Levadura en la elaboración del vino

El papel de la levadura en la elaboración del vino es el elemento más importante que distingue al vino del zumo de fruta . En ausencia de oxígeno , la levadura convierte los azúcares de la fruta en alcohol y dióxido de carbono mediante el proceso de fermentación . ^{[ 1 ]} Cuanto mayor sea el contenido de azúcares en las uvas , mayor será el nivel potencial de alcohol del vino si se permite que la levadura lleve a cabo la fermentación hasta la sequedad . ^{[ 2 ]} A veces, los enólogos detienen la fermentación prematuramente para dejar algunos azúcares residuales y dulzor en el vino, como en el caso de los vinos de postre . Esto se puede lograr bajando la temperatura de fermentación hasta el punto en que la levadura se inactiva, filtrando el vino de forma estéril para eliminar la levadura o fortificándolo con brandy o alcohol neutro para matar las células de levadura. Si la fermentación se detiene involuntariamente, por ejemplo, cuando las levaduras se agotan de los nutrientes disponibles y el vino aún no ha alcanzado la sequedad, se considera una fermentación detenida . ^{[ 3 ]}

La levadura más común asociada con la elaboración del vino es Saccharomyces cerevisiae , que ha sido preferida debido a sus capacidades de fermentación predecibles y vigorosas, tolerancia a niveles relativamente altos de alcohol y dióxido de azufre , así como su capacidad para prosperar en un pH normal del vino entre 2.8 y 4. A pesar de su uso generalizado, que a menudo incluye la inoculación deliberada a partir de cepas cultivadas, S.  cerevisiae rara vez es la única especie de levadura involucrada en una fermentación. Las uvas traídas de la cosecha generalmente están repletas de una variedad de "levaduras silvestres" de los géneros Kloeckera y Candida . Estas levaduras a menudo comienzan el proceso de fermentación casi tan pronto como se recolectan las uvas, cuando el peso de los racimos en las cajas de cosecha comienza a aplastar las uvas, liberando el mosto rico en azúcar . ^{[ 4 ]} Si bien la adición de dióxido de azufre (a menudo añadido en el triturador) puede limitar algunas de las actividades de las levaduras silvestres, estas levaduras generalmente mueren una vez que el nivel de alcohol alcanza aproximadamente el 15% debido a la toxicidad del alcohol en la fisiología de las células de levadura, mientras que las especies de Saccharomyces más tolerantes al alcohol toman el relevo. Además de S. cerevisiae , Saccharomyces bayanus es una especie de levadura que puede tolerar niveles de alcohol del 17-20% y se usa a menudo en la producción de vinos fortificados como los oportos y variedades como Zinfandel y Syrah cosechadas con altos niveles de azúcar Brix . Otra levadura común involucrada en la producción de vino es Brettanomyces , cuya presencia en un vino puede ser vista por diferentes enólogos como un defecto del vino o, en cantidades limitadas, como una nota adicional de complejidad. ^{[ 5 ]} 

Durante la mayor parte de la historia del vino , los enólogos desconocían el mecanismo que transformaba el jugo de uva azucarado en vino alcohólico. Observaban el proceso de fermentación, que a menudo se describía como "hervir", "ebullición" o como si el vino se "agitara" debido a la liberación de dióxido de carbono, lo que le confería una apariencia espumosa y burbujeante. Esta historia se conserva en la etimología de la palabra "levadura", que esencialmente significa "hervir". ^{[ 3 ] [ 6 ]}

A mediados del siglo XIX, el gobierno francés encargó al científico Louis Pasteur que estudiara las causas del deterioro de algunos vinos. Su trabajo, que más tarde lo consagraría como uno de los "padres de la microbiología ", reveló la conexión entre las células microscópicas de levadura y el proceso de fermentación. Fue Pasteur quien descubrió que la levadura convertía los azúcares del mosto en alcohol y dióxido de carbono, aunque los mecanismos exactos mediante los cuales la levadura realizaba esta tarea no se descubrieron hasta el siglo XX con la ruta de Embden-Meyerhof-Parnas . ^{[ 7 ]}

La especie de levadura comúnmente conocida como Saccharomyces cerevisiae fue identificada por primera vez a finales del siglo XIX en un texto de enología como Saccharomyces ellipsoideus debido a la forma elíptica (en contraposición a la circular) de sus células. A lo largo del siglo XX, se identificaron más de 700 cepas diferentes de Saccharomyces cerevisiae . Las diferencias entre la gran mayoría de estas cepas son en su mayoría menores, aunque los enólogos individuales desarrollan una preferencia por cepas particulares al elaborar ciertos vinos o trabajar con variedades de uva específicas . Algunas de estas diferencias incluyen el vigor o la velocidad de fermentación, la tolerancia a la temperatura, la producción de compuestos volátiles de azufre (como el sulfuro de hidrógeno ) y otros compuestos que pueden influir en el aroma del vino. ^{[ 3 ]}

En la vinificación moderna, los enólogos tienen la opción de seleccionar entre una amplia gama de cepas de levadura, cada una con características distintivas que influyen en el perfil sensorial del vino. Estas cepas están fácilmente disponibles para su compra a través de proveedores especializados. ^{[ 8 ]} Los enólogos ahora pueden acceder fácilmente a cepas de levadura que acentúan características deseables en el vino, como los compuestos aromáticos, la sensación en boca y la cinética de la fermentación. Esta disponibilidad comercial de cepas de levadura ha revolucionado el arte de la vinificación al permitir un control más preciso sobre el proceso de fermentación y el carácter del vino resultante.

La función principal de la levadura es convertir los azúcares presentes (principalmente glucosa ) en el mosto de uva en alcohol. La levadura logra esto utilizando la glucosa a través de una serie de rutas metabólicas que, en presencia de oxígeno, producen no solo grandes cantidades de energía para la célula, sino también muchos intermediarios diferentes que la célula necesita para funcionar. En ausencia de oxígeno ( y a veces incluso en presencia de oxígeno ^{[ 9 ]} ), la célula continuará algunas funciones metabólicas (como la glucólisis ), pero dependerá de otras rutas, como la reducción de acetaldehído a etanol (fermentación), para "recargar" las coenzimas necesarias para mantener el metabolismo en marcha. Es a través de este proceso de fermentación que las células de levadura liberan etanol como producto de desecho. Finalmente, si las células de levadura están sanas y se permite que la fermentación se complete, todos los azúcares fermentables serán consumidos por la levadura, quedando solo la pentosa no fermentable , lo que deja una cantidad insignificante de azúcar residual. ^{[ 4 ]}

Otros compuestos presentes en el vino producidos por la levadura

Si bien la producción de alcohol es el subproducto más notable del metabolismo de la levadura desde la perspectiva de la vinificación, existen otros productos que la levadura produce y que también pueden influir en el vino resultante. Esto incluye el glicerol, que se produce cuando un intermediario del ciclo de la glucólisis ( dihidroxiacetona ) se reduce para "recargar" la enzima NADH necesaria para continuar otras actividades metabólicas. ^{[ 4 ]} Este se produce generalmente al principio del proceso de fermentación, antes de que los mecanismos para reducir el acetaldehído a etanol para recargar el NADH se conviertan en el principal medio de la célula para mantener el equilibrio redox . Dado que el glicerol contribuye a un mayor cuerpo y un sabor ligeramente dulce sin aumentar el nivel de alcohol del vino, algunos enólogos intentan favorecer intencionalmente las condiciones que promueven la producción de glicerol en el vino. Esto incluye seleccionar cepas de levadura que favorecen la producción de glicerol (o permitir que algunas levaduras silvestres como Kloeckera y Metschnikowia fermenten), una mayor exposición al oxígeno y aireación, así como fermentar a temperaturas más altas. ^{[ 9 ]} La producción de glicerol también se ve favorecida si la mayor parte del acetaldehído disponible se vuelve inaccesible al unirse con moléculas de bisulfito en el vino, pero se necesitaría una cantidad sustancial de dióxido de azufre añadido (muy por encima de los límites legales ) para prolongar la producción de glicerol más allá de estas etapas muy incipientes de la fermentación. ^{[ 10 ]}

Otros subproductos de la levadura incluyen: ^{[ 3 ] [ 10 ]}

• Metanol  : Se produce por la desmetilación de las pectinas del mosto mediante enzimas de la levadura. Es más común encontrarlo en vinos tintos que en blancos, pero solo en cantidades muy pequeñas, entre 20 y 200  mg/L.
• Aceites fusel  : se forman por la descomposición de aminoácidos por la levadura. Esto incluye el 2,3-butanodiol , que se forma cuando la levadura consume diacetilo , el compuesto que le da al Chardonnay y otros vinos un aroma a mantequilla , reduciéndolo primero a acetoína y luego al 2,3-butanodiol, de olor más neutro. Muchos cerveceros y enólogos que tienen un vino con un aroma demasiado a mantequilla suelen añadir cultivos de levadura fresca al tanque que ya no está fermentando para que la levadura consuma el diacetilo y reduzca el aroma. ^{[ 11 ]}
• Ácido succínico  : al igual que el glicerol, se forma a menudo al principio de la fermentación. Generalmente se encuentra en concentraciones de 500 a 1200  mg/L y es un ácido minoritario en la acidez total del vino .
• Ácido acético  : considerado un componente principal de la acidez volátil que puede hacer que un vino tenga un sabor desequilibrado y excesivamente ácido. Si bien el ácido acético es el principal ácido volátil producido por la levadura, también se pueden formar trazas de ácidos butírico , fórmico y propiónico  , dependiendo de la cepa de levadura. La mayoría de los países tienen leyes vinícolas que establecen el límite legal de acidez volátil, generalmente expresada como ácido acético, en 1200–2000 mg/L. El ácido acético también puede provocar el desarrollo del defecto del vino conocido como acetato de etilo , que se caracteriza por un olor a "quitaesmalte". Sin embargo, pequeñas cantidades de ácido acético son beneficiosas para la levadura, ya que las utilizan para sintetizar lípidos en la membrana celular. ^{[ 3 ]}

• Acetaldehído  : Si bien la mayor parte del acetaldehído producido se reduce a etanol o se une al dióxido de azufre,  pueden permanecer en el vino concentraciones de entre 50 y 100 mg/L. Las cepas de levadura flor que producen el vino español Jerez generan mayores cantidades, lo que contribuye a los característicos aromas "aldehídicos" de los jereces. En presencia de oxígeno, la levadura puede convertir parte del etanol presente en el vino de nuevo en acetaldehído, creando aromas oxidados . ^{[ 3 ]}
• Sulfuro de hidrógeno  : A menudo producido por la levadura durante la fermentación debido a una deficiencia de nitrógeno en el mosto. Esto puede ocurrir por la reducción de sulfatos o sulfitos presentes en el mosto o por la descomposición de células de levadura muertas por otras levaduras, que liberan aminoácidos que contienen azufre y que posteriormente son descompuestos por la levadura. Esto último suele suceder con vinos que permanecen en contacto con sus lías durante largos periodos entre trasiegos . En presencia de alcohol, el sulfuro de hidrógeno puede reaccionar con el etanol para formar etilmercaptanos y disulfuros que contribuyen a la aparición de aromas indeseables y defectos en el vino. Algunas cepas de levadura comerciales, como Montrachet 522, son conocidas por producir niveles más altos de sulfuro de hidrógeno que otras cepas, especialmente si el mosto presenta deficiencias nutricionales. ^{[ 1 ]}
• Ácido pirúvico  : junto con el acetaldehído, este compuesto puede reaccionar con las antocianinas extraídas del contacto con las pieles de la uva para crear un pigmento de color más estable ( piranoantocianina ) que puede realzar el color de algunos vinos tintos. ^{[ 3 ]}
• Varios ésteres , cetonas , lactonas , fenoles y acetales . ^{[ 2 ]}

Poso

Cuando las células de levadura mueren, se depositan en el fondo del recipiente de fermentación, donde se combinan con tartratos insolubles , semillas de uva, piel y fragmentos de pulpa para formar las lías . Durante la fermentación, el primer trasiego significativo, que elimina la mayor parte de las células de levadura muertas, se conoce como lías gruesas, en contraposición a las lías finas, menos gruesas , que aparecen a medida que el vino se asienta y envejece. Durante el tiempo que el vino permanece en contacto con las lías, pueden producirse diversos cambios debido tanto a la autólisis (o autometabolización) de las células de levadura muertas como a las condiciones reductoras que pueden desarrollarse si las lías no se airean ni se remueven (un proceso que los franceses denominan bâtonnage ). El tiempo que un vino permanece sobre sus lías (denominado sur lie ) dependerá del estilo de vinificación y del tipo de vino. ^{[ 12 ]}

El proceso de dejar el vino en contacto con las lías tiene una larga historia en la elaboración del vino, siendo conocido por los antiguos romanos y descrito por Catón el Viejo en el siglo II a. C. Hoy en día, esta práctica se asocia ampliamente con cualquier vino tinto fermentado en barrica , Muscadet , vino espumoso Champagne y Chardonnay, producidos en muchas regiones vinícolas del mundo. Normalmente, cuando los vinos se dejan en contacto con sus lías, se remueven regularmente para liberar las manoproteínas , polisacáridos y otros compuestos presentes en las paredes y membranas celulares de la levadura. Esta remoción también ayuda a evitar el desarrollo de compuestos de azufre reductores como mercaptanos y sulfuro de hidrógeno, que pueden aparecer si la capa de lías tiene más de 10 cm de espesor y permanece sin remover durante más de una semana. ^{[ 12 ]}  

La mayoría de los beneficios asociados al contacto con las lías se relacionan con la influencia en el vino de las manoproteínas liberadas durante la autólisis de las células de levadura. Compuestas principalmente de manosa y proteínas, con algo de glucosa, las manoproteínas suelen estar unidas a la pared celular de la levadura con compuestos aromáticos hidrofóbicos que se volatilizan al descomponerse dicha pared. La liberación de manoproteínas no solo produce cambios sensoriales en el vino, sino que también contribuye a la estabilidad de los tartratos y las proteínas , ayuda a mejorar el cuerpo y la sensación en boca del vino, y disminuye la percepción de amargor y astringencia de los taninos . ^{[ 4 ]}

La taxonomía de levaduras incluye la clasificación de las especies de levaduras según la presencia o ausencia de una fase sexual . Por lo tanto, algunas levaduras vinícolas se clasifican por su anamorfo asexual (o forma "imperfecta"), mientras que otras pueden clasificarse por su teleomorfo sexual (o forma "perfecta"). Un ejemplo común de esto es Brettanomyces (o "Brett"), que generalmente se menciona en textos de vino y viticultura bajo su clasificación asexual, aunque algunos textos científicos y vinícolas pueden describir especies específicas (como Dekkera bruxellensis ) bajo su clasificación sexual esporulante de Dekkera . ^{[ 4 ]} Salvo que se indique lo contrario, este artículo se referirá comúnmente a la forma asexual de la levadura del vino.

La levadura más común asociada generalmente con la elaboración del vino es Saccharomyces cerevisiae , que también se utiliza en la elaboración del pan y la cerveza . Otros géneros de levadura que pueden estar involucrados en la elaboración del vino (ya sea de forma beneficiosa o como causa de posibles defectos en el vino ) incluyen: ^{[ 3 ] [ 4 ]}

• Brettanomyces (Teleomorfo Dekkera )
• Candida (Teleomorfos para diferentes especies de varios géneros, incluidos Pichia , Metschnikowia , Issatchenkia , Torulaspora y Kluyveromyces )
• Kloeckera (Teleomorph Hanseniaspora ), generalmente la "levadura silvestre" más común que se encuentra en el viñedo. Algunas especies son conocidas como " levaduras asesinas " que producen niveles inhibitorios de acetato de etilo y ácido acético que pueden matar cepas sensibles de Saccharomyces cerevisiae ^{[ 5 ].}
• Códigos de sacaromicina
• Schizosaccharomyces , la única levadura del vino que se reproduce por fisión mientras que la mayoría de las levaduras del vino se reproducen por gemación . ^{[ 4 ]}
• Zygosaccharomyces , muy tolerante al alcohol, puede crecer en vinos de hasta 18% v/v. Además, esta levadura puede sobrevivir en niveles de azúcar extremadamente altos (hasta 60% p/p o 60 Brix ) y es muy resistente al dióxido de azufre. ^{[ 4 ]}
• Aureobasidium , en particular la especie de "levadura negra" Aureobasidium pullulans que se encuentra en bodegas húmedas y que puede contaminar el vino envejecido en barricas. ^{[ 4 ]}

Saccharomyces

El género de levadura Saccharomyces (moho de azúcar) es el preferido para la elaboración de vino (tanto de uva como de otros vinos frutales , además de usarse en la elaboración de cerveza y pan) debido a los atributos generalmente confiables y positivos que puede aportar al vino. Estas levaduras suelen fermentar fácilmente glucosa , sacarosa y rafinosa , y metabolizan glucosa, sacarosa, rafinosa, maltosa y etanol . Sin embargo, Saccharomyces no puede fermentar ni utilizar pentosas (como la arabinosa ), que generalmente está presente en pequeñas cantidades en los vinos como azúcares residuales. ^{[ 4 ]}

Además de Saccharomyces cerevisiae , otras especies dentro del género Saccharomyces que están involucradas en la elaboración del vino incluyen: ^{[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ]}

• Saccharomyces bayanus
• Saccharomyces beticus
• Saccharomyces fermentati
• Saccharomyces paradoxus
• Saccharomyces pastorianus
• Saccharomyces uvarum

Influencia de diferentes cepas en la fermentación

En 1996, Saccharomyces cerevisiae fue el primer organismo eucariota unicelular cuyo genoma completo fue secuenciado . Esta secuenciación ayudó a confirmar casi un siglo de trabajo de micólogos y enólogos en la identificación de diferentes cepas de Saccharomyces cerevisiae que se utilizan en la elaboración de cerveza , pan y vino . Hoy en día se han identificado varios cientos de cepas diferentes de S.  cerevisiae . ^{[ 3 ]} No todas las cepas son adecuadas para la elaboración de vino e incluso entre las que sí lo son, existe un debate entre enólogos y científicos sobre la magnitud real de las diferencias entre las diversas cepas y su impacto potencial en el vino. ^{[ 5 ]} Incluso entre las cepas que han demostrado diferencias distintivas al compararlas entre vinos jóvenes, estas diferencias parecen desvanecerse y volverse menos distintivas a medida que los vinos envejecen . ^{[ 2 ]}

Algunas diferencias distintivas entre las distintas cepas incluyen la producción de ciertos "sabores extraños" y aromas que pueden ser temporales (pero que producen una "fermentación maloliente") o que pueden permanecer en el vino y tener que ser tratados mediante otros métodos de vinificación (como la presencia de compuestos volátiles de azufre como el sulfuro de hidrógeno ) o dar como resultado un vino defectuoso. Otra diferencia radica en el "vigor" o velocidad de la fermentación (que también puede verse influenciada por otros factores además de la selección de la levadura), ya que algunas cepas de levadura tienen tendencia a realizar "fermentaciones rápidas", mientras que otras pueden tardar más en iniciarse. ^{[ 3 ]}

Otra diferencia menos cuantificable, sujeta a mayor debate y a las preferencias de los enólogos, es la influencia de la selección de cepas en los sabores varietales de ciertas variedades de uva, como Sauvignon Blanc y Sémillon . Se cree que estos vinos pueden verse influenciados por los tioles producidos por la hidrólisis de ciertos compuestos unidos a la cisteína mediante enzimas más prevalentes en cepas específicas. Otras variedades aromáticas, como Gewürztraminer , Riesling y Muscat, también pueden verse influenciadas por cepas de levadura con altos niveles de enzimas glucosidasas que modifican los monoterpenos . De manera similar, aunque potencialmente en menor medida, otras variedades podrían verse influenciadas por enzimas hidrolíticas que actúan sobre alifáticos , norisoprenoides y derivados del benceno , como los polifenoles presentes en el mosto . ^{[ 3 ]}

En la producción de vino espumoso, algunos enólogos seleccionan cepas (como una conocida como Épernay, que recibe su nombre de la ciudad en la región vinícola de Champagne en Francia y Champagne de California , también conocida como cepa UC-Davis 505) que se sabe que floculan bien, lo que permite eliminar fácilmente las células de levadura muertas mediante remoción y degüelle . En la producción de jerez , la película superficial de levadura conocida como flor, utilizada para hacer el estilo distintivo de los jereces fino y manzanilla , proviene de diferentes cepas de Saccharomyces cerevisiae , ^{[ 3 ]} aunque la levadura flor comercial disponible para inocular a menudo es de diferentes especies de Saccharomyces , Saccharomyces beticus , Saccharomyces fermentati y Saccharomyces bayanus . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 5 ]}

En la elaboración del vino, el término "levadura silvestre" tiene múltiples significados. En su contexto más básico, se refiere a la levadura que no ha sido introducida en el mosto mediante la inoculación intencional de una cepa cultivada. En cambio, estas "levaduras silvestres" suelen entrar en contacto con el mosto a través de su presencia en los equipos de vendimia, los contenedores de transporte, los equipos de vinificación y como parte de la flora natural de la bodega. Muy a menudo, se trata de cepas de Saccharomyces cerevisiae que se han asentado en estos lugares a lo largo de los años, a veces introducidas previamente mediante la inoculación de añadas anteriores. En este contexto, a estas levaduras silvestres se las suele denominar levadura ambiental , autóctona o natural , en contraposición a la levadura inoculada , seleccionada o cultivada . Las bodegas que a menudo dependen exclusivamente de estas cepas "propias" a veces comercializan sus vinos como producto de fermentaciones silvestres o naturales . ^{[ 3 ]} El Nanfang Caomu Zhuang (c. 304) contiene la descripción más antigua de la elaboración de vino utilizando " fermento de hierbas " ( cǎoqū草麴), levadura silvestre con arroz y diversas hierbas, incluyendo el venenoso Gelsemium elegans ( yěgé冶葛). ^{[ 13 ] [ 14 ]}

Otro uso del término "levadura silvestre" se refiere a los géneros de levaduras no Saccharomyces presentes en el viñedo, en la superficie de las vides y de las propias uvas. En un viñedo típico, pueden existir entre 160 y 100 000 unidades formadoras de colonias de levaduras silvestres por baya. Estas levaduras pueden ser transportadas por corrientes de aire, aves e insectos a través del viñedo e incluso hasta la bodega (por ejemplo, por moscas de la fruta ). Las levaduras silvestres más comunes que se encuentran en el viñedo pertenecen a los géneros Kloeckera , Candida y Pichia, siendo Kloeckera apiculata la especie dominante con diferencia. ^{[ 5 ]} Saccharomyces cerevisiae , en sí misma, se encuentra con bastante poca frecuencia en el viñedo o en la superficie de las uvas recién cosechadas, a menos que la bodega reintroduzca con frecuencia residuos de la bodega (como lías y orujo ) en el viñedo. ^{[ 3 ]}

Investigaciones recientes han demostrado cómo el cambio climático está empezando a afectar el comportamiento de la levadura durante la fermentación. Debido al aumento de las temperaturas, las uvas llegan a las bodegas con niveles de azúcar más elevados. Esto ejerce mayor presión sobre la levadura y aumenta el riesgo de fermentaciones detenidas. Por ello, los enólogos están prestando más atención que nunca a la selección de la levadura para la fermentación. Las fermentaciones mixtas, que utilizan levaduras distintas de Saccharomyces junto con Saccharomyces cerevisiae, también se están popularizando para mejorar la complejidad del vino y reducir la acidez volátil. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

A diferencia de la levadura silvestre Saccharomyces "ambiental" , estos géneros de levaduras silvestres tienen una tolerancia muy baja tanto al alcohol como al dióxido de azufre. Son capaces de iniciar una fermentación y a menudo comienzan este proceso ya en la caja de vendimia, cuando los racimos de uvas se aplastan ligeramente bajo su propio peso. Algunos enólogos intentan "eliminar" estas levaduras con dosis de dióxido de azufre, generalmente en la trituradora antes de prensar las uvas o dejarlas macerar con contacto con los hollejos. Otros enólogos pueden permitir que las levaduras silvestres continúen fermentando hasta que sucumban a la toxicidad del alcohol que producen, que suele estar entre el 3 y el 5 % de alcohol por volumen, y luego dejan que cepas de Saccharomyces inoculadas o "ambientales" terminen la fermentación. ^{[ 3 ]}

El uso de levaduras silvestres, tanto ambientales como no Saccharomyces, conlleva tanto beneficios potenciales como riesgos. Algunos enólogos consideran que el uso de levaduras autóctonas contribuye a la expresión única del terruño en el vino. En regiones vinícolas como Burdeos , las bodegas clasificadas y de gran prestigio suelen destacar la calidad de sus cepas autóctonas. Por ello, a menudo las bodegas devuelven el orujo y las lías sobrantes de la vinificación al viñedo para utilizarlos como compost , con el fin de fomentar la presencia continua de cepas favorables. Sin embargo, en comparación con las levaduras inoculadas, estas levaduras ambientales presentan el riesgo de una fermentación más impredecible. Esta imprevisibilidad no solo puede manifestarse en la presencia de sabores/aromas indeseables y una mayor acidez volátil , sino también en la posibilidad de una fermentación detenida si las cepas de levadura autóctonas no son lo suficientemente vigorosas como para convertir completamente todos los azúcares. ^{[ 3 ]}

Es prácticamente inevitable que las levaduras silvestres no Saccharomyces tengan un papel en el inicio de la fermentación de casi todos los vinos, pero las bodegas que optan por permitir que estas levaduras continúen fermentando en lugar de minimizar su influencia lo hacen con la intención de mejorar la complejidad a través de la biodiversidad. Si bien estas levaduras no Saccharomyces fermentan glucosa y fructosa en alcohol, también tienen el potencial de crear otros intermediarios que podrían influir en el perfil de aroma y sabor del vino. Algunos de estos intermediarios podrían ser positivos, como el feniletanol , que puede impartir un aroma similar al de las rosas . ^{[ 5 ]} Sin embargo, al igual que con las levaduras ambientales, los productos de estas levaduras pueden ser muy impredecibles  , especialmente en términos de los tipos de sabores y aromas que pueden producir. ^{[ 3 ]} Por eso, actualmente se están realizando muchos estudios sobre el comportamiento de las levaduras no Saccharomyces y su coinoculación en el vino. Esto permite aprovechar los beneficios de estas levaduras, como L. thermotolerans, M. pulcherrima, H. vineae y T. delbrueckii... y producir metabolitos de interés para la producción de vinos únicos, como niveles más altos de ácido láctico (Lt), grandes cantidades de terpenos, tioles y ésteres, como el octanoato de etilo (Mp), niveles más altos de acetato de 2-feniletilo y bencenoides (Hv), y menor acidez volátil y mayor textura/cuerpo (Td). ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

Cuando los enólogos seleccionan una cepa de levadura cultivada, lo hacen principalmente porque desean una fermentación predecible llevada a cabo hasta su finalización por una cepa que tenga un historial de confiabilidad. Entre las consideraciones particulares que suelen ser importantes para los enólogos está la tendencia de una levadura a: ^{[ 5 ]}

• Comienza rápidamente la fermentación, compitiendo con otras "levaduras silvestres" por los nutrientes del mosto.
• Utilizar completamente todos los azúcares fermentables con una tasa de conversión de azúcar a alcohol predecible.
• Tener una tolerancia al alcohol de hasta el 15% o incluso más, dependiendo del estilo de elaboración del vino.
• Tienen una alta tolerancia al dióxido de azufre, pero una baja producción de compuestos de azufre como el sulfuro de hidrógeno o el sulfuro de dimetilo.
• Producir una cantidad mínima de piruvato , ácido acético y acetaldehído residuales.
• Produce una mínima cantidad de espuma durante la fermentación, lo que puede dificultar el manejo del sombrero de orujo durante la maceración o provocar que los tapones salten durante la fermentación en barrica .
• Presentan altos niveles de floculación y compactación de lías , lo que facilita el trasiego , la clarificación y el filtrado del vino.

Las levaduras inoculadas (o de cultivo puro ) son cepas de Saccharomyces cerevisiae que han sido identificadas y cultivadas en bodegas de todo el mundo (incluidos productores destacados de regiones vinícolas reconocidas como Burdeos , Borgoña , Napa Valley y Barossa Valley ). Estas cepas se analizan en laboratorios para determinar su vigor, tolerancia al dióxido de azufre y al alcohol, niveles de producción de ácido acético y compuestos de azufre, capacidad de refermentación (positiva para vinos espumosos pero negativa para vinos dulces de vendimia tardía ), desarrollo de una película superficial en el vino (positiva para algunos estilos de Jerez pero negativa para muchos otros vinos), mejora del color del vino o de ciertas características varietales mediante enzimas en las células de levadura y otros productos metabólicos producidos por la levadura, tendencias a la formación de espuma y floculación, propiedades levaduricidas (un rasgo conocido como " levadura asesina ") y tolerancia a deficiencias nutricionales en el mosto que pueden provocar una fermentación detenida. ^{[ 3 ]}

Rehidratación de cultivos de levadura liofilizada

Las levaduras de cultivo puro que se cultivan en laboratorio suelen liofilizarse y envasarse para su uso comercial. Antes de añadirlas al mosto, estas levaduras deben rehidratarse en cultivos iniciadores que deben controlarse cuidadosamente (especialmente en lo que respecta a la temperatura) para asegurar que las células de levadura no mueran por el choque térmico . Idealmente, los enólogos desean añadir suficiente inóculo para obtener una densidad de población celular viable de 5 millones de células por mililitro. La cantidad exacta de cultivo liofilizado varía según el fabricante y la cepa de levadura, pero suele ser de alrededor de 1  gramo por galón (o 25  gramos por 100 litros). Los vinos que podrían presentar problemas de fermentación (como los vinos de vendimia tardía con alto contenido de azúcar o los vinos botryizados) pueden contener una mayor cantidad de levadura. ^{[ 5 ]}

De igual manera, los procedimientos de rehidratación también varían según el fabricante y la bodega. La levadura se inocula a menudo en un volumen de agua o mosto de uva que es de 5 a 10 veces el peso de la levadura seca. Este líquido suele calentarse a 40 °C (104 °F) antes de introducir la levadura (aunque algunas cepas de levadura pueden necesitar temperaturas inferiores a 38 °C (100 °F) ^{[ 1 ]} ) para permitir que las células se dispersen fácilmente en lugar de agruparse y depositarse en el fondo del recipiente. La activación por calor también permite que las células restablezcan rápidamente su barrera de membrana antes de que los componentes citoplasmáticos solubles escapen de la célula. La rehidratación a temperaturas más bajas puede reducir considerablemente la viabilidad de la levadura, con hasta un 60 % de muerte celular si se rehidrata a 15 °C (59 °F) . A continuación, el cultivo se agita y airea para incorporar oxígeno, que la levadura utiliza en la síntesis de los factores de supervivencia necesarios. ^{[ 5 ]}      

La temperatura del cultivo iniciador se reduce lentamente, a menudo mediante la adición gradual de mosto, hasta alcanzar una temperatura de entre 5 y 10 °C (41 y 50 °F) respecto al mosto al que se añadirá el cultivo. Esto se hace para evitar el choque térmico repentino que podrían sufrir las células de levadura si el cultivo iniciador se añadiera directamente al mosto, lo que podría matar hasta el 60 % del cultivo. Además, las células que sobreviven al choque térmico tienden a aumentar la producción de sulfuro de hidrógeno. ^{[ 5 ]}  

Para completar con éxito una fermentación con una mínima o nula adición de atributos negativos al vino, la levadura necesita que se satisfagan todas sus necesidades nutricionales. Estas incluyen no solo una fuente de energía disponible (carbono en forma de azúcares como la glucosa) y nitrógeno asimilable por la levadura ( amoniaco y aminoácidos o YAN), sino también minerales (como el magnesio ) y vitaminas (como la tiamina y la riboflavina ) que sirven como factores importantes de crecimiento y supervivencia. Entre las otras necesidades nutricionales de la levadura del vino: ^{[ 4 ]}

• Fosfato  : se utiliza para la producción de ácidos nucleicos , fosfolípidos (un componente importante de la membrana celular) y ATP ( adenosín trifosfato , que la célula utiliza para transferir energía para el metabolismo).
• Potasio  : importante para la absorción y utilización del fosfato.
• Biotina  : interviene en la síntesis de proteínas , ácidos grasos y ácidos nucleicos.
• Ácido pantoténico  : interviene en el metabolismo de los azúcares y los lípidos . Una deficiencia de esta vitamina puede provocar una mayor producción de sulfuro de hidrógeno, lo que resulta en aromas indeseables en el vino.
• Ácido nicotínico  : interviene en la síntesis de nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+), una coenzima importante para mantener el equilibrio redox de la célula, así como en el propio proceso de fermentación del etanol .
• Inositol  : interviene en las moléculas mensajeras secundarias que facilitan la división celular .
• Cantidades mínimas de calcio , cloro , cobre , hierro , manganeso y zinc son esenciales para el buen funcionamiento celular.

Muchos de estos nutrientes están presentes en el mosto y la piel de las uvas, pero a veces los enólogos los complementan con adiciones como fosfato diamónico (DAP), micronutrientes liofilizados (como Go-Ferm y Ferm-K ) e incluso los restos de células de levadura muertas o extraídas, de modo que la levadura fermentadora pueda descomponerlos para extraer el nitrógeno y los nutrientes disponibles. Una tradición vinícola histórica que aún se practica en algunas regiones vinícolas italianas es el método ripasso , que consiste en añadir el orujo sobrante del prensado de otros vinos a un lote de vino recién fermentado como fuente de alimento adicional para la levadura. ^{[ 4 ]}

Saccharomyces cerevisiae puede asimilar nitrógeno tanto de formas inorgánicas (amoniaco y amonio ) como orgánicas (aminoácidos, en particular arginina ). A medida que las células de levadura mueren, las enzimas dentro de las células comienzan a autolizarse , descomponiendo la célula, incluidos los aminoácidos. Esta autólisis celular proporciona una fuente de nitrógeno disponible para las células de levadura viables que aún fermentan. Sin embargo, esta autólisis también puede liberar compuestos con enlaces de azufre (como la descomposición del aminoácido cisteína ) que pueden combinarse con otras moléculas y reaccionar con el alcohol para crear tioles volátiles que pueden contribuir a una "fermentación maloliente" o al desarrollo posterior de diversos defectos en el vino. ^{[ 4 ]}

Directa o indirectamente, la levadura del vino puede ser la causante de una amplia variedad de defectos . Estos pueden incluir la presencia de sabores y aromas extraños, que pueden ser subproductos de la fermentación de levaduras silvestres, como las de especies de los géneros Kloeckera y Candida . Incluso la levadura común Saccharomyces cerevisiae puede causar algunos defectos, ya que algunas cepas producen niveles superiores a los ideales de ácido acético , acetaldehído y compuestos volátiles de azufre, como los tioles . Además, cualquier levadura puede tener baja tolerancia a deficiencias nutricionales, fluctuaciones o temperaturas extremas, y niveles de azúcar excesivos o bajos, lo que puede provocar una fermentación detenida . ^{[ 4 ]}

En presencia de oxígeno, varias especies de Candida y Pichia pueden crear una película superficial sobre el vino en el tanque o barrica. Si no se controlan, estas levaduras pueden agotar rápidamente los compuestos de azufre libres disponibles que protegen el vino de la oxidación y otros ataques microbianos . La presencia de estas levaduras se identifica a menudo por niveles elevados de acidez volátil , en particular ácido acético. Algunas cepas de Pichia metabolizan el ácido acético (así como el acetato de etilo y el acetato de isoamilo que también pueden producirse), con el efecto secundario de disminuir sustancialmente la acidez titulable y elevar el pH del vino a niveles que lo hacen propenso al ataque de otros microorganismos que lo deterioran. Comúnmente llamadas "levaduras de película", estas levaduras se distinguen de la levadura flor del jerez, que generalmente es bien recibida por los enólogos para la producción de los delicados vinos estilo fino. ^{[ 4 ]}

El crecimiento de muchas levaduras silvestres desfavorables generalmente se ralentiza a temperaturas más bajas en la bodega, por lo que muchos enólogos que desean inhibir la actividad de estas levaduras antes de que la levadura Saccharomyces, más favorable , comience a desarrollarse, suelen enfriar el mosto, como en el caso de la maceración en frío durante la fermentación a temperaturas entre 4 y 15 °C (39 y 59 °F) . Si bien algunas especies, como Brettanomyces , no se inhiben e incluso pueden proliferar durante un período prolongado de maceración en frío. ^{[ 5 ]}  

Brettanomyces

La levadura del vino Brettanomyces (o "Brett") produce compuestos aromáticos muy distintivos, 4-etilfenol (4-EP) y 4-etilguayacol (4-EG), que pueden hacer que un vino se describa como un olor a "establo", "silla de montar mojada" o "curita". Para algunos enólogos y con ciertos estilos de vino (como el Pinot Noir de Borgoña ), una cantidad limitada de estos compuestos podría considerarse un atributo positivo que añade complejidad al vino. ^{[ 4 ]} Para otros enólogos y con otros estilos de vino (como el Riesling del Mosela ), la presencia de cualquier Brett se considerará un defecto. ^{[ 20 ]} Las moscas de la fruta son vectores comunes en la transmisión de Brettanomyces entre tanques e incluso bodegas cercanas. ^{[ 5 ]}

Como levadura de fermentación, Brettanomyces generalmente puede fermentar un vino hasta niveles de alcohol de 10-11% antes de morir. A veces, Brettanomyces ya presente en un vino inoculado con Saccharomyces cerevisiae competirá con la cepa de Saccharomyces por los nutrientes e incluso la inhibirá debido a los altos niveles de ácido acético, ácido decanoico y ácido octanoico que muchas cepas de Brettanomyces pueden producir. ^{[ 5 ]}

Una vez que Brett se encuentra en una bodega, es muy difícil controlarlo incluso con una higiene estricta y el descarte de barricas y equipos que hayan estado en contacto con vino "Bretty". Esto se debe a que muchas especies de Brettanomyces pueden utilizar una amplia variedad de fuentes de carbono en el vino y el mosto de uva, incluido el etanol , para su metabolismo. Además, Brett puede producir una amplia gama de subproductos que podrían influir en el vino más allá de los compuestos 4-EP y 4-EG mencionados anteriormente. ^{[ 4 ]} Muchos de estos compuestos, como las "huellas" del 4-EP y el 4-EG, permanecerán en el vino incluso después de que las células de levadura mueran y se eliminen mediante el trasiego y la filtración estéril. ^{[ 5 ]}

• P. Romano, C. Fiore, M. Paraggio, M. Caruso, A. Capece " Función de las especies y cepas de levadura en el sabor del vino " . Archivado el 6 de junio de 2015 en Wayback Machine . International Journal of Food Microbiology 86 (2003). págs.  169–180.