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La
fermentación es el proceso clave en la vinificación.
Sin él no
obtendríamos vino.
Conducir
la fermentación alcohólica es proporcionar las condiciones necesarias
que aseguren un buen trabajo de las
levaduras y permitan obtener la
transformación completa del azúcar en alcohol. También es vigilar su
evolución para intervenir en el caso de cualquier desviación.
Sólo se
produce la fermentación del azúcar y su transformación en alcohol cuando
las levaduras se desarrollan bien. La parada de la fermentación indica
la detención del crecimiento y su muerte.
La fermentación suele durar entre 10 y 15 dias
y tiene dos etapas claramente diferenciadas:
- Fermentación tumultuosa:
8-10 días,
la actividad de las levaduras es máxima. Coincide con el
descenso brusco de la densidad, con el máximo desprendimiento de C02 e
incremento de la temperatura.
- Fermentación lenta:
como
consecuencia del descenso en el nivel de nutrientes, apenas quedará
azúcar, el alcohol comienza a ser tóxico para las levaduras, el descenso
de la densidad es muy lento, el desprendimiento de C02 reducido y la
temperatura se mantiene.Desde el punto de vista técnico, el enólogo tiene en sus manos el control de la fermentación en cuatro aspectos:
-
En el aspecto
microbiológico puede controlar los agentes que van a
protagonizar la fermentación, así como propiciar las condiciones
nutritivas idóneas para que se desarrollen perfectamente.
- Controlando la temperatura de fermentación.
- Control de otros factores, en particular el oxígeno.
-
Debe elegir aquel recipiente o depósito de fermentación que proporcione
las mejores condiciones y que le permita el mejor control de la
temperatura.
La transformación de glucosa en C02 y alcohol
etílico es una reacción exotérmica y por tanto produce un aumento en la
temperatura de la masa:
C6H1206
→ 2CH3-CH2OH + 2 C02 + 40 kcal/mol
Si
la fermentación tuviera lugar de forma instantánea o en muy poco
tiempo, se produciría un incremento de la temperatura del orden de 25 °C
con respecto a la inicial.
Por tanto, si la vendimia tuviera en un
principio 20 °C, llegaría hasta 45 °C. Pero esto no es así, la
fermentación sucede a lo largo de 10-15 días en los que el calor se
disipa de tres formas:
- A través de las paredes de los depósitos, por irradiación.
- Por evaporación del agua y alcohol.
- Junto con el carbónico desprendido.
Por tanto, la temperatura que puede alcanzar un mosto en fermentación va a depender de varios factores:
- Tiempo: Cuanto
más tiempo dure la fermentación, menos temperatura alcanzará el mosto,
pues las calorías desprendidas se evacúan más fácilmente a través de las
paredes de los depósitos (por cada gramo de azúcar transformado en
alcohol se liberan 25,4 calorías). Tampoco es conveniente alargar en
exceso este proceso, ya que se corren riesgos de ataques bacterianos y
formación de sulfhídrico.
- Temperatura inicial de la vendimia:
Cuanto
más baja sea, más lo será la de fermentación, aunque no conviene que
sea inferior a 12-15 °C pues fermentará con dificultad.
- Forma de los envases de fermentación: Los
recipientes que mejor evacúan el calor, son los que tienen mayor
relación superficie/volumen. Los paralelepípedos tienen esta ventaja,
pero, sin embargo, los cilindricos, como pueden construirse con menor
espesor de las paredes, son los más efectivos.
- Dimensiones de los envases de fermentación: Los
recipientes pequeños son los que tienen mayor relación
superficie/volumen y por tanto evacuarán mejor el calor. Por límites
operativos se pueden estimar como los más óptimos los de 100 a 200 hl de
capacidad, y en cuanto a sus dimensiones, los mejores son los que su
altura es 2 o 3 veces su diámetro.
- Disposición de los depósitos de fermentación: Conviene
instalar depósitos aislados entre sí, ya que con paredes comunes no hay
evacuación de calor, y además en los espacios intermedios deben existir
corrientes de aire que refrigeren.
- Naturaleza de las paredes de los depósitos de fermentación: Según
el material de construcción de los depósitos, así como su espesor, la
evacuación del calor hacia el exterior se hará más o menos fácilmente.
El acero presenta las mejores cualidades y a bastante distancia le
siguen el hormigón y la madera.
La temperatura es un factor
preponderante para la vida de las levaduras. Éstas no se desarrollan
bien más que en una escala de temperaturas relativamente corta. La
fermentación es más rápida a temperatura más elevada, puesto que hay
mayor transformación de azúcar, pero a 35 °C la fermentación se detiene
prácticamente a los 7 días debido a una especie de agotamiento de las
levaduras.
Asimismo, el arranque de la fermentación es más rápido
a temperatura elevada, pero el grado alcohólico alcanzado es más
elevado a baja temperatura. Parece como si las levaduras se fatigasen
más cuando trabajan a temperaturas más elevadas. En estas condiciones
soportan mal el alcohol, asimilan peor las sustancias nitrogenadas y se
reproducen mal, por lo que la fermentación se detiene. Por tanto, la
cantidad de azúcar que pueden transformar las levaduras depende de la
temperatura; cuanto más elevada sea, más rápido es el comienzo de la
fermentación, pero se detiene antes y el grado alcohólico alcanzado es
menor.
La temperatura de fermentación afecta por tanto a la
calidad del vino a obtener, especialmente desde el aspecto aromático.
Los aromas secundarios producidos por las levaduras a temperaturas
elevadas están en menor cantidad y son menos agradables. A temperatura
mayor de 20 °C aparecen más alcoholes superiores, mientras que
disminuyen los ésteres formados en relación a los que se forman cuando
se utilizan temperaturas menores de 20 °C. A medida que aumentan las
temperaturas en la fermentación, aumenta la cantidad de glicerina, ácido
acético, acetaldehído, 2,3-butanodiol y acetoína. El aroma secundario
es, es este caso, de menor calidad. Además, una fermentación con
temperaturas elevadas va acompañada de una pérdida considerable de
aromas varietales arrastrados por el gas carbónico, así como de etanol.
Pero
en la fermentación no sólo influyen los valores de temperatura
alcanzados, también tienen un efecto importante los choques térmicos.
Las bajadas y las subidas bruscas de te¬peratura (±5 °C) son muy
peligrosas y pueden originar paradas en la fermentación por detención
del desarrollo de las levaduras, dando paso al crecimiento de bacterias
lácticas. Si el control de la temperatura no se realiza adecuadamente,
existe el riesgo de ralentizacion e incluso de parada de fermentación.
La
ralentización y/o la parada de la fermentación pueden responder también
a otras muchas causas y en muchas ocasiones representan un problema
difícil de resolver. Suelen suceder cuando el azúcar residual es del
orden de 10-40 g/l. Siempre están ligadas a la capacidad fermentativa de
las levaduras, que puede verse afectada por la presencia de sustancias
que les resultan tóxicas (residuos de pesticidas o fungicidas
procedentes de tratamientos fitosanitarios, fitoalexinas, bacteriocinas,
proteínas killer, exceso de acetal-dehído, altas concentraciones de
ácidos grasos de cadena corta como el ácido octanoico, decanoico y
dodecanoico, o sus ésteres), falta de nutrientes, temperaturas de
fermentación no adecuadas, cambios bruscos de temperatura, elevado grado
alcohólico, exceso de S02, etc.
Para prevenir las paradas de
fermentación se debe asegurar suficiente aporte nutritivo a las
levaduras, para ello se deben determinar antes de la fermentación los
compuestos nitrogenados, suplementándolos si es necesario con sales de
amonio, levadura seca inactivada, etc. Si a pesar de ello la parada
tiene lugar, podría ser de gran utilidad realizar un tratamiento
adsorbente a base de 40 g/hl de cortezas de levaduras, esperar 24 horas y
si no se ha normalizado la fermentación, realizar una nueva siembra de
levaduras (previa adaptación de éstas al grado alcohólico del medio) con
aireación y adición de sales amoniacales (10 g/hl). Las cortezas tienen
el inconveniente de que empobrecen algo el vino en aromas, por lo que
es imprudente su empleo como acción preventiva. Como acción correctiva
también sería recomendable realizar una filtración antes de la
refermentación.
LOS MÉTODOS DE CONTROL DE LA TEMPERATURA DE FERMENTACÓN - Aislamiento térmico del local, para evitar entradas de calor exterior, y adecuada ventilación del recinto, para evacuar las calorías irradiadas.
- Depósitos de fermentación situados dentro de un
recinto climatizado. Este sistema requiere elevadas inversiones en su ejecución, ya que los volúmenes a climatizar son bastante grandes.
- Bloqueo total o parcial de la actividad fermentativa mediante la
adición de sulfuroso.
Es un método incorrecto, ya que elevamos el nivel de este compuesto,
combinándose gran parte con ácidos cetónicos y acetaldehído.
- Remontado del mosto, aunque seguidamente la temperatura de fermentación sube aún más por la multiplicación de levaduras en aerobiosis.
- Inmersión de bolsas de plástico con hielo
en los mostos en fermentación. Es un sistema poco eficaz, pues se
necesita 1 kg de hielo por hectolitro para bajar la temperatura un grado
y además origina problemas de manipulación.
- Ducha de agua vertida exteriormente sobre las paredes del depósito a refrigerar.
El agua se distribuye en la cabeza del depósito por un dispositivo
anular, recogiéndose en la base por una reguera perimetral y enviándola a
un depósito pulmón que la refrigera de nuevo en una torre de
enfriamiento.
El fundamento de la refrigeración es el mismo que
el del botijo, el agua de la cortina se evapora y para cambiar de estado
necesita absorber calor, que toma del interior del depósito. Hay que
conseguir que la lámina de agua sea lo más fina posible para que se
produzca la evaporación. La instalación se completa con un termostato
que controla la temperatura del interior del depósito y es el que abre
la válvula electrónicamente para que caiga agua cuando la temperatura
sube.
Las principales ventajas de este sistema son la sencillez
de instalación, su bajo coste de inversión y que es posible acoplarlo a
depósitos no preparados para ello, pero como inconveniente sólo consigue
reducir algunos grados la temperatura por lo que en zonas muy cálidas
no se consigue un control efectivo. Además, el gasto de agua es
considerable, debiendo recuperarse la mayor cantidad posible. Este
sistema es bastante eficaz siempre que el material de construcción de
los depósitos presente un buen coeficiente de intercambio calórico y que
su espesor sea reducido, como ocurre con los depósitos metálicos.
- Serpentín portátil o placas refrigerantes inmersos en el mosto en fermentación, por donde circula líquido o gas refrigerante,
normalmente agua glicolada. Tanto los serpentines como las placas deben
llevar una tubería de entrada y otra de salida que se comunica con el
depósito pulmón, que a su vez es enfriado por un equipo de frío.
Es
un sistema cómodo ya que puede transportarse de un depósito a otro y
desmontarse cuando finaliza la fermentación. Sirve para depósitos de
cualquier tipo, es bastante utilizado en bodegas antiguas con depósitos
de hormigón. Es un sistema operativo y valioso en instalaciones de
pequeño volumen, pero pierde eficacia a medida que los envases van
siendo más grandes. El serpentín suele llevar acoplado un sistema de
agitación con el fin de hacer circular el mosto-vino dentro del depósito
para homogeneizar temperaturas.
- Camisas de doble pared por donde circula líquido o gas refrigerante.
Los depósitos son de acero inoxidable y llevan una serie de camisas
anulares separadas entre sí a distintas alturas del recipiente, ocupando
de un 15 a un 20% de la superficie total de las paredes. El control
corre a cargo de un grupo de frío con conducciones y electroválvulas
gobernadas por termostatos regulables. Las camisas están construidas
también en acero inoxidable y revestidas de un material aislante. Por
dentro de la camisa están los canales de circulación de agua.
Los
depósitos suelen llevar una o dos camisas en función de su volumen,
normalmente hasta 50.000l es suficiente una (para tintos, la camisa está
en la parte superior, en la zona del sombrero; y para blancos, la
situación óptima es a 2/3 del depósito, donde la temperatura es mayor).
En algunos depósitos la camisa es desplazable y puede situarse a
distintas alturas.
El control de la temperatura es casi exacto,
corre a cargo de un grupo de frío con conducciones y electroválvulas
gobernadas por termostatos regulables. Llevan sondas que controlan la
temperatura en cada momento, activando la circulación de agua cuando se
supera el nivel prefijado. Se montan instalaciones automatizadas que
pueden controlarse en un panel de mandos.
- Circulación del mosto por un intercambiador refrigerado por agua fría o por corriente forzada de aire. La
refrigeración de la vendimia, del mosto o del vino se realiza
haciéndolo pasar por un intercambiador. En todos estos sistemas el
líquido refrigerante es suministrado por un equipo de frío (generalmente
es agua glicolada) y el enfriamiento puede hacerse en un paso
(estrechando la salida del producto para que, al pasar lentamente por el
intercambiador, enfríe lo deseado) o en varios pasos (retornando el
producto al depósito y volviéndolo a sacar las veces necesarias). Este
mismo equipo puede servir también para calentar.