La Química del Vino: Conectando Sabor, Ciencia y Comunidad en el Suroeste de Michigan

Una verdadera alianza local

LECO tiene su sede en St. Joseph, Míchigan, en el corazón de la Área Vitícola Estadounidense (AVA) de la costa del lago Míchigan. Esta región de 1.3 millones de acres, ubicada en el suroeste de Míchigan, es responsable de más de 80% de la producción total de uva del estado. Situada a 42 grados norte, la Área Vitivinícola Nacional de la Orilla del Lago Míchigan es geográficamente similar a famosas regiones vinícolas de toda Europa, incluyendo Francia, Alemania y España. Los suelos glaciales y el “efecto lago” contribuyen a una región agrícola extremadamente productiva.

Dando servicio a gran parte de esta misma zona, Lake Michigan College (LMC) es un colegio comunitario local público, ubicado en la vecina Benton Harbor, Míchigan. Entre sus muchos programas y servicios comunitarios, LMC alberga la única bodega de enseñanza en el Medio Oeste, la Lake Michigan Vintners.

A través de su Programa de Tecnología en Enología y Viticultura, los estudiantes obtienen experiencia práctica de todo el proceso de elaboración del vino —desde la cosecha de uvas en viñedos cercanos, pasando por el triturado y la crianza, hasta el embotellado y el servicio— en una bodega y sala de degustación completamente funcional.

Química Compleja en Crecimiento

Cada decisión que se toma en el proceso de elaboración del vino tiene un impacto en el producto final, y los instrumentos de LECO apoyan a los enólogos en cada paso. Justin Ledyard, gerente de producto de LECO para Organic Instruments (abajo, a la izquierda), explicó la importancia de determinar la humedad y analizar los elementos esenciales (carbono, nitrógeno y azufre) que impactan la salud del suelo.

El nitrógeno y el azufre son nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas. Los agrónomos utilizan datos obtenidos de instrumentos como el CN828 y SC832 para ayudar a determinar los nutrientes disponibles en el suelo e informar las decisiones sobre la aplicación de fertilizantes. Las mediciones de carbono orgánico total (COT) reflejan la cantidad de materia orgánica en el suelo. La caracterización detallada de la especiación y el contenido de carbono es fundamental para mejorar la estructura del suelo, la retención de agua y mantener la vida microbiana.

Humedad, determinada mediante análisis termogravimétrico con LECO TGA801 y TGM800, es vital para la salud de las plantas, ya que transporta nutrientes, regula la temperatura del suelo y apoya aún más la vida microbiana. La determinación precisa del contenido de humedad también sirve como un factor crítico para la evaluación de una variedad de componentes analíticamente importantes dentro del suelo. En el viñedo, las decisiones sobre la humedad y el riego afectan la salud y el crecimiento de la uva, lo que proporciona la base para el desarrollo del sabor.

Desarrollando sabores

Las uvas, y el vino, contienen cientos de compuestos químicos conocidos como analitos. Las herramientas analíticas, especialmente la cromatografía de gases y la espectrometría de masas (GC-MS), miden estos analitos para comprender mejor las características y la composición química de una muestra. Los analitos comienzan a desarrollarse en el viñedo y continúan desarrollándose durante todo el proceso de vinificación, con variaciones en cada etapa que dan lugar a diferentes mezclas de analitos para distintos vinos.  

Desde el momento en que se cosechan las uvas, la química comienza a cambiar. Las uvas tienen muchos analitos, incluidos los terpenos, que son un tipo de analito que contribuye al aroma. El aplastamiento libera jugo, lo que expone los compuestos al oxígeno y activa reacciones enzimáticas. Mediante la adición de levadura, los jugos comienzan a fermentar, lo que convierte los azúcares del jugo en alcohol y desarrolla combinaciones de analitos nuevas y diferentes a través de otras reacciones. Muchos ésteres (otro tipo de analito que contribuye al aroma) se desarrollan durante la fermentación. El envejecimiento desacelera la fermentación y permite que los sabores se desarrollen, al tiempo que potencialmente agrega nuevos analitos al vino a partir de las barricas y los métodos de almacenamiento.

Los sabores del vino nunca dejan de evolucionar, incluso después del embotellado. Los analitos siguen reaccionando lentamente, modificando constantemente las características del vino. Cada decisión y cada paso del proceso influyen en los aromas y sabores que percibimos, y el GC-MS de LECO puede ayudarnos a identificar los analitos asociados a estos aromas.

Percibiendo la química

Antes de la cata, los químicos de LECO analizaron cuatro vinos de Lake Michigan Vintners utilizando el Pegasus BTX 4D GCxGC-TOFMS plataforma. Esta potente herramienta analítica reveló cientos de analitos en los vinos. Los invitados fueron guiados conjuntamente en la cata por Tim Godfrey (Director de Tecnología de Vino y Viticultura de LMC; abajo, a la izquierda) y Liz Humston-Fulmer (química de aplicaciones en ciencias de la separación, LECO; abajo, a la derecha).

Tim presentó a los participantes el método de las cinco “S” para degustar vino —Ver, Agitar, Oler, Probar, Saborear—, diseñado para realzar los sabores y aromas durante la degustación. Se pidió a los invitados que utilizaran sus sentidos y se les animó a compartir su percepción de los perfiles de sabor. Después de cada cata, Liz compartió cromatogramas y parte de la información sobre los analitos recopilada a través de LECO Software ChromaTOF y explicó cómo la ciencia respaldaba las percepciones de la audiencia.

Comparación de la química de los vinos blancos

Las notas de cata del público del evento se muestran en el gráfico de barras junto con los cromatogramas de cada uno de los vinos. Algunas de las notas aromáticas más seleccionadas son comunes para ambos vinos blancos (como manzana, pera y cítricos), mientras que otras notas aromáticas son más distintivas entre los vinos (como petróleo para el Riesling y plátano, tropical y herbal para el Sauvignon Blanc).

Al comparar los datos químicos del Riesling y el Sauvignon Blanc, los cromatogramas se ven muy similares, pero también se observaron muchas diferencias. Los ésteres superpuestos están asociados con algunas de estas notas comunes afrutadas, de manzana y pera. Los terpenos contribuyen a algunas de las notas cítricas, herbales y florales.

Un analito exclusivo del vino Riesling es el TDN (1,1,6-trimetil-1,2-dihidronaftaleno). Se sabe que este analito aporta un aroma distintivo a “petróleo”. A medida que los vinos Riesling envejecen, este analito continúa desarrollándose y este aroma se vuelve más perceptible. En una “edad” temprana, podría ser más difícil de percibir ya que es posible que el TDN no se haya acumulado en un nivel suficientemente alto, pero nuestro sistema de CG-MS determinó fácilmente el analito y muchos de nuestros participantes identificaron su aroma.

Los participantes también identificaron más notas aromáticas herbáceas, tropicales y a plátano en el Sauvignon Blanc en comparación con el Riesling. Nuestros datos respaldan esto, y al comparar muestras con ChromaTOF Sync 2D, es fácil ver varios ésteres que son exclusivos del Sauvignon Blanc con este tipo de aromas.

Comparación de la química de los vinos tintos

Como ambos vinos tintos analizados se elaboraron con uvas merlot, no sorprende ver tantas similitudes en los cromatogramas al comparar el Red Hawk Red y el Merlot. Las notas de cata de la audiencia para estos vinos también fueron bastante similares. Por ejemplo, los participantes identificaron abrumadoramente aromas compartidos: cereza, frutos del bosque, terroso, roble/amaderado y especiado.

Las notas frutales de cereza y bayas de estos vinos fueron notablemente diferentes en comparación con las notas frutales del Riesling y el Sauvignon Blanc, que se describieron más como manzana y pera. Es probable que este tipo de diferencias estén asociadas con diferentes combinaciones de ésteres en los vinos. Por ejemplo, aquí se muestran varios ésteres que se observaron en niveles más altos en los vinos tintos.

El análisis integral también nos permite identificar las lactonas de whisky y roble que están asociadas con las barricas de roble y son exclusivas de los vinos tintos. Estas se observan en niveles notablemente más altos en el Merlot, pero también están presentes en el Red Hawk Red. Ambos vinos fueron envejecidos en barrica de roble, pero el merlot se envejeció en barrica durante más tiempo (durante 18 meses); estos analitos son impartidos por la madera a medida que el vino envejece y muchos de nuestros participantes percibieron estas notas aromáticas.

¿Sabías que...? El Registro CAS es un estándar universal para identificar sustancias químicas. El registro contiene más de 290 millones de sustancias identificadas, lo que proporciona a los químicos una referencia común para analizar compuestos químicos.