Caracterización química y contenido mineral en vinos comerciales venezolanos

Chemical characterization and mineral content in Venezuelan commercial wines

V. Fernández, M. Berradre, B. Sulbarán, G. Ojeda de Rodríguez y J. Peña

Laboratorio de Alimentos. Facultad de Ciencias. Universidad del Zulia. Venezuela.

Autor de correspondencia e-mail: marinaty@gmail.com

Resumen

Se evaluaron las características químicas: acidez titulable, pH, acidez volátil, grado alcohólico y dióxido de azufre (libre y total) y el contenido (mg.L^-1) de los minerales: calcio, cobre, magnesio, sodio y potasio, usando espectrometría atómica con llama (FAAS), en ocho muestras comerciales de vinos tintos y blancos (cosecha 2003). Los resultados obtenidos muestran que los parámetros evaluados se encuentran dentro del intervalo permisible por las legislaciones nacionales e internacionales así como valores publicados en estudios previos realizados en vino. No se detectaron cantidades cuantificables de Cu lo que indica su ausencia o contenidos inferiores a los límites de detección del estudio (Ld: 0,03ppm). El mineral presente en mayor contenido fue el potasio mientras que el de menor concentración fue el zinc.

Palabras clave: vino, características químicas y contenido de minerales.

Abstract

The chemical characteristics in this study were: titrable acidity, pH, volatile acidity, alcoholic degree and sulphur dioxide (free and total) and the mineral content (mg.L^-1): calcium, cupper, magnesium, sodium and potassium, by using flame spectrometry atomic (FAAS), in eight commercial samples red and white wines (2003). The results show that the evaluated parameters are within the permissible interval by the national and international legislations likewise values published in previous studies. Quantifiable amounts of Cu were not detected in wines which indicate its absence or low contents to the study detection limits (Ld: 0.03ppm). Potassium was the most abundant mineral in wines whereas zinc was the less abundant one.

Key words: wine, chemical characteristics and mineral content.

Recibido el 4-4-2008 Aceptado el 21-4-2009

Introducción

El vino es el producto de la fermentación del mosto de uvas, por células de levaduras; su calidad organoléptica está íntimamente relacionada con el buen manejo de la cosecha y cuidado del mosto desde su obtención, pasando por las diferentes etapas de vinificación y almacenamiento antes de su comercialización (Berradre et al., 2007). Es un producto complejo, además de agua y alcohol contiene una gran variedad de sustancias orgánicas e inorgánicas (Álvarez et al., 2007). Dentro de los principales minerales que se encuentran en vinos se tienen cobre, sodio, potasio, calcio y hierro; su determinación es de gran importancia debido al efecto que ejercen a nivel fisiológico en el hombre, posible riesgo toxicológico, regulaciones alimentarías y la estabilidad del vino como producto (Vasantha y Cleeg, 2007). El perfil de minerales también se ha propuesto como una posible "Huella Dactilar" que puede ser usada para caracterizar los vinos de una región geográfica específica (Taylor et al., 2003). Según Álvarez et al., (2007) el contenido de minerales en vinos puede estar influenciado por varios factores como niveles en el suelo, condiciones y prácticas de fertilización; las características climáticas determinan la necesidad de aplicación de fungicidas lo que puede variar el contenido de hierro, cobre, sodio, potasio y calcio en las uvas y por ende en los vinos, la edad de la planta y las condiciones edafológicas. A su vez existen diversos factores que afectan la composición química en general de los vinos y aparecen a lo largo de la cadena de procesamiento; desde la cepa empleada hasta obtener el vino como producto y ser distribuido al consumidor. Las características de la variedad de la vid, composición del suelo, prácticas agrícolas, el clima, las técnicas enológicas, el pretratamiento de la uva y del mosto, el tipo de levadura de fermentación, la temperatura del proceso, el tiempo de fermentación, son parámetros determinantes para garantizar la calidad organoléptica del vino (García et al., 1997).

En Venezuela, la industria vitivinícola ha experimentado un marcado crecimiento en los últimos años contando hoy en día con una gran variedad de vinos, entre los cuales se encuentran: vinos de crianza corta (tintos y blancos), vinos varietales (Sauvignon), reserva, gran reserva (5-6 años en barrica de madera) y los tipo Champaña (Aguirrezabala y Carreño, 1993). Sin embargo, no existe información referente a las características químicas y perfil mineral en estos vinos, por esta razón, el objetivo de este trabajo fue evaluar la calidad química y contenido de minerales en vinos blancos y tintos, de origen comercial y elaborado con uvas cosechadas en viñedos nacionales.

Materiales y métodos

Muestras Analizadas. Se analizaron un total de 8 botellas de vinos comerciales venezolanos: cuatro genéricos blancos (elaborados con uvas de las variedades Chenin, Macabeu y Malvoisie) y cuatro genéricos tintos (elaborados con uvas de las variedades Tempranillo, Syrah y Petit Verdot), cosecha 2003.

Métodos de Análisis. Los parámetros químicos fueron evaluados según lo indicado por Amerine y Ough (1976) de acuerdo a las siguientes metodologías: acidez iónica (pH) mediante potenciometría selectiva usando un pHmeter ORION modelo 420A; acidez total (g ácido tartárico) por titulación acido-base en presencia del indicador fenolftaleína; acidez volátil (g ácido acético.100 mL^-1) previa destilación de la fracción acética y posterior titulación con solución de hidróxido de sodio y dióxido de azufre (total y libre) por valoración yodometríca. El grado alcohólico se determinó utilizando un cromatógrafo de Gases Perkin Elmer modelo XL System con una columna capilar Quadrex (NW Haven, CT, USA) de 15m de longitud, 530 µm de diámetro interno, 1µm de espesor de película y fase estacionaria OV-225 (007-225). Las condiciones de operación para la medición de etanol fueron: Presión del gas de arrastre, (He): 7,5 psi; temperatura de inyección: 70 C; temperatura de la columna: 110 C; temperatura del detector: 250 C; tiempo de la corrida 3min (Berradre et al., 2007).

Contenido de Minerales. Se realizó por espectrometría de absorción atómica con llama (FAAS), empleando un espectrómetro de AA SHIMADZU AA 6650, el tratamiento de la muestra se realizó con una versión modificada de la metodología empleada por Olalla et al., (2004). En la figura 1 se muestra el procedimiento utilizado para el tratamiento de las muestras.

Minerales Analizados. Se evaluó el contenido de los minerales: Cobre (Cu), Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Potasio (K), Sodio (Na) y Zinc (Zn).

Validación del Método: Se realizó mediante un estudio de recuperación empleando la técnica de adición estándar. Para los minerales Cu, Ca, Mg, y Zn se adicionaron concentraciones de 1, 2 y 3ppm del patrón respectivo, mientras que para el Na y K se adicionaron 0,5; 1 y 1,5 ppm de solución patrón. Las muestras y fueron tratadas bajo las mismas condiciones usadas para los vinos y analizadas por FAAS.

Diseño del experimento: En una muestra de 8 botellas de vino comercial (cosecha 2003) tomadas al azar se estudiaron los parámetros químicos: acidez total (g ácido tartárico. L^-1) acidez iónica, acidez volátil, dióxido de azufre libre y total (mg.L^-1) y grado alcohólico así como el contenido de los minerales: Ca, Mg, Na, K, Cu y Zn por FAAS. Las determinaciones se realizaron por triplicado con un diseño experimental totalmente aleatorizado.

Análisis Estadístico: Se utilizó el Test de comparaciones múltiples de Duncan del Sistema de Análisis Estadístico SAS versión 8.01 (SAS, 2001).

Resultados y discusión

I. Caracterización Química.

La acidez titulable y pH de las muestras (cuadro 1) presentaron valores de medias usuales y comparables con los publicadas en la bibliografía (García et al., 1999; Amerine y Ough, 1976; Carazola y Xirau, 2005; COVENIN, 1997; Dominique et al., 2003; Girad, 2003). Los vinos tintos suelen tener mayor acidez que los vinos blancos (Amerine y Ough, 1976), lo cual se relaciona con las características propias de las variedades tintas estos resultados concuerdan con los obtenidos en el presente trabajo. En los vinos la acidez total esta constituida por los ácidos valorables del vino, principalmente el tartarico y málico, otros ácidos intervienen en menor grado (láctico y acético), pero todos aportan propiedades interesantes que no deben ser despreciadas. Finalmente, la presencia conjunta de todos estos ácidos contribuye al desarrollo de aromas por la esterificación de alcoholes (Girad, 2003).

Cuadro 1. Caracterización Fisicoquímica de vinos tintos y blancos.

La acidez volátil de las muestras fue 0,47±0,04 y 0,41±0 g acido acético. 100 mL^-1 (cuadro 1), para vinos tintos y blancos respectivamente; según Cazorla y Xirau (2005) la acidez volátil está formada por ácidos grasos de la serie acética de bajo punto de ebullición, lo que los hace fácilmente destilables; permite apreciar el grado de conservación del vino, si ha sufrido alguna alteración o adulteración, en todo caso no deberá ser mayor a 1,5 g acido acético. 100 mL^-1 para no ser considerado vinagre. Los resultados obtenidos se ajustan a los limites establecidos por el Reglamento de la Comunidad Europea 1493/99: 1999 (Carazola y Xirau, 2005) y la Comisión Venezolana de Normas COVENIN 3342 (1997) cuyos valores referencia son <1,2 y <1,0 g acido acético/100 mL para vinos tintos y blancos, respectivamente.

El grado alcohólico de los vinos tintos y blancos analizados fue de 12,39±0,26 y 12,26±1,05 grado (cuadro 1), éstos se encuentran dentro del intervalo establecido por COVENIN 3342 (1997) (min. 7 - máx. 14 de tolerancia en etiqueta ±0,5 grados alcohólicos) para bebidas alcohólicas denominadas como vino de uvas. Por definición el grado alcohólico son los mililitros de etanol y de sus homólogos (metanol, alcoholes superiores, 2,3-butanodiol, etc.) contenidos en 100 mL de vino, medido a la temperatura de 20 C, los cuales provienen originalmente de la uva o se forman durante la fermentación (Carazola y Xirau, 2005; Amerine y Ough, 1976). A nivel comercial, este parámetro es de gran importancia ya que los vinos y otras bebidas alcohólicas se comercializan y cotizan según su grado alcohólico (Carazola y Xirau, 2005). También es importante conocer la concentración de etanol debido a su relación con las sensaciones sensoriales que mejoran la calidad del vino; los vinos con bajo contenido de alcohol poseen un carácter sin cuerpo, por el contrario los vinos que tienen un elevado contenido de alcohol, generalmente son de carácter "insulso" y "ardiente" (Amerine y Ough, 1976).

La utilización de dióxido de azufre (SO₂) como agente antiséptico en vinos es de origen antiguo, esta práctica inhibe el crecimiento de bacterias y levaduras indeseables durante la vinificación y la acción de la enzima polifenoloxidasa que oscurece el producto (Amerine y Ough, 1976; Dominique et al., 2003; Girad, 2003). En el vino el SO₂ está presente como gas, bisulfito (HSO₃ ^-) y sulfito (SO₃^-2) y es el llamado dióxido de azufre libre y combinado con el aldehído acético, azúcares, taninos, colorantes, entre otros, constituye el dióxido de azufre combinado. Esta distinción es importante para efectos prácticos ya que el dióxido de azufre con acción antiséptica es el libre, mientras que el combinado constituye la reserva necesaria para la fracción libre (Carazola y Xirau, 2005; Dominique et al., 2003). En este estudio, la concentración de SO₂ (mg.L^-1) libre y total fue de: 17,4±0,05; 21,2±0,05 y 21,8±0,5; 35,8±0,5 (cuadro 1) para vinos tintos y blancos respectivamente, estos valores son menores a los establecidos por la Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN 3342:1997) y la Comunidad Europea (Reglamento CE 1493:1999) con límites máximo permisible de 250 mg.L^-1 y 210 mg.L^-1 en forma total para vinos tintos y blancos, esta diferencia podría atribuirse a las prácticas enológicas empleadas durante la elaboración del vino, por ejemplo una menor concentración de metabisulfito durante el proceso de vinificación; así mismo la acción antimicrobiana y antioxidante del "sulfitado" puede sustituirse con otros aditivos como ácido ascórbico, ácido sórbico, ácido cítrico y lisozima o por procesos de pasteurización (Girad, 2003). Aunque el SO₂ no existe de forma natural en las uvas, ciertas cepas de levaduras presentes en los mostos producen SO₂ en mayor o menor cantidad en el transcurso de la fermentación (Dominique et al., 2003). El metabolismo de formación de SO₂ a partir de la levadura comienza cuando la cepa toma el SO₄⁼ a través de la raíz, las levaduras al fermentar utilizan todo el oxígeno del medio y reducen los compuestos oxidados, pasando los sulfatos a sulfito, del cual se forma el azufre y éste finalmente da origen al sulfhídrico el cual durante la crianza se oxida y de este modo el vino puede resultar de un modo natural con un contenido de sulfuroso total de hasta 40 mg.L^-1 (Carazola y Xirau, 2005; Dominique et al., 2003).

II. Contenido de Minerales

Los resultados del estudio de recuperación para los minerales determinados en las muestras de vino se presentan en el cuadro 2; los mismos oscilaron entre 97,32 y 108,44% con coeficientes de variación en todos los casos (excepto sodio) menores al 5%, por lo que son indicativos de la validez y aplicabilidad del método analítico usado.

Cuadro 2. Estudio de Recuperación.

1. Cobre

No se detectaron cantidades cuantificables de cobre en las muestras analizadas, esto puede atribuirse a la incapacidad de la fruta para absorber este nutriente del suelo (Azcon y Talon, 2000) ó debido a que las concentraciones de este mineral en la muestra están por debajo de los límites de detección. En los vinos la concentración de cobre puede ser exógena o endógena, la mayoría de la endógena proviene del sulfato de cobre usado para prevenir el crecimiento de mohos en los vinos (Nikolakaki et al., 2002) y de la liberación de cobre por parte de ciertos metales (latón o bronce) en contacto con la vendimia o el mosto. El cobre originario de la viña es eliminado durante la vinificación (Girad, 2003); prácticas como el encolado con bentonita, tanino o colas proteicas participan en la eliminación de una parte del cobre (Dominique et al., 2003). El prensado también puede disminuir el contenido de este metal; en general durante el primer prensado se suele observar la mayor concentración de este mineral pero la misma va disminuyendo con los siguientes prensados realizados para obtener el jugo o mosto (Olalla et al., 2004). Por otro lado, los contenidos excesivos de cobre pueden provenir del contacto posterior del mosto o el vino con utensilios en los cuales se empleo este metal para su realización (Girad, 2003), sin embargo, el uso cada vez más frecuente de acero inoxidable reduce estos riesgos (Dominique et al., 2003).

2. Calcio.

En enología, conocer la concentración de calcio es de sumo interés, porque un exceso de este catión puede generar en la botella un precipitado cristalino de tartrato de calcio (Carazola y Xirau, 2005). El contenido de calcio en los vinos analizados fue de: 83,15±0,52 mg.L^-1 y 48,40±0,4 mg.L^-1 para vinos tintos y blancos, respectivamente (cuadro 3). Estos contenidos difieren del valor 62 mg.L^-1 en vinos tintos (Cabernet Sauvignon) y blancos (Chardonnay) reportado por Vasantha y Clegg (2007), sin embargo, es importante señalar que la concentración de éste y otros minerales difieren de acuerdo a la zona geográfica de origen y está directamente relacionada con la composición del suelo (Álvarez et al., 2007). En el caso de los vinos tintos el contenido de calcio fue menor al encontrado por Vasantha y Clegg (2007) y al valor de 65,4 mg.L^-1 publicado por Álvarez et al. (2007) esta diferencia puede atribuirse al igual que en vinos blancos a características específicas del suelo en cuanto a su composición mineral, factores determinantes de la presencia o no de este mineral en los vinos (Amerine y Ough, 1976). Adicionalmente, si bien el calcio es un componente natural de las uvas, también es cierto que diversas prácticas enológicas como la desacidificación (adición de CaCO₃) o la adición de CaSO₄ usado como estabilizador y agente antibacteriano alternativo pueden incrementar el nivel de este mineral en los vinos (Scollary, 1997). Los valores encontrados en este trabajo son mucho menores al máximo permisible de 300mg.L^-1 establecidos por COVENIN (Norma 3342).

Tabla 3. Contenido de minerales (mg.L^-1) para vinos tintos y blancos.