Composición Química de Mostos y Vinos Apuntes de Clase Febrero 2014

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS DEPARTAMENTO DE CIENCIAS ENOLOGICAS Y AGROALIMENTARIAS CTEDRA DE ENOLOGA I

Silvia Paladino 1

COMPOSICIN QUMICA DE MOSTOS Y VINOS

El vino es el producto de la fermentacin alcohlica de la vendimia molida o del mosto. Qumicamente, es una solucin hidroalcohlica cida, que contiene diversos

fenoles y compuestos aromticos. El vino puede contener ms de 1000 constituyen-tes qumicos diferentes, integrando un producto sumamente complejo.

Tanto en mostos como en vinos, el compuesto ms importante es el agua. En mos-tos, segn el grado de madurez, puede ser de un 70 a un 85%. En vinos el 80 a 90% es agua, dependiendo del grado alcohlico. En los mostos, el segundo compo-

nente en importancia es el azcar; en los vinos, es el alcohol. Los mostos y vinos tienen reaccin cida. La densidad del mosto es levemente su-

perior a 1(1,099 para un mosto de 13 B; 1,108 para un mosto de 14 B), debido a la influencia de los azcares ; la densidad del vino es levemente inferior a la den-sidad del agua, debido a la influencia del alcohol (0,985 0,998). Debe considerar-se que la densidad del agua destilada es 1,00; la densidad del azcar es 1,6 y la densidad del alcohol absoluto es 0,7947.

El rendimiento de uva a vino, es, para uvas sanas y maduras es de 78 a 80%, de modo que, para obtener 100 L de vino se requieren 122 a 130 kg de uva. Desde un punto de vista legal, el INV fija como rendimiento mximo 122 kg de uva cada 100

litros de vino. En el caso de los vinos varietales, este rendimiento es de 130 kg/100 litros de vino (Res. NC.12, 2003 INV). Para poder emplear la expresin Reserva, el

rendimiento ser de 135 kg/100 L y para la expresin Gran Reserva 140 kg/100L (Res. NC.22/2008).

Componentes mayores del vino

12 % Alcohol

3 % Otros

Compuestos (Componentes

menores)

85 % Agua


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Componentes menores del vino tinto (3% del total)

2,7 % Alcoholes

superiores

37,4 % Glicerina

1,6 % Sorbitol y Manitol

0,45 % Sulfitos

32 % cidos Fijos

2,9 % Aminocidos

0,35 % steres

6 % Minerales

10 % Fenoles

4 % Azcares

2,2 % cidos Voltiles

0,4 % Acetaldehdo


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AZCARES En el mosto se encuentran glucsidos simples, como hexosas y pentosas; glucsidos

compuestos, que pueden ser holsidos: por hidrlisis dan slo azcares (ej. sacaro-sa) y hetersidos: por hidrlisis dan monosacridos y compuestos no glucdidcos

(ej. Malvidin 3- glucsido, materia colorante que hidroliza originando un aglucn, la malvidina y un azcar, la glucosa). Las caractersticas generales de los azcares son las siguientes: son incoloras,

inodoras, solubles en agua (excepto las de peso molecular muy elevado), poco solu-bles en alcohol. Si bien algunos azcares son inspidos, la mayora tienen sabor dul-

ce. El poder edulcorante es propio de cada azcar, y es un ndice que toma como referencia a la sacarosa. Poder edulcorante de la sacarosa.100 Levulosa..173 Glucosa74 Pentosas.40 Azcar invertido (sacarosa hidrolizada)....123 Miel...97 Sacarina..30.000 50.000

Las propiedades qumicas se deben a las funciones aldehdo y cetona libres, de all su capacidad reductora, la facilidad con que se oxidan y la aptitud para polimerizar. Por oxidacin se transforman en cidos. Reducen el licor de Fehling, desvan el

plano de la luz polarizada y algunos son fermentescibles

Glucosa: es una hexosa con funcin aldehdica, es reductora y fermentescible, es ptimamente activa (desva la luz polarizada), por lo que tambin se denomina dex-trosa. En su molcula posee 4 carbonos asimtricos, de modo que existen ismeros.

Glucosa

La funcin aldehdica se escribe haciendo aparecer un ciclo oxigenado de 5 6 esla-bones: As existen dos formas cclicas de la glucosa: la glucopiranosa (5) y la gluco-

furanosa (6). Por otra parte, a cada forma corresponden dos ismeros: y , que

tienen poderes rotatorios diferentes: D glucopiranosa, con un poder rotatorio

[ ]D = + 113,4 y - D- glucopiranosa, con un poder rotatorio [ ]D = + 19,7. No-

ta: [ ] = desviacin polarimtrica en grados que produce una solucin de 1 gramo

por mililitro examinada con el polarmetro, a travs de un tubo polarimtrico de 10

cm de largo.

Cuando se coloca glucosa en solucin, el equilibrio entre las formas y no se

establece de inmediato, por lo tanto el poder rotatorio se fija slo al cabo de cierto tiempo a + 52,5. Este fenmeno se conoce como mutarrotacin. La glucosa tiene un

poder edulcorante 74 comparado con la sacarosa 100. Puede ser fermentada por las Levaduras y por las bacterias lcticas. El grupo carbonilo de la glucosa se sita en el

carbono 1, es un aldo- azcar.


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Levulosa: tambin denominada fructosa o azcar de fruta. Es una hexosa con fun-

cin cetnica en el carbono 2, es reductora y fermentescible. Junto con la glucosa forma la sacarosa. Tiene alto poder edulcorante 173, comparado con la sacarosa

100.

Fructosa o levulosa

La levulosa puede ser fermentada por las levaduras y por las bacterias lcticas. Su

poder rotatorio es [ ] = - 93, levorotatoria.

Relacin glucosa levulosa: los azcares se almacenan en el grano de uva durante su maduracin. La hoja produce glucosa por medio de la fotosntesis. La glucosa se transforma enzimticamente en fructosa. Por condensacin de ambas, se origina la

sacarosa. Bajo la forma de sacarosa se produce la migracin desde la hoja al grano. El almidn (producto de reserva) se hidroliza originando glucosa. En uvas verdes,

hay ms glucosa que levulosa; pero en el transcurso de la maduracin, la propor-cin de levulosa aumenta. Durante el envero, el grano se enriquece en azcares, a partir de las reservas acumuladas en raz, tronco y sarmientos; hay tambin trans-

formacin de cido mlico en glucosa. Finalmente, en la madurez, hay cantidades aproximadamente iguales de glucosa y de levulosa. De modo que la relacin G/L

est cerca de 0,95. Evolucin de la relacin G/L en la fermentacin. Durante la fer-mentacin, la relacin G/L baja rpidamente, ya que la mayora de las levaduras de vinificar fermentan ms activamente la glucosa que la levulosa; de modo que hacia

el final de la fermentacin, predomina la levulosa sobre la glucosa. En los vinos dul-ces naturales, hay predominio de levulosa sobre glucosa. En los vinos edulcorados

con mosto concentrado, la relacin G/L es aproximadamente la misma que en mos-tos de uvas maduras. En los mostos, la glucosa y la levulosa constituyen los principales azcares, repre-

sentando alrededor del 99% de los azcares presentes. Cada uno de ellos puede estar presente en concentraciones de 50 a 150 g/L.

Sacarosa: La sacarosa se encuentra en los mostos en concentraciones de 2 a 10 g/L. Su poder edulcorante se ha fijado en 100 y se considera el valor patrn de

comparacin. Cuando se produce la rotura de los granos en la molienda, la sacarosa se desdobla por medio de la accin enzimtica de las invertasas, y la presencia del

medio cido. La sacarosa como disacrido, no es reductora ni fermentescible, pero cuando hidroliza origina glucosa y levulosa, que son reductoras y fermentescibles.


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Sacarosa

Las uvas provenientes de Vitis vinifera presentan contenidos mucho menores de sacarosa que las uvas que provienen de vides americanas.

Pentosas: Se encuentran en contenidos de 0,3 a 2 g/L. Son reductoras, pero no fermentescibles. Las pentosas aumentan en la poca del envero y decrecen antes de la madurez. Los hollejos y los escobajos son ms ricos en pentosas y pentosanos

que la pulpa del grano, de modo que los mostos tintos son ms ricos en pentosas que los blancos. El poder edulcorante de las pentosas es 40, bajo si se compara con

el patrn de sacarosa 100. Las pentosas presentes son arabinosa, ramnosa y xilosa. Las pentosas, si bien no son fermentescibles por las levaduras, pueden servir como

fuente de energa para las bacterias lcticas durante la fermentacin malolctica.

Arabinosa

xilosa


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ramnosa

El contenido de azcar ms frecuente en mostos de uva madura en Cuyo oscila en-tre 190 y 250 g/L, excepcionalmente pueden superar estos valores. En los vinos secos, loa azcares reductores no superan 1,5 g/L; estos valores, en general, ase-

guran la estabilidad microbiolgica del vino. Las hexosas han sido fermentadas; si el vino no ha llegado a sequedad, puede haber algunos gramos de levulosa. La sacaro-

sa ha hidrolizado, y seguido el mismo camino de las hexosas. Las pentosas han pa-sado sin modificaciones al vino, pero si se ha producido la fermentacin malolctica, algunas pentosas pueden haber sido consumidas por las bacterias. En un vino seco,

las pentosas son los azcares ms importantes. En los vinos dulces, el sabor est influenciado por la naturaleza del azcar presente,

de acuerdo a su poder edulcorante. Por ejemplo, un vino dulce natural con 25 g/L de azcares reductores tendr sabor ms dulce que un vino abocado edulcorado con mosto concentrado a igual concentracin, debido al poder edulcorante de la levulo-

sa. As tambin, para un mismo tenor de azcar, el sabor dulce estar influenciado por la presencia de otras sustancias de gusto especfico: alcohol, glicerina, cidos,

taninos. La desviacin polarimtrica de los mostos es siempre negativa, debido a la influen-cia de la levulosa, que imprime su signo a la mezcla. En los vinos secos (< de 1,8

g/L) la desviacin polarimtrica es muy pequea, y puede ser levemente positiva. Los azcares tambin estn vinculados a los componentes aromticos de uvas y vi-

nos. Los monoterpenos pueden ligarse a glucsidos disacridos, como el L - ara-

binofuransidos, - D- glicopiransidos y L ramnofuransidos. La hidrlisis de

precursores de aroma produce componentes aromticos voltiles libres. En sntesis: en mostos Hexosas

Glucosa..50 a 150 g/L Levulosa.50 a 150 g/L Sacarosa..2 a 10 g/L Pentosas.0,3 a 2 g/L

En vinos secos

Hexosas..hasta 2 g/L Pentosas.0,3 a 2 g/L

Polisacridos: En vinos y mostos encontramos distintos polisacridos, que provie-nen de las uvas, de los hongos que atacan las uvas, o bien de las levaduras que lle-

van a cabo la fermentacin alcohlica. Polisacridos de las uvas sanas Pectinas: estn formadas por cadenas de cido galacturnico, donde el grupo car-

boxilo del monmero cido puede estar libre o esterificado con un grupo metilo. Las pectinas se encuentran como pectatos de calcio, en la laminilla media de la pared


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celular de la clula vegetal. Son responsables de la formacin de jaleas, son insolu-bles en agua fra, en agua caliente forman coloides. Precipitan en alcohol en medio clorhdrico. Por su alta viscosidad, obstaculizan las filtraciones. En el mosto, hay en-

zimas (pectn metil esterasa, poligalacturonasa y depolimerasas) que atacan a las pectinas, liberando el alcohol metlico, que es txico. El contenido de pectinas es de

0,5 a 2 g/L.

pectina

cido galacturnico

Arabinanos, los arabinogalactanos, arabinogalactano-protenas y ramnogalacturona-

nos I y II son otros polisacridos presentes en las paredes celulares de las bayas. Polisacridos de las uvas atacadas por Botrytis cinerea

Glucanos o dextranos: son polisacridos formados por la degradacin de la gluco-sa causada por el ataque de Botrytis cinerea. Existen dos glucanos diferentes vincu-

lados con el ataque de este hongo. Uno de ellos es peso molecular aproximado 900.000, este compuesto dificulta la clarificacin por reposo natural o por accin de clarificantes, colmata las superficies filtrantes, se comporta como coloide protector.

Es suficiente la presencia de este glucano en concentraciones de 2 a 3 mg/L para impedir las filtraciones. El otro compuesto es un heteropolisacrido, rico en ramnosa

de peso molecular aproximado 40.000, se denomina botriticina, ya que se comporta como antibitico, impidiendo o dificultando la fermentacin alcohlica. Los glucanos se vuelven ms insolubles a medida que aumenta el tenor alcohlico. Existen enzi-

mas de tipo glucanasas, que hidrolizan estos polisacridos.

Polisacridos producidos por las levaduras Manoprotenas: estn formadas por cadenas de manosa unidas a protenas. Las macromolculas solubles afectan las cualidades organolpticas de los vinos tales

como la calidad y persistencia del aroma, reducen la astringencia y el sabor amargo de los taninos e incrementan el cuerpo de los vinos tintos; pueden interactuar con

los taninos y reducir su reactividad, incluso aumentar la estabilidad del color. Las manoprotenas tambin actan como coloides protectores, impidiendo la autoagre-

gacin de los taninos. Contribuyen a la estabilizacin de las protenas y del tartrato en los vinos blancos. Las manoprotenas tambin afectan la calidad de la espuma en los vinos espumantes.


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CIDOS

Los cidos orgnicos presentes en las uvas son los siguientes: cido tartrico, cido mlico y cido ctrico. Los cidos son sintetizados en las hojas y en los granos, se

originan a partir de la oxidacin de los azcares. En el envero, la acidez de las ba-yas es mxima, alrededor de 30 g/l, expresada como cido tartrico. En el periodo que transcurre entre el envero y la madurez, la acidez disminuye, llegando a con-

centraciones de 3 a 8 g/L. Esta disminucin en la acidez total se debe tres fenme-nos diferentes: la dilucin de los cidos (debido a que el grano crece en volumen);

la neutralizacin de los cidos por salificacin y la degradacin de los cidos por respiracin. En las uvas maduras, el cido que predomina es el tartrico, luego el mlico y en menor cantidad, se encuentra presente el cido ctrico.

La uva es el nico fruto de origen europeo, que acumula cantidades importantes de cido tartrico. En envero, la concentracin es de unos 11,5 g/L de mosto. En la

madurez, 2 a 8 g/L. En el mosto, el cido tartrico se encuentra en estado libre y tambin combinado con K, Ca, Na y Mg. El mosto es una solucin saturada de bitar-trato de potasio. El cido tartrico forma compuestos insolubles con el Ca y el pota-

sio. A medida que aumenta el grado alcohlico y disminuye la temperatura, se inso-lubiliza el bitartrato de potasio o cremor trtaro y precipita. El cido ascrbico es

precursor de la formacin del cido tartrico.

cido L tartrico

El cido L (-) mlico en uvas verdes puede representar el 60% de los cidos presen-

tes, pero es utilizado para producir energa por medio de la respiracin; de modo que al llegar las uvas a la madurez, la concentracin de cido mlico es de 1 a 5

g/L. Este cido forma sales solubles y es degradado durante la fermentacin malo-lctica.

cido mlico

Relacin entre los cidos tartrico mlico: el cido tartrico presente en los granos slo puede ser catabolizado por medio de la respiracin a temperaturas superiores a 35C. La degradacin del cido mlico se acelera considerablemente cuando las

temperaturas son ms elevadas, esto es debido a un aumento de la actividad meta-blica. En la mayor parte de las zonas vitivincolas europeas, la madurez de la uva

se produce justo antes de que la temperatura media mensual descienda por debajo


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de 10C. En los climas clidos, dicha disminucin es ms tarda. En consecuencia, la maduracin ocurre en un periodo ms clido. El cido mlico es degradado por res-piracin, en consecuencia los mostos de zonas clidas son menos cidos que los de

zonas fras, y la acidez total se debe principalmente al cido tartrico, con una esca-sa o nula participacin del cido mlico. En las zonas fras, el cido mlico no es

degradado en la misma medida, los mostos son ricos en acidez y es necesario in-tervenir en la elaboracin del vino para reducir la acidez total. En el mosto hay pequeas cantidades de cido ctrico (0,1 a 0,7 g/L), de cido as-

crbico (5 a 10 mg/L). Tambin existen pequesimas cantidades de muchos otros cidos orgnicos tales cmo glioxlico, oxlico, saliclico y gliclico.

cido ctrico

En la uva tambin existen cidos formados por la accin de los microorganismos,

por ejemplo, en uvas atacadas por Botrytis cinerea. La enzima glucosa-oxidasa ata-ca a la glucosa y provoca la aparicin de cido glucnico y glucournico, estos des-van el plano de la luz polarizada a la derecha. La cantidad de cido glucnico en

uvas sanas es menor de 0,5 g/L, mientras que en uvas botrytizadas puede llegar a 5,9 g/L. Estos cidos son importantes porque son capaces de combinarse con el

dixido de azufre, que es un antisptico empleado en la elaboracin del vino.

cido glucnico

cido glucournico


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En los vinos se encuentran los cidos que provienen de las uvas (tartrico, mlico y ctrico) y los cidos generados en las fermentaciones alcohlica y malolctica. Estos ltimos son los cidos succnico, lctico, actico, propinico y butrico. El cido ms

abundante en el vino es el tartrico, encontrndose en cantidades de 2 a 8 g/L; el cido mlico es el que le sigue, presentando concentraciones que van desde 5 g/L a

trazas, siendo ms abundante en zonas fras o en uvas verdes. El cido ctrico existe en concentraciones de alrededor de 1 g/L. El cido succnico o butanodioico depen-der de la cepa de levaduras (aprox. 0,5 g/L), ya que es un producto secundario de

la fermentacin alcohlica (FA). El cido lctico tambin es un producto secundario de la FA, pero puede ser producido por las bacterias lcticas durante la fermenta-

cin malolctica, a expensas del cido mlico. Se encuentra en concentraciones de 0,1 a 1 g/L. En cantidades an menores se encuentran los cidos actico, propini-co y butrico, as cmo otros cidos del ciclo de los cidos tricarboxlicos.

c. succnico

c. actico

c. L (+) lctico

c. butrico


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c. propinico

pH El pH de los mostos y vinos se encuentra entre 2,8 y 3,8 de acuerdo a la bibliogra-

fa, pero en nuestra zona es muy raro encontrar mostos o vinos de pH 2,8, excepto en uvas verdes. Por otra parte, es frecuente encontrar mostos con pH 4 o superior. Si bien los valores ms frecuentes son de alrededor de 3,4 3,6. En lneas genera-les, puede decirse que el rango de pH en mostos y vinos va de 3 a 4. El pH de un vino siempre es mayor que el pH del mosto que le dio origen. Esto se debe a que el

mosto es una solucin saturada de bitartrato de potasio, el cual se insolubiliza y precipita a medida que aumenta el grado alcohlico y disminuye la temperatura. El mosto y el vino tienen poder buffer. El pH del mosto y del vino est fuertemente

influenciado por las concentraciones de K y de Na; la concentracin de K es 30 ve-ces superior a la concentracin de Na en el vino.

ALCOHOLES En el mosto hay pequeas cantidades de alcoholes; entre ellos se encuentran sorbi-

tol, inositol, xilitol y hexanol. Sorbitol es un alcohol polivalente de la serie grasa, no es fermentescible ni reductor.

No es alterado durante la fermentacin. Es sintetizado por las levaduras en conteni-dos de 20 a 50 mg/L. Generalmente se encuentran contenidos altos de sorbitol en mostos que provienen de uvas atacadas por hongos. En vinos de uvas sanas el con-

tenido de sorbitol oscila entre 5 a 194 mg/L, mientras que en los vinos de uvas ata-cadas de podredumbre, la concentracin vara entre 84 y 898 mg/L.

Inositol es un alcohol cclico hexavalente, de sabor dulce, no reduce al licor de Feh-ling, no es alterado durante la fermentacin, aunque, como es un factor de creci-miento de las levaduras, estas lo consumen. El contenido normal es de 70 a 80

mg/L. Contenidos mayores se deben al ataque microbiano de las uvas, lo que pro-voca una deshidratacin, y en consecuencia, un aumento relativo de la concentra-

cin. Lo mismo ocurre con el xilitol. Hexanol: se origina cuando la uva es molida, intensamente dilacerada, en presencia de aire. Esas condiciones permiten la formacin de hexanol, cis-2.hexanol, hexanal

y trans-2 hexanal. La concentracin normal es de 4 mg/L, cuando se encuentran contenidos mayores, se perciben gustos amargos y aromas herbceos.

En el vino, se encuentran los alcoholes originarios del mosto, las concentraciones

pueden variar en aquellos que son consumidos por las levaduras. En el vino, los azcares fermentescibles se han consumido y se han originado alcohol etlico, glice-rina, acetil metil carbinol, butanodiol, diacetilo y alcoholes superiores, entre otros

productos. Durante la maceracin, se origina alcohol metlico o metanol. Alcohol etlico o etanol: en la mayora de los vinos se encuentra en concentraciones

de 10 a 14 %, si bien pueden existir vinos de mayor contenido alcohlico. Desde un punto de vista legal, el producto se denomina vino a partir de una concentracin mnima de 5% de alcohol. El alcohol tiene gusto dulce y produce una sensacin de

ardor en las mucosas.


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Glicerina: es el tercer compuesto ms importante en el vino, despus del agua y el etanol. Se encuentra en concentraciones de 8 a 10 g/L. Contribuye con la percep-cin del cuerpo del vino por su densidad 1,26. Las uvas atacadas por Botrytis pue-

den tener contenidos mucho mayores de glicerol. Alcoholes superiores: son aquellos de ms de dos tomos de carbono. Tienen aro-

mas particulares, y por lo tanto influyen en el aroma del vino. Son producidos por las levaduras durante la fermentacin, Durante la conservacin de los vinos pueden esterificarse con los cidos del vino, dando otros compuestos con aromas caracters-

ticos. En los vinos se encuentran contenidos de 140 a 420 mg/L, con mayores con-tenidos en los vinos blancos que en los vinos tintos. El ms importante es el alcohol

isoamlico (3 metil 1 butanol), que generalmente representa un 50% del total de los alcoholes superiores, tambin denominados alcoholes de fusel o aceites de fusel. Otros alcoholes importantes son: amilo activo (2 metil 1 butanol), el isobutilo y los

n- propil alcoholes. Los alcoholes superiores se originan a partir de los siguientes aminocidos:

Leucina..Alcohol isoamlico Isoleucina.Alcohol amlico activo Valina..Alcohol isobutlico Treonina.Alcohol proplico 2 Fenil alaninaAlcohol 2 fenil etanol (rosas) TirosinaAlcohol tirosol Otro origen posible es a partir de carbohidratos. En la fermentacin, a mayor canti-dad de slidos suspendidos, mayor cantidad de alcoholes superiores. Excepto el

propanol, a mayor contenido de nitrgeno asimilable, menor contenido de alcoholes superiores.

Manitol: resulta de la reduccin de la fructosa (levulosa) fructosa 6 fosfato por accin de mohos, levaduras o bacterias heterolcticas. En vinos sanos se encuentra en menores tenores que en vinos de uvas enfermas.

Eritritol: proviene de la reduccin de la eritrulosa, los vinos de uvas atacadas por podredumbre tienen mayores contenidos que los vinos que provienen de uvas sa-

nas. Metanol: Se encuentra en el vino como resultado de la hidrlisis de las pectinas me-tiladas presentes en las uvas, atacadas por la enzima pectin metil esterasa (PME).

La pectina es un polmero del cido galacturnico, dnde las molculas estn unidas

por uniones del tipo 1 4. En la pectina nativa de la uva, de los grupos cidos

carboxlicos estn esterificados con metanol. Las pectinasas existen en forma natu-ral, pero adems se agregan durante la vinificacin para mejorar el rendimiento del

mosto, la extraccin de color y la clarificacin. Esto puede incrementar el tenor de metanol significativamente. El metanol es txico y puede ser letal. En Argentina, el lmite legal para vinos liberados al consumo es de 0,35 ml de metanol por litro de

vino.

Etanol

Metanol


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Glicerina

Las frmulas restantes se encuentran en la presentacin de esta clase.

COMPUESTOS NITROGENADOS Los compuestos nitrogenados son muy importantes para obtener una poblacin sa-ludable de levaduras, y as lograr una fermentacin vigorosa y completa; en los

vinos, estos compuestos nitrogenados influyen de diferentes formas: intervienen en los enturbiamientos de los vinos blancos, afectan el desarrollo del aroma, alteran la

calidad de la espuma en los vinos espumantes o tipo Champagne, y pueden causar potencial inestabilidad microbiolgica. En general, se necesitan alrededor de 120 a 140 mg/L de N prontamente asimilable

para poder completar una fermentacin alcohlica. Una deficiencia de Nitrgeno prontamente asimilable puede causar fermentaciones lentas o incompletas. Las

formas de N que la levadura puede utilizar son aminocidos, amonio y pequeos pptidos, esto se denomina nitrgeno prontamente asimilable (NPA). No todos los aminocidos se asimilan en las mismas condiciones, por ejemplo, Prolina slo puede

ser asimilado en presencia de oxgeno. Por lo tanto, cuando la levadura no tiene disponible el aminocido que necesita, se ve obligada a sintetizarlo a partir de los

recursos que posee, y es posible que se produzca gas sulfhdrico (SH2) como conse-cuencia. El esqueleto de los aminocidos sirve como precursor de los steres; por lo tanto, cuando es bajo el contenido de N en el jugo, la produccin de steres es es-

casa. Durante la fermentacin hay un consumo rpido del N prontamente asimilable. Una

vez finalizada la accin de las levaduras, y debido a su autlisis, aumenta el conte-nido de N prontamente asimilable. El manejo de distintas prcticas enolgicas influye sobre la concentracin de N dis-

ponible para las levaduras. En los vinos blancos, el desborre previo a la fermenta-cin disminuye la concentracin de N. En los vinos tintos, las maceraciones ms in-

tensas (el contacto con las pieles) enriquecen al mosto en sustancias nitrogenadas. Las condiciones sanitarias de las uvas condicionan la concentracin de N; uvas ata-cadas por Botrytis cinerea (o por otros hongos) presentan bajos contenidos de N

asimilable por las levaduras, debido a que este ha sido consumido por los hongos durante su desarrollo. Esta circunstancia, combinada con la presencia de un polisa-

crido de accin antibitica, producido por el hongo, denominado botriticina, dificul-ta la fermentacin de los mostos. El ataque de Botrytis cinerea sobre los granos de uva puede reducir el N disponible en un 80%.

A medida que el estado de madurez de las uvas es ms avanzado, especialmente en climas clidos, la concentracin de N prontamente asimilable se reduce, transfor-

mndose en formas peptdicas o proteicas, no disponibles en forma directa para las levaduras.


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Las sequas (en zonas de secano) el stress hdrico al que son sometidos los vie-

dos, reducen la concentracin de Nitrgeno prontamente asimilable en los mostos. El nitrgeno puede ser agregado a mostos bajo la forma de PO4H (NH4)2 , pero de-

be considerarse que el exceso puede conducir a la formacin de urea, que es pre-cursor del etil carbamato uretano en el vino. Este compuesto est sospechado como carcingeno.

El nitrgeno total en mostos y vinos va desde 60 a 2400 mg/L. El contenido en pro-tenas de los jugos va del 1 al 13% del contenido de N total. En vinos, el N proteico

puede llegar a ser el 38% del N total. Los aminocidos son las unidades que forman los polipptidos y las protenas. La mayora de los aminocidos (AA) conocidos se encuentran en mostos y vinos. Prolina es el ms abundante en mostos y vinos. Ar-

ginina se encuentra en cantidades relativamente altas en mostos. En el vino pueden existir tambin aminas bigenas, tales como histamina y tiramina, que aparecen

como producto del ataque de las bacterias lcticas a los aminocidos. Debe recor-darse que las enzimas son protenas, y los procesos biolgicos son mediados por enzimas.

En uvas y mostos, el contenido de amonio oscila entre 24 y 209 mg/L, en los vinos estos contenidos estn entre 0 y 50 mg/L.

NH4

+ Amonio

En la clase se proporcionan las frmulas de los aminocidos mencionados en el tex-

to.

MINERALES En las uvas se pueden encontrar trazas de todos los componentes lixiviables del suelo. El potasio es el catin que se encuentra en mayores concentraciones, seguido

por el sodio, magnesio y calcio. Los aniones ms importantes son sulfato, fosfato y cloruros. Adems el azufre, hierro y otros elementos traza son necesarios en con-

tenidos variables como nutrientes de la vid. El contenido de cenizas de un mosto es de 2 a 6 gramos por litro. En un vino el contenido de cenizas es de 1,5 a 3 g/L.

Existen lmites legales para el contenido de cloruros (0,6 g/L) y sulfatos (1- 1,2 y 1,5 g/L). Estos lmites se han fijado con el objeto de impedir el uso de los cidos sulfrico y clorhdrico para modificar la acidez de los mostos y vinos, estos cido

estn prohibidos. El contenido excesivo de potasio puede percibirse en los vinos, ya que origina gustos amargos.

El hierro y el cobre se encuentran presentes en contenidos normales de origen bio-lgico, pero pueden ocurrir contaminaciones. Estas pueden deberse a la maquinaria empleada en bodega (el bronce utilizado para vlvulas y uniones de caos es una

aleacin de Cu 88 % y Sn 12 %) a los tachos de cosecha (latn, aleacin de Cu y Zn), a los tratamientos fitosanitarios tardos a base de cpricos, bien al empleo de

SO4Cu con el objeto de eliminar el olor del gas SH2 en el vino. Estos mayores conte-nidos debidos a contaminaciones pueden ser detectados sensorialmente, pueden en las fermentaciones traer problemas de inestabilidad o quebraduras en los vinos.


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COMPUESTOS AROMTICOS

Segn su origen, los aromas del vino se pueden clasificar en aromas varietales o primarios (provienen de las uvas), secundarios de fermentacin y terciarios

bouquet. Los compuestos que participan del aroma de los vinos son muchos, pero se citarn algunos grupos principales:

1. Pirazinas Provienen de las uvas. Aromas a pimiento verde, herbceos, vegetales, caracters-

tico de Cabernet Sauvignon y Sauvignon Blanc. Las metoxipirazinas son compuestos representativos de este grupo.

2. Terpenos Provienen de las uvas. Pueden estar libres o combinados como glicsidos, pero slo

las formas libres son odorantes. Derivan del isopreno. Tienen aromas florales o fru-tales. Geranoiol y linalol son compuestos representativos. Se encuentran presentes en variedades del tipo Moscatel, Torronts, Malvasa, Chardonnay, Gewrtztraminer

y Riesling (kerosene).

3. Derivados del cido shikmico Derivan del metabolismo de aminocidos aromticos, son productos aportados al vino por las plantas, por los microbios o por la conservacin en madera de roble. El

compuesto tpico es la vainillina.

4. Lactonas Provienen de las uvas, de la accin microbiana o de la madera de roble. En su mol-cula se encuentra presente un anillo de 5 tomos, con una sustitucin por Oxgeno.

Tienen aroma a caramelos, frutas, coco manteca. Furfuril alcohol y metil lactona son algunos miembros de este grupo.

5. Esteres Son el producto de reaccin entre un alcohol y una molcula de Coenzima A acilada.

Se originan principalmente por actividad microbiana, pero pueden provenir de la planta. Algunos compuestos son: etil acetato (removedor de esmalte de uas, goma

de pegar), etil laureato (jabn), isoamil acetato (banana) y fenetil acetato (aceite de rosas). Cuando la temperatura es alta, se pierden fcilmente.

6. Alcoholes superiores Su principal origen es la actividad microbiana, pero pueden venir en las uvas. Sur-

gen como consecuencia de la degradacin de aminocidos o por biosntesis directa. Algunos son: 3-Methylbutanol, 2-Methylbutanol, Isobutanol y Propanol.

7. cidos Se originan en las plantas o por accin microbiana. Tienen gusto cido y algunos

tienen olores caractersticos como el cido butrico (rancio) y el cido actico (re-cuerda el vinagre).

8. Compuestos fenlicos Son producidos por las plantas, pero pueden ser modificados por accin microbiana,

originando vinil fenoles, que son compuestos con aroma a caballo sudado, remedio, farmacia, son considerados defectos.


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9. Compuestos azufrados

Generalmente son producidos por los microbios. Tienen bajos umbrales de detec-cin. Hay cuatro grupos: sulfuros, tioles, sulfxidos y tio alcoholes. Los sulfuros

comprenden el cido sulfdrico SH2 (huevos podridos), dimetil sulfuro CH3-S-CH3 (repollo, choclo en lata) y dimetil disulfuro CH3-S-S-CH3 (almejas, mariscos). Los tioles presentes son el metano tiol CH3-SH (recuerda olor a goma) y el etano tiol CH3-CH2-SH (recuerda el olor a cebollas, goma, zorrino).La mercaptopentanona es un tiol, que se encuentra en vinos de Sauvignon Blanc (olor a orina de gato, hoja de

Buxus sp, cassis). Los sulfxidos estn representados por el dimetil sulfxido CH3-SO-CH3 (plstico). Los tio alcoholes pueden ser: el mercapto etanol HS-CH2-CH2-OH (establo, pasto seco), tio metil butanol CH3-S-(CH2)4-OH (ajos, ciboulette), y el

metionol CH3-S-(CH2)3-OH (papas cocidas, soja).

10. Derivados de los Aminocidos Son originados por accin de levaduras y bacterias. El producto sintetizado depende de la fuente de nutrientes nitrogenados y carbonados presente. Un producto de es-

te grupo es la 2 acetil tetra hidro piridina, originado por bacterias lcticas y levadu-ras como Brettanomyces, que tiene aroma a orina de ratn. El sustrato es lisina.

11. Compuestos especficos En las uvas de la variedad Concord (Vitis labrusca), el antranilato de metilo produce

el aroma caracterstico foxy, aframbuesado. Las frmulas de estos compuestos se encuentran en la presentacin correspondien-

te a esta clase.


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COMPUESTOS FENLICOS

Cuantitativamente representan slo el 0,3% de los componentes del vino, pero son fundamentales en las caractersticas organolpticas del producto.

Las sustancias fenlicas son constituyentes muy importantes de las uvas, funda-mentales para las caractersticas organolpticas y la calidad del vino. Colectivamen-te, ellos incluyen los pigmentos rojos, los formadores de sustratos amarronados, los

responsables de los sabores astringentes y amargos de uvas y vinos. La mezcla cualitativa de fenoles particulares es caracterstica de cada variedad y

est controlada genticamente; las variedades pueden diferir cualitativa y cuantita-tivamente en un rango considerable, en cuanto a su composicin fenlica. El manejo de la canopia influye en la composicin fenlica de las uvas. El grado de madurez

produce cambios cualitativos en los fenoles de las uvas. Durante la elaboracin de los vinos, la aplicacin de diferentes tecnologas permite obtener distintos estilos de

productos, dependiendo de la concentracin y composicin de los fenoles extracta-dos de las uvas. En las uvas y vinos se encuentran presentes una gran variedad de compuestos fe-

nlicos derivados de una estructura bsica, que es el fenol o hidroxibenceno (fig 1).

Figura 1. Fenol

En las uvas y vinos los compuestos fenlicos presentes se pueden clasificar como no

flavonoides y flavonoides, de acuerdo a su estructura bsica presente. Cada grupo difiere en la localizacin en el grano de uva, as como en las caractersticas senso-

riales que otorgan a los vinos, as como por su reactividad. Los compuestos no flavonoides son tambin denominados cidos fenlicos, y su estructura qumica b-sica es el fenol.

Los compuestos flavonoides tienen como estructura bsica dos anillos aromticos unidos por va de un anillo pirano, denominado esqueleto flavonoide (fig 2).

Figura 2. Esqueleto flavonoide


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El contenido total de compuestos fenlicos en los vinos es menor que el contenido presente en las uvas; en el vino tinto en el mejor de los casos, se llega a extraer un

60% de los fenoles presentes en las uvas.

Tabla 1. Clasificacin de compuestos fenlicos

Compuestos Fenlicos

No flavonoides

Estilbenos: resveratrol

Acidos Fenlicos:

Acidos hidroxicinmicos

Acidos hidroxibenzoicos

Flavonoides

Antocianos

Catequinas y epicatequinas

Flavonoles

Taninos

Tabla 2. Distribucin de los compuesto fenlicos en el grano de uva (mg por kg de uva)

Pulpa Hollejos Semillas

Resveratrol 0 7-8 0

Ac fenlicos 20-170 50-200 0

Antocianos 0 500-3000 0

Flavonoles 0 10-100 0

Taninos 0 100-500 1000-6000

Souquet et al,2000

Compuestos fenlicos no flavonoides:

Estilbenos: El resveratrol es una fitoalexina que se sintetiza como respuesta a los ataques fngicos, por lo tanto, su contenido es variable. Se encuentra en los hollejos de las uvas y es ms abundante en vinos tintos. Tiene

propiedades biolgicas anticancergenos.

Fig 3. Resveratrol

Acidos fenlicos: Se encuentran en el jugo de las uvas, por lo tanto estn presen-

tes en cantidades relativamente iguales en vinos blancos y tintos. Los hidroxicinamatos son importantes para el enlogo, ya que representan la can-tidad mnima posible de compuestos fenlicos presentes en mostos y vinos, son

sustrato de la polifenoloxidasa, y originan colores amarillos intensos, dorados, en los vinos blancos. El producto de la oxidacin de los hidroxicinamatos son las quino-

nas. Los hidroxicinamatos ms importantes son derivados de los cidos cafeico, p-cumrico y ferlico (Fig. 3, 4 y 5).


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Fig 4. cido cafeico

Fig 5. cido p-cumrico

Fig 6. cido ferlico

Se presentan como steres con el cido tartrico, formando los cidos caftrico (ca-feico + tartrico), coutrico (cumrico + tartrico) y fertrico (ferlico + tartrico).

cido cafeico

cido tartrico

Fig 7. cido caftrico

Los cidos hidroxibenzoicos son generalmente productos de degradacin prima-

ria de compuestos ms complejos, y aparecen, en pequeas cantidades, por la ac-cin de hongos o durante la conservacin del vino. El ms importante es el cido glico. El contenido de cido glico es bajo en el jugo fresco, pero aumenta por con-

tacto con los slidos, debido a la hidrlisis del epicatequin-galato (que libera cido


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glico). La hidrlisis del epicatequin-galato es probablemente la fuente principal de cido glico. Este ster galato se encuentra en las semillas de las uvas.

Compuestos fenlicos flavonoides: representan la fraccin ms importante de los fenoles totales en un grano de uva, superior al 85%. Como grupo, se encuentran

bsicamente en el hollejo y semillas, y en pequeas cantidades en el jugo. Todos los antocianos se encuentran en la piel del grano de uva, excepto en las variedades tin-toreras, en las que se encuentran en la pulpa y el jugo. En las pieles se localizan

tambin porciones variables de los flavan 3 oles (catequinas) y la mayora de los flavonol glicsidos. En las semillas se encuentran el resto de las catequinas mon-

meras, y la mayora de los polmeros de catequinas o taninos. Los antocianos son los responsables del color rojo de los vinos tintos. No existen

en las uvas y vinos blancos. Son compuestos coloreados debidos a su aromaticidad. Se componen de una unidad flavylium ligada a una molcula de azcar en el car-

bono 3 (usualmente el azcar es glucosa). Si el azcar es separada por hidrlisis, se origina una antocianidina.

Fig 8. Catin Flavylium

El catin flavylium presenta un alto grado de aromaticidad.

Carcter aromtico: la aromaticidad es una propiedad de hidrocarburos cclicos con-jugados en la que los electrones de los enlaces dobles, libres de poder circular alre-dedor de un enlace a otro, sea enlace doble o simple, confieren a la molcula una

estabilidad mayor que la conferida si dichos electrones permanecieran fijos en el enlace doble.

Los antocianos de Vitis vinifera se encuentran en la naturaleza como 3-glucsidos,

unidos a una molcula de glucosa. En las vides americanas, los antocianos se en-cuentran combinados con 2 molculas de azcares, formando 3-5 diglucsidos; esta

caracterstica es hereditaria, y aparece incluso en algunas variedades tintoreras, que tienen como ancestros a Vitis rupestris. La antocianidina sin el azcar se de-nomina aglucon aglicon (a = privativo).

Glucsido antocinico = antocianidina + azcar


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Fig 9. antociano 3- glucsido

Fig 10. antociano 3-5-diglucsido

Los antocianos tambin aparecen combinados con cidos acilados, esta unin se efecta en el carbono 6 del azcar. Los pigmentos acilados pueden estar bajo for-

ma de acetato, p-cumarato, cafeato y otros. Pinot noir no posee antocianos acila-dos, en consecuencia es una variedad que origina vinos poco coloreados.

Antociano acilado = glucsido + cido

Fig 11. Antociano monoglucsido acilado

De acuerdo a los distintos substituyentes en el ncleo base flavonoide, se originan distintos antocianos: cianidina, peonidina, delfinidina, petunidina y malvidina. En

las uvas tintas predomina la malvidina, representando el 40% de los antocianos presentes, y la mayora de estos, se encuentran acilados. Las distintas variedades

de uvas tintas pueden ser caracterizadas por las proporciones especficas de los dis-tintos antocianos presentes en su composicin.


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Fig 12. Antocianidinas

Tendencia a la oxidacin: los sustituyentes que posee cada antiocianidina definen su

tendencia a la oxidacin. Las antocianidinas ms oxidables son aquellas que poseen sustituyentes de tipo oxidrilo vecinales (dihidroxifenoles), como es la cianidina. La malvidina, que no es un dihidroxifenol, no es oxidable.

No todas estas molculas tienen el mismo color.

Fig 13. Antocianidinas y color


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El color de los antocianos depende del pH del medio: a menor pH, el color rojo es ms intenso, los antocianos se encuentran bajo la forma catin flavilium. A medida que el pH se vuelve ms alcalino, los antocianos adoptan la forma de base quinoi-

dal, cuyo color tiende al azul violeta. Si el antociano incorpora agua, se convierte en la pseudobase carbinol, incolora. En una etapa posterior, se forma una calcona o

Chalcona de color levemente amarillo. Al pH del vino (3- 4,5) la forma ms abun-dante es la pseudobase carbinol. A pH 3,6 un 89% se encuentra bajo las formas carbinol + chalcona (incoloro, amarillo), un 9% bajo la forma flavilium (roja) y un

2% bajo la forma quinoidal (violeta). A pesar de esto, la proporcin de antocianos bajo la forma flavilium y quinoidal es suficiente para conferir color al vino.

Fig 14. Equilibrio entre las distintas formas de antocianinas


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Fig 15. Formacin de la pseudobase Carbinol

Substitucin aqu

Antocianina Carbinol

Fig 16. Formacin de la base quinoidal

El carcter aromtico del anillo heterociclo se conserva.


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Fig 17. Formacin de la calcona o chalcona

Apertura del anillo

Calcona

Los antocianos son capaces de combinarse con el dixido de azufre o anhdrido sul-

furoso (el antisptico de uso ms frecuente en la enologa). Esta combinacin pro-duce una decoloracin del antociano, por formacin de un compuesto de adicin o leucocompuesto. El compuesto formado es inestable, y se destruye por oxidacin,

restaurando el color original del vino.

Fig 18. Adicin del SO2 a los antocianos

Debe destacarse que en este caso, momentneamente, se pierde la aromaticidad del anillo. La aromaticidad y el color se recuperan al airear el mosto.


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La acumulacin de los antocianos en las uvas se inicia a partir del envero.

Flavanoles y flavonoles

Fig 19. Diferencias qumicas entre flavanoles y flavonoles

Flavanoles

Catequinas y epicatequinas Presentan un anillo heterociclo no aromtico y en consecuencia, no son coloreados.

Son los monmeros de los taninos. Son astringentes y amargos. Se encuentran en las pieles y las semillas, y son extractados durante la maceracin. Pueden presentarse la (+) catequina y la (-) epicatequina, que son compuestos

ismeros; el epicatequin galato (epicatequina esterificada con una molcula de ci-do glico), generalmente se encuentra en las semillas de uva y en los vinos. La con-

centracin de flavanoles en vinos blancos es de 10 a 50 mg/L y en vinos tintos, 800 mg/L. El umbral de percepcin del gusto amargo debido los flavanoles es de 20 mg/L, el gusto amargo se ve potenciado por la concentracin de alcohol.

Debido a los sustituyentes hidroxilo que posee en su molcula, la catequina tiene propiedades antioxidantes. Estas propiedades biolgicas tambin aparecen en los

polmeros de catequina, denominados taninos o procianidinas. La presencia de esta clase de sustancias confiere al vino sus caractersticas positivas en la prevencin de las enfermedades cardiovasculares.


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Fig 20. Catequina

Epicatequina Catequina

Fig 21. Epicatequina y Catequina (ismeros)

Fig 22. Epicatequin-galato

Flavonoles

Presentan un anillo heterociclo no aromtico y en consecuencia, no son coloreados. Se localizan en el hollejo de las uvas, apareciendo bajo formas glucosdicas: 3- glu-csidos del kaempferol, quercetina y miricetina. El azcar, generalmente es glucosa.

Tienen sabor amargo, y usualmente, los glucsidos son ms amargos que los aglu-cones. Durante la elaboracin y conservacin del vino, el glucsido hidroliza y se


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puede encontrar el aglucn quercetina en forma libre. Las agliconas son poco solu-bles en los vinos, en consecuencia provocan turbidez y precipitados.

Tienen un rol muy importante como copigmentos de los antocianos en los vinos j-venes. Son antioxidantes, antiinflamatorios y anticarcinognicos.

Fig 23. Flavonoles

Fig 24. Kaempferol 3 glucsido

Taninos Los taninos son los polmeros de las catequinas, tambin son denominados prociani-dinas o proantocianidinas, o taninos no hidrolizables. En los vinos jvenes, se en-

cuentran dmeros y trmeros (oligmeros), pero pueden encontrarse polmeros de 8 a 14 unidades. Se localizan en las semillas, y en menor proporcin en las pieles. El

contenido de taninos de los vinos vara considerablemente (50 mg/L a 1500 mg/L). Los taninos son responsables de la astringencia de los vinos tintos. La astringencia

es una sensacin tctil, consecuencia de una momentnea falta de lubricacin de la boca, debida a la precipitacin de las protenas de la saliva por accin de los tani-nos. En ensayos en vinos modelo, se ha encontrado que los polmeros ms grandes

se asocian con una mayor astringencia, a igual concentracin. Pero en cuanto al gusto amargo, los polmeros y monmeros son ms amargos que los dmeros, tr-

meros y tetrmeros.


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La relacin entre la sensacin de gusto amargo y la sensacin de astringencia posi-blemente puede servir para explicar los conceptos de taninos dulces y taninos agresivos, utilizados en la degustacin (Gawel, 1998). Los taninos se pueden combinar con los antocianos, se ha especulado que estos compuestos son los responsables de la maduracin y reduccin de la astringencia de

los vinos durante la conservacin.

Fig 25. Tanino tetrmero: las uniones ms frecuentes son de tipo 4-8, pero pueden

existir uniones de tipo 4-6, que originan ramas

Bibliografa

Boulton, Singleton, Bisson, Kunkee. Principles and practices of winemaking. The Chapman & Hall Enology library. 1996.

Flanzy, C. Coordinador. Enologa : Fundamentos cientficos y tecnolgicos. Mundi

Prensa 2000. Gawel, Richard. Red wine astringency: a review. Australian Journal of Grape and

Wine Research, 4, 74-95, 1998.

Souquet, J.M.; Cheynier, V.; Moutonet, M. The proanthocyanidines du raisin. Bulle-tin de lOIV, 835-836, 2000.

Zoecklein, Fugelsang, Gump, Nury. Wine analysis and production. The Chapman & Hall Enology library. 1995.

Composición Química de Mostos y Vinos Apuntes de Clase Febrero 2014

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