Aminoácidos de Malbec de distintos orígenes.

AMINOACIDOS Y SU RELACION CON LA
COMPOSICION VOLATIL EN VINOS
MALBEC
Licenciada Mariela Assof
Laboratorio de Aromas y Sustancias Naturales
Estación Experimental Agropecuaria Mendoza. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA)
INTRODUCCION
olfativos
VINO
caracteres
sensoriales
gustativos
visuales
compuestos volátiles,
semivolátiles y no
volátiles
calidad
desde el viñedo
hasta
la conservación
Compuestos
nitrogenados
táctiles
 cepaje
prácticas culturales
 condiciones edafoclimáticas
 prácticas enológicas
INTRODUCCION
COMPUESTOS NITROGENADOS
sales
iones amonio
aminoácidos
péptidos
proteínas
NO2NO3urea,
nucléotidos,
vitaminas
CLASIFICACION
Libres
Ligados
• Provienen de la uva y del metabolismo
nitrogenado de las levaduras
• Provienen de la reacción enzimática sobre
péptidos y proteínas de uvas y levaduras
• Representan el 30-40% del total
compuestos nitrogenados (vinos)
• Dependen de la actividad enzimática, de las
adecuadas condiciones fisicoquímicas del
medio para ser liberados y de las
necesidades nutricionales de las levaduras
de
• Se encuentran distribuídos principalmente en
el jugo (50-70%), hollejo y en menor
proporción en la semilla
INTRODUCCION
IMPORTANCIA DE LOS AMINOACIDOS
Fuente N para
levaduras
Rutas
metabólicas
- fuente de energía
- formación de aminoácidos
- formación de proteínas estructurales manoproteínas
- formación de proteínas funcionales enzimas
- en la planta: biosíntesis de compuestos fenólicos y
aromas varietales
- las levaduras: biosíntesis de compuestos volátiles
Aromas fermentativos
Alcoholes superiores
Ésteres etílicos de ácidos grasos
Acetatos
Terpenos
INTRODUCCION
METABOLISMO DE AMINOACIDOS
catabolismo
 Síntesis y acumulación de
-cetoácidos
 La levadura necesita el N
anabolismo
Inhibición de la liberación de
- cetoácidos
fuente de nitrógeno asimilable
exceso
déficit
Amonio
Aminoácidos libres
Producción de alcoholes
superiores
Producción de nuevos
aminoácidos
• nutrientes
• pH del medio
• turbidez del mosto
• temperatura de fermentación adecuada
INTRODUCCION
CLASIFICACION
AMINOACIDO
Aromáticos
Fenilalanina (PHE)
Tirosina (TYR)
Triptofano (TRY)
Neutros
Serina (SER)
Treonina (THR)
Asparagina (ASN)
Glutamina (GLN)
Ácidos
Acido aspártico (ASP)
Acido glutámico (GLU)
Básicos
Histidina (HYS)
Lisina (LYS)
Arginina (ARG)
Alifáticos
Glicina (Gly)
Valina (VAL)
Alanina (ALA)
Leucina (LEU)
Isoleucina (ILEU)
Azufrados
Metionina (MET)
Cisteína (CYS)
Cíclicos
Prolina (PRO)
Clasificación de
aminoácidos en
función a su
estructura
química
AA fácilmente
asimilables
AA más
abundante en
mostos
INTRODUCCION
METABOLISMO DE LAS LEVADURAS
INTRODUCCION
AMINOACIDO
COMPUESTO VOLATIL
VAL
2-metilpropanol (solvente)
LEU
2-metilbutanol (solvente)
ILEU
3-metilbutanol (solvente)
PHE
2-feniletanol (rosas)
TYR
tirosol (alcohol)
TRY
triptofol (alcohol)
MET
Metionol (ajo/cebolla)
Alcoholes
superiores
- THR, PHE y ASP tienen efecto sobre 8 de los 16 compuestos volátiles más
importantes (principalmente ésteres etílicos)
- THR (AA fácilmente asimilable) es uno de los aminoácidos con mayor influencia
en la composición volátil
- >THR > en los ácidos grasos C6 y C8 y en ciertos ésteres etílicos, >ciertos
alcoholes superiores
M. Ugliano and P.A. Henschke.2009. Yeast and wine flavor, in Wine chemistry and biochemistry.
INTRODUCCION
- vinos tintos de Grecia (Bouloumpasi et al., 2002)
clasificación de
vinos por
región
clasificación de
vinos por
cepaje
clasificación de
vinos por año
de cosecha
- vinos Chardonnay, regiones del mundo (Carnevillier et al.,
1999)
- vinos de Hungría (Héberger et al., 2003)
- vinos de Grecia (Soufleros, 2003)
- vinos tintos de Francia (Étievant, 1988)
- vinos de Grecia (Soufleros, 2003)
OBJETIVO
1- Evaluar la incidencia de la zona geográfica sobre el perfil de
aminoácidos libres presentes en mostos y vinos cv. Malbec de tres
regiones vitivinícolas de Mendoza, Argentina.
2- Evaluar la evolución de los aminoácidos durante la fermentación
alcohólica de mostos cv. Malbec de las tres regiones y la relación del
perfil de aminoácidos libres en mostos con los compuestos volátiles
en vinos
OBJETIVO 1
INCIDENCIA DE LA ZONA GEOGRAFICA SOBRE EL PERFIL DE
AMINOACIDOS
MATERIALES Y METODOS
La Libertad
673msnm
(Rivadavia)
control y seguimiento de las
fermentaciones
extracción de muestras cada dos días
hasta final de fermentación
AA: Derivatización precolumna con FMOC y
separación, identificación y cuantificación
por HPLC-DAD.
Agrelo
970 msnm
(Luján de Cuyo)
Gualtallary
1450 msnm
(Tupungato)
Na2S2O5
Compuestos volátiles: Extracción y preconcentración
por HS-SPME y separación, identificación y
cuantificación por GC-ITMS
RESULTADOS
Contenido total de aminoácidos libres de mostos y vinos cv. Malbec
correspondientes a tres zonas agreoecológicas de Mendoza (Argentina)
C (mg L-1)
RIVADAVIA
600
AGRELO
a
GUALTALLARY
500
400
b
PRO
aumenta
600%
300
200
100
c
a
b
0
MOSTO
VINO
MATRIZ
RESULTADOS
Porcentaje relativo de aminoácidos más abundantes en mostos cv.
Malbec de Mendoza (Argentina)
C aminoácidos individuales
%relativo 
x 100
C aminoácidos totales
Otros aminoácidos: menos del 3% respecto del total de aminoácidos por matriz y por zona
RESULTADOS
Porcentaje relativo de aminoácidos más abundantes en vinos cv.
Malbec de Mendoza (Argentina)
RESULTADOS
Análisis de componentes principales para aminoácidos
libres en mostos cv. Malbec
3,1
Gualtallary
VAL
2,1
Componente 2
GLN
PRO
LEU GLU
1,1
TYR
THR
Rivadavia
LYS
CYS
ASN
ALA
ARG
0,1
ILEU
-0,9
ASP
PHE
TRY
-1,9
Agrelo
-2,9
-2,4
-0,4
1,6
Componente 1
3,6
5,6
Análisis discriminante de mostos cv. Malbec de tres zonas geográficas de
Mendoza, Argentina
10
Gualtallary
Función 2
7
Agrelo
4
Rivadavia
1
Abundancia relativa de las variables independientes
Variables
Rivadavia
independientes
-2
-5
-8
-530
-330
-130
Función 1
70
270
ALA
CYS
ARG
ASN
GLU
100%
100%
100%
100%
100%
Agrelo
Gualtallary
1%
14%
0%
0%
48%
1%
8%
0%
0%
0%
RESULTADOS
Análisis de componentes principales para aminoácidos
libres en vinos cv. Malbec
2,9
THR
THR
LEU
LEU
TYR
TYR
PRO
PRO
Componente 2
1,9
Rivadavia
0,9
TRY
PHE
GLU
ALA
Agrelo
ASP
-0,1
GLN
ARG
LYS
ILEU
VAL
CYS
ASN
MET
-1,1
Gualtallary
-2,1
-3
-1
1
3
Componente 1
5
7
Análisis discriminante de vinos cv. Malbec de tres zonas geográficas de
Mendoza, Argentina
17
Gualtallary
Función 2
12
Agrelo
7
Rivadavia
2
Abundancia relativa de las variables independientes
Variables
independientes
-3
-8
-13
-70
-30
10
50
Función 1
90
130
ALA
CYS
ARG
ASN
Rivadavia Agrelo Gualtallary
28%
23%
17%
16%
100%
100%
100%
100%
7%
26%
14%
20%
Conclusión
En relación al objetivo: Evaluar la incidencia de la zona geográfica sobre el
perfil de aminoácidos libres presentes en mostos y vinos cv. Malbec de tres
regiones vitivinícolas de Mendoza, Argentina.
 Los mostos y vinos de Gualtallary presentaron menor contenido de
aminoácidos libres totales respecto de Rivadavia y Agrelo.
 Para mostos: la Alanina fue el aminoácido más abundante en Rivadavia,
mientras que la Prolina lo fue para Agrelo y Gualtallary.
 En los vinos provenientes de las tres zonas geográficas evaluadas, el
aminoácido más abundante fue la Prolina.
 Mediante el análisis discriminante se identificaron 5 variables predictoras
(Alanina, Arginina, Asparagina, Cisteína y Ácido Glutámico). Con estas variables
se construyeron modelos discriminantes que permitieron clasificar el 100% de las
muestras provenientes de las tres zonas agroecológicas evaluadas.
 Por lo tanto, la zona geográfica de procedencia tiene efecto sobre el perfil de
aminoácidos libres de mostos y vinos de tres regiones vitivinícolas de Mendoza,
Argentina.
Conclusión
En relación al objetivo: Evaluar la incidencia de la zona geográfica sobre el
perfil de aminoácidos libres presentes en mostos y vinos cv. Malbec de tres
regiones vitivinícolas de Mendoza, Argentina.
 A mayor altura de la zona de muestreo menor contenido total de aminoácidos
en mostos y por tanto en vinos…eso qué significa???
- Nuestra hipótesis: La planta está utilizando sus recursos nitrogenados para
producir compuestos fenólicos (necesidad de enzimas que intervienen en las
rutas biosintéticas).
C mg L-1
C mg L-1
1400,00
800
1200,00
700
1000,00
600
800,00
600,00
RIV
500
RIV
AGR
400
AGR
GU
300
GU
400,00
200
200,00
100
0,00
RIV
AGR
Zona geográfica
GU
Antocianos totales
¿¿Qué
implicancias tuvo
en las
fermentaciones??
0
RIV
AGR
Zona geográfica
GU
Taninos totales
OBJETIVO 2
EVOLUCION DE AMINOACIDOS DURANTE LA FERMENTACION ALCOHOLICA
RELACION AMINOACIDOS EN MOSTO - COMPUESTOS VOLATILES EN VINOS
RESULTADOS
C (mg L-1)
60
a
50
RIV
40
AGR
30
b
20
GU
Contenido de aminoácidos libres
totales en mosto cv. Malbec de
las tres zonas agroecológicas
estudiadas
10
0
MOSTO
zona agroecológica
C (mg L-1)
12
10
Perfil de aminoácidos libres de
mosto cv. Malbec de Gualtallary
(Tupungato), Mendoza.
8
6
4
2
0
Aminoácidos
RESULTADOS
Gelesdurante
de agarosa
Evolución del contenido total de aminoácidos
la mostrando control de implantación de
levadura
D254.
A) mosto inoculado, B) inicio de la
fermentación alcohólica de mostos cv. Malbec
de las tres
zonas
fermentación; C) Mitad de fermentación; D) Final de
estudiadas.
C mg L-1
fermentación. Primer y última calle: marcador de peso
molecular; cepa x: perfil diferente a la cepa inoculada.
Evolución de la densidad durante la fermentación alcohólica
de mostos cv. Malbec de las tres zonas estudiadas.
550,00
500,00
450,00
400,00
350,00
300,00
250,00
200,00
150,00
100,00
50,00
0,00
1150
MO
1
3
5
7
Días de fermentación alcohólica
Densidad (g mL-1)
1100
9
1050
1000
11
13
RIV
950
AGRELO
GUALTALLARY
RIVADAVIA
AGR
GU
900
1
2
3
4
5
6
7
8
Días de fermentación
9
10
11
12
13
RESULTADOS
Ácido Aspártico
Evolución
de
aminoácidos
durante
fermentación alcohólica de mostos cv. Malbec
de las tres regiones estudiadas. (MO: uva luego
de ser molida)
Asparagina
RESULTADOS
Ácido Glutámico
Evolución
de
aminoácidos
fácilmente
asimilables durante fermentación alcohólica de
mostos cv. Malbec de las tres regiones
estudiadas. (MO: uva luego de ser molida)
Glutamina
Prolina
RESULTADOS
C (mg L-1)
60
50
RIV
40
AGR
30
b
20
en el mosto….
GU
10
0
MOSTO
zona agroecológica
Total de
compuestos
volátiles
….en el vino
Zona geográfica
RIVADAVIA
C (ug L-1)
AGRELO
C (ug L-1)
GUALTALLARY
C (ug L-1)
ésteres
944,49 (16,40)a
1002,78 (73,50)a
824,75 (34,25)b
alcoholes
153,51 (5,76)a
149,16 (3,56)a
203,11 (13,19)b
terpenos
88,86 (3,08)a
93,33 (4,44)b
85,33 (3,63)a
RESULTADOS
ESTERES ETILICOS
EN VINOS
RIVADAVIA
GUALTALLARY
AGRELO
RESULTADOS
ACETATOS
EN VINOS
RIVADAVIA
GUALTALLARY
AGRELO
RESULTADOS
ALCOHOLES
SUPERIORES
EN VINOS
RIVADAVIA
GUALTALLARY
AGRELO
CONCLUSION
 Se observaron perfiles de evolución de aminoácidos libres diferenciales para cada
aminoácido respecto de la zona en estudio.
 Los mostos de Gualtallary presentaron menor contenido total de aminoácidos libres y
ausencia de aquellos reportados como más fácilmente asimilables por las levaduras
(Arginina, Asparagina, Ácido Aspártico, Ácido glutámico, Glutamina).
 Durante la fermentación alcohólica de los mostos de las tres zonas, se observó un
aumento en el contenido de ciertos aminoácidos libres, lo que podría estar explicado por la
actividad proteasa extracelular de las levaduras presentes en el medio (Jounes et al., 2011).
 Se observó, además, que la Prolina aumenta su contenido hasta el quinto día de
fermentación alcohólica en mostos de Rivadavia y Agrelo, mientras que en Gualtallary se
mantiene estable prácticamente hasta el final de este proceso.
 El contenido de alcoholes superiores y ésteres etílicos en vinos de Rivadavia y Agrelo no
presentaron diferencias significativas y fueron mayores que lo encontrado en Gualtallary, lo
que es coincidente con lo encontrado en el contenido total de aminoácidos libres en mosto.
PERSPECTIVAS
 Realizar el análisis de iones amonio y de carbohidratos por métodos enzimáticos para
complementar los resultados observados respecto de la cinética de la fermentación
alcohólica.
 Evaluar el metabolismo aminoacídico de diferentes cepas de levaduras Saccharomyces
cerevisiae durante la fermentación alcohólica de mostos Malbec.
Evaluar el efecto de la adición de compuestos nitrogenados orgánicos e inorgánicos
sobre el perfil de compuestos volátiles obtenidos a partir de la fermentación alcohólica de
mostos Malbec.
Muchas gracias