Lo que los rumores nos pueden enseñar sobre cómo combatir la contaminación por humo

Estas preguntas están ayudando a que la respuesta de la industria ante los incidentes de humo pase de lo macro a lo micro. Las primeras investigaciones identificaron compuestos químicos clave asociados con el sabor a humo, y posteriormente se desarrollaron métodos de tratamiento para eliminarlos del vino final. Sin embargo, el problema radicaba en que el sabor a humo seguía apareciendo de forma impredecible en cualquier momento, desde la fermentación hasta después de la compra.

Tras realizar investigaciones adicionales, los científicos vincularon la reaparición del olor a humo con las medidas de protección que se activan cuando una vid está sometida a estrés por humo.

Cómo responden las vides al humo

Cuando las vides se exponen incluso a una pequeña cantidad de humo, se genera una serie de respuestas de defensa. Una de estas respuestas es un cambio bioquímico llamado glicosilación, que une diferentes moléculas. Esto ocurre cuando familias de enzimas conocidas como glicosiltransferasas (GT) unen moléculas de azúcar a fenoles volátiles libres. Estos fenoles son los principales marcadores del defecto causado por el humo e incluyen siringol, guayacol, 4-metilguayacol y cresol. Cuando el azúcar y los fenoles se unen, forman compuestos químicos conocidos como glucósidos de fenol volátil (VPG). En su forma unida, no tienen ningún efecto sensorial en el vino.

Sin embargo, puede producirse cierta actividad enzimática que rompe los enlaces glucosídicos y libera los fenoles volátiles, convirtiéndolos de nuevo en una forma libre y sensorialmente activa. Si esto ocurre, el vino corre el riesgo de desarrollar un defecto ahumado.

Científicos de Australia y Estados Unidos que investigan estas medidas de protección y cómo influyen en las características sensoriales del vino final están descubriendo una respuesta compleja y multifacética al humo.

Vainas diferentes, reacciones diferentes

Estudios realizados con Merlot y Pinot Noir demuestran que durante la exposición al humo se activan diversos mecanismos de defensa, como el fortalecimiento de la pared celular, la redistribución de las reservas energéticas y una mayor capacidad antioxidante. Los científicos también lograron ampliar el conocimiento sobre una familia específica de enzimas glicosiltransferasas (GT), conocidas como GT1. Para ello, identificaron 12 genes de la familia GT1 responsables de la glicosilación, proceso mediante el cual las moléculas de azúcar se unen a moléculas de fenol volátiles.

En la Universidad de Adelaida, en Australia, los investigadores examinaron los factores genéticos y la actividad enzimática en diferentes variedades de uva sometidas al estrés provocado por el humo. «Queríamos comprender mejor», afirma Kerry Wilkinson, doctora en enología y profesora de la Universidad de Adelaida, «las enzimas endógenas que añaden moléculas de azúcar a los fenoles volátiles».

Al comparar Chardonnay y Shiraz, el estudio registró una activación génica diferente en distintas familias de GT. Chardonnay mostró la activación de 15 genes de cinco familias de GT, mientras que Shiraz mostró la activación de solo cinco genes, principalmente de dos familias de GT. Jennifer Mortimer, Ph.D., profesora de biología sintética vegetal en la Universidad de Adelaida, sugiere que existe una respuesta más amplia al humo que involucra la glicosilación más allá de la familia de enzimas GT1, lo que subraya la importancia de seguir investigando las respuestas en diferentes variedades de uva.

Si bien las decisiones comerciales serán el principal factor determinante en la selección de variedades, una comprensión más completa de cómo responden las diferentes variedades al estrés causado por el humo será útil para priorizar las actividades en el viñedo durante un incendio y para seleccionar los métodos de tratamiento adecuados en la bodega.

El desarrollo de productos es otro de los beneficios de esta investigación. Al mapear estas vías genéticas, existe la posibilidad de desarrollar técnicas que bloqueen la actividad enzimática que inicia la glicosilación. Esto mantendría los fenoles volátiles libres, facilitando su eliminación del vino final. Sin embargo, el Dr. Wilkinson advierte que se necesita más investigación para asegurar que, si se bloquea cierta actividad enzimática, no haya efectos negativos en otras actividades celulares.

La importancia del contexto regional

“Es necesario tener conocimientos contextuales que ayuden a comprender en qué tipo de entorno uno se encuentra”, afirma Bruce Pan, doctor en química y director de investigación química en Gallo, California.

La contextualización de los diagnósticos refleja una mayor madurez en la investigación sobre la contaminación por humo. Esto se logra integrando datos locales —como el tipo de incendio y los niveles de exposición— con diagnósticos estandarizados. «Estas son las únicas cuestiones en las que los investigadores que trabajan en sus respectivos campos y áreas locales pueden colaborar para generar este conocimiento», afirma el Dr. Pan.

Un estudio reunió a científicos de Australia y Estados Unidos con el objetivo de determinar la aplicabilidad de la investigación australiana a California. Entre los resultados se incluyó una técnica y metodología novedosas para identificar la forma ligada de los fenoles volátiles (VPG). Partiendo de investigaciones australianas previas que reconocían seis VPG clave, la nueva técnica detectó dos VPG adicionales sensibles a la exposición al humo por debajo del umbral sensorial en las regiones de Lodi y el delta del Sacramento. Estos pueden servir como marcadores moleculares en pruebas de diagnóstico.

Se necesita más investigación para perfeccionar el proceso, y se debería considerar, según Pan, “hasta qué punto esas métricas se mantienen a lo largo de todo el proceso para comprender qué se podría hacer para minimizar el problema. Y hay límites para eso”.

Poniendo la investigación en práctica

Se están desarrollando dos técnicas que utilizan marcadores químicos: una para proteger la fruta de la exposición al humo y otra para remediarla.

Tras una investigación australiana que demostró que el quitosano protegía eficazmente las uvas de los compuestos que contaminan con humo, científicos de la Universidad Estatal de Oregón (OSU) desarrollaron un aerosol o recubrimiento de barrera de quitosano y celulosa para su aplicación antes de la cosecha. El quitosano es una fibra natural que se obtiene de las conchas de los crustáceos o de las paredes celulares de los hongos, y en este caso, el camarón fue la fuente del quitosano.

Para diseñar el recubrimiento, los científicos utilizaron marcadores químicos ya establecidos para detectar la contaminación por humo y así comprobar con éxito su capacidad de bloqueo del humo. La interacción entre el quitosano y las fibras de celulosa contribuye a la formación de una capa de recubrimiento estable. «Intentamos minimizar los demás ingredientes», afirma Jooyeoun Jung, doctora, profesora adjunta e investigadora principal de la OSU. «Por eso, nos centramos en potenciar el papel de estos dos ingredientes y maximizar sus funciones».

En la transición del desarrollo en laboratorio a la aplicación comercial, los investigadores buscaron minimizar las alteraciones en las prácticas vitivinícolas existentes. «Por lo tanto, el recubrimiento se diseñó para aplicarse con equipos de pulverización de uso común en viñedos e integrarse en las prácticas de pulverización ya existentes», afirma el Dr. Jung.

Se han realizado evaluaciones de campo en colaboración con Alexander Levin, doctor en viticultura y director del Centro de Investigación y Extensión del Sur de Oregón de la Universidad Estatal de Oregón (OSU), y su equipo de investigación. En el tercer año de ensayos de campo, la retroalimentación de investigadores y administradores de viñedos ha ayudado a perfeccionar la formulación y las prácticas de aplicación en condiciones reales de viñedo.

La filtración por membrana puede utilizarse para eliminar los fenoles volátiles libres del vino afectado por el humo. El reto ha sido la persistencia de las características ahumadas en el vino tras el tratamiento. La investigación sobre cómo los glucósidos influyen en la percepción sensorial de estos sabores, y su paso o retención a través de diferentes membranas, está ayudando a los científicos a desarrollar un proceso de filtración por membrana en dos etapas.

Funciona perfeccionando la práctica original para reducir la cantidad de vino tratado. La idea, explica Wilkinson, consiste en utilizar primero una membrana porosa que permite el paso de fenoles libres y glicosilados al permeado, mientras que el retenido conserva moléculas, incluyendo compuestos delicados de color y sabor. A continuación, el permeado se pasa por un nanofiltro que aísla los fenoles volátiles para su eliminación mediante un material adsorbente. Los glucósidos se aíslan en el segundo retenido, lo que disminuye su concentración en el vino tratado.

En cuanto a la ampliación de escala del laboratorio a la bodega, Wilkinson explica que ahora están pasando de ensayos a escala de laboratorio de 20 litros a ensayos a escala semicomercial de unos 500 litros. Esto ha reducido considerablemente la cantidad de vino afectado por el humo necesaria para los experimentos iniciales, al tiempo que demuestra las opciones comerciales disponibles para el productor.

Comprender el mundo interno de la vid bajo estrés por humo es un paso importante para desarrollar una respuesta robusta a los incendios forestales. La investigación colaborativa está ampliando el catálogo de vías genéticas, marcadores moleculares y compuestos químicos, a la vez que detalla las diferencias varietales.

Estos conocimientos contribuyen a mejorar el diagnóstico y el desarrollo de productos, ofreciendo más opciones al productor. En definitiva, el beneficio recae en quienes trabajan directamente en el sector. Como señala Alex Cassegrain, de Cassegrain Wines en Nueva Gales del Sur, Australia: «Que el sector sea consciente de que existe esta información y tenga acceso a estos recursos marca una gran diferencia».