La Fermentación Alcohólica del Vino: Un Proceso Bioquímico Crucial con Saccharomyces Cerevisiae

La vida es una constante transformación. Las personas cambian con el paso del tiempo. Los espacios adquieren nuevos usos. La tecnología evoluciona. Las costumbres se amoldan a los nuevos tiempos… El vino es un ejemplo perfecto de esta idea. Uno de los momentos clave del eterno mutar de esta elaboración es, sin duda alguna, la fermentación alcohólica del vino, que se lleva a cabo tras la vendimia, la maceración y el desfangado.

La fermentación es la parte principal del proceso de la elaboración del vino; en realidad, el vino no puede elaborarse de forma alguna sin ella. Es un proceso biológico fundamental donde el mosto, que es el jugo de la uva recién prensada, se transforma en vino. Durante este proceso, las levaduras interactúan con los azúcares del mosto para crear etanol (alcohol etílico) y dióxido de carbono (CO2) como subproducto. Además, la fermentación alcohólica del vino es también un proceso exotérmico, lo que significa que durante este proceso también se produce calor.

Historia y Descubrimiento de la Fermentación

La presencia natural de la fermentación significa que probablemente fue observada por primera vez hace mucho tiempo por los seres humanos. Los primeros usos de la palabra "fermentación" en relación con la elaboración del vino hacían referencia a la aparente "ebullición" en el mosto que proviene de la reacción anaeróbica de la levadura con el azúcar en el jugo de uva y la liberación de dióxido de carbono. El latín fervere significa, literalmente, hervir.

Hasta mediados de los años ochenta, las fermentaciones eran siempre espontáneas con las levaduras que se encontraban en el propio viñedo. A mediados del siglo XIX, Louis Pasteur tomó apuntes de la conexión entre la levadura y el proceso de la fermentación, descubriendo a finales del siglo XIX que la fermentación alcohólica es debida a un organismo vivo: el fermento.

Las Levaduras: Pequeños Gigantes de la Vinificación

Cuando pensamos en levaduras es imposible que nuestra cabeza no se llene de hermosas piezas de pan y deliciosos bizcochos. Las levaduras están presentes en los viñedos y se pueden encontrar en los hollejos de las uvas. Estos microorganismos unicelulares pertenecen al reino Fungi, específicamente al género Saccharomyces. Su capacidad para convertir los azúcares en alcohol es el núcleo del proceso de fermentación alcohólica, imprescindible en la elaboración del vino.

Especies de Levaduras Clave

Los organismos capaces de elaborar la fermentación son las levaduras del género de las Saccharomyces, y las especies más abundantes son la S. cerevisiae y la S. bayanus (asociada con la producción del vino de jerez). Estas especies tienen a su vez otras sub-especies como la montrachet, la epernay, la steinberger, etc.

La levadura más utilizada para la elaboración del vino pertenece al género Saccharomyces, más concretamente dentro de estas la especie cerevisiae, siendo esta la más común, ya que es muy eficiente convirtiendo los azúcares en alcohol. La familia de levaduras Saccharomyces cerevisiae se utiliza principalmente en la industria del vino, la cerveza y el pan.

Además de Saccharomyces cerevisiae, existen otras cepas de levaduras que pueden contribuir a la complejidad del vino. Los géneros más comunes de levaduras silvestres que se encuentran en la elaboración del vino incluyen Candida, Klöckera/Hanseniaspora, Metschnikowiaceae, Pichia y Zygosaccharomyces. Algunas cepas autóctonas, presentes de forma natural en ciertas regiones vinícolas, también desempeñan un papel destacado e influyen en el carácter distintivo de los vinos locales. Este crisol de levaduras para el vino crea una paleta diversa de sabores y aromas y las convierte en aliadas indispensables en la creación de vinos únicos.

Metabolismo de la Levadura en la Fermentación Alcohólica

Para proliferar y ser activa en la fermentación, la levadura necesita tener acceso a un suministro continuo de carbono, nitrógeno, azufre, fósforo, así como el acceso a diversas vitaminas y minerales. Estos componentes están presentes de forma natural en el mosto de la uva, pero su cantidad puede ser corregida mediante la adición de paquetes de nutrientes al vino, con el fin de fomentar un entorno más adecuado para la levadura.

Tras la introducción de las levaduras vivas al mosto de la uva, los fosfatos se unen a las moléculas de azúcar y las de los seis carbonos comienzan a dividirse en tres piezas de carbono y pasar por una serie de reacciones de reordenamiento. Durante este proceso, el carboxílico (átomo de carbono) se libera en forma de dióxido de carbono, convirtiéndose el resto de los componentes en acetaldehído. La falta de oxígeno en este proceso anaeróbico permite que el acetaldehído se convierta con el tiempo, por la reducción, en etanol.

Durante la conversión de acetaldehído, una pequeña cantidad se convierte, por la oxidación, en ácido acético que, en exceso, puede contribuir al defecto del vino conocido como acidez volátil (contaminación de vinagre).

Fases de la Fermentación Alcohólica

La fermentación se puede dividir en varias fases:

1. Fase de demora: En la que las levaduras se aclimatan a las condiciones del mosto, a las altas concentraciones de azúcares, bajo valor de pH (acidez), temperatura y SO2.
2. Crecimiento exponencial: Las levaduras, ya acondicionadas al entorno, empiezan a multiplicarse en crecimiento exponencial, alcanzando el máximo de su densidad de población, que suele estar en torno a los 100 millones de levaduras por centímetro cúbico. Debido al consumo que hacen las levaduras del azúcar presente en el mosto, las concentraciones del mismo declinan rápidamente.
3. Fase estacionaria: Es la fase en la cual la población de levaduras que ha llegado a su máximo valor admisible, lo que hace que se alcance un valor estacionario y que la fermentación se mantenga a una velocidad constante.

Existen algunas prácticas modernas como la inoculación de levaduras durante las fases estacionarias con el objetivo de alcanzar el máximo de 10⁸/ml. Esta creencia dicta que el vino poseerá una mayor complejidad de sabores, estas prácticas son habituales en algunos viñedos de Francia y California.

Factores que Afectan la Fermentación

La fermentación se ve afectada por una variedad de factores, entre ellos se encuentra la temperatura; el rango de temperaturas entre los que es posible la fermentación se encuentra entre los 5 ºC hasta los 38 ºC. Los aromas de frescura y afrutados se preservan más en fermentaciones a baja temperatura.

La temperatura habitual del proceso de fermentación alcohólica es diferente en los vinos blancos y en los tintos:

• Los vinos blancos fermentan a un rango inferior (8 ºC hasta los 14 ºC), aunque normalmente se fermentan entre 18 y 20 °C. Algunos ejemplos son los albariños que lo hacen entre los 15 y los 18º. Un fabricante de vino puede optar por utilizar una temperatura más alta para llevar a cabo parte de la complejidad del vino.
• Los vinos tintos emplean rangos mayores (25 ºC hasta los 30 ºC) y usualmente son fermentados a temperaturas más altas de hasta 29 °C.

La fermentación a temperaturas más altas puede tener efectos perjudiciales para el vino, aturdiendo la levadura y dejándola en inactividad e incluso "evaporizando" algunos de los sabores de los vinos. Si bien, hay que tener en cuenta que temperaturas demasiado elevadas pueden provocar la parada del proceso de fermentación (a partir de 34º).

Otros limitantes son la concentración de azúcares, el grado de acidez debido a la presencia de ácidos, y también la presencia de micronutrientes como vitaminas, incluso la aireación de la cuba (oxígeno). La adición de inhibidores de la fermentación incluye: el propio etanol (en concentraciones por encima del 17%), los ácidos grasos, el empleo de levaduras asesinas que secretan polipéptidos tóxicos para las levaduras (algunas son capaces de portar virus ARN bicatenario).

Control y Monitoreo de la Fermentación

¿La fermentación alcohólica consiste únicamente en dejar a las levaduras hacer su trabajo? Por supuesto que no. Los factores y su control permanente a cargo de los equipos de enología evidencian que el milenario arte de elaborar vinos se ha ido adaptando al paso del tiempo y enriqueciéndose con los avances tecnológicos y científicos.

Se puede medir la progresión de la fermentación mediante la medida de la densidad del líquido fermentante; medida con un picnómetro de las muestras extraídas de la cuba. Si controlar la temperatura es capital, el otro factor que se supervisa de manera continua a lo largo del proceso es la densidad de la elaboración. La fermentación del vino es un proceso biológico fundamental en la elaboración del vino, donde la temperatura y la velocidad de la fermentación son factores importantes, así como los niveles de oxígeno presentes en el mosto al inicio de la fermentación.

Cada bodega y cada elaboración es un mundo, pero el periodo temporal de lo que se conoce como fermentación tumultuosa se mueve, generalmente, entre los 15 y los 20 días. La fermentación alcohólica del vino finaliza cuando las levaduras mueren. Algunos expertos consideran que, por norma general, el proceso termina cuando, al medir la densidad, se puede observar que quedan menos de 10 gramos de azúcar por litro. Si bien, esto depende del tipo de vino que se desea conseguir.

Tipos de Fermentación

En la elaboración del vino, se hace distinción entre las levaduras silvestres y levaduras cultivadas.

• Fermentación espontánea: Es aquella que se lleva a cabo por la microbiota de levaduras presente de forma natural en los hollejos de la uva. Se trata de una fermentación en la que actúan una gran cantidad de levaduras que van creciendo y desarrollándose progresivamente. Esta fermentación depende mucho de las condiciones climáticas de la añada. En algunas ocasiones el microbiota que presentan las uvas es insuficiente, lo cual provoca retrasos o paradas en la fermentación. Este problema se da especialmente en los vinos blancos debido a que el contacto con los hollejos ha sido mínimo. Aunque la mayor parte de las veces funciona bien, puede haber años difíciles en los que haya problemas en la fermentación y esta se ralentice o se pare, dejando el vino dulce.
• Fermentación inoculada: Es el tipo de fermentación alternativa a la fermentación espontánea. Se denomina fermentación inoculada debido a que se inoculan levaduras secas activas (LSA). Estas levaduras son seleccionadas con gran cuidado y exactitud en el laboratorio de cada bodega. Fermentando con este tipo de levaduras se consigue un producto más homogéneo durante los años. Siempre que se inocule la misma levadura, se obtendrá un vino más parecido año tras año. Con la fermentación inoculada el método comienza en el proceso de transformación de los azúcares en etanol inmediatamente y suele durar una semana. No obstante, es importante tener en cuenta que el hecho de que una bodega elija un método u otro no afecta a la calidad del vino. No significa que sea mejor o peor, simplemente se obtendrán vinos diferentes, en función del método seleccionado.

Otros Métodos de Fermentación

• Fermentación en botella: Es un método de producción de vino espumoso originario de la región Champagne en la que, después de que el cuvée ha pasado a través de una fermentación de levadura principal, el vino es embotellado y pasa por una segunda fermentación donde se añade azúcar y levadura adicional, conocida como licor de tiraje, al vino.
• Maceración carbónica: También conocida como fermentación de la uva entera, donde en vez de agregar levadura, la fermentación de las uvas se estimula para tomar lugar dentro de las bayas de uvas individuales. Este método es común en la creación de vino Beaujolais y consiste en racimos enteros de uvas almacenadas en un contenedor cerrado, con el oxígeno en el contener que es reemplazado por dióxido de carbono. A diferencia de la fermentación normal, donde la levadura convierte el azúcar en alcohol, la maceración carbónica trabaja con enzimas dentro de la uva descomponiendo la materia celular para formar etanol y otras propiedades químicas.
• Fermentación maloláctica: En lugar de levadura, las bacterias desempeñan un papel fundamental en la fermentación maloláctica, que es esencialmente la conversión del ácido málico en ácido láctico. Esto tiene la ventaja de reducir un poco la acidez y hacer que el vino restante tenga un sabor más suave.

Impacto en el Aroma y Sabor del Vino

El metabolismo principal de la levadura es la producción de alcohol, pero lo que más interesa a los enólogos es el metabolismo secundario, es decir, el resto de cosas que produce la levadura, principalmente los aromas. Gracias a esta capacidad de producir aromas, la elección de las levaduras es una etapa clave en las decisiones del enólogo.

La fermentación alcohólica del vino juega un papel crucial en su composición aromática, porque durante este proceso el trabajo de las levaduras y la temperatura generan aromas de panadería. El metabolismo de los aminoácidos y la descomposición de los azúcares por las levaduras tiene el efecto de crear otros compuestos bioquímicos que pueden contribuir al sabor y el aroma del vino. Estos compuestos pueden ser considerados "volátiles", como aldehídos, acetato de etilo, éster, ácidos grasos, aceites de fusel, sulfuro de hidrógeno, cetonas y mercaptanos o "no volátiles", como glicerol, ácido acético y ácido succínico.

La levadura también tiene el efecto, durante la fermentación, de liberar glucósido hidrolasas que pueden hidrolizar los precursores de sabores de alifáticos (un componente de sabor que reacciona con el roble), derivados del benceno, monoterpenos (responsable de las aromas florales de las uvas como moscatel y Traminer), isoprenoides (responsable de darle sabor de algunas especias en Chardonnay), y fenoles. Algunas cepas de levaduras pueden generar tioles volátiles que contribuyen a los aromas afrutados de muchos vinos tal como el aroma de la grosella espinosa comúnmente asociada con el Sauvignon blanc.

Interrupción de la Fermentación Alcohólica

Existen diversas vías para interrumpir la fermentación alcohólica. La fermentación puede llegar a su fin de manera natural porque las levaduras se quedan sin nutrientes y ya solo queda una cantidad de azúcar residual en el vino. Pero también puede provocarse su final.

Algunas formas de interrumpir la fermentación incluyen:

• El trasiego: Separación del vino de las lías.
• La crianza sobre lías: Sin embargo, hoy en día, muchos vinos, como los albariños de Pazo Baión, no se trasiegan al finalizar la fermentación alcohólica del vino, sino que se crían sobre lías. Para ello, se lleva a cabo la técnica del batonage o el removido periódico de las lías.

En definitiva, la fermentación alcohólica del vino es un proceso bioquímico fascinante que resulta determinante a la hora de confeccionar elaboraciones únicas, complejas y aromáticas.

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