ES2883048B2 - Dispositivo y procedimiento para el tratamiento de la disminución o eliminación de las reducciones en los procesos fermentativos tanto en modo preventivo como curativo - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y procedimiento para el tratamiento de la disminución o eliminación de las reducciones en los procesos fermentativos tanto en modo preventivo como curativo

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento de la disminución o eliminación de las reducciones en los procesos fermentativos tanto en modo preventivo como curativo.

El objeto de la invención es por tanto ofrecer un proceso que permita corregir los defectos de reducción que conlleva la presencia de compuestos azufrados en los procesos fermentativos, tanto de forma preventiva como curativa.

La invención afecta igualmente al dispositivo específicamente diseñado para poder llevar a cabo el tratamiento anteriormente descrito.

Consecuentemente, la invención es de aplicación en el sector alimentario, en aquellos procesos que sean susceptibles de generarse productos o sustancias reductivas que confieran olor a cebolla, ajo, huevo podrido, etc., que son elementos no queridos o despreciables en las industrias vitivinícolas, cerveceras, sidreras, etc.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Uno de los grandes problemas en el sector vitivinícola es la presencia de compuestos azufrados y los defectos de reducción que estos conllevan. Por lo tanto se hace necesario encontrar formas preventivas y curativas para evitar su presencia. Estos aromas provocan pérdidas de calidad y por lo tanto pérdidas competitividad en el sector.

Los tratamientos actuales para la eliminación de estos defectos del vino son escasos y muy agresivos para su calidad e incluso estabilidad química, por lo que están muy legislados y controlados.

Ciertos compuestos azufrados (en particular aquellos que poseen la función tiol) participan positivamente en el aroma varietal en vinos de ciertas variedades, como el Sauvignon blanc. pero más generalmente, los derivados azufrados se caracterizan por provocar olores nauseabundos y por tener umbrales de detección muy bajos. Son conocidos bajo el nombre de mercaptanos y sulfuros. Como hemos podido ver, la reducción en los vinos radica esencialmente en la formación de contenidos anormalmente elevados de algunas moléculas azufradas malolientes. Los principales son el SH2, metanotiol y etanotiol.

El principal origen de estos compuestos azufrados es la producción de SH2 durante la fermentación alcohólica.

Existen dos vías bien establecidas para el origen de estos compuestos, una enzimática y otra química, como el azufre elemental proveniente de los tratamientos de la viña, que puede llevar a la formación de SH2. La producción de concentraciones anormalmente elevadas de SH2 puede sobrevenir sobre todo durante la fermentación alcohólica de mostos con carencias en nitrógeno asimilable, en efecto, en presencia de una fuente de nitrógeno fácilmente asimilable.

Durante la fermentación las levaduras deben realizar la fermentación en las mejores condiciones ambientales posibles, evitando que recurra a rutas metabólicas de expresión de estrés. Para ello, el sulfitado de la vendimia debe ser el mínimo imprescindible y este debe ser acorde al pH. Se debe corregir la acidez de la vendimia cuando esté comprendida entre 4.6 y 5.4 g/L expresados en ácido tartárico, tener un control térmico de la fermentación y realizar una corrección nutricional en NFA en el mosto y gestionar el aporte de oxígeno. Si a pesar de todo este trabajo realizado, aparecen defectos de reducción al final de la fermentación alcohólica, se torna imperativo el trasegado y la separación definitiva de las borras gruesas y finas, ya que estas en principio tienen carácter reductor y pueden tener actividades enzimáticas residuales (sulfito-reductasa), principalmente en el caso de levaduras que han sufrido carencias nutricionales.

Los tratamientos disponibles para la eliminación de compuestos azufrados actualmente son dos. La primera técnica curativa que se utiliza comúnmente es sencilla y lógica, consiste en aumentar el potencial de oxidorreducción con aireación mediante un trasiego del vino en contacto con el aire. No obstante, si bien es relativamente fácil eliminar el SH2, debido a su volatilidad, mediante trasiego y aireación, es muy diferente cuando se trata de metanotiol, etanotiol y sobre todo metionol, pues estos compuestos son mucho más pesados y no tan volátiles. Esta técnica solo será válida en el caso de defectos organolépticos de reducción producidos por el SH2, que aporta aromas a huevo podrido entre otros. Si aparecen otros descriptores como ajo, cebolla, col cocida, judías verdes, trapo de cocina, etc., debidos a la presencia de mercaptanos y sulfuros, esta técnica no será suficiente, incluso puede resultar contraproducente, ya que puede inducir por oxidación a la formación de sulfuros y disulfuros, con olor muy desagradable y con umbrales de percepción muy bajos.

En algunos países está permitido el uso de cloruro de plata (AgCL), pero la técnica de referencia más aplicada para las reducciones es el cobre y, en particular, el sulfato de cobre (CuSO4); su dosis máxima es de 1gr/hl siendo, por ley, 1mg/l el límite superior del contenido permitido de cobre residual en el vino, su poca afinidad por otras sustancias azufradas del medio que no sean el ácido sulfhídrico (H2S) puede ocasionar altos niveles residuales de cobre precisando una clarificación azul para evitar los riesgos de una quiebra cúprica.

Se han realizado trabajos probando el citrato de cobre como alternativa, siendo aceptado en países cómo Australia, Nueva Zelanda y algunos países del Este, la UE ratificó su aprobación en Agosto, 2009. La legislación marca la misma dosis máxima de 1gr/hl pero su afinidad por los compuestos azufrados indeseables es mayor que la del sulfato de cobre y los niveles residuales de éste son bajos por lo que se podrían reducir las cantidades a aplicar evitando riesgos. Suele presentarse en un soporte de bentonita que facilita su dosificación y homogenización. No se han observado inconvenientes por el ácido cítrico aportado.

Para el tratamiento y prevención de aromas de reducción en mostos y vinos blancos y rosados, existe un producto a base de un clarificante sintético formado a partir de la polimerización en medio alcalino de la polivinilpirrolidona (PVPP) y levaduras inactivadas , que es apto frente a diversas formas y causas de aromas de reducción: ácido sulfhídrico (H2S), sulfuros volátiles de bajo peso molecular cómo el disulfuro de dietilo, metionol, disulfuro de dimetilo, etilmercaptano y otros compuestos azufrados. La dosis media varía entre 20-40gr/hl y está autorizado con un máximo de 70gr/hl. Se puede emplear asociado al clarificante (PVPP) si la suma de ambos productos no supera los 80gr/hl. El preparado se disuelve en 10 veces su peso en mosto o vino, adicionándolo al depósito a tratar de manera que se homogenice perfectamente en el líquido. Transcurridos 7 días el vino o mosto se filtra para eliminar los complejos formados.

Para los vinos tintos existe otro tipo de producto, en este caso a base de taninos, levaduras inactivadas e iones de cobre en solución acuosa. Trata aromas de reducción de diferente naturaleza, como en el caso anterior para vinos blancos y rosados. La dosis media varía entre 20-30cc/hl no sobrepasando nunca los 40cc/hl. No requiere preparación previa adicionándose directamente al depósito homogeneizándolo cuidadosamente. Al cabo de 7 días el vino ha de filtrarse para eliminar los precipitados de los complejos formados entre los sulfuros y el producto.

Es importante que el tratamiento se realice al menos 10 días antes de la última filtración y embotellado.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento destinado a la disminución o eliminación de compuestos generados durante las fermentaciones que confieren aromas desagradables tipo huevo podrido, cebolla, queso, etc., llamados coloquialmente compuestos de reducción o compuestos azufrados por su naturaleza muchas veces compuestas por grupos azufre anteriormente explicado. Estos compuestos son producidos por metabolismos generados por las levaduras durante las fermentaciones en situaciones de estrés metabólico que se pueden unir a compuestos presentes en las matrices a fermentar o por procesos de óxido reducción de los compuestos presentes en la matriz a fermentar. Son procesos dependientes del estrés metabólico de las levaduras y de la propia matriz a fermentar donde pueden confluir o agravarse dependiendo de los compuestos que encuentren las levaduras en sus procesos metabólicos.

De forma más concreta, el proceso innovador consiste en la utilización de bolsas porosas, por ejemplo de celulosa u otro material permeable, del tipo de las empleadas en las infusiones, donde está introducido el contenido o los principios activos que reducen o eliminan la reducción.

Dependiendo del volumen del líquido fermentable (operación pre-fermentativa) o ya fermentado (operación post-fermentativa) a tratar, se introduce un numero x de bolsas permeables en los depósitos de fermentación, es decir a una dosis especifica.

Estas bolsas permeables van dentro de un soporte, que es una malla la cual deja pasar el líquido y esta malla va albergada dentro de un soporte o contenedor de acero inoxidable el cual va dentro del depósito de fermentación, normalmente en la parte inferior de los depósitos, aunque pudiera ir en cualquier ubicación siempre y cuando esté en contacto con el líquido y que se tenga acceso a él para quitar la malla albergada en él una vez termine el proceso.

Este receptáculo de acero inoxidable presenta agujeros en todo su contorno para que pueda pasar el contenido del líquido fermentable.

Las sustancias especificas o principios activos objeto también de esta invención presentan un alto poder de adsorción de compuestos azufrados propios de metabolitos formados en los procesos fermentativos, y la ventaja es que son insolubles en solución hidroalcohólica y caracterizados por constituir residuo cero, de ahí la invención y la ventaja competitiva que ofrece este proceso.

De esta manera no hay que realizar ningún proceso posterior de filtración para la eliminación de compuestos para este tipo de tratamientos, ni conllevan ninguna acción posterior como el cobre de oxidaciones o quiebras cúpricas posteriores, es decir es un producto que no deja residuo en el vino o cualquier otro producto fermentable, ya sea en su agregación con diferentes compuestos durante los procesos de fermentación o, una vez concluida ésta, durante los procesos de guarda en cualquier tipo de contenedor, como pueden ser depósitos o barricas.

Por lo tanto la invención no solo se centra en la utilización de estas sustancias o mezcla de ellas como tratamiento de la reducción que permiten dejar residuo cero en su tratamiento, ya que son insolubles, sino que además en el propio sistema de la invención al presentar un formato en bolsa de té, dentro de una malla y ésta dentro de un receptáculo metálico (que se confecciona a medida) dentro del depósito de fermentación, permite formatos por tanto de usar y tirar.

Una vez acabado el proceso se saca la malla del receptáculo metálico, y puede ser desechada, lo que se traduce en una mayor practicidad, fácil manejabilidad y residuo cero en matrices fermentables.

En cuanto a las sustancias o principios activos contenidos en las bolsas permeables, específicamente se ha previsto el empleo de quitina glucano y dióxido de silicio, ya que están autorizadas por la Organización Internacional de la Viña y el Vino (OIV) en el sector del vino dado su poder clarificador, presentando una alta reactividad o afinidad con los compuestos azufrados, pudiendo utilizarse igualmente cualquier otra sustancia que fuera insoluble en el producto fermentable y tuviera un tamaño de partícula mayor menor que el poro de la bolsa permeable que lo contenga.

Podría ser ampliable a otros sectores donde las reducciones tienen suceso como es el caso de la producción de sidra, cerveza, etc.

Estos compuestos se ha podido comprobar experimentalmente como presentan una alta capacidad para la corrección, disminución o eliminación de descriptores propios de reducción que se originan en los procesos fermentativos y particularmente en el vino.

Experimentalmente, para resolver el problema de los compuestos azufrados, se ha podido comprobar cómo este proceso reduce significativamente la presencia de estos descriptores a nivel cualitativo, comparándolo con un testigo o control negativo y también con productos comerciales que se emplean actualmente frente al tratamiento de las reducciones o controles positivos que son principios activos puros definidos como aromas de reducción.

El uso de estos compuestos adsorbentes resuelve de manera eficiente en tiempo y forma lo planteado hasta ahora por la industria enológica.

Tal y como se ha comentado con anterioridad, el producto se presentará en bolsas permeables del tipo de las utilizadas en las infusiones, con un tamaño de poro menor que los compuestos que están en su interior para retener estos compuestos adsorbentes atrapadores de sustancias azufradas.

Como resulta evidente, el volumen de dosis dependerá del volumen a tratar.

Estas bolsas permeables van dentro de una malla, la cual sea capaz de contener las unidades necesarias para los tratamientos.

Así mismo, esta malla irá dentro de un receptáculo de acero inoxidable, agujereado, de fácil manejo a la hora de sacar la malla de él una vez finalizado el proceso.

Este receptáculo irá junto a la tapa inferior del depósito, pudiéndose poner en cualquier otra disposición física dentro del depósito siempre y cuando esté en contacto con el líquido a tratar.

En la tapa inferior del depósito o puerta de apertura inferior, dentro de ella se realizara una especie de anillo soldado en el cual el receptáculo se unirá a través de un gancho dispuesto en él.

Así pues, el receptáculo estará dotado de un gancho mediante el que podrá descansar sobre el anillo realizado por dentro de la tapa inferior.

Tal y como se ha comentado anteriormente, el proceso puede llevarse a cabo de forma preventiva durante el proceso de fermentación, o de forma curativa, tras dicho proceso.

En depósitos con vino ya hecho (que siempre se mantienen completamente llenos) la malla con las bolsas puede dejarse en el fondo del depósito, ya que estará limpio de sedimentos, o bien puede colgarse en cualquier lugar dentro del depósito, por ejemplo de la tapa superior del mismo, ya que los depósitos con el vino hecho siempre están completamente llenos para evitar su oxidación, habiéndose dispuesto para ello alguna anilla o estructura similar en el sitio donde se pretenda colgar.

Sin embargo, cuando el depósito a tratar tenga mosto en fase de fermentación, el depósito no estará lleno, por lo que la malla con las bolsas se sitúa en el fondo, además y debido a la agitación a la que está sometido el caldo y a la cantidad de materia que contiene, tanto en suspensión como depositada en el fondo, la malla con las bolsas debe ser protegida dentro de un contenedor o estructura metálica perforada, para preservarla y asegurar una mayor eficacia y perdurabilidad.

Dicha estructura metálica, se coloca en el interior del depósito, preferentemente al lado de la puerta inferior de acceso al mismo, pudiendo colgarse en el interior de ésta puerta, que se habrá implementado con la correspondiente argolla o elemento similar que posibilite esta sujeción.

Consecuentemente, este último elemento del dispositivo no es estrictamente necesario, en función del tipo de producto que se esté tratando, por ejemplo una vez el producto fermentativo este terminado y limpio de barros y lías se puede colocar sólo la malla con las bolsas colgada de la tapa superior del depósito, pero si llevamos a cabo el tratamiento con carácter preventivo, mientras todavía se está desarrollando la fermentación, siempre colocaremos la malla con las bolsas dentro del contenedor metálico.

La presente invención tiene aplicación para la disminución o eliminación de las reducciones en los procesos fermentativos de bebidas alcohólicas como los que tienen lugar en la producción de vino, siendo igualmente extensible a otros sectores donde los metabolismos de las levaduras entren en juego, como es el caso de la cerveza o la sidra.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una vista en explosión de los diferentes elementos que participan en un dispositivo para el tratamiento de la disminución o eliminación de las reducciones en los procesos fermentativos tanto en modo preventivo como curativo realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.

Las figuras 2, 3, 4 y 5.- Muestran respectivamente, diferentes gráficas de ensayos en los que se enfrentaron distintos compuesto azufrados con 100, 75, 50 y 25 microlitros de cada dilución con distintas sustancia adsorbentes a 40, 30, 20, 10, 5 y 3g/hl, siendo los valores 0 aquellos donde no se encuentra incidencia alguna y siendo los valores de 1 aquellos donde sí se encuentra relevancia significativa en la adsorción de los compuestos azufrados.

La figura 6.- Muestra, finalmente, una gráfica del análisis sensorial para distintas muestras de mezclas de productos ensayados para llevar a cabo el proceso de la invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las figuras reseñadas, puede observarse como el dispositivo para la puesta en práctica del procedimiento de la invención se constituye a partir de una serie de bolsas porosas (1) por ejemplo de celulosa, con un tamaño de poro menor que el producto contenido en su seno, concretamente un producto adsorbente de sustancias azufradas, bolsas de celulosa cuyo número o dosis total empleada será del orden de 22.5g/hl y que se insertan en malla (2), la cual puede ser introducida directamente sobre el depósito de producto a fermentar, bien colgada de su tapa superior o bien depositada sobre su fondo, cuando dicho producto a fermentar no esté previsto que sea sometido a procesos de agitación durante la fermentación, de manera que en este último caso, y para proteger la integridad del conjunto, la citada malla se dispondrá sobre un receptáculo metálico (3), afectado de orificios (4), y dotado de medios de colgado (5), bien a elementos ya existentes del depósito, o bien a elementos aplicados exprofeso en el interior del mismo, por ejemplo mediante la aplicación de un anillo interno de colgado o elemento similar, todo ello en función del volumen de llenado de dicho depósito, en orden a que el conjunto se mantenga siempre sumergido.

Pues bien, de acuerdo con la esencia de la invención, el producto contenido en las bolsas porosas de celulosa (1) es una mezcla de quitina glucano y dióxido de silicio, debido a su poder adsorbente, su solubilidad y su capacidad para formar flóculos, pudiendo utilizarse cualquier otro producto que tuviera un efecto similar para tratar las reducciones.

Inicialmente se probaron otros componentes con características similares, como la polivinilpolipirrolidona y la celulosamicrocristalina, si bien fueron finalmente descartados por obtener unos resultados menos eficaces.

No obstante, como primer ensayo se probó la adecuación de la bolsa a estos materiales adsorbentes en un medio hidroalcohólico de pH ácido. Para ello se propuso una solución acuosa con al 16% de etanol y un pH de 2.8. Se introdujo en una bolsa de celulosa termosellable un compuesto adsorbente y se introdujo en la solución hidroalcohólica de pH ácido durante un período de 5 días. Al cabo de este período de tiempo se comprobó el estado de la bolsa.

En ninguno de los casos se observó rotura de la bolsa.

El paso siguiente consistió en determinar dosis máximas y su influencia en la matriz sensorial de un vino. Para ello se hizo un escalado en concentración creciente de cada uno de las sustancias adsorbentes y se determinó que 40g/hl era una dosis adecuada tanto por su incidencia organoléptica como por su idoneidad para su comercialización.

La siguiente fase del ensayo fue la de estudiar qué diluciones eran necesarias aplicar de los compuestos azufrados para conseguir la mayor naturalidad posible.

Se introdujo una concentración de 2, 1, 0.5 y 0.25 ml/l de cada compuesto azufrado en 50 ml de vino, debido a su intensidad odorante, de la solución de 0.25ml/l se tomaron 100, 75, 50, 25 y 10 microlitros y se llevaron también a 50ml de vino. Del estudio sensorial de estas diluciones se constató que en la mayor dilución no se alcanzaba un umbral tal como para discriminar el efecto de cada sustancia adsorbente por lo que la mayor dilución fue descartada para el estudio.

Una vez que se tuvo claro la integridad de la bolsa de celulosa, la concentración máxima aplicable de cada sustancia adsorbente y las diluciones necesarias de los compuestos azufrados a tratar se inició el ensayo tratando sulfuro de dietilo, disulfuro de dimetilo y etil tioacetato, con polivinilpolipirrolidona, dióxido de silicio, celulosamicrocristalina y quitina glucano.

En esta matriz de ensayo se enfrentó cada compuesto azufrado con 100, 75, 50 y 25 microlitros de cada dilución con cada sustancia adsorbente a 40, 30, 20, 10, 5 y 3g/hl y se determinó qué concentraciones eran significativas en la adsorción de compuestos azufrados determinando esta significancia mediante cata.

En las gráficas que constituyen las figuras 2 a 5 se muestran estas significancias siendo los valores 0 aquellos donde no se encuentra incidencia alguna y siendo los valores de 1 aquellos donde sí se encuentra relevancia significativa en la adsorción de los compuestos azufrados.

A partir de este ensayo se determinó que las sustancias adsorbentes dióxido de silicio y quitina glucano son efectivas en la reducción de compuestos azufrados. Y que las dosis de aplicación están comprendidas entre 10 y 40 g/hl. Sin embargo no ha existido una significancia mayor de 40 y 30g/hl frente a 20g/hl. De esta manera se fija la concentración máxima y efectiva en su aplicación a 20g/hl.

Conociendo esto, se propone prueba semi-industrial, donde, en vinos de cosecha reducidos y con la colaboración crítica de otro equipo técnico, se estudia el comportamiento de estas sustancias adsorbentes, quitina glucano y dióxido de silicio, a diferentes concentraciones (máx. 20g/hl) siguiendo la siguiente matriz.

De estos ensayos se concluyó que la muestra 6 era la más limpia y donde se preservaba de una manera más natural la matriz sensorial, frente al control negativo y dos controles positivos comerciales.

En la figura 6 se muestra el análisis sensoriales de las diferentes muestras, pudiéndose corroborar lo anteriormente descrito.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1a.- Dispositivo para el tratamiento de la disminución o eliminación de las reducciones en los procesos fermentativos tanto en modo preventivo como curativo, caracterizado por que está constituido a partir de una serie de bolsas porosas (1), con un tamaño de poro menor que las partículas del producto contenido en su seno, concretamente un producto adsorbente de compuestos generados durante las fermentaciones que contienen aromas desagradables, tales como sustancias azufradas, siendo ese producto insoluble en el líquido a tratar, alojándose las bolsas porosas (1) en una malla (2), sumergible en el seno del contenido del depósito de fermentación.

2a.- Dispositivo para el tratamiento de la disminución o eliminación de las reducciones en los procesos fermentativos tanto en modo preventivo como curativo, según reivindicación 1a, caracterizado por que cuando el producto a fermentar esté sometido a procesos de agitación, la malla (2) se dispone en el seno de un receptáculo metálico (3), afectado de orificios (4), y dotado de medios de colgado (5).

3 a.- Dispositivo para el tratamiento de la disminución o eliminación de las reducciones en los procesos fermentativos tanto en modo preventivo como curativo, según reivindicación 1a, caracterizado por que las bolsas porosas (1) son de celulosa.

4a.- Procedimiento para el tratamiento de la disminución o eliminación de las reducciones en los procesos fermentativos tanto en modo preventivo como curativo, caracterizado por que consiste en la aplicación de un producto adsorbente de sustancias azufradas, concretamente quitina glucano y/o dióxido de silicio, previa o posteriormente al proceso de fermentación de un producto, como elementos reductores o de eliminación de las reducciones provocadas por los compuestos azufrados en dicho proceso de fermentación.

5 a.- Procedimiento para el tratamiento de la disminución o eliminación de las reducciones en los procesos fermentativos tanto en modo preventivo como curativo, según reivindicación 4a, caracterizado por que la quitina glucano y/o dióxido de silicio se aplica en una proporción del orden de 22.5g/hl de producto a tratar.

6a.- Procedimiento para el tratamiento de la disminución o eliminación de las reducciones en los procesos fermentativos tanto en modo preventivo como curativo, según reivindicaciones 4a y 5a, caracterizado por que se aplica una mezcla de 15 gramos de dióxido de silicio y 7,50 gramos de quitina glucano por cada hectolitro de producto a tratar.