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La
calidad, la innovación, el diseño, la formación de recursos humanos y la imagen
de la marca constituyen los factores clave del desarrollo en todas las
actividades económicas y, por tanto, también en la producción vinícola. En este
contexto, el análisis químico y sensorial tiene cada vez más peso específico.
El problema técnico de la calidad, entendida como el cumplimiento de las
propiedades intrínsecas y las especificaciones dentro del marco legal, se
resolverá mejor cuanto mejor se conozca el vino, sus constituyentes y las
transformaciones que tienen lugar en él; la innovación y el diseño de nuevos
productos serán casi siempre el resultado de avances científicos basados en el
análisis químico y sensorial. Todos estos factores influyen en la imagen de la
marca.
Tradicionalmente,
el análisis sensorial ha sido y es la herramienta básica para la
caracterización del aroma. A pesar de las numerosas normas y protocolos que se
han establecido para estandarizar la metodología y los descriptores aromáticos,
nunca dejará de estar sometida a la subjetividad del degustador. Los avances
tecnológicos en el campo del análisis instrumental han permitido investigar a
fondo los compuestos responsables del aroma y determinar el complejo perfil
aromático del vino, pero todavía están lejos de poder interpretar las
percepciones que se reciben durante la degustación. Disponemos, por tanto, de
dos herramientas complementarias que, si somos capaces de conjugar, aportarán
mucha información en cuanto a la evaluación del aroma.
Con este
objetivo describiremos las características fundamentales y la relación entre
los dos tipos de análisis, las recientes innovaciones, sus aplicaciones,
limitaciones y perspectivas, en relación con el control de la calidad en la
propia industria y no tanto en la investigación.
Análisis
sensorial
La
degustación de un vino, su estimación y apreciación organolépticas, junto con
su descripción, constituyen lo que entendemos por análisis sensorial. En
este proceso tiene mucho que ver el aspecto afectivo, es decir, la subjetividad
del individuo hacia las sensaciones, emociones y recuerdos que puede despertar
en él un determinado olor. La razón de ello es que en la percepción
gustativa/olfativa coexisten dos etapas que tienen que ver con la química y la
psicología. En primer lugar, se produce un conjunto de reacciones bioquímicas
entre las moléculas del aroma/gusto y nuestras papilas. Ello genera señales
eléctricas que, enviadas por el sistema nervioso, son procesadas en el cerebro,
que identifica el gusto/olor y les asigna una descripción.
Con el
fin que la subjetividad del catador no tenga tanto peso específico en la
degustación hay que intentar estandarizar la descripción de los vinos y
establecer unas reglas y criterios que permitan degustar un vino con el máximo
rigor. De esta forma, diversos estamentos, tales como CEE, OIV, ISO, etc., han
descrito normativas. Concretamente, la ISO-TC 34/SC12 describe normas sobre las
copas a utilizar, acondicionamiento de las salas de degustación, metodologías
para el análisis, descriptores para la elaboración del perfil aromático, guía
para la selección, entrenamiento y control de los degustadores, etc.
La
evolución del análisis sensorial no sólo debe ir a la búsqueda de metodologías
más precisas y objetivas, sino que debe ser sensible a la introducción de
nuevos productos, a la calidad de los vinos actuales, las exigencias del
mercado y a los gustos del consumidor.
Al
experto en el análisis sensorial también se le pide la capacidad de prever la
evolución del producto. Así, la necesidad de disponer en la industria
alimentaria de una análisis sensorial preciso obliga a tener un panel más
numeroso y experto: según una estimación estadística, para la formación de un
experto en análisis sensorial se requiere un mínimo de tres años de experiencia
profesional, degustando del orden de 30 muestras diarias. A pesar de ello, no
más del 10% de la población es apta para esta tarea.
Además,
el análisis sensorial no nos proporcionará información sobre la composición
química del aroma. Por tanto, se trata de un instrumento limitado a la búsqueda
de las causas de determinadas alteraciones organolépticas, así como para la
detección de adulteraciones y la tipificación del producto según su origen y
variedad. No obstante, cabe señalar que la incorporación de técnicas
instrumentales, como la detección olfatométrica y la nariz electrónica,
requieren el análisis sensorial para su calibración e interpretación.
Análisis instrumental
Veamos
qué aspectos del aroma se pueden determinar mediante su análisis: evaluación
cuantitativa y cualitativa de los compuestos aromáticos, determinación y
caracterización aromática de los compuestos impacto, e interpretación
instrumental del aroma global. Respecto a las limitaciones, ya conocidas,
vienen determinadas por la experiencia de los catadores, el número de
participantes y la metodología empleada.
Identificación
y cuantificación de los compuestos aromáticos. Cromatografía de gases
La incorporación
de la técnica de la cromatografía de gases (conocida por sus siglas en inglés,
GC) en el análisis del aroma ha permitido la identificación y cuantificación de
los componentes volátiles del vino. Describiremos algunas de las innovaciones
que han permitido mejorar la sensibilidad, selectividad, reproducibilidad,
rapidez y automatización en las etapas de la GC: extracción y concentración de
los componentes volátiles, separación cromatográfica y detección.
•
Extracción y concentración de la fracción aromática por microextracción en fase
sólida (SPME): Se trata de una de las técnicas más recientes y con
mayores perspectivas para la extracción y concentración de volátiles en el
vino. Estos compuestos se extraen mediante una fibra que se introduce directamente
en el inyector del cromatógrafo, donde son desadsorbidos a altas temperaturas e
introducidos en la columna. La buena sensibilidad del método se debe al alto
rendimiento de la extracción por parte de la mayoría de los compuestos; su
sencillez se basa en que apenas se requiere tratar la muestra, y que permite la
automatización. Además, las condiciones de trabajo (temperatura y tiempo de
extracción) y las fibras utilizadas proporcionan una determinada versatilidad.
Su desventaja principal es la necesidad de controlar al máximo las condiciones
para alcanzar una reproducibilidad aceptable.
•
Separación por cromatografía de gases multidimensional (MDGC): Aunque la
incorporación de las columnas capilares optimizó la separación de compuestos,
la utilización de una única columna en matrices complejas como el vino a menudo
no es suficiente para la separación de ciertos analitos. La cromatografía de
gases multidimensional (MDGC) permite la conmutación de varias columnas, la
posibilidad de optimizar el análisis según la adaptación de la técnica
utilizada, la reducción del tiempo de análisis por purga de aquellos compuestos
con tiempo de retención alto y sin interés analítico (back purgue), la
utilización de precolumnas con gran capacidad de carga que extraen y concentran
los analitos (heart cut), la prepurga del disolvente para eliminar las
interferencias que produce (solvent flush), etc.
•
Detección por acoplamiento de GC y espectrometría de masas (MS): El
detector de ionización de llama ha sido el más utilizado en GC para el análisis
de aromas. Su empleo ha quedado muy reducido en los últimos años debido a la
incorporación de la MS. Los espectrómetros de masas pueden trabajar según dos
métodos: el método scan, en el que se registra la suma de la intensidad
de todos los iones, y el método del ión selectivo (SIM), en el que se
registra la intensidad de aquellos iones que nos interesen.
La
cromatografía, entendida como un método de separación, constituye una
herramienta útil para separar los componentes volátiles, identificarlos y
cuantificarlos. Así se han identificado en torno a unos 800 componentes
volátiles en el vino.
Aplicaciones y limitaciones de la GC en la industria
La GC es
muy útil cuando pretendemos identificar los compuestos que determinan una
característica aromática conocida. Por tanto, es necesario conocer los umbrales
a partir de los cuales mejora o se desvirtúa nuestro producto, ya sea mediante
estudio bibliográfico o por detección olfatométrica. Esta información es un
instrumento útil para el seguimiento del producto en el proceso productivo, así
como el control de otros materiales enológicos, como son los tapones y las
barricas. Algunos controles importantes a efectuar durante la fase de crianza
en vinos y cavas son métodos específicos para la determinación de fenoles
volátiles y compuestos azufrados (Francioli,
2000). Concretamente en el cava, a partir de la evolución de ciertos
compuestos volátiles, entre ellos los vitispiranos, se calcula el momento en el
que tienen lugar las fases de autólisis y postautólisis durante la crianza.
Controlar el momento en que se desarrollan estas fases es importante debido a
las alteraciones organolépticas que conllevan.
La
información que nos puede suministrar la GC en el control de calidad será más
grande cuanto mejor conozcamos el perfil cromatográfico de la fracción
aromática de nuestro producto. Por ello, hay que disponer de un amplio banco de
datos del mismo en las diferentes etapas de elaboración y en diferentes añadas,
y correlacionar estadísticamente determinados compuestos con ciertas anomalías,
o tipificar variedades que no contengan compuesto específico alguno que las
identifique (como sucede en la mayoría de casos). No obstante, se trata de
análisis todavía demasiado laboriosos para constituir aplicaciones rutinarias
de control.
En todo
caso, el análisis por GC no nos permite definir el perfil aromático del vino
analizado. El problema se agrava en aquellos compuestos para los que no
disponemos de patrones sintéticos y, por tanto, no es posible conocer sus
propiedades aromáticas.
Caracterización aromática de los compuestos.
Detección olfatométrica
La detección olfatométrica o snifing (GCO)
permite determinar el perfil aromático de un vino a partir del análisis
cromatográfico. Los compuestos, una vez separados y eluidos de la columna, se
huelen (esnifan). Para distinguir entre aromas activos e inactivos se
define el parámetro «valor de actividad aromática» (OAV), que mide la actividad
aromática de un compuesto en una matriz determinada. Los compuestos
aromáticamente activos serán aquellos que tengan un valor de aroma superior a 1.
El método
se optimiza con la introducción del factor de dilución y la evaluación de
series de diluciones de la muestra. Las técnicas de dilución más empleadas son
el análisis Charm y el AEDA (de aroma extract dilution
analysis). Cuando aplicamos la ley de Stevens, una ley psicofísica para la
representación de percepciones sensoriales, a los valores obtenidos para casa compuesto
y los normalizan, obtenemos los valores espectrales del aroma, que
representados gráficamente configuran el espectro aromático del vino (figura 1).
Hasta
ahora la olfatometría se ha desarrollado principalmente a través de la
interpretación olfativa del vino. A pesar que las apreciaciones nasales son más
discriminantes y reproducibles que las apreciaciones bucales, y que en la
descripción de la singularidad de un vino la evaluación por la nariz parece la
más apropiada, hay notas como las herbáceas, de madera y pimienta, que se
perciben más intensamente en boca. Para simular la percepción aromática por vía
retronasal se han introducido técnicas consistentes en la retención de los
vapores retronasales de un individuo sobre un polímero, durante y después de la
degustación y posterior análisis por GCO.
Aplicaciones y limitaciones de la GCO en la
industria
La
técnica de GCO aplicada a la industria nos permite conocer los compuestos
aromáticamente activos, la importancia de cada uno de ellos y el perfil
aromático del producto durante las diferentes etapas de elaboración. Cuando el
producto sufre una alteración organoléptica, la GCO también permite detectar
qué compuestos alterados son los responsables del cambio aromático. Escudero (1999a) determina qué
compuestos de entre los que se forman durante la oxidación de un vino tienen
significación sensorial. El mismo autor también identifica los compuestos
responsables de la evolución del aroma del champán durante la crianza sobre
lías (Escudero, 1999b). Las
limitaciones de la técnica son la falta de sensibilidad para aquellos
compuestos en los que el umbral de percepción es menor que el de detección, la
discriminación de compuestos durante la extracción y concentración, y la
incapacidad de interpretar los efectos de sinergia y antagonismo entre los
diferentes compuestos aromáticos.
Interpretación
quimiométrica del aroma global. Nariz electrónica
Lo que se
pretende con estos instrumentos es conseguir réplicas fiables del olfato con
máquinas dotadas de sistemas de detección que responden a la presencia de
moléculas. Las señales emitidas son diferentes según la composición de la
fracción volátil de la muestra. Estas señales son procesadas por sistemas
quimiométricos que evalúan calidades aromáticas y/o cuantifican determinados
compuestos (figura 2).
Para que el instrumento establezca los modelos apropiados para cada aplicación
es necesario proporcionar unos patrones previos.
La nariz
electrónica consta básicacente de tres módulos: el sistema de recogida de
muestras, el sistema de detección y el tratamiento estadístico de los datos.
•
Recogida de muestras: Es similar a otras técnicas cromatográficas, pero
los compuestos no se separan antes de llegar al detector mediante una columna
cromatográfica, sino que son detectados conjuntamente.
• Sistema
de detección: El más adecuado será capaz de detectar la gama más amplia
de familias químicas. Se utilizan dos: los sensores de gases y la
espectrometría de masas. Los primeros se basan en la facultad de modificar sus
propiedades eléctricas cuando los compuestos del aroma interaccionan en su
superficie. Presentan buena selectividad y sensibilidad: tienen respuesta
distinta frente a diferentes compuestos y pueden detectar diferencias del orden
de mcg/L; pueden ser óxidos metálicos, polímeros conductores o sistemas de
radiofrecuencia. Los principales problemas son la inestabilidad frente a
pequeñas variaciones de temperatura y humedad del gas portador, y el
envenenamiento cuando hay presencia de algún componente mayoritario, como el
etanol en el caso del vino. Los espectrómetros de masas obtienen el espectro
correspondiente a los fragmentos de todo el conjunto de compuestos volátiles de
la muestra.
La
detección es más selectiva que en los sensores de gases y evita las
interferencias debidas al agua y al etanol. Los inconvenientes respecto a los
sensores químicos son una menor sensibilidad y una menor robustez, hecho que
convierte en frecuentes las recalibraciones.
•
Tratamiento de datos: El método de análisis de datos más utilizado se
basa en la variancia estadística de los datos y determina los factores de
discriminación de las muestras, pero no clasifica las muestras en grupos.
Dentro de los métodos de clasificación, los más utilizados son el modelado
suave independiente de las analogías de clase o SIMCA (de soft independent
modelling of class analogy), que nos indica si la muestra analizada
corresponde o no a un grupo de muestras de referencia, y el análisis factorial
discriminativo o DFA (de discriminant factorial analysis), que indica a
qué grupo corresponde la muestra.
Aplicaciones y limitaciones de la nariz electrónica
en la industria
La
incorporación de narices electrónicas al campo de la enología es muy reciente.
En sectores como el alimentario, cosmético y farmacéutico, su efectividad ya ha
sido demostrada tanto en lo que atañe a aspectos de I+D como al control de
calidad. Las perspectivas de su aplicación en la enología también son buenas.
Cabe mencionar la detección de sustancias anómalas, concretamente las tóxicas,
aspecto preocupante para cualquier industria alimentaria. Tiene algunas
ventajas como método de control de calidad, respecto a las técnicas
cromatográficas: el tiempo de análisis es de 5 a 10 minutos, el control puede
ser continuo y no requiere personal calificado, y se trata de un método no
destructivo. Es una herramienta idónea para el control de la materia prima, los
procesos y el producto acabado. Gutiérrez
(2000) realizó un trabajo de tipificación de vinos según las zonas y
variedades mediante la nariz electrónica. Las limitaciones de la técnica vienen
dadas por la efectividad de los detectores. Una innovación que puede mejorar
este aspecto es la reciente incorporación de equipos que combinan los dos
sistemas de detección.
Conclusiones
Si
consideremos los 800 compuestos aromáticos que pueden intervenir en la
configuración aromática de un vino y las múltiples interacciones entre sí
llegaremos a la conclusión que el análisis del aroma no es un problema
sencillo. Se complica si además tenemos en cuenta la complejidad del olfato
humano, con más de 100 millones de receptores olfativos. Pero hay diversas
técnicas de estudio que, a pesar de sus limitaciones, proporcionan información
valiosa y complementaria sobre diferentes aspectos de los aromas:
caracterización organoléptica (análisis sensorial), composición química
cualitativa y cuantitativa del aroma (cromatografía de gases), caracterización
aromática individual de los compuestos (detección olfatométrica) y modelación
quimiométrica del aroma global (nariz electrónica). Es necesario que el enólogo
conozca estas técnicas en el momento de buscar respuestas a sus necesidades.
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