II. CARACTERIZACIÓN DEL AROMA DE UN VINO PINOT NOIR DE

II. CARACTERIZACIÓN DEL AROMA DE UN VINO PINOT NOIR
DE ALTURA TROPICAL COLOMBIANO EN COMPARACIÓN
CON VINOS CHILENOS
Mario G. Olarte-Plata1* y Andrés F. Peralta B.1
Universidad de los Andes, Departamento de Química.
Cra. 1 N° 18ª-10 Edificio Q, Lab. 702 Bogotá D.C. Colombia
*[email protected] y [email protected]
RESUMEN
Un bouquet de aroma complejo e intenso es el primer criterio de calidad buscado en
un vino. Este es el resultado tanto de formación de compuestos aromáticos y precursores
en las uvas, como la transformación de estos por vías enzimáticas y biológicas en la
fermentación y añejamiento. Se caracterizó el perfil de volátiles de un vino Pinot Noir de
altura tropical (Boyacá, Colombia) mediante microextracciòn en fase sólida por espacio de
cabeza (HS-SPME) y análisis por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de
masas (GC-MS) y se comparó con otros Pinot Noir Chilenos de la misma añada. Se
encontraron 58 compuestos volátiles en el vino Colombiano, en comparación a 51 y 48 en
los vinos chilenos estudiados correspondiendo a los ésteres en su gran mayoría para los
tres vinos. Los compuestos mayoritarios en Pinot Noir Marques de Puntalarga fueron 2hidroxibenzoato de metilo con 36.6% y alcohol isopentílico con 10%; en Sibaris fueron
propanoato de ciclohexilo con 31% y hexanoato de metilo con 11.6%; en Costa Vera
fueron octanoato de etilo con 31.5% y decanoato de etilo con 19.87%. La técnica HSSPME es ideal para esta caracterización puesto que no hay transformación de los
compuestos volátiles ni formación de artefactos en la extracción.
Palabras claves: HS-SPME, Aroma del vino, Pinot Noir, GC-FID, GC-MS
ABSTRACTS
The complexity and intensity of a wine bouquet is the most important quality criteria in
wine industry. It is composed by aroma compounds and precursors formed in the plant
and transformations of these during the fermentation and aging processes by biological
enzymatic routes. The volatile compound profile of a tropical altitude Pinot Noir Wine
(Boyacá, Colombia) was obtained by Head Space Solid Phase Micro extraction (HSSPME) and analyzed with a gas chromatography-flame ionization detector (GC-FID) and
mass spectrometry (GC-MS); the result was compared with those obtained from two
Chilean Pinot Noir of the same vintage. 58 aroma compounds were found in the
Colombian wine, to be compared with 51 and 48 in the Chilean wines; the majority of
these compounds were esters in all three wines. Major compounds in the Colombian Pinot
Noir were methyl-2-hydroxy benzoate with 36.6% and isopentanol with 10%. The HS-
SPME technique is ideal for this study because it does not create volatile compound
transformations or artifact formation by the extraction process.
Keywords: HS-SPME, wine aroma, Pinot Noir, GC-FID, GC-MS
I.
INTRODUCCIÓN
El análisis de volátiles en vinos
durante muchos años ha sido un criterio
de control de calidad en la industria
vinícola y gracias a ello se
han
desarrollado técnicas analíticas de punta,
encontrado nuevos compuestos que
contribuyen al conocimiento del aroma.
El perfil de volátiles depende de
factores ambientales, como suelo
(terroir), cepa de levadura, variedad de
vino y el método de vinificación.
Mediante estos métodos se puede
controlar denominaciones de origen y
detectar fraudes, así como la verificación
de la presencia de compuestos de aroma
no deseados (off flavors).
En Colombia, la producción de vinos
de alta calidad está comenzando a
desarrollarse; el valle del sol (Boyacá) es
una
región
con
características
ambientales aptas para cepas como
Pinot Noir y Riesling; alta exposición
solar, dos grandes periodos secos,
temperaturas máximas altas en el día y
mínimas bajas en la noche, entre otras
permiten la producción de vinos de alta
calidad comparables con aquellos
producidos en regiones tradicionales.
Las uvas de la mayoría de variedades
de vitis vinífera usadas en la producción
de vino presentan similitudes en su
aroma, con algunas excepciones como
monoterpenoides
en
variedades
moscato, y 2-alquil-3-metoxypirazinas en
cabernet sauvignon (Baumes, 1998).
Estas uvas contienen diferentes
grupos de precursores de aroma no
volátiles como carotenoides, ácidos
fenólicos,
lípidos
insaturados,
conjugados
de
s-cisteìna,
glicoconjugados y s-metilmetionina; estos
compuestos
son
transformados
a
volátiles en diferentes etapas de la
producción del vino, desde el momento
de prensado de las uvas hasta la
maduración del vino. Estos compuestos
son
generalmente
metabolitos
secundarios en procesos bioquímicos de
la planta pero también son dependientes
en factores ambientales y en prácticas
enológicas.
La composición del aroma en los
vinos incluye una gran variedad de
compuestos:
alcoholes
y
ésteres,
producidos en la fermentación y
dependientes de la levadura usada
aunque no hacen una contribución
importante a la percepción sensorial final
(Ebeler y Thorngate, 2009); terpenos,
biosintetizados en las uvas, son
influenciados por condiciones climáticas
y de vinificación, contribuyen notas
florales
y
cítricas
importantes;
Norisoprenoides,
derivados
de
carotenoides y presentes a nivel de
trazas, producidos por hidrólisis en la
fermentación pueden contribuir en gran
manera al aroma debido a sus bajos
umbrales de olor, sus precursores son
dependientes del clima, la exposición
solar y madurez; componentes volátiles
azufrados, contribuyen a olores no
deseados en el vino y son producidos en
su mayoría en la fermentación cuyos
precursores son aminoácidos azufrados
(Ugliano y Henschke, 2009).
Con el desarrollo de la cromatografía
de gases se empezó el análisis de
compuestos
volátiles
mayoritarios
(ésteres y alcoholes) y no fue hasta el
desarrollo de técnicas de extracción
como:
destilación-extracción,
simultáneas con disolvente (SDE) y
extracción líquido-líquido (LL) que fue
posible identificar la gran variedad de
compuestos presentes en la fracción
volátil del vino. En los últimos 20 años,
se ha encontrado que por efectos de
tratamiento de la muestra y comparando
las técnicas entre sí existe formación de
artefactos; técnicas como extracción con
fluidos supercríticos (SFE), extracción
por barra de agitación con adsorbente
(SBSE) (Fang y Qian, 2006) y
microextracción en fase sólida por
espacio de cabeza (HS-SPME) (Tat et
al., 2005) disminuyen la formación de
artefactos.
El presente trabajo muestra el perfil
cromatográfico del aroma del vino Pinot
Noir Rubí Marqués de Puntalarga
producido en el Valle del Sol, Boyacá,
Colombia y se comparó con Pinot Noir
comerciales Chilenos.
Extracción
de
Volátiles.
La
extracción de volátiles se realizó por el
método de microextracción en fase sólida
por espacio de cabeza (HS-SPME).
Siguiendo la técnica de Demyttenaere et
al. 2003. Se escogió la fibra de 65 m
polidimetilsiloxano/divinil
benceno
(PDMS/DVB), (Supelco Inc., Bellefonte,
USA) la cual fue activada de acuerdo a
las instrucciones del fabricante. Para
cada extracción se midieron 7,5 mL de
vino y se colocaron en un vial de 15 mL
bajo agitación magnética a 100 min-1 y a
un baño de refrigeración de 25 °C
durante 15 min para establecer el
equilibrio en la fase de vapor. Después
de este tiempo, la fibra para SPME se
expuso para adsorber los volátiles del
espacio de cabeza durante 30 min y se
desorbió en el inyector del cromatógrafo
(Demyttenaere et al., 2003; Quijano y
Pino, 2007).
Análisis cromatográfico.
Cromatografía de Gases acoplada a
detector de llama (GC-FID)
II. MATERIALES Y MÉTODOS
Materiales.
Muestras de Vino. Se escogieron 3
vinos para el presente estudios Pinot
Noir cosecha del 2008, de ellos dos
fueron chilenos (Sibaris, Costa Vera)
comprados en el comercio y el Pinot Noir
Rubí Marques de Punta Larga Valle del
Sol, Boyacá, Colombia. El viñedo del
vino colombiano se encuentra situado en
la Cordillera Oriental de los Andes (5.78
°N, 72.98 °O) en, entre 2500 y 2600
metros de altitud.
Se usó un equipo HP 6890 con
detector de llama (FID) equipado con una
columna capilar HP-5MS marca Agilent
de (30 m x 0.25 mm x 0,25 m) no polar
con fase estacionaria de (5%-fenil)metilpolisiloxano. El gas de arrastre fue
helio a razón de 1 mL/min, la
temperatura del inyector y del detector se
mantuvo a 230 °C. La fibra para cada
muestra fue introducida en el inyector del
GC para desorción de los volátiles
durante 4 min en el modo de splitless.
La temperatura para la columna fue de
50 °C durante 4 min, luego se incrementó
la temperatura a razón de 4 °C/min hasta
230 °C y se mantuvo a esta última
durante 10 min hasta terminar la
separación. Posteriormente se limpió la
fibra durante 10 min en el inyector a una
temperatura de 230 °C. Los índices de
retención de Kovats ( Kovtas, E, 1958) se
calcularon con ayuda de una mezcla de
parafinas de C7 a C25 (Ik entre 700 y
2500).
Cromatografía de gases acoplado a
espectrometría de masas (GC-MS)
Se empleó un equipo HP 6890 Series
II acoplado a un detector de masas HP5973N. Las condiciones de separación y
el programa de temperatura fueron
similares a las usadas para GC-FID en
todos los casos. Los espectros de masas
se obtuvieron en modo de ionización
electrónica (EI) a 70 eV con un barrido
de 1.8 scans/s y con un rango de m/z 35300.
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Análisis de Volátiles. El contenido de
cada compuesto fue calculado por
integración de los picos de áreas de los
componentes obtenidos por GC-FID. El
área de los picos se expresó en
porcentaje teniendo en cuenta las
desviaciones estándar de las réplicas y el
contenido total de volátiles en los
cromatogramas (Quijano y Pino, 2007).
Los
constituyentes
fueron
identificados por comparación de los
espectros de masas con las referencias
estándar de la bases de datos propia
FLAVORLIB o comerciales (NBS y NIST)
y con el apoyo de los índices de
retención lineales para una columna HP5 (Adams, 2001; Alves and. Jennings,
1979), y comparados con aquellos
obtenidos por el grupo de investigación.
La técnica HS-SPME (Harmon, A.D.
2002), es ideal para el análisis de
componentes
volátiles
y
de
concentraciones traza por su gran
sensibilidad
y
rapidez
de
la
determinación. Se encontraron 78
compuestos en total en las muestras
estudiadas, de estos fueron identificad La
tabla 2, muestra los compuestos
identificados, el porcentaje de cada uno
de ellos, referidos a la suma de las áreas
obtenidas en los cromatogramas os 72
en 3 vinos: Pinot Noir (PN): Marqués de
Puntalarga (MP), Sibaris (S) y Costa
Vera CV).
TABLA 1. Composición de volátiles en los vinos Pinot Noir
Ikt
Ikex
Compuesto
%
%S
%CV
MP
1
528
2
Acetaldehído
1,56
3,85
0,58
NI
0,64
1,31
0,13
-
0,20
0,04
3
646
propanoato de etilo
4
648
Crotonaldehído
0,13
-
0,47
5
668
Etanol
1,23
3,20
0,08
6
690
isobutanoato de metilo
0,27
-
-
7
733
731
2-metil-1-butanol
8,04
9,89
8,42
8
734
733
alcohol isopentílico
10,05
4,47
1,27
9
736
737
3-metil-1-butanol
4,81
-
1,71
10
739
739
2-metil -1-butanol
0,12
0,43
0,55
11
785
786
ciclopentanol
-
0,39
0,12
787
NI (ester)
0,68
0,26
0,11
12
13
789
789
2,3-Butanodiol
0,24
0,16
0,14
14
803
804
butanoato de etilo
0,56
0,66
0,37
15
809
810
2-hidroxipropanoato de etilo (lactato)
-
1,21
0,74
16
838
840
Pentanol
1,59
-
-
17
858
861
isopentanoato de etilo
1,82
1,24
0,22
18
867
864
1-hexanol
2,51
0,48
0,30
19
880
878
acetato de 2-metilbutilo
0,68
0,17
3,39
20
883
882
acetato de 3-metil-3-buten-1ol
0,11
-
3,39
21
892
894
heptanona
0,15
-
-
22
906
906
2-etilpirazina
0,64
4,57
0,06
23
911
912
ácido pentanoico
-
0,14
0,08
24
961
958
Benzaldehído
0,34
-
-
25
965
963
1,3,5, trimetil benceno
-
0,21
0,08
26
967
968
1-Heptanol
0,05
-
0,06
27
972
972
propanoato de pentilo
3,49
-
-
28
979
979
1-Octen-3-ol
1,10
-
-
29
986
985
2-pentil furano
0,31
-
-
30
988
990
1,5-octadien-3-ol
4,36
-
-
Ikt
Ikex
Compuesto
%
%S
%CV
0,31
11,66
8,48
-
0,27
-
MP
31
998
999
hexanoato de metilo
32
1003
1000
a-terpineno
33
1004
1003
acetato de (E)-3-hexilo
0,08
0,16
-
34
1007
1005
E-2-hexenoato de etilo
-
0,15
-
35
1026
1030
heptanoato de metilo
1,00
-
-
36
1027
1032
δ-3-careno
0,16
0,19
-
1035
Ni ( parafina ramificada)
-
0,12
0,08
0,31
6,27
-
37
38
1032
1034
alcohol bencílico
39
1033
1036
Limoneno
-
0,13
-
40
1062
1063
2-hidroxipropanoato de isobutilo
-
0,16
0,09
41
1068
1066
2-hidroxihexanoato de etilo
-
0,10
0,09
42
1071
1073
1-octanol
0,66
0,20
0,13
43
1089
1088
-terpinoleno
-
1,14
-
44
1098
1097
heptanoato de etilo
2,00
-
0,08
45
1102
1103
Nonanal
1,59
-
-
46
1110
1112
alcohol feniletílico
0,26
-
5,34
47
1133
1335
propanoato de ciclohexilo
-
31,08
-
48
1159
1160
ácido benzoico
0,08
-
-
49
1160
1164
cis-dehidro-β-terpineol
0,27
-
0,10
50
1171
1173
1-Nonanol
0,29
0,13
-
51
1179
1189
succinato de dietilo
0,32
8,67
8,65
52
1192
1194
salicilato de metilo
36,36
0,07
0,15
53
1197
1198
octanoato de etilo
0,11
0,08
31,58
54
1199
2000
-terpineol
0,01
0,10
0,05
55
1211
1208
acetato de octilo
0,05
0,27
-
56
1256
1258
hexanoato de isopentilo
0,11
0,21
0,07
57
1265
1269
Geranial
-
0,32
-
58
1270
1272
pentanoato de furfuilo
0,22
-
-
59
1281
1284
Vitispirano
0,04
0,84
0,36
60
1294
1297
nonanoato de etilo
0,01
0,34
0,10
61
1355
1356
1,2-dihidro-1,1,6-trimetil naftaleno
-
0,18
0,02
Ikt
Ikex
Compuesto
%
%S
%CV
-
0,33
0,09
MP
62
1370
1375
Undecanol
63
1382
1381
4-decenoato de etilo
0,80
0,83
0,52
1383
NI
7,52
0,09
0,04
1385
propanoato de isobornilo
-
0,07
-
1387
(3S,4R,5S,6R,7S)-Aristol-9-en-3-ol (Tentativo)
-
-
0,06
0,08
0,14
19,87
-
0,23
0,16
0,95
-
-
-
0,63
0,21
64
65
1382
66
67
1398
1399
decanoato de etilo
68
1450
1451
octanoato de 2-metilbutilo
69
1469
1472
-decalactona
1536
14-beta pregnano ( tentativo)
70
71
1554
1552
9-hexadecenoato de etilo
0,05
-
-
72
1597
1593
dodecanoato de etilo ( laurato de etilo)
0,11
1,75
0,77
73
1724
1721
tetradecanoato de metilo
0,17
-
0,38
1733
7-Hidroxi-2-metil-octa-3,5-dienol (tentativo)
0,07
-
-
74
75
1876
1875
1-hexadecanol
0,05
-
-
76
1922
1923
hexadecanoato de metilo
0,34
-
-
77
2078
2072
Octadecanol
0,12
-
-
78
2125
2133
octadecanoato de metilo
-
0,24
0,23
Ikt e IKex son Indices de retención teóricos y experimental en columna HP-5 MS, (% MP) Porcentajes en
Marquéz de Punta larga, (%S) porcentajes en Sibera , (%CV) porcentaje en Costa Vera, NI, compuesto
no identificado.
La tabla 1, muestra la composición del
aroma
de los vinos estudiados, el
porcentaje de cada uno de ellos,
referidos a la suma de las áreas
obtenidas en los cromatogramas y los
Indices
de
Kovats,
teóricos
y
experimental
para
una
columna
cromatográfica HP-5MS. Las gráficas 1,
2 y 3, muestran los porcentajes para
cada vino teniendo en cuenta las
cantidades por grupo funcional. Como se
aprecia hay una baja concentración en
ácidos orgánicos volátiles en los tres
vinos, esto les confiere buenas
características sensoriales, debido a que
estos son productos de la oxidación de
los alcoholes presentes en el vino.
Figura 1. Distribución de compuestos en
el perfil de volátiles de PN MPL.
Figura 2. Distribución de compuestos en
el perfil de volátiles de PN Sibaris.
Figura 3. Distribución de compuestos en
el perfil de volátiles de PN Costa Vera.
El mayor porcentaje por grupo
funcional de compuestos corresponde a
los ésteres en las tres muestras, seguido
en menor proporción por los alcoholes y
aldehídos, sin embargo esta tendencia no
se observa en todos los vinos.
De acuerdo con la tabla, el que
presenta mayor contenido de ésteres en
número es el MP seguido por CV y S.
estos
compuestos
aportan
gran
importancia sensorial en el bouquet de los
vinos. Se identificaron compuestos muy
interesantes como son los hidroxiésteres
químicamente
importantes
por
la
presencia
de
carbonos
quirales.
Solamente en MP se encontró decalactona, éster cíclico proveniente de
un hidroxicompuesto, también de gran
interés sensorial. Otros compuestos de
gran aporte al aroma son los terpenos, en
su mayoría monoterpenos y algunos de
ellos oxigenados.
Por otra parte, los alcoholes alifáticos
hidroxilados en el carbono 1 son comunes
en todos los vinos, de C5 a C11, algunos
también metilados en el carbono 2 y 3
fueron identificados en los 3 vinos. Un
compuesto proveniente de la degradación
de
carotenoides
como
C13
norisoprenoide
fue
identificado
e
igualmente un vitispirano al que se le
alude una sensación fresca frutal.
IV. CONCLUSIONES
En los vinos estudiados para volátiles
se encontraron 58 compuestos en
Marqués de Puntalarga, 51 en Sibaris y
48 en Costa Vera.
Los compuestos mayoritarios en Pinot
Noir Marques de Puntalarga fueron 2hydroxi benzoato de metilo con 36.6% y
alcohol isopentílico con 10%; en Sibaris
fueron propanoato de ciclohexilo con 31%
y hexanoato de metilo con 11.6%; en
Costa Vera fueron octanoato de etilo con
31.5% y decanoato de etilo con 19.87%.
Es muy posible que la altitud del viñedo
juegue un rol importante en la formación
de compuestos y precursores aromáticos;
el vino Marqués de Puntalarga tiene todas
las características sensoriales aptas para
competir
internacionalmente
en
el
mercado de los vinos de alta calidad.
V. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Science+Business Media, LLC. New
York. p: 313-392.
AGRADECIMIENTOS
Al Dr. Marco Quijano, por facilitar las
muestras de los vinos y el acceso a las
instalaciones de los viñedos en Punta
Larga (Boyacá) y a la Dra. Clara E
Quijano por su colaboración y guía en el
desarrollo del presente trabajo.