| Vídeo de la intervención de Pierre-Louis Teissedre en el Congreso Internacional ACE de la Enología y el Cava 2023 el 17 de noviembre de 2023, y resumen de su ponencia. |
[Traducción libre al español de la intervención del ponente en inglés]
Este trabajo trata sobre el impacto del ácido fumárico como un nuevo ácido orgánico potencial para uso enológico. El tema es realmente interesante. ¿Por qué? Porque como todos sabemos, con el cambio climático ahora tenemos mucha evolución en cuanto a la composición misma del vino. El azúcar aumenta durante la maduración, los ácidos orgánicos disminuyen, por lo que tenemos una modificación del equilibrio y la estabilidad en general de la mosto, pero también del vino final. En realidad, hay varios tipos de ácidos que podemos usar en la vinificación. Según el Código de Prácticas Enológicas de la OIV en el mosto podemos utilizar los ácidos tartárico, málico y láctico, y en el vino podemos utilizar los ácidos tartárico, málico, láctico y cítrico. Así que, de hecho, el ácido fumárico no está autorizado. Por supuesto, estamos haciendo algún trabajo para impulsar, para tratar de avanzar, para tener también el ácido fumárico en la lista. Por su capacidad, por supuesto, de acidificación.
En esta diapositiva podemos ver la evolución del pH en un vino tinto del Languedoc, una región que no está tan lejos. El nivel relativo a la evolución del pH pasó de 3,5 a 3,75 para las cosechas entre 1924 y 2018. Un aumento realmente alto. Ocurre lo mismo, por ejemplo, en Australia. En vino tinto la evolución ha sido de 3,42 a 3,62, es decir, un aumento del 2%. Y en el vino blanco también, de 3,21 a 3,31. Esto es ya una realidad. Y tenemos que encontrar, o intentar encontrar, una solución. ¿Y por qué el ácido fumárico puede ser una solución? Porque, de hecho, ya se utiliza. Actualmente en Estados Unidos y también en Nueva Zelanda. Es un buen candidato para el ajuste del pH del mosto y el vino por su significativo poder acidificante, y también por sus propiedades bacteriostáticas. El impacto del ácido fumárico sobre las bacterias malolácticas ha sido objeto de algunas publicaciones. Y, por otro lado, tenemos muy pocos datos científicos sobre las consecuencias químicas y sensoriales de la acidificación del vino con fumárico. En el presente estudio queremos conocer cómo influye la adición de este ácido, especialmente en mosto y vino, y la repercusión en el color, sobre los compuestos fenólicos y la calidad organoléptica del producto.
Sabemos que la actividad microbiana puede cambiar y disminuir fuertemente o ser inhibida por el ácido fumárico, hecho por el que la OIV ha autorizado el ácido fumárico para la acidificación. Puede parecer extraño, pero es así. Según el Código Internacional de Prácticas Enológicas, la autorización para el uso del fumárico es exclusivamente para inhibir la maloláctica. Las cantidades permitidas son entre 300 y 600 miligramos por litro, y funciona. Existe un mecanismo intracelular de disociación y liberación de protones que lo permite. La actividad FML se inhibe entre 300 y 600 miligramos por litro de fumárico, que ya presenta algún efecto cuando su concentración está alrededor de 150 miligramos por litro. Para conseguir el mismo efecto, el nivel de ácido láctico debe alcanzar, por ejemplo, cuatro gramos por litro, bastante elevado para algunos vinos tintos, claro. Hay un artículo de Antonio Morata que hizo un excelente trabajo sobre el uso de ácido fumárico para controlar el pH e inhibir la fermentación maloláctica, en comparación con el dióxido de azufre. De hecho, utilizando el ácido fumárico se obtienen exactamente los mismos resultados inhibiendo la fermentación maloláctica con niveles de entre 300 y 600 miligramos por litro. Es realmente muy efectivo porque ante una concentración celular muy elevada, de 108 cfu/L, puede inhibir la fermentación en dos días. El fumárico, por tanto, es una solución interesante si se quiere mantener algo de acidez e inhibir la fermentación maloláctica.
En cuanto a las características de los diferentes ácidos que podemos usar, pueden verse en esta diapositiva, donde se aprecia que, de hecho, son diferentes. Si no fijamos en sus fórmulas, ¿Cuáles son la diferencias en cuanto al número de grupos carboxílico? El ácido tartárico tiene dos, el málico también dos, el ácido lácticos uno, el cítrico, tres y el ácido fumárico tiene dos. Como se observa, el ácido fumárico tiene un doble enlace en el centro, algo que probablemente influye en las propiedades del ácido fumárico. En cuanto al peso molecular, se puede ver que el del ácido fumárico es intermedio, de alrededor de 116 gramos por mol. En comparación, el peso molecular del ácido láctico es, por supuesto, más bajo. Y lo que también es interesante de ver es la equivalencia en comparación con el ácido tartárico. Por cada gramo de ácido tartárico solo necesitas 0,77 gramos de fumárico. Esto es interesante porque significa que probablemente con menor cantidad se puede obtener el mismo efecto que con ácido tartárico. Aquí vemos que, si vamos a la comparación entre ambos ácidos, los diferentes puntos son muy interesantes respecto del poder acidificante. El ácido fumárico tiene un poder acidificante muy alto, lo que permite usar un 30% menos de cantidad. En cuanto a la solubilidad, el contenido de ácido tartárico en el vino tinto es muy alto, de 900 gramos por litro, mientras que el contenido en fumárico es sólo de unos 9 gramos por litro. Así que, en cuanto a la estabilidad, se pueden producir precipitaciones de ácido tartárico durante el almacenamiento, pero no hay no hay precipitaciones de fumarato o ácido fumárico. En cuanto al impacto microbiológico, el ácido tartárico no tiene ningún impacto, mientras que el fumárico tiene propiedades bacteriostáticas. Y si nos fijamos en el precio, lo interesante es que el precio del ácido fumárico es inferior al precio del ácido tartárico. La estimación por tonelada es de alrededor de 3000, 5000 dólares estadounidenses para el tartárico y alrededor de 1500 o 3000 dólares estadounidenses por tonelada de fumárico, una perspectiva económica que hay que considerar. Es, por tanto, una alternativa en comparación con otros ácidos, por su alto poder acidificante, estabilidad, coste y disponibilidad.
En nuestro trabajo hemos considerado también las propiedades físicoquímicas de solubilidad y cambio de pH, el impacto químico sobre el color y los compuestos fenólicos, y el impacto organoléptico: umbral en solución modelo y vino y comparación de ácidos en test triangular y perfil. Hemos estado trabajando con diferentes niveles de etanol, en volumen de agua, al 10%, 12%, 14% y 16%. La solución modelo es etanol al 12%, 4 gramos por litro de tartárico y un pH de cuatro. Esto es lo que llamamos matriz de masa que puede reproducirse en la matriz de vino. En general, trabajamos con cabernet sauvignon y semillion, el primero tinto y el segundo, blanco. Durante un tiempo estuvimos trabajando con cabernet sauvignon y sauvignon blanc y también con merlot.
Veamos ahora las diferencias en solubilidad de los distintos ácidos en distintos medios. En el agua, la solubilidad del fumárico es de 150 a 230 veces menor que el resto de ácidos. En etanol es entre 120 y 165 menor. En cuanto a la solubilidad en vino varía, según las diferentes matrices, entre 65 y 115 o menos si es en vino blanco. Podemos ver que la solubilidad está cerca de 9-15 g/L, pero de hecho no necesitamos tanto ácido.
Veamos las propiedades fisicoquímicas. Los cambios en el pH cuando añadimos 1, 2, 3 o 4 g/L de ácido.
Los gráficos muestran que el ácido fumárico es más efectivo que otros ácidos para disminuir el pH y ganar acidez en mosto y vino de cabarnet sauvignon, un resultado similar si se aplica a mosto de semillon y vinos de sauvignan blanc y merlot.
Si buscamos cómo bajar el pH a diferentes niveles: 0,1, 0,2, 0,3, 0,4 y 0,5, aquí tenemos el efecto del ácido fumárico en función de su concentración. Queda claro que para bajar 0,1 unidades es necesario de un 32% a un 45% menos de fumárico para obtener el mismo resultado que con tartárico. Lo que reafirma al fumárico como una opción enológica interesante.
Continuamos el trabajo analizando, mediante el análisis del color y los compuestos fenólicos, diferentes impactos químicos en el tiempo de los ácidos, fumárico, tartárico y málico, desde el momento 0, pasado un día, 30 días y 60 días. Los análisis se realizaron con los métodos indicados, y las concentraciones de ácido requeridas para bajar el pH en 0,3 unidades, se recogen en la tabla inferior, donde queda de manifiesto de forma significativa, la menor cantidad necesaria de ácido fumárico respecto de los otros ácidos utilizados.
El efecto concreto del fumárico en vinos, a partir de la acidez valorable, puede verse que tanto en vinos de cabernet sauvignon como de sauvignon blanc es similar a la del tartárico, a igual pH. A destacar que estadísticamente la acidez valorable en ambos tipos de vino depende del ácido añadido, pero sin impacto en el tiempo.
Si vemos la evolución del color en cabernet Sauvignon y sauvignon blanc, este último con una absorbancia de 420 nanómetros, vemos que, en el vino tinto, el efecto de los ácidos es similar en cada periodo de tiempo, en cambio, en vinos blancos varían con el tiempo y entre sí. De todo lo cual deducimos que el comportamiento respecto a parámetros de color de los vinos acidificados con ácido fumárico es similar a sus respectivos controles.
En cuanto a los compuestos fenólicos, como puede verse en el gráfico, para cada intervalo de tiempo la adición de ácido no tiene efecto en el CFI. Tampoco la adición de ácido tartárico a cabernet sauvignon, aunque el IPT es claramente superior con la adición de fumárico, un valor que evoluciona ligeramente con el tiempo.
Para valorar el impacto sensorial se tuvieron en cuenta.
Umbrales de detección de ácidos en agua, en solución etanólica del 12% y en vinos: cabernet sauvignon, sauvignon blanc y semillion.
También se realizaron unos tests triangulares y perfiles sensoriales
En los tests triangulares se destacan las posibles diferencias entre el ácido fumárico y otros ácidos en agua, solución hidroalcohólica al 12% y en vinos.
En cuanto a los perfiles sensoriales se usan los descriptores “ácido” “amargo”, “astringente”, “fresco” y “cítrico” en vinos.
Respecto de los umbrales gustativos (umbrales mejor estimados) y el impacto del ácido fumárico en vinos, la comparación con otros ácidos vemos que en agua y en la solución hidro alcohólica tiene, en comparación con otros ácidos orgánicos, umbrales más bajos y en vinos, umbrales intermedios.
Cuando realizamos un análisis sensorial, podemos ver en esta tabla que todos los vinos acidificados se percibieron diferente del control, excepto el fumárico en sauvignon blanc. Los vinos de cabernet sauvignon con fumárico, tartárico y cítrico no se percibieron diferencias. Iguales resultados se obtuvieron con vinos de sauvignon bloanc con fumárico, tartárico y málico.
En relación con el impacto organoléptico en los vinos, no se perciben diferencias con adiciones de fumárico, tartárico y cítrico, y se obtienen iguales resultados en vinos de sauvignon blanc con fumárico, tartárico y málico.
Los perfiles gustativos y su similitud se visualizan en el gráfico.
Las conclusiones de esta parte del trabajo son que el fumárico presenta una baja solubilidad comparado con otros ácidos, que es más efectivo que otros ácidos en la disminución del pH (se requiere menos del 30% que de tartárico para disminuir 0,1 unidades), tiene un elevado poder acidificante y un ligero efecto sobre la química del vino y sus propiedades organolépticas. Además, presenta un umbral de detección en agua similar al tartárico, parece una buena alternativa económica para la acidificación del vino, requiere ajustar el punto apropiado de su adición durante la vinificación, y contribuye a reducir las dosis de CO2.
El segundo trabajo que hicimos se refiere precisamente a la adición de ácido fumárico al vino tinto durante el embotellado. El plan fue introducir el ácido en la botella y hacer un seguimiento de su evolución. Se dispuso de una parte de cabernet sauvignon sin sulfitar y otra parte con sulfitos. Se dejó un control y se añadieron a distintas pruebas 1,25 y 2,5 g/L de tartárico, y 1 y 2 g/L de fumárico.
Siguiendo el plan de análisis que se muestra aquí y tras distintas pruebas se hizo el seguimiento a 24 meses de la evolución del pH y de la acidez total, tanto de la fracción sulfitada como de la libre de sulfitos. El resultado fue que en muestras sulfitadas la mayor disminución de pH es en vinos con 2 g/L de fumárico que presentan, además, un significativo incremento de su acidez total respecto de su control. En cuanto a vinos no sulfitados, los acidificados con 2 g/L de fumárico presentan el mayor incremento de pH y la menor acidez valorable. El impacto en la intensidad de color y en la tonalidad tras 24 meses queda resumido en el gráfico, en el que se aprecia que
En los vinos libres de sulfitos, la intensidad de color es significativamente mayor para los vinos de control y con 2 g/L de fumárico, y más tono púrpura para el vino con 2 g/L de fumárico. En vinos sulfitados la mayor intensidad de color la presenta e vino con 2,5 g/L de tartárico. El vino con 2 g/L de fumárico tiene una tonalidad más pálida que el vino de control.
Como vemos aquí, el Indice de Polifenoles Totales muestra una diferencia significativa entre el vino sulfitado con 2 g/L de fumárico y su control; también con el vino sulfitado y con 2,5 g/L de tartárico. Igualmente, los vinos sulfitados con 2 g/L sde fumárico tienen un índice de Folin Ciocalteu significativamente mayor que el vino con 2,5 g/L de ácido tartárico.
Respecto de los taninos totales en vinos de cabernet sauvignon tras 24 meses, vemos que van disminuyendo. En el vino no sulfitado con 2 g/L de fumárico el valor es significativamente diferente del vino sin sulfitar con 2,5 g/L de tartárico, mostrando una concentración superior al 36%. Los resultados con vinos sulfitados no presentan diferencias significativas entre sí, aunque con una mejor conservación respecto de los no sulfitados ¿A qué es debida esta diferencia? Probablemente porque hay algún tipo de combinación que habrá que buscar.
De hecho, como puede verse en estos gráficos, en la conservación de monómeros y dímeros de protoantocianidina tras 24 meses hay diferencias significativas, de más del 36%, en vinos no sulfitados entre el vino control y el que contiene 2,5 g/L de fumárico. Y, de nuevo, sin grandes diferencias entre las muestras del vino sulfitado, que mantienen valores elevados de concentración de monómeros y dímeros.
En cuanto a la concentración total de antocianinas tras 24 meses, observamos que tanto en vinos no sulfitados como en sulfitados, los valores de mantiene similares entre sí, aunque con una ligera diferencia a favor de los vinos sulfitados. Hay tipos de compuestos que se producen como los que se muestran. En cualquier caso, se deduce que la adición de ácido no afecta la concentración de antocianinas.
Veamos la evolución de la composición de esa antocianinas tras 24 meses. En general, la concentración es mayor en vinos acidificados que sus respectivos los controles sin acidificar. En vinos libres de sulfitos, la mejor concentración es en las muestras con 2 g/L de fumárico. Y en vinos sulfitados, el conjunto de muestras acidificadas con fumárico presenta una mayor concentración de antocianinas que las acidificadas con tartárico
Finalizaremos con la influencia de la acidificación de la percepción sensorial. Con los vinos de 24 meses observamos que la percepción de acidez es superior en vinos con 2 g/L de fumárico, tanto en vinos sulfitados como no sulfitados. Respecto de la percepción de oxidación, el valor significativamente más elevado es el de vinos sulfitados con una concentración de tartárico de 2,5 g/L
Así que, para concluir finalmente, encontramos resultados significativos entre distintas propiedades de los vinos. Tenemos una clara diferencia entre el impacto de la adición de ácido fumárico en vino tinto en comparación con el ácido tartárico, probablemente con un mejor impacto del fumárico. Existe una protección potencial del ácido fumárico respecto de los taninos y antocianinas, sin dañar las propiedades sensoriales del vino. Por eso, ahora estamos trabajando en el análisis de pigmentos polimerizados para comprender mejor el impacto de esta adición de ácido fumárico en los compuestos polifenólicos, para analizar si existe una combinación específica entre el ácido fumárico y algunos de los taninos o algunas de las antocianinas. También estamos estudiando el impacto en la adición de fumárico en el embotellado de vino blanco.
Podemos concluir igualmente que el fumárico es más eficaz que otros ácidos en la disminución del pH, usando menos del 30% respecto de ácido tartárico para disminuir 0,1 unidades.
Su umbral de detección en agua es similar al tartárico.
No hay diferencias entre el ácido tartárico y el ácido fumárico en cuanto a parámetros de color, con mejor preservación de los antocianos a los dos años.
Buenos resultados sensoriales en la acidez del vino tras dos años y mejor percepción de la acidez y la frescura con ácido fumárico en el análisis sensorial a nivel global.
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