la fibra, se eligió el tiempo de 60 minutos como el mejor.

El método analítico permite de una sola atacada identificar y cuantificar un amplio espectro de compuestos químicos considerados como defectos organolépticos. Los que figuran en la lista de la tabla 1, pueden considerarse como los mayoritarios causando impactos negativos en los aromas y el gusto del vino. Se trata entonces de un barrido general para conocer la posible huella aromática con posibles defectos en un vino a lo largo de su evolución y maduración, para así atajar de la forma más rápida posible y de forma preventiva la aparición de defectos.

De esta forma, podemos saber si el vino en cuestión tiene deficiencias a nivel de falta de madurez de la uva o por infecciones fúngicas del fruto, si el problema proviene de la fermentación alcohólica o maloláctica y, por tanto, del metabolismo microbiano, como el carácter «Brett» o por deficiencia de nitrógeno fácilmente asimilable o por la presencia de flores o la infección de bacterias acéticas o si los contaminantes químicos vienen de la maduración del vino a nivel de potencial redox o por contaminación ambiental de la bodega o del corcho (tabla 1).

Si somos capaces de identificar el problema y su origen, seremos entonces capaces de inhibir en próximas elaboraciones o en la continuidad de la evolución de un vino en particular la aparición del problema o al menos paralizarlo a tiempo, ya que el método siempre detecta el problema por debajo de los umbrales de detección, haciendo que el daño organoléptico sea siempre menor. Y en caso de que el problema sea ya evidente, atajarlo con el tratamiento enológico más apropiado (fig. 5).

Ejemplos prácticos de la aplicación del método

Exponemos a continuación tres ejemplos prácticos de casos reales de bodega, donde aplicamos el Check List Excell^® a tres vinos que tenían problemas organolépticos bien marcados y que, por cata, la identificación nos podría haber llevado a interpretaciones erróneas.

Detección de un defecto de humedad-corcho

Como se puede apreciar en la tabla 2, el vino que presentaba un claro síntoma de humedad corcho, el problema viene de la acción sinérgica entre el tricloroanisol y el tribromoanisol. Ambos compuestos de forma conjunta suman 4,1 μg/L, superando el umbral de detección típico de estos compuestos. En caso de no haber realizado este análisis, podríamos haber echado la culpa al corcho. Sin embargo, después de haber realizado en análisis, la diagnosis es bien diferente, pues la contaminación se debe al ambiente de bodega, ya que el TBA es un contaminante típico de madera mal tratada o con deficiencias en su estado sanitario.

En este caso nos enfrentamos a un vino con un aroma del vino muy vegetal, olor de césped muy marcado y retronasal muy vegetal. Después de realizar el análisis mediante el método presentado (tabla 3), podemos apreciar que realizando análisis más convencionales no hubiéramos encontrado ninguna evidencia química de la causa del problema. Sin embargo, como el Check List Excell^® incluye el 2-hetoxi-3-haxadieno, se pudo ver que este compuesto superaba los umbrales de detección, siendo el causante del problema.

En este vino no hubo adición de sórbico como antifermento, por lo que no se entendía bien cómo pudo aparecer este compuesto en concentraciones tan altas. Analizando después los productos enológicos utilizados, se pudo vislumbrar como ciertos taninos enológicos líquidos estaban estabilizados con ácido sórbico, resolviendo el enigma.

Carácter terroso del vino

Otro vino con un gusto terroso y aromas de humedad, tierra húmeda, champiñón, fue sometido a examen mediante el método descrito. Se puede ver en la tabla 4 como ciertos compuestos típicamente marcadores con aromas terrosos no eran los causantes del defecto. Sin embargo, el 2-metoxi-3,5-dimetilpirazina estaba presente por encima de su umbral de percepción, definido por Simpson et al. en 2004 en 2 ηg/L en vino. En este caso, la identificación del problema no es tan claro, pero seguramente sea por falta de maduración de la uva, pues este compuesto se suele acumular en mayores contenidos en uva verdes.

Conclusiones

El método propuesto es lineal, específico, seguro y repetible, con límites de detección para todos los compuestos analizados más bajos que los umbrales de percepción. Permite, además, una muy buena detección del acetato de etilo, por ejemplo, pudiendo prevenir la acescencia.

Es un método complementario y confirmativo de los problemas detectados mediante análisis sensorial.

La autonomización cultural del vino empieza por esconder su sustrato natural y las etapas más concretas de su elaboración.

El método Excell Check List^® es un sistema analítico de alta resolución muy útil para los controles de calidad del vino realizados en bodega. Las principales utilidades y ventajas que se pueden obtener mediante la utilización de éste método, se pueden resumir en los siguientes:

• • Método útil, rápido y eficaz para confirmar o establecer un diagnóstico preciso sobre la naturaleza y/o el origen de una alteración organoléptica del vino por la presencia de compuestos volátiles indeseables.
  • Posibilidad de generalizar el uso de este tipo de control a todas las etapas claves del trabajo en bodega, como son la compra de vino, coupages finales y mezclas, crianza del vino y otros procesos enológicos.
  • Muy útil para la asistencia de contratos en la compraventa de vinos y peritajes jurídicos.
  • Es posible la extensión de la lista de componentes analizados del método a un mayor número de contaminantes a desarrollar en el futuro.

Bibliografía

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