HS-Tema 8

Higiene y Seguridad
Características del metabolismo de las levaduras
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FACTOR KILLER
ªSupervivencia de levaduras
*Temperatura
*Humedad
*Presión
*Nutrientes
-Afectan positivamente o negativamente:
*Aceleración o ralentización de procesos vitales
ªNunca hay una especie sola sino que se influyen
*Sinergismo
*Antagonismo
-Desarrollo rápido de una especie
*Cambia el pH
*Produce compuestos tóxicos y/o antibióticos
-Acción antiséptica: Paraliza el desarrollo de otra/s
-Acción microbicida: Mata otras especies
-Acción lítica: Muerte + lisis.
ªClasificación de fenotipos.
Dentro de un cultivo puro existen:
*Matadoras
*Sensibles
*Neutras
*Suicidas
ªNiveles de toxina:
*k1 a k 11 .
*Saccharomyces cerevisiae es k1, k2 o k3
ªResistencia a la toxina (cepas sensibles)
*Ra-Rk
ªNivel de afectación de las levaduras:
*Pichia y Hansenula intentan matar a Sacharomyces y Cándida
*Hanseniospora y Saccharomyces también.
*Saccharomyces suele acabar con todas las especies.
ªToxina.
10% proteínas, 90% polisacáridos
A veces están en plásmidos
*Actuación de la toxina:
-Se secreta al medio
-Se pega a la pared de la cepa sensible
-Impide el paso de glucosa dentro de la célula
-Altera el pH interno (6.3-5.1)
-Se pierde potasio por aumento del tamaño del poro.
*Condiciones favorables:
-Temperatura óptima 20ºC
-Niveles bajos de sulfuroso.
-Sin bentonita
-pH 4,2 (2.9-3.2)
*Inactivación:
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-pH < 2.9
-Temperatura:
>30ºC inactivan la toxina
>25ºC son inestables
< 5-8ºC son inestables.
*SO2 :
-Mayor de 100 mg/l
*Bentonita:
-Disminuye la competitividad de las cepas killer por adsorción
*Etanol:
-Según aumente, disminuye la sensibilidad de las células
receptivas.
*Enzimas proteolíticas.
*Maceración carbónica tintos:
-Actividad cepas k es menor.
*Radiaciones ultravioletas.
ªImplicaciones tecnológicas.
*F.K.da protagonismo en la fermentación a la cepa más fuerte.
*Sería capaz de eliminar las levaduras salvajes.
-Fermentación más lenta
-Acidez volátil más alta, acetaldehído...
*No usar en mostos muy sulfitados
*No es la única característica a buscar en una levadura
-Poca formación de espuma
-Poca formación de acidez volátil
-Alto poder alcoholígeno
-Capacidad de crecer en mostos sulfitados.
-Ausencia de defectos olfativos.
*Opiniones de investigadores:
-Apoyan cultivos dominantes sobre la microflora salvaje
-Otros dicen que hay factores más importantes.
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EL PODER FERMENTATIVO
ªDEFINICIÓN:
*Capacidad de una levadura de generar grado alcohólico
*Del azúcar se generan entre otras cosas alcohol + CO2
*No todo el azúcar se convierte en alcohol: 15,53…17 g/l
-Alimento para levaduras
-Parte se evapora
-Otros microorganismos consumen azúcares.
ªEs distinto en distintas especies y cepas de la misma especie.
*Primera fase de fermentación
-Kloeckera apiculata
-Kloeckera magna
-Candida pulcherrima
*Segunda fase de fermentación
-Saccharomyces cerevisiae
*Tercera fase:
-Saccharomyces cerevisiae var.ellipsoideus
-Zygosaccharomyces
-Schizosaccharomyces
ªEl límite está en el propio poder inhibitorio del etanol
Género
Especie
Poder
Nº de cepas
fermentativo
Kloeckera
Apiculata
3,5-5
16
Lafarii
4-5
6
Javanica
4-5
3
Africana
3,5-5
8
Candida
Parasilopsis
0,2-1
4
Pulcherrima
1-2
7
Solani
0,25-1
5
Torulaspora
Rosei
8-10
3
Sacccharomyces
Cerevisiae
11,6-13,2
99
Oviformis
11,4-13,0
18
Steinerii
10,6-12,5
14
Heterogenicus
10,3-12,5
4
Acidificans
10,1-11,4
3
Fructuum
10,1-11,0
4
Chevalieri
10,3-10,6
2
Pastorianus
10,7
1
Italicus
11,6
1
veronae
10,1
1
ªPoder fermentativo y mosto
*Paradas fermentativas:
-Materia prima inmadura
-Materia prima insana
*Alteraciones del metabolismo celular
*Número insuficiente de levaduras.
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ªPoder fermentativo y factores ambientales
*Afectan al número de levaduras vivas
*Temperatura:
-Regula los procesos biológicos (respiración, fermentación,
reproducción)
-Moderada:
*Fermentación lenta pero más apurada de grado alcohólico.
Grado alcohólico
Alcohol teórico a
Alcohol
Temperatura
9
18
27
36
127
7,2
7
6,9
6,9
4,2
Azúcares g /l
217
12,4
11,8
11,0
9,4
4,8
303
17,3
9,9
9,1
7,7
5,1
-Óptimo en saccharomyces cerevisiae a 20ºC
-Temperaturas altas de fermentación:
*Bajo poder fermentativo
*Rango óptimo de muchas bacterias
*Pérdida de olores primarios
*Pérdida de etanol por evaporación
*Puede dañar a Saccharomyces ellipsoideus
*Tolerables por Schizosaccharomyces
*No afecta a Zygosaccharomyces (mellis)
-Temperaturas bajas de fermentación:
*Alto grado alcohólico posible
*Menor pérdida de compuestos volátiles
*Mayor posibilidad de olores azufrados.
ªTolerancia al etanol de levaduras y bacterias
*Saccharomyces cerevisiae son las más tolerantes: 8-12%
-Pueden excepcionalmente producir más grado.
-Su sensibilidad aumenta a temperaturas extremas (10-30ºC)
*Levaduras filmógenas: los primeros grados alcohólicos
*Kloeckera apiculata:
-6% crece a 15ºC
-Más del 5% por debajo del 12,5-15% niveles casi no contables.
-Kl.apiculata y C.stellata aumenta su resistencia según disminuye
la temperatura
*Bacterias: mueren cuando el grado es mayor del 15%
-Excepción: Lactobacillus, pueden crecer por encima del 20%.
-Anecdóticamente: Pediococcus y Bacillus subtilis o coagulans en
20º % vol.
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DEGRADACIÓN DEL ÁCIDO MÁLICO
ªComponente de la acidez total
ªDisminución:
*Insolubilización como sales de calcio
*Utilización de levaduras y bacterias.
-Levaduras de la primera fase:
*No metabolizan ácidos
*Producen acidez volátil, máxima a las 72 horas.
-Resto de levaduras:
*Metabolizan ácidos produciendo:
-Láctico, succínico y otros compuestos secundarios.
-En muy baja concentración
-Especies que fermentan el málico:
*Schizosaccharomyces
*Zygosaccharomyces
-Alta capacidad de metabolizar hasta que
desaparece.
ªPropiedades del ácido málico:
*Fácilmente degradable por bacterias y levaduras
-Vino inestable mientras no la termine.
-Problemas de estabilidad.
*
Sabor duro y verde típico.
ªFermentación maloláctica:
*Da mayor suavidad en boca
*Proporciona olores fermentativos generalmente agradables
METABOLISMO MICROBIANO Y DEFECTOS OLFATIVOS
1.-Metabolitos acetoínicos
• Acetoína:
o
•
Olor a oxidación, aumenta progresivamente en las criaderas del jerez
o 10-84 mg/l
Diacetilo
Percibido si hay más de 2 mg/l
o Olores lácteos
o
•
2 –3 butanodiol
o
Olor de reducción
o Valores normales entre 300-1500 mg/l
o
Precursores: Saccharomycodes ludwigii y Lactobacillus en abundancia de
nitrógeno
2.-Formación de compuestos azufrados
El más destacado es el SH2
o
•
Se detecta si hay más de 1 μg/l
Vías de formación:
o
Exógenas: reducción de azufre por:
ƒ
Aportes de tratamientos fitosanitarios
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o
•
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ƒ
Aportes de sulfitados periódicos (excesivos)
ƒ
A partir de los sulfatos del mosto por metabolismo celular
Endógenas:
Factores que favorecen la formación de dichos compuestos:
o
Niveles inadecuados de nitrógeno amínico:
ƒ
ƒ
o
o
o
o
•
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Las proteasas rompen proteínas liberando aminoácidos azufrados, que
son los precursores del SH2
La adición de entre 300 y 400 mg/l de nitrógeno frenan la producción
de SH2
Bajos contenidos de piridoxina y acido pantoténico
Presencia de metales pesados: mecanismo de defensa
Estancia prolongada en contacto con las lías
La levadura utilizada
Posibilidades de evolución:
Oxidación
Precipitación
o Combinación, transformándose en sulfuros y mercaptanos
o
o
Evolución a sulfuros y mercaptanos
Líquidos volátiles con olor fuerte y desagradable salvo el metanotiol
Etanotiol/etilmercaptano se detecta aún en un 1 por mil
o Cloruro de plata en 100 g/ hl y desmetalización
o
o
o
Tioaldehídos o tioácidos
o
Muy volátiles y desagradables, menos estables
o Por exposición a la luz
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3.-Gusto a ratón
• Brettanomyces y Lactobacillus (acetamida)
• Percibido en el gusto tras volatilizarse por el calor de la boca
4.-Gusto y olor a moho/tapón
• Olor a corcho
o
•
TCA
Causado por los corchos
Olores a disolvente
o Olores a petróleo
o
•
Olor a moho o humedad.
o
Hongos presentes
o Deficiente limpieza
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CONTAMINACIÓN POR HALOANISOLES
ªCausas y orígenes
*Compuestos de olor fúngico marcado y desagradable.
*Puede ser producida por uno o más compuestos químicos diferentes
-2-4-6-TCA (tricloroanisol)
-2,3,4,6-TeCA (tetracloroanisol)
-PCA (pentacloroanisol)
-2,4,6-TBA (tribromoanisol)
-2-metoxi-3.5-dimetilpirazina.
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ªClorofenoles y bromofenoles:
*Fungicidas y desinfectantes altamente tóxicos.
*Los hongos filamentosos los convierten en haloanisoles no tóxicos
-Es un mecanismo de defensa
ªCausas de aromas fúngicos:
*El 50% de los vinos afectados: tricloroanisoles
*El resto: 2,4,6-TBA y 2-metoxi-3.5-dimetilpirazina o una mezcla de
diferentes contaminantes conocidos o no.
*Producción de TCA vía hongos filamentosos:
-Enzima clorofenol-O-metiltransferasa,
*Transforma los pesticidas halofenólicos (clorofenoles y
bromofenoles) en los haloanisoles.
-Trichoderma longibrachiatum.
*Contamina madera, corcho y agua.
-El 80% de hongos filamentosos:
*Pueden producir haloanisoles y
*Pueden ser aislados rutinariamente de corcho y maderas.
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*Presencia alta de clorofenoles y bromofenoles
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-Son transformados por los microorganismos en halofenoles.
-No sintetizan 2-4-6-TCA si no existe el pesticida 2-4-6-TCP
-Los materiales de las bodegas pueden absorber clorofenoles,
cloroanisoles, bromofenoles y bromoanisoles
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EL CARÁCTER FILMÓGENO
ªDefinición:
*Propiedad de algunas levaduras de crecer en sustancias ya fermentadas
*Base de la crianza biológica de los vinos de Jerez
ªMetabolismo de las levaduras de flor
*Levaduras perjudiciales: Candida vini, C.mycoderma, Brettanomyces...
*Levaduras beneficiosas del género Saccharomyces.
*Especies principales:
-Saccharomyces beticus:
*Fermenta glucosa, sacarosa y rafinosa.
-Saccharomyces cheresiensis:
*Fermenta glucosa, sacarosa, maltosa y rafinosa.
-Saccharomyces montuliensis
*Sólo fermenta glucosa.
-Saccharomyces rouxii
*Fermenta glucosa y maltosa.
-Saccharomyces aceti
*Fermenta glucosa.
-Saccharomyces oxidans:
*Asimila glucosa, sacarosa y rafinosa.
-Saccharomyces cordubensis:
*Fermenta glucosa, galactosa, sacarosa y rafinosa.
-Saccharomyces gaditensis.
*Fermenta y asimila glucosa, galactosa, sacarosa, maltosa
y rafinosa.
*Características generales:
-Elevado poder fermentativo
-Utilizan el etanol como fuente de carbono.
-Tras la fermentación alcohólica permanecen en superficie
*Forma de vida aerobia
*Consumen oxígeno y otros compuestos del vino.
ªModificaciones organolépticas:
*Generan etanal de forma fluctuante
-Máximos en primavera, mínimos en otoño.
*Consumen glicerina (0.5-1 g/l) y acidez volátil (0.1-0.3 g/l)
*Disminución constante del etanol:
-Evaporación parcial
-Transformación en etanal
-Oxidación a ácido acético.
-Utilización para la nutrición de la levadura.
*Saccharomyces beticus: disminuye de 15,8 a 12.5%
*Saccharomyces montuliensis hasta 9.7% .
Mayor consumo durante la formación del velo.
-Merma a través de la madera.
*7.5 l/bota 500 l/año de crianza.
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ªImplicaciones en el aroma:
*Formación de etanal
*Aumento de benzaldehído y furfural
*Aumento de alcoholes superiores a partir de la tercera criadera
*Aumento de acetato, lactato y succinato de etilo.
*Generación de lactonas
-Grupo heterogéneo de aromas, umbrales y sensaciones.
-Compuesto típico: sotolón, (3-hidroxi-4,5-furanona).
*Mayor autolisis de levaduras.
-Aumento del nitrógeno total, aminoácidos y ácidos grasos.
ªAplicaciones en otros países:
*Australia: “Sherry de flor”
*Francia: vinos del Jura a partir de Savagnin.
*Hungría: región de Tokay
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