Microorganismo fermentador productor de altas concentraciones de glicerol y sus aplicaciones en la producción de bebidas alcohólicas/vino.

La presente invención describe dos cepas de levadura, BM58 (CECT13003) y BM60 (CECT13004), pertenecientes a las especies Saccharomyces bayanus (var. uvarum) y S. cerevisiae respectivamente, no manipuladas genéticamente, seleccionadas de fermentaciones vínicas naturales con buena capacidad fermentativa de mostos para la obtención de bebidas alcohólicas, preferentemente vino. Los vinos obtenidos con dicha levadura se caracterizan por tener elevadas concentraciones de glicerol sin incrementar el ácido acético y un aumento en la producción de ciertos aromas secundarios. Ambas levaduras producen mayoritariamente aromas del tipo ésteres etílicos como el caproato de etilo, caprilato de etilo, succinato de dietilo y caprato de etilo. Por último, cabe destacar la elevada capacidad de implantación en fermentaciones vínicas y la capacidad de crecer a bajas temperaturas (10°C) de estas levaduras.

Microorganismo fermentador productor de altas concentraciones de glicerol y sus aplicaciones en la producción de bebidas alcohólicas/vino.

Sector de la técnica

La presente invención se encuadra en el área Agroalimentaria y en concreto en el sector de la enología. Se trata de dos cepas de levadura de origen vínico, pertenecientes a la especie Saccharomyces bayanus var. uvarum (BM58) y Saccharomyces cerevisiae (BM60), que tienen la capacidad de producir un aumento de la concentración de glicerol en vino de aproximadamente 100%, variando la concentración entre 9 y 22 g/L dependiendo de la temperatura de fermentación e incrementar la producción de aromas secundarios, aumentando la calidad organoléptica del vino.

Estado de la técnica

La composición química del vino está determinada por varios factores, entre los que se incluyen la variedad de la uva, las condiciones geográficas, la ecología microbiana de la uva, los procesos fermentativos y las prácticas de vinificación (Cole and Noble, 1997). Los microorganismos, especialmente las levaduras, juegan un papel importante en la composición química del vino y, por tanto, en el aroma final del mismo.

Durante la fermentación alcohólica llevada a cabo por las levaduras, se producen diversos mecanismos que contribuyen a la calidad organoléptica del vino: (i) utilización de los constituyentes del zumo de uva, (ii) producción de etanol y otros solventes que ayudan a extraer los componentes aromáticos de las uvas, (iii) producción de enzimas que dan lugar a componentes aromáticos, (iv) producción de cientos de metabolitos secundarios (ácidos, alcoholes, ésteres, polialcoholes, aldehídos, cetonas, compuestos azufrados), y (v) degradación autolítica de células muertas de levadura (Cole and Noble, 1997; Lambrechts and Pretorius, 2000).

El glicerol, es un triol incoloro, inodoro y con elevada viscosidad, comercialmente conocido como glicerina. Es el componente más abundante en el vino después del etanol y se forma durante la fermentación alcohólica como consecuencia de la oxidación de los azúcares llevada a cabo por las levaduras (Scanes y colaboradores, 1998).

Análisis sensoriales han mostrado que el glicerol proporciona dulzor por encima de unos 5,2 g/L en vino blanco seco. Las concentraciones de glicerol en vinos secos y semi-dulces varían entre 5 y 14 g/L, aunque pueden encontrarse concentraciones superiores (hasta 21 g/L) en vinos blancos elaborados con mosto cuyas uvas han sido infectadas por el hongo Botrytis cinerea (Calderone et al., J. Agric. Food Chem., 52 (19), 5902-5906, 2004).

El aroma de los vinos es una de las características más importantes en la valoración de su calidad. Se puede dividir en tres grandes grupos: (i) los aromas procedentes de la variedad de la uva o aromas primarios, producidos por sustancias volátiles, transferidas por los granos de la uva al mosto; (ii) los aromas producidos durante la fermentación o aromas secundarios, entre los que se incluyen dos tipos de compuestos aromáticos mayoritarios, alcoholes superiores y ésteres; y (iii) el "bouquet", también conocido como aroma terciario, producido por la transformación final de los anteriores durante el envejecimiento. De esta manera, una forma de mejorar el contenido aromático de los vinos contribuyendo a la mejora de su calidad, y que en la actualidad se ha traducido en una tendencia de la industria vinícola, es desarrollar la etapa de fermentación a bajas temperaturas. En estas condiciones se ralentiza la producción de etanol por parte de la levadura y se ven favorecidas otras rutas metabólicas responsables de la generación de aromas secundarios.

Aunque el glicerol no tiene un impacto directo en las características aromáticas del vino, sí que contribuye al sabor y cuerpo final del vino, proporcionando dulzor, de ahí que en algunos países europeos se utilice como indicador de calidad en el vino. Por estas razones, el glicerol es añadido en ocasiones de forma fraudulenta en el vino disminuyendo así su calidad. Teniendo en cuenta que la adición de glicerol al vino es una práctica no permitida por las regulaciones de la Comisión Europea (EC Regulation 822/87, appendix IV), resulta de gran interés utilizar una cepa de levadura que, tras su adición al mosto de uva, produzca un incremento de la concentración de glicerol durante la fermentación alcohólica.

Hasta el momento, se conoce la existencia de cepas de Saccharomyces cerevisiae, cuya sobreexpresión en los genes GPD1 y GPD2, da lugar a una sobreproducción de glicerol (de Barros Lopes y col., 2000). Sin embargo, estas cepas también incrementan las concentraciones de ácido acético a niveles inaceptables. Por otra parte estas cepas son microorganismos modificados genéticamente (GMO) lo que supone un rechazo por parte de los consumidores y por tanto las empresas de alimentos son reacias a utilizar GMO. Además, los alimentos que contienen organismos modificados genéticamente fueron regulados en 1997 por la Unión Europea, y exige el etiquetado de los productos destinados a la alimentación cuando contenían organismos modificados genéticamente legalmente autorizados que representen al menos el 1% del producto.

En el mosto están presentes distintos géneros y especies de levaduras, pero el género Saccharomyces, y principalmente la especie S. cerevisiae, es responsable de la fermentación alcohólica (Pretorius, 2000). Sin embargo, existen otras especies del complejo Saccharomyces "sensu stricto" que también se han encontrado en procesos fermentativos. En concreto, S. bayanus, es típica de fermentaciones vínicas realizadas a bajas temperaturas, y algunas cepas presentan propiedades fermentativas mejores que algunas cepas de S. cerevisiae como incremento en la concentración de glicerol (S.S. González 2006. Tesis doctoral).

Por tanto, la utilización de cepas de S. cerevisiae o S. bayanus aisladas de vino, y que durante la fermentación alcohólica produzcan un incremento de la concentración de glicerol, resulta muy interesante para su aplicación en la industria vínica.

Descripción de la invención

De entre las herramientas fundamentales que hoy posee la industria vinícola para ser competitiva en el mercado es poseer vinos de alta calidad. Una de esas herramientas consiste en mejorar la composición del vino, y por tanto su calidad, seleccionando los microorganismos utilizados en la fermentación.

De esta manera, el objeto de la presente invención es un microorganismo útil para la fermentación de bebidas alcohólicas, preferentemente vino, caracterizado por ser un microorganismo no modificado genéticamente, aislado y seleccionado de fermentaciones naturales, que produce altas concentraciones de glicerol y que genera una serie de aromas secundarios, mejorando las cualidades organolépticas del producto de la fermentación.

Asimismo, objetos particulares de la presente invención consisten esencialmente en que el microorganismo objeto de la presente invención es una levadura del género Saccharomyces que comprende las especies S. cerevisiae ó S. bayanus, y más concretamente las cepas de levadura S. bayanus var. uvarum (BM58) (CECT 13003) ó S. cerevisiae (BM60) (CECT 13004).

Por otra parte, el microorganismo objeto de la presente invención se caracteriza por ser aislado y seleccionado de fermentaciones naturales de vinos de áreas de producción (denominación de origen D.O.) controlada Utiel-Requena, Valencia y Alicante, por presentar una implantación mayoritaria en fermentación vínica, de hasta el 100% con cualquier tipo de variedad de uva y que se caracteriza por tolerar: pH bajos, de hasta 2,8; temperatura de crecimiento y fermentación tanto alta como baja, entre 10 y 30ºC; presión osmótica de hasta 300 g/l de azúcares; y altas concentraciones de alcohol en el medio, hasta 15%.

Otro objeto de la invención consiste esencialmente en que el microorganismo de la presente invención produce un aumento de la concentración de glicerol superior a 9 g/L alcanzando incluso hasta 22,27 g/L, lo que equivale hasta un 150% más de glicerol.

En otra realización particular de la invención el microorganismo objeto de la presente invención se caracteriza por producir un aumento de la producción de aromas secundarios respecto a una levadura comercial que se caracteriza por ser una levadura muy aromática que se ha usado como control.... [Seguir leyendo]

1. Microorganismo que puede ser clasificado taxonómicamente como perteneciente a la cepa BM60 de la especie Saccharomyces cerevisiae, depositada en la Colección Española de Cultivos Tipo (CECT), con el número de depósito CECT 13004.

2. Cepa de Saccharomyces cerevisiae (BM60) depositada en la Colección Española de Cultivos Tipo (CECT), con el número de depósito CECT 13004.

3. Uso de un microorganismo según la reivindicación 1, o de la cepa según la reivindicación 2, para llevar a cabo la fermentación alcohólica.

4. Uso de un microorganismo según la reivindicación 1, o de la cepa según la reivindicación 2, para elaboración de bebidas alcohólicas fermentadas.

5. Uso de un microorganismo o de la cepa según la reivindicación 4, donde las bebidas alcohólicas fermentadas presentan concentraciones de glicerol superiores a 9 g/L.

6. Uso de un microorganismo o de la cepa según la reivindicación 5, donde las concentraciones de glicerol son de hasta 22,27 g/L.

7. Uso de un microorganismo o de la cepa según cualquiera de las reivindicaciones 4-6, donde las bebidas alcohólicas fermentadas presentan un aumento en la producción de aromas secundarios del grupo de los: acetatos, ésteres etílicos, ó alcoholes.

8. Uso de un microorganismo o de la cepa según la reivindicación 7, donde los acetatos se seleccionan del grupo que comprende: el acetato de etilo, acetato de isoamilo, acetato de isobutilo, acetato de acetato de hexilo, acetato de bencilo, el acetato de fenil etanol, o cualquiera de sus combinaciones.

9. Uso de un microorganismo o de la cepa según cualquiera de las reivindicaciones 7-8, donde los ésteres etílicos se seleccionan del grupo que comprende: el caproato de etilo, caprilato de etilo, succinato de dietilo, lactato de etilo, caprato de etilo, o cualquiera de sus combinaciones.

10. Uso de un microorganismo o de la cepa según cualquiera de las reivindicaciones 7-9, donde los alcoholes se seleccionan del grupo que comprende: el isobutanol, alcohol isoamílico, 1-hexanol, 2-feniletanol, o cualquiera de sus combinaciones.

11. Uso de un microorganismo o de la cepa según cualquiera de las reivindicaciones 4-10, donde la bebida alcohólica fermentada es el vino.

12. Uso de un microorganismo según la reivindicación 11, donde el vino es un vino blanco, un vino rosado o un vino tinto.