Equipos para análisis de vino

El vino es proveniente de la transformación de tejidos vegetales de un fruto a partir de la acción de microorganismos. Su composición está directamente relacionada con la ocurrencia de fenómenos químicos. La uva se transforma en mosto, y éste en vino por medio de varias reacciones físicas, químicas y biológicas. Todos estos análisis son de extrema importancia desde la elaboración del vino hasta su embotellamiento, y son éstos los que definen las operaciones técnicas a realizar, para evitar pérdidas durante la elaboración y la recuperación de los productos.

Los vinos y mostos son constituidos, básicamente, por agua, carbohidratos, proteínas, lípidos, elementos minerales (sales y vitaminas), pigmentos y compuestos fenólicos. No obstante, la composición del vino es más compleja que la del mosto, ya que el vino es proveniente de la fermentación alcohólica, que altera la composición del mosto y promueve la reducción de azúcares y la formación de alcohol juntamente con los productos secundarios; tales como polialcoholes, glicerol, ácidos orgánicos y compuestos volátiles, responsables por el aroma.
Esta constitución puede interferir en la elaboración y en la calidad final del vino por varios factores, como:

  • Cultivo de la Uva
  • Tipo de Suelo
  • Condiciones Climáticas
  • Prácticas culturales de la viña

Proceso de producción del vino

Para la elaboración del vino, las uvas son sometidas a un proceso natural denominado vinificación. Durante esta etapa, varias técnicas son aplicadas, lo que puede variar de acuerdo con el tipo de vino a ser producido. Normalmente, las etapas para el proceso de producción de vino son:

1. Cosecha

De acuerdo con la variedad de la uva, la cosecha es realizada en una determinada época del año, principalmente debido al estado de maduración y a las condiciones climáticas. Las uvas que son colectadas más temprano, probablemente producirán vinos más ácidos y menos alcohólicos; ya las colectadas más tarde van a producir vinos con una acidez más baja y con mayor contenido de alcohol.
La cosecha debe ser realizada en horarios con temperaturas más amenas, de modo que se evite, al máximo, la oxidación de la fruta. La maduración de la uva es realizada en dos etapas: maduración tecnológica (evaluación del contenido de azúcares y acidez) y maduración de fenoles (evaluación de polifenoles – antocianinas y taninos). Al llegar a la vinícola, el proceso de vinificación debe ser realizado lo más rápido posible para impedir la ocurrencia de fermentación indeseada

2. Despatillado y Trituración

Las uvas son sometidas a la máquina que despalilla y tritura, para la remoción de las uvas de los cachos, responsables por el amargor indeseable, rompiendo las cascaras de la fruta.
El zumo obtenido por la trituración es separado y, posteriormente, usado en la elaboración de vinos más nobles, por ser un zumo con mayor contenido de azúcares, con menor acidez y menos taninos.

3. Prensado

El mosto es prensado, promoviendo, así, la separación de las cascaras y las semillas, siendo que, el primer prensado, es realizado en la elaboración de vinos blancos. Para la elaboración de vinos tintos y rosados, las frutas no pasan por esta etapa, porque deben ser fermentadas con la cascara para la transferencia de color; ya el zumo de los últimos prensados es utilizado en la producción de aguardientes (Grapa).

4. Fermentación

Las levaduras se alimentan del azúcar natural presente en el zumo de la fruta, transformándolo en alcohol y dióxido de carbono. Ese proceso puede ser realizado en tanques de acero inoxidable o barriles de roble. Los tanques de acero preservan la frescura y el sabor de las frutas por más tiempo. De manera diferente, la madera prepara el vino para el proceso final, elaborando un producto generalmente más claro, menos frutado y con aroma y sabor amaderado.
Para los vinos blancos y rosados, las bajas temperaturas durante la fermentación resultan en una mayor reservación del sabor y el aroma, al contrario de los tintos, en el que las temperaturas más altas favorecen la intensidad del color y un mayor contenido de taninos. Además de esto, el tiempo de contacto con las cascaras beneficia la intensidad del color y el sabor.

5. Transferencia

Al finalizar el proceso de fermentación alcohólica, los residuos sólidos, materia orgánica, bacterias y levaduras se acumulan en el fundo de los tanques e, para evitar sabores y aromas indeseables en el vino, éste es transferido para otro tanque limpio.

6. Clarificación y Estabilización

Esta etapa es importante para la remoción de compuestos responsables por la turbidez, y para la estabilización del producto en relación con el color, con el frio, y con el desarrollo microbiológico.

7. Maduración

En tanques de acero inoxidable o barriles de roble, siendo que los primeros favorecen la frescura del vino, ya que limitan a su exposición al oxigeno; ya que los de roble, posibilitan una mayor oxigenación, que reduce taninos y la acidez, atribuyendo nuevos sabores y aromas.

8. Embotellado

Los vinos son embotellados y mantenidos en reposo por un tiempo específico, de acuerdo con el tipo de vino, para la posterior comercialización.

Análisis del vino

Actualmente, la calidad de los mostos y los vinos depende, principalmente, de algunos factores:

  • ESTADO SANITARIO DE LA MATERIA PRIMA
  • NIVEL DE MADURACIÓN FISIOLÓGICA
  • PERFIL AROMÁTICO
  • COMPOSICIÓN DE COMPUESTOS FENÓLICOS

Durante la elaboración de los vinos, los análisis físico-químicos definen el tiempo de duración de cada una de las etapas, de acuerdo con el tipo de vino que está siendo producido.

Entre los análisis utilizados para el control de calidad de los vinos, se puede se puede destacar el pH y la acidez que, además de contribuir para el proceso de fermentación del mosto, son esenciales para el desarrollo de las características organolépticas, al influenciar, directamente, la coloración y la estabilidad del producto final.

Un vino de calidad presenta equilibrio entre sus características sensoriales, físico-químicas y microbiológicas, siendo que los análisis de laboratorio son de extrema importancia, ya que las etapas de elaboración del producto son controladas por pruebas analíticas.

Preparación de las Muestras y Reactivos

Para evaluar el punto de maduración de la uva (para determinar el momento de la colecta) se puede utilizar un refractómetro portátil (ver +) y, así, tener una idea de la cantidad de azúcar contenida en el fruto a través del °Brix. El mismo es cosechado y analizado aún en terreno, triturando y colectando el zumo directamente en el prisma del equipo. Es una lectura realizada en segundos. El mismo equipo también puede ser usado para definir el final del proceso de fermentación del vino, también mediante la medición del °Brix del mosto. Son realizadas mediciones periódicas del producto que está sufriendo la fermentación para verificar la disminución de la concentración de azúcar.

Las muestras deben ser conservadas en un local seco y bien aireado, libre de la luz, con baja humedad y temperatura. Como los vinos son susceptibles a las modificaciones provenientes de diversos factores, el análisis de la muestra antes y en el momento de la abertura del empaque es importante para evaluar la apariencia, presencia de depósitos, color, olor, sabor, tonalidad, condiciones del empaque y formación de gas.

Básicamente, antes de los análisis, la muestra de mosto o vino debe ser homogeneizada y filtrada en un sistema específico, si es necesario (ver + sobre sistemas de filtración) . Antes de la filtración, los vinos espumantes, por ejemplo, deben ser transferidos para un Bécquer seco y mantenidos en agitación para la remoción de todo el gas carbónico.

Preparación de las Soluciones

Para la preparación de las soluciones y patrones de uso del laboratorio en los análisis, se recomienda el uso de balanzas analíticas (ver +) o semi-analíticas (ver +), dependiendo de la masa a ser pesada.
Para la preparación de estas soluciones, es necesario utilizar agua de calidad, que no contenga los elementos a ser determinados, para no influenciar el resultado final de forma errónea. Para esto, es necesario el uso de
destiladores (ver +) o de osmosis inversa (ver +) para obtener la calidad del agua requerida para los ensayos

Como destiladores, se pueden utilizar los modelos TE- 1782 (ver +) y TE-1788 que son destiladores de agua de vidrio, el TE-17823 que es un bi-destilador, que destila el agua dos veces, para una mejor calidad; el TE-2755 y TE-2801 destiladores de agua tipo Pilsen (ver +), el Osmosis inversa TE-4007/10 (ver +) y el TE-4008 – Osmosis inversa Automatizada, que ya contiene un barrilete para el almacenamiento del agua con un sistema automático de nivel, haciendo que la bomba desligue automáticamente cuando el nivel sea alcanzado.

Almacenaje

Para el almacenamiento de esta agua hay las opciones de barril en PVC con volúmenes que varían entre 5 a 100 litros. Uno de los parámetros de evaluación de la calidad de agua es la medición de su conductividad. Para este monitoreo, Tecnal posee el TEC-4MP (ver +) – Medidor de conductividad o el R-TEC-4P-MP – Medidor de conductividad portátil.
Para la preparación de soluciones con reactivos ácidos o volátiles es necesario el uso de una cámara de extracción.

Pesaje y adición de muestras

Una vez pesada la muestra y preparadas las soluciones, es necesario que estas soluciones sean adicionadas a la muestra. El volumen a ser dispensado depende del elemento que se desea cuantificar, pero para todas las soluciones puede ser utilizado un dispensador automático TE-299 (ver +).

Procedimientos analíticos

En la industria vinícola, la determinación de los azúcares es uno de los análisis esenciales para el control de calidad, ya que éste es considerado un indicativo confiable para el establecimiento del final del proceso de fermentación alcohólica del zumo de las uvas o del llamado mosto, que ocurre simultáneamente al proceso de maceración. En este caso, mientras más azúcar, mayor será el contenido alcohólico del vino, pues, en condiciones específicas, el azúcar es utilizado como alimento para las levaduras, siendo transformado en alcohol.

De acuerdo con el contenido de azúcar, los vinos pueden ser clasificados en seco (máximo de 0,50%), semi-
seco (5,10% a 20%) y dulce o suave (mínimo de 2,01%), y deben presentar un grado alcohólico entre 8,60 a 14% en volumen.

Normalmente, el método titulométrico denominado Lane-Eynon es uno de los más utilizados para la determinación de azúcares, al requerir una etapa previa de preparación de la muestra. En el caso, los disacáridos y polisacáridos sufren hidrólisis que, por la ruptura de ligaciones glucosídicas, se disocian en monosacáridos, representados principalmente por glucosa y fructuosa, constituidas por un grupo carbonilo y una cetona libres.
En este caso, en medio alcalino y a alta temperatura, éstos se oxidan en contacto con la solución de Fehling (sulfato cúprico + tartrato de sodio doble y potasio), cuyos iones cúpricos se reducen a óxido cuproso formando sal sódica representado por un precipitado de color rojo ladrillo.

Siguiendo la misma metodología descrita para el método tradicional (Eynon & Lane), los determinadores de
azúcares reductores (ver +), modelos TE-088 y TE-0871
, fueron desarrollados para la realización del análisis utilizando las soluciones de Fehling A y B, siendo así, los azúcares oxidados a ácidos orgánicos.
La reacción de óxido-reducción se mantiene en la misma proporción entre las cantidades de azúcares reductores y de cobre reducido; siendo que, de acuerdo con el volumen de solución usado se puede calcular la concentración de los azúcares reductores en la muestra que está siendo analizada. En este caso, es importante mantener las mismas condiciones para que los resultados presenten una baja variación. Este equipo es indicado para la determinación de azúcares reductores en muestras líquidas con contenidos superiores a 1%.

El equipo puede ser utilizado con o sin electrodo. En la primera opción, no es requerido el indicador azul de metileno; en este caso, el equipo debe ser previamente calentado, y ser adicionado la solución de Fehling A+B en la cuba de muestras, y completar con agua hasta cubrir la punta del electrodo que estará en el interior de la cuba. El potenciómetro debe ser accionado y, después de la completa ebullición de la solución de Fehling contenida en la cuba, la titulación de la muestra que está en la bureta debe ser iniciada. Deberá ser observada la variación del valor absoluto de los valores en mV en el display del equipo, hasta que, después de subir gradualmente (en módulo), se estabilice por sí sola. En este momento, debe ser anotado el volumen de la muestra usada de la bureta, siendo éste valor utilizado para los cálculos finales. El potenciómetro deberá ser apagado y se debe esperar a que el equipo expulse la solución que fue analizada. Además de la opción del modelo TE-0871 (ver +), el mismo equipo mencionado anteriormente (TE-088) también puede ser utilizado sin el electrodo; en este caso, el procedimiento permitirá solamente la visualización del punto de cambio a través del cambio de coloración de la muestra contenida en la cuba. Para esto, los mismos procedimientos iniciales deben ser realizados, conforme ya descritos, siendo que con el desaparecimiento de la coloración azul y el aparecimiento de la coloración rojo-ladrillo, la titulación debe ser interrumpida.

En este momento, deben ser adicionadas algunas gotas de indicador azul de metileno en la cuba que contiene
la solución en ebullición, para confirmar el final de la titulación, después de desaparecer este nuevo color azul. En ambos equipos, se debe adicionar solución de HCl entre una muestra y otra y, en seguida, agua destilada para la limpieza de las paredes de la cuba y eliminación del exceso de residuos de la titulación anterior y del ácido, respectivamente.
Para la obtención de los resultados finales, los cálculos deben ser realizados considerando el volumen usado
en la titulación de la solución patrón y de la muestra, la dilución de la muestra y la concentración de la solución patrón utilizada.

Además, con el uso del modelo TE-0871 (ver +) se puede determinar el contenido de acidez volátil de las muestras, indicando la presencia de ácidos grasos del grupo acético que combinados con el vino, forman sales. En este caso, la acidez volátil se debe a la presencia de ácido acético que es el principal producto, siendo que un bajo contenido de acidez volátil indica un vino de buena calidad.
La separación de los ácidos volátiles va a ocurrir a través del arrastre del vapor de agua, siendo que la acidez debe ser neutralizada con adición de óxido de calcio, evitando así el paso de los ácidos volátiles al destilado. Esto promovería el aumento de la densidad y, consecuentemente, una reducción del grado alcohólico, ya que posteriormente su
determinación será realizada por densimetría.

El valor de la densidad obtenido indica el porcentaje de alcohol presente en la muestra, que puede ser determinado a través de tablas específicas para comparación. El olor desagradable es decurrente de la presencia de ácido acético y acetato de etilo, siendo el nivel de detección sensorial en la orden de 0,6 g/L y 0,1 g/L, respectivamente.

Por medio del densímetro, se puede ser determinar la evaporación de los compuestos volátiles, que promueve el acumulo de un residuo correspondiente al extracto seco de la muestra, formado por sacarosa. En este caso, a través de cálculos considerando la densidad, es posible la determinación del extracto seco y extracto seco reducido.
Además de la acidez volátil, la acidez total también indica un parámetro importante que se refiere a la suma de los ácidos titulables, cuando ocurre la neutralización del vino hasta un pH 7,0. Es realizada a través de la titulación con solución alcalina, como el hidróxido de sodio, hasta el cambio de color. En este, pueden ser utilizados los siguientes equipos: agitadores magnéticos con calentamiento (ver +), agitadores magnéticos sin calentamiento (ver +), pHmetro (ver +) y balanza analítica (ver +).

El principio del método se basa en la titulación química utilizando, por ejemplo, hidróxido de sodio (NaOH) y azul de bromotimol como indicador del final de la reacción; así, la acidez total corresponde a la suma de los ácidos titulables cuando se neutraliza el vino hasta un pH 7,0, en el que alcanza una coloración azul.
Con uso del Determinador de acidez volátil, se debe adicionar una cantidad de muestra y algunas gotas del indicador en la cuba del equipo. Entonces es realizada la titulación y anotado el volumen usado. En este caso, el uso de este equipo promueve una mayor seguridad al analista, por poseer una caldera incorporada con abastecimiento automático por válvula solenoide.
La destilación fraccionada del vino, después de la eliminación de dióxido de carbono y etanol, permite la valoración ácido-base del destilado. De esta manera es posible el cálculo del contenido de acidez volátil en el producto.

Otros análisis titulométricos pueden ser realizados en vinos y mosto. Uno de estos es la determinación de cloruros que se presentan, normalmente, en un contenido inferior a 50 mg/L, pero que pueden ser más elevados en viñedos localizados próximo al mar. Además, pueden presentar elevación a través de la adición de ácido clorhídrico, lo cual es prohibido.

Con el uso del modelo TE-0871 (ver +) es posible realizar la determinación de ácido sórbico, que es un ácido graso insaturado, utilizado en límite máximo de 200mg/L. Este es separado del vino a través del arrastre de vapor de agua y determinado por espectrofotometría (ver +).

Para la obtención del grado alcohólico, la muestra debe ser inicialmente sometida a destilación para la separación del alcohol, a través de un Micro-destilador de alcohol TE-012 (ver +), que presenta una cuba con capacidad de 80 mL.

La determinación final es hecha por densimetría digital, utilizando el densímetro digital portátil con tubo oscilatorio en forma de “U”.

Una de las determinaciones a ser realizadas en mostos y vinos también es el pH. Esta metodología se basa en la medición electroquímica de la concentración efectiva de iones H+ disuelto en la muestra. Esta medición es hecha a través de un pH metro calibrado. Generalmente el pH de los vinos brasileños varía de 3 a 3,6 de acuerdo con el cultivar y la cosecha de la uva. Para esto, puede ser utilizado el TEC-7/1-MP – Medidor de pH de mesón micro-procesado (ver +).

Las cenizas pueden ser determinadas a partir de la incineración del residuo de evaporación del vino a temperaturas entre 500 a 550°C, hasta la combustión completa de carbono. Para esto, puede ser utilizada una balanza analítica (ver +), placa calentadora (ver +) o baño-maría (ver +), desecador al vacio (ver +) , bureta digital y mufla (ver +)

Las cenizas pueden ser evaluadas en relación con la alcalinidad, que mede la cantidad de ácidos orgánicos en forma de sal; los cuales son convertidos en carbonatos con el proceso de calcinación. Este valor es determinado por medio de la titulación con hidróxido de sodio después del calentamiento de las cenizas, siendo que adicionado de la acidez total, va a resultar en la concentración total de ácidos orgánicos. Para esto, puede ser utilizada una bureta digital y un baño maría (ver +).

En cuanto a la determinación de nitrógeno total del vino, éste está presente en las formas de proteína, polipéptidos, aminoácidos y amoniaco, que pueden representar hasta el 20% del contenido de extracto seco del vino y puede
ser encontrado, normalmente, entre 1 y 4 g/L. El principio del método se basa en la mineralización del nitrógeno a partir de ácido sulfúrico, que es destilado en la forma de amoniaco. Para la determinación del resultado final, la solución obtenida será titulada. En este método de análisis puede ser utilizado el TE-040/25 – Bloque digestor tubos micro (ver +) o el TE-008/50-04 – Bloque digestor tubos macro (ver +), además del TE-0364 – Destilador de nitrógeno/ proteína (ver +) o el TE-0365/1 – Destilador de nitrógeno con tres pruebas (ver +), se la demanda es alta.

Específicamente, en vinos tintos de Vitis vinífera, (uvas y vinos originados de Vitis riparia y Vitis rupestris), se puede evaluar la presencia de híbridos y se puede realizar por medio del método que permite detectar antocianinas del tipo diglicosídeos de malvidina. Su determinación ocurre a través de la formación de un compuesto fluorescente en medio amoniacal, que puede ser observado por una cámara oscura (ver +), con lámpara ultravioleta.

La prolina es uno de los principales aminoácidos que pueden ser formados durante el proceso fermentativo, siendo que para su determinación es utilizado baño maría (ver +) y un espectrofotómetro (ver +).

El contenido de sulfitos o anhídrido sulfuroso libre también es una determinación importante, pues indica la ocurrencia de la oxidación para evitar el oscurecimiento enzimático y no enzimático. Esto impide el crecimiento de microorganismos indeseables (levaduras, hongos y bacterias), que promueven alteraciones durante el procesamiento y almacenamiento. Además de esto, también presentan la capacidad de secuestrar agentes oxidantes formados cuando el O2 entra en contacto con el alimento. Este análisis puede ser determinado por medio de un bloque para la determinación de sulfitos (ver +).

En cuanto a los cationes presentes en el mosto y el vino, el potasio (K) es el más importante en términos cuantitativos, seguido del Sodio (Na), Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Manganeso (Mn), Hierro (Fe), Litio (Li), Cobre (Cu), Zinc (Zn) y Rubidio (Ru). Su contenido varía de acuerdo con las condiciones climáticas y del suelo, pH del suelo, tipo de tratamiento de los mostos, composición, uso de agentes filtrantes, momento de la cosecha y el cultivar del viñedo.

Para la determinación/cuantificación de los micronutrientes, con excepción del Fósforo (P), que es determinado por espectrofotometría (ver +), se puede utilizar un Espectrofotómetro de Absorción Atómica (EAA) (ver +), que utiliza lámparas de cátodo hueco que emiten una longitud de onda de los elementos que se pretende determinar.
Entre las técnicas utilizadas para la cuantificación, este equipo es muy sensible, además de rápido y preciso. Hay también la posibilidad de utilizar un Espectrofotómetro de emisión óptica por plasma acoplado inductivamente (ICP-OES) (ver +) que es más sensible que el EAA y realiza análisis multi-elementares.

A pesar de que los microorganismos son imprescindibles en la elaboración del vino, estos también son responsables por el proceso de deterioro promovido por alteraciones indeseables durante la elaboración, y también por la propia condición de almacenamiento.
Para esto, es esencial el uso de una balanza analítica o de precisión (ver +), baño maría (ver +), autoclave (ver +), cámara de flujo laminar (ver +), estufa bacteriológica (ver +), microscopio óptico (ver +) y contador de colonias (ver +).

Con relación a la estación de tratamiento de agua y efluentes en una vinícola, el Oxímetro portátil o de mesón es uno de los equipos primordiales que proporciona la medición de oxigeno disuelto en el agua que va a ser descartada o reutilizada. Además de esto, en el caso de la producción de frisantes, este equipo es utilizado en el momento del embotellamiento para verificar el contenido de oxigeno disuelto en cada botella, lo que garantiza que la misma no explote en el momento del transporte.
A partir de la citación de los equipos anteriores, es posible realizar con precisión y calidad la mayoría de los análisis referentes a la composición y características físico-químicas, sensoriales y microbiológicas de vinos y derivados, así como del agua utilizada durante el proceso de fabricación.

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