¿Mantequilla en el vino?

Diacetil (2, 3-butanodiona) es la molécula responsable de aroma de “mantequilla” o “palomitas de maíz con mantequilla” en el vino.  Esta molécula es producida por bacterias lácticas durante la fermentación maloláctica (FML).  En el vino, diacetil es una molécula producida principalmente por la bacteria láctica Oenococcus oeni que en gran medida es la responsable de llevar a cabo la fermentación maloláctica en el vino.  En general, se considera que el diacetil es uno de los principales compuestos aromáticos producidos durante la fermentación maloláctica.

Diacetil (y otras moléculas acetoínicas) es sintetizada a partir de la degradación de moléculas relacionadas al metabolismo del ácido cítrico.  El ácido cítrico es una molécula orgánica que se encuentra naturalmente en las uvas.  La concentración del ácido cítrico en el mosto de uva generalmente es menor que la del ácido tartárico y la del ácido málico.   Obviamente, el ácido cítrico se encuentra en altas concentraciones en frutas como el limón, naranja, toronja (cítricos).  Durante este proceso metabólico, el ácido pirúvico es sintetizado a partir del catabolismo (degradación) del ácido cítrico.  El ácido pirúvico es una molécula importante en el metabolismo de todos los organismos debido a que este compuesto es el punto de partida de una serie de procesos metabólicos (i.e. diacetil, ácido acético, lípidos, etc. , Renouf y Murat 2010).  En el caso de la fermentación maloláctica, el ácido pirúvico es decarboxilado (se elimina un carbono mediante procesos enzimáticos) y se produce el diacetil.  El diacetil es relativamente inestable y puede ser posteriormente catabolizado por bacterias o levaduras para producir otras moléculas menos aromáticas (i.e. acetoina y 2, 3 butanediol).    

Los niveles de percepción del diacetil varían en relación al tipo de vino.  Estudios han demostrado que los niveles de percepción de diacetil en vino producido con uvas Chardonnay es de aproximadamente 0.2 mg/L, mientras que es de 0.9 mg/L en Pinot noir y 2.8 mg/L en Cabernet sauvignon (Martineau et al. 1995).  Es decir, se requiere menor cantidad de diacetil para que sea detectado en vinos más ligeros (i.e. chardonnay), mientras que se requiere mayor concentración de esta molécula para que sea detectado en vinos que son más corpulentos o más intensos (i.e. Cabernet sauvignon).  En vinos blancos, niveles de diacetil de entre 1 y 4 mg/L aportan complejidad aromática al vino y entre 2 y 7 mg/L aportan aromas “amantequillados” en el vino.  Sin embargo, cuando la concentración de esta molécula es mayor a 7 mg/L los aromas de mantequilla son en general considerados demasiado intensos y negativos en el vino (Krieger et al. 2000).  En un estudio de más de 70 vinos de diferentes partes del mundo se demostró que el promedio de la concentración de diacetil en vinos blancos es de aproximadamente 0.4 mg/L (rango  0.3-0.6 mg/L) mientras que la concentración de esta molécula en vinos tintos es de aproximadamente 1.1 mg/L (rango 0.3-2.5 mg/L, Bartowsky et al. (2002).  Sin embargo, la percepción de aromas de mantequilla es más presente en vinos blancos que en vinos tintos.  Esta característica de aromas de mantequilla es considerada clásica de el estilo Californiano en la producción de Chardonnay. 

Durante la fermentación maloláctica, el metabolismo del ácido cítrico se inicia al mismo tiempo que la degradación del ácido málico, sin embargo, la degradación del ácido cítrico es más lenta.  Por otro lado, estudios han demostrado que entre mayor sea la concentración inicial de ácido cítrico al indicar la FML, mayor será la concentración final de diacetil.  Al igual que la concentración de otros metabolitos, algunas variedades de uvas presentan altos niveles de ácido cítrico al final de la maduración, mientras que otras terminan con niveles bajos.  En general, las mayores concentraciones de diacetil en un vino coinciden con el final de la degradación del ácido málico durante la FML (Nielsen, 1995). Además, se ha demostrado que la concentración de diacetil en un vino se incrementa cuando la concentración de oxígeno en el vino es alto (2-4 mg/L, condiciones aeróbicas), mientras que  disminuye cuando se tienen condiciones anóxicas (<0.2 mg/L, Nielsen 1999).  Por últimos, se ha demostrado que entre mayor sea el pH del vino menores serán las producciones de diacetil por las bacterias malolácticas (Wibowo et al., 1985). 

Los factores que afectan la concentración de diacetil en un vino está relacionada directamente a 1) la cepa de bacteria maloláctica que llevó a cabo la FML en el vino, la tasa de reproducción de las bacterias durante la FML (a mayores tasas de multiplicación, mayor concentración de diacetil), las condiciones ambientales durante la FML, la concentración de ácido cítrico disponible, la concentración de dióxido de azufre en el vino, la concentración de oxígeno en el vino, etc.  (Boulton et al. 1995).  El momento de la inoculación de las bacterias malolácticas también es crítico en relación a la concentración final de diacetil.  Se ha demostrado que la co-inoculación (inoculación simultánea) de levadura y bacterias malolácticas no impacta la fermentación alcohólica o incrementa la acidez volátil, sin embargo, reduce el periodo de fermentación maloláctica en el vino.  Al reducir el tiempo de fermentación maloláctica también se reduce la concentración final de diacetil y los aromas “amantequillados” en el vino (Krieger-Weber 2012).  Lo anterior se debe a que las levaduras y las bacterias tienen más tiempo para degradar el diacetil y convertirlo en butanediol que es menos aromático que el diacetil. 

En la naturaleza y en el mercado, existen cepas de bacterias malolácticas con mayor o menor capacidad para sintetizar diacetil.  Obviamente, las cepas de bacterias con mayor capacidad de síntesis producen vinos con mayores concentraciones de diacetil y mayores aromas a mantequilla (Renouf y Murat 2010).  Se ha demostrado que algunas bacterias malolácticas tienen la capacidad de sintetizar el doble o más de diacetil que otras bacterias (Krieger-Weber 2012).  La concentración de diacetil producidas por algunas bacterias en vino, por ejemplo, resultó ser hasta 15-veces mayor que la presentada en vinos donde no se llevó a cabo la FML.  Por lo anterior, es importante que el productor elija la bacteria maloláctica adecuada para controlar la concentración de diacetil en el vino que está elaborando.  En esta figura, la cepa R1106 sintetiza mayores niveles de diacetil que el resto de las cepas de bacterias maloláctias.  Por lo anterior, vinos que utilicen esta cepa terminaran con niveles mas elevados de aromas de mantequilla.  Lo anterior no es ni bueno ni malo, solo significa que los niveles de este aroma serán más elevados.  Si el productor desea estos aromas en su vino pues es adecuado, sin embargo, si el productor quiere vinos más afrutados y con aromas florales, pues esta cepa proveerá aroma con demasiada complejidad a sus vinos.  Por otro lado, la cepa R1105 genera niveles más bajos de diacetil y por lo tanto los vinos que utilicen esta cepa tendrán aroma de mantequilla más sutiles o totalmente imperceptibles.  

Literatura Citada

Bartowsky, E.J., Francis, I.L., Bellon, J.R., and Henschke, P.A. (2002). Is buttery aroma perception in wines predictable from the diacetyl concentration?, AGJWR, Volume 8, Number 3.

Boulton, R.B., Singleton, V.L., Bisson, L.F., Kunkee, R.E., 1995. Principles and Practices of Winemaking. Chapman & Hall,New York.

Krieger, S., Triolo, G., and Dulau, L. (2000). "Bacteria and Wine Quality - State of the Art," www.lallemandwine.com

Krieger-Weber, SA.  Exploiting the buttery attribute of wine through diacetyl management – International Cool Climate Simposium, Tazmania, 2012.

Martineau, B. and Henick-Kling, T. (1995). Performance and diacetyl production of commercial strains of malolactic bacteria in wine. J. Appl. Bacteriol. 78, 526-536.

Martineau, B., Acree, T.E. and Henick-Kling, T. (1995). Effect of wine type on threshold for diacetyl. Food Research International 28(2).

Nielsen, J.C. and Prahl, C. (1995). Metabolism of citric acid by Leuconostoc oenos in direct inoculation. Effect on wine flavour. Results presented at the 5th International Symposium of Enology, Bordeuax, 15-17th June 1995.

Nielsen, J. C., and Marianne Richelieu. (1999). Control of flavor development in wine during and after malolactic fermentation by Oenococcus oeni. Applied and Environmental Microbiology 65(2): 740-745.

Renouf V y ML Murat. 2010. Citric acid metabolism in lactic acid bacteria and controlling the diacetil content in wine.  Laffort report.

Wibowo, D., Eschenbruch, R., Davis, C.R., Fleet, G.H., and Lee, T.H. (1985). Occurrence and growth of lactic acid bacteria in wine: A review. Am. J. Enol. Vitic. 36, 149-153 / 302-312.