Moléculas de importancia sensorial

El vino es una bebida que se elabora para el disfrute de los sentidos. En consecuencia, todas las operaciones que se llevan a cabo con él, desde las tecnologías de bodega hasta las campañas publicitarias para incrementar su venta inciden en el aspecto sensorial. Un consumidor, tras recorrer con la vista la globalidad de la mercancía expuesta en un comercio, dirigirá de forma subconsciente sus pasos hacia la estantería en la que se encuentra la botella que ha captado la atención de su cerebro. La adquisición posterior de la misma dependerá de otros factores; precio, marca, añada, etc., pero despertar la atención es el primer objetivo que hay que conseguir. Por esta razón los vinos rosados se embotellan en vidrio incoloro, transparente, y al enólogo se le pide que consiga un color bonito y que el vino este transparente y brillante.

El consumidor no repetirá la adquisición de esa marca si, al degustarlo, el vino no cumple con las expectativas despertadas con el sentido de la vista. El vino ha de tener un aroma, sabor y sensación en boca acordes con lo esperado. Olfato, gusto y tacto, por tanto, también desempeñan un papel decisivo y el trabajo en bodega cada día se orienta más a exaltar estas características y conseguir estabilizarlas.

En los últimos años, el color del vino tinto ha despertado gran interés. Lo ha hecho no tanto por contribuir al disfrute del vino por el sentido de la vista, sino por su asociación con el gusto, y porque al estar relacionada la cantidad de materia colorante con las propiedades beneficiosas del vino para la salud, el consumidor identifica un vino con mucho color con un vino saludable.

Sin embargo, de los cinco sentidos el olfato es posiblemente el que más contribuye al disfrute del vino, por lo que es lógico que se haya dedicado un gran esfuerzo en investigar la composición de su aroma. A este aspecto vamos a dedicar nuestra atención.

Características de las sustancias odoríferas

Para que una sustancia produzca la sensación de olor debe alcanzar la pituitaria en cantidad suficiente para desencadenar una respuesta que recoja el cerebro. Esto difícilmente puede lograrse si la sustancia no es relativamente volátil por lo que, en un principio, se puede considerar que las sustancias no volátiles son inodoras y que las sustancias responsables del aroma del vino tienen volatilidad contrastada. Como consecuencia inmediata, el estudio del aroma del vino se orientó durante muchos años al conocimiento de la composición química de sus compuestos volátiles.

Sin entrar a discutir las técnicas y metodologías analíticas utilizadas para este fin, su límite de identificación y cuantificación y la reproducibilidad de sus resultados parece razonable pensar que un listado de componentes volátiles del vino con sus concentraciones no va a proporcionar información sobre las características aromáticas. La volatilidad es una condición necesaria, pero no suficiente, para que una sustancia huela; es necesario que tenga un grupo osmóforo y una estereoquímica adecuada. Para tener una idea de la importancia sensorial de una sustancia se necesita conocer, además de su concentración, su umbral de detección olfativa en la matriz que se estudia, en este caso el vino. El umbral de detección se define como la concentración mínima de la sustancia capaz de ser percibida por una media de la población. Sustancias con umbral de detección muy bajo pueden contribuir enormemente al aroma de un vino, aun estando a concentraciones también muy bajas, y es posible que otras sustancias a concentraciones altas no contribuyan al olor, al ser su umbral de olfacción alto. Por tanto, para conocer la importancia sensorial de una sustancia se necesitan dos valores: su concentración y su umbral de olfacción, o algún dato relacionado.

El valor de aroma se define como la relación entre la concentración de la sustancia y su umbral de olfacción y se expresa en unidades de aroma. Se considera que una sustancia no participa en el aroma del producto evaluado si su valor de aroma es menor que la unidad, y sí que lo hace cuando dicho valor es mayor que uno. La participación es tanto mayor cuanto mayor es el valor de aroma.

La aplicación de los conceptos y datos de valores de aroma debe hacerse con precaución ya que, si bien permite juzgar de una manera objetiva la contribución de los distintos compuestos aromáticos, no tiene en cuenta ciertas limitaciones: fundamentalmente no considera los efectos sinérgicos y antagónicos de los odorantes, y no tiene en cuenta las leyes de la percepción. El valor de aroma supone que la percepción es directamente proporcional a la intensidad del estímulo, y eso no es correcto. Por ello se hace una corrección que transforma los valores de aroma en valores de potencia o intensidad aromática (1). En el caso de los odorantes del vino, el valor de la intensidad aromática es igual al valor de aroma elevado a 0,6 (2,3).

Para comparar el aroma de diferentes vinos se ha sugerido comparar el denominado espectro del aroma. (4). Éste se obtiene normalizando los valores de intensidad aromática, otorgando un valor de 100 al del compuesto de mayor intensidad. La representación gráfica de esta intensidad relativa para componentes odoríferos permite el reconocimiento de perfiles y la comparación entre muestras. El aspecto y su comparación son similares a los obtenidos en espectrometría de masas. Para simplificar, normalmente sólo se representan valores que superan una cifra.

Otro aspecto importante en relación con los componentes que contribuyen al aroma es la sensación que produce su olfacción. Sensación cualitativa, relativa a la identificación del olor y asimilación a un producto o situación emocional determinada, es decir, un efecto de memoria; sensación cuantitativa, relativa a la intensidad del olor; y sensación afectiva, en cuanto a aceptación o rechazo. Estas tres cualidades del olor permiten describir con propiedad el aroma de un producto.

Descripción y medida del aroma

El análisis sensorial es hoy en día una disciplina científica perfectamente establecida y reglamentada. En España ha sido AENOR quien ha indicado los criterios para la realización de las pruebas (5), aunque la terminología para el análisis descriptivo de los vinos españoles no está estandarizada, y los comités de cata de cada Consejo Regulador de Denominación de Origen y de cada bodega utiliza una propia. Ello supone un problema a la hora de comparar resultados. Nuestro grupo investigador está actualmente trabajando para armonizar la nomenclatura de los catadores de zonas del norte de España productores de vino tinto. Los resultados presumiblemente se harán públicos en el año 2002 (1).

A.C. Noble et al. (7) propusieron en 1987 una terminología estandarizada para describir el aroma del vino, que modificaba y ampliaba una propuesta en el 1984, conocida como la rueda de los aromas (8). El sistema permite describir una sensación sobre la base de tres términos, de general a particular, con indicaciones para preparar con productos naturales los patrones con los que se entrenarán los paneles de análisis sensorial. En este sistema la sensación de aroma podría ser, por ejemplo, fruta, bayas, frambuesa (en este orden), y las muestras patrón se prepararían a partir de frambuesas frescas o congeladas y un vino tinto neutro.

Consensuada la terminología descriptiva de un tipo de vino, sus descriptores, y asignando valores a la sensación, es posible crear una escala para cada descriptor en la que se represente lo observado para diferentes vinos. Las escalas se disponen como radios de una circunferencia con el cero, común para todas, en el centro de la misma. La comparación de los valores en las distintas escalas, que normalmente se unen por líneas dando una figura similar a una tela de araña, permite diferenciar las características sensoriales de los vinos en términos semicuantitativos. Conocida la composición química de los mismos puede establecerse la relación con la impresión sensorial.

El análisis cualitativo de los compuestos volátiles del vino ha puesto de manifiesto que existen más de 800 compuestos pertenecientes a familias químicas bien distintas y en cantidades que varían en un intervalo enormemente amplio, desde porcentajes del 14 al 16% hasta ultratrazas, por debajo de 0,5 mcg/L^-1. Es imposible, por tanto, obtener el valor de aroma para todos los componentes de un vino, aunque se conozca su umbral de detección, y poder determinar la importancia de cada odorante particular.

Con el objeto de resolver esta situación se ha recurrido a diversas estrategias, todas ellas basadas en la separación de los componentes volátiles del vino mediante cromatografía de gases y detección de los mismos a la salida de la columna cromatográfica por medio de la nariz humana. Se suele analizar un extracto del vino, y el problema analítico radica en la concordancia entre su composición cuantitativa y la del vino. La metodología aplicada se denomina olfactometría y la más utilizada es la conocida como AEDA (aroma extract dilution analysis) (9).

En AEDA se pide a los olfateadores o sniffers que señalen cuándo aparece un olor a la salida de la columna al cromatografiar un extracto del aroma. Es decir, que su respuesta es huele o no huele, a tiempos determinados (los tiempos de retención cromatográfica de las sustancias odoríferas). Repitiendo el proceso con diluciones sucesivas del extracto van desapareciendo las sensaciones, hasta que llega un momento en que no se huele nada. Cada odorante en la muestra analizada tiene lo que se denomina un factor de dilución (FD), el valor de la dilución en la que se olió por última vez. Así, un olor detectado al diluir 100 veces el extracto, pero que no se detecta en una dilución superior, tendrá un valor de FD igual a 100. La representación gráfica de los FD frente a los tiempos de retención conduce a lo que se denominan aromogramas.

La diferencia entre un cromatograma clásico de un extracto y un aromograma es que en primero aparecen las señales de los compuestos que dan respuesta en el detector electrométrico y dicha respuesta es proporcional a su concentración, mientras que en el segundo aparecen las señales de las sustancias que huelen y su respuesta es proporcional a su valor de aroma. Por tanto en una aromograma pueden aparecer señales que no aparecen en un cromatograma, debido a que la sensibilidad humana en la olfacción sea alta y la concentración del odorante supere el umbral de detección mientras que la sensibilidad instrumental esté por debajo de la concentración del odorante que llega al detector. Y lo contrario cuando los compuestos volátiles no huelen.

Dado que se suele analizar el extracto concentrado de un vino, la concentración es decisiva para la obtención de resultados válidos. Si se concentra mucho, el aromograma obtenido tendrá muchas más señales y de mayor intensidad que si la concentración es menor y el resultado puede confundir al operador (10). Ello no significa que en el vino no se encuentren todos los componentes detectados, con las intensidades odoríferas relativas del aromograma, pero tal vez no todos contribuyen al olor, o lo hacen de forma menos acentuada. Así, las intensidades relativas del aromograma son las de los compuestos en disolución en el vino, no las que se encuentran en el espacio de cabeza (en fase gaseosa).

En el estudio de las moléculas de interés sensorial la estadística es una herramienta imprescindible para correlacionar las sensaciones con el análisis instrumental. La elección del método estadístico es compleja y dependerá de si se quiere correlacionar una variable sensorial o un conjunto, o bien un perfil obtenido en un análisis descriptivo con los datos cuantitativos cromatográficos o cualquier otro tipo de combinación. Los métodos más utilizados son el análisis discriminante paso a paso, la regresión lineal múltiple paso a paso y el análisis de componentes principales. También se utilizan el análisis parcial least squares (PLS) o mínimos cuadrados parciales y el análisis clúster.

En el libro Volatile compounds in foods and beverages (11), P. Etievant hace una magnífica recopilación de la información disponible, por familias de compuestos: éteres, alcoholes, terpenos, ácidos, etc., con tablas en las que figuran las concentraciones máximas y mínimas de los compuestos odoríferos en cualquier tipo de vinos y su umbral de detección en distintos medios. Desde esa fecha el conocimiento de la importancia sensorial de los componentes del aroma del vino se ha ido incrementando, puesto que se han cuantificado numerosos compuestos que se encuentran a nivel de trazas y ultratrazas. También se han identificado otros compuestos contribuidores natos al aroma, desconocidos hasta ese momento. Los trabajos de Grosch (12), Guth (13), Dubordieu et al. (14,15,17), Etievant et al. (16), Baumes et al. (18) y los de nuestro grupo (19), son algunos de los que más han contribuido a este conocimiento. Como ejemplo de la importancia sensorial de diversas moléculas en el vino vamos a considerar el vino tinto joven.

El aroma del vino tinto joven

En un estudio de este vino de las variedades de uva Garnacha, Tempranillo, Cabernet Sauvignon y Merlot con un número de muestras representativo (52 vinos) se obtuvieron datos cuantitativos de 47 odorantes que previamente se habían catalogado como contribuidores potenciales del aroma por técnicas de AEDA (4). Se establecieron sus valores de aroma medios, máximos y mínimos y, después de una corrección de perceptibilidad, los de intensidad aromática.

Los resultados se muestran en la tabla 1, donde se observa que el número de sensaciones odoríferas y sustancias químicas responsables es muy alto comparado al de las que se encuentran en concentraciones significativas en alguno de los vinos. En las figuras 1 -4 se muestran los espectros de intensidad aromática de los cuatro vinos estudiados. Su comparación permite ver claramente el porqué de su distinto aroma.

El análisis de estos datos ha permitido obtener interesantes conclusiones: todos los vinos contenían 12 odorantes con valores de aroma superiores a la unidad y por tanto, contribuyentes natos del aroma de todos los vinos: cuatro ésteres (butirato de etilo, hexanoato de etilo, octanoato de etilo y acetato de isoamilo), probablemente responsables de las notas frutales; cuatro ácidos (butírico, hexanoico, octanoico e isovalerianico), cuyos descriptores aromáticos son grasa y lácteo; dos alcoholes superiores (isoamílico y fenil etílico), responsables de las notas fusel, y, por último, el diacetilo, con descriptor a mantequilla y leche, y la B-damascenona, con descriptor floral.

Si se calcula el número de odorantes a partir de los componentes que superan la unidad en alguno de los vinos, el número asciende a 32, confirmando la idea de que el aroma del vino es un problema complejo de difícil interpretación; hay numerosos odorantes y la posibilidad de interacción entre ellos es alta. En este grupo se encuentra la 3 isobutil-2-metoxipiracina con valores de aroma de 20 en vinos cabernet sauvignon).

Otro grupo de compuestos no alcanza el valor de aroma 1, por lo que no deberían contribuir al aroma. Tal afirmación debería ser comprobada por técnicas de reconstitución, ya que no se conoce el efecto sinérgico de estos compuestos.

Una forma interesante de discutir los resultados de valores de aroma o de intensidades aromáticas es considerar el global de ciertos grupos o familias de compuestos. Se ha encontrado que el 71% de las unidades de aroma de un vino medio corresponden a subproductos del metabolismo de las levaduras (ésteres, acetatos, ácidos, isoácidos y alcoholes de fusel). Sin embargo, los ésteres minoritarios y los compuestos norisoprenoides suponen un 19% de la intensidad del aroma, y los fenoles, lactonas y ésteres cinámicos aproximadamente un 5%; según estos valores, los aromas que proceden de la uva pueden suponer más de un 20% de la intensidad aromática total.

Resumiendo, el aroma del vino tinto joven tiene un aroma básico frutal, graso/láctico y alcohólico, constituido principalmente por ácidos grasos, alcoholes y, sobre todo, ésteres. Este aroma básico se enriquece con notas frutales, florales, lactónicas o fenólicas, que provienen de componentes de la uva.

Bibliografía

1. Stevens S.S.: «The psychophysics of sensor function», Am Sci 1960; 226-253.
2. Acree T.E.: GC/olfactometry, Analytical Chemistry News & Features 1997; 173-175A.
3. Roberts D.D.; Acree T.E.: «Effects of heating and cream addition on fresh raspberry aroma using a retronasal aroma simulador and gas chromatography olfactometry», J Agric Food-Chem 1996; 44; 3919-3925.
4. López, R.: «El aroma del vino tinto joven. Caracterización química y métodos de análisis de sus principales odorantes», Tesis doctoral, Universidad de Zaragoza, 1999.
5. AENOR: Análisis sensorial, Tomo I, 1997.
6. Proyecto CICYT: «ALI 98-1088. Caracterización químico-sensorial de los principales vinos tintos españoles» (a cargo de Cacho, J.; Ferreira, V.; Fernadez Zurbano, P.; Escudero, A.; Diaz, R.; Hernandez Orte, P.).
7. Noble, A.C.; R.A. Arnold, J. Buechsenstein; E.J. Leach, J.O. Schmidt, P.M. Stern: «Modification of a Standardized System of Wine Aroma Terminology. Am. J.Enol. Vitic. 38, 2, 143-146 (1987).
8. Noble, A.C.; R.A. Arnold, J. Buechsenstein; E.J. Leach, J.O. Schmidt, P.M. Stern: «Progress towards a standardized system of wine aroma terminology», Am J Enol Vitic 1984; 35: 107-109.
9. Grosch, W.: «Detection of potent odorants in foods by aroma extract dilution analysis», Trends in Food Sci Techer 1993; 4: 68-73.
10. Peña, C.: «Nuevos métodos analíticos para la caracterización química y sensorial del aroma de bebidas alcohólicas. Aplicación a la caracterización y génesis del aroma del vino de Chardonnay de la D.O. Somontano», Tesis doctoral, Universidad de Zaragoza, 1997.
11. Maarse, H. (ed.): Volatile Compunds in foods and Beverages, Nueva York, Marcel Decker Inc., 1991.
12. Grosch, W.: «Determination of potent odourants in foods by aroma extract dilution analysis (AEDA) and calculation of odour activity vales (OAVs)», Flav Fragr J 1994; 9: 147-153.
13. Guth, H.: «Comparison of different white wine varieties in odor profiles by instrumental analysis and sensory studies», En: A.L. Waterhouse, S.E. Ebeler (eds.), Chemistry of wine flavor, ACS Symp. Ser, nº 714, ACS, Washington, DC, 1998: 39-52.
14. Darriet, P.; Tominaga, T.; Lavigne, V.; Boidron, J.N.; Dubourdieu, D.: «Identificación of a poweful aromatic component of Vitis vinifera L. var. Sauvignon wines: 4-mercapto-4-methylpentan-2-one», Flavour Fragance J 1995; 10: 385-392.
15. Cutzach, L; Chatonnet, P.; Henry, R; Dubourdieu, D.: «Identification of volatile compounds with a toasty aroma in heated oak used in barrelmaking», J Agric Food Chem 1997; 45: 2217-2224.
16. Etievant, P.X.; Callement, G.; Langlois, D.; Issanchou, S.; Coquibus, N.: «Odor intensity evaluation in gas chromatography-olfactometry by finger span method», J Agric Food Chem 1999; 47: 1673-1680.
17. Lavigne, V.; Henry, R.; Dubourdieu, D.: «Identification et dosage de composés soufrés intervenant dans l’arôme grillé des vins», Sci Alim 1998; 18: 175-191.
18. Baumes, R.; Cordonnier, R.; Nitz, S.; Drawert, F.: «Identification and determination of volatile consituents in wines form different vine cultivars», J Sci Food Agric 1986; 37: 927-943.
19. Ferreira, V.; López, R.; Cacho, J.F.: «Quantitative determination of the odorants of young red wines from different grape varieties», J Sci Food Agric 2000; 80: 1659-1667.
20. Ferreira, V.; López, R.; Escudero, A.; Cacho, J.: «The aroma of grenache red wine: hierarchy and nature of its main odorants», J Sci Food Agric 1998; 77: 259-267.
21. Ferreira, V.; Fernández, P.; Peña, C.; Escudero, A.; Cacho, J.: «Investigation on the role played by fermentation esters in the aroma of young Spanish wines by multivariate analysis», J Scie Food Agric 1995: 381-392.