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AMINOACIDOS Y SU RELACION CON LA COMPOSICION VOLATIL EN VINOS
MALBEC
Licenciada Mariela Assof Laboratorio de Aromas y Sustancias Naturales
Estación Experimental Agropecuaria Mendoza. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA)
INTRODUCCION
compuestos volátiles, semivolátiles y no
volátiles
VINO
Compuestos nitrogenados
caracteres sensoriales
calidad
olfativos
gustativos
visuales
desde el viñedo hasta la conservación
cepaje prácticas culturales condiciones edafoclimáticas prácticas enológicas
táctiles
COMPUESTOS NITROGENADOS
iones amonio aminoácidos péptidos proteínassales
NO2-
NO3-
CLASIFICACION
Libres
• Provienen de la uva y del metabolismonitrogenado de las levaduras
• Representan el 30-40% del total decompuestos nitrogenados (vinos)
• Se encuentran distribuídos principalmente enel jugo (50-70%), hollejo y en menorproporción en la semilla
Ligados
• Provienen de la reacción enzimática sobre péptidos y proteínas de uvas y levaduras
• Dependen de la actividad enzimática, de las adecuadas condiciones fisicoquímicas del medio para ser liberados y de las necesidades nutricionales de las levaduras
INTRODUCCION
urea, nucléotidos, vitaminas
INTRODUCCION
IMPORTANCIA DE LOS AMINOACIDOS
Fuente N para levaduras
- fuente de energía- formación de aminoácidos- formación de proteínas estructurales- formación de proteínas funcionales
Rutas metabólicas
- en la planta: biosíntesis de compuestos fenólicos y aromas varietales- las levaduras: biosíntesis de compuestos volátiles
enzimas
manoproteínas
Aromas fermentativosAlcoholes superiores
Ésteres etílicos de ácidos grasosAcetatosTerpenos
fuente de nitrógeno asimilable
catabolismo anabolismo
Síntesis y acumulación de -cetoácidos
La levadura necesita el N
déficit
• nutrientes• pH del medio• turbidez del mosto• temperatura de fermentación adecuada
INTRODUCCION
METABOLISMO DE AMINOACIDOS
Producción de alcoholes superiores
Producción de nuevos aminoácidos
Inhibición de la liberación de - cetoácidos
exceso
AmonioAminoácidos libres
INTRODUCCION
CLASIFICACION AMINOACIDO
Aromáticos Fenilalanina (PHE)Tirosina (TYR)
Triptofano (TRY)
Neutros Serina (SER)Treonina (THR)
Asparagina (ASN)Glutamina (GLN)
Ácidos Acido aspártico (ASP)Acido glutámico (GLU)
Básicos Histidina (HYS)Lisina (LYS)
Arginina (ARG)
Alifáticos Glicina (Gly)Valina (VAL)
Alanina (ALA)Leucina (LEU)
Isoleucina (ILEU)
Azufrados Metionina (MET)Cisteína (CYS)
Cíclicos Prolina (PRO)
Clasificación de aminoácidos en
función a su estructura
química
AA fácilmente asimilables
AA más abundante en
mostos
METABOLISMO DE LAS LEVADURAS
INTRODUCCION
INTRODUCCIONAMINOACIDO COMPUESTO VOLATIL
VAL 2-metilpropanol (solvente)
LEU 2-metilbutanol (solvente)
ILEU 3-metilbutanol (solvente)
PHE 2-feniletanol (rosas)
TYR tirosol (alcohol)
TRY triptofol (alcohol)
MET Metionol (ajo/cebolla)
Alcoholes superiores
- THR, PHE y ASP tienen efecto sobre 8 de los 16 compuestos volátiles más importantes (principalmente ésteres etílicos)
- THR (AA fácilmente asimilable) es uno de los aminoácidos con mayor influencia en la composición volátil - >THR > en los ácidos grasos C6 y C8 y en ciertos ésteres etílicos, >ciertos alcoholes superiores
M. Ugliano and P.A. Henschke.2009. Yeast and wine flavor, in Wine chemistry and biochemistry.
INTRODUCCION
clasificación de vinos por
región
- vinos tintos de Grecia (Bouloumpasi et al., 2002)
- vinos Chardonnay, regiones del mundo (Carnevillier et al., 1999)
- vinos de Hungría (Héberger et al., 2003)
clasificación de vinos por
cepaje
clasificación de vinos por año
de cosecha
- vinos de Grecia (Soufleros, 2003)
- vinos tintos de Francia (Étievant, 1988)
- vinos de Grecia (Soufleros, 2003)
OBJETIVO
1- Evaluar la incidencia de la zona geográfica sobre el perfil de aminoácidos libres presentes en mostos y vinos cv. Malbec de tres
regiones vitivinícolas de Mendoza, Argentina.
2- Evaluar la evolución de los aminoácidos durante la fermentación alcohólica de mostos cv. Malbec de las tres regiones y la relación del perfil de aminoácidos libres en mostos con los compuestos volátiles
en vinos
OBJETIVO 1
INCIDENCIA DE LA ZONA GEOGRAFICA SOBRE EL PERFIL DE AMINOACIDOS
MATERIALES Y METODOS
Na2S2O5
La Libertad 673msnm(Rivadavia)
Agrelo970 msnm
(Luján de Cuyo)
Gualtallary1450 msnm (Tupungato)
AA: Derivatización precolumna con FMOC y separación, identificación y cuantificación
por HPLC-DAD.
control y seguimiento de las fermentaciones
extracción de muestras cada dos días hasta final de fermentación
Compuestos volátiles: Extracción y preconcentración por HS-SPME y separación, identificación y
cuantificación por GC-ITMS
0
100
200
300
400
500
600
MOSTO VINO
MATRIZ
C (mg L-1) RIVADAVIA
AGRELO
GUALTALLARY
RESULTADOS
Contenido total de aminoácidos libres de mostos y vinos cv. Malbec correspondientes a tres zonas agreoecológicas de Mendoza (Argentina)
ab
a
b
c
PRO aumenta
600%
Porcentaje relativo de aminoácidos más abundantes en mostos cv. Malbec de Mendoza (Argentina)
RESULTADOS
Otros aminoácidos: menos del 3% respecto del total de aminoácidos por matriz y por zona
100x C
C%
totales saminoácido
esindividual saminoácidorelativo
Porcentaje relativo de aminoácidos más abundantes en vinos cv. Malbec de Mendoza (Argentina)
RESULTADOS
RESULTADOS
Análisis de componentes principales para aminoácidos libres en mostos cv. Malbec
ARG
ASP
GLULEU
LYS
PHE
PRO
THR
-2,4 -0,4 1,6 3,6 5,6
Componente 1
-2,9
-1,9
-0,9
0,1
1,1
2,1
3,1
Co
mp
on
ente
2
ALAASNCYS
GLN
ILEU
TRY
TYR
VAL
Rivadavia
Agrelo
Gualtallary
Análisis discriminante de mostos cv. Malbec de tres zonas geográficas de Mendoza, Argentina
-530 -330 -130 70 270
Función 1
-8
-5
-2
1
4
7
10
Fu
nció
n 2
Gualtallary
Rivadavia
Agrelo
Variables independientes
Rivadavia Agrelo Gualtallary
ALA 100% 1% 1%CYS 100% 14% 8%ARG 100% 0% 0%ASN 100% 0% 0%GLU 100% 48% 0%
Abundancia relativa de las variables independientes
RESULTADOS
Análisis de componentes principales para aminoácidos libres en vinos cv. Malbec
ARG
ASP
GLU
LEU
LYSMET
PHE
PRO
-3 -1 1 3 5 7
Componente 1
-2,1
-1,1
-0,1
0,9
1,9
2,9
Co
mp
on
en
te 2
ALA
ASNCYSGLN
ILEU
THR
TRY
TYR
VAL
THRLEU
TYR
PRO
Rivadavia
Agrelo
Gualtallary
Análisis discriminante de vinos cv. Malbec de tres zonas geográficas de Mendoza, Argentina
-70 -30 10 50 90 130
Función 1
-13
-8
-3
2
7
12
17
Fu
nc
ión
2
Gualtallary
Rivadavia
Agrelo
Variables independientes
Rivadavia Agrelo Gualtallary
ALA 28% 100% 7%CYS 23% 100% 26%ARG 17% 100% 14%ASN 16% 100% 20%
Abundancia relativa de las variables independientes
ConclusiónEn relación al objetivo: Evaluar la incidencia de la zona geográfica sobre el
perfil de aminoácidos libres presentes en mostos y vinos cv. Malbec de tres regiones vitivinícolas de Mendoza, Argentina.
Los mostos y vinos de Gualtallary presentaron menor contenido deaminoácidos libres totales respecto de Rivadavia y Agrelo.
Para mostos: la Alanina fue el aminoácido más abundante en Rivadavia,mientras que la Prolina lo fue para Agrelo y Gualtallary.
En los vinos provenientes de las tres zonas geográficas evaluadas, elaminoácido más abundante fue la Prolina.
Mediante el análisis discriminante se identificaron 5 variables predictoras(Alanina, Arginina, Asparagina, Cisteína y Ácido Glutámico). Con estas variablesse construyeron modelos discriminantes que permitieron clasificar el 100% de lasmuestras provenientes de las tres zonas agroecológicas evaluadas.
Por lo tanto, la zona geográfica de procedencia tiene efecto sobre el perfil deaminoácidos libres de mostos y vinos de tres regiones vitivinícolas de Mendoza,Argentina.
ConclusiónEn relación al objetivo: Evaluar la incidencia de la zona geográfica sobre el
perfil de aminoácidos libres presentes en mostos y vinos cv. Malbec de tres regiones vitivinícolas de Mendoza, Argentina.
A mayor altura de la zona de muestreo menor contenido total de aminoácidosen mostos y por tanto en vinos…eso qué significa???- Nuestra hipótesis: La planta está utilizando sus recursos nitrogenados paraproducir compuestos fenólicos (necesidad de enzimas que intervienen en lasrutas biosintéticas).
0,00
200,00
400,00
600,00
800,00
1000,00
1200,00
1400,00
RIV AGR GU
C mg L-1
Zona geográfica
RIV
AGR
GU
0
100
200
300
400
500
600
700
800
RIV AGR GU
C mg L-1
Zona geográfica
RIV
AGR
GU
Antocianos totales Taninos totales
¿¿Qué implicancias tuvo
en las fermentaciones??
OBJETIVO 2
EVOLUCION DE AMINOACIDOS DURANTE LA FERMENTACION ALCOHOLICA
RELACION AMINOACIDOS EN MOSTO - COMPUESTOS VOLATILES EN VINOS
Contenido de aminoácidos libres totales en mosto cv. Malbec de las tres zonas agroecológicas estudiadas
0
10
20
30
40
50
60
MOSTO
C (mg L-1)
zona agroecológica
RIV
AGR
GUb
a
RESULTADOS
0
2
4
6
8
10
12
C (mg L-1)
Aminoácidos
Perfil de aminoácidos libres de mosto cv. Malbec de Gualtallary (Tupungato), Mendoza.
RESULTADOS
Evolución del contenido total de aminoácidos durante la fermentación alcohólica de mostos cv. Malbec de las tres zonas
estudiadas.
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
400,00
450,00
500,00
550,00
MO 1 3 5 7 9 11 13
C mg L-1
Días de fermentación alcohólica
AGRELO GUALTALLARY RIVADAVIA
900
950
1000
1050
1100
1150
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Den
sid
ad
(g
mL
-1)
Días de fermentación
RIV
AGR
GU
Evolución de la densidad durante la fermentación alcohólica de mostos cv. Malbec de las tres zonas estudiadas.
Geles de agarosa mostrando control de implantación delevadura D254. A) mosto inoculado, B) inicio de lafermentación; C) Mitad de fermentación; D) Final defermentación. Primer y última calle: marcador de pesomolecular; cepa x: perfil diferente a la cepa inoculada.
Evolución de aminoácidos durantefermentación alcohólica de mostos cv. Malbecde las tres regiones estudiadas. (MO: uva luegode ser molida)
RESULTADOS
Asparagina
Ácido Aspártico
RESULTADOS
Evolución de aminoácidos fácilmenteasimilables durante fermentación alcohólica demostos cv. Malbec de las tres regionesestudiadas. (MO: uva luego de ser molida)
Ácido Glutámico
Glutamina Prolina
Total de compuestos
volátiles
Zona geográfica
RIVADAVIAC (ug L-1)
AGRELOC (ug L-1)
GUALTALLARYC (ug L-1)
ésteres 944,49 (16,40)a 1002,78 (73,50)a 824,75 (34,25)b
alcoholes 153,51 (5,76)a 149,16 (3,56)a 203,11 (13,19)b
terpenos 88,86 (3,08)a 93,33 (4,44)b 85,33 (3,63)a
0
10
20
30
40
50
60
MOSTO
C (mg L-1)
zona agroecológica
RIV
AGR
GUb
RESULTADOS
en el mosto….
….en el vino
RESULTADOS
AGRELO
GUALTALLARY
RIVADAVIA
ESTERES ETILICOSEN VINOS
RESULTADOS
AGRELO
GUALTALLARY
RIVADAVIA
ACETATOS EN VINOS
RESULTADOS
AGRELO
GUALTALLARY
RIVADAVIA
ALCOHOLES SUPERIORES
EN VINOS
CONCLUSION
Se observaron perfiles de evolución de aminoácidos libres diferenciales para cadaaminoácido respecto de la zona en estudio.
Los mostos de Gualtallary presentaron menor contenido total de aminoácidos libres yausencia de aquellos reportados como más fácilmente asimilables por las levaduras(Arginina, Asparagina, Ácido Aspártico, Ácido glutámico, Glutamina).
Durante la fermentación alcohólica de los mostos de las tres zonas, se observó unaumento en el contenido de ciertos aminoácidos libres, lo que podría estar explicado por laactividad proteasa extracelular de las levaduras presentes en el medio (Jounes et al., 2011).
Se observó, además, que la Prolina aumenta su contenido hasta el quinto día defermentación alcohólica en mostos de Rivadavia y Agrelo, mientras que en Gualtallary semantiene estable prácticamente hasta el final de este proceso.
El contenido de alcoholes superiores y ésteres etílicos en vinos de Rivadavia y Agrelo nopresentaron diferencias significativas y fueron mayores que lo encontrado en Gualtallary, loque es coincidente con lo encontrado en el contenido total de aminoácidos libres en mosto.
PERSPECTIVAS
Realizar el análisis de iones amonio y de carbohidratos por métodos enzimáticos paracomplementar los resultados observados respecto de la cinética de la fermentaciónalcohólica.
Evaluar el metabolismo aminoacídico de diferentes cepas de levaduras Saccharomycescerevisiae durante la fermentación alcohólica de mostos Malbec.
Evaluar el efecto de la adición de compuestos nitrogenados orgánicos e inorgánicossobre el perfil de compuestos volátiles obtenidos a partir de la fermentación alcohólica demostos Malbec.
Muchas gracias