Análisis molecular de las levaduras de fermentación de vinos tintos biodinámicos de la D.ORibera del Duero

  1. Muñoz Bernal, Eugenia
Dirigida por:
  1. Jesús Manuel Cantoral Fernández Director
  2. María Esther Rodríguez Directora
  3. Patricia Benítez Soto Director/a

Universidad de defensa: Universidad de Cádiz

Fecha de defensa: 30 de mayo de 2014

Tribunal:
  1. Laureana Rebordinos González Presidenta
  2. José Ramos Ruiz Secretario/a
  3. José Enrique Garzón Jimeno Vocal
Departamento:
  1. Biomedicina, Biotecnología y Salud Pública

Tipo: Tesis

Teseo: 364056 DIALNET

Resumen

RESUMEN El vino ha acompañado al hombre desde el inicio de la civilización hasta la actualidad. Durante este trayecto, los conocimientos científicos de cada época han sido aplicados a esta industria, pasando de procesos espontáneos, hasta el enorme mimo actual en cada una de las facetas de la producción, consiguiendo dirigir el proceso productivo hasta la obtención del producto deseado, empujado por la demanda y gustos del consumidor. Durante el presente trabajo de Tesis Doctoral, se han aplicado distintas técnicas microbiológicas y moleculares para la caracterización y estudio de la microbiota presente en la producción de vinos tintos de la D.O. Ribera del Duero. En primer lugar, se realizó un estudio poblacional de las levaduras presentes durante la fermentación espontanea. Para ello, se realizaron distintas tomas de muestras en los distintos estadios de la fermentación. Dichos muestreos, fueron realizados durante dos vendimias consecutivas obteniendo un total de 400 aislamientos por vendimia. Estos fueron caracterizados mediante la aplicación de técnicas moleculares como electroforesis en campo pulsante. De este análisis se obtuvieron fundamentalmente tres tipos de poblaciones que se sucedían durante el proceso fermentativo en las etapas inicial, media y final. De esta forma, se encontró que en la etapa inicial de la fermentación aparecían fundamentalmente levaduras no-Saccharomyces, en la etapa media destacaban cepas de la especien S. bayanus var uvarum, imponiéndose al final del proceso S. cerevisiae. Durante este estudio, destaca la presencia de S. bayanus var uvarum, que solamente había sido descrita con anterioridad en procesos de vinificación en climas fríos. A continuación, de entre todas las levaduras aisladas, se procedió a la selección de cepas autóctonas que presentaran las mejores características enológicas para su uso en el futuro como cepas iniciadoras de la fermentación. Cada cepa tipo, fue sometida a su caracterización en base a su fenotipo ¿killer¿, eficiencia de la fermentación a distintas temperaturas y parámetros analíticos de los vinos resultantes. Se seleccionaron dos cepas, uI, perteneciente a S. bayanus var uvarum y cXXII, perteneciente a S. cerevisiae, como aquellas con mejores cualidades enológicas. Continuando con este proceso de mejora, se realizaron estudios de la influencia de la adición de nutrientes sobre la viabilidad de las levaduras seleccionadas, ya que la deficiencia en nitrógeno actúa como limitante en el crecimiento de las levaduras, resultando una disminución de la viabilidad y tasa de fermentación. Se observó que aunque el curso de la fermentación fue ligeramente más rápido en presencia de nutrientes, aunque no se logró mejorar el crecimiento de las levaduras S. cerevisiae (cXXII). En cambio, para S. bayanus var uvarum (uI), si mejora la eficiencia de la fermentación a pesar de descender la viabilidad. Durante estos estudios, se revelo la importancia de S. bayanus var uvarum (uI) en la fermentación de vino tinto de la D.O. Ribera del Duero. Esta relevancia radica en el especial carácter organoléptico que esta levadura confiere a los caldos y su capacidad para fermentar a baja temperatura. Para determinar los factores moleculares implicados en el proceso de fermentación a baja temperatura se realizó una aproximación proteómica diferencial mediante 2DE-DIGE y MALDI TOF/TOF comparando los perfiles obtenidos durante la fermentación a 13ºC (baja temperatura) con los obtenidos a 25ºC (alta temperatura) tanto de forma cualitativa como cuantitativa. Un total de 152 proteínas fueron identificadas, 71 cualitativas y 81 cuantitativas. Estas identificaciones fueron categorizadas mediante ontología génica en base a su función molecular y al proceso biológico. Entre las proteínas identificadas destacan aquellas de respuesta al estrés térmico, pero sobre todo aquellas relacionadas con la producción de compuestos aromáticos implicadas en el metabolismo de aminoácidos, la producción de alcoholes superiores y derivados de los mismos, que se encuentran sobreexpresadas a 13ºC. Estos compuestos están relacionados directamente con la calidad de los vinos. Para comprobar el efecto del comportamiento diferencial de la levadura en estas temperaturas, su relación con las proteínas identificadas y la calidad de los vinos obtenidos se realizó un estudio de aromas mediante espectrometría de masas. Del perfil aromático obtenido se determinó una sobreproducción de acetato de 2 feniletilo y de alcohol isoamílico. La presencia de estos compuestos confiere a los vinos una cualidad positiva, otorgando carácter afrutado, que realzan su calidad, y que confirman los datos obtenidos a partir del proteoma, donde se detectó una sobreexpresión en su ruta biosintética. Estos resultados fueron validados mediante una evaluación organoléptica en un panel de catadores. Los resultados obtenidos confirman los datos que otorgaban a los vinos obtenidos mediante S. bayanus var uvarum (uI) a 13ºC un carácter diferenciador de calidad. Todos estos resultados ponen de manifiesto el singular perfil que presenta S. bayanus var uvarum (uI) atribuidos a determinados vinos de calidad reconocida y abre las puertas a la utilización de marcadores proteicos para el seguimiento de los procesos fermentativos y marcadores de calidad en los vinos.