La fermentación alcohólica es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de aire (oxígeno – O₂), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por regla general azúcares: como por ejemplo la glucosa, la fructosa, la sacarosa,sirve con cualquier sustancia que tenga la forma empírica de la glucosa, es decir, que sea una Hexosa.) para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol (cuya fórmula química es: CH₃-CH₂-OH), dióxido de carbono (CO₂) en forma de gas y unas moléculas de ATP que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energético anaeróbico. El etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas alcohólicas, tales como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc.¹ Aunque en la actualidad se empieza a sintetizar también etanol mediante la fermentación a nivel industrial a gran escala para ser empleado como biocombustible.^{2 3}

La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica a los microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxígeno a partir de la glucosa. En el proceso las levaduras obtienen energía disociando las moléculas de glucosa y generan como desechos alcohol y dióxido de carbono CO₂. Las levaduras y bacterias causantes de este fenómeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales y contribuyen en gran medida al sabor de los productos fermentados (véase Evaluación sensorial).⁴ Una de las principales características de estos microorganismos es que viven en ambientes completamente carentes de oxígeno (O₂), máxime durante la reacción química, por esta razón se dice que la fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico.

Historia

La humanidad emplea la fermentación alcohólica desde tiempos inmemoriales para la elaboración de cerveza (empleando cereales) y del vino (empleando el fruto de la vid: la uva en forma de mosto) fundamentalmente. Los griegos atribuían el descubrimiento de la fermentación al dios Dionisio. Algunos procesos similares como el de la destilación alcohólica ya surgen en el año 1150 de la mano de Arnau de Vilanova.⁵ Fue un elemento más a considerar en el desarrollo histórico de la alquimia durante la Edad Media.⁶

En el año 1864 se identificó el gas CO₂ resultante de la fermentación por el químico MacBride y en 1766 Cavendish lo describió como: «el gas existente en la atmósfera» determinando además la proporción de dióxido de carbono con respecto al azúcar empleado en el proceso, que rondaba el 57%. En esta época se empezó a descubrir, gracias observaciones científicas, que la fermentación alcohólica se producía también en substancias «no dulces».⁶ Antoine Lavoisier hizo experimentos en 1789 determinando las cantidades de los elementos intervinientes en la fermentación (carbono, oxígeno e hidrógeno). Con el advenimiento de los descubrimientos químicos en el año 1815 el investigador francés Joseph Louis Gay-Lussac fue el primero en determinar una reacción de fermentación obteniendo etanol a partir de glucosa, a pesar de este logro los fundamentos de la fermentación alcohólica eran completamente desconocidos. Existe durante el siglo XIX un debate científico por establecer la «hipótesis de la fermentación». Durante los años 1830s los químicos Jöns Jakob Berzelius y Justus von Liebig desarrollaron una teoría mecanicista que explica la fermentación, teorías que estaban en contraposición con las creencias de Louis Pasteur en el año 1857 que se fundamentaba en la «teoría vitalista» como explicación de los mecanismo básicos de la fermentación, fue el mismo Pasteur que en el año 1875 demostró que la fermentación era un proceso anaeróbico (en ausencia de oxígeno).

En el año 1818 Erxleben, De La Tour en Francia, Schwann y Kützing en Alemania (1837) descubren que las levaduras (organismos microscópicos unicelulares) son la causa del proceso, pero no fue hasta que Eduard Buchner en el año 1897 descubre que la enzima zimasa es la responsable final de la fermentación alcohólica trabajo por el que recibe el premio Nobel de Química.⁷ Este descubrimiento atrajo el interés de otros científicos, entre ellos Harden y Young quienes en el año 1904 mostraron que la zimasa perdía sus propiedades fermentativas bajo condiciones de diálisis, demostrando que la fermentación dependía de una sustancia de bajo peso molecular que se quedaba retenida en los finos poros de la membrana de la diálisis. La fermentación podía bajo estas circunstancias volver a ser restablecida añadiendo simplemente de nuevo las levaduras, esta substancia descubierta por Harden y Young se denominó cozimasa,⁸ y fue eventualmente encontrada como una mezcla de iones fosfatados, difosfato de tiamida y NAD⁺. Sin embargo la caracterización de la cozimasa no fue completada hasta el año 1935. El bioquímico Otto Heinrich Warburg en conjunción con Hans von Euler-Chelpin descubren en el año 1929 que el cofactor nicotinamida adenina dinucleótido (NADH) juega un papel muy importante en el proceso interno de la fermentación. En 1937, los investigadores Erwin Negelein y Hans Joachim Wulff comprueban que mediante la cristalización de los subproductos de la fermentación la enzima alcohol deshidrogenasa es protagonista en algunos sub-procesos realizando un papel importante.⁹

Los descubrimientos posteriores a partir del periodo que va desde mediados del siglo XX hasta comienzos del siglo XXI se centran exclusivamente en la mejora de los procesos de fermentación alcohólica y conciernen más a la optimización del rendimiento industrial bien sea mediante una buena selección de cepas de levaduras, de una temperatura de funcionamiento óptima, de como realizar fermentación en un proceso continuo: biorreactores.^{10 11}

Consideraciones generales

La fermentación alcohólica se puede considerar (desde una perspectiva humana) como un proceso bioquímico para la obtención de etanol, que por otras vías se ha obtenido gracias a procedimientos químicos industriales, como por ejemplo mediante la reacción de oxidación de eteno. La finalidad de la fermentación etílica (desde una perspectiva microbiana) es la obtención de energía para la supervivencia de los organismos unicelulares anaeróbicos. Las bebidas alcohólicas se producen a partir de diferentes sustratos, dependiendo de la región geográfica y sus riquezas. Las materias primas pueden ser azúcares simples como los presentes en el jugo de uva, o de alto peso molecular, como el almidón de los granos de cebada. Existen dos tipos de bebidas alcohólicas, las que se obtienen directamente por fermentación de los diferentes sustratos y las destiladas, producidas por destilación del producto de fermentación. El proceso principal por el cual se transforma el mosto en vino es la fermentación alcohólica, la cual consiste en la transformación de azúcares en alcohol etílico y anhídrido carbónico. La fermentación alcohólica es la base de la vinificación, sin embargo, su importancia no radica únicamente en la obtención de etanol a partir de los azúcares, sino que además durante el proceso fermentativo se van a formar una gran cantidad de productos secundarios que influyen en la calidad y tipicidad del vino. Más adelante, se pueden apreciar algunos de los compuestos que influyen en la tipicidad del vino

Levaduras

Las levaduras son cuerpos unicelulares (generalmente de forma esférica) de un tamaño que ronda los 2 a 4 μm y que están presentes de forma natural en algunos productos como las frutas, cereales y verduras. Son lo que se denominan: organismos anaeróbicos facultativos, es decir que pueden desarrollar sus funciones biológicas sin oxígeno. Se puede decir que el 96% de la producción de etanol la llevan a cabo hongos microscópicos, diferentes especies de levaduras, entre las que se encuentran principalmente Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces fragilis, Torulaspora y Zymomonas mobilis.¹² Los microorganismos responsables de la fermentación son de tres tipos: bacterias, mohos y levaduras.¹³ Cada uno de estos microorganismos posee una característica propia sobre la fermentación que son capaces de provocar. En algunos casos son capaces de proporcionar un sabor característico al producto final (como en el caso de los vinos o cervezas). A veces estos microorganismos no actúan solos, sino que cooperan entre sí para la obtención del proceso global de fermentación. Las propias levaduras se han empleado a veces en la alimentación humana como un subproducto industrial. Se ha descubierto que en algunos casos es mejor inmovilizar (reducir el movimiento) de algunas levaduras para que pueda atacar enzimáticamente mejor y con mayor eficiencia sobre el substrato de hidratos de carbono evitando que los microorganismos se difundan facilitando su recuperación (los biocatalizadores suelen ser caros), para ello se emplean ‘fijadores’ como agar, alginato de calcio, astillas de madera de bálsamo, etcétera.¹⁴

Algunas cepas de bacterias tienen eficiencias de fermentación altas sin necesidad de fijación, incluso a relativas velocidades de movilidad, tal y como puede ser el caso de Zymomonas mobilis (cuyo genoma completo se hizo público en el año 2005¹⁵ ). Sin embargo, esta bacteria no se ha empleado industrialmente para la fermentación de la cerveza y de la sidra por proporcionar sabores y olores desagradables. No obstante posee una alta resistencia a sobrevivir a concentraciones elevadas de etanol, lo que la convierte en una bacteria ideal en la generación de etanol para usos no comestibles (como puede ser biocombustibles). El biólogo Lindner en el año 1928 fue el primero en describir la bacteria Zymomonas mobilis (conocida en honor de su descubridor como Z. lindneri, Thermobacterium mobile o Pseudomonas lindneri).¹⁶ Una de las características de esta bacteria es que emplea la vía Entner-Doudoroff para el metabolismo de la glucosa, en lugar de la más habitual vía de Embden-Meyerhoff-Parnas.

Cuando el medio es rico en azúcar (como puede ser el caso de las melazas o siropes), la transformación del mismo en alcohol hace que la presencia de una cierta concentración (generalmente expresada en grados brix) afecte a la supervivencia de levaduras no pudiendo realizar la fermentación en tal medio (las altas concentraciones de azúcar frenan los procesos osmóticos de las membranas de las células). Aunque hay distintos tipos de levaduras con diferentes tolerancias a las concentraciones de azúcares y de etanol, el límite suele estar en torno a los 14 ^o de alcohol para las levaduras del vino, por ejemplo. Los azúcares empleados en la fermentación suelen ser: dextrosa, maltosa, sacarosa y lactosa (azúcar de la leche).¹³ Los microorganismos ‘atacan’ específicamente a cada una de los hidratos de carbono, siendo la maltosa la más afectada por las levaduras. Otros factores como el número de levaduras (contadas en el laboratorio, o la industria, a veces mediante cámaras de Neubauer).

Algunos enzimas participan en la fermentación, como puede ser la diastasa o la invertasa.¹³ Aunque la única responsable de convertir los hidratos de carbono en etanol y dióxido de carbono es la zimasa. La zimasa es la responsable final de dirigir la reacción bioquímica que convierte la glucosa en etanol.¹⁷ La idea de que una sustancia albuminoide específica desarrollada en la célula de la levadura llega a producir la fermentación fue ya expuesta en el año 1858 por Moritz Traube como la teoría enzimática o fermentativa y, más tarde, ha sido defendida por Felix Hoppe-Seyler hasta llegar al descubrimiento de Eduard Buchner que llegó a hacer la fermentación sin la intervención de células y hongos de levadura.¹⁸

Bioquímica de la reacción

La glucólisis es la primera etapa de la fermentación, lo mismo que en la respiración celular, y al igual que ésta necesita de enzimas para su completo funcionamiento. A pesar de la complejidad de los procesos bioquímicos una forma esquemática de la reacción química de la fermentación alcohólica puede describirse como una glicólisis (en la denominada vía Embden-Meyerhof-Parnes) de tal forma que puede verse como participa inicialmente una molécula de hexosa:¹⁹

C₆H₁₂O₆ + 2 P_i + 2 ADP → 2 CH₃-CH₂OH + 2 CO₂ + 2 ATP + 25.5 kcal

Se puede ver que la fermentación alcohólica es desde el punto de vista energético una reacción exotérmica, se libera una cierta cantidad de energía. La fermentación alcohólica produce gran cantidad de CO₂, que es la que provoca que el cava (al igual que el Champagne y algunos vinos) tengan burbujas. Este CO₂ (denominado en la edad media como gas vinorum) pesa más que el aire, y puede llegar a crear bolsas que desplazan el oxígeno de los recipientes donde se produce la fermentación. Por ello es necesario ventilar bien los espacios dedicados a tal fin. En las bodegas de vino, por ejemplo, se suele ir con una vela encendida y colocada a la altura de la cintura, para que en el caso de que la vela se apague, se pueda salir inmediatamente de la bodega. La liberación del dióxido de carbono es a veces «tumultuosa» y da la sensación de hervir, de ahí proviene el nombre de fermentación, palabra que en castellano tiene por etimología del latín fervere.

Un cálculo realizado sobre la reacción química muestra que el etanol resultante es casi un 51% del peso, los rendimientos obtenidos en la industria alcanzan el 7%.²⁰ Se puede ver igualmente que la presencia de fósforo (en forma de fosfatos), es importante para la evolución del proceso de fermentación.⁶ La fermentación alcohólica se produce por regla general antes que la fermentación maloláctica, aunque existen procesos de fermentación específicos en los que ambas fermentaciones tienen lugar al mismo tiempo. La presencia de azúcares asimilables superiores a una concentración sobre los 0,16 g/L produce invariablemente la formación de alcohol etílico en proceso de crecimiento de levadura (Saccharomyces cerevisiae) incluso en presencia de exceso de oxígeno (aeróbico), este es el denominado efecto Crabtree,²¹ este efecto es tenido en cuenta a la hora de estudiar y tratar de modificar la producción de etanol durante la fermentación.²²

Si bien el proceso completo (vía Embden-Meyerhof-Parnes) descrito simplificado anteriormente explica los productos resultantes de la fermentación etílica de una hexosa, cabe destacar que el proceso se puede detallar en una glicólisis previa gobernada por un conjunto de enzimas en la que se obtiene 2 piruvato tal y como se describe a continuación:²³

C₆H₁₂O₆ → 2 CH₃COCOO⁻ + 2 H₂O + 2H⁺

La reacción química se describe como la reducción de dos moléculas de Nicotinamida adenina dinucleótido (NAD⁺) de NADH (forma reducida del NAD⁺) con un balance final de dos moléculas de ADP que finalmente por la reacción general mostrada anteriormente se convierten en ATP (adenosín trifosfato). Otros compuestos trazados en menores proporciones que se encuentran presentes tras la fermentación son: el ácido succínico, el glicerol, el ácido fumárico.

En más detalle durante la fermentación etílica en el interior de las levaduras, la vía de la glucólisis es idéntica a la producida en el eritrocito (con la excepción del piruvato que se convierte finalmente en etanol). En primer lugar el piruvato se descarboxila mediante la acción de la piruvato descarboxilasa para dar como producto final acetaldehído liberando por ello dióxido de carbono (CO₂) a partir de iones del hidrógeno (H⁺) y electrones del NADH.²⁴ Tras esta operación el NADH sintetizado en la reacción bioquímica catalizada por el GADHP se vuelve a oxidar por el alcohol deshidrogenasa, regenerando NAD⁺ para la continuación de la glucólisis y sintetizando al mismo tiempo etanol. Se debe considerar que el etanol va aumentando de concentración durante el proceso de fermentación y debido a que es un compuesto tóxico, cuando su concentración alcanza aproximadamente un 12% de volumen las levaduras tienden a morir. Esta es una de las razones fundamentales por las que las bebidas alcohólicas (no destiladas) no alcanzan valores superiores a los 20% de concentración de etanol.

Balance energético

La fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico exotérmico (libera energía) y moléculas de ATP necesarias para el funcionamiento metabólico de las levaduras (seres unicelulares). Debido a las condiciones de ausencia de oxígeno durante el bioproceso, la respiración celular de la cadena del ADP en ATP queda completamente bloqueada, siendo la única fuente de energía para las levaduras la glicólisis de la glucosa con la formación de moléculas de ATP mediante la fosforilación a nivel de sustrato. El balance a nivel molecular del proceso se puede decir que genera 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa. Si se compara este balance con el de la respiración celular se verá que se generan 38 moléculas de ATP.²⁵ A pesar de ello parece ser suficiente energía para los organismos anaeróbicos. La energía libre de Gibbs (entalpía libre) de la reacción de fermentación etílica muestra un valor de ΔG de -234.6 kJ mol^-1 (en un entorno de acidez neutra pH igual a 7) este valor negativo de la energía libre de Gibbs indica que: desde el punto de vista termodinámico la fermentación etílica es un proceso químico espontáneo²⁶

Limitaciones del Proceso

La determinación de los factores que limitan la glucólisis fermentativa del etanol son complejos debido a la interrelación existente y a la naturaleza de los parámetros intervinientes durante el proceso de fermentación. Algunos de ellos se deben tener en cuenta en la fermentación alcohólica industrial. En las limitaciones que surgen durante el proceso se pueden enumerar algunos de los más importantes como son:

• Concentración de etanol resultante – Una de las principales limitaciones del proceso, es la resistencia de las levaduras a las concentraciones de etanol (alcohol) que se llegan a producir durante la fermentación, algunos microorganismos como el saccharomyces cerevisiae pueden llegar a soportar hasta el 20% de concentración en volumen.²⁰ En ingeniería bioquímica estos crecimientos se definen y se modelizan con las ecuaciones de crecimiento celular dadas por las ecuaciones de Tessier, Moser y de la ecuación de Monod.²⁷
• Acidez del substrato – El pH es un factor limitante en el proceso de la fermentación ya que las levaduras se encuentran afectadas claramente por el ambiente, bien sea alcalino o ácido. Por regla general el funcionamiento de las levaduras está en un rango que va aproximadamente desde 3.5 a 5.5 pH. Los procesos industriales procuran mantener los niveles óptimos de acidez durante la fermentación usualmente mediante el empleo de disoluciones tampón. Los ácidos de algunas frutas (ácido tartárico, málico) limitan a veces este proceso.
• Concentración de azúcares – La concentración excesiva de hidratos de carbono en forma de monosacáridos y disacáridos puede frenar la actividad bacteriana. De la misma forma la baja concentración puede frenar el proceso. Las concentraciones límite dependen del tipo de azúcar así como de la levadura responsable de la fermentación.²⁰ Las concentraciones de azúcares afectan a los procesos de osmosis dentro de la membrana celular.
• Contacto con el aire – Una intervención de oxígeno (por mínima que sea) en el proceso lo detiene por completo (es el denominado Efecto Pasteur).²⁸ Esta es la razón por la que los recipientes fermentadores se cierren herméticamente.
• La temperatura – El proceso de fermentación es exotérmico, y las levaduras tienen un régimen de funcionamiento en unos rangos de temperatura óptimos, se debe entender además que las levaduras son seres mesófilos. Si se expone cualquier levadura a una temperatura cercana o superior a 55 °C por un tiempo de 5 minutos se produce su muerte. La mayoría cumple su misión a temperaturas de 30 °C.
• Ritmo de crecimiento de las cepas – Durante la fermentación las cepas crecen en número debido a las condiciones favorables que se presentan en el medio, esto hace que se incremente la concentración de levaduras.

Tipos de fermentación alcohólica

Fermentación industrial

La fermentación etílica ha sufrido algunas transformaciones con el objeto de aumentar la eficiencia química del proceso.²⁹ Una de las mejoras más estudiadas en la industria es la posibilidad de realizar la fermentación alcohólica continua con el objeto de obtener mayores cantidades de etanol. Hoy en día el procesamiento industrial de algunas bebidas alcohólicas como puede ser el vino o la cerveza se realizan en ambientes controlados capaces de ofrecer a un ritmo apropiado de estos productos de consumo al mercado. Esta vía ofrece una amplia materia de investigación en temas de eficiencia de bioreactores, empleando para ello teoría de sistemas de control (el problema desde el punto de vista de ingeniería de sistemas es altamente no lineal y oscilatorio).³⁰ Otra vía de investigación acerca de la mejora de los procesos industriales es la mejora de las cepas de levaduras (como puede ser la Zymomonas Mobilis que ofrece ventajas en los procesos continuos de fermentación), permitiendo la convivencia de una mayor densidad de las mismas durante la producción.¹² Los métodos de fermentación continua se empezaron a patentar en la década de los 1950s y desde entonces han hecho que la industria de las bebidas alcohólicas haya experimentado un crecimiento apreciable. Una de las características de la fermentación etílica industrial es la selección adecuada de las levaduras a inocular en el proceso de fermentación con el objeto de aumentar el rendimiento de la producción.

La fermentación industrial típica es esencialmente un proceso que se produce en un recipiente llamado fermentador o en general, biorreactor, mediante el cual determinados sustratos que componen el medio de cultivo (levaduras) son transformadas mediante la reacción microbiana en metabolitos y biomasa. Estos contenedores son herméticos y permiten retirar mediante canalizaciones apropiadas el dióxido de carbono resultante. Durante el proceso los microorganismos van aumentando de concentración en el transcurso de la reacción al mismo tiempo que el medio va modificando sus propiedades químicas y se forman productos nuevos como consecuencia de las reacciones anabólicas.

Fermentaciones naturales

La fermentación alcohólica con la emisión de ciertas cantidades de etanol se produce de forma espontánea en la naturaleza siempre que se encuentre un azúcar y una atmósfera pobre de oxígeno,²⁶ es por esta razón que ocurre espontáneamente en el interior de algunas frutas que se puede decir sufren un proceso de maduración anaeróbica, tal y como puede ser el melón curado que muestra olor a alcohol, o los mismos cocos.^{31 32} Un aspecto de la fermentación alcohólica natural o espontánea se puede dar en ciertas frutas como el de la vid, en una fase inicial en la que las uvas se incluyen en las cubas madre de acero inoxidable y se produce la denominada fermentación tumultuosa encargada de hacer aparecer las primeras trazas de etanol.

Una de las fermentaciones naturales más habituales en las frutas y que se emplea en los procesos de vinificación de algunos vinos es la denominada Maceración carbónica.³³ Este tipo de fermentación causa a veces intoxicaciones etílicas a los insectos que se alimentan de las frutas maduras (véase: abejas y elementos tóxicos).

Fermentaciones específicas

Las fermentaciones específicas son manipuladas por el hombre con el objeto de obtener el etanol en ciertas bebidas. Para ello se emplean principalmente los azúcares de las frutas, los cereales y de la leche. La producción de estas bebidas es en la mayoría de los casos local debido a la disponibilidad de los substratos, por ejemplo en los países mediterráneos la uva es frecuente y por lo tanto la fermentación del vino también, el mismo patrón puede hacerse con otros materiales como el arroz en Asia o el maíz en Latinoamérica. De esta forma la tradición de los procesos de fermentado se han asociado a las diversas etnias o grupos sociales.

Fermentación del vino

La fermentación del vino es de las más conocidas y estudiadas por afectar a una industria muy extendida y con gran solera (véase: Historia del vino). En el caso del vino las levaduras responsables de la vinificación son unos hongos microscópicos que se encuentran de forma natural en los hollejos de las uvas (generalmente en una capa en forma de polvo blanco fino que recubre la piel de las uvas (vitis vinifera l.) y que se denomina «pruina»). Los vinos deben tener una cantidad de alcohol debido a la fermentación de al menos un 9% en volumen. Con la excepción de los vinos verdes como puede ser el chacolí que pueden tener una graduación inferior.³⁴ La fermentación alcohólica del vino es muy antigua y ya en la Biblia se hacen numerosas referencias al proceso. Las especies de levaduras empleadas en la elaboración del vino suelen ser por regla general las Saccharomyces cerevisiae aunque a veces también se emplean la S. bayanus y la S. oviformis, aunque en muchas variedades de vides la Kloeckera apiculata y la Metschnikowia pulcherrima son levaduras endógenas capaces de participar en las primeras fases de la fermentación.³⁵ Para frenar la aparición de bacterias indeseables y otros organismos limitantes de la fermentación se suele esterilizar el mosto a veces con dióxido de azufre (SO₂) antes del proceso.

La elaboración del vino pasa por una fermentación alcohólica de la fruta de la vid en unos recipientes (hoy en día elaborados en acero inoxidable) en lo que se denomina fermentación tumultuosa debido a gran ebullición que produce durante un periodo de 10 días aproximadamente (llegando hasta aproximadamente unas dos semanas). Tras esta fermentación ‘principal’ en la industria del vino se suele hacer referencia a una fermentación secundaria que se produce en otros contenedores empleados en el trasiego del vino joven (tal y como puede ser en las botellas de vino). Los vinos blancos fermentan a temperaturas relativamente bajas de 10º-15 °C y los vinos tintos a temperaturas mayores de 20º-30 °C. A veces se interrumpe voluntariamente la fermentación etílica en el vino por diversas causas, una de las más habituales es que haya alcanzado la densidad alcohólica establecida por la ley. En otros casos por el contrario se activa de forma voluntaria el proceso de fermentado mediante la adición de materiales azucarados, este fenómeno recibe el nombre de chaptalización y está muy regulado en los países productores de vino.³⁶

Fermentación de la cerveza

La cerveza es una bebida alcohólica producida por la fermentación alcohólica mezcla de algunos cereales (en forma de malta) mezclados con agua. Los cereales empleados son por regla general: cebada, centeno, trigo, etc. El contenido de la cerveza ya se reglamentó en Europa en la famosa ley alemana de la Reinheitsgebot que data del año 1516. Las levaduras empleadas en el proceso de fermentación de la cerveza se dedican a trabajar contra la maltosa y por regla general suelen depender de las características del producto cervecero final que se desee obtener, por ejemplo se suele emplear la Saccharomyces cerevisiae para elaborar cervezas de tipo ale (de color pálido) y la saccharomyces carlsbergensis que sirve para la elaboración de la cerveza tipo lager (Generalmente de color rubio) y la Stout (Cerveza oscura de alto contenido alcohólico generalmente más dulce, un ejemplo: Guinness). El proceso de fermentación en la cerveza en las cubas de fermentación ronda entre los 5 y 9 días.

La industria cervecera ha seleccionado durante siglos las cepas de levaduras para que se adaptaran al proceso de elaboración de cerveza, logrando una gran variedad de las mismas. Durante el proceso se le añade lúpulo (Humulus lupulus) con el objeto de saborizar, aromatizar y controlar las reacciones enzimáticas durante el proceso de elaboración de la cerveza.³⁷ El proceso de fermentación de la cerveza se produce en un medio ácido que suele oscilar entre los pH 3,5 y 5,6. Por regla general la fermentación de la cerveza se regula mediante la regulación de la temperatura de la fermentación del mosto de malta.

Existen en la elaboración de la cerveza dos tipos fundamentales de fermentación etílica, dependiendo del lugar físico donde se realiza la fermentación en la cuba madre, la razón de esta fermentación se debe a la estructura química de la capa celular de la levadura y a la propiedad floculante de las levaduras de la cerveza:

• Baja fermentación – Estas cervezas son fermentadas con levaduras específicas (Saccharomyces uvarum bzw.y la Saccharomyces carlsbergensis) que se hunden en la parte inferior de la cuba (de ahí su nombre de fermentación baja). Las fermentaciones de este tipo se producen a temperaturas relativamente bajas 4–9 °C. Las cervezas de este tipo corresponden a las del tipo Pilsen, Bockbier, la Doppelbock (doble Bock), la Export, Lager, Zwickel, Zoigl
• Alta fermentación – Son cervezas elaboradas con levaduras del tipo saccharomyces cerevisiae, las fermentaciones de este tipo se producen a temperaturas relativamente altas 15–20 °C. Estas levaduras tienden a flotar y por eso se denominan «fermentación alta». Algunas cervezas típicas de esta categoría son las alemanas: Kölsch, la Weißbier, la Weizenbier o cerveza de trigo típica de Baviera, la Gose, la Berliner Weiße, las cervezas de tipo Ale, etc.

Fermentación del arroz

En los países asiáticos la abundancia natural del arroz debido a las características climáticas permite que se pueda emplear en la elaboración de fermentaciones alcohólicas en forma de bebida como es el sake (conocida en Japón como nihonshu (日本酒^? «alcohol japonés»), así como el vino de arroz. Los principales microorganismos empleados en la elaboración de estas bebidas alcohólicas a base de arroz son el Aspergillus oryzae, el Lactobacillus sakei, el Leuconostoc mesenteroides var. sake y la Saccharomyces sake. La fermentación se toma un periodo que va desde los 30 a los 40 días. El sake tiene tres fases de elaboración: la koji, la motto y la moromi que se realiza en la denominada fermentación de estado sólido.

En el sake, aparte de una concentración de entre 15 y 20% de etanol producto de la fermentación, los principales componentes responsables de su sabor característico son: ácido succínico (500 a 700 mg/L), ácido málico (200 a 400 mg/L), ácido cítrico (100 a 500 mg/L), ácido acético (50 a 200 mg/L), isoamil alcohol (70 a 250 mg/L), n-propanol (120 mg/L), 2-fenil etanol (75 mg/L), isobutanol (65 mg/L), etilacetato (50 a 120 mg/L), etilcaproato (10 mg/L) e isoamil acetato (10 mg/L). Estos metabolitos también pueden encontrarse en cervezas y la mayoría de vinos ya que provienen de la fermentación alcohólica. También hay que añadir a estos componentes el eti-lleucinato, que es el que contribuye en mayor medida al aroma del saké. No obstante, la concentración de todos estos compuestos en el Saké es significantemente mayor. No hay que olvidar la presencia de ácido láctico (0,3 a 0,5 mg/L) que es casi enteramente fruto de la actividad de las bacterias fermentadoras acidolácticas presentes durante la etapa del moto (etapa inicial en la cuba de fermentación). También se detecta, aunque en concentraciones menores, una variedad de aminoácidos. La presencia de estos tiende a ser la mínima posible, ya que le dan al Saké un sabor desagradable.

Se han llevado a cabo gran cantidad de mejoras genéticas de las cepas de Saccharomyces sake con tal de incrementar la presencia de algunos de estos metabolitos (como es el caso del fenil etanol, el isoamil alcohol o el etilcaproato), al igual que reducir la de otros (aminoácidos, etilcarbamato, urea). También se han dado el caso de cepas diseñadas para mejorar la productividad, ya sea disminuyendo la formación de espuma, el incremento de tolerancia al etanol o la no proliferación de cepas productoras de toxinas. Los productos fermentados de arroz no son exclusivos de Japón, se puede encontrar en diversas culturas del mundo como puede ser: el binburán (Filipinas), el pachwai (en la India se denomina como ‘cerveza de arroz’), el arrack (el denominado عرق, ‛araq es muy popular en Oriente Medio frecuentemente destilado), el rakshi (bebida elaborada con arroz y mijo en el Nepal), etc. siendo algunas de estas bebidas destiladas.

Fermentación alcohólica de la leche

La leche por regla general sufre una fermentación láctica (la mayoría de los productos lácteos) que produce algunas bebidas alcohólicas. El proceso es alimentado por la lactosa (azúcar natural de la leche) y por la enzima lactasa que segregan algunas levaduras específicas (véase cultivos lácticos). La fermentación láctica y etílica es muy sensible a la temperatura y suele denominarse fermentación heteroláctica.¹³ Entre las bebidas lácteas que han sufrido una fermentación etílica se encuentra una bebida denominada koumiss (muy popular en países de Asia Central como en Kazajistán) que se elabora mediante la adición de sacarosa (azúcar de caña) a la leche pasteurizada y suele proporcionar bebidas de bajo contenido alcohólico, oscila entre un 1% y un 3%, el microorganismo responsable de este proceso es Lactobacillus bulgaricus. Se denomina a veces como: «vino de leche» y posee un aspecto grisáceo. En estas bebidas lácteas la fermentación láctica se produce al mismo tiempo que la alcohólica, cooperando ambas en un complejo proceso interrelacionado. Otra de las bebidas es el kéfir, muy popular en los países del Cáucaso y Asia Central,³⁸ que contiene una cierta cantidad de etanol, que puede oscilar entre un 0.040% y un 0.300%,³⁹ su bajo contenido se debe a las relativamente altos niveles de pH que paran el proceso fermentativo alcohólico.⁴⁰

Otras fermentaciones alcohólicas

Algunos alimentos fermentados poseen ciertas cantidades de etanol debido a pequeñas reacciones de fermentación etílica que se realizan durante la fermentación del alimento, las diferentes culturas del mundo emplean de una forma u otra esta fermentación como identificación cultural, debido quizás a que se suele emplear alguna fruta o verdura propia de la región. Uno de los ejemplos es el nattō de la culinaria japonesa.⁴¹ Una de las bebidas más populares en los pueblos de Europa del Norte es la hidromiel elaborada con agua y miel fermentadas cuya solera se remonta a la época de los vikingos, de la misma forma se elabora el tej etiope.

Las fermentaciones realizadas con azúcar de caña en los vinos azucarados como puede ser el basi filipino, el japonés shoto sake. Los vinos de palma elaborados con la hoja de la palmera, algunos como puede ser el ogogoro de Nigeria, el tuba de Filipinas, el kalu de la India. El pulque de México elaborado con la fermentación alcohólica del zumo de la agave tequilana (en la que participa la levadura Zymomonas mobilis), algunas bebidas similares son el colonche (o el nochoctli) elaborados de la fermentación de cactus. En México son conocidas también el tesgüino elaborado con la fermentación del maíz, el tibicos, la tuba.⁴² Una bebida que se hace a partir de la panela es una variante del guarapo que es una bebida alcohólica producto de la fermentación alcohólica del agua de panela, muy popular en Colombia. El kenyan urwaga que es una bebida efervescente elaborado de bananas típico en Ruanda, similar es el mwenge de Uganda elaborado similarmente con sorgo y bananas. Las fermentaciones de maíz que elaboran la Chicha, a veces denominada tepache, en Colombia. De la misma forma ocurre con la fermentación de la manzana en la sidra (muy popular en países como España, Francia, Gran Bretaña) y en el apfelwein(Aleman), bebida muy popular en Alemania y los países del norte y centro de Europa, así como en algunas zonas del Cantábrico.

Fermentación alcohólica casera

Una de las actividades lucrativas de algunas personas es la fermentación etílica casera, se trata de un proceso químico de baja eficiencia y del que se obtiene etanol en cantidades relativamente altas.³¹ El equipo básico para realizar la fermentación de forma casera puede consistir en las siguientes piezas:

• Fermentador o Cuba madre – Suele ser un recipiente de gran volumen de 30 L (es preferible que tenga escala graduada en sus paredes). Este recipiente (generalmente de polietileno) se puede llenar de agua con sacarosa o cualquier zumo de fruta (pudiendo poner incluso fruta madura en su interior). El recipiente debe ser amplio en su boca superior para que el dióxido de carbono pueda liberarse y facilitar su limpieza posterior. Se denomina a veces a este recipiente como simplemente ‘fermentador’ y es el espacio en el que se realiza la fermentación. Debe ser de un tamaño tal que permita ser removido de vez en cuando.
• Tapón de fermentación – El recipiente, o fermentador, debe tener un calibre de ‘boca’ sufiente para que pueda enroscarse un tapón de fermentación con un agujero sobre el que se pueda introducir un airlock. Este tapón debe garantizar la estanqueidad del proceso, permitiendo tan sólo acceso a través del airlock.
• Cubierta de goma para el tapón – Se debe hacer notar que el tapón debe ser cubierto con una funda de goma para que garantice la estanqueidad del fermentador durante el proceso. Este accesorio no es realmente necesario y su función es la de garantizar la estanqueidad que debe proporcionar el tapón.
• Airlock – La misión de este dispositivo es la de permitir la salida del dióxido de carbono generado mientras que al mismo tiempo se evita la entrada de aire en el ‘fermentador’ y evitar así la contaminación del proceso (que oxidaría el alcohol etílico en ácido acético). El bloqueo de este aparato se hace mediante el empleo de agua introducida en unas ampolletas comunicadas, estas ampolletas permiten la salida del CO₂ pero no la entrada del aire (O₂). Este dispositivo puede encontarse elaborado en vidrio o en plástico.

Se suele comercializar para poder hacer la mezcla inicial diferentes productos con levaduras deshidratadas en su interior, la elección del producto dependerá fundamentalmente del tipo de azúcar empleado. Las levaduras deshidratadas deben pasar un periodo de hidratación de unas horas antes de ser añadido al substrato.⁴³ Se debe considerar que la fermentación debe empezar aproximadamente a las 10 horas de componer el sistema y suele durar entre dos y cuatro días. A veces se incluyen además esencias diversas que se añaden en la elaboración final de estas bebidas caseras con el objeto de aromatizar o proporcionar diferentes sabores. En el kit de desarrollo debe incluirse un termómetro y un densímetro.

Este proceso es normalmente asociado el proceso de destilación casera para aumentar la pureza del alcohol resultante, permitiendo de esta manera producir aguardientes y otras bebidas de alto contenido alcohólico.

Usos de la fermentación

El empleo principal de los procesos de fermentación por parte del ser humano ha ido dirigido, desde muy antiguo, a la producción de etanol destinado a la elaboración de bebidas alcohólicas diversas. Esta situación cambió en el siglo XX ya que desde la crisis del petróleo de los ’70 los estudios e investigaciones acerca de posibles combustibles alternativos ha sido de gran interés para los gobiernos de todo mundo. Dentro de los estudios de biotecnología se ha intentado emplear el etanol resultante de la fermentación alcohólica de los desechos agrícolas (biomasa⁴⁴ ) en la obtención de biocombustibles (bioetanol) empleados en los motores de vehículos.² Se ha intentado centrar los estudios en los reactores de fermentación continua con la esperanza de poder obtener no sólo grandes cantidades de etanol, sino que se aumente la eficiencia de los mismos.⁴⁵ La investigación acerca de los substratos más adecuados, así como el empleo de levaduras de alto rendimiento es objeto de constante estudio. El etanol fue uno de las fuentes energéticas de combustible que más demanda mundial genera a comienzos del siglo XXI (con la excepción del petróleo), en el año 2004 los Estados Unidos produjeron más de 12.5 × 10⁹ litros de etanol lo que supone un 17% de incremento sobre el año 2003.¹⁶ No obstante la generación de CO₂ durante el proceso pone en alarma acerca de su uso, debido a las consecuencias que puede traer para el cambio climático.

Los usos del etanol en la industria son amplios y van desde la elaboración de productos cosméticos, productos de limpieza, etc. Se ha investigado la posibilidad de emplear la fermentación etílica en el tratamiento de los vertederos de basura logrando de esta forma biocombustible, los estudios no han arrojado aplicaciones concluyentes. No obstante el empleo de la fermentación alcohólica tiene un éxito potencial en el tratamiento de los residuos de la industria alimenticia.^{46 47} Un proceso industrial muy investigado a comienzos del siglo XXI es la fermentación en estado sólido empleada en la biomedicación y en la biodegradación de productos de desecho, la transformación biológica de residuos agroindustriales, en la producción de compuestos bioactivos, de enzimas, de ácidos orgánicos, biopesticidas, biocombustibles y compuestos aromáticos, entre otros.

Efectos de la fermentación etílica

Los efectos de la fermentación etílica se derivan de los productos resultantes del proceso que son liberados de una forma u otra al medio ambiente: el etanol y el dióxido de carbono. Los efectos de la fermentación dependerán de como se trate cada uno de estos subproductos. Uno de los efectos más sorprendentes se encuentra en la contaminación etílica existente en algunos insectos que se alimentan de frutas y del néctar de las flores, un ejemplo claro son las abejas (véase abejas y elementos tóxicos).⁴⁸ De la misma forma puede intoxicar a los pájaros que se alimentan de algunas bayas maduras ya parcialmente fermentadas. La fermentación alcohólica en pequeña escala se produce de la misma forma en las raíces de algunas plantas que son regadas de manera muy frecuente, la falta de aireación del terreno hace que las condiciones anaeróbicas que necesitan las levaduras actúen pudiendo envenenar el suelo mediante un aumento de la concentración de etanol lo que se traduce en una disminución de la capacidad de producción de las mismas.⁴⁹

Otro aspecto importante es el efecto que produce en el cuerpo humano el consumo reiterado en los humanos de bebidas alcohólicas procedentes de la fermentación etílica (véase efectos del alcohol en el cuerpo) ya que el etanol es una potente droga psicoactiva con un nivel de efectos secundarios además de la adicción que genera su consumo habitual. Los lugares donde se realiza la fermentación de algunas bebidas alcohólicas (generalmente sótanos) suelen ser peligrosos ya que el dióxido de carbono ‘desplaza’ al oxígeno pudiendo causar asfixia a las personas que se encuentren en estos lugares.

Vino cuya fermentación alcohólica aún no ha concluido y que no ha sido aún separado de sus lías.

La fermentación maloláctica (a veces en la literatura aparece abreviadamente como: edufermentación ML o incluso como conversión maloláctica) es el proceso por el cual el ácido málico (presente en la pulpa de muchas frutas) se transforma químicamente en ácido láctico; por medio de bacterias de origen láctico existentes de forma natural en el entorno, o en el interior de la fruta misma.

En el caso del proceso de vinificación la fermentación maloláctica es objeto de interés.¹ El principal efecto de la fermentación maloláctica en la elaboración de vinos es la reducción de la acidez (por regla general, con un pH menor que 3.5). En los vinos con mucha acidez, la fermentación maloláctica es deseable. Este proceso, si se controla, puede aumentar la calidad del vino (hoy en día es objeto de controversia¹ ), en especial en los vinos tintos, proporcionándole un sabor característico que «llena la boca». La conversión maloláctica se produce en otras bebidas fermentadas basadas en la fruta (siempre que posea cantidades razonables de a. málico) tales como la sidra (manzanas).

El proceso de fermentación maloláctica no fue estudiado hasta después de Pasteur²

Proceso

La fermentación maloláctica se lleva a cabo en las frutas con gran presencia de ácido málico (Malum – manzana en latín). El sabor ácido de algunas frutas tiene su origen en la presencia de ácido málico (como por ejemplo las manzanas verdes, o la uva). La misión del ácido en estas frutas es la de proteger o defenderse del consumo de los depredadores de fruta. La fermentación maloláctica la realizan bacterias (al contrario de la fermentación alcohólica que la realizan levaduras). Las bacterias que lanzan este proceso maloláctico pertenecen al género Leuconostoc, siendo las más populares en ciertos procesos (como la vinicultura): Oenococcus oeni. La fermentación se produce gracias a las necesidades metabólicas de las bacterias que empelan el ácido málico en la generación de ATP. En el proceso requieren de nutrientes específicos, tales como la vitamina B, las purinas, piridinas, así como diversos aminoácidos.

Una de las características más notables de estas bacterias lactobacillales es la incapacidad de sintetizar moléculas del grupo hemo y es por esta razón por la que se inhiben en presencia de oxígeno. Por el contrario las bacterias lácticas son de las pocas dentro de su género capaces de crecer en entornos ácidos por debajo de un pH 5. Se alimentan del ácido málico (ácido dicarboxílico) y generan ácido lactico (un ácido monocarboxílico), el proceso es controlado por la enzima maloláctica. La reacción química maloláctica simplificada es:

HOOC-CH₂-CHOH-COOH → CH₃-CHOH-COOH + CO₂

El efecto final de la fermentación es elevar el pH del entorno, haciendo que sea más alcalino: el ácido láctico es más débil que el málico. La reacción enzimática es compleja y necesita de otros compuestos que el ácido. La reacción libera al ambiente cantidades de CO₂ en forma de gas.³

Fermentación maloláctica en el vino

La mayoría de los vinos tintos elaborados en el mundo han pasado por esta fermentación, bien sea de forma natural o artificial.³ La fermentación ML del vino es deseable en los vinos procedentes de regiones frías (son más ácidos), mientras que se evita en los vinos de regiones más cálidas (mayor pH).¹ Se ha pensado beneficioso para los vinos tintos, pero de igual forma en la actualidad se empieza a pensar lo mismo para los vinos blancos. Los vinos ácidos poseen un carácter y potencia necesaria para soportar largos periodos de guarda y añejamiento en la barrica, con el fin de dar características especiales de notas lácteas (leche, queso, yogur, crema, mantequilla) así como de transformar la textura de cuerpo y densidad en el paladar. El ácido láctico está presente en estos ingredientes lácteos y forma parte esencial de los sabores ácidos de estos alimentos.

A veces se inoculan las bacterias malolácticas en el vino de forma artificial con el objeto de provocar la fermentación.⁴ Un ejemplo de uso extensivo de este tipo de fermentación se encuentra en los vinos de Chardonnay procedentes de California. En algunos casos se procura evitar la fermentación en la botella (tal y como ocurre en los vinhos verdes de Portugal). Los vinos que han sufrido maceración carbónica pueden ver aumentado su sabor mediante la fermentación ML.

La fermentación maloláctica del Champagne es importante debido a la acidez de las uvas empledas.

Cata de vinos

Se tiene el consenso en las catas que la fermentación malo-láctica reduce la acidez en los vinos (acidez titulable). Reduce las notas vegetales y refuerza el sabor afrutado (en especial de los vinos blancos).⁵ Según algunos autores, los vinos a los que se le ha favorecido la fermentacón maloláctica poseen una mayor estabilidad bacteriana (influenciado por la subida del pH), así como una complejidad de sabores.² También se han reportado cambios en el color, así como formación de aminas.³

Fermentación maloláctica en la sidra

El manzano (Malus domestica Borkh ) produce fruta con fuerte concentración de ácido málico. Es por esta razón por la que la elaboración de bebidas fermentadas como puede ser la sidra presenten también este proceso fermentativo. Al contrario de lo que ocurre en la vinificación, el sidrero no controla el desarrollo de la fermentación maloláctica y ésta ocurre espontáneamente en los mostos junto con la fermentación alcohólica. En el caso de la sidra es fundamental este proceso maloláctico para establecer los sabores y al igual que en el vino, reduce la acidez final. Durante el proceso de sidrificación preocupa a los elaboradores que el resultado de la fermentación ML acabe provocando ácido acético debido a la degradación de los azúcares, presentes en el medio, por parte de las bacterias malolácticas. (acetificación de la sidra).

Gas utilizado para las operaciones de hiperoxigenación del mosto o de oxigenación del vino. Se utiliza puro o mezclado con nitrógeno (aire reconstituido) durante el transcurso de la fermentación alcohólica (remontados).

Es un gas incoloro, inodoro e insípido. No inflamable, mantiene la combustión.
El peso de un litro de oxígeno en las condiciones normales bajo la presión de 760 mm de mercurio y a 20°C es de 1,429 g.

Un volumen de agua disuelve 0,0325 volúmenes de oxígeno (44 mg/l).
Esta solubilidad es de 0,049 ml a 0°C (70 mg/l) y un volumen de alcohol disuelve 0,1428 volúmenes de oxígeno.
Es entonces posible disolver 44 ml de oxígeno a 20 °C en un litro de vino cuyo grado alcohólico es de 12 % vol.
En asociación con el nitrógeno (aire) la solubilidad máxima del oxígeno es de 10,27 ml/l en el agua a 20°C es decir alrededor de 13,9 ml en un litro de vino cuyo grado alcohólico es de 12 % vol.
En solución, el oxígeno puede ser determinado por polarografía.

La pureza global del oxígeno empleado en enología debe ser superior o igual al 99 % de oxígeno en volumen.

Antes de medir conviene dejar escapar el gas durante algunos instantes para purgar las canalizaciones.

ACIDEZ VOLÁTIL: Se halla presente, en mayor o menor grado, en todos los vinos. Una parte del ácido acético es producido por las levaduras durante la fermentación alcohólica. Ahora bien, si su valor es excesivo, se torna indeseable y a menudo indica el primer paso del deterioro acético.

La mistela es un licor elaborado con la mezcla de mosto de uva y alcohol. Generalmente de sabor dulce, se toma como acompañamiento de los postres.

Etimología

El diccionario de la Real Academia Española (DRAE), en sus ediciones antiguas, hacía derivar mistela (de la que también se recoge la variante en desuso mixtela) del latín mixtus ‘mezclado’. Sin embargo, a partir de la 22ª edición (2001) señala que quizá provenga del italiano mistella. Sin embargo, en esa lengua parece ser un extranjerismo o dialectalismo, ya que no aparece en los diccionarios de referencia como el de Zingarelli.

El Petit Larousse Compact de 2003 considera al francés mistelle un préstamo del español, derivado a su vez de misto ‘mezclado’. La palabra francesa pasó al inglés, donde el diccionario Merriam-Webster cita la palabra española como derivada de misto, mixto ‘mezclado’,⁴ a su vez del latín mixtus, participio de miscēre ‘mezclar’.

Definiciones

Las sucesivas ediciones del Diccionario de la Real Academia Española proporcionan, desde hace tiempo, dos acepciones de la palabra mistela : 1º “Bebida que se hace con aguardiente, agua, azúcar y otros ingredientes, como canela, hierbas aromáticas, etc.” 2º “Líquido resultante de la adición de alcohol al mosto de uva en cantidad suficiente para que no se produzca la fermentación, y sin adición de ninguna otra sustancia”.

La primera acepción —aguardiente, agua azúcar y otros ingredientes— no puede considerarse una bebida identificable, que sugiera algo conocido en la mente de alguien. Hay muchas bebidas con esos ingredientes. El propio diccionario de la Real Academia define de un modo parecido el hipocrás y el rosolí. No es de extrañar que los diccionarios de español-italiano, español-inglés y español-alemán lo mismo que la Enciclopedia Espasa no tengan en cuenta ni se hagan eco de esa primera acepción. Acogen, en cambio, la segunda: “Líquido resultante de la adición de alcohol al mosto de uva en cantidad suficiente para que no se produzca la fermentación, y sin adición de ninguna otra sustancia”. En el mismo sentido definen la mistela Alexis Lichine, Carlos Delgado, Ezio Falconi, etc.

La fermentación del mosto de uva, en condiciones ambientales normales, se detiene espontáneamente cuando la graduación alcohólica alcanza los quince grados. Un modo de detener la fermentación es añadir alcohol o aguardiente al mosto en fermentación, antes de que alcance esos quince grados. Se consigue así que el producto resultante conserve sabor a mosto. Y ese es el modo más generalizado de elaborar una mistela. Ese producto es llamado en castellano “mosto apagado” y en francés “vin muté”. En el Sur de Francia llaman “carthagène” a la bebida consistente en añadir alcohol a un mosto que no ha fermentado en absoluto.

Mistelas compuestas

Como sucede con todas las bebidas, cabe componer una mistela con diversas sustancias: yerbas, anís, corteza de naranja, clavo, etc. Si el predominio de esos sabores es muy acusado llega un momento en que la mistela llega hasta perder su identidad e incluso su nombre. Tal sucede con el “vermut”, que casi siempre tienen como base una mistela, especialmente en los vermuts franceses. Se suele tratar de bebidas dulces —amargas o no— que se consumen como aperitivo. Hay muchos aperitivos basados en mistelas. Son difíciles de definir porque los fabricantes varían sus fórmulas a lo largo del tiempo y sus recetas se consideran secretas. Generalmente consisten en una mezcla de vino con mistela a la que se añaden sabores de quina, sustancias amargas, aromatizantes, etc.

Una mistela muy conocida es la llamada “Pineau de Charentes”, usada generalmente como aperitivo. Michael Jackson la describe así: “Aperitivo dulzón suave pero agradable y con cuerpo, producido en la propia denominación de origen controlada de Cognac, mediante la mezcla de brandy excedente con zumo de uva fresca en proporción de dos a una”. El mosto con el que se hace la mistela puede apagarse bien con aguardiente de Cognac, bien con ron, bien con vodca, con ginebra o con lo que se desee. Generalmente no se eligen buenos aguardientes.

La mistela (también llamada ron en algunos ámbitos populares, cuando el mosto es apagado con ron) es típica de muchas zonas de España; entre ellas la Marina Alta, Turís, Utiel, Requena, Campo del Turia (Casinos, Liria,…) y Cheste (en la Comunidad Valenciana); la provincia de Granada, más concretamente los pueblos que rodean Sierra Nevada como los del Marquesado del Zenete y los de la comarca de la Alpujarra Granadina, así como las comarcas de Guadix, Baza y Huéscar; también la provincia de Almería, en la Alpujarra Almeriense y en municipios de la comarca del Almanzora y Sierra de los Filabres como Chercos; y el sudeste de la provincia de Albacete.

Vinos con sabor a mosto y mistelas

Obtener un vino con sabor a mosto puede hacerse apagando el mosto en fermentación. Pero también puede obtenerse vino con sabor a mosto por otros procedimientos. Cabe suprimir los nutrientes de la levadura, con lo que la fermentación alcohólica se detiene a la graduación deseada. Cabe, mediante una breve exposición del mosto a temperaturas bajo cero, matar todos los microorganismos. Etc.

En los países en los que la uva madura mucho, no todos los azúcares llegan a fermentar, porque la fermentación se detiene a los quince grados, antes de que lleguen a fermentar todos los azúcares. Se obtienen así vinos con sabor a mosto. Otro modo de obtener uvas muy ricas en azúcares es dejarlas secar al sol, lo que está al alcance de países muy fríos. Tienen muchos azúcares especialmente fructosa las uvas pasas o semi-pasas y las atacadas por botrytis cirinea, también llamada podredumbre noble. Se puede obtener así un vino con sabor a mosto —con características similares a la de un mosto apagado con alcohol—, sin necesidad de detener la fermentación mediante la adición de alcohol.

El concepto de mistela no parece que deba extenderse a ese tipo de vinos, que como es lógico son dulces. No hay mosto apagado, sino vino con el sabor dulce a fructosa propio del mosto. Esos productos son conocidos como vinos dulces naturales, “vins doux naturels”. Y se los continúa llamando así, aunque, tras la fermentación que no ha sido interrumpida mediante la adición de aguardiente, son posteriormente fortificados con aguardiente para alcanzar hasta unos dieciocho o veinte grados. Tal praxis es usual en Oporto, en Marsala y en Jerez. El aguardiente añadido en esos casos no detiene la fermentación.

Los vinos dulces naturales no suelen ser calificados de mistelas. La palabra mistela tiene connotaciones peyorativas. Se usa en la elaboración del vermut, tanto seco como dulce, y de otros vinos aromatizados. Pero, en general para las mistelas, vermuts y vinos aromatizados se utilizan vinos, que no pueden ser llamados malos pues sirven para hacer vermut, pero que no sirven para otra cosa.

Si se pregunta a bote pronto a un francés qué es una “mistelle” tiende a identificarlo con un vino dulce y oscuro, especialmente con el usual para decir misa, “le vin du curé”. En el caso del vino de misa, se desea que no contenga mucho alcohol. Por ello la fermentación del mosto se suele detener, pero lógicamente sin recurrir a la adición de alcohol. Las uvas muy maduras suelen contener muy poco fermento y sobre todo muy poco nutriente, con lo que la fermentación alcohólica se detiene espontáneamente cuando se alcanzan los cinco o seis grados. En cualquier caso, cabe mediante un filtrado —no mediante adición del alcohol— detener la fermentación en el momento deseado eliminando los nutrientes del fermento. El resultado es un vino bajo en graduación en el que hay gran abundancia de azúcares. Tal acontece también con la llamada “esencia de Tokay”.

Otro modo de obtener vino con sabor a mosto es añadirle arrope. Cabe también añadir alcohol, no propiamente al mosto, sino a los hollejos. Y, en fin, caben procedimientos mixtos. “Arrope” es palabra de origen árabe, “rubb”, con significado de zumo de fruta cocido hasta quedar espeso. El arrope más típico es el de mosto de uva, utilizado en la elaboración de ciertos vinos, como el de Málaga y algunos de Oporto.

El art. 7 de la ley española de 2 de diciembre de 1970 define: “Arrope: es el producto resultante de la concentración o deshidratación de los mostos empleando el fuego directo o el “baño de María”, con sensible caramelización de los azúcares”. El arrope es muy utilizado en los llamados “vinos de postre” dotados de alta concentración de fructosa. La palabra “arrope” no tiene traducción buena a otros idiomas. En francés hay que acudir a la descripción: “moût cuit”. En italiano se dice “sapa”, que suena a jabón, que también se obtiene por espesamiento de un líquido. También se dice “mosto cotto”. En portugués se dice “jeropiga”, de la misma etimología que jarabe.

Ingredientes

El número de ingredientes puede ir variando al gusto o según la zona, siendo su base un licor de alta graduación (aguardiente, generalmente) y el zumo de uva (mosto), mezclándose con distintos tipos de edulcorantes (azúcar blanquilla, azúcar moreno, miel) y aderezado con aromas naturales (clavo, canela en rama, granos de café, peladuras de limón y naranja, hierbas y especias varias). Esta puede ser una de las recetas detalladas, que podemos encontrar en Jérez del Marquesado, al pie de Sierra Nevada:

• Zumo de uva
• Aguardiente
• Azúcar
• Clavo
• Café molido
• Café en grano

Elaboración

Se exprime la uva en un molinillo, colándola de modo que obtengamos un zumo limpio amarillento. Se mezclan 2 tercios del zumo con uno del aguardiente, y se le añade azúcar, aproximadamente 200 gramos cada 10 litros. Añadimos también el café molido, unos 100 gramos cada 10 litros y removemos bien.

Por último añadimos un puñado de granos de café con unos 3 o 4 clavos de especia por cada 10 litros, todo esto bien removido lo metemos en un recipiente cerrado, y lo dejamos reposar durante 40 días, agitando dicho recipiente, a poder ser, todos los días.

Pasados esos 40 días llega el paso de trasegar el licor de mistela. Para ello esperaremos 3 días sin agitar y retiraremos el licor con un tubo para que los posos queden en el recipiente.

La mistela ya está lista para tomar, y puede ser embotellada.

OLORES DE LA SERIE ÉSTERES: Representado por los olores a los ésteres ácidos, de etilo o alcoholes superiores y por los ésteres de ácidos grasos, productos todos ellos que provienen de la fermentación alcohólica.

PRENSADO: En la vinificación en vinos blancos y rosados, consiste en el estrujado de las uvas para obtener el mosto. En la vinificación en tinto, después de la fermentación alcohólica, se estruja el orujo par.

El vino tinto es un tipo de vino procedente mayormente de mostos de uvas tintas, con la elaboración pertinente para conseguir la difusión de la materia colorante que contienen los hollejos de la uva. En función del tiempo de envejecimiento que se realice en la barrica y en la botella, pueden obtenerse vinos jóvenes, crianzas, reservas o grandes reservas.

Vendimia

Es importante realizar la vendimia en el momento adecuado de maduración de los frutos de la vid. Habitualmente en la recogida se desechan racimos verdes o dañados para que no afecten al sabor del vino resultante.

Los racimos de uva se retiran de la vid manualmente mediante el uso de corquetes o tijeras, o de forma mecanizada en el caso de viñas emparradas en espalderas. En el caso manual suelen depositarse en grandes cestos que, tras llenarse, se vuelcan en tractores, para trasladarlos a la bodega.

Para vinos selectos, la uva se recoge en pequeños cestos y se trasporta en estos hasta la bodega, para evitar que la uva se aplaste y comience su fermentación durante el transporte, para que todo el proceso pueda controlarse en la bodega.

Elaboración

Una vez en la bodega, existen dos métodos de elaboración: el de maceración carbónica, con uva entera y confinada (tradicional de los cosecheros, para su comercio temprano) y otro en el que se elimina el raspón del racimo y se rompe la uva antes de la fermentación por levaduras (utilizado por las empresas bodegueras, para destinarlos a crianza).

La uva no se lava para que las levaduras que se encuentran sobre el fruto ayuden en la fermentación. Sin embargo, es muy importante el cuidado de la higiene previo a su posterior proceso.

Vinos de año

Para la elaboración de vinos de año, también conocidos como jóvenes o cosecheros, se suele utilizar la maceración carbónica.

Maceración carbónica

Se realiza con los racimos enteros sin estrujar y a temperaturas relativamente elevadas. En las uvas enteras, ante la ausencia de oxígeno, se produce una fermentación intracelular mediante fenómenos metabólicos provocados por sus propias enzimas.

Los hollejos se mantienen junto con el mosto durante los primeros seis días de su fermentación, aproximadamente. La fruta respira a la vez que cede gas carbónico. Al encontrarse en un entorno cerrado este gas vuelve a ser asumido por ella, lo que produce una fermentación sin (levaduras). Llega un momento en el que la uva revienta, termina la maceración y sigue entonces la fermentación por levaduras, pero en una medida menor que en la elaboración de «crianzas».

Estos vinos presentan una graduación alcohólica de unos 12° y un color rojo intenso. Para conseguir estos colores, se limita la producción de los viñedos a menos de 10 toneladas por hectárea. El resultado son vinos frescos, con aromas a fruta y que solo mantienen sus propiedades durante unos dos o tres años.

Vino tinto crianza, reserva o gran reserva

Derrasponado o despalillado

Para la primera fermentación de los vinos de crianza se separa el raspón (parte leñosa del racimo) de la uva, mediante una máquina llamada despalilladora o en algunos caso a mano. Esto se realiza para que durante la maceración no se transmitan sabores herbáceos y amargos al mosto.

Estrujado

Para que la uva se abra y se libere más fácilmente su jugo, se rompe el hollejo o piel. Esta operación se realiza mediante máquinas llamadas estrujadoras o pisadoras. o atropechados

Fermentación alcohólica – maceración

Las uvas enteras (hollejo, pulpa y pepitas) se vuelcan en grandes depósitos de madera o acero inoxidable, donde el mosto va fermentando debido a las levaduras y se transforman los azúcares en alcohol etílico y otros elementos, además de desprenderse anhídrido carbónico. A su vez, al encontrarse el mosto en contacto con las partes sólidas de la uva, va extrayendo de éstas el color de los denominados antocianos, taninos, etc.

El gas carbónico resultante empuja los hollejos hacia arriba, y se forma en la parte superior una capa llamada sombrero, que se debe ir remojando para que continúe la extracción de color y otros elementos. Para ello se realiza el remontado, que consiste en extraer líquido de la parte inferior del depósito mediante una manguera e introducirlo por la parte superior. Además, para que el sombrero no se haga excesivamente compacto, debe ser removido cada cierto tiempo. A esto último se le llama bazuqueo.

En función del tipo de vino que se quiera realizar se dejará realizando este proceso más o menos tiempo, habitualmente entre ocho y doce días a una temperatura de entre 26 y 29 °C. Tras este se procede al descube, que consiste en trasegar únicamente el líquido a otro depósito.

Es usual el uso de anhídrido sulfuroso antes de iniciar la fermentación, para anular oxidasas (enzimas que deterioran el color del vino y que se encuentran en las uvas, sobre todo si estas tienen mohos) y retirar las levaduras salvajes.

Prensado

Tras el descube, la parte sólida que queda en los depósitos queda impregnada de mosto. Para extraerlo, se utilizan prensas, que aprietan estas masas hasta casi secarlas. El líquido resultante, denominado vino de prensa, es mucho más rico en color y taninos y no se mezcla con el anterior.

La pasta seca que queda al final del prensado no se desperdicia y suele utilizarse para realizar orujos, tratamientos en spas o para la fabricación de cosméticos.

Fermentación maloláctica

Tras la primera fermentación, el mosto (únicamente) realiza otra fermentación en la que bacterias transforman el ácido málico en ácido láctico. Este es mucho más suave y agradable que el anterior, por lo que el vino gana en finura.

Trasiego

En los vinos nuevos se produce una clarificación espontánea, y «las madres» (lías, fangos) se depositan en el fondo de las cubas. Es aconsejable que estos sedimentos no estén mucho tiempo junto al vino para ir disminuyendo la turbidez. Por esta razón se trasiega con frecuencia el vino a cubas limpias. Este proceso airea el vino, y esto es conveniente al principio, para ayudar al buen acabado de la fermentación y la estabilización del vino, y permite la evaporación de sustancias volátiles resultantes de la fermentación y de gas carbónico.

Las cubas suelen disminuir un poco su nivel, debido a la evaporación o la absorción por parte de la madera, y se rellenan con vino para evitar que la capa superficial entre en contacto con el aire, con lo que se corre el riesgo de picado acético.

El trasiego también se usa para la homogeneización de vinos entre diferente cubas, para conseguir uniformidad.

En la limpieza de las cubas se utiliza anhídrido sulfuroso, generalmente quemando una pastilla de azufre de 5 g, para evitar bacterias de avinagrado y mohos.

Clarificación

Aunque en la trasiega muchos elementos en suspensión son retirados del vino, otros más ligeros no llegan a decantar por sí solos. Para ello se agregan al vino sustancias coloides de origen vegetal o animal. Antiguamente se realizaba con sangre de animales o claras de huevo. Actualmente suele realizarse con gelatinas. Estas sustancias arrastran hacia el fondo impurezas en suspensión del vino.

Este paso en ocasiones va seguido de un filtrado, que consiste en pasar el vino por un elemento poroso para retirar las partículas en suspensión resistentes a la clarificación. Con esto se evitan posos en la botella.

Crianza

Tras finalizar las dos fermentaciones, el vino se almacena en barricas de roble que aportarán sabores y olores al vino, según el tipo (francés, americano, etcétera) y el nivel de tostado que se le haya dado a la madera. En ellas se sucederán una serie de procesos físico–químicos que irán «envejeciendo» el vino, estabilizando su color y enriqueciendo sus aromas.

Las cubas suelen almacenarse apiladas en cavas subterráneas o almacenes frescos.

En ocasiones, durante la crianza o el embotellado se usa anhídrido sulfuroso para evitar bacterias de avinagrado.

Embotellado

El encorchado dispersa aire en el vino, y provoca un deterioro de éste al transformar los hierros que contiene, hasta que, transcurrido un tiempo, el oxígeno es asumido por el vino, y en unos meses se encuentra estabilizado de nuevo.

Consideraciones

Para un buen mantenimiento del color del vino, la uva origen tiene que disponer de un buen grado de maduración, para que sus niveles de antocianos (pigmentación roja) y de taninos sean adecuados, de forma que los últimos ayuden a conservar los primeros para que el vino no se decolore con el tiempo.

Los principales ácidos orgánicos de la uva son tres: tartárico, málico y cítrico. Este último desaparece durante la fermentación alcohólica. El ácido málico se transforma en ácido láctico durante la segunda fermentación. El ácido tartárico es el más estable y será el principal componente ácido del vino.

Clasificación de los vinos tintos según envejecimiento

Según el tiempo de envejecimiento de los vinos en la barrica y en la botella, los vinos tintos se clasifican en:

• Joven o de año: no ha pasado ningún tiempo en la barrica o no el suficiente para ser considerado crianza.
• Crianza: ha pasado entre seis y doce meses en la barrica (según lo marcado por las diversas denominaciones de origen), y permanece reposando en la botella hasta el tercer año tras su elaboración, antes de poder ser comercializado.
• Reserva: como mínimo un año en la barrica y reposo en la botella hasta haber transcurrido tres años desde su elaboración.
• Gran reserva: al menos dieciocho meses en la barrica y el resto en la botella, y puede comercializarse tras el sexto año. A esta etapa solo llegan las cosechas excepcionales.