Poliaspartato de potasio: una nueva herramienta para la estabilización tartárica de los vinos

La inestabilidad tartárica está relacionada con la presencia en el vino del ácido tartárico, el más abundante de los ácidos orgánicos de las uvas, y cationes como el potasio y el calcio. Estos compuestos se encuentran frecuentemente de forma natural por encima de sus concentraciones de saturación. Este estado de sobresaturación es mantenido por la presencia de coloides naturales en el vino (polisacáridos o taninos), pero un descenso de la temperatura del vino puede romper el equilibrio causando la formación de cristales de sales de tartrato. Una vez que los cristales alcanzan un tamaño suficiente precipitan al fondo del contenedor. Si esto sucede después del embotellado, los cristales permanecen en el fondo de la botella y son percibidos negativamente por el consumidor.

Por tratarse de una estabilidad del vino causada por variaciones en las condiciones de almacenaje, el problema ha ido ganando progresivamente relevancia en las últimas décadas junto con el aumento del volumen exportado a mercados de ultramar (tradicionalmente EE UU y Canadá, y más recientemente los países asiáticos) que imponen entregas a larga distancia a menudo bajo condiciones incontroladas de temperatura.

Existen varias prácticas enológicas disponibles para alcanzar la estabilización tartárica del vino, aunque ninguna es del todo satisfactoria para los productores. Estas prácticas se basan en tres estrategias diferentes: la inducción de la cristalización, la adición de inhibidores de cristalización y la eliminación del exceso de iones. El tratamiento por frío corresponde a la primera categoría y es probablemente el más practicado. El vino es filtrado y después refrigerado a -2/-3 °C, justo por encima de su punto de congelación, y mantenido en estas condiciones hasta que tiene lugar la cristalización. A menudo se añaden núcleos de tartrato para acelerar el proceso. Gracias al descenso de temperatura, los tartratos crecen, después precipitan y son eliminados mediante trasiegos, centrifugación y filtrado. El tartrato residual que queda en el vino es lo suficientemente bajo para evitar fenómenos de cristalización bajo condiciones normales de almacenamiento del vino. El mayor problema de este tratamiento para pequeñas bodegas se encuentra en el coste de equipo (sistema de refrigeración, tanques termostatizados) y en el alto coste energético asociado.

Figura 1: Estructura química del poliaspartato de potasio.

En la actualidad, los productores europeos pueden usar tres tipos de inhibidos de cristalización para solucionar los problemas de estabilización. El ácido metatartárico (MTA) se añade al vino antes del embotellado en dosis de 2-20 g/hL para evitar el crecimiento de los cristales de tartrato potasio. Esta práctica es barata y efectiva pero lamentablemente el MTA tiende a hidrolizarse en unos pocos meses, lo cual límite su uso a vinos que van ser consumidos en menos de 4 meses.

Para superar este límite, existe la posibilidad de añadir al vino carboximetilcelulosa que sigue el mismo mecanismo que el MTA pero no se degrada con el tiempo. La tecnología parece ser adecuada para los vinos blancos pero no para los tintos, ya que los polifenoles reaccionan con la carboximetilcelulosa formando coloides que provocan problemas de filtración y causan perdida de color por precipitación.

La tercera estrategia consiste en eliminar los cationes de las sales (principalmente potasio) para alejar al vino del punto de saturación del tartrato. El tratamiento del vino con resinas de intercambio catiónico ha sido aprobado recientemente en la UE pero supone un alto impacto en la calidad del vino debido a la perdida de otros componentes del vino como aromas o pigmentos.

En resumen, todas las posibilidades mencionadas presentan limitaciones desde el punto de vista del impacto sensorial en el vino, el impacto medioambiental y el coste final del producto. El objetivo del proyecto Stabiwine era ofrecer al sector del vino en la UE, y específicamente a las pequeñas bodegas, alternativas para conseguir la estabilidad tartárica que pudieran ser usadas en todo tipo de vinos, baratas, respetuosas con la calidad del vino y con menor impacto medioambiental.

Después de un periodo de desarrollo de cinco años, el mejor candidato encontrado para esta tarea ha sido el poliaspartato de potasio (KPA). El KPA es un polímero de unos 5.000 kDa obtenido por condensación del ácido aspártico (Figura 1). El material original para la extracción del ácido aspártico es la pulpa de remolacha después de la extracción del azúcar, es por tanto, el subproducto de otra industria. Es completamente biodegradable y por su habilidad quelante de iones metálicos se ha utilizado como agente desincrustante e inhibidor de la corrosión (1). En el presente trabajo se presenta un resumen de los resultados obtenidos en el proyecto Stabiwine, comparando el efecto del KPA sobre la estabilidad tartárica y el aroma/sabor en diferentes tipos de vinos y bajo la influencia de diversos coadyuvantes.

El poliaspartato de potasio fue proporcionado por Esseco Srl (Trecate, Italia). Un volumen de 110 L de un vino tinto y la misma cantidad de vino blanco, ambos procedentes de Bodegas Ignacio Marín (D.O. Cariñena), de 2013 fueron utilizados para los experimentos. Los vinos fueron tomados directamente del depósito y sin estabilización previa. En el caso del vino tinto se diseñó un experimento factorial completo con tres factores y dos niveles por factor. El primer factor fue adición de KPA o MTA (10 g/hl), el segundo factor adición de goma arábiga (Maxigum Enartis) 0 o 1 ml/l, y el tercer factor fue la adición de ellagitaninos en 0 o 5 g/hl (23 ensayos en duplicado). Después de la adición de los productos, los vinos fueron embotellados y guardados a 20 °C durante un año, para su análisis a las 48 h, 6 y 12 meses. Se procedió de idéntica forma para el vino blanco pero sustituyendo la adición de ellagitaninos por ácido ascórbico en 0 o 5 g/hl. Sobre cada una de estas muestras se determinaron, además de los parámetros enológicos clásicos, los siguientes análisis químicos: estabilidad tartárica mediante test de frío (2), estabilidad de color, ácidos orgánicos mediante HPLC y compuestos volátiles mediante GC-FID (3) y GC-MS (4).

Los análisis sensoriales se llevaron a cabo mediante test triangulares. El panel de catadores estaba compuesto por 11 jueces con experiencia previa en análisis sensorial de vino. Los ensayos se realizaron en copas negras normalizadas con 30 ml de vino cubierto con un vidrio de reloj. A los jueces se les pidió que identificaran mediante aroma y sabor la copa diferente en diversas comparaciones entre tratamientos. La significatividad estadística se calculó de acuerdo con las recomendaciones de AENOR. Los tratamientos estadísticos se realizaron con el software SPSS v. 22 de IBM.

El objetivo fundamental del experimento era comprobar la eficacia del KPA y diversos aditivos en el mantenimiento de la estabilidad tartárica. Para ello se evaluó la inestabilidad tartárica mediante el denominado 'test de frío', consistente en determinar la cantidad de ácido tartárico mediante HPLC antes y después de mantener el vino durante 6 días a -4 °C (2). Una diferencia de concentraciones menor de 0,2 indica una adecuada estabilidad tartárica. Los análisis de las muestras después de 6 meses de contacto mostraron que tanto los vinos tratados con KPA como con MTA eran estables (datos no mostrados). Sin embargo, esta situación cambió después de 12 meses de contacto (Figura 2). Tanto en el caso del vino blanco como en el del vino tinto, el MTA había perdido su eficacia como estabilizante ya que los valores del test de frío eran mayores de 0,3 en todos los casos. Por el contrario, los vinos tratados con KPA eran todavía estables tartáricamente ya que las diferencias eran menores de 0,2.

El efecto inhibidor del KPA en la formación de cristales de tartatro, se basa en la adsorción de las moléculas del polímero en los sitios activos de crecimiento de la matriz del cristal. Esto conduce a una nucleación y crecimiento reducidos y a la formación de estructuras cristalinas distorsionadas (5) que pueden observarse en las fotos de las figuras 3 y 4. Este proceso inhibidor permanece después de 1 año en el caso de los vinos tratados con KPA pero no en los vinos que fueron tratados con MTA.

Un punto crucial en el desarrollo de un nuevo aditivo es asegurar que la tipicidad del aroma no se altera con el tratamiento. Para comprobar este punto se determinaron 67 compuestos volátiles en cada una de las 96 muestras de vino producidas en los experimentos. El análisis estadístico ANOVA de los datos de composición volátil de las muestras de vino no mostró diferencias significativas que pudieran tener un impacto en la percepción sensorial de las muestras. Desde el punto de vista de la composición volátil, se puede asegurar que los tratamientos con KPA no modifican sensiblemente el perfil de aromático de los vinos. Como ejemplo, en la figura 5 se muestran los contenidos en acetato de isoamilo en los vinos blancos y de dihidrocinnamato de etilo en los vinos tintos.

Además de evaluar la posible influencia de los tratamientos en los compuestos volátiles, se realizaron ensayos sensoriales para confirmar que no existían diferencias organolépticas. Con este objetivo, a lo largo de los 12 meses de experimento se realizaron test triangulares basados en el aroma y en el sabor tanto para los vinos tintos como blancos, siempre comparando los vinos tratados con KPA frente a los tratados con MTA. En ninguno de los ensayos realizados los catadores fueron capaces de encontrar diferencias significativas que permitieran asegurar una alteración del perfil organolépticos de los vinos causado por el tratamiento con KPA.

Después de los numerosos ensayos realizados, tanto a escala de laboratorio como de bodega dentro del proyecto Stabiwine, se puede afirmar que el poliaspartato de potasio es un aditivo eficaz para prevenir la formación de cristales de tartrato en las botellas de vino y supone una alternativa más económica que la estabilización por frío. Igualmente, se ha podido confirmar mediante análisis químicos y sensoriales que el poliaspartato de potasio no altera el perfil organoléptico de los vinos. Como consecuencia de estos estudios, el producto se encuentra listo para su comercialización por parte de Enartis tan pronto como termine el proceso de autorización, actualmente muy avanzado tanto a nivel de la OIV como de la UE.

Los estudios presentados han sido financiados a cargo del proyecto de la Unión Europea: Stabiwine Use Of Biopolymers For Sustainable Stabilization Of Quality Wines (FP7-SME-2012 SME-2012-2: Research for SME associations). Los autores quieren agradecer la cesión de las fotografías de microscopio electrónico a Gianni Triulzi, responsable de I+D de Enartis.

Bibliografía

• 1. Low, K.C.; Wheeler, A.P.; Koskan, L.P. 1996. Commercial poly(aspartic acid) and its uses. In: Advances in Chemistry Series 248. American Chemical Society.
• 2. Boulton, R.; Singleton, V.; Bisson, L.; Kunkee, R. 1996. In: Principles and practices of winemaking. Springer. 327-329.
• 3. Ortega, C., Lopez, R.; Cacho, J.; Ferreira, V. 2001. Development and validation of a new method based on gas chromatographic–flame ionisation detection analysis of dichloromethane microextracts. In: J. Chromatography A. 923, 205-214.
• 4. Lopez, R., Aznar, M.; Cacho, J.; Ferreira, V. 2002. Determination of minor and trace volatile compounds in wine by solid-phase extraction and gas chromatography with mass spectrometric detection. In: J Chromatography A. 966, 167-177.
• 5. Hasson, D.; Shemer, H.; Sher, A. 2011. State of the art of friendly “Green” scale control inhibitors: a review article. In: Ind. Eng. Chem. Res. 50, 7601-7607.