La transformación del mosto de uva en vino es un proceso ecológico y bioquímico complejo que implica el desarrollo secuencial de especies microbianas tales como levaduras, bacterias lácticas y bacterias acéticas. La fermentación del mosto de uva puede ser considerada como un proceso microbiano heterogéneo. La diversidad microbiana es uno de los factores más importantes que determinan la tipicidad de un vino.
Factores que influyen en la población microbiana del mosto
El número de levaduras en la uva, justo antes de la cosecha, varía de 103 a 106 células/mL, en función de las variedades de uvas, las condiciones climáticas, las prácticas vitícolas, la etapa de maduración, el daño físico (causado por hongos, insectos y aves) y los fungicidas aplicados a los viñedos.
Aunque el mosto de uva es relativamente completo en cuanto a nutrientes, el bajo pH y el alto contenido en azúcar determinan que solo unas pocas bacterias y especies de levaduras pueden crecer. Otro factor importante es la restricción creada por las condiciones anaeróbicas una vez iniciada la fermentación.
Dinámica de las poblaciones de levaduras durante la fermentación
En las primeras etapas de la fermentación del vino, varias docenas de especies de levadura pueden estar presentes. Al inicio de la fermentación, las especies de levaduras predominantes pertenecen a los géneros Hanseniaspora, Candida, Pichia, Metschnikowia, Kluyveromyces, Zygosaccharomyces, Torulaspora, Starmerella, Dekkera y Schizosaccharomyces. Por el contrario, la población de la principal levadura vínica Saccharomyces cerevisiae en el mosto es muy baja.
Las levaduras no Saccharomyces proliferan en los primeros días de fermentación hasta poblaciones aproximadamente de 106 - 107 células/mL. Sin embargo, la fermentación alcohólica es un ecosistema que fluctúa con gran rapidez, y en pocos días, el aumento de la concentración de etanol, el agotamiento de nutrientes claves como el nitrógeno y el aumento constante de la temperatura de fermentación favorecen la rápida proliferación de las cepas de S. cerevisiae en detrimento de estas otras especies mayoritarias en el mosto de uva.
Así, con el establecimiento de la fermentación tumultuosa, el predominio de S. cerevisiae es prácticamente absoluto, llegando a alcanzar poblaciones entre 5x107 - 108 ufc/mL. En ocasiones, algunas especies de Brettanomyces, Kluyveromyces, Schizosaccharomyces, Torulaspora y Zygosaccharomyces aparecen en fases finales de la fermentación alcohólica.
Hoy en día, existe la idea mayoritaria de que, al igual que se hizo ya hace unas décadas para S. cerevisiae, hay que realizar selección de las mejores cepas de estas especies e incorporarlas a la cadena de producción, para que el enólogo disponga de las mismas en formatos similares a los de las cepas de S. cerevisiae.
Dinámica de las poblaciones de bacterias lácticas y acéticas
Diferentes especies de bacterias lácticas han sido descritas durante la fermentación alcohólica. De manera similar a lo que ocurre con las levaduras, la principal especie vínica Oenococcus oeni es difícil de aislar en el mosto de uva, siendo mayoritarias especies de Lactobacillus como L. plantarum, L. casei, L. hilgardii y L. brevis; y especies de Pediococcus como P. damnosus y P. pentosaceus.
En cuanto al tamaño poblacional de las bacterias lácticas, en el mosto podemos hacer recuentos que van de 102 a 104 ufc/mL. La evolución de estas poblaciones durante la fermentación alcohólica depende fundamentalmente del pH del mosto y del SO2 añadido al mismo. Por lo general, pH inferiores a 3,6 y la adición del antimicrobiano en las concentraciones habituales inhiben completamente el crecimiento de las bacterias lácticas durante la fermentación alcohólica.
Las bacterias acéticas también pueden estar presentes durante la fermentación alcohólica. Su presencia depende mayoritariamente de la calidad sanitaria de la uva. Uvas podridas, por exceso de lluvias, o contaminadas con Botrytis cinerea producen mostos con poblaciones muy elevadas de acéticas.
En el mosto, las especies mayoritarias son Gluconobacter oxydans, Acetobacter aceti y A. pasteurianus, y, en menor medida, Gluconacetobacter liquefaciens y Ga. hansenii, que son las aisladas mayoritariamente también en la uva.
Alteraciones y Enfermedades del Vino. Clase 1.
Alteraciones y producción de metabolitos indeseables
La misma levadura que, desarrollándose en un momento concreto de la fermentación, puede tener una aportación positiva en el vino, su crecimiento en otras fases puede ser motivo de alteración y de producción de metabolitos indeseables. El ejemplo más claro de este desequilibrio en la dinámica poblacional es el de las diferentes especies de no Saccharomyces, cuyo crecimiento limitado a los primeros días debe ser considerado como positivo para la calidad del vino, pero un desarrollo excesivo y en fases tardías de la fermentación alcohólica, impidiendo una imposición mayoritaria de las cepas de S. cerevisiae, puede suponer alteraciones del vino.
Efectos de las levaduras no Saccharomyces
Las cepas pertenecientes a los géneros Hansenula, Hanseniaspora, Pichia y Candida tienen un metabolismo oxidativo predominante, pero algunas especies pueden sobrevivir a unos niveles de alcohol muy elevados. Ellas pueden metabolizar los azúcares y ácidos orgánicos en presencia de oxígeno.
De manera más específica, la levadura apiculada Hanseniaspora uvarum (también conocida como Kloeckera apiculata) es posiblemente la levadura más abundante en los mostos de uva antes de comenzar la fermentación alcohólica y puede crecer rápidamente a bajas temperaturas. En comparación con S. cerevisiae, K. uvarum produce mayor cantidad de acidez volátil y acetato de etilo. Su metabolismo produce otros compuestos volátiles cuya importancia en relación con la calidad del vino no es clara.
Además de la producción excesiva de metabolitos indeseables, otro aspecto a tener en cuenta es el de las posibles interacciones negativas que pueden ejercer algunas de estas especies sobre la levadura fermentativa S. cerevisiae. Se considera que las cepas de Kloeckera/Hanseniaspora ejercen una interacción negativa con las levaduras fermentativas, que puede llegar a inhibir completamente el desarrollo de las mismas.
Las levaduras Dekkera/Brettanomyces
Las cepas de Dekkera/Brettanomyces son probablemente las levaduras contaminantes más temidas por los enólogos. A pesar de que este temor está relacionado con el establecimiento de esta levadura en las barricas y la contaminación que produce en los vinos durante la crianza, esta levadura se puede encontrar ya en los mostos. Es cierto que, debido a un metabolismo muy lento, es poco competitiva durante la fermentación alcohólica. A pesar de ello, es una levadura que está bien equipada para sobrevivir a las condiciones más duras de los vinos (alta concentración de alcohol, pH bajo, SO2, etc.) y puede multiplicarse y producir compuestos indeseados que afectarán al vino. Además, la presencia de poblaciones elevadas de Brettanomyces al final de la alcohólica aumenta el riesgo de alteración del vino durante la crianza. Tras la desaparición de S. cerevisiae, los azúcares residuales se convertirán en fuentes de carbono para la levadura contaminante.
Alteraciones por Saccharomyces cerevisiae
Algunas cepas indígenas, o incluso comerciales, de S. cerevisiae pueden producir cantidades excesivas de ácido acético, compuestos sulfurosos, SO2, urea y sustancias volátiles que pueden ser perjudiciales para la calidad del vino. Algunas cepas silvestres de S. cerevisiae deben ser consideradas como microorganismos contaminantes. Las fermentaciones espontáneas suelen llevarse a cabo por una docena de cepas diferentes. A menudo, las cepas que predominan al inicio de la fermentación no son las que completan la degradación de los azúcares.
Alteraciones por bacterias lácticas
Las bacterias lácticas presentes en el mosto tienen pocas oportunidades de desarrollarse durante la fermentación alcohólica. Sin embargo, en fermentaciones espontáneas, con problemas de imposición de S. cerevisiae como consecuencia de elevadas poblaciones microbianas en un mosto proveniente de uva muy dañada, puede haber un desarrollo importante de bacterias lácticas. La elevada presencia de bacterias lácticas presentes en los mostos procedentes de uvas dañadas ha sido ampliamente estudiada.
El otro momento en que puede haber un desarrollo importante de bacterias lácticas es al final de la fermentación alcohólica. En condiciones normales, con vinos donde la totalidad de los azúcares han sido consumidos durante la alcohólica, la principal reacción metabólica llevada a cabo por las bacterias lácticas será la transformación del ácido málico en ácido láctico y CO2, la conocida como fermentación maloláctica.
Alteraciones por bacterias acéticas
Acetobacter y Gluconobacter son los principales géneros de importancia enológica dentro de la familia de las bacterias acéticas. Gluconobacter, que suele encontrarse en las uvas dañadas, degrada los azúcares en ácido acético y otros compuestos, pero tiene una baja resistencia al alcohol. Acetobacter utiliza el etanol como sustrato y lo metaboliza a ácido acético. Ambas bacterias necesitan oxígeno para su actividad.
Por tanto, al igual que mencionaba para las lácticas, solo en fermentaciones con un crecimiento lento por parte de las levaduras fermentativas, especialmente de S. cerevisiae, tienen alguna oportunidad para desarrollarse. En el momento se inicia la fermentación alcohólica, la saturación de CO2 en el medio y la falta de oxígeno impiden su desarrollo. Sin embargo, estas bacterias son mucho más resistentes al sulfuroso, bajo pH, etanol, etc., que las bacterias lácticas. De manera que al final de la fermentación alcohólica presentan poblaciones todavía elevadas, que pueden proliferar si las condiciones de almacenamiento o crianza del vino no son las adecuadas, fundamentalmente un sulfitado correcto y un almacenamiento en atmósferas anaerobias.
Al final de la fermentación alcohólica, las especies mayoritarias pertenecen al género Acetobacter, por tener estas una mayor facilidad para metabolizar etanol como fuente de carbono, y a diferencia de Gluconobacter, presentan una alta resistencia a las concentraciones de etanol presentes al final de la fermentación. Con los trasiegos de los vinos y un almacenamiento incorrecto (presencia de oxígeno) puede producirse una proliferación importante de las bacterias acéticas que conduciría a un aumento de ácido acético y su éster, acetato de etilo, a partir de azúcares residuales o de etanol, como fuentes de carbono.
Prevención y control de la contaminación
Durante la fermentación alcohólica, las posibilidades de alteraciones por crecimiento microbiano son mucho menos habituales que en otras fases del proceso de elaboración del vino (fermentación maloláctica, crianza, etc.). Sin embargo, esta misma diversidad no controlada puede conducir a alteraciones en los vinos que disminuirían considerablemente su calidad.
La mejor herramienta que dispone el enólogo para el control microbiano de la fermentación alcohólica es, sin ninguna duda, la disponibilidad de levaduras seleccionadas en base a sus características óptimas para el proceso. Esto hace tiempo que es una realidad para la principal especie fermentativa S. cerevisiae y, actualmente, está aumentando la disponibilidad de estas levaduras seleccionadas para otras especies de no Saccharomyces, que serán utilizadas como coinóculos o en inoculaciones secuenciales con S. cerevisiae. Por otra parte, el uso generalizado de estas cepas seleccionadas disminuye el concepto "terroir microbiano" y de la tipicidad.
En consecuencia, se trata de alcanzar un equilibrio entre el control que aporta la disponibilidad de cepas seleccionadas y la tipicidad y complejidad que aporta la gran diversidad microbiana a los vinos.
Medidas correctivas ante la presencia de moho
Si se encuentra moho en el mosto durante la fermentación, se recomienda quitar cuidadosamente toda la capa flotante con el moho. Después de esto, se puede pasar un colador grande por toda la superficie y profundizar un poco por si acaso. Posteriormente, se debe añadir metabisulfito y, a las pocas horas, levadura comercial para reactivar la fermentación.
Para asegurar un buen arranque de la fermentación, se puede reactivar la dosis que toque de levaduras según las indicaciones del paquete y sembrarlas en un litro de mosto a más de 20°C. Al cabo de 12 horas debería estar fermentando fuerte. Entonces, se vacía en un pie de cuba con el 10% del mosto total, intentando que esté también a unos 20°C. Y al cabo de 24 horas, se vacía el pie de cuba en el depósito principal.
Control de la fermentación
Una vez iniciada la fermentación, la densidad es la guía principal. El grado brix ya no sirve de nada una vez que ha comenzado a fermentar. El pH tiende más a subir que a bajar. Durante la fermentación se pueden leer valores más bajos debido al CO2 disuelto, pero es una acidez "ficticia", en el sentido en que se pierde en cuanto se libera de nuevo ese CO2.
Cuando la densidad del vino alcanza valores cercanos a 995, y si aún burbujea un poco, la fermentación no ha terminado completamente. En este punto, se recomienda trasegarlo, sin sulfitar aún, y ponerle la tapa sin que llegue a tocar el vino, dejando un espacio libre de un par de dedos. Esto permite que la fermentación termine completamente sin riesgo de oxidación excesiva.