Artículo #145
La química del vino y la percepción sensorial
Como seres humanos, sólo somos capaces de asociar sabores y aromas a cosas a las que ya hemos sido expuestos anteriormente, lo que está estrechamente relacionado con el aprendizaje y la memoria sensorial. No podemos asociar un aroma a algo que no conocemos o a lo que no hemos sido expuestos, por lo tanto, toda nuestra información está relacionada con interacciones o aprendizajes previos.
Texto destacado
Si bien las características organolépticas del vino están dadas por estructuras químicas, existen factores culturales que inciden en la percepción de estos sabores y aromas. De esta manera, el hecho que sea posible degustar los aromas y sabores de un buen vino, no es más que una consecuencia de una función biológica de supervivencia de la vid.
En este contexto, se denomina como características organolépticas a todos aquellos atributos que pueden percibirse a través del gusto, la vista, el olfato y el tacto. En palabras simples, reflejan la forma en que nosotros, como seres humanos, percibimos lo tangible y lo intangible, cómo lo incorporamos a través de nuestros receptores y finalmente, cómo nuestro cerebro lo traduce en un color, un aroma, un sabor o una textura. En el vino, son de especial relevancia, pues muchas veces son indicadores de atributos de calidad y nos permiten identificar un tipo de vino determinado o bien, para diferenciarlo de otro.
En el caso del aroma, el vino posee compuestos químicos que otorgan estas características, que, dependiendo de la variedad de uva, el terroir y el tiempo de guarda son únicos e irrepetibles en cada botella. En este sentido, se estima que el vino contiene, en promedio, alrededor de ochocientas sustancias volátiles que se traducen en aromas, y que, al igual que en un buen perfume, se van manifestando en función del tiempo y producto de la interacción con el ambiente.
Origen de los aromas de la uva y el vino.
Los aromas son el resultado de una serie de procesos metabólicos complejos, a partir de moléculas que están intrínsecamente en la uva. En este sentido, cada variedad de uva posee aromas característicos, los que están dados, principalmente, por la naturaleza de los constituyentes moleculares de sus estructuras principales, y dependiendo de si son perceptibles o no se les considera libres o ligados. Libres, porque están en su forma volátil y es posible identificarlos en la baya, o bien, ligados cuando forman parte de otras estructuras moleculares y se liberan luego de reacciones químicas a través del proceso de elaboración. Pero, inicialmente, no son perceptibles en la forma química en la que se encuentran. A estos aromas se les conoce como aromas primarios.
Los compuestos volátiles, son sustancias que a temperatura ambiente se encuentran en estado gaseoso y que, en el caso de la uva, se concentran mayoritariamente en el hollejo (1). El grano de uva o baya, al ser masticada libera estos compuestos volátiles que viajan a través de la cavidad nasal y al entrar en contacto con los cilios del epitelio olfativo (la mucosa que recubre zona interior de la nariz) desencadenando un impulso nervioso en las terminaciones de los nervios craneales del olfato. Este impulso luego viaja hasta el lóbulo temporal del cerebro donde es interpretado en el centro de la memoria olfativa, lo que permite distinguir e identificar aromas adquiridos a lo largo de la vida. Estos compuestos volátiles presentes en la uva, y posteriormente en el vino, están fuertemente influenciados por el entorno.
De esta manera, en la parra, el grano de uva está expuesto a factores ambientales que muchas veces inciden en los aromas distinguibles en el vino. Asimismo, también en la uva es posible hallar compuestos volátiles presentes en la pulpa y en las semillas, mayoritariamente en la forma de un tipo de compuestos orgánicos denominados terpenos, que en su mayoría pasan inalterados a formar parte del vino y conservan su estructura y aroma característicos, los que corrientemente suelen ser asociados a los aromas florales.
Por otro lado, recubriendo la baya, podemos fácilmente identificar la pruína o cera epicuticular: una capa cerosa, cristalina, que no es exclusiva de la uva, pues también está presente en todas las plantas superiores y sus frutos. Su estructura química varía dependiendo de la especie y se ve fuertemente afectada por agentes externos como la lluvia ácida, el ozono e incluso, de partículas de polvo ambiental. Con el paso del tiempo esta estructura de carácter cristalino (donde los átomos están perfectamente organizados) puede pasar a ser amorfa (donde no existe una distribución regular) afectando la permeabilidad de la estructura y con eso, la integridad completa del fruto.
Esta cera, además de alojar las levaduras endémicas de la uva (digamos, las aloja, porque no son componentes estructurales de ella) y de tener un rol fundamental de protección contra agentes externos como la contaminación, los rayos ultravioletas y la pérdida de agua, también jugaría un papel importante en la formación de los aromas primarios del vino.
Dada su naturaleza lipofílica, ésta podría adsorber compuestos volátiles externos presentes en el ambiente, tanto de otras plantas como del suelo, que se incorporan al vino durante el proceso de prensado y que luego pueden distinguirse en el producto final. Tal como ocurre con el polen, que viaja a través del viento distancias no despreciables con el fin de llegar a los órganos femeninos de las plantas y reproducirse.
Los terpenos juegan un rol fundamental en las plantas, y es que, al ser compuestos volátiles, los terpenos pueden actuar como agentes aromáticos para atraer insectos y favorecer así la polinización, como también, atraer depredadores de organismos que amenacen la integridad del fruto o bien, inclusive pueden tener la función de disuadir a frugívoros que puedan alimentarse de éstos (2). Y en caso de la uva, esto no sería distinto.
Los terpenos, anteriormente mencionados, son compuestos de origen orgánico que se forman por la unión de dos o más isoprenos y se clasifican de acuerdo a la cantidad. A su vez, los isoprenos son moléculas de carbono que la planta sintetiza con el objeto generar a los terpenos y son constituyentes típicos de los aceites esenciales de las plantas superiores. Cabe señalar que su biosíntesis no ocurre por polimerización, es decir, que varios isoprenos se unan químicamente para formar estructuras más complejas, sino que, por una de las dos vías descritas para ello, la ruta del ácido mevalónico (MVA) o la ruta del metileritritol fosfato (MEP). La ruta seleccionada dependerá del tipo de terpeno que se requiera sintetizar (3), y esto, a su vez, dependerá de los genes que se expresen para ello.
Los terpenos que se encuentran en mayor proporción en la uva son los monoterpenos, ubicados principalmente, en el interior del fruto. Sin embargo, se ha descrito también la presencia sesquiterpenos (de sesqui, que en química significa uno y medio, y porque éste posee tres isoprenos y quince carbonos en total) en la uva. Éstos han sido muy bien estudiados en otros vegetales superiores productores de aceites esenciales, como las coníferas, donde son secretados por estructuras de las cuales la uva carece, como ductos oleosos. En este caso, los sesquiterpenos, una vez sintetizados al interior del fruto, migran para alojarse en la cera epicuticular, o pruina de la uva, lo que podría explicarse por las características química de ésta. Sin embargo, aun es desconocido cómo los sesquiterpenos, siendo estructuras hidrofóbicas, atraviesan la pared celular hidrofílica de la uva para luego alojarse en la cera epicuticular, de naturaleza lipofílica.
En la uva, los monoterpenos se almacenan principalmente en forma glucosilada, es decir, que mediante una reacción química, la molécula se une a algún glúcido presente en el medio, lo que es altamente beneficial para la fermentación alcohólica donde, a través de la ruta del ácido pirúvico, la molécula de glucosa se rompe para dar lugar a etanol y dióxido de carbono. Además, pareciera ser la forma molecular más estable para éstos, ya que se ha demostrado que los terpenoles (terpenos con un grupo funcional alcohol -OH) podrían actuar como inductores de la apoptosis celular y, por lo tanto, ser perjudiciales para el desarrollo adecuado del fruto (4) . Por el contrario, no hay evidencia de que los sesquiterpenos se glucosilen, ya que luego de su síntesis se han encontrado inalterados como complementos de la pruina.
A partir de este desarrollo aromático inicial, durante los diversos procesos enológicos que experimenta el vino, en las diferentes etapas de su elaboración, se incorporan nuevos aromas, los que comúnmente suelen ser identificados como aromas secundarios, cuyo origen está dado, principalmente, por la acción de las levaduras y bacterias, en el caso de la fermentación alcohólica. Adicionalmente, la incorporación de los aromas empireumáticos surge a partir proceso de crianza en las barricas, las que, al poseer diferentes niveles de tostado o torrefacción, incorporan al vino un conjunto de nuevos aromas, identificables como “especiados”, puesto que evocan la presencia de diversos tipos de especias y otras sustancias vegetales. De esta forma, cada aroma es un descriptor que otorga las características y la identidad a cada cepa, pero todos tienen como origen la uva y los aromas primarios, las dos principales materias primas.
El gusto y el olfato van de la mano.
Los sentidos del gusto y el olfato están estrechamente relacionados. De hecho, gran parte de lo que llamamos “sabor del vino” es en realidad, el aroma. Sabores básicos como el ácido, salado, dulce, amargo y sápido o umami, pueden ser fácilmente identificados por las papilas gustativas, sin la intervención del olfato, pero el sabor a arándano, clásico de un Cabernet Sauvignon, requiere de la integración de las señales recibidas por sentido del gusto, para poder ser identificado y de un olfato entrenado para aislar unos de otros.
De esta manera, cuando comúnmente señalamos un sabor de una comida en particular, en realidad, nos estamos refiriendo al conjunto integrado de sus aromas, y cómo estos interactúan con nuestros sentidos. Así, para distinguir gran parte de los sabores, el cerebro necesita tanto de información del olfato como del gusto. Ambos, son receptores químicos, es decir, que responden a un estímulo que entra en contacto físico con ellos para generar una respuesta biológica. El gusto y el olfato se encuentran íntimamente ligados a funciones emocionales y conductuales de nuestro sistema nervioso primitivo.
El olfato es uno de los sentidos que menos conocemos, dado su grado de subjetividad y lo poco desarrollado que está en los seres humanos en comparación con otros animales, lo que no quiere decir que estemos exentos de usarlo a nuestro máximo potencial. En este sentido, cabe señalar que existen diversas técnicas, ampliamente utilizadas en la actualidad, para entrenar ambos sentidos, con el objetivo de potenciar el desempeño del análisis organoléptico en una degustación. Técnicas que son cultivadas tanto por la enología, como así también por parte de la sommeliería, con especial énfasis esta última, en la presentación y servicio apropiado del vino en diversas instancias de consumo.
Generación de la memoria olfativa.
Existe una relación entre el olfato, la memoria y la emoción. Se dice que el olfato, además, posee una naturaleza afectiva. El aroma de un perfume, una comida o en nuestro caso, un vino, puede evocar recuerdos, crear una oleada de nostalgia del tiempo, el lugar o las personas asociadas a dicho aroma y ser un poderoso estimulante en las emociones humanas.
De una forma que no está completamente descrita, el procesamiento de los olores a través del sistema límbico crea memorias olfatorias. De esta manera, combinaciones particulares de receptores olfatorios quedan conectadas con otros patrones de experiencia sensorial, tales como aquellas correspondientes al gusto, el tacto o la vista, de tal manera que la estimulación de una de ellas las estimula a todas (5,6). Así, es preciso considerar que la estimulación que generan los determinados olores en nuestra memoria nos transporta, de manera alegórica, hacia distintos momentos significativos de nuestra vida, inclusive, de la infancia.
Se ha demostrado que la memoria olfativa, puede de hecho, entrenarse. Y los expertos del vino proporcionan evidencia importante para probar teorías de adquisición de habilidades, debido a que se cree que éstas se basan principalmente en habilidades perceptuales avanzadas más que cognitivas, tales como el conocimiento categorial o la memoria episódica.
En un estudio con sommeliers comparado con personas no entrenadas sometidas a Resonancia Magnética funcional, se encontró que en ambos se activaban áreas del cerebro involucradas en la integración sensorial, sin embargo, el grupo de expertos se caracterizó por una reacción más inmediata y dirigida a la estimulación con vino, con un mecanismo que reducía el esfuerzo en comparación con los las personas no entrenadas. El grupo de expertos mostró activaciones en el tronco encefálico y en el hemisferio izquierdo, mientras que el grupo de personas no entrenadas mostró activaciones en distintas cortezas asociativas, predominantemente en el hemisferio derecho. Estos resultados confirman que los expertos en vino trabajan simultáneamente en valoración de calidad y en el reconocimiento de la etiqueta (7).
En este contexto, la memoria olfativa puede estar constituida de diferentes capas, desde los recuerdos más recientes, hasta los más remotos, y asimismo, desde los más simples hasta los más complejos. En su conjunto, constituyen lo que podríamos denominar como una “base de datos” de nuestros registros olorosos, los que, a su vez, están relacionados con determinados recuerdos correspondientes a algún punto de nuestra trayectoria vital. Son precisamente estos recuerdos, los que generan las emociones que asociamos, en último término, a un determinado olor.
Finalmente, debe tenerse en cuenta que la memoria olfativa tiene una estrecha relación con el contexto cultural en que se desarrolla la existencia individual, de tal manera que la relación entre olores, recuerdos y emociones dice relación con las diversas características que definen a una cultura determinada. Así como no existen exactamente los mismos olores en cada continente o en diferentes culturas, dichos olores no evocan los mismos recuerdos significativos en cada lugar, ni en cada persona. Ello dependerá de un sinnúmero de factores individuales y sociales, modelados en buena parte por la cultura en la que se está inmerso.
Relación entre el terroir y los aromas del vino.
Si consideramos que el terroir es un sistema dinámico en el que la biología de la vid interactúa con los factores medioambientales (edafoclimáticos, principalmente) su manifestación es perceptible a modo de un conjunto de elementos diferenciadores de un vino determinado, denominados coloquialmente como “sentido de lugar”. Podría decirse, entonces, que el terroir es el producto de un conjunto de mecanismos adaptativos de la vid y, consecuentemente, de su fruto. En primer término, porque los aromas mayoritariamente influenciados por el terroir son los aromas primarios.
Estos aromas son especialmente relevantes debido a que son connaturales a cada variedad y establecen una paleta de descriptores básicos fácilmente identificables en cada cepa. Los responsables de otorgar los aromas primarios son los terpenos (mono y sesquiterpenos), y, como ya se ha discutido, su síntesis está fuertemente influenciada con factores externos de estrés ambiental, relacionados con la climatología del lugar, las características del suelo y/o cualquier otro estímulo externo, tales como plagas o depredadores.
De esta manera, puede considerarse que el sentido de lugar de un vino determinado, es el reflejo del conjunto de aquellos mecanismos adaptativos, los que se perciben tanto en el fruto, como posteriormente en el vino, ya sea en la forma de determinadas concentraciones de ácidos, minerales, terpenos, flavonoides y azúcares, como así también en el vino resultante, percibiéndose a través del gusto, el olfato y el tacto, como determinados aromas, sabores y sensaciones táctiles que podemos identificar en un vino, a diferencia de otro. Es por este motivo que el sentido de lugar o terroir no solamente existe, como realidad material en el vino, sino que además es posible identificar sus distintos componentes y analizarlos, con la debida tecnología.
Por ejemplo, se ha demostrado, mediante estudios in vitro que la síntesis de monoterpenos y sesquiterpenos puede ser inducida por estímulos externos fuera de la ocurrencia natural de ellos, y que el tratamiento de las uvas con jasmonato de metilo resulta en la rápida emisión de compuestos volátiles y de la síntesis de novo de terpenos que no estaban presente en la variedad originalmente (8).
Esta ruta esta ampliamente estudiada en otros vegetales superiores, de forma que explica, a grandes rasgos, la razón por la cuál la síntesis de terpenos en la uva, está estrechamente ligada con el terroir, ya que la función principal del ácido jasmónico y sus metabolitos es la regulación del estrés metabólico ante estímulos ambientales, bióticos y abióticos, y cómo éstos pueden inducir la expresión de genes que ayudan a la supervivencia de la vid a través de la reprogramación transcripcional del factor de transcripción WRKY y, por lo tanto, de mecanismos adaptativos. Estos factores de transcripción llamados WRKY (exclusivos de las plantas), tienen diversas funciones biológicas en la resistencia a enfermedades, respuestas a estrés abiótico, deprivación de nutrientes, senescencia, entre otros (9). En pocas palabras, todos estos aspectos ayudan a entender cómo los estímulos ambientales pueden afectar la expresión de genes y enzimas de vías metabólicas conocidas que son de relevancia en los aromas identificables de los vinos.
Finalmente, cabe destacar que todos los procesos que ocurren dentro de la uva y que darán origen al vino, están estrechamente relacionados entre sí, y son de una complejidad que aun no es posible dilucidar por completo. Por lo tanto, creemos que necesitan ser objeto de una visión holística, y no deben ser vistos como hechos aislados unos de otros, porque en gran parte son un tipo de respuesta a factores ambientales y tienen relación con la forma cómo se expresa la biología de la parra en un lugar determinado.
- Sobre la autora:
Cristina Núñez Olivares es Química Farmacéutica de la Universidad Nacional Andrés Bello de Chile, diplomada en Marketing Estratégico de la Universidad Adolfo Ibáñez. Posee un postítulo en Brand Management en el Seneca College de Toronto, Canadá. Es especialista en asuntos regulatorios farmacéuticos internacionales, con más de diez años de experiencia laboral en diversas áreas del campo químico farmacéutico. Actualmente, vive y trabaja en Canadá, en una compañía de farmacogenética. En años recientes, se ha desempeñado como gerente de producto senior y como coordinadora de asuntos regulatorios internacionales, ambos en la industria farmacéutica.
- Referencias:
(1) Cerón, M. (2004). Estudio Analítico de Compuestos Volátiles en Vino. Caracterización Quimiométrica de Distintas Denominaciones de Origen. Tesis Doctoral de la Universidad de La Rioja.
(2) Peris, J (2020). Ecología de los terpenos volátiles de la piel de naranja. comunicación planta-frugívoro. Tesis de Maestría de la Universidad Politécnica de Valencia.
(3) Garcia, C. (2011). Expresión de Genes Involucrados en La síntesis de Carotenoides en el Fruto de Tomate por la Aplicación de Oligogalcturónicos y ethephon. Tesis de Maestría. Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo A.C. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología del Gobierno de México.
(4) Izumi, S., Takashima, O. y Hirata, T. (1999). Geraniol Is a Potent Inducer of Apoptosis-like Cell Death in the Cultured Shoot Primordia of Matricaria chamomilla. Biochemical and Biophysical Research Communications, 259(3), 519–522.
(5) Guyton y Hall (2011). Tratado de fisiologia medica 12ª Edicion, Editorial Elsevier.
(6) Silverthorn, D. (2014). Fisiología Humana: un Enfoque Integrado. 4ta Edición, Editorial Médica Panamericana.
(7) Lionel Pazart et al (2014). An FMRI study on the influence of sommeliers’ expertise on the integration of flavor. Frontiers in Behavioral Neuroscience.
(8) Schwab, W. y Wüst, M. (2015). Understanding the Constitutive and Induced Biosynthesis of Mono- and Sesquiterpenes in Grapes (Vitis vinifera): A Key to Unlocking the Biochemical Secrets of Unique Grape Aroma Profiles. Journal of Agricultural and Food Chemistry.
(9) Bakshi, M., & Oelmüller, R. (2014). WRKY transcription factors. Plant Signaling & Behavior, 9 (2).