
SafŒno™ SPK 05: la levadura que simplifica la preparación del pie de cuba para el prise de mousse.
Arnaud DELAHERCHE¹, Etienne DORIGNAC¹, Maryam EHSANI ¹, Marie Charlotte COLOSIO², Richard MARCHAL ³, Thomas SALMON ³, Yann VASSEROT ³
¹ Fermentis, Marquette lez Lille Francia
² Institut Français de la Vigne et du Vin, Nantes Francia
Université de Reims Champagne Ardenne, Reims Francia
El mercado de levaduras seleccionadas para la producción de vinos espumosos, a diferencia del de levaduras seleccionadas para la producción de vinos blancos, es bastante limitado y se compone de cepas con un fuerte vigor fermentativo, que producen concentraciones bajas de compuestos aromáticos. Aunque los vinos espumosos vintage son reconocidos por su calidad, el mercado demanda cada vez más vinos espumantes caracterizados por una mayor frescura y sensaciones más afrutadas que en décadas anteriores.
La prise de mousse (PDM) o efervescencia es la etapa que permite que un vino base se convierta en espumante o frizzante (semiespumante) y el éxito de esta técnica depende en gran medida de la preparación del inóculo de levadura (YSC). El YSC permite alcanzar un número suficiente de células de levadura para garantizar un proceso de PDM óptimo y su preparación requiere tradicionalmente varios días y varias etapas.
Este trabajo resume tres años de experimentación que condujeron a la selección de una nueva levadura para producir vinos espumantes. Sus características de fermentación permitieron optimizar el protocolo existente para la preparación del YSC.
Los resultados muestran que con SafŒno™SPK 05 (nombre comercial de la levadura seleccionada), el tiempo de preparación del YSC puede reducirse de 3-4 días y dos etapas, a una única etapa de aproximadamente 30-36 horas, sin afectar la duración ni la calidad del PDM.
El mercado de las levaduras seleccionadas para producir vinos blancos está compuesto por un gran número de referencias que reflejan la gran variedad de vinos producidos. Desde hace décadas se conoce el papel de las levaduras seleccionadas en la modulación del perfil sensorial de los vinos, en función de las variedades de uva, los métodos y las técnicas de vinificación utilizadas.
En cambio, para los vinos espumantes y frizzantes, la gama de levaduras disponibles en el mercado es más limitada. Estas levaduras se caracterizan por poseer cualidades fermentativas innegables y, en general, por la particularidad de dejar poca o ninguna huella sensorial en el vino. Esta característica permite una mejor expresión de los aromas terciarios resultantes de la autólisis de la levadura que aparecen durante el añejamiento.
Aunque la calidad de este tipo de vinos espumantes es reconocida y apreciada por muchos consumidores, el mercado también demanda hoy en día vinos espumantes caracterizados por una mayor frescura y sensaciones más afrutadas que en décadas anteriores.
Para producir un vino espumante, el vino base debe someterse a una segunda fermentación llamada prise de mousse (PDM), refermentación o efervescencia. Esta técnica requiere la preparación de un cultivo iniciador de levadura (YSC) que contiene una concentración celular elevada, que es capaz de consumir todos los azúcares fermentables añadidos al vino base y transformarlos en alcohol y dióxido de carbono. La calidad del YSC es crucial para el éxito del proceso PDM, que puede tener lugar en una botella según el método tradicional, o en un tanque cerrado, llamado autoclave, según el método Charmat o Martinotti. Sin embargo, a lo largo de los años, muchos productores han expresado su preocupación por la excesiva duración del protocolo clásico de preparación del YSC y la necesidad de supervisar constantemente el proceso, incluso a costa de sus días de descanso.
Este estudio, resultado de tres años de experimentación, condujo a la selección de una nueva cepa de levadura que permite producir vinos espumantes que responden a las exigencias de los consumidores modernos, a la vez que permite a los productores simplificar el proceso de elaboración del YSC, manteniendo elevados niveles de calidad y seguridad en la fermentación.
Selección de cepas: se realizaron ensayos múltiples de fermentación y refermentación en Champaña, durante 3 vendimias (2019, 2020 y 2022), a escala piloto en recipientes de 15 litros y a escala real en cubas de 20 – 130 hl, con mostos de Pinot Noir (cuvées) obtenidos a partir de uvas sanas. Los mostos tenían niveles de nitrógeno fácilmente asimilable (NFA) de 240 – 280 mg/l y rangos de alcohol potencial de 9,95 – 11,05% (v/v).
En un primer momento, se realizaron ensayos de fermentación en laboratorio y en bodega en 5 viñedos diferentes de Aube y Marne. Se consideraron cinco cepas: tres experimentales no comercializadas, candidatas a la selección, y dos comerciales. Las vinificaciones experimentales se realizaron por duplicado e incluyeron una modalidad control fermentada con una cepa para champagne disponible en el mercado.
A continuación, se realizaron pruebas en PDM para comparar la nueva levadura seleccionada con dos cepas comerciales utilizadas habitualmente para la preparación del YSC para champagne. En estas pruebas se aplicó el protocolo tradicional propuesto por el Comité Interprofessionel de Champagne (CIVC)(1) para la preparación del YSC.
Todas las levaduras se inocularon para alcanzar 1 millón de células vivas/ml y la cantidad de células vivas se determinó mediante recuento celular en una cámara Thoma con azul de metileno. El tiraje se llevó a cabo sin ajuste del NFA, con 20 g/l de azúcar de caña y herramienta de remuage, en botellas de vidrio tipo champagne de 750 ml. Se produjeron doce botellas a partir de cada condición, tres de las cuales estaban equipadas con afrómetros permanentes. Todas las botellas se colocaron en una sala a una temperatura controlada de 13 °C para la refermentación y se controló la presión dos veces por semana.
Optimización del protocolo de preparación del inóculo de levadura
Teniendo en cuenta las características tecnológicas de la levadura observadas durante la primera fermentación y las pruebas en PDM, se evaluó la posibilidad de preparar una YSC en menos tiempo, sin la fase de aclimatación requerida por el protocolo tradicional. Se estudiaron los principales metabolismos de S. cerevisiae, el del carbono y el del nitrógeno.
Los vinos base se ajustaron con DAP para obtener tres niveles de NFA: 520 mg/l (N520), 400 mg/l (N400) y 280 mg/l (N280). Los azúcares, el NFA, el número de células vivas y la presión se controlaron según los métodos descritos anteriormente.
El proceso de selección: ensayos de vinificación
Las figuras 1a y 1b muestran la cinética de fermentación de la nueva levadura seleccionada (cepa B) en comparación con una cepa utilizada habitualmente en la región de Champaña. En las vinificaciones en laboratorio y en bodega, la cepa experimental B demostró una cinética de fermentación mucho más rápida que las demás utilizadas. Esta observación se debe principalmente a una fase de latencia más corta. De hecho, todas las fermentaciones se completaron sin dejar rastro de azúcares residuales.
Figuras 1a y 1b. Cinética de fermentación de dos ensayos de fermentación con dos jugos diferentes. Comparación entre la cepa experimental B (Fermentis) y una cepa comercial para champagne.
En todos los ensayos, la cepa experimental B se destacó por su gran capacidad para iniciar y completar la fermentación alcohólica en un período corto de tiempo. Además, se observaron las siguientes características en el análisis de los vinos base obtenidos con esta cepa:
Desde el punto de vista sensorial, los vinos base producidos a partir de esta cepa se han descrito de la siguiente manera:
Considerando su alta capacidad fermentativa, baja producción de SO2 y acidez volátil, sus menores requerimientos de NFA en comparación con las otras cepas ensayadas, así como las características sensoriales obtenidas en los vinos base, la cepa B fue seleccionada para los ensayos de PDM.
El proceso de selección: el ensayo en PDM
Las primeras pruebas en PDM se llevaron a cabo aplicando el protocolo tradicional de preparación pie de cubas de levadura (YSC) y comparando la levadura experimental seleccionada con dos cepas comerciales utilizadas habitualmente para la preparación de YSC en champagne.
Todos los PDM se llevaron a cabo con éxito a pesar del bajo contenido en NFA y de la baja temperatura de refermentación (13 °C).
Los vinos espumantes obtenidos fueron catados tras 13 meses de crianza sobre lías (a 13 °C) por un panel de cata compuesto por responsables de bodega, enólogos y personal del laboratorio de vinos de la URCA. Los comentarios del grupo fueron los siguientes:
Las características de los vinos espumantes obtenidos con esta cepa pueden resumirse así: aromas afrutados y frescos, sensación mineral y buena persistencia, espuma fina; para vinos espumantes listos para el consumo.
Preparación del pie de cuba de levadura
El protocolo tradicional (Fig. 2) propuesto por el Comité Interprofessionnel du vin de Champagne (CIVC) dura, en promedio, de 3 a 5 días y consta de dos etapas: una fase de aclimatación y una fase de multiplicación.
Figura 2: Protocolo tradicional para la preparación del pie de cuba de levadura utilizado para la fermentación secundaria de vinos espumantes.
Inóculo clásico de levadura (YSC): Fase 1 de aclimatación
Se estima que son necesarias entre 6 y 10 horas para que la densidad inicial del medio de aclimatación disminuya desde un valor inicial de 1040 g/cm3 hasta valores comprendidos entre 1025-1015 g/cm3. Sin embargo, los resultados obtenidos en este estudio muestran que esta disminución se produce durante un período más largo. El monitoreo de la densidad, ilustrada en la Figura 3a, muestra que con un contenido medio de NFA de 400 mg/l (N400), se tarda entre 12 y 22 horas en alcanzar una densidad de 1025-1015 g/cm3.
El seguimiento de los azúcares fermentables y del NFA se muestra en las figuras 3b y 3c. En un PDM clásico, preparado con 100 g/l de azúcares y 400 mg/l de NFA (N400), aproximadamente 57 g/l de azúcares (modelo lineal) y 207 mg/l de NFA (modelo logarítmico) quedan aún sin consumir después de 17 horas de aclimatación.
Figuras 3a, 3b y 3c: YSC – Fase de aclimatación 1. Control de la densidad, azúcares fermentables y NFA.
En otras palabras, al final de la fase de aclimatación, aproximadamente el 50% de la concentración de azúcar y NFA permanecen en pie de cuba, lo que garantiza un margen de seguridad y la obtención de un inóculo capaz de multiplicarse activamente, incluso en la fase de multiplicación posterior. Incluso al partir con una concentración de NFA inicial 30% inferior, equivalente a 280 mg/l (N280), se observaron resultados similares, de modo que el contenido de nitrógeno al final de la fase de aclimatación sigue siendo suficientemente elevado. Estas observaciones se tendrán en cuenta más adelante al preparar un PDM sin fase de aclimatación.
Pie de cuba de levadura clásico (YSC): – Fase 2 de multiplicación
La fase de multiplicación suele durar 2 días, pero puede prolongarse más. Al principio de la fase de multiplicación, la densidad recomendada se sitúa entre 1015 y 1025 g/cm3, mientras que la densidad final en el momento de la inoculación del vino base se sitúa entre 998 y 995 g/cm3. Durante esta fase, es necesaria una agitación suave y continua o uno o dos remontajes al día.
La composición del YSC clásico al principio de la fase de multiplicación tiene generalmente un contenido de azúcar de 84,5 g/l y un contenido de nitrógeno mineral de unos 100 mg/l.
YSC sin fase de aclimatación: composición inicial
En un YSC convencional, la población de levaduras sólo aumenta un tercio durante las primeras 24 horas de aclimatación, mientras que durante las 6-10 horas que se calcula que son necesarias, el aumento es mucho menor. Con el objetivo de obtener una población celular comparable a la obtenida con el protocolo convencional, pero con un protocolo de preparación de un paso (sin paso de aclimatación) de sólo 30-36 horas, se preparó el YSC de la siguiente manera:
Figura 4: Protocolo YSC sin aclimatación (36 horas) para la inoculación de 1000 hl de vino base.
YSC clásico y YSC sin fase de aclimatación: evolución de los parámetros
Se compararon los dos métodos de preparación del YSC respecto de las poblaciones de levadura, azúcares, densidad y NFA. Las pruebas se realizaron por duplicado.
La YSC sin fase de aclimatación dio lugar a una población de levaduras vivas de 110 millones de células/ml a las 30-36 horas (Fig. 5a). Con este número de células, sólo es necesario inocular el 1% (v/v) en el vino base para obtener una concentración celular de 1,1 millones de células vivas/ml. Esto equivale a utilizar aproximadamente de 4 a 5 g de levadura activa seca por hl de vino base.
Figure 5: Comparison of the two YSC preparation protocols. YSC with acclimatization (B1 and B2 – duplicates) and without acclimatization phase (B3 and B4 – duplicates). Monitoring of live yeast population (Figure 5a), sugar content (Figure 5b), mineral nitrogen (Figure 5c) and density (Figure 5d).
In the YSC without an acclimatization phase, the decrease in sugar content was continuous and regular and did not show a slowdown (Fig. 5b). After approximately 30 hours, the YSC without an acclimatization phase had a sugar level of 50 g/L and a density of 1010 g/cm3 (Fig. 5d), which allows the yeasts to continue to multiply in the case where the YSC must be maintained for several hours, even a whole day, before the inoculation of the base wine.
Regarding YAN, we observe a regular decrease in its concentration in the YSC without acclimatization, unlike the classic protocol which shows a sudden drop in YAN when the yeast enters the multiplication phase (Fig. 5c). For the classic two-phase protocol, lasting 72 hours, the medium becomes deficient in YAN after 60 hours, whereas with the YSC protocol without an acclimatization phase, 30 mg/L of YAN remain after 36 hours. It is therefore essential to pay a particular attention to this parameter because a nitrogen deficiency can lead to a strong reduction in yeast activity, cell multiplication speed and fermentation kinetics.
The results of these tests show that it is entirely possible to prepare a YSC in a single step and in less than half the time of the conventionally used protocol.
To evaluate the behaviour of the yeasts obtained with a YSC protocol without an acclimatization phase, two PDMs were started, one at 14°C and the other at 18°C (Fig. 6). The fermentation kinetics of the newly selected strain (strain B) was similar to that recorded with the commercial Champagne strain (Fig. 6). Although there was a slight longer lag phase with the PDM carried out at 14°C with strain B, the fermentation kinetics were almost identical and made it possible to reach 5 bars of pressure simultaneously with the Champagne strain in approximately 20 days at 18°C and in approximately 40 days at 14°C.
Figura 6: Control de la presión de la botella durante el YSC, a 18 °C y 14 °C, utilizando afrómetros permanentes.
Este trabajo permitió, durante los primeros años de experimentación, seleccionar una nueva levadura Saccharomyces cerevisiae, comercializada con el nombre de SafŒno™ SPK 05, capaz de conferir a los vinos espumantes las características sensoriales buscadas por los consumidores modernos. Además, teniendo en cuenta las características fermentativas de esta cepa, se llevó a cabo una propuesta técnica innovadora para la preparación del YSC, que demuestra cómo se puede simplificar el proceso comúnmente utilizado sin comprometer el éxito del PDM. La reducción del tiempo de preparación del YSC de varios días a 30-36 horas proporciona a los productores una mayor libertad a la hora de organizar su trabajo, aumenta la disponibilidad de los tanques de multiplicación en un 50% y, desde el punto de vista medioambiental, ayuda a reducir los costes energéticos de la bodega.
El proyecto se llevó a cabo gracias a la contribución de varias bodegas de la región de Champaña que colaboraron en la organización y realización de ensayos a escala de producción.
Se están realizando pruebas piloto en varias bodegas para validar la calidad sensorial de los vinos espumantes producidos con este protocolo, que se seguirán durante varios años.