La síntesis de aminas biógenas supone la coincidencia de tres factores diferentes: existencia de precursores (aminoácidos), presencia de bacterias lácticas con actividades descarboxilásicas correspondientes, y concurrencia de las condiciones ambientales adecuadas.
La existencia de aminoácidos se encuentra cualitativa y cuantitativamente ligada a las materias primas y a la tecnología de vinificación. Para empezar, depende lógicamente de la concentración inicial al mosto y está en función de la variedad de uva, del momento de la vendimia, del estado de maduración de la uva, etc. Un segundo origen puede estar en la adición de nutrientes en forma de aminoácidos o de nitrógeno inorgánico utilizado por las levaduras para fabricar aminoácidos.
La maceración del mosto con piel y semilla de la uva permite la transferencia de más compuestos nitrogenados a la fracción líquida, tanto más cuanto más larga e intensa es la maceración: esta transferencia se incrementa en el momento del prensado. La adición de pectinasas y proteasas también aumenta la concentración de aminoácidos. Cuando hay lisis de microorganismos, especialmente de las levaduras, hay una liberación de proteínas, péptidos y aminoácidos tanto más importantes como intensa es la lisis, y finalmente la crianza sobre lías acaba por redondear el escenario de las situaciones que originan la presencia de aminoácidos libres en el vino.
Adicionar enzimas comerciales puede, evidentemente, conducir a una hidrólisis de proteínas y péptidos: los enzimas añadidos al vino incluso con otras finalidades pueden contener una importante actividad proteolítica. En referencia a los enzimas, no debemos olvidar las proteasas sintetizadas y liberadas por los propios microorganismos del vino, levaduras y bacterias, que pueden contribuir a hidrolizar péptidos y proteínas, e incrementar los aminoácidos libres presentes en el vino. Entonces, ya podemos inferir que las condiciones de un vino blanco joven y muy limpio (desfangado, clarificado, etc.) son totalmente diferentes de las de un tinto gran reserva o un vino de alta expresión. También se observa que habrá una situación cambiante durante todo el proceso de un mismo vino. A efectos de la síntesis de aminas biógenas interesan pocos aminoácidos, pero esto no será posible o deseable para algunos tipos de vino. Obviamente, es necesario un tiempo de maceración para un vino tinto, y algunas cepas de levaduras (tanto autóctonas como inoculadas) son más autolíticas o proteolíticas que otras. Pero, por ejemplo, sí que se puede reducir e incluso evitar la adición extra de nitrógeno si ya existe cantidad suficiente, o también se pueden evaluar las ventajas e inconvenientes de añadir enzimas. El vino es mucho más que agua coloreada con etanol y debe contener muchas más cosas, pero ya sabemos eso que «cuanto más azúcar, más dulce», o cuanto más rico es un vino, más precursores contiene y mayor riesgo potencial de producir por lo tanto aminas biógenas. Es una cuestión de evaluar los riesgos globales, y esta tarea le corresponde al enólogo: él tiene que decidir en cada caso qué se puede hacer y cuándo, y qué no. A estos riesgos también contribuyen los dos factores que pasamos a analizar.
Presencia de bacterias lácticas
El segundo factor mencionado al principio es la presencia de los microorganismos con actividades descarboxilásicas adecuadas. Los que contribuyen en mayor medida son las bacterias lácticas, pero de manera diferente. En cuanto a la histamina, Oenococcus oeni es la especie con un porcentaje más alto de cepas que poseen el gen hdc (codificante para la histidina descarboxilasa y catalizador de la síntesis de histamina): un 80% según nuestros análisis.1 De todas formas, afortunadamente, estas cepas de O. oeni suelen tener actividades de histidina descarboxilasa bajas y no aumentan demasiado la cantidad de histamina en el vino. Raramente producen más de 5 mg/L en el vino.2,3 De lo contrario, Pediococcus parvulus y Lactobacillus hilgardii (16 y 27% de cepas productoras de histamina, respectivamente) pueden producir entre 40 y 50 mg/L en el vino.2 Algunos lactobacilos, o incluso leuconostocs, también pueden producir cantidades intermedias de histamina.1
Con relación a la tiramina, tenemos una situación similar, a excepción de no encontrarse cepas de O. oeni productoras de tiramina. Un 78% de cepas de Lactobacillus brevis producen tiramina, y un 25% de L. hilgardii.4 Se ha visto, además, que existe una correlación entre la síntesis de tiramina y feniletilamina, quizá porque el mismo enzima cataliza ambas actividades. Por su lado la putrescina es la amina biógena más abundante, pero también hemos observado que hay una notable producción por parte de la vid, de modo que en mosto ya se puede encontrar cantidades significativas de esta amina biógena. En ocasiones, también se produce síntesis microbiana, pero no es tan habitual.5
Hoy en día es posible conocer cuáles y cuántos microorganismos hay en el vino de manera rápida y fiable. En el laboratorio, ENOLAB, hemos desarrollado técnicas que permiten identificar y cuantificar las células en pocas horas.6,7 A la vez, podemos detectar la presencia de los genes responsables de la síntesis de aminas biógenas (hdc y tdc), codificantes respectivamente para las descarboxilasas responsables de la síntesis de histamina y tiramina. Hemos demostrado, en este sentido, que hay una perfecta correlación entre las técnicas de detección de los genes y la detección de la actividad metabólica correspondiente: si una bacteria es positiva por la presencia de un gen, estamos convencidos que producirá la amina correspondiente en mayor o menor cantidad. Así, podemos saber qué bacterias lácticas de un mosto o un vino son peligrosas y en qué cantidad se encuentran.
Con las bacterias lácticas también se puede hace algo que, empíricamente, ya se conoce: inocular los mostos o vinos con cultivos iniciadores seleccionados. Por un lado, tendremos la seguridad que la bacteria introducida de nuevo es segura, con buenas propiedades y que no va a producir compuestos indeseables. Por el otro, por competencia ecológica, puede reducir sensiblemente el crecimiento de la población bacteriana autóctona menguando el peligro potencial que las bacterias lácticas peligrosas puedan crecer y producir aminas biógenas. Para reducir esta población indígena también se pueden aplicar sistemas químicos y físicos: precipitar, decantar, centrifugar, filtrar, sulfitar, etc. De hecho, es una práctica habitual corregir los niveles de azufre de un vino al final de la fermentación alcohólica, y después inocular con cultivos de bacterias lácticas seleccionadas para desarrollar la maloláctica: controlamos de este modo la población bacteriana y la reemplazamos por el microorganismo que nos interesa.
Prácticas enológicas y condiciones ambientales
Queda un tercer factor por analizar: el efecto de las condiciones ambientales y la relación de éstas con las prácticas enológicas. Variables como la adición de SO2, valor del pH, temperatura, condiciones nutricionales y ambientales.8 La existencia de condiciones favorables para el metabolismo bacteriano y un ambiente con cantidades de aminoácidos, como ya se ha mencionado, favorecerá lógicamente la síntesis de aminas biógenas. Por ejemplo, un pH elevado en el vino potencia el crecimiento de las bacterias lácticas y la síntesis de aminas biógenas; hay una correlación directa entre producción de aminas biógenas en el vino y niveles de pH elevados.
Finalmente, hay que considerar otra cuestión tecnológicamente importante. Hemos observado que las descarboxilasas pueden continuar activas en el vino incluso cuando la bacteria está muerta. ¿Qué significa esto? Muy sencillo: aunque matemos a las bacterias lácticas, incluso con SO2, los enzimas pueden seguir sintetizando aminas biógenas: en ENOLAB se han estudiado vinos de crianza en los que las bacterias habían muerto, pero en los que seguía aumentando el contenido de histamina transcurrido bastante tiempo.
Consideraciones finales
Hemos titulado el artículo «Prevención de la aparición de aminas biógenas en el vino», sin entrar en detalle de posibles tratamientos (bastante más complicados) de eliminación de las aminas biógenas una vez formadas. Además, consideramos que nuestras actuaciones más inmediatas y fiables deben basarse en medidas proactivas más que reactivas: evitar la aparición de aminas biógenas es mejor que intentar poner remedio cuando el daño ya está hecho. Así, se evitará alterar la calidad del vino una vez terminado. Si no se puede impedir la presencia de precursores, lo mejor es controlar las condiciones, eliminar la microbiota autóctona e inocular un cultivo seleccionado y seguro.
Bibliografía
1Landete, J.M.; Ferrer, S.; Pardo, I.: «Which are the lactic acid bacteria responsible of histamine production in wine?», Journal of Applied Microbiology 2005 (original aceptado).
2Landete, J.M.; Ferrer, S.; Polo, L.; Pardo, I.: «Biogenic amines in wines from three Spanish Regions», Journal of Agricultural and Food Chemistry 2005; 53: 1119-1124.
3Landete, J.M.; Ferrer, S.; Pardo, I.: «Improved enzymatic method for the rapid determination of histamine in wine», Food Additives and Contaminants 2004; 21: 1149-1154.
4Landete, J.M.; Pardo, I.; Ferrer, S.: «Tyramine and phenylethylamine synthesis among lactic acid bacteria isolated from wine», International Journal of Food Microbiology (original enviado).
5Landete, J.M.; Ferrer, S.; Polo, L.; Pardo, I.: «Análisis y control de aminas biógenas en vino», Tecnología del vino 2005; 20 (en prensa).
6Blasco, L.; Ferrer, S.; Pardo, I.: «Development of specific fluorescent oligonucleotide probes for in situ identification of wine lactic acid bacteria», FEMS Microbiology Letters 2003; 225: 115-123.
7Rodas, A.M.; Ferrer, S.; Pardo, I.: «16S-ARDRA, a tool for identification of lactic acid bacteria isolated from grape must and wine», Systematic and Applied Microbiology 2005; 26: 412-422.
8Landete, J.M.; Ferrer, S.; Polo, L.; Pardo, I.: «Influencia de factores físico-químicos del vino sobre la producción de histamina», Tecnología del vino 2004; 19: 67-70.
