Azúcares en la enología: tipos, evolución y métodos de medición

Durante el verano, debido a las altas temperaturas y la escasez de lluvias, la planta sufre una parada vegetativa, deja de consumir azúcares y éstos se empiezan a acumular en las uvas. Al principio de la maduración la glucosa es el azúcar predominante, pero al acercarse el punto de madurez de la uva, comienza a subir la concentración de fructosa hasta llegar a niveles similares e incluso superiores (relación glucosa/fructosa de aproximadamente 0,95). El contenido final de azúcares en la uva madura varía entre 160-250 g/L, lo cual equivale a un grado alcohólico de entre 9-14%.

Cabe aclarar que los azúcares son el alimento de las levaduras durante la fermentación y el resultado de la quema de este combustible es el alcohol etílico. Por tanto, a mayor cantidad de azúcar mayor contenido alcohólico probable. De ahí que el contenido de azúcares sea uno de los parámetros fundamentales para evaluar la calidad de la uva. Por citar un ejemplo, este año en Castilla-La Mancha sólo se aceptará uva de vinificación con un contenido superior a 9º Baumé, equivalentes a unos 150 g/L de azúcares. El resto de uvas con contenidos inferiores sólo podrán ser destinadas a la elaboración de mosto, vinagre o a la destilación.

Ya entrando en la parte química, los azúcares de la uva se pueden agrupar en dos grandes familias: las hexosas y las pentosas. La particularidad de las hexosas es que son los únicos azúcares capaces de ser fermentados por las levaduras. A esta familia pertenecen la glucosa y fructosa, que conforman alrededor del 96% de los azúcares de la uva. Por otro lado, las pentosas no pueden ser fermentadas por las levaduras y pasarán a formar parte del azúcar residual del vino. Algunas pentosas presentes en el mosto son la arabinosa, la ribosa y la xilosa. Además de estas dos familias también es posible encontrar sacarosa, un disacárido formado por glucosa y fructosa. La sacarosa es un componente minoritario del azúcar de uva y una vez en el mosto se hidroliza rápidamente a glucosa más fructosa, para luego ser convertida en alcohol por las levaduras presentes.

En algunos países y en algunos procesos especiales de producción está permitido el agregado de azúcares al mosto de uva para aumentar la graduación alcohólica final del vino. En el vino, este proceso se denomina chaptalización y está aprobado por la Unión Europea en aquellas zonas de clima frío donde es difícil que la uva llegue a su madurez óptima y se puedan obtener vinos de graduación adecuada. El azúcar que se agrega puede provenir de caña o de remolacha (en estos casos, se trata principalmente de sacarosa) o de mostos concentrados (que poseen el mismo tipo de azúcares que la uva). En los procesos de producción de vinos espumosos, también existe un agregado de azúcares al vino base, una manera de favorecer una segunda fermentación ya sea en botella (método tradicional o Champenoise) o en grandes tanques (método Charmat).

Como se dijo anteriormente, durante la fermentación alcohólica las levaduras van consumiendo los azúcares, pero lo hacen con una cierta preferencia por la glucosa frente a la fructosa. En un determinado momento, la fermentación alcohólica se detiene (por vía natural o por influencia del enólogo) y en el vino queda una cierta cantidad de azúcares sin consumir. Según la cantidad de estos azúcares remanentes los vinos se pueden clasificar como:

• Secos: menos de 4 g/L.
• Semisecos: de 12 a 18 g/L.
• Semidulces: de 18 a 45 g/L.
• Dulces: más de 45 g/L.

Cabe decir que la gran mayoría de vinos tranquilos no superan los 2 g/L.

También existen otro tipo de preparaciones vínicas además de los vinos tranquilos: vinos espumosos, generosos, dulces y otras vinificaciones especiales. Cada uno de ellos presenta contenidos de azúcares en cantidad y calidad muy diferentes.

A modo de ejemplo, para los vinos espumosos la clasificación en función de la cantidad de azúcares remanentes es la siguiente:

• Brut Nature: menos de 3 g/L, sin azúcar añadido.
• Extra Brut: menos de 6 g/L.
• Brut: menos de 12 g/L.
• Extra Seco: de 12 a 17 g/L.
• Seco: de 17 a 32 g/L.
• Semiseco: de 32 a 50 g/L.
• Dulce: más de 50 g/L.

Antes de continuar con los métodos de análisis existentes, para determinar el contenido de azúcares, es necesario introducir definiciones y conceptos claves a la hora de entender las diferencias entre las distintas metodologías. Para esto seguiremos el convenio establecido por el International Wine Technical Summit, que es más esclarecedor en su terminología que el compendio de la OIV. Según este comité se definen los siguientes conceptos:

Azúcares reductores: son azúcares que presentan una funcionalidad química de tipo aldehído o cetona. Dentro de esta clasificación se puede incluir a la glucosa, la fructosa, las pentosas, pero no a la sacarosa. En ningún momento debe confundirse este concepto con el término sustancias reductoras.

Azúcares residuales: incluye a todos los azúcares capaces de ser fermentados por las levaduras, incluyendo las hexosas y la sacarosa. También se suelen denominar Azúcares fermentables. Usualmente, cuando se habla de azúcares residuales en el vino se hace referencia a la suma de los contenidos de glucosa y fructosa (que son azúcares reductores) más la sacarosa (que no es un azúcar reductor). Esta última suma suele recibir también el nombre común de Azúcares totales.

Sustancias reductoras: son todas las sustancias que reaccionan frente a un determinado agente oxidante, incluye la glucosa y la fructosa, pero también oligosacáridos y otras materias que no son azúcares (como taninos y polifenoles).

Carbohidratos no fermentables: este concepto incluye a las pentosas, los polisacáridos y otras sustancias que interaccionan con los carbohidratos (como pectinas, taninos, pigmentos).

Con los conceptos ya definidos será más fácil explicar y comprender las similitudes y diferencias entre los distintos métodos de análisis comúnmente empleados en bodegas y laboratorios enológicos.

Refractometría

Un refractómetro es un instrumento óptico que permite determinar la concentración de sólidos disueltos en función del índice de refracción del mosto a 20 °C. En el caso de los azúcares se suele emplear la escala Brix, donde 1 grado Brix corresponde a una solución de 1 gramo de sacarosa en 100 gramos de agua. A través de la utilización de tablas ampliamente conocidas, se pueden encontrar las equivalencias entre grados Brix, contenido de azúcares, masa volumétrica y grado de alcohol probable.

En cuanto a tipos de refractómetros se refiere existe un sin número de posibilidades: desde el tradicional refractómetro portátil (ideal para transportar del campo a la bodega) pasando por refractómetros de sobremesa, de versión digital, automáticos con pasamuestras y los que vienen integrados a las estaciones de medida de los puntos de recepción.

Su utilización es muy sencilla y no reviste mayor dificultad. Sin embargo, su uso oficial como método de tipo I se encuentra limitado a la determinación de azúcares en uva, mostos, mostos concentrados y mostos concentrados rectificados (OIV-MA-AS₂-0₂).

Se debe tener en cuenta que, por el tipo de principio físico en que se basa la medida, se determina la influencia de todos los sólidos solubles presentes en la muestra (sean azúcares, sales, proteínas, ácidos, etc.), pero se calibra frente a una solución de sacarosa. Sus resultados, por tanto, no son tan específicos como los de otros métodos.

Métodos químicos

El método químico oficial aceptado por la OIV de tipo IV (OIV-MA-AS311-01A) es válido para la determinación de las sustancias reductoras. Es importante esta distinción ya que en el año 2019 se decidió sustituir el término azúcares reductores. Se basan en la reacción de los grupos cetona o aldehído de los azúcares con una solución alcalina de una sal de cobre (II) en caliente. Una vez el cobre (II) oxida a los azúcares, el exceso de este metal se determina por iodometría, después de añadir ioduro de potasio en exceso en medio ácido.

Este tipo de métodos presenta interferencia de compuestos distintos a los azúcares y también del color. Para eliminar las posibles interferencias, se requieren etapas previas de decoloración y clarificación del vino, según sea el caso. Además, si la concentración de azúcares de la muestra es superior a 5g/L, será necesario realizar una dilución previa para poder llevar a cabo la determinación.

Este método, tedioso y de larga duración en tiempo, fue la técnica predilecta durante muchos años ante la falta de mejores opciones. A día de hoy, en algunos países sigue siendo el método oficial para la determinación de azúcares. Sin embargo, aquellos países que han adoptado los lineamientos de la OIV comienzan a desistir de su uso, fundamentalmente porque los resultados que brinda son mayores que la cantidad real de azúcares fermentables, lo que dificulta conocer con exactitud el final de fermentación.

Métodos enzimáticos

Son métodos ópticos basados en la medida selectiva de la concentración de un compuesto por medio del empleo de enzimas específicas que catalizan (aceleran) una determinada reacción. En el avance de esta reacción enzimática aparecen y/o desaparecen compuestos que son fácilmente monitoreados a través de un espectrofotómetro UV-Vis.

Los métodos enzimáticos más empleados son para la determinación de la glucosa, de la glucosa más la fructosa y de la glucosa más la fructosa más la sacarosa. Esta última determinación, en particular, suele recibir el nombre de Azúcares totales, ya que se corresponde a los azúcares fermentables presentes en el mosto.

Si bien en un comienzo los kits enzimáticos constaban de varios ingredientes y se debían preparar diariamente debido a su baja estabilidad, hoy en día la mayoría de ellos constan de dos reactivos líquidos bien diferenciados y prontos al uso con estabilidades de al menos 18 meses desde la fecha de fabricación.

Además, a día de hoy, cada vez más bodegas y laboratorios utilizan analizadores químicos automáticos, que se encargan de automatizar los pasos de dispensación de reactivos y muestras, seguimiento de la reacción química y cálculo de la concentración del parámetro de interés. De esta manera, se gana en optimización del tiempo del analista y del consumo de reactivo, con la consiguiente reducción de los costos analíticos, y se mejora la seguridad e higiene del personal que debe manipular los reactivos.

La principal ventaja de los métodos enzimáticos respecto a otras alternativas es su especificidad, lo cual evita todo tipo de interferencias. Además, su rango de linealidad (hasta 6 g/L), lo hace ideal para la determinación de los azúcares residuales y del punto final de fermentación alcohólica. Para concentraciones más elevadas, una dilución correctamente hecha (en forma manual o automática con un analizador) asegura que las determinaciones se hagan dentro del rango ideal del kit. En caso de requerir más precisión en el final de fermentación, se pueden realizar adaptaciones para que sea posible determinar con precisión diferencias del orden de 0,02 g/L; aspecto muy interesante, ya que cuanto más cerca de la sequedad se esté, menores riesgos microbiológicos o de posibles fermentaciones en botella tendrá el vino.

Cabe decir que ya hace unos años la OIV acepta ampliamente este tipo de métodos, siendo elevados al rango de método de tipo II, con lo cual son el método oficial de determinación de azúcares residuales y el que más ampliamente está siendo aceptado en los países del viejo mundo vinícola. Al respecto se pueden consultar las normativas OIV-MA-AS311-02 (para la versión manual) y OIV-MA-AS311-10 (para la versión referida a analizadores automáticos secuenciales).

Métodos cromatográficos

La utilización de la cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC) está contemplada en la OIV en su normativa OIV-MA-AS-311-03 como un método de tipo II para la glucosa y la fructosa y de tipo IV para la sacarosa. Una de las ventajas de esta técnica es que pueden determinarse simultáneamente los diferentes azúcares presentes en el mosto o vino (incluyendo los compuestos minoritarios), por lo que permite conocer lo que se denomina como reparto de azúcares.

Si bien es un método que analíticamente es muy fiable y selectivo, su gran desventaja es el elevado costo de adquisición de los equipos y la preparación que debe tener el analista para poder hacer un uso correcto de ellos. Estos dos puntos limitan la adopción generalizada de esta técnica en la gran mayoría de bodegas.

Métodos FTIR

Este tipo de métodos se basan en la interacción de la radiación infrarroja con la muestra. A partir del espectro resultante, y con el uso de herramientas avanzadas de quimiometría, es posible conocer la concentración de diversos compuestos químicos de manera rápida y simultánea. En el caso de los azúcares se pueden efectuar diversos tipos de calibraciones en función del parámetro que se desea determinar: glucosa más fructosa, azúcares totales, azúcares reductores.

Este tipo de métodos es sumamente útil en bodegas y laboratorios con un alto número de muestras, ya que no requiere de consumo de reactivos. Por otra parte, no es el método ideal para determinar un final de fermentación ya que, a medida que se reduce la concentración de azúcares a valores cercanos al cero, el método comienza a perder sensibilidad.

Poder determinar el nivel de azúcares presentes en nuestra uva, mosto o vino es fundamental para el control del proceso, ya que es el parámetro determinante de la maduración, del seguimiento de la fermentación y del nivel de sequedad que se alcance en el vino acabado.

Por tanto, es de vital importancia conocer las ventajas y limitaciones que tiene cada método analítico a la hora de seleccionar el más adecuado a nuestras necesidades. También es bueno conocer las diferencias que pueden existir en los resultados de uno y otro método en el momento de hacer comparaciones entre técnicas distintas.

A modo de resumen, y dada la adopción general de las distintas técnicas, podríamos centrarnos en dos métodos: la determinación de las sustancias reductoras y la determinación de los azúcares residuales.

El primer método es de tipo químico, muy laborioso y tedioso, y representa la técnica tradicional que se utilizó incluso para clasificar los vinos y que aún a día de hoy se usa en algunos países como método oficial. Sin embargo, se debe recordar que este método sobreestima la cantidad de azúcares presentes, debido a las interferencias provenientes de azúcares no fermentables y otras sustancias.

El segundo método, por su parte, es de tipo enzimático y ofrece como grandes ventajas la rapidez, la posibilidad de automatización y la casi nula presencia de interferencias de todo tipo. De esta manera, pueden determinarse los azúcares fermentables (glucosa, fructosa, sacarosa) de manera sencilla y con un alto grado de precisión, lo cual facilita el seguimiento y la detección del final de fermentación. Este método ha sido el elegido por la OIV para desplazar las viejas técnicas manuales y es el que día a día se va imponiendo en una mayor cantidad de países por su utilidad.

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