¿El vinagre contiene alcohol?

Generalmente sí, ¿sorprendido/a? Una mínima cantidad de etanol es esencial para mantener el vinagre tal y como lo conocemos durante el tiempo.

Profundizando en el metabolismo de las bacterias acéticas…

Las bacterias acéticas son expertas en tomar como alimento lo poco útil que queda tras la fermentación alcohólica de las levaduras, incluso tras la fermentación maloláctica: el etanol.

Existen dos tipos de bacterias acéticas según el uso que le den al etanol. Unas pueden oxidarlo únicamente hasta ácido acético y otras, pueden oxidarlo completamente hasta CO2 y H2O. Ahora bien, si fermentan las oxidadoras parciales (ciclo de Krebs inactivo), no hay problema, la acetificación se detiene en ácido acético y tenemos vinagre. Pero, ¿qué pasa con las oxidadoras totales (ciclo de Krebs activo)?

He aquí el problema, las principales especies de bacterias acéticas que participan en este proceso, pertenecientes a los géneros Gluconobacter Gluconacetobacter, son oxidadoras totales. ¡Cuidado! Esto quiere decir que una vez hayan transformado todo el etanol en ácido acético, tomarán el acético del medio y los oxidarán hasta CO2 y H2O.

¿Etanol? Sí, un poquito

Y aquí está el truco. La presencia de etanol inhibe la toma de ácido acético del medio. Así, las bacterias acéticas no pueden tomar ácido acético del medio y alterar el vinagre producido cuando hay etanol en el medio.

Una vez la acetificación se ha completado, se suele añadir una pequeña concentración de etanol (por ejemplo, un 1%). Otra estrategia podría ser utilizar un vino con suficiente graduación alcohólica que las bacterias no puedan transformar completamente a ácido acético y que quedase etanol residual tras la acetificación.

O… Podemos pasteurizar

Y esto entre comillas. La pasteurización destruye todo microorganismo viviente en el vinagre pero, alterna mucho el perfil organoléptico de este. Así pues, esta alternativa es únicamente válida en vinagres industriales y no en las artesanales o de alta gama.

Todo tiene un por qué y aquí habéis aprendido el por qué de la presencia de etanol en el vinagre. La fisiología microbiana es curiosa y muchos hechos responden a lo caprichoso de la naturaleza.




Bacterias acéticas: vino y vinagre

Aquí llega uno de los microorganismos más temidos por los elaboradores de vino: las bacterias acéticas. Si bien, las transformaciones producidas en el producto por las levaduras y las bacterias lácticas son positivas, las bacterias acéticas suponen un enemigo a combatir cuando se quiere producir vino. Esta situación cambia cuando el objetivo es producir vinagre, claro está.

¿Qué son?

Imagen de un cultivo de Acetobacter aceti. Micrografía electrónica de barrido. Fuente: Wikipedia.

Las bacterias acéticas son bacterias pertenecientes al grupo de las α-proteobacterias, (algunas son γ-proteobacterias). Son bacterias que por sus características son muy fácilmente distinguibles de las bacterias lácticas.

Se encuentran de forma natural en sustratos ricos en azúcares como frutas, flores, alimentos y bebidas fermentadas. En el caso de la enología, las encontramos viviendo en la piel de las uvas. Sin embargo, cada vez se encuentran en más nichos ecológicos diferentes.

Tienen un metabolismo particular, oxidan de forma incompleta los sustratos y, además lo liberan directamente al medio extracelular, lo que evita los procesos de recuperación de los compuestos. Esto las hace ideales para producir compuestos farmacéuticos y medicamentos.

Requieren de oxígeno para vivir. Sin embargo, pueden sobrevivir en condiciones de ausencia total de oxígeno, manteniéndose en “estado durmiente“. Así es como pueden sobrevivir tras la fermentación alcohólica del vino. Cabe destacar, que cualquier pequeña aireación puede activarlas, por lo que hay que prestar especial atención a los trasiegos del vino.

Existen muchas bacterias acéticas, siendo los géneros más representativos Acetobacter Gluconacetobacter durante la acetificación. Hasta hace pocos años se desconocía gran parte de la ecología de las bacterias acéticas porque se han tomado como microorganismos indeseables. Ahora, por el contrario, el éxito de los vinagres de calidad, ha dado protagonismo a estos microorganismos que son hoy estudiados con las técnicas de Biología Molecular más avanzadas. Esto está permitiendo comprender mucho más su fisiología y diversidad genética.

Acetificación del vino

Tal y como pasa con las bacterias lácticas, las bacterias acéticas suelen estar “durmientes” hasta que las levaduras terminan su proceso de fermentación alcohólica. Por ello, los sustratos que quedan disponibles para alimentarse son escasos.

Estos microorganismos también pueden crecer a base de azúcares como lo hacen las levaduras. Sin embargo, tras la fermentación alcohólica, no son abundantes. Además, el medio que dejan las levaduras es muy hostil. El vino es muy ácido, con un pH muy bajo y con gran concentración de etanol.

¡Mira tú por donde! Las bacterias acéticas pueden oxidar etanol a ácido acético de una manera muy sencilla. Son los microorganismos mejor adaptados al medio que dejan las levaduras tras la fermentación alcohólica. Como pasa con las lácticas, el consumo de etanol no es muy energético, por lo que su crecimiento es bastante lento.

Pero, ¡ojo! Hay que recordar que las acéticas requieren oxígeno para realizar este metabolismo. Bajo esta premisa, es bastante sencillo poder controlar el crecimiento y acetificación de nuestros vinos.

Si queremos producir vinagre, entonces es fácil, tenemos que favorecer el metabolismo de las bacterias acéticas. ¿Cómo? Aireando el vino y maximizando la superficie de vino en contacto con aire.

Si nuestro objetivo es conservar nuestro vino, tenemos que vigilar su aireación y mantener controlada la población microbiana, por ejemplo con SO2

Oler o no oler: el umbral de percepción

El umbral de percepción se define como la cantidad mínima de sustancia necesaria para ser detectada por un organismo. En el caso concreto de la cata de un vino y centrándonos en la fase olfativa, el umbral de percepción de un compuesto es la concentración mínima de la sustancia capaz de estimular las neuronas olfativas y enviar una señal al cerebro. Por supuesto, para que una molécula pueda ser detectada por una neurona olfativa, ha de ser volátil.

El umbral de percepción olfativo es diferente para cada molécula

Cada molécula presenta un umbral olfativo distinto, alto, medio o bajo. Esto hace que de toda la complejidad química presente en el vino, únicamente podamos llegar a percibir unas 50-60 sustancias volátiles.

Así pues, el hecho de detectar un determinado compuesto volátil depende de: (1) la concentración de la molécula en cuestión y (2) del umbral olfativo de la persona que lo pretende detectar.

Como imaginaréis, la concentración de ciertos compuestos es muy variable y teniendo en cuenta que prácticamente el 1% del vino (el resto es agua y etanol) determina el perfil organoléptico, el umbral olfativo juega un papel fundamental en la percepción de los aromas y olores.

Para que os hagáis una idea, el furfural (cuyo descriptor aromático es el caramelo, notas de típicas maderas muy tostadas) tiene un umbral de 3000 µg/L mientras que el octanoato de etilo (frutal y fresco) lo tiene de 8 µg/L. ¿Qué quiere decir esto? Que se requiere mucha más concentración de furfural para ser detectada por la nariz humana.

La concentración de la sustancia también es importante

Por muy bajo que tengamos el umbral olfativo, si no hay suficiente concentración de ese odorante, no lo podremos percibir. Siguiendo con el ejemplo anterior, la concentración típica del octanoato de etilo es de 630 µg/L y la del furfural de 100 µg/L.

Por tanto, en condiciones normales no seremos capaces de percibir el furfural a no ser que lleguemos a su elevado umbral olfativo.

La interacción entre compuestos modifica el umbral olfativo

Tenemos que recordar que el vino es una matriz compleja. Es por ello que la presencia de alguna molécula puede tener un efecto sinérgico o antagónico en su percepción. Por ejemplo, la presencia de TCA enmascara totalmente la percepción de otras moléculas odorantes. Los receptores olfativos únicamente son capaces de detectar el TCA, se saturan y no pueden detectar otras sustancias.

El umbral de percepción varía entre las personas

Así es, no todos tenemos la misma afinidad por según qué odorantes. Dependiendo de la molécula volátil y el individuo presentará un umbral superior o inferior. En general, se dice que las mujeres presentan un umbral de percepción más bajo que los hombres.

Sin embargo, no hay que preocuparse. Con entrenamiento, los umbrales de percepción pueden disminuir significativamente. Esto se hace especialmente crítico cuando se establece un panel de cata. De nada sirve tener un catador con umbrales muy bajos si el resto presenta un umbral superior. Por ello el entrenamiento de los catadores es crítico para que (1) los umbrales sean similares y (2) que los catadores describan un mismo descriptor aromático para un determinado estímulo. Así se consigue que los participantes del panel den una respuesta homogénea ante un estímulo concreto.

 



¿El vino caduca?

¿Nunca os habéis preguntado por qué el vino no tiene fecha de caducidad? Es curioso que la mayoría de alimentos tengan una. Sin embargo el vino, es una de las pocas bebidas que no tiene.

Entonces, ¿qué hace al vino especial para no caducar?

El vino es un alimento seguro

En términos de Seguridad Alimentaria, el vino es un alimento seguro. Cuando se habla de Seguridad Alimentaria, se hace referencia a la posibilidad de que microorganismos patógenos puedan crecer en el alimento y afectar a la salud del consumidor. Como habréis podido deducir, el vino, no presenta problemas de patógenos por mucho tiempo que lo hayamos guardado.

Pero, ¿qué le ha pasado al mosto para que su fermentado pueda ser “inmortal”?

¿Qué tiene el vino para que sea un alimento seguro?

Las propias características del vino hacen de él, un medio en el cual no pueden crecer patógenos. En general, los microorganismos patógenos, requieren de condiciones relativamente cómodas para crecer.

Y, el vino no las culpe. Vamos a ver por qué:

Así, la triada etanol, pH y SOhace del vino un alimento seguro. Además, como ya sabemos, tras la actividad de levaduras y bacterias lácticas, el vino queda muy empobrecido en nutrientes, dificultando aún más el desarrollo de otros microorganismos.

El vino picado, concepto de calidad alimentaria

El vino es un alimento seguro sí, pero, puede picarse, es decir, puede alterar sus propiedades por crecimiento microbiano sin causar daño al consumidor. En tal caso, diremos que el vino puede ser alterado.

Un alimento alterado es aquel que, por causas no provocadas deliberadamente, ha sufrido variaciones en sus características organolépticas (sabor, color, olor, textura), composición química o valor nutritivo. Aunque se mantenga inocuo (no constituye un riesgo para la salud) ya no es apto para el consumo.

La presencia de microorganismos no patógenos puede llevar a la alteración de un producto sin comprometer su seguridad alimentaria. El proceso natural de las cosas sería que el vino, se acetificara por el metabolismo de las bacterias acéticas, transformándose en vinagre.

Así pues, el vino no caduca pero puede alterarse.

Todo lo explicado se extiende también a los destilados y, en general a bebidas alcohólicas de poca graduación como sidra y cerveza. Aunque en estas últimas sí que puede darse algún caso de contaminación de patógenos.




Aceto Balsamico Tradizionale di Modena

Viñedo destinado a la elaboración de Aceto Balsamico Tradizionale di Modena

Estoy seguro que conocéis el vinagre de Modena o Aceto Balsamico di Modena. Pero, ¿sabéis qué es el Aceto Balsamico Tradizionale?  No tiene nada que ver con el vinagre de Modena al que estamos acostumbrados. Se elabora al norte de Italia, en Reggio Emilia y Modena y tiene como característica se utiliza mosto cocido.

Además de un producto delicatessen, se trata de una tradición muy arraigada en la zona. De hecho, las barricas en las que se elabora eran parte de la dote que se regalaba en las bodas.

Recipiente donde se realiza el mosto cotto

El primer paso principal es una cocción. Se concentra el nivel de azúcar que hay, prácticamente al doble. El mosto se concentra de unos 130 g/L de azúcar a más de 200 g/L.  Se busca evaporación, concentración y reacciones de Maillard. Todo hace que coja color a caramelo. Tradicionalmente esta cocción se realiza a fuego lento sin llegar a ebullición. ¿El resultado? Se obtiene el mosto cotto (mosto cocido).

El proceso de cocción es determinante. Se ha de hacer bien porque se tiene que mantener la relación entre glucosa-fructosa. Uno de los problemas de los aceto balsámico es que la glucosa precipite en forma de cristal. Además, ha de estar en continuo movimiento para que éste no se queme.

Tina de madera donde se realiza la fermentación alcohólica

Una vez tenemos el mosto cotto, se pasa a fermentarLa fermentación se realiza por levaduras en tinas de madera. Sin embargo, las condiciones particulares de esta elaboración requieren de levaduras resistentes al estrés osmótico que genera esa gran concentración de azúcar. Así, la levadura principal de esta fermentación pertenecerán al género Zygosaccharomyces, en vez de las típicas Saccharomyces. Esto se debe a que Zygosaccharomyces es una levadura osmófila (microorganismo adaptado al estrés osmótico).

Se fermenta hasta tener un 5-7% de etanol, es el mínimo para que se tenga el mínimo de acético en el vinagre. Una vez se obtiene ese grado alcohólico, se procede a la acetificación.

Los agentes responsables de la acetificación son las bacterias acéticas. Éstas tienen unos requerimientos nutricionales muy estrictos, entre los que destaca el O2 (desplazado por el CO2 durante la fermentación alcohólica).

Una vez fermentado, el vino resultante se introduce en barricas de madera. Una vez allí, para arrancar la acetificación, se adiciona la madre de vinagre. Lo que hace que el acético suba para iniciar la acetificación y parar la fermentación alcohólica, para promover el metabolismo de las bacterias acéticas.

Una vez acetificado, se realiza el envejecimiento. Se envejece en una batería de barricas de diferentes maderas de volumen decreciente. Mínimo 5 barricas de enebro, roble, castaño, cerezo, fresno, morera…Se suele empezar con barricas de 60L, luego 45L…

bateria-vinagre
Ejemplo de una batería de barricas de envejecimiento de Aceto Balsamico Tradizionale di Modena

Y aquí empieza la magia. Lo que se hace es que se llenan todas 4/5 partes de las barricas y  se dejan ahí un año reposar. Esta batería de barricas se dispone en el ático de las casas, donde no hay control de temperatura. Durante el verano se produce evaporación, y como consecuencia, concentración de compuestos. Y, en invierno el vinagre se enfría, se favorece la floculación de turbios, sedimentan y como resultado, el vinagre se limpia.

Una vez al año hacen el rincalzo. Se observa cuánto ha disminuido el volumen de la barrica más pequeña y se llena hasta llegar al nivel inicial con el vinagre de la segunda barrica más pequeña (4/5 partes del volumen total). La segunda se rellena con la tercera… Hasta llegar a la última y más grande que se rellena con el mosto cotto fermentado de ese año.

Esquema de producción y rendimientos de Aceto Balsamico Tradizionale di Modena

El pliego de condiciones de la D.O.P. Aceto Balsamico Tradizionale di Modena establece un mínimo de 12 años hasta que el vinagre resultante de la barrica pequeña se puede comercializar. Así, a partir del décimo segundo año, se puede retirar vinagre de esta barrica pequeña, que a su vez se rellena con la segunda barrica para compensar las mermas del invierno y el vinagre sustraído para su embotellado.

Como podréis imaginar, las mermas en el vinagre debidas a la evaporación del verano resultan en una disminución del rendimiento de producción. Así, de 100 kg de uva se obtienen 3L de Aceto Balsamico Tradizionale. Lo que, por supuesto, justifica el altísimo coste de adquisición de este producto.




Levaduras y fermentación alcohólica

Os presento a los microorganismos más relevantes del vino: las levaduras.

Las levaduras son microorganismos que realizan la fermentación alcohólica. Son las responsables de transformar los azúcares del mosto en etanol y CO2, transformando el mosto de uva en vino.

Las levaduras pertenecen al reino Fungi. Son seres unicelulares de vida libre presentes en todo tipo de ecosistemas. Centrándonos en el mundo enológico, las levaduras se pueden encontrar en: (1) la uva, y consecuentemente en el mosto y (2) en las instalaciones de la bodega.

Presencia, identidad  e importancia microbiológica

Como ya se ha dicho, dentro del contexto de la elaboración del vino, las levaduras pueden encontrarse de forma natural en la uva y en las instalaciones de la bodega. Además de estas levaduras de origen natural, existen las levaduras “de sobre”, inóculos de levadura que se utilizan para realizar fermentaciones inoculadas.

Cabe destacar que, en lo que a vino se refiere, se distinguen dos tipos de levaduras: (1) las levaduras Saccharomyces y (2) las levaduras no-Saccharomyces.

Las levaduras del género Saccharomyces son levaduras de fermentación vigorosa y muy bien adaptadas a fermentar azúcares en bodega. Su presencia en la uva es escasa en comparación con las levaduras no-Saccharomyces. Sin embargo, en los equipos de elaboración se encuentran en grandes poblaciones y perfectamente adaptadas al entorno bodeguero. La principal levadura que pertenece a este género es Saccharomyces cerevisiae.

S. cerevisiae QA23 40x
Cultivo de S. cerevisiae QA23 en medio YPD. Aumentos 40x.

Por otro lado, las levaduras no-Saccharomyces, o dicho de otra manera, las levaduras que no pertenecen al género Saccharomyces, se encuentran mejor adaptadas al viñedo. Mayoritariamente se encuentran en la uva. Influenciadas por el terruño y el clima, las diferentes especies de no-Saccharomyces van a aportar particularidades a los vinos, debido a sus distintas actividades metabólicas. Es por esto que los elaboradores aprecian cada día más a estas levaduras. Dentro de las no-Saccharomyces encontramos los géneros: Candida, Hanseniaspora, Torulaspora, Pichia y Metschnikowia, entre otros

Fermentación alcohólica

La fermentación alcohólica es un metabolismo por el cual las levaduras consumen azúcares simples y los transforman en etanol y CO2. ¿Qué gana con esto la levadura? La levadura consigue energía oxidando parcialmente los azúcares a etanol.

ecuación fermentación alcohólica
Ecuación simplificada de la fermentación alcohólica

Una oxidación completa implicaría la transformación de todo el azúcar, tal y como hacemos los humanos, en CO2 y agua. Este metabolismo oxidativo aerobio (también denominado respiración, se requiere O2) es más ventajoso energéticamente, y aún así las levaduras, en condiciones enológicas no lo realizan. ¿Por qué?

Las levaduras están creciendo sobre mosto, un sustrato con una cantidad de azúcares enorme. Bajo estas condiciones, las levaduras, concretamente las Saccharomyces, son Crabtree positivas, esto es, que a altas concentraciones de azúcar preferentemente realizarán la fermentación alcohólica.

Aunque la fermentación sea energéticamente menos rentable, es un metabolismo más rápido y productor de etanol. El etanol es un compuesto tóxico para los microorganismos, al que las levaduras Saccharomyces están muy bien adaptadas. Por tanto, este metabolismo fermentativo, elimina competidores, ayudando a la supervivencia de estas levaduras sobre otros microorganismos.

Dinámica de la fermentación espontánea

Durante el desarrollo de una fermentación espontánea, las levaduras no-Saccharomyces comienzan la fermentación y continuan metabólicamente activas durante unos pocos días. Cuando el grado alcohólico va aumentando, su metabolismo comienza a inactivarse y comienza un crecimiento vigoroso de las Saccharomyces. En poco tiempo, las levaduras Saccharomyces se imponen, en el medio, consumen los nutrientes y terminan la fermentación alcohólica. Finalmente, los azúcares se consumen por completo y las levaduras se inactivan, dejando un nuevo medio, el vino, para el crecimiento de otros microorganismos: bacterias lácticas y bacterias acéticas, principalmente.