Clase Criterios Selección Levaduras
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Enologa [email protected]@upm.es
Fermentaciones controladas del mostos de uva
Las levaduras seleccionadas Criterios tecnolgicos bsicos o fundamentales
Criterios especficos Vinos tintos
Vinos blancos
Las nuevas biotecnologas de fermentacin Nuevas tendencias para la seleccin de levaduras vnicas
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Las cualidades del vino dependen en gran parte de lanaturaleza especfica de las levaduras que se
desarrollan durante la fermentacin de los mostos
Podemos pensar que si se sometiese un mosto a la accinde levaduras distintas, se lograran vinos de distintanaturaleza
Etudes sur le vin (1876)
Mostos del Medioda francs despus de haber sidoinoculados con levaduras de Champagne o Borgoa,producan vinos cuya fragancia recordaba los famosos
caldos de estas regionesComunicacin personal a la academia
de ciencias de Pars (1889)
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SaccharomycesSaccharomyces
PichiaPichia
HanseniasporaHanseniaspora
KloeckeraKloeckera
DekkeraDekkera
ZygosaccharomycesZygosaccharomyces
SchizosaccharomycesSchizosaccharomyces
BactBact. L. Lcticascticas
BactBact. Ac. Acticasticas
SaccharomycesSaccharomyces
PichiaPichia
HanseniasporaHanseniaspora
KloeckeraKloeckera
DekkeraDekkera
ZygosaccharomycesZygosaccharomyces
SchizosaccharomycesSchizosaccharomyces
BactBact. L. Lcticascticas
BactBact. Ac. Acticasticas
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Seleccin de levaduras para la vinificacin
Qu es la seleccin de levaduras?Aislar levaduras autctonasque responden a una fisiologa adecuada para la fermentacinalcohlica de los mostos de uva gracias a sus propiedades
enolgicas de inters industrial
Para qu se hace? Para controlar tecnolgicamente el procesofermentativo y la expresin en el vino de las propiedades especficasque supongan una mejora de la calidad
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Campo de aplicacin y dominio
- Vinos blancos- Vinos tintos- Vinificaciones especiales
Se pretende anular o disminuir la participacin de levaduras
indgenas o salvajes, gracias al inculo de una activa poblacinde levaduras seleccionadas
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7. OTROS. Segntecnologasespecficas.
1. PODERFERMENTATIVO
ELEVADO
2. ACIDEZ VOLTILBAJA3. CORRECTA
CINTICAFERMENTATIVA
5. AUSENCIA DEDEFECTOS
OLFATIVOS
4. RESISTENCIA A SO2
6. FACTOR KILLER
1. PODER FERMENTATIVO ELEVADO
Produccin y tolerancia al etanol. Ausencia de problemas de acabado.
2. ACIDEZ VOLTIL BAJA
Baja produccin de cido actico yacetato de etilo.
3. CORRECTA CINTICA FERMENTATIVA
Rpido arranque y acabado.
Duracin de la fermentacin.
Regularidad fermentativa.
Resistencia a estrs fermentativo.
4. RESISTENCIA AL SO2
Gentica e inducible.
5. AUSENCIA DE DEFECTOS OLFATIVOS
Mnima produccin de SH2 y otrosderivados azufrados.
6. FACTOR KILLER
Fenotipos K1, K2 y neutro.
7. OTROS SEGN TECNOLOGASESPECFICAS.
Blancos y tintos de calidad.
Espumosos naturales.
Crianza biolgica.
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PODERFERMENTATIVO
ELEVADO
BAJA
ACIDEZVOLTIL
CORRECTA
CINTICAFERMENTATIVA
AUSENCIADEFECTOS
OLFATIVOS
RESISTENCIA ASO2
FACTOR
KILLER
OTROS(MeOH,)
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C6H12O6 2 CH3-CH2OH + 2 CO2
Poder fermentativo (% Etanol v/v)
Grado alcohlico/Correcta cintica fermentativa
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CH3-COOHCH
3
-COOHCH3-COOH
CH3-COOH
CH3-COOH
CH3-COOH
Acidez voltil mnima
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RESISTENCIA A SO2
Saccharomycodes ludwigii
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Criterios especficos para la
vinificacin en blanco
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BLANCOS
TOLERANCIA
A BAJASTEMPERATURAS
Fermentacincontrolada a 16-20C
PRODUCCIN
DE AROMAS
Potenciacin de
aromas varietales.Expresin de aromassecundarios.
ACIDIFICACIN
BIOLGICA
Produccin de cidomlico
COMPORTAMIENTO
EN MEDIO LQUIDO
Desarrolllo
disperso.Escasa formacinde espuma
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Correcta fermentacin a baja temperatura
15 - 20 C
X
Tiempo (das)
Densidad
Paradafermentativa
Retrasos en
el arranque
Correcto perfil devoltiles fermentativos
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SH2
CH3-S-S-CH3
CH3-S-CH3
C2H5-S-S- C2H5
C2H5-S- C2H5
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SO3H2
SH2SO4-2 SO3-2
SO3H -
R-SH
TIOLES
TIOESTERES
MERCAPTANOS
CISTEINA
METIONINA
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Produccin de H2S en fermentados de uva por diferentes especies delevaduras vnicas
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Cepas de levadura capaces de fermentar mostos muydesfangados
T < 10 C
X
Tiempo (das)
Densidad
Paradafermentativa
Problemas
de acabado
DESFANGADO
INTENSO
MOSTO MUY LIMPIO NTU< 150 mg/L NFA
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Criterios relativos a la mejora del aroma
Cepas con baja produccin de voltiles fermentativospara la elaboracin de vinferas aromticas/ terpnicas
Reducir aromas
fermentativos en variedadesaromticas
Time (min)
Intensity
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OO
OHOH
OH
OH
-Glicosidasa
OHO
OHOH
OH
OH
OH+
Criterios relativos a la mejora del aromaCepas con actividad beta-Glicosidasa para favorecer laliberacin de terpenos voltiles
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ACETATO DE ISOAMILO
ACETATO DE ISOBUTILO
ALCOHOLES SUPERIORES
ALDEHDOS
MEJORA DEL PERFIL
ORGANOLPTICO DEVARIEDADES NEUTRAS
Time (min)
Intensity
Criterios relativos a la mejora del aromaProduccin adecuada de steres y otros voltiles
fermentativos para la elaboracin de vinferas neutras
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ACETATOS
FENIL-ETILO (6 ppb)
HEXILO (2, 4 ppb)
ISOAMILO (4 ppb)
ACIDOS
BUTRICO
CAPRLICO (17 ppb)
CPRICO (5,8 ppb)
CAPROICO (8 ppb)
ISOBUTRICO
CAPRATO DE ETILO (3,2 ppb)
CAPRILATO DE ETILO (2,6 ppb)
CAPROATO DE ETILO (1 ppb)
FENIL-2-ETANOL (15 ppb)
HEXANOL
LACTATO DE ETILOSUCCINATO DE ETILO
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glucosa
glucosa-6-P
fructosa-6-P fructosa
fructosa-1,6-diP
dihidroxiacetona-P gliceraldehdo-3-PNADH,H +
ATP
ATP
NAD +
CITOPLASMA
MEDIOEXTERIOR
HXK, GK
PGI
PFK
ALD
?
L-glicerol-3-fosfato
Glicerol
ATP
Criterios relativos a la mejora de la estructura
Cepas productoras de glicerina
O
O
O
O
OOO
O
OO
O
O
OH OH
OHGLICERINA
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O
O
O
O
OO
HO
O
O
O O
H
H
L-MLICOH O O
O
O O
H
OXALACTICO
O
O
O
H PIRVICO
GLUCOSA
GLICOLSIS
CO2BIOTINA
PCARBOXILASA
NADH2
NAD+
MALATODH
Criterios relativos a la mejora
de la acidezCepas productoras de cidomlico
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HO
O
O
O O
H
H
L-MLICO
Criterios relativos a la mejora de la acidezCepas degradadoras de cido mlico
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Morata, A. Tesis Doctoral. UPM. 2004
Criterios relativos a la mejora de la acidezDesacidificacin / Acidificacin biolgica
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Criterios especficos para la
vinificacin en tinto
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COLOR
Produccin
de
acetaldehido.
Formacinde
vitisinas AyB.
Noexpresin
deactividad
glicosidasa.
Adsorcinde
antocianospor
paredes
celulares.
ESTRUCTURA
Produccinde
glicerina.
Produccin2,3
butanodioles.
Emisinde
polisacridosde
pared.
AROMA
Correcto
perfil
devoltiles,con
bajas
produccionesde
alcoholes
isoamlicos,acetatodeetilo
ymetanol
OTROS
Degradacin
decido
mlico.
Resistencia
aestrs
fermentativo.
TINTOS
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Elevado poder fermentativo
14,10,315,50,214,00,2Media
13,90,113,50,613,80,1S6U
14,40,217,20,214,10,27VA
14,30,415,40,214,10,31VA
14,40,215,00,114,00,33VA
14,20,415,10,214,10,11EV
13,30,113,00,213,90,22EV
14,00,114,90,114,10,17EV
14,40,416,90,114,00,09CV
14,30,417,00,114,00,05CV
14,30,517,10,114,00,14CV
Alc (% v/v) Alc (% v/v) Alc (% v/v)Levadura
13,5 (244)17 (330)13,5 (244)B (g/L)
322525Temperatura (C)
14,10,315,50,214,00,2Media
13,90,113,50,613,80,1S6U
14,40,217,20,214,10,27VA
14,30,415,40,214,10,31VA
14,40,215,00,114,00,33VA
14,20,415,10,214,10,11EV
13,30,113,00,213,90,22EV
14,00,114,90,114,10,17EV
14,40,416,90,114,00,09CV
14,30,417,00,114,00,05CV
14,30,517,10,114,00,14CV
Alc (% v/v) Alc (% v/v) Alc (% v/v)Levadura
13,5 (244)17 (330)13,5 (244)B (g/L)
322525Temperatura (C)
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Morata, A.; J. A. Surez.; y col. Tecnologa del Vino. 2004, 15, 39-45
Resistencia a estrs fermentativo
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Baja produccin de acidez voltil a elevada temperatura
ELEVADA TEMPERATURAEN PARTES SLIDAS
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HO
O
O
O O
H
H
L-MLICO
Criterios relativos a la mejora de la acidez
Cepas degradadoras de cido mlico FACILITAN LAINICIACIN Y
DESARROLLO DE LAFML
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Produccin de polialcoholes fermentativos
ELEVADA PRODUCCIN DE 2,3-BUTANODIOLES
MAYOR DENSIDAD
DULZORINTEGRACIN DE LA TANICIDAD
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-Glicosidasa
Criterios relativos a la mejora del colorAusencia de actividad beta-Glicosidasa
O+
OH
OH
OH
O-Glucose
OMe
OMeMalvidin-3-O-glucoside(grape)
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Antocianos identificados en la uvaAntocianos identificados en la uva
O+
OH
OH
HOH
OH
O-Glu
O+
OH
OH
HOH
OH
O-Glu
O+
OHOH
OHOH
OH
O-Glu
O+
H
OH
HOH
OH
O-Glu
O+
OH
OH
OH
O-Glu
OH
OMe
O+
OH
OH
OH
O-Glu
OM e
OMeDelfidinaDelfidina
33OOglucglucsidosido
CianidinaCianidina33OOglucglucsidosido
PelargonidinaPelargonidina33OOglucglucsidosido MalvidinaMalvidina33OOglucglucsidosido
PetunidinaPetunidina33OOglucglucsidosido
PeonidinaPeonidina33OOglucglucsidosido
O+
OH
HOH
OH
O-Glu
OMe
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SUPERFICIE CELULAR DE UN MOSTO ENFERMENTACIN
1 Litro de mostoen fermentacin
10 um
5um
10010-12 m2 x 108 ufc/mL x 103 mL/L = 10 m2
10 m2
de paredescelulares
3,16 m
3,16m
Criterios relativos a la mejora del colorBaja adsorcin de antocianos por paredes celulares
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+
OCH3OH
OCH3OHOCH
-
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O-Gl
O+
OH OCH3
OH O-Gl
O+
OH
OH
OCH3
OH O-Gl
O+
OH
OCH3OH
OCH3
OH
Levadurasimpermeables
Levadurasadsorbentes
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Elevadaadsorcin
Bajaadsorcin
Diferencias en la adsorcin de antocianos
Morata, A.; J. A. Surez.; y col. J. Agric. Food Chem. 2003, 51, 4084-4088
Morata, A.; J. A. Surez.; y col. E. Food Res. Technol. 2005, 220, 341-346
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Elevada
adsorcin
Baja
adsorcin
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Enologa [email protected]@upm.es
E l II
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vinos/adsorbidos
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
400 450 500 550 600 650 700
wl (nm)
U
A
Desplazamiento del mximo de
absorcin
Baja adsorcin en
paredes celulares
Mayor intensidad de
color en vinos
Variedad: Graciano
3VA
9CV
vinos/adsorbidos
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
400 450 500 550 600 650 700
wl (nm)
U
A
Desplazamiento del mximo de
absorcin
Baja adsorcin en
paredes celulares
Mayor intensidad de
color en vinos
Variedad: Graciano
3VA
9CV
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METABOLITOS
E l II
-
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CH3
HOOCO
CH3
HO
C H 3C H 2O H
G
glucosa-6-P
fructosa-6-P
fructosa-1,6-diP
D H P G A-3-P
N A D H ,H +
ATP
ATP
NAD +
HXK, GK
PG I
PFK
TPI
ALD
G3 PD H
1,3-difosfoglicerato
P G KATP
3-fosfoglicerato
2-fosfoglicerato
PG M
fosfoenol piruvato
EN O
piruvato
PyKATP
C H 3C H O
AD H
C O 2
PyC
acetaldehdo
etanol
METABOLITOSFERMENTATIVOS vs
PIGMENTOS DEELEVADA ESTABILIDAD
O-Gl
O+
OH
OCH3OH
OCH3
OH
O-Gl
O+
O
OH
OCH3OH
OCH3
COOH
O-Gl
O+
O
OH
OCH3OH
OCH3
GLUCOSA
M3G
VIT B
VIT A
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E l II
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46/53
0
20
40
60
80
100
120
140
0 5 10 15 20 25 30
Time (days)
(mg/L)
9CV 2EV 3VA 7VA S6U
METABOLITOSFERMENTATIVOS vsPIGMENTOS DE
ELEVADAESTABILIDAD
2b
CIDO PIRVICO
Morata, A.; J. A. Surez.; y col. J. Agric. Food Chem. 2003, 51, 7402-7409.
Enologa [email protected]@upm.es
E l II
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METABOLITOSFERMENTATIVOS vs
PIGMENTOS DEELEVADA
ESTABILIDAD
0
20
40
60
80
100
120
140
0 5 10 15 20 25 30
Time (days)
(mg/L)
9CV 2EV 3VA 7VA S6U
2aACETALDEHDO
Enologa [email protected]@upm.es
E l II
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O
+
O
OH
OH
O-Glucose
OMe
R2R1
OH
OMe
R2R1
OH
O OH
R2R1
OH
O
+
OH
OH
OH
O-Glucose
OMe
OMeMalvidin-3-O-glucoside(grape)
Vinylphenolic pyranoanthocyanin(wine)
hydroxycinnamic acid(grape)
Vinylphenol
yeasthydroxycinnamatedecarboxylase +
(fermentation)
Caffeic acid:p-Coumaric acid:Ferulic acid:
R1=-OH; R2=-H;R1=-H; R2=-H;R1=-OCH3; R2=-H;
malvidin-3-O-glucoside-4-vinylcatecholmalvidin-3-O-glucoside-4-vinylphenolmalvidin-3-O-glucoside-4-vinylguaiacol
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Enologa II
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Enologa II
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Enologa II
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CIDOS CINMICOS
R2
OH
R1
CH2CH3
R2
OH
R1
CH
CH2
R2
OH
R1
CH
CH
COOH
Cinamato
descarboxilasa
Vinilfenol
reductasa
VINILFENOLES ETILFENOLES
4-vinilcatecol4-vinilfenol4-vinilguaicol
4-etilcatecol4-etilfenol4-etilguaicol
CO2
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Enologa II
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Multiple range test for comparison of wine subsamples. Y: young wine; C: cru wine; R: reserv wine;EC: Ethyl carbamate
Uthurry, C.; Surez., J. A.; y col. Food Chem. 2004, 88, 329-336
Criterios relativos a la seguridad alimentariaCepas arginasa negativas con baja produccin de
carbamato de etilo
Enologa [email protected]@upm.es