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Un vino
de calidad procede de una uva de calidad, aspecto en el que inciden varios
factores, desde las prácticas y los cuidados dispensados hasta la cantidad y
composición de los azúcares y las sustancias aromáticas varietales. Uno de los
ensayos clásicos para determinar el potencial de la uva era el análisis de
maduración. Sin embargo, con él no sabemos nada acerca de la madurez de la piel
y la pepita. En cambio, la madurez fenólica, que se viene utilizando desde hace
unos pocos años para llenar este vacío, tiene en cuenta no sólo su
dotación polifenólica, sino también la facilidad de extracción de estos
compuestos de la piel y la pepita de la uva.
Definición y tipos de compuestos fenólicos
Los compuestos fenólicos son sustancias con uno o más anillos
aromáticos (benceno) y, al menos, un sustituyente hidroxilo. Si en el benceno
se sustituye un hidrógeno por un hidroxilo se obtiene un fenol.
Existen dos grandes grupos de compuestos fenólicos: los ácidos
fenólicos (benzoicos y cinámicos) y los flavonoides (flavonoles, antocianos y
taninos). Las diferencias de estructura entre ambos grupos consisten
principalmente en que los ácidos fenólicos tienen un único anillo, mientras que
los flavonoides están formados por dos anillos fenólicos unidos por una cadena
de tres átomos de carbono.
Las moléculas fenólicas tienen gran capacidad de reacción y existen,
sobre todo, combinadas con un ácido orgánico o un azúcar (como en los ácidos
fenólicos, los flavonoles y las antocianidinas), o bien con ellas mismas para
formar un polímero (taninos). El grado de polimerización depende del número de
moléculas fenólicas que se condensen: desde dos o tres moléculas hasta incluso
diez moléculas. Los taninos que se encuentran en mostos y vinos jóvenes
corresponden a dímeros o trímeros (taninos hidrolizables), mientras que en los
vinos viejos los taninos pueden llegar a contener diez moléculas condensadas
(taninos condensados, no hidrolizables, procianidinas o protoantocianidinas).
Su grado de condensación condiciona su calidad gustativa y depende de la
maduración y de la calidad de la vendimia y del envejecimiento del vino. No se
les encuentra en condensaciones superiores a diez monómeros, pues se hacen
insolubles y precipitan.
Propiedades de los compuestos fenólicos
Las funciones fenólicas se oxidan rápidamente en quinonas. La
vulnerabilidad de la vendimia depende de la abundancia de sistemas enzimáticos
que catalizan la reacción y, en particular, de la actividad de la tirosinasa y
de la lacasa. La oxidación controlada conduce a la «maduración» del vino, pero
la oxidación demasiado rápida o demasiado completa compromete la calidad del
producto: visualmente y gustativamente (gustos y olores indeseables).
Las cualidades gustativas de estos compuestos también varían según la
naturaleza y grado de polimerización: en vendimias insuficientemente maduras
las pepitas y raspones aportan taninos groseros, agresivos y herbáceos que son
poco apreciados (astringencia). Al contrario, los taninos aportados por el
hollejo de vendimias bien maduras y, a veces, por una cierta proporción de
raspón, aseguran un equilibrio óptimo que evoluciona en el tiempo en diferentes
formas y grados de polimerización. El conjunto de compuestos fenólicos
participa en este equilibrio.
Significado biológico
Metabolismo secundario
La química de las plantas es más rica y variada que la de los
animales, circunstancia que se ha relacionado con la distinta eficacia de los
respectivos sistemas excretores, mucho mayor en los animales.
La mayoría de compuestos fenólicos cumplen dos condiciones:
1. No son intermediarios, ni productos finales, de los ciclos
metabólicos aceptados como esenciales para los procesos vitales de los
organismos que los sintetizan.
2. Raramente su presencia es universal; normalmente una sustancia se
localiza en una o varias especies más o menos relacionadas filogenéticamente.
Por estas razones, estas sustancias no se consideran esenciales desde
el punto de vista metabólico para los seres que las producen y se les agrupa
bajo la denominación común de productos metabolismo secundario, concepto
muy amplio que engloba substancias de naturaleza y función tan diversa como
pigmentos, esencias y substancias con acción fungicida y bactericida.
Función reguladora en la planta
La gran variabilidad en las estructuras de las substancias fenólicas
existentes en las plantas hace improbable una función universal en la
regulación del desarrollo, lo que no impide, por otro lado, un efecto
significativo en determinados procesos fisiológicos. Sin embargo, esta función
no ha sido demostrada suficientemente.
Función ecológica
Están demostradas para muchas de estas substancias las siguientes
funciones en las plantas:
- reconocimiento de las plantas por los insectos polinizadores,
- protección contra la agresión de herbívoros e insectos, hongos,
bacterias y virus,
- reducir la competencia entre plantas (función alelopática),
- dispersión de las semillas a través de animales que se alimentan con
los frutos.
La supervivencia de un metabolismo de este tipo sólo es explicable si
su presencia confiere alguna ventaja adaptativa. Las plantas no viven aisladas
sino en interacción con otros organismos y, careciendo de la movilidad de los
animales para buscar alimentos y eludir los depredadores, podemos asumir que
esta función ha sido reemplazada por la producción de substancias químicas que
aumentan la capacidad de supervivencia (Guardiola et al., 1990).
Localización de los
compuestos fenólicos en la uva
El hollejo y las pepitas son las zonas de concentración máxima en
compuestos fenólicos (figura 1).
Los antocianos y flavonoles se localizan en las vacuolas de las
células del hollejo (y en las de la pulpa para las variedades tintoreras). En
el hollejo existe un gradiente positivo de concentración desde el exterior
hacia el interior; las células más próximas a la pulpa son las más ricas en
antocianos.
Los ácidos fenólicos están, sobre todo, concentrados en la pulpa. Los
taninos son abundantes en las pepitas, que presentan entre el 50% y el 90% de
las proantocianidinas totales y, en menor medida, en el hollejo y raspón (Bertamini y Mattivi, 1999).
Evolución durante la
maduración
Los antocianos alcanzan su contenido máximo en el momento de madurez
de la pulpa o incluso después. Los taninos del hollejo son bastante abundantes
desde el envero (50%) y presentan su contenido máximo antes de la madurez de la
pulpa, aunque este dato es sólo cuantitativo y no dice nada de sus propiedades
gustativas. Este comportamiento general es válido para todas las variedades y
la mayoría de las zonas vitícolas, pero el nivel de acumulación y la posición
del máximo varían mucho en función de la zona, el año, la variedad y las
técnicas de cultivo; en el mismo año, según la zona vitícola, el máximo de
acumulación de antocianos y taninos puede coincidir con el momento en que la
relación azúcar / acidez es óptima, pero también puede alcanzarse antes o
después de ese momento (Bertamini y Mattivi, 1999); estos
mismos autores destacan la independencia de evolución entre antocianos y
taninos afirmando que no existe correlación entre ellos sino que varían de manera
independiente en cada situación de cultivo concreta. Los ácidos fenólicos son
abundantes antes del envero y disminuyen regularmente hasta la madurez (Champagnol, 1984).
Fenoles en la uva: diferencias
con otros compuestos
Los compuestos fenólicos de la uva se pueden englobar en la
denominación de compuestos «nobles» en el sentido de que son los responsables
de que de la uva se pueda obtener un producto tan peculiar como el vino. Otros
compuestos, como azúcares y ácidos, los catalogamos como «comunes» o «vulgares»
porque aparecen en cualquier tipo de fruto y no sólo en la uva.
Las diferencias entre ambos tipos de compuestos (nobles y comunes) se
pueden resumir en las siguientes:
1. Azúcares y ácidos se localizan en la pulpa, mientras que en ésta
aparecen sólo ácidos fenólicos, en las pepitas y raspón ácidos fenólicos y
taninos y en el hollejo todos los tipos de fenoles (ácidos fenólicos,
flavonoles, antocianos y taninos).
2. Azúcares y ácidos están constituidos, fundamentalmente, por dos
tipos de moléculas en cada caso (glucosa y fructosa, y ácidos tartárico y
málico). Los compuestos fenólicos están constituidos por centenares de
moléculas distintas.
3. La cuantificación de azúcares y ácidos es más fácil y la de
compuestos fenólicos más compleja.
4. Los contenidos en azúcares y ácidos de la uva tienen una
consecuencia directa en el vino. Para los compuestos fenólicos, en cambio, no
hay una correspondencia tan directa entre sus contenidos en la uva y los
resultados (por ejemplo, cantidad de antocianos e intensidad colorante del
vino).
5. Las deficiencias de maduración en azúcares y ácidos se corrigen más
fácilmente que las deficiencias en compuestos fenólicos; de todas las
características de la vendimia, el contenido en compuestos fenólicos y su naturaleza
es el criterio más selectivo.
Estas diferencias señaladas entre ambos tipos de compuestos son muy
importantes y tienen consecuencias directas sobre la problemática en la
estimación de la calidad de la uva. Generalmente, las características de los compuestos
fenólicos hacen que el viñedo y la viticultura adquieran un mayor protagonismo
en la determinación y estimación de la calidad de la uva, protagonismo muy
superior al que se deriva de las características de los compuestos comunes,
como azúcares y ácidos.
Influencia de la viticultura
sobre los compuestos fenólicos de la uva
Existen una serie de factores determinantes sobre la producción
vitícola:
1. Factores permanentes: tanto impuestos (clima y suelo) como elegidos
(material vegetal y sistema de conducción).
2. Factores no permanentes: las técnicas de cultivo.
Factores permanentes impuestos
Clima
Entre
los parámetros vitícolas que afectan la producción de los componentes del
metabolismo secundario implicados en el aroma y el sabor, uno de los más
destacados es el clima, especialmente a nivel local. Desde el puno de vista
climático, Jackson y Lombard (1993) definen dos zonas: alfa
y beta, que difieren en sus rangos de temperatura. En la zona alfa la
temperatura media en el momento de la vendimia es menor de 15ºC, y en la zona beta
es mayor de este valor. Según estos autores, las zonas beta son más adecuadas
para la síntesis de antocianos, e incluso de fenoles (aunque esto último no es
compartido por otros autores).
La temperatura óptima para la síntesis de antocianos se sitúa entre 17
y 26ºC (Pirie, 1977). Kliewer
(1973) y Kliewer y Torres (1972) estudiaron los efectos
de las temperaturas diurnas y nocturnas; aunque la temperatura diurna tiene
menos efectos que la nocturna, una temperatura diurna de 20ºC producía más color
que una temperatura de 30ºC. En cuanto a temperaturas nocturnas, entre 15 y 20ºC
produjeron más color que temperaturas entre 25 y 30ºC para cuatro variedades
estudiadas, incluyendo pinot noir y cabernet sauvignon.
La
influencia de la temperatura parece clara para el caso de los antocianos,
aunque no se conoce el mecanismo de acción. En cuanto al efecto de la
temperatura sobre los fenoles, Herrick y Nagel (1985)
encuentran contenidos fenólicos diez veces mayores (123 mg/L frente a 13 mg/L) en
vinos de riesling producidos en zonas cálidas de California que en zonas
frías de Alsacia. Estos autores concluyen que ciertos climas cálidos producen
vinos ásperos y acerbos debido a su alto contenido fenólico.
La intensidad de la iluminación actúa a través de la activación de la
PAL (fenilalanina amonio liasa), enzima clave en la síntesis de sustancias
fenólicas, pero parece que tiene más influencia a nivel microclimático, es
decir, en función de la exposición de la vegetación (sistema de conducción).
La precipitación actúa a través de las claves «disponibilidad de agua
en maduración» y «exposición de la vegetación» para un determinado sistema de
conducción.
Claves vitícolas
Una serie de factores clave influyen decisivamente
sobre el contenido en antocianos y fenoles de la uva. Las claves vitícolas
que aumentan el contenido en antocianos de la uva son las siguientes:
· Temperatura media relativamente baja (<15º C en
vendimia)
· Salto térmico importante entre el día y la noche
· Racimos bien expuestos a la radiación solar
· Baja disponibilidad de agua y nitrógeno en
maduración
· Vegetación muy bien expuesta y relación
SFE/producción >1*
· Producción moderada (F/V = 4-9)**
* SFE =
superficie foliar expuesta (m2); producción (kg)
** F = producción de uva (kg); V = peso madera de
poda (kg)
Las claves que aumentan el contenido en fenoles de
la uva coinciden con las anteriores, con la excepción de la temperatura que no
presenta una influencia tan clara.
Toda la influencia de la viticultura, con la excepción
de la variedad, tiene que explicarse a través de estas claves (la variedad
tiene su influencia genética e independiente de estos factores).
Suelo
El suelo actúa, debido a su fertilidad, a través de la claves
«disponibilidad de agua y nitrógeno en maduración» y «exposición de la
vegetación», de forma parecida a la que antes exponíamos para el caso de la
precipitación. En este sentido, las características más importantes del suelo
son su profundidad y su capacidad de almacenamiento de agua, mucho más que su
composición química (Rankine et al., 1971).
Factores permanentes
elegidos
Material
vegetal
Portainjerto. La influencia
del portainjerto parece expresarse, fundamentalmente, a través del vigor y,
consecuentemente, tiene su efecto en la «exposición de la vegetación» y la
«disponibilidad de agua y nitrógeno en maduración». Los portainjertos débiles
tienden a producir vinos de más calidad (McCarthy y Cirami,
1990), salvo en suelos tan pobres en los que la superficie foliar es
insuficiente; en estas situaciones son los portainjertos vigorosos los que
consiguen mejores resultados.
Variedad y clon.
Las
variedades difieren notablemente en su capacidad de acumulación de fenoles. En
la (figura 2) se muestran los taninos y el índice de polifenoles totales (IPT) en
vinos elaborados con distintas variedades minoritarias de Rioja cultivadas en
las mismas condiciones (Martínez de Toda et al., 2001).
Dentro de una misma variedad, es muy importante la heterogeneidad
intravarietal, factor que induce un
comportamiento muy diferente entre los distintos clones. De particular
relevancia son las diferencias intravarietales de la variedad sangiovese
(Scienza, comunicación personal).
Sistema
de conducción
El sistema de conducción tiene una influencia clara en la composición
fenólica, y lo hace a través de las claves «vegetación muy bien expuesta» y
«racimos bien expuestos». Todos aquellos sistemas que mejoren dichas claves,
mejoran el contenido en antocianos y fenoles.
Son muchos los autores que han señalado el efecto positivo de la
exposición a la radiación solar sobre el contenido en antocianos y fenoles.
Parece, además, que es más importante la exposición de los racimos que la de
las hojas (Smart et al.,
1988; Crippen y Morrison, 1986; Morrison y Noble, 1990; Giorgessi y Lee, 1985).
También Carbonneau (1985) demuestra el efecto positivo de
la exposición de los racimos, pero detecta, para exposiciones excesivas, un
elevado contenido fenólico que, en algunas añadas, puede traducirse en aromas
indeseables en vinos de cabernet sauvignon.
Otros factores
Producción
El nivel de producción tiene una influencia clara a través de las
claves «relación SFE/producción» y «producción moderada (F/V = 4-9)». En todas
las experiencias en las que mejoran dichas claves (muchas de ellas mediante
aclareo de racimos), se obtiene un mayor contenido en antocianos y fenoles (Kliewer y Weaver, 1971; Jackson y Lombard, 1993).
La única manera de aumentar la producción sin detrimento de los
contenidos en antocianos y fenoles es manteniendo las claves anteriores a
niveles aceptables, para lo que se precisa un manejo de la vegetación muy
cuidado y sofisticado, especialmente para mantener una gran superficie foliar
muy bien expuesta.
Los efectos negativos del incremento de producción sobre antocianos y
fenoles pueden ser directos e indirectos (en este último caso, a través de un
retraso en la evolución de la maduración).
Operaciones
en verde
Cualquier tipo de operación en verde actúa sobre el contenido en
antocianos y fenoles a través de las claves «racimos bien expuestos» y
«vegetación muy bien expuesta». La operación en verde que mejore esas claves
mejora, en general, el contenido en antocianos y fenoles. Ya hemos mencionado
el efecto del aclareo de racimos, operación en verde que influye en la
producción.
Un caso particular lo constituye la operación de despunte que, además
de tener efectos claros sobre el microclima de la planta (al igual que otras
operaciones en verde) es una operación tan drástica que, en función de su
severidad, puede producir otros efectos
no deseados, como son el rejuvenecimiento del brote, la alteración del
equilibrio hormonal o retraso general en el ciclo, entre otros. Es por esto
que, frecuentemente, tiene efectos negativos sobre la calidad y,
particularmente, sobre el contenido en antocianos y fenoles (Kliewer
y Bledsoe, 1986; Peterson y Smart, 1975; Reynolds y Wardle, 1989).
Reguladores
de crecimiento
Entre los reguladores de crecimiento, los únicos que han mostrado, en
suficientes experiencias, un efecto positivo sobre el contenido en antocianos y
polifenoles son el etileno y el ácido abscísico (ABA); su modo de acción parece
ser debido, en gran parte, a la activación del enzima PAL (Powers
y col., 1980; Weaver y
Montgomery, 1974; Weaver y Pool, 1971; Bertamini y Mattivi, 1999).
Los mejores resultados se obtienen cuando se aplica el plaguicida etefón
en el momento del envero, en cantidades que van de 250 a 500 ppm. Dado que
también detiene el crecimiento vegetativo (Lavee et al., 1977) y, en determinadas
circunstancias, disminuye la cantidad de racima (Szyjewicz y
Kliewer, 1983) parece razonable pensar que sus efectos pueden ser debidos,
parcialmente, a la menor competencia de los ápices en crecimiento y de la
racima (Jackson y Lombard, 1993).
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