La levadura en la vinificación

El papel de la levadura en la elaboración del vino es el elemento más importante que distingue al vino del jugo de fruta . En ausencia de oxígeno, la levadura convierte los azúcares de la fruta en alcohol y dióxido de carbono a través del proceso de fermentación . ^[1] Cuantos más azúcares haya en las uvas , mayor será el nivel de alcohol potencial del vino si se permite que la levadura realice la fermentación hasta sequedad . ^[2] A veces, los enólogos detienen la fermentación antes de tiempo para dejar algunos azúcares residuales y dulzor en el vino, como con los vinos de postre . Esto se puede lograr bajando las temperaturas de fermentación hasta el punto en que la levadura esté inactiva, filtrando estérilmente el vino para eliminar la levadura o fortificándolo con brandy o licores neutros para matar las células de levadura. Si la fermentación se detiene involuntariamente, como cuando las levaduras se agotan de los nutrientes disponibles y el vino aún no ha alcanzado la sequedad, esto se considera una fermentación estancada . ^[3]

La levadura más común asociada con la elaboración del vino es Saccharomyces cerevisiae , que ha sido favorecida 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 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 "levadura salvaje" de los géneros Kloeckera y Candida . Estas levaduras a menudo comienzan el proceso de fermentación casi tan pronto como se recogen las uvas cuando el peso de los racimos en los contenedores de cosecha comienza a aplastar las uvas, liberando el mosto rico en azúcar . ^[4] Si bien las adiciones de dióxido de azufre (que a menudo se agrega en la trituradora) pueden limitar algunas de las actividades de las levaduras silvestres, estas levaduras generalmente morirán una vez que el nivel de alcohol alcance aproximadamente el 15% debido a la toxicidad del alcohol en la fisiología de las células de la levadura , mientras que las especies de Saccharomyces más tolerantes al alcohol toman el control. Además de S. cerevisiae , Saccharomyces bayanus es una especie de levadura que puede tolerar niveles de alcohol de 17 a 20% y se usa a menudo en la producción de vino fortificado, como 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 productores de vino no conocían el mecanismo que convertía de algún modo el jugo de uva azucarado en vino alcohólico. Podían observar el proceso de fermentación, que a menudo se describía como "ebullición", "hervir" o "alteración" del vino debido a la liberación de dióxido de carbono que le daba al vino un aspecto espumoso 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 francés Louis Pasteur que estudiara qué hacía que algunos vinos se estropearan. Su trabajo, que más tarde llevaría a que Pasteur fuera considerado uno de los "padres de la microbiología ", descubriría la conexión entre las células microscópicas de la 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 de cómo la levadura llevaría a cabo esta tarea no se descubrieron hasta el siglo XX con la vía Embden-Meyerhof-Parnas . ^[7]

La especie de levadura comúnmente conocida como Saccharomyces cerevisiae fue identificada por primera vez en un texto de enología de finales del siglo XIX como Saccharomyces ellipsoideus debido a la forma elíptica (en oposición a circular) de las 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 desarrollarán una preferencia por cepas particulares al elaborar ciertos vinos o trabajar con variedades de uva particulares . Algunas de estas diferencias incluyen el "vigor" o 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 productores tienen la opción de seleccionar entre una amplia gama de cepas de levadura, cada una de las cuales ofrece características distintivas que influyen en el perfil sensorial del vino. Estas cepas están disponibles para su compra a través de proveedores especializados. ^[8] Los productores de vino ahora pueden acceder fácilmente a cepas de levadura que acentúan las características deseables en el vino, como los compuestos aromáticos, la sensación en boca y la cinética de 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 (en concreto, la glucosa ) en el mosto de uva en alcohol. La levadura logra esto utilizando la glucosa a través de una serie de vías 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 con algunas funciones metabólicas (como la glucólisis ), pero dependerá de otras vías, como la reducción del acetaldehído en 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 el etanol como producto de desecho. Finalmente, si las células de levadura están sanas y se permite que la fermentación continúe hasta su finalización, la levadura consumirá todos los azúcares fermentables y solo la pentosa no fermentable dejará una cantidad insignificante de azúcar residual. ^[4]

Si bien la producción de alcohol es el subproducto más notable del metabolismo de la levadura desde una perspectiva de elaboración del vino, hay una serie de otros productos que la levadura produce 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 con otras actividades metabólicas. ^[4] Esto generalmente se produce temprano en el proceso de fermentación antes de que los mecanismos para reducir el acetaldehído en etanol para recargar el NADH se conviertan en el medio principal de la célula para mantener el equilibrio redox . Como 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 promoverían la producción de glicerol en el vino. Esto incluye la selección de cepas de levadura que favorezcan la producción de glicerol (o permitir que fermenten algunas levaduras silvestres como Kloeckera y Metschnikowia ), una mayor exposición al oxígeno y aireación, así como la fermentación a temperaturas más altas. ^[9] La producción de glicerol también se estimula 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 adición de dióxido de azufre (mucho más allá de los límites legales ) para prolongar la producción de glicerol más allá de estas etapas incipientes de la fermentación. ^[10]

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

• Metanol  : se produce por la desmetilación de las pectinas del mosto por las enzimas de la levadura. Se encuentra con mayor frecuencia en los vinos tintos que en los blancos, pero solo en cantidades muy pequeñas, entre 20 y 200 mg/L.
• Aceites de fusel  : formados por la descomposición de aminoácidos por parte de la levadura. Entre ellos se encuentra el 2,3-butanodiol , que se forma cuando la levadura consume diacetilo , el compuesto que le da al Chardonnay y a otros vinos un aroma " mantecoso ", reduciéndolo primero a acetilo y luego al 2,3-butanodiol, de olor más neutro. Muchos productores de cerveza y vino que tienen un vino con demasiado "aroma mantecoso" a menudo "arrojan" cultivos de levadura fresca en el tanque que ya no fermenta para que la levadura consuma el diacetilo y reduzca el aroma. ^[11]
• Ácido succínico  : al igual que el glicerol, suele formarse al principio de la fermentación. Se encuentra generalmente en concentraciones de 500 a 1200 mg/L y es un ácido menor en la acidez general del vino .
• Ácido acético  : se considera 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 según la cepa de levadura. La mayoría de los países tienen leyes vitivinícolas 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 acetato de etilo, un defecto del vino que se caracteriza por un olor a "quitaesmalte de uñas". Sin embargo, pequeñas cantidades de ácido acético son realmente 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 de flor que producen el vino español Jerez producirán cantidades más altas que contribuyen a los aromas "aldehídicos" característicos de los vinos de Jerez. En presencia de oxígeno, la levadura puede convertir parte del etanol presente en el vino nuevamente en acetaldehído, lo que crea 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 una reducción de sulfatos o sulfitos disponibles en el mosto o por la descomposición de células de levadura muertas por otra levadura que libera aminoácidos que contienen azufre que son descompuestos aún más por la levadura. Esto último ocurre a menudo con vinos que permanecen en contacto con sus lías durante largos períodos de tiempo entre trasiegos . En presencia de alcohol, el sulfuro de hidrógeno puede reaccionar con el etanol para formar etilmercaptanos y disulfuros que contribuyen a los aromas desagradables y las fallas del vino. Se sabe que algunas cepas de levadura comerciales, como Montrachet 522, producen niveles más altos de sulfuro de hidrógeno que otras cepas, particularmente si el mosto tiene algunas deficiencias de nutrientes. ^[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 mejorar el color de algunos vinos tintos. ^[3]
• Diversos ésteres , cetonas , lactonas , fenoles y acetales . ^[2]

Cuando las células de levadura mueren, se hunden hasta el fondo del recipiente de fermentación donde se combinan con tartratos insolubles , semillas de uva, fragmentos de piel y pulpa para formar las lías . Durante la fermentación, el primer trasiego significativo que elimina la mayor parte de las células de levadura muertas a menudo se conoce como lías gruesas en contraposición a las lías finas menos gruesas que aparecen a medida que el vino continúa asentándose y envejeciendo. Durante el tiempo que el vino pasa en contacto con las lías, una serie de cambios pueden afectar al vino 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 o revuelven (un proceso que los franceses llaman bâtonnage ). El tiempo que un vino pasa sobre sus lías (llamado sur lie ) dependerá del estilo de elaboración del vino y del tipo de vino. ^[12]

El proceso de dejar que el vino pase algún tiempo 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, la práctica se asocia ampliamente con cualquier vino tinto que se fermenta en barrica , Muscadet , vino espumoso Champagne , así como Chardonnay producido en muchas regiones vinícolas de todo el mundo. Por lo general, cuando los vinos se dejan en contacto con sus lías, se revuelven regularmente para liberar las manoproteínas, polisacáridos y otros compuestos que estaban presentes en las paredes y membranas celulares de la levadura. Esta agitación 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 (3,9 pulgadas) de espesor y no se altera durante más de una semana. ^[12]

La mayoría de los beneficios asociados con el contacto con las lías tienen que ver con la influencia que tienen en el vino las manoproteínas liberadas durante la autólisis de las células de levadura. Compuestas principalmente por manosa y proteínas, con algo de glucosa, las manoproteínas suelen estar unidas a la pared celular de la levadura con compuestos aromáticos hidrófobos que se volatilizan a medida que la pared celular se descompone. La liberación de manoproteínas no solo produce cambios sensoriales en el vino, sino que también pueden contribuir a la estabilidad de los tartratos y las proteínas , ayudar a mejorar el cuerpo y la sensación en boca del vino, así como a disminuir la percepción de amargor y astringencia de los taninos . ^[4]

La producción de champán y muchos vinos espumosos requiere una segunda fermentación en la botella para producir la carbonatación necesaria para el estilo. Se añade una pequeña cantidad de líquido azucarado a cada botella y se deja que la levadura lo convierta en más alcohol y dióxido de carbono . Luego, las lías se introducen en el cuello de la botella, se congelan y se expulsan mediante la presión del vino carbonatado.

La taxonomía de las levaduras incluye la clasificación de las especies de levaduras en función de la presencia o ausencia de una fase sexual . Por lo tanto, algunas levaduras vitivinícolas se clasifican por su forma anamorfa asexual (o forma "imperfecta"), mientras que otras pueden clasificarse por su forma teleomorfa sexual (o forma "perfecta"). Un ejemplo común de esto es Brettanomyces (o "Brett"), que suele mencionarse en los textos sobre vino y viticultura bajo su clasificación asexual, aunque algunos textos científicos y vitivinícolas pueden describir especies específicas (como Dekkera bruxellensis ) bajo su clasificación sexual esporulante de Dekkera . ^[4] A menos que se indique lo contrario, este artículo se referirá comúnmente a la forma asexual de la levadura del vino.

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

• Brettanomyces (Teleomorfo Dekkera )
• Candida (Teleomorfos de diferentes especies de varios géneros, incluidos Pichia , Metschnikowia , Issatchenkia , Torulaspora y Kluyveromyces )
• Kloeckera (Teleomorph Hanseniaspora ), normalmente la "levadura salvaje" más común que se encuentra en el viñedo. Algunas especies son conocidas como " levaduras asesinas " que producen niveles inhibidores de acetato de etilo y ácido acético que pueden matar cepas sensibles de Saccharomyces cerevisiae ^[5]
• Códigos de la 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 y que puede crecer en vinos de hasta 18% v/v. Además, esta levadura puede sobrevivir en niveles extremadamente altos de azúcar (hasta 60% p/p o 60 Brix ) y es muy resistente al dióxido de azufre. ^[4]
• Aureobasidium , en particular la especie de "levadura negra" de Aureobasidium pullulans que se encuentra en bodegas húmedas y que puede contaminar el vino añejado en barriles. ^[4]

El género de levaduras Saccharomyces (moho del azúcar) es el preferido para la elaboración de vino (tanto para uvas como para otros vinos de frutas , además de usarse en la elaboración de cerveza y panificación) debido a los atributos generalmente confiables y positivos que puede aportar al vino. Estas levaduras generalmente fermentan fácilmente la glucosa , la sacarosa y la rafinosa y metabolizan la glucosa, la sacarosa, la rafinosa, la maltosa y el etanol . Sin embargo, Saccharomyces no puede fermentar ni utilizar pentosas (como la arabinosa ), que generalmente están presentes en pequeñas cantidades en los vinos como azúcares residuales. ^[4]

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

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

En 1996, Saccharomyces cerevisiae fue el primer organismo eucariota unicelular en tener su genoma completo 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 hay varios cientos de cepas diferentes de S. cerevisiae identificadas. ^[3] No todas las cepas son adecuadas para la elaboración de vino e incluso entre las cepas que 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 una diferencia distintiva cuando se comparan 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 pueden permanecer en el vino y tener que tratarse con otros medios de vinificación (como la presencia de compuestos volátiles de azufre como el sulfuro de hidrógeno ) o dejar un vino defectuoso. Otra diferencia incluye el "vigor" o la velocidad de la fermentación (que también puede verse influenciada por otros factores más allá de la selección de la levadura) ya que algunas cepas de levadura tienen la tendencia a realizar "fermentaciones rápidas", mientras que otras pueden tardar más en ponerse en marcha. ^[3]

Otra diferencia menos medible que está sujeta a más debate y preguntas sobre la preferencia 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 ser influenciados por tioles producidos por la hidrólisis de ciertos compuestos ligados a la cisteína por enzimas que son más frecuentes en cepas particulares. Otras variedades aromáticas como Gewürztraminer , Riesling y Muscat también pueden ser influenciadas por cepas de levadura que contienen altos niveles de enzimas glicosidasas que pueden modificar monoterpenos . De manera similar, aunque potencialmente en un grado mucho menor, otras variedades podrían ser influenciadas por enzimas hidrolíticas que actúan sobre alifáticos , norisoprenoides y derivados del benceno como los polifenoles en el mosto . ^[3]

En la producción de vino espumoso, algunos productores de vino seleccionan cepas (como una conocida como Épernay, llamada así por la ciudad en la región vinícola de Champagne de Francia y California Champagne , también conocida como cepa UC-Davis 505) que se sabe que floculan bien, lo que permite que las células de levadura muertas se eliminen fácilmente mediante removido y degüelle . En la producción de jerez , la película superficial de levadura conocida como flor que se utiliza para hacer el estilo distintivo de los jerez fino y manzanilla proviene de diferentes cepas de Saccharomyces cerevisiae , ^[3] aunque la levadura de flor comercial disponible para inoculación 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 salvaje" tiene múltiples significados. En su contexto más básico, se refiere a la levadura que no se ha introducido en el mosto mediante la inoculación intencional de una cepa cultivada. En cambio, estas "levaduras salvajes" a menudo entran en contacto con el mosto a través de su presencia en el equipo de cosecha, los contenedores de transporte, el equipo de vinificación de superficie y como parte de la flora natural de una bodega. Muy a menudo, se trata de cepas de Saccharomyces cerevisiae que se han instalado en estos lugares a lo largo de los años, a veces introducidas previamente mediante la inoculación de cosechas anteriores. En este contexto, estas levaduras salvajes a menudo se denominan levaduras ambientales , autóctonas o naturales en contraposición a las levaduras inoculadas , seleccionadas o cultivadas . Las bodegas que a menudo dependen únicamente de estas cepas "internas" a veces comercializan sus vinos como producto de fermentaciones salvajes o naturales . ^{[3] El} Nanfang Caomu Zhuang (c. 304) tiene la descripción más antigua de la elaboración del vino utilizando " fermento de hierbas " ( cǎoqū草麴), levadura silvestre con arroz y varias hierbas, incluida la venenosa Gelsemium elegans ( yěgé冶葛). ^{[13] [14]}

Otro uso del término "levadura salvaje" se refiere a los géneros de levaduras no Saccharomyces que están presentes en el viñedo, en la superficie de las vides y de las uvas mismas. En un viñedo típico podrían existir entre 160 y 100.000 unidades formadoras de colonias de levaduras salvajes por baya. Estas levaduras pueden ser transportadas por corrientes de aire, pájaros e insectos a través del viñedo e incluso a la bodega (como por moscas de la fruta). Las levaduras salvajes más comunes que se encuentran en el viñedo son de los géneros Kloeckera , Candida y Pichia , siendo la especie Kloeckera apiculata la especie más dominante con diferencia. ^[5] Saccharomyces cerevisiae , en sí, en realidad se encuentra con bastante poca frecuencia en el viñedo o en la superficie de las uvas de vino recién cosechadas, a menos que la bodega reintroduzca con frecuencia desechos de la bodega (como lías y orujo ) en el viñedo. ^[3]

A diferencia de la levadura silvestre Saccharomyces "ambiente" , 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 tolva de la cosecha, cuando los racimos de uvas se aplastan ligeramente por su propio peso. Algunos enólogos intentarán "eliminar" estas levaduras con dosis de dióxido de azufre, con mayor frecuencia en la trituradora antes de que las uvas se estrujen o se dejen macerar con la piel. Otros enólogos pueden permitir que las levaduras silvestres continúen fermentando hasta que sucumban a la toxicidad del alcohol que producen, que a menudo es de entre 3 y 5% de alcohol por volumen, y luego dejar que las cepas de Saccharomyces inoculadas o "ambientes" terminen la fermentación. ^[3]

El uso de levaduras silvestres tanto "ambientales" como no Saccharomyces conlleva posibles beneficios y riesgos. Algunos productores de vino creen que el uso de levaduras residentes/autóctonas ayuda a contribuir a la expresión única del terroir en el vino. En regiones vinícolas como Burdeos , las fincas clasificadas y muy valoradas suelen promocionar la calidad de sus cepas "chateau" residentes. En este sentido, las bodegas suelen tomar el orujo y las lías sobrantes de la elaboración del vino y devolverlos al viñedo para utilizarlos como abono con el fin de fomentar la presencia sostenida de cepas favorables. Pero en comparación con la levadura inoculada, estas levaduras ambientales conllevan el riesgo de tener una fermentación más impredecible. Esta imprevisibilidad no solo podría incluir la presencia de sabores/aromas desagradables y una acidez volátil más alta , sino también la posibilidad de una fermentación estancada si las cepas de levadura autóctonas no son lo suficientemente vigorosas como para convertir por completo todos los azúcares. ^[3]

Es prácticamente inevitable que las levaduras silvestres no Saccharomyces tengan un papel en el inicio de la fermentación de prácticamente todos los vinos, pero las bodegas que eligen 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 la glucosa y la 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 la rosa . ^[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 estas levaduras pueden producir. ^[3]

Cuando los productores de vino seleccionan una cepa de levadura cultivada, lo hacen en gran medida 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 productores de vino se encuentra la tendencia de la levadura a: ^[5]

• Comienza rápidamente la fermentación, compitiendo con otras "levaduras salvajes" por los nutrientes del mosto.
• Utilice completamente todos los azúcares fermentables con una tasa de conversión de azúcar a alcohol predecible
• Tienen 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.
• Produce una cantidad mínima de piruvato residual , ácido acético y acetaldehído.
• Produce una mínima formación de espuma durante la fermentación, lo que puede crear dificultades para el manejo de la tapa durante la maceración o provocar que los tapones salten durante la fermentación en barrica .
• Tienen altos niveles de floculación y compactación de lías que facilita el trasiego , clarificación y filtrado del vino.

Las levaduras inoculadas (o cultivadas puras ) son cepas de Saccharomyces cerevisiae que se han identificado y cultivado en bodegas de todo el mundo (incluidos productores notables de regiones vinícolas conocidas como Burdeos , Borgoña , Napa Valley y Barossa Valley ). Estas cepas se prueban en laboratorios para determinar el vigor de una cepa, la tolerancia al dióxido de azufre y al alcohol, los niveles de producción de ácido acético y compuestos de azufre, la capacidad de refermentar (positiva para el vino espumoso pero un atributo negativo para los vinos dulces de cosecha tardía ), el desarrollo de una película superficial en el vino (positiva para algunos estilos de jerez pero un atributo negativo para muchos otros vinos), la mejora del color de un vino o ciertas características varietales por enzimas en las células de levadura y otros productos metabólicos producidos por la levadura, las tendencias a la formación de espuma y la floculación, las propiedades levaduricidas (un rasgo conocido como " levadura asesina ") y la tolerancia a las deficiencias nutricionales en un mosto que pueden provocar una fermentación estancada. ^[3]

Las levaduras de cultivo puro que se cultivan en un laboratorio a menudo se liofilizan y se envasan para uso comercial. Antes de su adición al mosto, estas levaduras deben rehidratarse en "cultivos iniciadores" que deben controlarse cuidadosamente (en particular en lo que respecta a la temperatura) para garantizar que las células de levadura no mueran por un choque de frío . Lo ideal es que los productores de vino agreguen suficiente inóculo para tener 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 a menudo es de alrededor de 1 gramo por galón (o 25 gramos por 100 litros). A los vinos que podrían tener una fermentación potencialmente problemática (como los vinos de cosecha tardía con alto nivel de azúcar o los vinos botrizados) se les puede agregar más levadura. ^[5]

De manera similar, 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 se lleva a menudo a una temperatura de 40 °C (104 °F) antes de la introducción de 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 aglutinarse y hundirse hasta 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 en gran medida la viabilidad de la levadura con hasta un 60% de muerte celular si la levadura se rehidrata a 15 °C (59 °F). Luego, el cultivo se agita y se airea para incorporar oxígeno al cultivo que la levadura utiliza en la síntesis de los factores de supervivencia necesarios. ^[5]

Luego, la temperatura del cultivo iniciador se reduce lentamente, a menudo mediante la adición gradual de mosto para llegar a un rango de 5 a 10 °C (41 a 50 °F) con respecto al mosto al que se agregará el cultivo. Esto se hace para evitar el choque de frío repentino que pueden experimentar las células de levadura si el cultivo iniciador se agrega directamente al mosto, lo que puede matar hasta el 60% del cultivo. Además, las células sobrevivientes expuestas al choque de frío tienden a experimentar un aumento en la producción de sulfuro de hidrógeno. ^[5]

Para completar con éxito una fermentación con la mínima cantidad de atributos negativos añadidos al vino, la levadura necesita tener cubiertas 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 ( amoníaco 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 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 ( trifosfato de adenosina 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 azúcares y lípidos . Una deficiencia de esta vitamina podría provocar un aumento de la producción de sulfuro de hidrógeno, con aromas extraños en el vino resultante.
• 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 .
• Trazas de calcio , cloro , cobre , hierro , manganeso y zinc para el funcionamiento saludable de las células.

Muchos de estos nutrientes están disponibles en el mosto y en los hollejos de las propias uvas, pero a veces los enólogos los complementan con añadidos como fosfato diamónico (DAP), micronutrientes liofilizados (como Go-Ferm y Ferm-K ) e incluso restos de células de levadura muertas o extraídas, de modo que la levadura en fermentación pueda descomponerse para extraer el nitrógeno y los nutrientes disponibles. Una tradición histórica de elaboración del vino que todavía 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, particularmente 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 de la célula proporciona una fuente de nitrógeno disponible para las células de levadura viables que aún están fermentando. Sin embargo, esta autólisis también puede liberar compuestos de enlace 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 varios defectos del vino. ^[4]

Las levaduras son anaerobios facultativos, lo que significa que pueden existir tanto en presencia como en ausencia de oxígeno. Si bien tradicionalmente se considera que la fermentación es un proceso anaeróbico que se realiza en ausencia de oxígeno, la exposición temprana de la levadura al oxígeno puede ser un componente vital para que dicha fermentación se complete con éxito. Esto se debe a que el oxígeno es importante en la síntesis de "factores de supervivencia" celulares, como el ergosterol y el lanosterol . Estos esteroles son importantes para mantener la permeabilidad selectiva de la membrana celular de la levadura, que se vuelve crítica a medida que la levadura se expone a una presión osmótica creciente y a niveles de alcohol en el vino. Como producto de desecho de su propio metabolismo, el alcohol es en realidad muy tóxico para las células de la levadura. La levadura con factores de supervivencia débiles y falta de esteroles puede sucumbir a estas condiciones antes de fermentar un vino hasta que se seque por completo, lo que deja una fermentación estancada. ^[4]

Las levaduras cultivadas que se liofilizan y están disponibles para la inoculación del mosto de vino se cultivan deliberadamente en laboratorios comerciales en condiciones de alto oxígeno y bajo nivel de azúcar que favorecen el desarrollo de estos factores de supervivencia. Una de las razones por las que algunos productores de vino prefieren utilizar levaduras inoculadas es la previsibilidad de la fermentación debido al alto nivel de factores de supervivencia que se asegura que tienen las levaduras cultivadas sin necesidad de exponer necesariamente el vino a niveles adicionales de oxígeno. Los productores de vino que utilizan levaduras "ambientales" que residen en su bodega pueden no tener esta misma seguridad de factores de supervivencia y pueden necesitar compensarlo con otras técnicas de vinificación. ^[4]

Las levaduras silvestres no Saccharomyces a menudo necesitan una exposición mucho mayor al oxígeno para desarrollar factores de supervivencia, razón por la cual muchas de estas levaduras a menudo se encuentran viviendo oxidativamente como "levaduras de película" en la superficie de los vinos en tanques o barriles. ^[4]

Ya sea directa o indirectamente, la levadura del vino puede ser culpable de una amplia variedad de defectos del vino . Estos pueden incluir la presencia de " sabores extraños " y aromas que pueden ser el subproducto de alguna fermentación de "levadura salvaje", como las de las especies dentro de los géneros de Kloeckera y Candida . Incluso la levadura del vino común Saccharomyces cerevisiae puede estar detrás de algunos defectos del vino con algunas cepas de la levadura conocidas por producir niveles más altos de lo ideal de ácido acético , acetaldehído y compuestos de azufre volátiles como tioles . Además, cualquier levadura puede tener una baja tolerancia a las deficiencias nutricionales, fluctuaciones o extremos de temperatura y niveles excesivos o bajos de azúcar que pueden conducir a una fermentación estancada . ^[4]

En presencia de oxígeno, varias especies de Candida y Pichia pueden crear una película superficial sobre el vino en el tanque o barril. Si no se controlan, estas levaduras pueden agotar rápidamente los compuestos de azufre libres disponibles que mantienen al vino protegido 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 se pueden producir) con el efecto secundario de disminuir sustancialmente la acidez titulable y aumentar el pH del vino a niveles que lo hacen propenso al ataque de otros microbios que lo alteran. Comúnmente llamadas "levaduras de película", estas levaduras se distinguen de las levaduras de flor de jerez que suelen ser bien recibidas por los enólogos para producir los delicados vinos de 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 las actividades de estas levaduras antes de que la levadura Saccharomyces más favorable entre en acción, a menudo enfrían su mosto, como la práctica de "remojar en frío" el mosto durante una maceración prefermentativa a temperaturas entre 4 y 15 °C (39 y 59 °F). Aunque algunas especies, como Brettanomyces , no se inhibirán e incluso pueden prosperar durante un período prolongado de remojo en frío. ^[5]

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 huela a "granero", "silla de montar mojada" o "curita". Para algunos productores de vino y con algunos estilos de vino (como el Pinot noir de Borgoña ), una cantidad limitada de estos compuestos podría considerarse un atributo positivo que se suma a la complejidad del vino. ^[4] Para otros productores de vino y con otros estilos de vino (como el Riesling del Mosela ), la presencia de cualquier Brett se considerará un defecto. ^{[15] Las moscas de la fruta son} un vector común en la transferencia de Brettanomyces entre tanques e incluso bodegas cercanas. ^[5]

Como levadura de fermentación, las Brettanomyces pueden fermentar un vino con niveles de alcohol de hasta 10-11 % antes de morir. A veces, las Brettanomyces ya presentes en un vino que ha sido inoculado con Saccharomyces cerevisiae superarán a la cepa de Saccharomyces en la competencia por los nutrientes e incluso la inhibirán debido a los altos niveles de ácido acético, ácido decanoico y ácido octanoico que muchas cepas de Brettanomyces pueden producir. ^[5]

Una vez que el Brett se encuentra en una bodega, es muy difícil controlarlo incluso con una higiene estricta y el descarte de barriles y equipos que hayan estado previamente en contacto con el 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 el metabolismo. Además, el Brett puede producir una amplia gama de subproductos que podrían influir en el vino más allá de los compuestos 4-EP y 4-EG discutidos anteriormente. ^[4] Muchos de estos compuestos, como las "huellas" del 4-EP y 4-EG, seguirán permaneciendo en el vino incluso después de que las células de levadura mueran y se eliminen mediante trasiego y 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 . Revista internacional de microbiología alimentaria 86 (2003). págs. 169-180.