Aprovechamiento de semillas de uva sobremaduras para la mejora del color de vinos tintos elaborados en clima cálido

Description

Por su gran impacto medioambiental, la gestión y reutilización de residuos agrícolas es uno de los grandes retos de la sociedad actual. En el caso de la vid, uno de los cultivos más extendidos, se producen millones de toneladas de residuos cada año y la industria enológica está en permanente búsqueda de vías de aprovechamiento de los subproductos ya que, además, son residuos ricos en compuestos fenólicos de interés bioactivo. En Andalucía se elaboran vinos generosos, de alta graduación alcohólica, procedentes de uvas blancas sometidas a concentración de azúcares por exposición directa al sol en paseras, lo que conduce a características fisicoquímicas y sensoriales especiales, tanto en las uvas como en los vinos obtenidos, y cuya elaboración genera un gran volumen de orujos. Más recientemente, adaptándose a las tendencias del mercado, las bodegas de esta región de clima cálido comenzaron a elaborar vinos tintos, lo que supuso un gran reto por las altas temperaturas que se alcanzan, agravadas por los efectos del cambio climático. Se dificulta la correcta maduración de la uva tinta y se produce un desfase entre las maduraciones tecnológica (azúcares/ácidos) y fenólica, lo que pone en riesgo la obtención de vinos tintos de calidad sensorial, en especial gustativa (astringencia) y visual (intensidad y estabilidad del color). Es conocido que los vinos tintos de clima cálido frecuentemente son desequilibrados, de color inestable y, por lo tanto, poco aceptados por el consumidor. El principal objetivo de esta Memoria es integrar ambas circunstancias, por un lado, el aprovechamiento de las semillas sobremaduras procedentes de la elaboración de vinos generosos y, por otro, la mejora del color de vinos tintos de clima cálido. Se plantea establecer el valor de las semillas sobremaduras como fuente de fenoles, optimizando su aplicación en la vinificación en tinto (momento, tiempo, dosis), y evaluar su efecto en la calidad y estabilización del color a través del fenómeno de copigmentación. Mediante cromatografía líquida de alta eficacia, se ha analizado el perfil fenólico de semillas de tres variedades de uvas blancas comúnmente usadas para la elaboración de vinos generosos (Pedro Ximénez, Moscatel y Zalema), con diferentes niveles de sobremaduración. Se destaca la riqueza fenólica de estas semillas sobremaduras, principalmente en flavanoles, ácidos benzoicos y procianidinas, siendo las de la variedad Moscatel las que presentaron un mayor contenido en fenoles. Se han elaborado vinos tintos de variedad Syrah, y se han añadido semillas sobremaduras de variedad Pedro Ximénez, como fuente alternativa de copigmentos, en diferentes condiciones en cuanto a la cantidad de semillas añadidas (dosis de 3 g/L y 12 g/L), el tiempo de maceración (7, 30 y 60 días) y la etapa de maceración (fermentativa y postfermentativa). Se determinó el perfil fenólico de los vinos y se aplicó la Colorimetría Triestímulo para evaluar el efecto sobre la copigmentación con antocianos y el color de los vinos, así como su evolución en el tiempo. Los vinos con adición fermentativa de semillas sobremaduras, es decir, coincidiendo con el encubado de los orujos, presentaron un mayor contenido en antocianos y procianidinas que los vinos testigo (sin adición de semillas), lo que condujo a una mayor estabilización de los antocianos en las últimas etapas de vinificación, con un efecto cromático positivo, obteniendo vinos tintos de color más estable, más oscuros y cuyos tonos permanecieron rojos hacia los azulados. Para poder controlar la duración de la maceración con las semillas, se planteó la adición de semillas sobremaduras tras el descube de los orujos, con diferentes tiempos de contacto. Con maceraciones postfermentativas de 60 días se obtuvieron vinos tintos con mayor calidad y estabilidad cromática. A partir de los extractos fenólicos en sistemas modelo, se han establecido diferencias cualitativas y cuantitativas en la composición de las semillas sobremaduras de diferentes variedades de uva blanca. Se estudió la influencia en la evolución de los antocianos monoméricos de hollejos de uvas tintas y la formación de nuevos pigmentos derivados. Aplicando la Colorimetría Triestímulo Diferencial, se ha evaluado la eficacia copigmentante y el efecto sobre la calidad y estabilización del color. Se comprobó que los efectos colorimétricos más positivos (colores más intensos y más estables en el tiempo) se produjeron con los extractos de semillas de Moscatel, seguidos de los de Pedro Ximénez. Por último, se ha aplicado la Espectroscopía Raman como método rápido y no destructivo, en comparación con el análisis cromatográfico, que implica la destrucción de la muestra, el gasto de tiempo en su preparación y el coste económico por el uso de reactivos. Por Espectroscopía Raman con excitación a 1064 nm, se han caracterizado espectroscópicamente semillas sobremaduras de uvas blancas de distinto perfil fenólico, obteniendo una buena discriminación entre variedades y diferentes estados de sobremaduración.

Abstract

Due to the environmental impact, the management and reuse of agricultural waste is one of the great challenges of today's society. In the case of vine, one of the most widespread crops, millions of tons of waste are produced each year and the oenological industry is constantly searching for ways to take advantage of byproducts since, in addition, they are rich in phenolic compounds, having bioactive interest. In Andalusia, generous wines of high alcohol content are produced from white grapes subjected to concentration of sugars by direct exposure to the sun in paseras, which leads to special physicochemical and sensory characteristics, both in the grapes and in the wines obtained, and whose elaboration generates a large volume of residues. More recently, adapting to the market trends, the wineries of this warm climate region began to elaborate red wines. This was a great challenge due to the high temperatures that are reached, aggravated by the effects of the climate change. The ripening of the red grape is inadequate being a gap between the technological (sugar/acid) and the phenolic maturation, which puts at risk the obtaining high-sensory quality red wines, mainly taste (astringency) and visual quality (intensity and color stability). Thus, it is known that warm-climate red wines are frequently unbalanced, unstable in color and, therefore, little accepted by the consumer. The main objective of this Thesis is to integrate both circumstances, on the one hand, the use of overripe seeds originated in the production of generous wines and, on the other hand, the improvement of the color of warm-climate red wines. Thus, the goal is to valorize the overripe seeds as a source of phenols, optimizing their application in red wine (moment, time, dose), and evaluate the effect on the quality and stabilization of color through the copigmentation phenomenon. By means of high efficiency liquid chromatography, the phenolic profile of seeds of three white grapes varieties commonly used for the production of generous wines (Pedro Ximénez, Moscatel and Zalema), with different levels of over-ripening, has been determined. The phenolic richness of these overripe seeds is highlighted, mainly in flavanols, benzoic acids and procyanidins, having the highest phenolic content in Moscatel variety. Red wines from Syrah variety have been produced, and Pedro Ximénez variety overripe seeds have been added, as external natural source of copigments, at different conditions regarding the amount of seeds added (doses of 3 g/L and 12 g/L), the maceration time (7, 30 and 60 days) and the maceration stage (fermentative and post-fermentative). The phenolic profile of wines was determined and Tristimulus Colorimetry was applied to evaluate the effect on copigmentation with anthocyanins and the color of the wines, as well as their evolution over time. The wines obtained with fermentative addition of overripe seeds, that is to say, coinciding with the vatting period, showed higher content in anthocyanins and procyanidins than the control wines (without seeds addition), which led to a greater stabilization of the anthocyanins in the last stages of vinification, with a positive chromatic effect, obtaining red wines of more stable color, darker and red towards bluish hues. Another assay consisted on adding the he overripe seeds after drawing-off (post-fermentative addition), in order to manage the time of contact (maceration) between wine and seeds. Also, different contact times were studied. 60-day post-fermentative macerations lead to red wines with higher quality and chromatic stability. Using the phenolic extracts of seeds in model systems, qualitative and quantitative differences have been established in the phenolic composition of overripe seeds from different white grape varieties. The influence on the evolution of monomeric anthocyanins from red grape skins and the formation of new derived pigments was studied. The copigmentation efficiency and the effect on the quality and stabilization of the color have been evaluated by applying Differential Tristimulus Colorimetry. It was found that the most positive colorimetric effects (colors more intense and more stable over time) were produced with Moscatel seed extracts, followed by those of Pedro Ximénez. Finally, Raman spectroscopy has been applied as a rapid and non-destructive method, in comparison with the chromatographic analysis, which involves sample destruction, time spent in preparing it and economic cost due to the use of reagents. By Raman spectroscopy with excitation at 1064 nm, we have characterized spectroscopically overripe seed of white grapes having different phenolic profile, obtaining a good discrimination between varieties and between different overripening states.

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