Impacto de los fungicidas sobre el metabolismo de las levaduras vínicas y su implicación en la biosíntesis de compuestos volátiles responsables del aroma

Resumen

El vino es un alimento que se consume básicamente por placer y son las características organolépticas las que juegan un papel decisivo a la hora que el consumidor se decante por uno u otro producto. Dentro de estas características sensoriales, aquellas responsables del aroma están consideradas de las más relevantes. El contenido volátil de un vino no depende única y exclusivamente de la fermentación, sino que, es la consecuencia de una larga secuencia biológica, bioquímica y tecnológica, resultado de procesos enzimáticos, microbiológicos y químicos que tienen lugar durante todas las etapas de su producción. El aroma de un vino, aspecto clave en su personalidad, surge ya en campo, durante la etapa de maduración de las bayas, por la acción de diferentes rutas bioquímicas en las que participan los precursores presentes en la vid. Estos compuestos siguen formándose durante las tareas mecánicas desarrolladas durante la etapa prefermentativa aunque, es durante la fermentación cuando se generan la mayor parte de los compuestos volátiles por acción de los microorganismos propios de este proceso. Posteriormente, durante la etapa de envejecimiento y conservación del vino, se generan nuevos compuestos y evolucionan los ya existentes. El afán del sector vitivinícola por conseguir un producto de calidad a todos los niveles, ha afianzado el empleo de productos fitosanitarios como técnica combativa ante las enfermedades de la vid provocadas por hongos, ya que estas son las responsables de las mayores pérdidas económicas del sector. Cuando los fungicidas se aplican en campo, respetando las dosis y plazos de seguridad marcados por el fabricante, los residuos de estos compuestos en uva para vinificación serán inferiores a los límites máximos de residuos establecidos en la legislación europea, garantizando así la calidad higiénico-sanitaria del vino. Sin embargo, diversos estudios han demostrado que trazas de estos compuestos pueden transferirse desde las bayas al mosto. A pesar de que el propio proceso de vinificación puede eliminar parcialmente estos compuestos, la presencia de residuos de fungicidas en el mosto puede afectar a la microbiota fermentativa, bien limitando o inhibiendo el desarrollo y la viabilidad de las células (lo que provocaría retrasos en el proceso o incluso paradas fermentativas) o bien alterando su metabolismo (lo que podría dar lugar a cambios en la generación y liberación de compuestos volátiles responsables del aroma). El consumidor actual se ha vuelto cada vez más exigente en lo que a calidad y carácter diferenciador de los vinos se refiere, por lo que la industria necesita modular y modificar los distintos parámetros que afectan al proceso de vinificación, con el fin de poner en el mercado vinos con matices organolépticos singulares, acorde a los gustos del consumidor. Para ello, resulta imprescindible un mayor conocimiento sobre el contenido, la composición y la formación de sustancias volátiles a lo largo del proceso fermentativo, así como la influencia de factores externos como la presencia de residuos de fungicidas. Por todo ello, el objetivo principal de esta Tesis Doctoral fue profundizar en los efectos a nivel de calidad aromática y transcurso del proceso fermentativo que se derivan de la presencia de residuos de distintas sustancias antifúngicas en el mosto. Para ello, se llevaron a cabo procesos de vinificación diferentes tanto a escala laboratorio como en bodega a pequeña-media escala. Se partió tanto de mosto sintético, como de mosto ecológico pasteurizado o incluso de mosto procedente de uvas estrujadas de diferentes variedades, sobre el que se añadieron los fungicidas estudiados (mepanipirim y tetraconazol) y sus respectivas formulaciones comerciales (Frupica® y Domark® Evo), a diferentes niveles de concentración. Además, por otra parte, se evaluó el potencial del uso de técnicas de secuenciación genética como herramienta útil para tratar de explicar los cambios observados a nivel de parámetros fermentativos y perfil aromático de los vinos obtenidos. En base a los resultados obtenidos se puede concluir que si bien los cambios observados son fruto de la interacción de varios factores (tales como composición del sustrato fermentable, fungicida y dosis aplicada, características del proceso de vinificación, etc.), en general los mayores cambios a nivel aromático se producen en aquellos compuestos volátiles derivados del metabolismo secundario de las levaduras. Entre estos, los alcoholes superiores, los acetatos y los ésteres de etilo fueron las familias en las que se encontraron mayores variaciones en presencia de fungicidas respecto al vino control (sin fungicidas). Además, en general, la adición del fungicida como formulación comercial maximizó estas alteraciones, posiblemente debido al efecto aditivo de la sustancia activa y el resto de componentes del formulado (material inerte, coadyuvantes, etc.). Por su parte, se observó que la adición de la formulación comercial Domark® Evo a un mosto sintético que incorpora fenilalanina como única fuente nitrogenada, limitó la producción de biomasa, disminuyó ligeramente el consumo de azúcares y potenció la síntesis de acetato de 2-feniletilo a través de la ruta de Ehrlich en comparación con la fermentación control. La explicación a estos cambios se apoyó en un análisis a nivel transcriptómico de las células de levaduras, observándose la represión de varios genes involucrados en el desarrollo y progresión del ciclo celular, así como la sobreexpresión de varias enzimas involucradas en todas las etapas de la ruta de Ehrlich y la posterior transformación de alcoholes superiores a acetatos.