iata agrocsla nueva biotecnología apuesta por la vinificaciónic vinificacion

7/26/2019 Iata AgrocsLa nueva Biotecnologa apuesta por la vinificacinic Vinificacion

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CTC 2 CTC 2

La nueva Biotecnologa apuesta

por la vinificacinPALOMA MANZANARE ! MAR"AR#TA ORE$A% &EPARTAMENTO &E B#OTECNOLO"'A &E AL#MENTO( #NT#T)TO &E A"RO*)'M#CA !

TECNOLO"'A &E AL#MENTO( CONE$O )PER#OR &E #N+ET#"AC#ONE C#ENT',#CA -C#C.% APARTA&O &E CORREO /0( 1%344

B)R$AOT% +ALENC#A%

e po5ra consi5erar 6ue la ela7ora8cin 5el vino es si9ult:nea a la aparicin5e la propia civil i;acin% Los pri9erostesti9onios 5el cultivo 5e vi


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En las lti9as 5?ca5as( coinci5ien5ocon el avance 5e la Biotecnologa( se an5esarrolla5o nuevas t?cnicas 5e vinifica8cin( 6ue inclu@en( entre otras( la utili;a8cin 5e cepas selecciona5as 5e S% cerevi-

siae -para nor9ali;ar la 9icro7iota inicial@ 5ar lugar a fer9entaciones o9og?ne8as a


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nes 5e vinificacin por lo 6ue en la ac8tuali5a5 es una pr:ctica co9n en las

7o5egas la utili;acin 5e en;i9as( lla9a85as e>genas( a5iciona5as en for9a 5eprepa ra5os en;i9:ticos co9erciales(

principal9ente 5e origen fngico( 6uetratan 5e suplir las carencias @Ho refor;arla accin 5e las pri9eras%

La utili;acin 5e prepara5os en;i9:ti8cos co9erciales se Dustifica fun5a9ental89ente por 5os ra;onesF -i. conseguir unincre9ento 5el ren5i9iento en 9osto @ ala ve; 9eDorar la clarificacin @ procesa85o 5el vino( para lo 6ue se utili;an pecti8nasas( glucanasas( >ilanasas @ proteasas(e -ii. incre9entar la fraccin aro9:tica9e5iante la accin 5e glicosi5asas% La re85uccin 5e la concentracin 5e car7a9a8

to 5e etilo utili;an5o ureasas :ci5as( @ lare5uccin 5e los niveles 5e alcool 5e7i85o a la accin 5e glucosa o>i5asa ta987i?n aparecen 5ocu9enta5as en la 7i87liografa( si 7ien su relevancia tecnol8gica es 9:s li9ita5a%

Pectinasas( glucanasas @ >ilanasas(ta97i?n lla9a5as 5e for9agen?rica Ien8;i9as 5e 9aceracinJ( sirven tanto para5egra5ar los polisac:ri5os estructurales5e las pare5es celulares 5e las uvas 6ue5ificultan elprocesa5o 5el 9osto @ 5el vi8no( co9o para 9eDorar la e>traccin 5e

co9puestos fenlicos @ 5e precursoresaro9:ticos%

El trata9iento 5el vino con proteasaspreten5e sustituir el trata9iento cl:sico5e clarificacin con 7entonita( reali;a5opara evitar la 6uie7ra proteica% Ksta con8

siste en la aparicin( en vino e97otella85o( 5e precipita5os 5e protenas asocia85os con co9puestos fenlicos% in e98

7argo( en estos 9o9entos se 5u5a 5e laeficacia 5e los trata9ientos proteolticos(5e7i5o( no a 6ue las proteasas e>genasno sean activas en con5iciones 5e vinifi8cacin( sino a la resistencia inerente 5elas protenas responsa7les 5e la 6uie7ra

proteica a la proteolisis%El incre9ento 5e la fraccin aro9:tica

9e5iante la utili;acin 5e glicosi5asas se7asa en el eco 5e 6ue en la uva( cier8

tos co9ponentes 5el aro9a( entre los 6ue5estacan los terpenos -fun5a9ental9ente

geraniol( nerol @ linalool.( a5e9:s 5e ensu for9a li7re se encuentran for9an5oco9puestos glicos5icos no vol:tiles% Es8tos co9pleDos 5on5e( en general( el co98

ponente aro9:tico se encuentra uni5o a

un 5isac:ri5o( pue5en ser i5roli;a5os en5os pasos 9e5iante la accin pri9ero5e una 8ara7inofuranosi5asa( 8apiosi5asa o 8ra9nosi5asa( @ acontinuacin 9e8 5iante la accin 5euna 8glucosi5asa 6ue i5roli;ar: elenlace entre la glucosa @ el co9puestovol:til -ver ,igura 2.%

Prepara5os en;i9:ticosco9erciales

Aprincipios 5e los atraccin 5e color @ re5ucir la tur7i8

5e; @ el par5ea9iento 5e los vinos% Estaeficacia 9a@or se 5e7a a la presencia enestos prepara5os 5e niveles eleva5os 5e

,#")RA 2F #&RGL## ENZ#MT#CA &E PREC)RORE "L#CO#LA&O% AF 8L8ARAB#NO,)RANO#L8-3(2.88&8"L)CO8P#RANG#&O= BF 8&8AP#O#L8-3(.88&8"L)COP#RANG#&O= CF 8L8RAMNOP#RANO#L8-3(2.88&8"L)COP#RANG#&O=

AB,F 8L8ARAB#NO,)RANO#&AA= AP#F 8&8AP#O#&AA= RAMF 8L8RAMNO#&AA= B"LF 8&8"L)CO#&AA


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otras activi5a5es colateralestales co9o celulasas( e9i8celulasas( proteasas @ gluco8sa o>i5asa%

&es5e los aten5i5a por

parte 5el consu9i5or 5e recla9ar pro85uctos con la 9ni9a canti5a5 5e a5iti8vos( as co9o ser consi5era5a( por algu8nos puristas( co9o una pr:ctica Iartifi8cialJ @ poco InaturalJ 5el enlogo%

Leva5uras vnicas 9o5ifica5asgen?tica9enteF ILet te @east

5o te orQJLas leva5uras se an utili;a5oparapro5ucir ali9entos @ 7e7i5as 5es5e elNeoltico% Aun6ue su i9plicacin en fer89entacin se reconoci entre los apresar una pectato liasa @ una poli8galacturonasa( construi5a en la )niversi85a5 5e tellen7osc en u5:frica -Laing@ Pretorius( 3SS0.% Con posteriori5a5 sean construi5o leva5uras vnicas >ilanol8

ticas @ nuevas versiones 5e leva5uras

pectinolticas @ celulolticas(por lo 6ue enla actuali5a5 se 5ispone 5e leva5uras v8nicas 6ue e>presan pr:ctica9ente to5o elespectro 5e las lla9a5as Ien;i9as 5e9aceracinJ -ver Ta7la 2.%

Leva5uras vnicaspro5uctoras5e glicosi5asas @ en;i9asi9plica5as en la for9acin 5e?steres afruta5os

&a5o 6ue el aro9a es una 5e las ca8ractersticas 9:s i9portantes 6ue 5eter89inan la cali5a5 5e un vino( las glicosi8

5asas( en;i9as i9plica5as en li7eracin5e terpenos @ otros co9puestos vol:tiles(@ las alcool acetiltransferasas( en;i9asresponsa7les 5e la pro5uccin 5e ?steres

5e acetato( an si5o o7Detivo 5e5istintos grupos 5e investigacin a la

ora 5e construir leva5uras vnicasreco97inan8 tes% En la actuali5a5 se


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5ispone 5e leva8 5uras transg?nicas 6uesecretan 5e for8 9a eficiente las en;i9as8ara7inofura8 nosi5asa( 8glucosi5asa @8ra9nosi5a8 sa( @ se a 5e9ostra5o 6uelos vinos re8 sultantes 5efer9entaciones lleva5as a ca7oconDunta9ente por estas 5os lti8 9asleva5uras reco97inantes( presenta8 7anun incre9ento en la concentracin 5eterpenos% Asi9is9o( ta97i?n se aconstrui5o una leva5ura vnica 6ue 9e85iante la iperpro5uccin 5e una nicaen;i9a( una e>oglucanasa propia 5e S.cerevisiae( incre9enta la fraccin t?rp?ni8ca 5e los vinos%

En cuanto a la 9eDora 5e la cali5a5aro9:tica 5el vino 9e5iante el incre9en8to 5e ?steres afruta5os( se a construi5ouna leva5ura vnica 6ue( tras so7ree>pre8

sar un gen propio 6ue controla lapro5uc8cin 5e ?steres 5e acetato( el gen ATF1(

pro5uce vinos con canti5a5es incre9en8ta5as 5e acetato 5e isoa9ilo -aro9a a 7a8nana. @ acetato 5e 28feniletilo -aro9aafruta5o @ floral con to6ue a 9iel.% Ape8sar 5el inconveniente 5e una pro5uccinsi9ult:nea 5e acetato 5e etilo( 6ue pue5econferir al vino un car:cter avinagra5o(estos estu5ios a7ren las puertas a vinose97otella5os 6ue conserven el car:cterafruta5o 5urante 9:s tie9po%

Leva5uras vnicaspro5uctoras5e glucosa o>i5asa

La 5e9an5a por parte 5el consu9i5or5e vinos con 9enor conteni5o alcolicoa centra5o el inter?s 5e los investiga5o8res en la en;i9a glucosa o>i5asa% La re85uccin 5el conteni5o alcolico 5e losvinos pue5e conseguirse( co9o se in5icanterior9ente( 9e5iante la a5icin 5eglucosa o>i5asa o 9e5iante la utili;acin5e una cepa 5e leva5ura vnica 6ue e>8

prese el gen 6ue co5ifica 5ica en;i9a%A97as apro>i9aciones an resulta5o sa8

tisfactorias con la glucosa o>i5asa 5e As-pergillus niger( @ los vinos resultantes 5ela fer9entacin con esta leva5ura reco98

7inante presen tan una re5uccin 5e

apro>i9a5a9ente un 2 en su conteni5oalcolico%

E>isten a5e9:s otros eDe9plos 5e le8va5uras vnicas reco97inantes 6ue( aligual 6ue en el caso 5e la for9acin 5e?steres 5e acetato( ta9poco tienen sucontraparti5a en for9a 5e en;i9as e>8genas% As( @a se an reali;a5o estu5iosacerca 5e la aci5ificacin 7iolgica 5evinos utili;an5o cepas 5e S% cerevisiae

pro5uctoras 5e :ci5o l:ctico 9e5iante lae>presin 5el gen LDH 5e Lactobacilluscasei( 6ue co5ifica la en;i9a lactato 5es8i5rogenasa( o 5el au9ento 5el conteni85o en glicerol( co9puesto 6ue propor8ciona cuerpo al vino( so7ree>presan5oel gen propio GD1! 6ue co5ifica la en8

;i9a glicerol808fosfato 5esi5rogenasa(lo 6ue lleva a un incre9ento entre 3% @2% veces 5el conteni5o en glicerol% Porotra parte es ta97i?n facti7le o7tenercepas 9alo8etanlicas 5e leva5ura vni8ca capaces 5e llevar a ca7o ta97i?n la

fer9entacin 9alol:ctica( reali;a5a tra85icional9ente por 7acterias aci5o8l:cti8cas% Esta caracterstica @a se a conse8gui5o coe>presan5o una per9easa 5e

9alato 5e Schi"osaccharomyces pombe @la en;i9a 9alol:ctica 5e Lactococcuslactis en una cepa 5e la7oratorio 5e S%cerevisiae%

Otros eDe9plos interesantes @ 5e granactuali5a5 son el 5esarrollo 5e leva5urasvnicas 6ue pue5an actuar ta97i?n co9oagentes 5e 7iocontrol ini7ien5o el creci89iento 5e 9icroorganis9os alterantes( lo

6ue per9itira re5ucir las canti5a5es 5esulfuroso 6ue se a5icionan al 9osto @ vi8no co9o agente anti9icro7iano% &e e8co la O%#%+% a apro7a5o reciente9enteel uso 5e preparaciones co9erciales 5eliso;i9a co9o agente anti9icro7iano(con el fin 5e controlar la fer9entacin9alol:ctica% En este senti5o( @a se anconstrui5o cepas 7acterici5as 5e leva5u8ras 5e la7oratorio 6ue e>presan el genpedA 5e ediococcus acidilactici -co5ificauna 7acteriocina.= resulta5o 6ue a7re las

puertas a la construccin 5e cepas vni8

cas si9ilares 6ue aparte 5e la fer9enta8cin alcolica( pu5ieran controlar las

7acterias alterantes% En cuanto a la posi8

TABLA 3F AL")NO PREPARA&O ENZ#MT#CORECOMEN&A&O PARA +#N#,#CAC#GN PON#BLE EN EL

MERCA&O

Preparado comercialFabricante Actividades principales

Distribuidor (segn fabricante)

AR2444 &M "lucosi5asas

"a9a 5e Biopectinase *uest #nternational Pectinasa( celulasa

"a9a 5e En5o;@9 AEB "roup Pectinasa( 8glucosi5asa( e9icelulasa( celulasa

"a9a 5e Enovin Agrovin En;i9aspectolticas

"a9a 5e Lall;@9e Lalle9an5 Pectinasa( glicosi5asa( galactanasa( celulasa

"a9a 5e Progress Esseco "roup En;i9aspectolticas

"a9a 5e Rapi5ase &M Pectinasa( e9icelulasa( glucanasa

"a9a5e Roavin AB En;@9es Pectinasa( celulasa( glucanasa( proteasa

"a9a 5e Roapect AB En;@9es Pectinasa( e9icelulasa(proteasa

"a9a 5e )va;@9 Esseco "roup En;i9aspectolticas

"a9a 5e +ino;@9 Novo;@9es Pectinasa( e9icelulasa( celulasa

Novaro9 Novo;@9es "licosi5asasNovoclair ,CE Novo;@9es Pectinasa

)ltra;@9 344 Novo;@9es Pectinasa

7le 9eDora 5e las caractersticas funcio8nales( se a consegui5o el au9ento enlos vinos 5el conteni5o en resveratrol( fe8nol relaciona5o con la prevencin 5eciertas enfer9e5a5es( tras e>presar elgen bgln! 6ue en #andida molischiana co85ifica una 8glucosi5asa( en la cepa vni8ca S. cerevisiae T/0%

Perspectivas futuras

En nuestro pas( conta9os con unasuperficie 5e vi8portaciones 5urante la lti9a 5?ca5a enun 30/% Ante este eco( los pases tra8


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5icional9ente pro5uctores( entre los 6uese encuentra Espato( la 7iotecnologa eno8lgica po5ra proporcionar a los 7o5e8gueros nuevos 5esarrollos 6ue per9itie8ran ela7orar Ivinos a la cartaJ% in e98

7argo( en estos 9o9entos es 7ien sa7i85o( co9o @a se a in5ica5o anterior9en8te( 6ue la aplicacin 5e la ingeniera ge8n?tica en la ali9entacin plantea pro7le89as 5e aceptacin por parte 5el consu89i5or( fun5a9ental9ente en la )ninEuropea% Esta resistencia 5el consu9i5or

po5ra ser incluso 9a@or en el caso 5elvino( @a 6ue se trata 5e una 7e7i5a conun co9ponente cultural i9portante% Espor ello 6ue los estu5ios 5e tipo to>icol8gico( uni5os a los 5e i9pacto a97iental(resultan i9prescin5i7les para convenceral consu9i5or 5e la 7on5a5 5e este tipo5e ali9entos%

on tantos @ tan 5iferentes los posi7les7eneficios 6ue para la in5ustria 5el vinosupon5ra la aplicacin 5e la ingeniera

gen?tica @ 9eta7lica en leva5uras vni8cas( 6ue este tipo 5e 5esarrollos son una5e las principales lneas 5e investigacintanto en nuestro #nstituto co9o en otrosla7oratorios punteros en enologa co9o

el #nstitute for Uine Biotecnolog@ 5e la)niversit@ of tellen7osc en u5:frica oel Australian Uine Researc #nstitute% ine97argo( no a@ 6ue olvi5ar 6ue to5osestos posi7les 7eneficios slo se ar:n re8ali5a5 si estas nuevas tecnologas se apli8can 5e una 9anera racional @ siste9:ti8ca @ so7re to5o( respetan5o la naturale;a

propia 5e un pro5ucto tan caracterstico @nico co9o el vino%

Agra5eci9ientosLa infor9acin 6ue las autoras apor8

tan a esta revisin es fruto 5el 5esarrollo5e varios pro@ectos financia5os por laCo9isin #nter9inisterial 5e Ciencia @Tecnologa -C#C!T. entre los 6ue se in8clu@en los pro@ectos en curso A"L2442843S4( A"L24408432SHAL# @ A"L2441844S/HAL#% Las autoras agra5ecen ato5os los investiga5ores 5e los la7ora8torios 5e Biotecnologa 5e ongos( En8;i9as +nicas @ Micro7iologa Molecu8lar 5e Leva5uras #n5ustriales 5el &e8

parta9ento 5e Biotecnologa 5e Ali89entos 5el #ATA por su contri7ucin aeste tra7aDo%

CENTRO &EL C#CF #nstituto 5e Agro6u89ica @ Tecnologa 5e Ali9entos%Ue7F ttpFHH %iata%csi c%esLa7oratoriosF Biotecnologa 5e ongos -M%OreDas. @ En;i9as +nicas -P% Man;anares.%&eparta9entoF Biotecnologa 5e Ali9entos%No97re #nvestiga5orF Margarita OreDas @

Palo9a Man;anares%E89ailF 9o r eDasViata%csic %es @

p9an;Viata%csic%esO7Detivo general 5e la investigacinFW En;i9ologa enolgica%W eleccin 5e leva5uras vnicas no8Sac-

charomyces.

W Revalori;acin 5e su7pro5uctos 5e lavinificacinF evaluacin 5e co9puestos7ioactivos%

W MeDora gen?tica 5e ongos fila9ento8sos para la pro5uccin 5e en;i9as 5e

inter?s enolgico%W #ngeniera 9eta7lica 5e leva5uras vnicas%W #ngeniera 5e protenas para 9eDorar

sus caractersticas enolgicas%
http://www.iata.csic.es/http://www.iata.csic.es/http://www.iata.csic.es/http://www.iata.csic.es/mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]://www.iata.csic.es/


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TABLA 2F AL")NA LE+A&)RA +'N#CA RECOMB#NANTE PON#BLE

Gen manipulado Enzima(s) que hiperproducen aboratorio

egl1 Trichoderma longibrachiatum 8-3(1.8En5oglucanasa #ATA8C#C( +alencia% 3SS0

pel$ $r%inia chr

ysanthemi peh1 $r%inia

Pectato liasa

Poligalacturonasa

)niversi5a5 5e tellen7osc( u5:frica% 3SS0

end1&utyrivibrio 'ibrisolvens

pel$$. chrysantemi

peh1 $. carotovora

En5o883(18glucanasa(

Pectato liasa

Poligalacturonasa

)niversi5a5 5e tellen7osc( u5:frica% 3SS1

pelA Fusariumsolani Pectato liasa #ATA -C#C.( +alencia% 3SS

ab'&Aspergillus niger 8L8Ara7inofuranosi5asa #ATA -C#C.( +alencia% 3SS

bgln #andida molischiana 8&8"lucosi5asa #ATA -C#C.( +alencia% 3SS

(lnA Aspergillus nidulans 8-3(1.8En5o>ilanasa #ATA -C#C.( +alencia% 3SSS

LDH Lactobacillus casei Lactato 5esi5rogenasa #NRA8#P+( Montpellier -,rancia.% 3SSSGD1 Saccharomyces cerevisiae "licerol808fosfato 5esi5rogenasa #NRA8#P+( Montpellier -,rancia.% 3SSS

G)1 S. cerevisiae Poligalacturonasa )niversi5a5 antiago 5e Co9postela% 2444

ATF1 S. cerevisiae Alcool acetiltransferasa )niversi5a5 5e tellen7osc( u5:frica% 2444

mae1 Schi"osaccharomyces pombe

mae* Schi". pombe+

Per9easa 5e 9alato

En;i9a 9:lica

)niversi5a5 5e tellen7osc( u5:frica% 2443

rhaA Aspergillus aculeatus 8L8Ra9nosi5asa #ATA -C#C.( +alencia% 2440

go(#A. niger+ "lucosa o>i5asa )niversi5a5 5e tellen7osc( u5:frica% 2440

$,G1 S. cerevisiae E>o83(088glucanasa #ATA -C#C.( +alencia% 2441

X Tra7aDo reali;a5o slo en cepas 5e la7oratorio 5e S. cerevisae! conposi7le aplicacin en cepas vnicas%

iata agrocsla nueva biotecnología apuesta por la vinificaciónic vinificacion

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