Detrás de cada botella de vino hay un proceso biológico fascinante en el que las levaduras desempeñan un papel fundamental. Estos microorganismos unicelulares son los responsables de transformar el mosto de uva en vino, un proceso que no solo produce alcohol, sino que también moldea el carácter del vino, imprimiendo un amplio abanico de aromas y sabores.
¿Qué son las levaduras y por qué son importantes en la vinificación?
La levadura es un microorganismo unicelular perteneciente al reino de los hongos que se encuentra de forma natural en numerosos entornos. Transforman ciertos compuestos orgánicos como parte de su metabolismo, generando nuevas sustancias en el proceso. En la producción de vino, las levaduras convierten los azúcares presentes en el mosto (el jugo de uva) en alcohol y dióxido de carbono mediante la fermentación alcohólica.
El uso de levaduras en la vinificación se remonta a miles de años, aunque su papel no fue completamente comprendido hasta el siglo XIX, gracias a los estudios de Louis Pasteur. Durante la fermentación, las levaduras consumen los azúcares naturales de la uva (principalmente glucosa y fructosa) y otros compuestos del mosto, descomponiéndolos en etanol (alcohol etílico), dióxido de carbono y otros subproductos.
Además del alcohol, las levaduras generan una serie de compuestos secundarios, como ésteres, aldehídos y alcoholes superiores, responsables de buena parte de la complejidad del vino. Estos elementos pueden dar lugar a notas frutales, florales, especiadas o incluso lácticas, según el tipo de levadura y las condiciones del entorno fermentativo.
Existen múltiples especies y cepas de levaduras, pero la más utilizada en la elaboración de vino es Saccharomyces cerevisiae -la misma que interviene en la producción de pan y cerveza- por su notable capacidad de resistencia y eficacia. Durante la fermentación, el ambiente se vuelve cada vez más hostil: sube la temperatura, se acumula el alcohol, disminuye el oxígeno. En ese contexto, muchas levaduras presentes al inicio no logran sobrevivir.
Tipos de levaduras en la vinificación: autóctonas vs. comerciales
La elección entre levaduras autóctonas o seleccionadas -o incluso la combinación de ambas- puede ser determinante en la personalidad final del vino.
- Levaduras autóctonas (indígenas o silvestres): Son aquellas que viven de forma natural en la piel de las uvas y en el ambiente de la bodega. Son portadoras del entorno que las rodea: el viñedo, el suelo, los insectos que lo recorren, la vegetación o incluso el aire. Utilizarlas permite llevar a cabo una fermentación espontánea que, si bien es menos predecible que la que se realiza con levaduras seleccionadas, puede dar lugar a vinos con mayor complejidad, autenticidad y carácter. Para muchos productores, esta forma de trabajar permite que el vino “cuente” el lugar del que viene.
- Levaduras comerciales: Son cepas seleccionadas y cultivadas específicamente por su rendimiento, estabilidad y capacidad de aportar ciertos perfiles aromáticos, que se añaden en forma de polvo a los depósitos de fermentación.
Adición de levaduras secas activas
Si se opta por añadir levaduras secas activas al mosto, el primer paso es hidratarlas en agua tibia (entre 35 y 40 °C) durante 15 a 30 minutos. Este paso ayuda a reactivar las células y garantiza una fermentación más rápida y controlada. La dosificación habitual de levadura seca activa oscila entre 20 y 30 gramos por hectolitro de mosto, es decir, unos 0,2 a 0,3 gramos por litro. Esta cantidad puede ajustarse en función del tipo de mosto, la cepa de levadura, las condiciones de fermentación y los objetivos del enólogo.
La importancia de las levaduras en la elaboración del vino
Nutrientes esenciales para la levadura
Las levaduras, al igual que otros organismos vivos, tienen en su ADN el impulso de la supervivencia. Para establecerse en su entorno, reconocen la importancia de la fuerza del grupo, siempre y cuando se den las condiciones adecuadas para su desarrollo. Con el objetivo de establecerse rápidamente en su entorno, las levaduras consumen la mayor parte del nitrógeno disponible para generar una población abundante.
Una correcta gestión de la nutrición de la levadura incluye conocer y controlar tanto los factores nutricionales esenciales necesarios en cada determinada etapa de crecimiento como el momento en que estos deben aportarse. Después de la glucosa y la fructosa, el nitrógeno es el factor nutricional más importante para la levadura. Se utiliza en la síntesis de varias moléculas, principalmente proteínas:
- Proteínas estructurales, necesarias para formar nuevas células.
- Enzimas, necesarias para mantener los procesos metabólicos, incluida la conversión de azúcar en alcohol.
- Proteínas transportadoras ubicadas en la membrana celular, que regulan los intercambios entre el exterior y el interior de la célula de levadura.
Sin duda, la disponibilidad de nitrógeno es uno de los factores de crecimiento cruciales para estimular la multiplicación de la levadura y garantizar un metabolismo fermentativo eficaz. Saccharomyces cerevisiae solo puede asimilar formas simples de nitrógeno como amonio, aminoácidos y péptidos pequeños que contienen de dos a cinco aminoácidos.
Nitrógeno Asimilable por Levadura (NAL/YAN)
En el ámbito de la enología, el término YAN se refiere a "Yeast Assimilable Nitrogen" (nitrógeno asimilable por la levadura). Es un componente crucial durante la fermentación del vino, ya que proporciona el nitrógeno necesario para el crecimiento y la actividad de las levaduras. El nitrógeno asimilable por levaduras (NAL) está compuesto por sales de amonio y diversos aminoácidos libres presentes en el mosto. En particular, una deficiencia de nitrógeno en el mosto puede provocar fermentaciones lentas, incompletas o estancadas, lo que resulta en la formación de compuestos indeseables como el sulfuro de hidrógeno (H₂S).
Por el contrario, un exceso de nitrógeno, especialmente en su forma inorgánica, puede estimular la producción excesiva de alcoholes superiores y aumentar el riesgo de alteraciones sensoriales.
Las necesidades de NFA varían en función de:
- La cepa de levadura.
- Contenido de azúcar en el mosto: cuanto mayor es el contenido de azúcar, mayor es la necesidad de NFA.
- Cantidad de biomasa: cuanto mayor es la población de levaduras, mayor es la demanda de NFA.
Las concentraciones de NFA en el mosto varían y, a menudo, son escasas y no son suficientes para satisfacer los requisitos nutricionales de la levadura. Cuando la fase prefermentativa es larga, como es el caso de la vinificación en blanco o la maceración prefermentativa en frío de los tintos, el crecimiento de microorganismos autóctonos provoca el agotamiento de los factores nutricionales, incluido el nitrógeno. Muchos autores estiman que el contenido mínimo de NFA necesario para una fermentación completa es de alrededor de 150 mg/L de NFA en un mosto que contiene 200 g/L de azúcares.
Adición de nitrógeno orgánico (aminoácidos)
Nuestra recomendación es siempre hacer los aportes de fuentes orgánicas al principio de la fermentación. Las levaduras emplearán parte de ese nitrógeno asimilado en las primeras horas de fermentación para la renovación de las permeasas transportadoras en ese objetivo de crecimiento rápido (fase exponencial). La levadura absorbe los aminoácidos a través de las proteínas de transporte presentes en la membrana celular que requieren energía para funcionar.
Además, a partir de 4-5 grados de alcohol, la permeabilidad de la membrana plasmática aumenta, lo que facilita la entrada de protones al citoplasma, poniendo en peligro la vida de la levadura debido a la disminución del pH. La célula reacciona cerrando las entradas de protones, incluyendo aquellas que permiten la asimilación conjunta de aminoácidos e iones de hidrógeno en un transporte de tipo simporte. Por esta razón, la levadura, de manera estratégica, solo absorbe aminoácidos durante las primeras etapas de la fermentación y solo en ausencia de amonio. Una vez transportados al interior de la célula, se acumulan en la vacuola, donde se almacenan y reservan.
Lo más adecuado es que la suplementación de aminoácidos se realice inmediatamente después de la inoculación, evitando la adición simultánea de amonio. Incentivar la utilización de aminoácidos por la levadura tiene el efecto de mejorar el aroma del vino. De hecho, los aminoácidos pueden considerarse precursores aromáticos, son los componentes básicos del aroma secundario del vino.
El nitrógeno orgánico en el contexto del YAN es principalmente el nitrógeno amínico libre (FAN), que incluye aminoácidos y pequeñas cantidades de péptidos.
Adición de nitrógeno inorgánico (amonio/DAP)
Dado que la levadura absorbe preferentemente amonio, es aconsejable posponer su adición hasta el final de la fase de crecimiento exponencial, es decir, aproximadamente a un tercio de la fermentación alcohólica. En esta fase, el amonio se utiliza para sintetizar nuevas proteínas de la membrana. La vida media de las proteínas de transporte es de cinco a seis horas. La adición de amonio en la segunda mitad de la fermentación alcohólica puede ayudar a revertir esta posible reducción.
El amonio se puede aportar en forma de fosfato diamónico (DAP) y sulfato de amonio, hasta un límite máximo de 1 g/L equivalente a aproximadamente 200 mg/L de NFA. El uso de grandes cantidades de sales de amonio puede dar al vino un sabor salado o tipo disolvente. Una adición de nitrógeno elevada durante la inoculación de la levadura favorece una multiplicación excesiva de la levadura, lo que provoca un aumento general de los requisitos de nitrógeno. Además, la alta temperatura de fermentación producida puede provocar fermentaciones lentas o paradas de fermentación.
El fosfato de diamonio (DAP) es un aditivo común en la enología utilizado para proporcionar nitrógeno inorgánico y fósforo a las levaduras durante la fermentación. Este suplemento es crucial para el crecimiento y metabolismo de las levaduras, ayudando a prevenir deficiencias de nitrógeno que pueden causar fermentaciones lentas o incompletas. Al proporcionar los nutrientes necesarios, el DAP también reduce la producción de compuestos sulfurados indeseables, mejorando el aroma y sabor del vino.
Vitaminas y oligoelementos
Además del nitrógeno, las levaduras también requieren una variedad de vitaminas y minerales para funcionar de manera óptima. Las vitaminas del complejo B, como la tiamina, la niacina y el ácido pantoténico, son fundamentales para el metabolismo energético de las levaduras. Las vitaminas (biotina, tiamina, ácido pantoténico, inositol y ácido nicotínico) y oligoelementos (potasio, magnesio, fósforo, azufre, zinc, manganeso, etc.) se utilizan como cofactores en las reacciones enzimáticas.
La importancia de las vitaminas y los oligoelementos es particularmente evidente al comienzo de la fermentación y, por esta razón, también se denominan “factores de crecimiento”. Si consideramos el caso de la tiamina, se ha observado que la suplementación en el momento de la inoculación aumenta el número de células activas y la velocidad de fermentación. Una mala gestión del anhídrido sulfuroso induce la carencia de tiamina, ya que el anhídrido sulfuroso libre puede unirse a la tiamina y hacer que no esté disponible para la levadura.
Muchos estudios también han demostrado que, aunque el mosto suele ser rico en factores de crecimiento, estos a menudo no están disponibles para las levaduras porque están unidos a compuestos como polisacáridos, polifenoles y proteínas. Las vitaminas y oligoelementos deben adicionarse justo después de la inoculación de la levadura. El requerimiento de estas sustancias es directamente proporcional al contenido de nitrógeno del mosto: cuanto mayor es el NFA, mayor es el número de células que se forman y mayor es la necesidad de vitaminas y micronutrientes.
La legislación enológica permite solo la adición de tiamina a la dosis máxima de 0,06 g/hL.
Ácidos grasos de cadena larga y esteroles
La membrana celular es la barrera protectora que permite que la levadura crezca y sobreviva en un ambiente tan difícil como el del vino, en particular a causa de pH ácido y de la presencia de sustancias tóxicas como anhídrido sulfuroso y alcohol. La membrana está compuesta por una doble capa anfipática de fosfolípidos donde las “colas” de ácidos grasos de cadena larga forman una matriz donde están presentes esteroles y proteínas estructurales y de transporte.
El alcohol inhibe la biosíntesis de lípidos, lo que altera la fluidez y la funcionalidad de la membrana y aumenta su permeabilidad frente a los protones, lo que conduce a una acidificación citoplasmática, a la muerte celular y, en consecuencia, a paradas de fermentación. Algunos estudios han demostrado que la pérdida de fluidez de la membrana causada por el alcohol está relacionada con una reducción del contenido de esteroles y una disminución del índice de insaturación de los ácidos grasos. De hecho, en condiciones anaeróbicas, las levaduras son incapaces de sintetizar esteroles y ácidos grasos insaturados de cadena larga.
Durante la segunda parte de la fermentación alcohólica, los ácidos grasos de cadena larga (C16 y C18) y los esteroles se convierten en factores esenciales para la supervivencia de la levadura y por tanto se deben aportar durante la multiplicación antes de que se conviertan en un factor limitante. Los sólidos de la uva contienen grandes cantidades de ácidos grasos de cadena larga y esteroles. Mostos blancos excesivamente clarificados presentan escasez de lípidos.
Oxígeno
La levadura requiere oxígeno para sintetizar esteroles y ácidos grasos insaturados. La levadura seca activa contiene inicialmente una gran cantidad de lípidos debido a las condiciones aeróbicas aplicadas durante su producción. Es fundamental adicionar oxígeno entre un tercio y la mitad del consumo de los azúcares. La cantidad de oxígeno necesaria para el metabolismo de las levaduras es de aproximadamente 10 mg/L. El resultado de la oxigenación es una aceleración de la segunda mitad de la fermentación.
Durante la fermentación, el oxígeno se puede adicionar mediante remontados, delestage o usando un equipo de macrooxigenación. Los remontados abiertos no permiten un gran control, ni es la forma más segura de oxigenar el mosto. La cantidad máxima de oxígeno que se puede disolver en el mosto de la uva es de alrededor de 6,5 mg/L a 20 °C. Esta cantidad solo se puede alcanzar remontando todo el volumen de mosto fermentado. Esto requiere la presencia constante de un operador para garantizar que se transfiera el volumen completo. Aun así, este inicial remontado con aireación no siempre es suficiente para satisfacer la demanda de oxígeno de la levadura, por lo que se requieren múltiples remontados. En caso del delestage, además de la presencia de un operador, también existe la necesidad de disponer de un tanque vacío.
Estrategias de adición de nutrientes
La administración de nutrientes de la levadura debe seguir un enfoque técnico y modular, capaz de adaptarse a las necesidades reales de la fermentación y a los objetivos de calidad del producto final. Una estrategia nutricional correcta comienza con el análisis del mosto, que nos permite determinar el contenido inicial de nitrógeno asimilable (YAN) y planificar cualquier intervención adicional.
El momento de la distribución de nutrientes es clave para evitar picos metabólicos y mantener un ritmo de fermentación regular. Es recomendable aplicar adiciones fraccionadas de nutrientes: una porción en la inoculación de la levadura y el resto en uno o dos momentos posteriores, por ejemplo, al 30-40 % de la densidad inicial y a mitad de la fermentación. Nunca agregues nutrientes por debajo de 8°Brix ya que las levaduras no alcanzarán a consumirse todo el YAN y generará sabores y aromas a pudrición.
La dosificación general de nutrientes puede oscilar entre 20 y 60 g/hL en blancos, rosados y tintos. La dosis será en función del contenido inicial de nitrógeno asimilable del mosto, del grado alcohólico potencial y de la turbidez. La dosis máxima legal en la UE es de 60 g/hL.
El uso combinado de fuentes de nitrógeno inorgánico y orgánico permite una fermentación más completa y controlada. Las sales de amonio se absorben rápidamente, pero tienen un impacto menos positivo en el perfil sensorial; los nutrientes orgánicos, en cambio, actúan más lentamente, pero contribuyen a la complejidad aromática y la estabilidad microbiológica. Además, la suplementación nutricional avanzada también permite una modulación de la expresión aromática del vino. Los nutrientes orgánicos, en particular los basados en autolisados complejos, promueven la biosíntesis de ésteres frutales y reducen la producción de alcoholes fusel, mejorando así el aroma y la redondez del vino.
Momentos clave para la adición de nutrientes
Una estrategia adecuada en el manejo de la nutrición de la levadura tiene que considerar tanto los factores nutricionales que se necesitan como en qué etapa deben proporcionarse.
- Primeras fases de la fermentación (inoculación): La suplementación de aminoácidos estimula la síntesis de compuestos aromáticos y, junto con las vitaminas y los micronutrientes, permite un adecuado crecimiento de la población de levaduras sin provocar un aumento de la temperatura. Las vitaminas y oligoelementos deben adicionarse justo después de la inoculación de la levadura.
- Alrededor de un tercio de la fermentación: Se deben suministrar oxígeno y amonio para garantizar que la membrana celular permanezca funcional hasta que se agote por completo el azúcar.
La estrategia nutricional también debe adaptarse a las condiciones de fermentación (por ejemplo, Brix alto, NFA bajo, etc.). Varias prácticas enológicas pueden tener un impacto considerable en el contenido y disponibilidad de nutrientes en el mosto. En un contexto de producción cada vez más técnico y orientado a la calidad, la gestión consciente de los nutrientes de la levadura es un factor clave para lograr fermentaciones rápidas, seguras y estables. El balance de nitrógeno y la integración de cofactores metabólicos no solo previenen problemas de fermentación, sino que también potencian el carácter varietal y el equilibrio sensorial del vino.
Beneficios de utilizar nutrientes para levaduras en la vinificación
Utilizar nutrientes para las levaduras en la vinificación presenta varias ventajas significativas que impactan tanto la fermentación como la calidad del vino final.
- Fermentación más rápida y completa: Los nutrientes para levaduras proporcionan los componentes esenciales como el nitrógeno, vitaminas, y minerales que las levaduras necesitan para crecer y reproducirse.
- Mejor salud y viabilidad de la levadura: La disponibilidad adecuada de nutrientes mantiene a las levaduras saludables y activas durante toda la fermentación.
- Reducción de compuestos indeseables: La falta de nutrientes puede llevar a la producción de compuestos sulfurados (como el sulfuro de hidrógeno, que tiene un olor a huevo podrido) y otros subproductos indeseables.
- Mejor control de la fermentación: Con la adición de nutrientes específicos, los enólogos pueden controlar mejor el proceso de fermentación, ajustando las condiciones para obtener el perfil deseado de aroma y sabor en el vino final.
- Optimización del rendimiento: Los nutrientes ayudan a maximizar la eficiencia de la levadura, asegurando que la mayor parte de los azúcares se conviertan en alcohol y otros productos deseables.
Consideraciones para la fermentación maloláctica (FML)
En años con altas temperaturas y escasez de lluvias, puede haber un desequilibrio en las uvas, lo que, junto con un grado alcohólico elevado, puede dificultar el desarrollo de la fermentación maloláctica (FML). A estas condiciones hay que sumarle el contenido inicial de ácido málico; el arranque de la FML se dificulta con valores de málico por debajo de 1 g/l, y el contenido de polifenoles totales (IPT).
Si optamos por sembrar bacterias lácticas, debemos decidir en qué momento añadir las bacterias al vino. Podemos añadirlas al inicio de la fermentación (co-inoculación), en el último tercio de fermentación (co-inoculación tardía) o una vez haya terminado (inoculación secuencial).
En años con condiciones poco favorables para la FML, es recomendable la co-inoculación, para permitir que la bacteria se aclimate de forma gradual al contenido en alcohol y aproveche el contenido de nutrientes del mosto antes de que la levadura consuma todos los recursos. La co-inoculación también tiene un efecto bioprotector, evitando el desarrollo de microorganismos durante el inicio de fermentación y su posterior desarrollo durante el periodo entre fermentación alcohólica y maloláctica.
Si las condiciones son favorables para la FML podemos optar por una inoculación secuencial. También cuando preveamos dificultades en la fermentación alcohólica, con posibilidad de paradas de fermentación, deberíamos optar por esta práctica.