El manejo de la fermentación alcohólica mediante protocolos térmicos optimizados y levaduras seleccionadas surge como una estrategia eficaz para reducir el consumo energético en las bodegas sin afectar la calidad de los vinos. Estas conclusiones fueron recopiladas por el Grupo de Expertos en Microbiología de la Organización Internacional de la Vid y el Vino (OIV), a partir de diferentes investigaciones que demostraron ahorros de energía del 30% al 70% en vinos blancos destacando el potencial de estas prácticas para una vitivinicultura más sostenible.
Autores: Adriaan Oelofse (ZA), Antonio Morata (ES), Carmen Gonzales Chamorro (ES), Claudine Degueurce (FR), Fabienne Remize (FR), Hatice Kalkan Yildirim (TR), Manfred Grossmann (DE), Patrizia Romano (IT), Shalamitsky Maxim (RU), Tiziana Nardi (IT) y Vladimir Jiranek (UK). El presente documento ha sido redactado y desarrollado por iniciativa de la OIV y constituye un documento de peritaje colectivo.
De acuerdo con el Eje 1 de los Planes Estratégicos de la OIV 2020-2024, “Promover una vitivinicultura respetuosa con el medio ambiente”, una de las funciones de la entidad es evaluar métodos de producción para implementar soluciones que limiten el uso de insumos y mejoren el desempeño ambiental en la vitivinicultura. Más precisamente, en el presente caso, recopilar y difundir información científica y fomentar la investigación sobre el uso de recursos microbianos para mejorar la sostenibilidad en la elaboración del vino.
El Grupo de Expertos en Microbiología reconoció la importancia de disponer de información sobre éste tema y los aspectos a tener en cuenta. Se estableció un grupo de trabajo, coordinado por Italia e integrado por Francia, Alemania, España, Sudáfrica, Rusia y la Secretaría General de la OIV, para preparar una revisión bibliográfica sobre los avances de la investigación en materia de ahorro de energía alcanzable durante los procesos de fermentación en la elaboración del vino. El grupo de trabajo también examinó el documento de discusión durante varias sesiones.
Este documento no pretende abarcar todas las cuestiones y hechos en detalle, sino presentar una visión general de las aplicaciones del aumento de temperatura en la fermentación, destacando parte de la información actualmente disponible para la producción de vino.
Alcance del documento
El objetivo de este documento es reunir en un único documento los principales elementos importantes sobre el impacto del aprovechamiento de los recursos microbianos para reducir el gasto energético del proceso de elaboración del vino, así como algunos de los estudios recientes realizados sobre este tema, concretamente aquellos centrados en las transformaciones microbianas, tales como las fermentaciones.
Introducción
Recientemente, varios programas de evaluación del ciclo de vida del vino han comenzado a considerar, entre otros insumos utilizados a lo largo de las fases de elaboración del vino, las emisiones equivalentes asociadas al consumo de electricidad en la fase de vinificación, que a su vez está influenciada por las transformaciones microbianas y su gestión. No obstante, la falta de conocimiento sobre las oportunidades de eficiencia energética constituye un obstáculo importante para mejorar dicha eficiencia, aunque muchos operadores del sector vitivinícola están interesados en enfoques innovadores para el ahorro de energía.
La eliminación de calor afecta significativamente la demanda energética en la bodega y está relacionada con el control de la temperatura de los tanques de vino durante el proceso de fermentación y la fase de maduración del vino. La mayor parte de la electricidad utilizada por las bodegas (alrededor del 90%) es consumida por los sistemas de refrigeración para el enfriamiento de los procesos, es decir, el control de la fermentación, la estabilización en frío y el almacenamiento en frío.
El proceso de fermentación se lleva a cabo a una temperatura controlada por razones de calidad; para ello, el vino necesita ser enfriado al inicio de la fermentación y durante todo el proceso; además, la reacción de fermentación genera calor que debe ser eliminado. En conjunto, el control de la temperatura de fermentación representa hasta el 45 % de la demanda energética total de las bodegas.
Ahorro de energía y fermentación alcohólica
En lo que respecta a la fermentación alcohólica, se sabe que diferentes sistemas de gestión de la fermentación conducen a vinos con características distintas según la cepa de levadura, la temperatura de fermentación y la gestión del oxígeno y del nitrógeno.
Sin embargo, el aprovechamiento de los recursos microbianos para mejorar la sostenibilidad del proceso de elaboración del vino es un enfoque muy reciente y solo unos pocos estudios de investigación lo han abordado. De hecho, solo algunos trabajos han tratado la cuantificación de la disipación de calor requerida durante la fermentación alcohólica, combinando protocolos térmicos innovadores con cepas de levadura seleccionadas racionalmente.
Levaduras y aroma del vino a diferentes temperaturas
La literatura ha descrito ampliamente el efecto de la temperatura sobre el metabolismo de las levaduras durante la fermentación del vino. Sin embargo, en la última década se ha reconocido que el efecto de la baja temperatura sobre la producción de aromas por parte de las levaduras varía considerablemente entre diferentes cepas de la levadura Saccharomyces cerevisiae.
De hecho, no es universalmente cierto, como se tendía a pensar años atrás, que únicamente a bajas temperaturas exista una alta producción de aromas por parte de todas las levaduras: los resultados disponibles en la literatura son variados y no siempre consistentes entre sí. Esto es fácilmente comprensible si examinamos las condiciones bajo las cuales los distintos investigadores llevaron a cabo sus ensayos experimentales: como se muestra en la Tabla 1, las cepas de levadura ensayadas son diferentes, al igual que las familias aromáticas analizadas y las condiciones del mosto utilizadas (variedades, azúcares, nitrógeno asimilable y, en algunos casos, mosto sintético). Además, las 2 o 3 temperaturas evaluadas en cada trabajo científico presentan diferencias bastante elevadas entre sí, como corresponde a estudios de investigación en los que se comparan incluso situaciones “extremas”.
Imaginando la situación en la bodega, por otra parte, el interés se desplaza hacia una variación de temperatura más moderada, de modo que incluso un protocolo térmico modificado continúe dentro de los parámetros típicos de fermentación de los vinos blancos. Con este objetivo se han realizado experimentos específicos en los últimos años, cuyo propósito fue cuantificar el ahorro energético obtenido en la vinificación en blanco (bases para vinos espumosos o vinos tranquilos) tras un aumento de temperatura de 3-4 °C respecto del protocolo habitual.
Estudio 1 (2016): Consejo Italiano para la Investigación Agrícola y la Economía Agraria y Universidad Milán
En un primer estudio realizado en 2016 por el CREA (Consejo Italiano para la Investigación Agrícola y la Economía Agraria), en colaboración con la Universidad de Milán, se evaluó el efecto de la temperatura de fermentación sobre la producción de vino espumoso Chardonnay.
La fermentación se llevó a cabo a una temperatura 4°C superior al estándar de la bodega, es decir, a 19°C en lugar de 15°C. Las fermentaciones a ambas temperaturas fueron monitoreadas para cuantificar el consumo energético; también se registró el tiempo de apertura y cierre de las válvulas, y las evaluaciones comparativas se realizaron sobre el tiempo de circulación del fluido de refrigeración.
Los resultados mostraron que el aumento de temperatura produjo un ahorro energético de aproximadamente el 65%, sin comprometer la calidad del vino. En particular, no se encontraron diferencias significativas en los principales parámetros químicos del vino ni en las características sensoriales (prueba triangular de elección forzada).
Estudio 2 (2019): Centro de Servicios para las Áreas Rurales de Renania-Palatinado (Alemania)
En otro estudio realizado en 2019 por un grupo de investigación en Alemania, se evaluó el efecto de la temperatura de fermentación sobre la producción de vino base Riesling, comparando fermentaciones a 19°C, 17°C y 14°C.
Los resultados confirmaron los del estudio anterior, mostrando que el aumento de temperatura produjo ahorros energéticos máximos de aproximadamente el 70% (19 °C frente a 14 °C), sin comprometer la calidad del vino.
Estudio 3 (2020): Consejo Italiano para la Investigación Agrícola y la Economía Agraria y Universidad Milán
Finalmente, un tercer estudio fue realizado a escala industrial y con mayores volúmenes por el grupo CREA–Universidad de Milán, y fue publicado recientemente, con el fin de aportar solidez y confirmación a los datos previamente obtenidos.
En este estudio, llevado a cabo en 2019 y 2020, se utilizaron uvas de las variedades Glera y Pinot Grigio; los mostos fueron fermentados en tanques de 450 hL; los ahorros energéticos variaron en este caso entre el 30 y el 35%, manteniéndose siempre los resultados enológicos y sensoriales previamente observados.
En conjunto, en los diferentes estudios se emplearon cuatro cepas distintas de levaduras secas seleccionadas, todas las cuales mostraron adecuadamente un metabolismo estable frente al cambio de temperatura, tanto en términos de desempeño enológico como de perfil aromático.
Debe considerarse que la temperatura es uno de los parámetros clave que influyen en la calidad aromática del vino durante la fermentación alcohólica y también afecta significativamente la eficiencia de la fermentación y la producción de aromas por parte de las diferentes cepas de S. cerevisiae. Por lo tanto, los resultados optimizados también están asociados a la elección de un cultivo iniciador adecuado, capaz de proporcionar los resultados aromáticos esperados y el desempeño fermentativo deseado.
Impacto potencial de los proyectos de ahorro energético en la producción de vino
En general, los datos de los estudios citados muestran que el uso de levaduras seleccionadas apropiadamente y de protocolos de fermentación correctamente diseñados puede permitir ahorros energéticos significativos en la elaboración de vinos blancos, sin comprometer la calidad del vino.
Estos resultados sugieren que las bodegas pueden adoptar un proceso de elaboración más sostenible y de bajo consumo energético, y que esta elección puede tener un impacto relevante sobre el consumo energético de la elaboración de vinos blancos, tal como se evaluó, por ejemplo, en el contexto italiano.
De hecho, la posible difusión generalizada de estos efectos fue investigada mediante una encuesta que involucró a varias bodegas: entre otras cuestiones, se preguntó a los enólogos acerca de los volúmenes de vinificación, las temperaturas de fermentación habitualmente utilizadas y su disposición hacia innovaciones orientadas al ahorro energético. Actualmente se están analizando los datos obtenidos de una primera muestra amplia de bodegas (n > 120).
En conjunto, alrededor del 80% de una muestra de enólogos que representan una producción total de 1.300.000 hL declararon estar dispuestos a aumentar su temperatura habitual de fermentación si los resultados de la investigación respaldan las expectativas de ahorro energético sin comprometer la calidad del vino.
La disposición de los enólogos entrevistados a adoptar protocolos de fermentación más sostenibles confirma el interés de esta línea de investigación, con el fin de proporcionar cada vez más datos que permitan a los elaboradores de vino implementar protocolos térmicos innovadores con objetivos de ahorro energético.
Conclusión
En este documento se presentan diferentes enfoques y aplicaciones relacionados con el ahorro de energía asociado a la fermentación en la elaboración del vino. Se describe un enfoque energético racional y sostenible para la gestión de la fermentación, junto con su alcance, los microorganismos utilizados, sus características y los protocolos térmicos empleados.
Asimismo, se proporciona un resumen de los resultados obtenidos hasta el momento, abriendo la puerta a posibles aplicaciones futuras, junto con sus correspondientes referencias.
Dado que la gama de cepas de levaduras disponibles para la enología está en continua evolución, y lo mismo ocurre con las herramientas tecnológicas para la gestión de la fermentación, es necesario seguir y evaluar los avances más recientes cuando se considere su aplicación en la producción de vino.
Fuente: Organización Internacional de la Vid y el Vino – Los documentos de peritaje colectivo de la OIV no se someten al Procedimiento por Etapas para el Examen de Resoluciones y bajo ninguna circunstancia pueden ser tratados como resoluciones de la OIV. Solo las resoluciones adoptadas por los Estados Miembros de la OIV tienen carácter oficial. Este documento ha sido redactado por el Grupo de Expertos “Microbiología” (MICRO) de la Comisión de Enología.
