A 30 Anys del Primer Analitzador Químic Seqüencial

VPI

A 30 Anys del Primer Analitzador Químic Seqüencial

Dr. Enginyer Mario Ignacio Weibel, responsable I+D+r Tecnología Difusión Ibérica S.L.

HISTÒRIA DEL PRIMER ANALITZADOR QUÍMIC SEQÜENCIAL D’ESPANYA

Quan darrere d’una història s’amaguen més de 30 anys d’evolució i desenvolupament sempre cal posar un context i intentar situar-se mentalment a l’espai i el temps on cada acció és duta a terme. Aleshores s’ha de pensar com si es tractés d’una obra de teatre, amb els seus actes i escenes. Som-hi!

Primer acte. França, principis de la dècada del 1980. Qui fet i fet seria el fundador de la nostra companyia, Jordi Subirana, es troba al costat d’un grup d’investigadors i emprenedors francesos i italians, donant forma al que seria posteriorment la revolució en l’analítica aplicada a l’enologia. En aquell moment, sense adonar-se’n, estaven plantant una llavor que aviat germinaria a l’altra banda dels Pirineus.

Segon acte. Gavà (Barcelona), a mitjans de la dècada del 1980. Jordi Subirana travessa la frontera cap a Espanya amb una maleta carregada de somnis i una il·lusió: portar la democratització i el progrés científic als laboratoris dels cellers espanyols. Aquells anys el concepte de laboratori en un celler era molt diferent de l’actual. La majoria dels cellers encara depenien dels serveis analítics de la Xarxa d’Estacions Enològiques creades el 1893 i les competències dels quals van ser transferides a les CCAA prop d’un segle després, el 1982. Als laboratoris abundava el material de vidre (matracs, pilotes, provetes, columnes de destil·lació i refrigeració), els encenedors Bunsen cremaven diàriament quina refineria de petroli per obtenir la graduació alcohòlica i els nivells de diòxid de sofre total, i els tècnics es multiplicaven amb una destresa impressionant entre destil·lacions, valoracions i mesures en els colorímetres, o espectrofotòmetres en el millor dels casos. Allò era una companyia de dansa il·lustre, amb els moviments perfectament oliats, però sempre a punt d’una caiguda que espatllés la performance.

Subirana venia de França amb una premissa: automatitzar els processos al laboratori. No era el primer a pensar-ho, però sí que va ser dels primers a adaptar una visió que van tenir dècades abans diversos científics i enginyers del món hospitalari. És el que avui es coneix com a innovació aplicada: traslladar els coneixements d’una altra àrea a un nou nínxol no relacionat directament amb l’anterior. Així, el 1986 crea Tecnologia Difusió Ibèrica, més coneguda per les sigles: TDI.

En aquells moments hi havia un debat entre els dos mètodes d’automatització més estesos a laboratoris d’hospitals arreu del món. El 1959, Hans Baruch va concebre als Estats Units el primer analitzador químic automàtic discret, el Robot Chemist. Un parell d’anys abans, el Dr. Leonard Skeggs, va asseure les bases de l’AutoAnalyzer, un analitzador per flux continu que va ser fabricat inicialment per la companyia Technicon. Les diferències entre l’un i l’altre mètode radicaven fonamentalment en com les mostres i els reactius eren processats i com la reacció química es duia a terme.

Els analitzadors de flux continu es caracteritzen perquè la reacció química es duu a terme en la mateixa línia de conducció de mostres i reactius, permetent d’una banda l’execució de diverses operacions (barreja, reacció, destil·lació, refredament, escalfament, separació per destil·lació i /o diàlisi, etc.), però limitant la velocitat de testeig com a màxim unes desenes de mostres a l’hora. Presentava diversos inconvenients per a la seva aplicació massiva en cellers, com ara: requeriment d’un ampli espai a la mesada, problemes de fugues per la gran quantitat de circuits necessaris, limitacions a un reduït nombre d’anàlisis ja que cada paràmetre requeria un canal propi per a la determinació, presència necessària del personal a càrrec de l’equip, etc. Aviat va ser fàcil adonar-se que aquesta tecnologia no seria adequada per a tots els cellers, no només pel seu alt preu sinó també per la poca adaptabilitat. Tot i així, TDI va ser pionera en la comercialització d’aquests equips en enologia durant els primers 5-6 anys de la història.

Tot i això, el 1992 ia la vista de les dificultats trobades, TDI comença a investigar la possibilitat d’utilitzar els analitzadors químics discrets, també anomenats seqüencials. En aquests equips, la reacció química entre mostres i reactius es duu a terme en un lloc especialment dissenyat: la cubeta de reacció. S’hi barregen mostres i reactius en la proporció necessària i es deixen durant un cert temps. D’aquesta manera, la diversitat de paràmetres que cal analitzar ve limitada únicament pel nombre de reactius que és possible carregar a l’analitzador i la velocitat de mostreig depèn del nombre de cubetes de reacció que tingui l’equip.

Ja el 1994, TDI introdueix al mercat espanyol el primer analitzador químic seqüencial: el VPI.

VPI

FOTO: Analitzador VPI.

Amb les limitacions pròpies de l’època va permetre als laboratoris dels cellers realitzar anàlisis ràpides, precises i econòmiques sense que calguessin grans inversions. Posteriorment, van venir altres analitzadors com el Lisa 200 el 1995, l’Enochem el 1997 pensat per a cellers mitjans i el Jolly el 1999, un semiautomàtic pensat per als cellers més petits.

LISA 200

FOTO: Analitzador Lisa 200.

Finalment, el 2008, es comença amb la comercialització dels analitzadors químics de la gamma Miura. Aquests analitzadors, amb l’evolució pròpia dels darrers 16 anys, van introduir conceptes innovadors com la distribució rotatòria, l’estació de rentat automàtic de les cubetes i d’altres relacionats amb el programari.

Actualment, aquesta gamma està composta de quatre analitzadors:
– Miura Micro: – Miura Micro: analitzador compacte i econòmic, de cubetes d’un sol ús, capaç de realitzar fins a 60 anàlisis/hora.

Miura Micro

FOTO: Analitzador Miura Micro.

– MiuraOne: analitzador compacte, amb estació de rentat, capaç de fer fins a 90 anàlisis/hora.

Miura One

FOTO: Analitzador Miura One.

– Miura 200: analitzador d’alt rendiment, amb estació de rentat de cubetes inclosa, que permet una velocitat d’anàlisi de fins a 140 anàlisis/hora.

Miura 200

FOTO: Analitzador Miura 200.

– Miura 200 DA: l’analitzador de més capacitat, pensat per a cellers i laboratoris amb alta càrrega de treball. És capaç de realitzar fins a 240 anàlisis/hora gràcies al seu segon braç robòtic incorporat.

Miura 200 2 braços

FOTO: Analitzador Miura 200 DA.

Més enllà de l’avenç de la tecnologia en aquests 30 anys, principalment al camp de la miniaturització de la robòtica, de l’electrònica i de l’òptica, tota la gamma d’analitzadors seqüencials discrets comparteix la mateixa manera de treballar. Potser el major avenç ha passat en la formulació dels reactius, ja que l’alliberament de patents, el descobriment de nous estabilitzants i la millora en la producció d’enzims de diagnòstic ha permès passar de reactius liofilitzats (amb les seves complexes etapes de preparació i limitada vida útil) a la gamma actual de reactius TDI, la majoria aviat a l’ús i amb estabilitats que superen àmpliament l’any.

Funcionalitat d’un analitzador químic seqüencial.

Un analitzador automàtic seqüencial no és ni més ni menys que un espectrofotòmetre al qual se li han automatitzat una gran part de les seqüències de laboratori: dispensació de mostra i reactius, seguiment de la reacció química, lectura d’absorbàncies i càlcul de les concentracions incògnites. Evidentment, per arribar a la gamma actual d’analitzadors hi ha hagut una evolució des del colorímetre de filtres antic, passant pel semiautomàtic fins completament automàtic. No obstant això, podem parlar fonamentalment de 3 parts principals a tots ells.

Seguiment de la reacció

En primer lloc, cal entendre el funcionament d’una reacció química com a mètode de determinació d’un paràmetre. A l’analítica de vins hi ha dos tipus de mètodes fonamentals: els mètodes enzimàtics i els mètodes colorimètrics. Els primers es basen en la utilització d’un enzim, una mena de catalitzador biològic que s’encarrega d’accelerar una determinada reacció química en què intervé l’anàlisi d’interès, de manera que es forma un producte que és fàcilment mesurable a través del seguiment per espectrofotometria a la zona de l’ultraviolat. En els mètodes colorimètrics, en canvi, s’utilitzen compostos de naturalesa orgànica majoritàriament que reaccionen amb la molècula a analitzar i que, com a producte de reacció, generen un compost acolorit fàcil de monitoritzar per espectrofotometria a la zona del visible.

En el seguiment de la reacció química, el calibratge i el càlcul de la concentració desitjada de l’anàlisi d’interès és fonamental l’aplicació de la llei de Lambert-Beer que estableix que l’absorbància d’una mostra a una longitud d’ona determinada és directament proporcional a concentració. Per fer-ho, cal disposar d’un sistema complet d’espectrofotometria que contingui una font d’il·luminació, filtres i un mètode de lectura. Les làmpades, habitualment halògenes, s’encarreguen d’emetre el feix de llum en una àmplia regió de l’espectre UV-Vis, amb una vida útil estimada de 2000 hores d’ús. Per la seva banda, el sistema de filtres s’encarrega que el raig de llum que arriba a la cubeta de reacció sigui tan monocromàtic com sigui possible. Amb aquest objectiu, es fa servir una roda de filtres amb longituds d’ona seleccionades al rang 340-700 nm, cobrint així tot l’espectre d’aplicacions per a la determinació de paràmetres bàsics a l’enologia. L’amplada de banda que deixa passar cada filtre és relativament petita, usualment menor a 5 nm, assegurant així la correcta aplicació de les lleis que governen la interacció llum-matèria. Un cop el feix de llum monocromàtica passa per la cubeta de reacció, part dels fotons són absorbits per la barreja reaccionant. Així, quan el raig arriba al fotodetector, es mesura la intensitat de sortida de la cubeta i se la compara amb la intensitat de llum que arriba quan hi ha transparència (blanc de cubeta).

Als analitzadors més antics, la zona de reacció i la zona de lectura eren diferents. Mentre totes les reaccions es duien a terme en cubetes individuals dins d’una zona d’incubació a temperatura controlada, la lectura se solia fer en una cel·la o cubeta de flux única per la qual es feia passar la barreja de reacció al final del temps determinat la programació. Avui dia, tant la reacció com la lectura final, es realitzen a la mateixa cubeta de reacció. Un sistema de motor i corretja comandat pel processador realitza el moviment rotacional de les cubetes, permetent així que totes vagin passant en l’ordre establert a través del punt de dispensació de mostra i reactius i, passat el degut temps de reacció, per endavant del sistema òptic de seguiment i detecció.

En tots dos casos, l’avantatge dels analitzadors automàtics davant dels espectrofotòmetres tradicionals és la velocitat d’anàlisi i la rapidesa i la senzillesa del càlcul de les concentracions incògnita.

Dispensació de mostres i reactius

Ara que ja sabem com fer la determinació de l’analit, hem d’analitzar com manipular reactius i mostres. Als analitzadors semiautomàtics i als espectrofotòmetres aquestes etapes es realitzaven de forma manual, de manera que es consumia temps de l’operari a càrrec del laboratori. Els analitzadors seqüencials van esmenar aquest problema a través de la implicació de la robòtica en el disseny. Tots els analitzadors automàtics, des del VPI a la gamma Miura, tenen almenys un braç robòtic acabat en una agulla molt fina, que s’encarrega de repetir sistemàticament les accions següents: aspirar els volums necessaris de mostra i reactius, dispensar-los a la cubeta de lectura òptica i dur a terme la homogeneïtzació.

Per dur a terme la dispensació de mostra i reactius cal utilitzar una xeringa o diluïdor que, en el cas de la gamma Miura, és un pistó ceràmic que permet dispensar amb altíssima precisió i repetitivitat volums en el rang de 2-450 μL (segons sigui mostra o reactiu). La qualitat dels materials amb què es fabrica el diluïdor és fonamental perquè l’equip pugui exercir la seva funció innombrables vegades al dia, sense presentar fallades ni pèrdues de precisió durant llargs períodes de temps.

Per evitar la contaminació creuada entre reactius i mostres, l’agulla del braç és sotmesa a processos de neteja automàtica entre mostra i mostra, i entre mostra i reactiu, de manera d’evitar la contaminació per arrossegament de matèria, fenomen conegut com a carry-over.

Quan la barreja de mostra i reactiu ha estat dispensada a la cubeta de lectura, és el mateix braç qui s’encarrega de l’homogeneïtzació, a través d’un sistema d’aspiració i descàrrega convenientment adaptat per evitar la formació de bombolles que poguessin alterar la lectura de l’absorbància. Un cop homogeneïtzada la barreja, es procedeix a fer el seguiment espectrofotomètric de la reacció. Perquè els enzims o el reactiu colorimètric puguin exercir la seva funció en temps relativament curts cal mantenir les cubetes de reacció a una temperatura constant i igual a 37 °C. Això s’aconsegueix mitjançant sistemes de calefacció per circulació d’aire, molt millors en eficiència i seguretat que els antics escalfadors per aigua. La gamma d’analitzadors Miura assegura així una temperatura de reacció de 37,0 ± 0,1 °C.

Un detall a tenir en compte és que, mentre el sistema d’escalfament de les cubetes assegura l’homogeneïtat de temperatura, els reactius solen mantenir-se en condicions de refrigeració per assegurar la seva conservació, elevar la seva vida útil i mantenir així l’estabilitat dels calibratges. Aquest salt tèrmic es resol tècnicament a través d’un sistema de preescalfament de la barreja de mostra i reactius en el braç robòtic, de manera d’assegurar que a l’entrar a la cubeta estiguin molt a prop de la temperatura òptima.

Un detall diferencial entre els diferents tipus d’analitzadors automàtics és que la cubeta de reacció pot ser d’un sol ús o reutilitzable, segons si l’analitzador posseeix o no un sistema automàtic de buidatge i rentat de les cubetes.

Programari de càlcul

Finalment, però sense treure importància a la resta de funcions, tots els analitzadors automàtics es completen amb un programari que comanda l’equip ia través d’una interfície permet a l’usuari realitzar operacions rutinàries com: posicionar reactius i mostres, executar calibratges dels diferents paràmetres, passar controls de qualitat i analitzar-los estadísticament, executar una o més anàlisis sobre una o diverses mostres a través de la confecció de llistes de treball, revisar resultats actuals i anteriors, generar reports i imprimir informes.

Aquesta interfície permet que, un cop carregada la llista de treball i posicionats les mostres i els reactius necessaris, la presència de l’operador ja no sigui necessària. D’aquesta manera queda alliberat per a altres qüestions dins del laboratori i el celler. Així, s’optimitzen temps i es millora la gestió diària del personal i les activitats.

Aquesta funció és el factor diferencial d’un sistema automàtic davant dels espectrofotòmetres tradicionals i fins i tot els semiautomàtics.

La importància de triar un analitzador

Tot i que el funcionament de qualsevol analitzador és relativament senzill, no tots els analitzadors són iguals per dos motius principals. En primer lloc, la fiabilitat i precisió de cada analitzador dependrà de la qualitat dels materials emprats en la fabricació de les peces clau (pistó ceràmic, agulla del braç robot, cubetes, llum, filtres, fotòmetres). En segon lloc, no qualsevol analitzador químic automàtic pot ser emprat per a lanàlisi de mostres tan complicades com el vi. Per cas, cal tenir en compte que els sistemes d’homogeneïtzació i els temps de reacció són molt diferents en el camp de l’enologia respecte al diagnòstic clínic i, així, la seva aplicació directa és lluny de ser tan fàcil com sembla. Per tant, el client hauria de confiar només en aquells analitzadors de provada resposta en enologia, els únics capaços de poder brindar resultats fiables.

TDI va ser i continua sent una companyia pionera en la investigació i desenvolupament d’analitzadors i reactius per a l’analítica en enologia. Els més de 38 anys d’experiència ens deixen un saber fer acumulat que, no només ens avala com a proveïdors, sinó que ens permet assegurar el funcionament correcte de tots els nostres analitzadors per a l’aplicació enològica.

Si teniu una necessitat analítica i voleu saber com resoldre-la, no dubteu a comunicar-vos amb nosaltres via mail info@t-d-i.es, a través del web www.tdianalizadores.com o de les nostres xarxes socials, i junts podrem trobar la millor solució.

Determinació de lalcohol en vi i altres begudes alcohòliques derivades

Foto del producto Ebullómetro de TDI

Determinació de l'alcohol en vi i altres begudes alcohòliques derivades

Dr. Enginyer Mario Ignacio Weibel, responsable I+D+r Tecnología Difusión Ibérica S.L.

Introducció

L’alcohol etílic, també anomenat etanol, és un dels components principals del vi. S’origina a partir de la fermentació dels sucres continguts al raïm, mediada a través de la presència dels llevats. La seva funció en el vi és summament important ja que impacta en l’aroma i el sabor, afecta la seva capacitat d’envelliment i la seva estabilitat. Però no només és un índex de qualitat, sinó que també repercuteix a nivell impositiu: diversos països del món graven les begudes alcohòliques d’acord amb el contingut percentual en etanol. Per aquestes raons, és el paràmetre fisicoquímic més comunament analitzat i més fortament regulat de tots aquells existents al vi.

Usualment, el contingut alcohòlic s’expressa en Grau Alcohòlic Volumètric (GAV, en % vol.) que es podria definir com el nombre de litres d’etanol pur continguts en 100 litres de vi, ambdós volums mesurats a una temperatura de 20 °C.

El 1824 Gay Lussac va publicar una monografia sobre l’alcoholímetre centesimal, sentant així les bases de la determinació del grau alcohòlic per mesurament de la densitat. L’alcoholímetre desenvolupat per Gay Lussac i fabricat per Collardeau-Duheaume era un areòmetre: un instrument que constava d’un cilindre buit amb un bulb pesat en un dels seus extrems i que podia enfonsar-se més o menys en el líquid de mesurament, permetent obtenir la densitat del líquid a través del principi d’Arquímides. Aquest instrumental tan senzill posseïa una escala de lectura graduada en centèsimes de grau alcohòlic. Lluís XVIII, rei de França, va signar aquell mateix any la reglamentació que obligava al pagament d’impostos sobre la base del grau alcohòlic obtingut per aquest mètode.

Gay Lussac va costar-li 6 mesos, amb l’ajuda d’un alumne, poder determinar la relació existent entre la densitat, la temperatura i la composició de les barreges etanol-aigua. D’aquí sorgeix la primera limitació del mètode, només servia per a barreges etanol-aigua, per la qual cosa calia un pas previ a la determinació pròpia del grau alcohòlic: la destil·lació de la mostra.

Durant les dècades següents i fins a l’actualitat s’han continuat fent treballs per millorar i simplificar la determinació del grau alcohòlic en el vi i en altres begudes. Tots aquests treballs van donar lloc a un elevat nombre de tècniques i procediments, que podríem dividir senzillament en dos grans grups: els que requereixen un pas de destil·lació prèvia i els que no. A continuació, es descriuen els principals mètodes aplicats avui dia a laboratoris i cellers.

Mètodes de determinació del grau alcohòlic que requereixen destil·lació prèvia

Aquest tipus de mètodes es troben oficialitzats per l’Organització Internacional de la Vinya i el Vi (OIV) al Compendi Internacional de Mètodes d’Anàlisi (OIV-MA-AS312-01).

El primer pas de la determinació consisteix a obtenir un destil·lat a partir del vi o beguda a analitzar. Per dur-la a terme, el més usual és utilitzar un equip de destil·lació per arrossegament de vapor, per evitar l’escalfament directe que podria deixar residus dins de la pilota de vidre. No obstant això, el destil·lador usat ha d’estar compost d’un generador de vapor, una pilota de vidre, una columna de rectificació i un condensador que compleixin un requisit que exigeix la normativa OIV: després de 5 destil·lacions successives d’una solució hidroalcohòlica al 10% vol. no es pot trobar un resultat menor de 9,9% vol. Expressat d’una altra manera, les pèrdues d’alcohol durant cada destil·lació no poden ser més grans de 0,02% vol.

Qualsevol destil·lador (per arrossegament de vapor o per calor directa) que compleixi aquest requisit pot ser utilitzat per a la destil·lació. TDI comercialitza amb molt èxit des de ja fa uns quants anys el DE-2000, un destil·lador per arrossegament de vapor conforme a normes europees i OIV, no només per a la determinació del grau alcohòlic, sinó també aplicable a la determinació de l’acidesa volàtil i de l’àcid sòrbic d’acord amb les respectives normatives OIV. El DE-2000 té un generador de vapor d’alumini amb calefacció elèctrica; injecció per bomba dosificadora de l’aigua necessària a l’evaporador; preescalfament automàtic del generador, i barbotejador en acer inoxidable, amb resistència complementària, que permet la destil·lació de la mostra sense augment del volum inicial de la mateixa. És l’equip ideal per a laboratoris oficials i cellers que busquin la màxima precisió i ajustament a les normatives oficials. En condicions normals, el DE-2000 permet obtenir el destil·lat de la mostra en aproximadament 5 minuts, dotant el laboratori de rapidesa a l’hora de determinar el grau alcohòlic d’una mostra.

La mostra normalment no necessita cap tractament previ, excepte l’eliminació del diòxid de carboni que hi pogués ser present. El procediment és senzill: en un matràs aforat de 200 mL es mesura la mostra a analitzar (en la mesura que sigui temperada a la temperatura de l’aforament, usualment 20 °C) i es col·loca a la pilota de destil·lació, arrossegant la mostra que podria haver quedat al matràs amb petites quantitats d’aigua destil·lada. Posteriorment, s’hi afegeixen 10 mL de beurada de calç i, opcionalment, material porós i/o líquid antiescumant per millorar la destil·lació. En un altre matràs aforat es recullen 198-199 mL de destil·lat i s’enrasa a 200 mL amb aigua destil·lada assegurant que la temperatura de la mostra estigui a 20 °C.

Obtingut el destil·lat de la mostra en anàlisi, la normativa OIV permet realitzar la determinació de la densitat d’aquesta barreja hidroalcohòlica per al càlcul posterior del grau alcohòlic a través de 4 mètodes que han avançat força en relació amb l’antic alcoholímetre de Gay-Lussac. Els primers tres mètodes són de tipus I, és a dir, són el mètode de referència per a l’OIV, mentre que el quart és un mètode comú que es pot utilitzar com a rutina.

– Picnometria: requereix la utilització d’un picnòmetre de vidre pyrex, una balança amb quatre decimals de precisió i la utilització de substàncies de calibratge. Comparant els pesos del destil·lat a analitzar amb el pes de les substàncies de calibratge, es poden obtenir el volum del picnòmetre i la densitat del destil·lat. Finalment, a partir de les taules publicades a la normativa OIV, es pot realitzar el càlcul final del grau alcohòlic en funció de la densitat determinada.

– Densimetria electrònica: aquest tipus d’equips es basa en la determinació de la densitat per lús dun oscil·lador de freqüència. Un tub capil·lar en forma d’U contenint la mostra a analitzar es col·loca sota una estimulació electromagnètica i comença a oscil·lar amb un període el valor del qual al quadrat és directament proporcional a la densitat de la mostra. Usualment, cal un calibratge a dos punts amb fluids de densitat coneguda (aire i aigua, per exemple). La temperatura del capil·lar a què es realitzen els mesuraments ha de ser constant i igual a 20 °C Un equip ben dissenyat que compleixi totes aquestes condicions pot donar ràpidament el valor de densitat i grau alcohòlic de la barreja hidroalcohòlica obtinguda després de la destil·lació i, per tant, de la mostra analitzada. Aquest tipus d’equips, particularment els que lliuren resultats de densitat amb cinc decimals, són els més precisos del mercat i permeten obtenir resultats de grau alcohòlic amb dos decimals de manera molt ràpida. L’ALM-155, concebut i fabricat amb tecnologia japonesa, i comercialitzat de forma exclusiva per TDI, és possiblement el densímetre de millor relació qualitat-preu del mercat. El programari, exclusiu per a enologia, permet llegir els resultats directament en grau alcohòlic, sense necessitat de recórrer a taules de conversió.

– Balança Hidrostàtica: basa el seu funcionament en el Principi d’Arquímedes “un cos sòlid que se submergeix en un líquid rep una empenta igual a la del pes del fluid desplaçat”. Consisteix, com el seu nom indica, en una balança que funciona amb un sistema semblant a la palanca per determinar la força d’empenta sobre un flotador de volum conegut. Aquest flotador se submergeix completament dins un cilindre ple del destil·lat a analitzar i, després d’uns segons d’estabilitat, es llegeix directament la densitat del líquid o el grau alcohòlic si l’equip ho permet. Tot i que és un equipament molt senzill, per obtenir un nivell de precisió adequat es requereix una balança amb 3-4 decimals i seguir uns procediments de neteja estrictes entre mostra i mostra, tant del cilindre com del flotador.

– Hidrometria i Refractometria: comprèn la utilització d’un alcoholímetre centesimal que compleixi els requisits de la classe I o II definits per l’Organització Internacional de Metrologia Legal (OIML) o un refractòmetre amb capacitat per mesurar índexs de refracció entre 1,330 i 1,346. En tots dos casos, caldrà mesurar també la temperatura del destil·lat a analitzar per poder fer les correccions pertinents. El termòmetre ha de tenir una escala almenys de 0,05 °C. És un mètode menys precís, però que es pot utilitzar com de rutina en faltar alguns dels altres equipaments abans anomenats.

Mètodes de determinació del grau alcohòlic que no requereixen destil·lació prèvia

L’avenç de la tecnologia des de la invenció de Gay Lussac va portar un gran nombre de mètodes que es poden aplicar a la determinació del grau alcohòlic en vi i altres begudes, i no requereixen del pas previ de destil·lació de la mostra. Entre aquestes tècniques podríem esmentar: ebullometria, oxidació química, mètodes enzimàtics, biosensors, potenciometria, electroforesi capil·lar, cromatografia gasosa, cromatografia líquida, espectroscòpia infraroja, etc. Per diversos motius que inclouen el cost de l’equipament, el volum de mostra necessari, la toxicitat dels reactius emprats, la baixa repetitivitat i la precisió; molt pocs daquests mètodes es fan servir diàriament en cellers i laboratoris oficials. Les tres eines més importants que es fan servir en rutina per determinar el grau alcohòlic de vins i altres begudes són: l’ebullometria, l’espectroscòpia d’IR proper (NIR) i l’espectroscòpia d’infraroig per transformada de Fourier (FTIR). A continuació, es descriuen cadascun d’aquests mètodes.

Ebullometria

És una tècnica basada en el mesurament precís del punt d’ebullició d’una mostra líquida a una pressió determinada. En barreges pures d’alcohol i aigua, el descens de la temperatura d’ebullició respecte a la de l’aigua pura està relacionat amb la quantitat d’alcohol a la mostra. Hi ha taules que permeten predir amb exactitud la composició d’una barreja etanol-aigua a partir de la temperatura d’equilibri líquid-vapor per a una certa pressió atmosfèrica. Al vi, la presència d’altres substàncies diferents de l’etanol (sucres, àcids, polifenols) afecta aquesta predicció perquè cadascuna pot generar un ascens o descens del punt d’ebullició diferent del que genera l’etanol a l’aigua. Tot i això, per a vins secs moltes d’aquestes substàncies, en concentracions normals, compensen les pujades amb les baixades, resultant així que l’ebullometria es pot aplicar perfectament en aquestes begudes amb una exactitud de ±0,1% vol. Per a vins semi-dolços i dolços, cal fer correccions d’acord amb el contingut de substàncies dissoltes de cada mostra.

L’equipament és molt senzill. Consisteix en un recipient on hi ha la mostra de vi i un termòmetre de precisió per determinar el punt d’ebullició exacte, a més d’un mesurador de la pressió atmosfèrica per fer les correccions pertinents. Un punt crític de la tècnica és que cal que en tot moment l’ebullició es faci sota un reflux total. D’aquesta manera s’eviten les pèrdues de vapor d’etanol i la consegüent pèrdua de precisió en la determinació. Per obtenir el reflux total, cal un condensador pel qual circuli un refrigerant (aigua freda, per exemple) que mantingui en tot moment la temperatura prou baixa per condensar tot el vapor.

Tot i les limitacions exposades, l’ebullometria és un mètode clàssic, ràpid, econòmic i senzill per determinar el grau alcohòlic de la majoria dels vins al celler. L’Ebullòmetre automàticEbullòmetre automàtic per a article tècnic comercialitzat per TDI és el més avançat tecnològicament parlant avui dia. La pantalla tàctil, el control automàtic de la potència de calefacció, el mesurament precís de la temperatura gràcies a la seva sonda calibrable i la determinació automàtica de la pressió atmosfèrica (evitant el molest ús de discos i taules de correcció) fan que en només dos passos i en menys de 5 minuts qualsevol usuari pugui determinar el grau alcohòlic del seu vi o beguda.

Espectroscopia NIR i FTIR

Els mètodes que utilitzen tècniques espectroscòpiques vibracionals, com ara NIR o FTIR, es caracteritzen per ser ràpids, directes, simples i sense necessitat d’utilitzar reactius químics per a la determinació del grau alcohòlic. Eliminen no només la necessitat de la destil·lació prèvia de la mostra, sinó que també totes les manipulacions que cal realitzar durant les determinacions amb altres tècniques, reduint per tant el marge d’error i augmentant la repetitivitat.

Usualment, els equips NIR solen ser més petits, portables i econòmics que els FTIR. El camp de longituds d’ona de treball als analitzadors NIR va de 750 a 2500 nm. Aquesta zona de l’espectre es relaciona amb sobretons i vibracions de combinació de molècules amb enllaços C-H, N-H i O-H. Certes zones de l’espectre es poden utilitzar per a la determinació específica del contingut en alcohol. Per exemple, l’analitzador Alcoquick 4000 comercialitzat per TDIFoto del producte Alcoquick de TDI utilitza una sèrie de longituds d’ona escollides especialment a l’espectre NIR de
la mostra que permeten la determinació directa del grau alcohòlic en menys d’un minut,
sent necessari només uns 40 mL de vi. Aquest sistema, desenvolupat
i patentat a Alemanya, permet un mesurament exacte (±0,1% vol.) i molt repetitiu (±0,05% vol.). Opcionalment, l’Alcoquick 4000 pot venir complementat amb un tub en U oscil·lant que permet la mesura simultània de la densitat i el càlcul de l’extracte sec a partir de les dades obtingudes.

D’altra banda, els equips FTIR són més avançats quant a qualitat i capacitat analítica respecte als NIR, cosa que també fa que siguin de més preu. A l’espectroscopia FTIR s’aplica l’espectre complet de l’infraroig (entre 7800-350 cm-1) millorant la velocitat de l’anàlisi i els límits de detecció. Amb la informació obtinguda de tot l’espectre i combinant eines d’anàlisi de regressió multicomponent i quimiometria s’aconsegueixen obtenir calibratges per determinar un gran nombre de paràmetres. Per exemple, l’analitzador Bacchus 3, Bacchus 3 Multispec automàtic per a article tècniccomercialitzat per TDI, permet obtenir tota la informació necessària d’una mostra en mig minut, determinant els paràmetres d’importància següents en enologia com: àcid màlic, àcid làctic, glucosa + fructosa, acidesa volàtil, pH, acidesa total, densitat i, per descomptat, el grau alcohòlic del vi. D’aquesta manera, el cost més gran s’explica per l’àmplia quantitat de paràmetres que es poden obtenir de manera simultània a partir d’una mateixa mostra.

Conclusió

La determinació fiable i precisa del grau alcohòlic és avui una realitat a l’abast de tota mena de laboratoris. Un assessorament legítim i capaç com el que ofereix TDI permet al client conèixer totes les opcions disponibles i triar aquella que millor s’ajusti a les seves necessitats i pressupost.

Els mètodes oficials amb destil·lació i determinació de la densitat del destil·lat (preferiblement a través de densitometria electrònica) seran l’opció preferent per a laboratoris que han de donar resultats oficials i acreditables. En aquest cas, la combinació del destil·lat DE-2000 amb el densímetre ALM-155 permetrà tenir rapidesa, precisió, exactitud i confiança tant a l’operador de l’equip, com al proveïdor de resultats ia l’usuari.

D’altra banda, els cellers es podrien beneficiar de la utilització d’un equip NIR per mesurar l’alcohol. L’Alcoquick 4000 és la millor solució si es busca rapidesa, economia i senzillesa. Si la determinació del grau alcohòlic és només una més de diversos paràmetres, lopció d’un analitzador FTIR com el Bacchus 3 comença a entrar en joc per als cellers per tenir una solució multiparamètrica a les seves necessitats analítiques.

Finalment, l’opció més econòmica però amb un alt grau d’automatització, per a cellers petits i mitjans, és l’Ebullòmetre, una tècnica molt senzilla, ràpida i amb el grau d’exactitud suficient per als assajos de rutina.

Com des de l’inici del seu camí, TDI aposta sempre per la simplificació del treball i la facilitat en l’ús de les tècniques analítiques més modernes, permetent alliberar el temps de l’operador per a altres tasques, evitant la complexitat del maneig de substàncies tòxiques i/o perilloses i contribuint a facilitar la tasca diària de l’enòleg, que només s’ha de responsabilitzar de prendre les decisions adequades per obtenir el millor dels vins.

Si teniu una necessitat analítica i voleu saber com resoldre-la, no dubteu a comunicar-vos amb nosaltres via c/e (info@t-d-i.es), a través del web www.tdianalizadores.com o de les nostres xarxes socials, i junts podrem trobar la millor solució

IMATGE: Destil·lador DE-2000 per a determinacions oficials de grau alcohòlic i acidesa volàtil.

Foto del Destil·lador DE 2000 de TDI

IMATGE: Densímetre ALM-155, el densímetre de millor relació qualitat-preu del mercat.

Foto del Densímetre Digital ALM-155 de TDI

Automatització al laboratori enològic

Bacchus 3 Multispec automatico para artículo técnico

Automatització al laboratori enològic

Dr. Enginyer Mario Ignacio Weibel, responsable I+D+r Tecnología Difusión Ibérica S.L.

Introducció

La producció de vi és un procés complex i intricat que inclou múltiples etapes des del cultiu de la vinya fins a l’embotellat. Per aquesta raó, hi conflueixen un gran nombre de variables i factors que afecten de manera directa i indirecta la qualitat d’un vi. És, per tant, un procés capaç de tenir arestes molt subjectives i d’altres de molt objectives. Es podria dir que la combinació de factors naturals i climàtics, lexperiència i la sensibilitat de lonòleg i, per descomptat, una mica de ciència, és la que fa que un vi sigui millor o pitjor per al consumidor. En aquesta mica de ciència, la utilització de productes enològics i la realització d’anàlisis al most i vi juguen un paper predominant per assegurar la qualitat i la consistència del vi.

Els laboratoris enològics són els responsables de dur a terme un gran nombre de determinacions sobre el most i el vi, incloent-hi anàlisis de tipus físic, químic i també microbiològic de manera de poder monitoritzar la fermentació, assegurar la qualitat del vi embotellat i ser capaços de identificar els problemes potencials que poden sorgir durant la vinificació. Per tant, la seva importància dins el celler i la cadena de la indústria vinícola no pot ser subestimada.

Per a moltes empreses, l’externalització del servei de laboratori és una pràctica comuna i estesa. En altres articles es va discutir la importància d’internalitzar aquesta funció a causa d’un gran nombre d’avantatges que es podrien resumir en les següents:
­- Menor cost analític: degut a la internalització de la funció, sempre que el nombre de mostres a analitzar ho justifiqui.
-­ Major rapidesa en l’obtenció de resultats: els resultats s’obtenen en qüestió de minuts, davant de les 24-48 hores que pot trigar un laboratori extern.
-­ Major rapidesa en la presa de decisions: la ràpida obtenció de resultats analítics permet vigilar de prop l’evolució del vi i poder prendre les decisions pertinents amb més prestesa.
-­ Major i millor control del producte: la possibilitat de tenir les analítiques realitzades en curt temps i poder prendre decisions ràpides en base als resultats obtinguts, executant les accions correctives en menor temps, brinda més eficiència i eficàcia al sistema de control de la qualitat del vi.
Qualsevol celler hauria de comptar amb un panell bàsic de determinacions fisicoquímiques que permeti a l’enòleg poder dur a terme un control adequat de la qualitat del most, de la fermentació i del vi embotellat. Aquest panell inclouria, almenys, les determinacions següents:
-­ Graus Brix: per efectuar els controls de maduresa del raïm i de seguiment de la fermentació alcohòlica.
­- pH: per a controls de maduresa del raïm i estabilitat del vi.
­- Acidesa Total: per monitoritzar l’estabilitat del vi.
­- Nitrogen assimilable: per mantenir sota vigilància el nivell de nutrició del most en fermentació i evitar així riscos de fermentacions lentes o parades sobtades.
­- Grau Alcohòlic: per assegurar la qualitat del vi embotellat.
­- Acidesa Volàtil: per detectar el possible desenvolupament de microorganismes perjudicials per al vi.
-­ Sulfit Lliure i Total: per monitoritzar els nivells de protecció antioxidant i antibacteriana del vi.

Tradicionalment, el laboratori d’un celler comptava amb una gran quantitat de material de vidre (gots, matrassos, pilotes) de diverses formes i mides, alguns fins i tot de confecció molt artesanal, cremadors de tipus Bunsen de gas o alcohol, buretes de valoració, reactius químics de diferent índole (àcids, bases, oxidants, reductors, entre d’altres) i, en el millor dels casos, un espectrofotòmetre.

Totes aquestes arts, si bé complien i compleixen avui dia el seu objectiu de manera molt satisfactòria, sí que requereixen una capacitat i un coneixement tècnic relativament avançat per poder dur a terme les determinacions analítiques en absència d’errors significatius. D’altra banda, el temps necessari per preparar el material, dur a terme el mesurament i després reacondicionar el material per a la mostra següent, impedeix que l’operari pugui dedicar-se a altres tasques productives. També s’ha de tenir en compte que la mida d’aquests equipaments cal que es requereixi un volum més gran de mostra i un major consum de reactius químics. A més, sempre hi ha el risc de contaminacions creuades i la dificultat de mantenir les mateixes condicions d’anàlisi per a les diferents mostres. Tot allò detallat resulta en un major cost analític per al laboratori sumat a un menor rendiment quant al nombre de proves que és possible realitzar durant una jornada de treball.

Totes les limitacions assenyalades per als mètodes manuals es poden superar per la introducció de sistemes automàtics d’anàlisi. En els darrers anys, l’avenç en els camps de l’enginyeria robòtica, informàtica i òptica, entre d’altres, ha possibilitat el desenvolupament d’instrumental científic per a l’execució d’anàlisi de manera fiable, precisa, ràpida i sobretot econòmica. La qualitat en el disseny d’aquests equips permet treballar amb volums molt petits de mostra i reactiu, pràcticament autònomament. La conseqüència per al laboratori és una reducció forta en el consum de reactius químics i en la necessitat de supervisió humana dels assaigs. Així s’obté un laboratori menys costós, més ràpid en el lliurament de resultats i molt més eficient en la utilització dels recursos. Però l’automatització no només pot millorar la precisió i la velocitat d’anàlisi, sinó que també redueix la probabilitat d’error humà durant l’execució de la prova, a més d’oferir una protecció més gran a l’operari davant dels diferents tipus de risc químic presents en un laboratori. Tots aquests avenços redunden finalment en una major qualitat dels vins.

Per què escollir un sistema automàtic danàlisi?

L’elecció d’un sistema automatitzat d’anàlisi al laboratori enològic comporta un bon nombre de beneficis incloent-hi els següents.

Exactitud i precisió millorades: els sistemes automàtics poden mesurar la mida de mostra amb més i millor precisió, reduint la possibilitat d’errors humans. En aquest cas, les pipetes automàtiques són el exemple clar d’una dispensació de volums molt petits de manera molt precisa, que és el punt crític en una analítica de precisió. Així, per cas podem esmentar el sistema de dilució de pistó ceràmic que posi a tots els analitzadors de la gamma Miura, i que permeten manejar volums de l’ordre de 3 μL amb una precisió màxima. No només la dispensació és molt precisa sinó que, a més, és altament repetitiva assegurant així una variabilitat baixa entre resultats d’una mateixa mostra.

Eficiència i productivitat: els sistemes automàtics poden processar un nombre més gran de mostres en un menor temps, reduint per tant el temps mitjà de resposta d’una anàlisi. Això és summament important, particularment en temps d’altes càrregues de treball (per exemple, durant la verema) on cal rapidesa en el lliurament de resultats i reduir la necessitat de treball manual per dedicar-lo a altres activitats dins del celler.

Millor manipulació de les dades: els sistemes automàtics milloren ladquisició i el tractament dels resultats de laboratori. D’una banda, permeten desar electrònicament les dades, reduint el temps necessari per a la càrrega manual, amb l’error humà que comporta. D’altra banda, el resguard electrònic permet accedir fàcilment als resultats des de qualsevol punt, permetent una anàlisi ràpida per identificar tendències i prendre decisions de manera ràpida i informada.

Control de qualitat millorat: la possibilitat d’obtenir dades, ja sigui en temps real o en un curt lapse de temps, tant del procés de vinificació com del vi embotellat, permet avançar-se a la detecció de problemes i errors potencials i prendre les accions correctives necessàries. D’aquesta manera, és més fàcil assegurar que el vi compleixi els requisits de qualitat necessaris, reduint les minves per manca de qualitat i els riscos de contaminació o de deteriorament.

Menors costos i estalvi de diners: ncara que la inversió inicial per adquirir un equipament automàtic sigui més gran, el retorn és ràpid degut a la disminució dels costos operatius del laboratori per una reducció del treball manual i una major eficiència en la utilització dels recursos.

Alguns exemples d’automatització al laboratori enològic

Si el que s’està buscant és reduir el temps de treball manual i obtenir resultats més ràpids per als paràmetres d’interès més importants, hi ha diverses alternatives per assolir aquests objectius. Algunes, les més importants, pel tipus de paràmetre que poden determinar s’enumeren a continuació de manera no exhaustiva.

Analitzadors químics automàtics

Són la versió automatitzada dels espectrofotòmetres convencionals de laboratori. Aquest tipus d’equips combinen una tecnologia òptica avançada d’alta fiabilitat amb un sistema robòtic que permet dispensar mostra i reactius en volums de l’ordre dels microlitres amb una precisió i exactitud elevada. En combinació amb els kits de reactius adequats permeten realitzar la determinació d’una gran varietat de compostos d’interès en el vi i el most:

– Sucres: glucosa, fructosa i sacarosa.
– Àcids orgànics: acètic, lmàlic, làctic, dlàctic, glucònic, cítric, tartàric, pirúvic.
– Nitrogens: amoniacal (fracció inorgànica) i αamínico (fracció orgànica).
– Sulfit lliure i total.
– Ions: calci, coure, ferro, potassi.
– Altres compostos: acetaldehid, catequines, polifenols, antocians, color.

Com podeu imaginar el lector, amb aquest tipus d’equips és possible obtenir una composició molt detallada i completa dels principals components del vi, permetent així un seguiment i control molt específics.

La gamma Miura d’analitzadors químics automàtics que comercialitza TDI es caracteritza per ser la més àmplia i versàtil del mercat, ja que s’ajusta a les necessitats específiques de cada celler, independentment de la mida. Consisteix en una família de quatre analitzadors:

Miura MicroFOTO: Miura Micro

Miura OneFOTO: Miura OneMiura 200

FOTO: Miura 200Miura 200 2 braços

FOTO: Miura 200 2 braços

– Miura Micro: analitzador compacte i econòmic,
de cubetes d’un sol ús, capaç de realitzar fins a 60 anàlisis/hora.
– Miura One: analitzador compacte, amb estació de rentat, capaç de fer fins a 90 anàlisis/hora.
– Miura 200: analitzador d’alt rendiment, amb estació de rentat de cubetes inclosa, que permet una velocitat d’anàlisi de fins a 140 anàlisis/hora.
– Miura 200 DA: l’analitzador de més capacitat, pensat per a cellers i laboratoris amb alta càrrega de treball,
és capaç de realitzar fins a 220 anàlisis/hora gràcies al seu segon braç robòtic incorporat.

Analitzadors FTIR automàtics

Aquest tipus d‟analitzadors es basen en la interacció física entre la radiació de l‟espectre infraroig i la mostra. Gràcies a un treball previ estadístic de calibratge, utilitzant mostres reals amb resultats coneguts, és possible obtenir informació de diversos components del vi a partir d’una mateixa mostra i un únic espectre FTIR, sense cap tipus de consum de reactiu, convertint-se així en la solució analítica de menor cost operatiu i menor ús de consumibles.

La velocitat danàlisi que es pot obtenir amb aquests equips és inigualable, ja que permet obtenir diversos paràmetres duna única mostra a una velocitat de 60 mostres/hora. Això converteix l’analitzador FTIR Bacchus 3 en un dels sistemes més potents del mercat per obtenir dades de composició del vi.

Valoradors automàtics

Els valoradors automàtics com el FLASH són sistemes de seguiment de reaccions de valoració del tipus àcid/base i redox. L’equip té una o més xeringues de dispensació de reactiu valorant accionades per un motor de passos que li brinda una altíssima precisió en la determinació. També presenta un sistema rotatori de 16 o 35 posicions que permet carregar un alt nombre de mostres que es van analitzant de manera autònoma sense intervenció de l’operari.

Titrador Flash per a article tècnic

FOTO: Titrador Flash

La flexibilitat d’aquest equip permet que, en funció del tipus d’elèctrode triat com a sensor, es puguin fer una gran varietat de determinacions analítiques. En el cas del vi és possible emprar un elèctrode de pH per realitzar valoracions de pH i acidesa total, o un elèctrode de doble anell de platí per a la determinació del contingut de sulfit lliure i total a través del mètode de Ripper.

Tot el cop que el reactiu valorant és dispensat per una xeringa i els reactius auxiliars s’addicionen per mitjà de bombes peristàltiques es redueix el risc químic a què està sotmès l’operador de laboratori.
A més, el sistema d’autoenrase d’aquests equips permet que l’operador no s’hagi de preocupar per carregar un volum exacte de mostra al recipient de valoració, reduint per tant les tasques manuals.

Sistemes automàtics de determinació del grau alcohòlic

La darrera novetat presentada a ENOMAQ 2023 és l’ebullòmetre automàtic de TDI.

Ebullòmetre automàtic per a article tècnic

FOTO: Ebullòmetre atomàtic

Aquest equip permet determinar el grau alcohòlic d’una mostra de vi sense destil·lar, en només dos passos. El primer pas és la càrrega de la mostra de vi. Completada aquesta etapa, l’equip procedeix, de manera completament autònoma, a escalfar la mostra fins a l’ebullició, mesurant de manera exacta la temperatura del punt d’ebullició i la pressió atmosfèrica del moment de manera de fer les compensacions necessàries per al càlcul del grau alcohòlic. Tot això en poc temps i amb gairebé nul·la intervenció de l’operari. És un equip molt compacte i fàcil d’utilitzar, ideal per a tot tipus de cellers. Per ampliar encara més el camp d’aplicació, teniu la possibilitat de treballar amb diferents ajustaments per als diferents tipus de vins a analitzar.

Conclusió

Com hem vist, avui dia hi ha una diversitat d’equips que ens permeten automatitzar les diverses tasques analítiques de laboratori. L’automatització permet reduir costos i temps d’operació dins del laboratori.

Bacchus 3 Multispec automàtic per a article tècnic

FOTO: Bacchus 3

TDI, amb més de 37 anys d’història al camp de l’analítica enològica, té una àmplia experiència en el desenvolupament d’eines automatitzades per a l’anàlisi de components químics principals en vins i mosts.

Contacteu amb nosaltres, per conèixer de primera mà, el catàleg de solucions que tenim disponibles i així ajudar-vos a triar per al vostre laboratori aquells sistemes que podrien maximitzar l’ús dels seus recursos, augmentant l’eficiència i reduint els costos de les tasques pròpies del control de qualitat.

Som TDI, som l’ENOLUCIÓ!

Què és un analitzador químic automàtic?

Analizador químico automático:

Què és un analitzador químic automàtic?

Dr. Enginyer Mario Ignacio Weibel, responsable I+D+r Tecnología Difusión Ibérica S.L.

El disparador d’aquest article és haver tornat a escoltar una frase que s’atribueix erròniament a Peter Drucker, el considerat pare del management. Aquesta frase pertany de fet a Lord Kelvin, físic i matemàtic d’origen britànic que va desenvolupar, entre altres coses, l’escala de temperatura absoluta Kelvin. La frase dice así: “El que no es defineix no es pot mesurar. Allò que no es mesura, no es pot millorar. Allò que no es millora, es degrada sempre”.

Cal centrar-se especialment en les dues darreres oracions. La primera apunta que per poder millorar un producte caldrà mesurar alguna propietat que ens permeti saber si el procés de fabricació és perfectible o presenta errors que alteren la qualitat del producte a obtenir. L’última pregària ens explica que, si fallem a millorar el producte perquè no tenim les mesures necessàries, segurament el producte es degradi amb el pas del temps i/o campanya rere campanya, per la manca d’indicadors fiables que ens donin una idea del nivell de qualitat del producte.

Quan mesurar és una necessitat

Aquesta senzilla frase posa de manifest la necessitat imperiosa de disposar de dades fiables sobre la composició qualitativa i quantitativa del nostre vi. Una opció per als qui no disposen d’eines analítiques pròpies és enviar mostres de vi a algun dels diversos centres de titularitat pública i privada que hi ha a Espanya i que es dediquen a la determinació de diversos paràmetres d’importància en el vi. Hi ha diversos i molt bons laboratoris, amb un nivell d’equipament diferent per poder donar resposta a les necessitats dels cellers. L’alternativa és tenir algun tipus d’equipament analític propi. Durant molt de temps, era comú veure que els laboratoris dels cellers disposessin d’espectrofotòmetres UVVis. Amb aquests equips, es duia a terme manualment el seguiment de les reaccions enzimàtiques necessàries per determinar els paràmetres clau de control del procés. No obstant això, l’avenç científic i tècnic va permetre que avui dia hi hagi solucions més eficaces per tirar endavant aquests assajos: els analitzadors químics automàtics.

Un analitzador químic automàtic és el resultat de l’avenç tecnològic en diversos camps de la ciència com l’electrònica, la robòtica, l’òptica, la ciència dels materials, que es combinen per fabricar un dispositiu que ofereix una solució precisa, eficient i segura a les necessitats analítiques d´un celler. L’elevat com
ponent tecnològic de l’equip no treu que la utilització sigui extremadament senzilla i, sobretot, molt pràctica. D’una manera molt bàsica, es podria descriure un analitzador automàtic com la suma de tres parts diferents: la part robòtica que s’encarrega de la dispensació de reactius i mostres, la part espectrofotomètrica que s’encarrega del seguiment de la reacció, i finalment el programari que s’encarrega d’enviar i rebre ordres d’execució a les parts anteriors juntament amb la interfície d’interacció amb l’usuari/analista.

La mà “mecànica” que bressola el bressol

Tot analitzador automàtic presenta un o més braços robòtics acabats en una agulla, que s’encarreguen de repetir sistemàticament les accions següents: aspirar els volums necessaris de mostra i reactius, dispensar-los a la cubeta de lectura òptica i dur a terme l’homogeneïtzació.

El volum aspirat ve definit pel diluïdor, que en el cas de la gamma Miura és un pistó ceràmic que permet dispensar amb altíssima precisió i repetitivitat volums al rang de 2450 ul (segons sigui mostra o reactiu). La qualitat del diluïdor permet a l’equip exercir la seva funció innombrables vegades al dia, sense presentar fallades ni pèrdues de precisió durant llargs períodes de temps.

Per la seva banda, l’agulla del braç és sotmesa a processos de neteja automàtica entre mostra i mostra i entre mostra i reactiu, per evitar la contaminació creuada per arrossegament de matèria, fenomen conegut com carry‐over.

Amb la barreja de mostra i reactiu dispensada a la cubeta de lectura, és el mateix braç qui s’encarrega de l’homogeneïtzació, mitjançant un sistema d’aspiració i descàrrega convenientment adaptat per evitar la formació de bombolles que poguessin alterar la lectura de l’absorbància.

Els “ulls” que ho observen tot

Amb la barreja de mostra i reactius homogeneïtzada dins la cubeta, cal que la reacció es dugui a terme a una temperatura òptima, que permeti accelerar l’activitat dels enzims de manera que la reacció química es produeixi en el menor temps possible. Usualment, les cubetes de reacció es mantenen a una temperatura constant i igual a 37 °C per no afectar el transcurs de la reacció. Això s’aconsegueix mitjançant mecanismes d’escalfament per circulació d’aire, molt millors en eficiència i seguretat que els antics mecanismes d’escalfament per aigua. La gamma d’analitzadors Miura assegura així una temperatura de reacció de 37,0 ± 0,1 °C.

Analitzador químic automàtic:

IMATGE: Detall d’un analitzador químic Miura de TDI.

Un sistema de motor i corretja comandat pel processador, realitza el moviment rotacional de les cubetes, permetent així que totes vagin passant en l’ordre establert a través del punt de dispensació de mostra i reactius i, passat el degut temps de reacció, per davant del sistema òptic. El conjunt òptic està format bàsicament per una làmpada, una roda de filtres, la cubeta de reacció i un fotodetector.

El llum s’encarrega d’emetre el feix de llum a una àmplia regió de l’espectre UVVis, amb una vida útil estimada de 2.000 hores d’ús. Per la seva banda, el sistema de filtres s’encarrega que el raig de llum que arriba a la cubeta de reacció sigui tan monocromàtic com sigui possible. Amb aquest objectiu, s’empra una roda de filtres amb longituds d’ona seleccionades al rang 340700 nm, cobrint així tot l’espectre d’aplicacions per a la determinació de paràmetres bàsics a l’enologia. L’amplada de banda que deixa passar cada filtre és relativament petita, usualment menor a 5 nm, assegurant així la correcta aplicació de les lleis que governen la interacció llum-matèria.

Un cop el raig de llum monocromàtica passa per la cubeta de reacció, part dels fotons són absorbits per la mescla reaccionant. Així, quan el feix arriba al fotodetector es mesura la intensitat de sortida de la cubeta i se la compara amb la intensitat de llum que arriba quan hi ha transparència (blanc de cubeta). Els processos d’interacció llummatèria estan governats per la llei de LambertBeer que ens permet conèixer la quantitat de llum absorbida per una solució a una longitud d’ona determinada, d’aquí la importància de la llum monocromàtica que arriba a la cubeta. Aquesta llei fisicoquímica permet relacionar la quantitat de llum absorbida amb la concentració de l’analit en qüestió. Per obtenir la concentració d’una mostra incògnita, se solen emprar dos mètodes: treballar amb un factor teòric o fer una corba de calibratge amb mostres de concentració coneguda (anomenats estàndards). Amb qualsevol dels dos mètodes, és el programari qui s’encarrega d’obtenir les dades de les mostres i mitjançant el factor o el calibratge, aplicar els càlculs necessaris per obtenir la concentració de la mostra analitzada.

Acabada la reacció i segons el tipus d’analitzador, les cubetes queden descartades per a la següent anàlisi (si fossin un sol ús) o passen a un cicle de neteja (si fossin reutilitzables) a través d’una estació de rentat que s’encarrega de treure els reactius, netejar i assecar les cubetes, deixant-les aviat per a la següent anàlisi. El rentat de cubetes s’executa simultàniament a la dispensació de reactius i la lectura fotomètrica, de manera de disposar sempre de cubetes aviat a l’ús per continuar amb la llista de treball.
Un detall a tenir en compte és que, mentre el sistema d’escalfament de les cubetes assegura l’homogeneïtat de temperatura, els reactius solen mantenir-se en condicions de refrigeració per assegurar-ne la conservació, elevar la vida útil i mantenir així l’estabilitat dels calibratges. Aquest salt tèrmic es resol tècnicament a través d’un sistema de preescalfament de la barreja de mostra i reactius al braç robòtic, de manera d’assegurar que en entrar a la cubeta estiguin molt a prop de la temperatura òptima.

Analitzador químic automàtic:

El “cervell” de l’analitzador

El funcionament de l’analitzador automàtic es completa amb un programari que comanda l’equip i mitjançant una interfície permet a l’usuari realitzar operacions rutinàries com: posicionar reactius i mostres, executar calibratges dels diferents paràmetres, passar controls de qualitat i analitzar-los estadísticament, executar-ne un o més anàlisis sobre una o diverses mostres a través de la confecció de llistes de treball, revisar resultats actuals i anteriors, generar reports i imprimir informes.

Aquesta interfície permet que, un cop carregada la llista de treball i posicionats les mostres i els reactius necessaris, la presència de l’operador ja no sigui necessària. D’aquesta manera queda alliberat per a altres tasques dins del laboratori i el celler. Així, s’optimitzen temps i es millora la gestió diària del personal i les activitats.

A més, un analitzador automàtic permet consumir menys reactiu per determinació, amb el consegüent estalvi econòmic. I, per altra banda, incrementa la seguretat del personal en evitar la manipulació excessiva de reactius i mostres.

La importància de triar un analitzador

Un cop conegut el funcionament, manca triar el tipus d’analitzador a adquirir en funció del nombre de mostres a analitzar i el nombre de paràmetres que es vol conèixer.

Gràfica 1 analitzador químic automàtic

Gràfica 2 analitzador químic automàtic

En els darrers temps, l’arribada de nous analitzadors que prometen tenir més capacitat i eficiència, ha cridat l’atenció. Tot i això, cal aclarir que, si bé el funcionament de qualsevol analitzador és relativament senzill, no tots els analitzadors són iguals per dos motius principals. En primer lloc, la fiabilitat i precisió de cada analitzador dependrà de la qualitat dels materials emprats en la fabricació de les peces clau (pistó ceràmic, agulla del braç robot, cubetes, llum, filtres, fotòmetres). En segon lloc, no qualsevol analitzador químic automàtic pot ser emprat per a lanàlisi de mostres tan complicades com el vi. Per cas, cal tenir en compte que els sistemes d’homogeneïtzació i els temps de reacció són molt diferents en el camp de l’enologia respecte al diagnòstic clínic i, així, la seva aplicació directa és lluny de ser tan fàcil com sembla. Per tant, el client hauria de confiar només en aquells analitzadors de provada resposta en enologia, els únics capaços de poder oferir resultats fiables. A TDI vam ser pioners en la investigació i el desenvolupament d’analitzadors i reactius per a l’analítica en enologia, i podem dir que vam ser els “pares” d’aquestes tècniques a Espanya. Més de 30 anys d’experiència ens deixen un saber fer acumulat que, no només ens avala com a proveïdors, sinó que ens permet assegurar el funcionament correcte de tots els nostres analitzadors per a l’aplicació enològica.

La gamma d’analitzadors Miura ofereix resultats precisos i summament fiables per als diferents tipus de mostres de vi i productes derivats. A més, tots els analitzadors de la família poden operar així durant molts anys, quan són mantinguts correctament: en forma periòdica pel mateix operador i, de manera puntual, pel servei tècnic qualificat propi de TDI.

TDI és l´única empresa a Espanya capaç d´oferir la família més completa d´analitzadors automàtics a través de la seva exclusiva gamma Miura formada per:

Miura Micro: el més petit de tots, ideal per a cellers amb baixes necessitats analítiques;
­Miura One: petit, però amb les prestacions dels grans;

Miura 200: alt rendiment, grans prestacions;

Miura 200 2 Braços: la nova incorporació, pensat per a cellers i laboratoris amb alta demanda analítica.

La nostra filosofia va ser, és i serà sempre assessorar de forma honesta, professional i personalitzada a cada client en funció de les seves necessitats. Perquè som TDI, som l’ENOLUCIÓ.

Miura 200
MIURA 200: baix cost analític i alta precisió.

Miura Micro

MIURA MICRO: Tota una revolució a l’automatització del control analític en Enologia.

Miura One

MIURA ONE: Petit però amb totes les prestacions dels més grans.

Mètodes químics automatitzats per al control de qualitat en la producció de vi

Vista del Laboratorio de TDI donde se producen y controlan los reactivos químicos bajo un sistema de calidad certificado.

Mètodes químics automatitzats per al control de qualitat en la producció de vi

Dr. Enginyer Mario Ignacio Weibel, responsable I+D+r Tecnología Difusión Ibérica S.L.

Per al moment en què el lector estigui llegint aquest article, segurament la verema ja haurà començat a la seva regió o estigui a punt de fer-ho. Com cada any, el sector vitivinícola s’enfronta a un escenari de molts desafiaments però també de grans oportunitats per elaborar vins d’alta qualitat i amb un bon preu de mercat. En temps complicats i d’imprevisió com els que s’estan vivint avui dia, és imprescindible vigilar de prop tots els aspectes que puguin influir en els costos de producció: siguin primeres matèries, additius, subministraments auxiliars, mà d’obra, pèrdues. Aquest és l’únic camí que cal seguir per garantir que l’activitat productiva desenvolupada sigui rendible i tingui viabilitat futura.

Un aspecte que sovint sembla secundari, però que pot tenir un paper important en aquest escenari és l’establiment de procediments de control de qualitat. Quan la qualitat estigui garantida des de l’inici al final d’un procés, l’elaborador obtindrà un producte amb els millors atributs, un preu competitiu i reduirà el nivell de fallades i les pèrdues associades a valors mínims; obtenint així el màxim rèdit possible de la seva activitat.

Vista del laboratori de TDI on es produeixen i controlen els reactius químics sota un sistema de qualitat certificat.

IMATGE: Vista del laboratori de TDI on es produeixen i controlen els reactius químics sota un sistema de qualitat certificat.

Al món vitivinícola, els mètodes químics sempre han jugat un paper molt important en el control de la qualitat del raïm, el most en fermentació i el vi acabat. Tradicionalment, aquestes tècniques requerien gran quantitat de material específic de vidre, mà d’obra especialitzada en el maneig de substàncies químiques potencialment perilloses i en l’execució de les tècniques, i temps d’anàlisi considerablement extensos. Totes aquestes condicions juntes feien que el muntatge d’un laboratori enològic a l’interior del celler requerís una inversió considerable i, per tant, moltes vegades la decisió acabava essent externalitzar la funció de control de qualitat.

Actualment, gràcies als avenços tecnològics de les darreres dècades en robòtica, electrònica i òptica, les tasques de control de qualitat es poden dur a terme dins del celler sense que siguin necessàries grans sumes de capital a invertir. Per exemple, la gamma d’analitzadors químics automàtics Miura, comercialitzats per TDI, són la solució per a moltes de les anàlisis químiques tradicionals en laboratoris enològics. La flexibilitat en la concepció d’aquests instruments permet que TDI disposi de solucions per a tot tipus de cellers i laboratoris, amb productes que van des dels 60 tests/hora del Miura Micro als 240 tests/hora del Miura 200 2 braços. Cadascun d’aquests equips d’anàlisi treballa efectuant automàticament totes les tasques de dilució, dispensació i mescla de mostra i reactius a través d’un o més braços robòtics, acoblats a un sistema fotomètric d’alta precisió que fa el seguiment de la reacció química i un programari especialitzat amb paràmetres preestablerts que s’encarrega d’efectuar els càlculs per al calibratge dels mètodes i el càlcul de la concentració a la mostra incògnita de vi o most. Són equips que, a més, compten amb la possibilitat d’estar connectats via LIMS a un sistema centralitzat de gestió de les analítiques del laboratori per mantenir la traçabilitat de les mostres.

El funcionament dels analitzadors químics automàtics es complementa amb una sèrie de reactius químics dedicats que possibiliten la determinació d‟una sèrie de paràmetres específics de l‟enologia i que són de molta importància en el procés de vinificació. Així, TDI aconsegueix brindar una solució senzilla i accessible d’acord amb les diferents necessitats analítiques d’enòlegs i elaboradors de vi al llarg de les diverses etapes del procés de producció d’un vi o beguda alcohòlica sobre la base del raïm. El portafoli actual de reactius enzimàtics, colorimètrics i turbidimètrics específicament dissenyats per a la seva aplicació a l’enologia comprèn els paràmetres següents: Àcid Acètic, Àcid LMàlic, Àcid Làctic, DGlucosa+D Fructosa, Àcid DGlucònic, Àcid Cítric, Àcid Cítric Lliure, Sulfit Total, Acetaldehid, Àcid Tartàric, Àcid DLàctic, Antocians, Calci, Catequines, Coure, Color, Glicerina, Glucosa, Ferro, Polifenols Totals, Sucres Totals, Acidesa Total i Àcid Pirúvic; a més dels calibradors específics de cada paràmetre i el calibrador multiparamètric Enocal que cobreix els paràmetres més importants de l’enologia.

Com podem ajudar-lo des de TDI a controlar la qualitat del seu vi?

Reactius de TDI

IMATGE: Reactius de TDI que us ajuden a controlar la qualitat del vostre vi.

La posada a punt d’un programa de control de qualitat ajuda l’elaborador a poder determinar quins són els punts crítics del procés i reduir els errors al llarg de tota la cadena productiva, resultant en una disminució de pèrdues, una reducció de costos i una més qualitat del producte final. Qualsevol pla de control de qualitat requerirà analítiques fiables, precises i, en tant que sigui possible, senzilles. Aquí és on TDI, gràcies a la seva vasta experiència, pot aportar solucions intel·ligents al celler en les diferents etapes del procés. A continuació, es realitzarà un detall de les anàlisis que es poden efectuar en cada pas de la vinificació, resumida en les operacions següents: recepció, fermentació i criança, estabilització i embotellament.

Recepció

En aquesta primera etapa del procés de vinificació és fonamental poder disposar de la informació més precisa sobre la qualitat de la matèria primera que està entrant al celler. Usualment, si el raïm és propietat del celler, molts dels controls ja s’hauran realitzat de forma periòdica a la vinya. Però, quan el raïm es compra a tercers, poder determinar-ne la qualitat permet: fer un pagament just al viticultor; avançar-se a problemes que podrien succeir durant la vinificació; en cas que les instal·lacions ho permetessin es podria diferenciar l’entrada de raïm per poder obtenir diferents mosts en funció de la qualitat esperada al vi acabat i, finalment, també pot servir en un futur per proposar plans de millores als viticultors i/ o adaptar processos productius.
Els paràmetres que es controlen a recepció solen estar relacionats amb la maduresa tecnològica, la maduresa fenòlica i l’estat sanitari del raïm. Així, a més del grau alcohòlic probable, el pH i l’acidesa total del most, es fan imprescindibles les anàlisis per via química de:
– Àcid D-Glucònic i de vegades Glicerol, per prevenir l’entrada de raïm afectat per Botrytis.
– Àcid Acètic, per controlar l’inici de possibles fermentacions no desitjades per atac microbià.
– Potassi.
– Àcid L-Màlic.
– Nitrogen Fàcilment assimilable, a través de la suma de la seva fracció orgànica (Nitrogen Alfa-Amínic) i inorgànica (Nitrogen Amoniacal). El control del nitrogen permet dur a terme un pla eficient d’addició de nutrients als llevats, alhora que evitarà les parades sobtades de fermentació per manca de nitrogen i, en cas que hi hagi un excés d’aquest element, una sobrepoblació de microorganismes que condueixin a la generació en excés d’acidesa volàtil i, en el pitjor dels casos, amines biògenes. Els mètodes químics automatitzats s’imposen davant del tradicional mètode de Sorensen gràcies a la rapidesa, facilitat d’ús i seguretat en l’ús dels reactius inclosos a tots dos kits.

Fermentació

Dins aquest bloc d’operacions es podria començar, durant les etapes de premsat i maceració, amb un seguiment analític de l’extracció de polifenols totals, antocians, catequines i color, paràmetres fonamentals en l’elaboració de vins rosats i negres, adaptats a les tendències actuals del mercat. Un cop el most està preparat per començar la fermentació alcohòlica, hi ha una sèrie de paràmetres que cal vigilar de prop per evitar resultats indesitjables. A més dels controls de densitat i temperatura es podrien dur a terme les següents anàlisis químiques sobre el most en fermentació:

– Sucres fermentables que, si bé al començament de la fermentació es poden controlar de manera aproximada amb l’ús de densímetres i refractòmetres, en acostar-se el final de fermentació caldrà recórrer a mètodes enzimàtics, molt més precisos, com la determinació de la suma de Glucosa+Fructosa o de Sucres Totals quan es tracta de segones fermentacions amb addició externa de sacarosa. Cal determinar de forma precisa el sucre residual al final de la fermentació alcohòlica per evitar córrer riscos de fermentacions espontànies en ampolla o de contaminacions bacterianes.
– Àcid Acètic, com a component majoritari de l’acidesa volàtil (90-95%), és una forma més ràpida, econòmica i senzilla de controlar un dels paràmetres més crítics de la vinificació.
­– Sulfit Lliure i Total, per assegurar la dosificació exacta i precisa d’aquest important additiu emprat com a antimicrobià i antioxidant, sense excedir els límits establerts per les normatives vigents. Cal destacar que els mètodes colorimètrics presenten avantatges com ara la rapidesa, l’automatització i el cost davant dels tradicionals mètodes de determinació de SO2 com Frantz­Paul i Ripper.

Una etapa fonamental en la producció de vins negres i, en alguns casos, en vins blancs, és la fermentació malolàctica, procés en què es modera l’acidesa del vi a partir de la transformació de l’Àcid L-Màlic a Àcid L-Làctic. Aquí, es podran avaluar els paràmetres següents:

– Àcid L-Màlic, fonamentalment a l’inici d’aquesta operació, per determinar de manera fefaent si ha començat o, en cas que es desitgés l’efecte contrari, si s’ha aconseguit evitar la fermentació a través de la utilització correcta d’inhibidors i additius.
­– Àcid L-Làctic, particularment cap a la darrera part de la malolàctica per aconseguir dilucidar amb certesa la finalització i l’abast que ha aconseguit aquesta mateixa.

A l’etapa de criança i envelliment del vi també cal dur a terme diferents analítiques de control, incloent:

­– Àcid Acètic, com a indicador de l’augment de la volàtil pel contacte amb oxigen.
­– Sulfit Lliure i Total, per assegurar que el vi es mantingui sempre protegit.
­– Àcid D-Làctic, per controlar-ne la possible producció, particularment en criances més llargues.

Estabilització i embotellament

Un cop acabades les fermentacions i l’etapa de criança, el nombre de paràmetres que cal controlar s’amplia. Alguns són pràcticament indispensables, mentre que altres aporten informació per comprendre millor els processos que s’han dut a terme.

En aquest punt es poden controlar paràmetres molt diversos, a més dels esmentats anteriorment. Alguns com Acidesa Total, pH, Color, Àcid Tartàric i Polifenols Totals, permeten entendre l’estat químic del vi en la seva totalitat. Si sumem les determinacions dels ions Calci, Coure i Ferro presents al vi, tindrem informació molt important per poder prendre les millors decisions respecte als protocols de clarificació, filtració i estabilització que caldrà seguir, per reduir i/o evitar el risc dels anomenats trencaments o fallides tartàrica, càlciques, cuproses i fèrriques, que impacten negativament en la valoració del vi.

Amb la finalització dels processos d‟estabilització requerits arriba el moment de l’embotellat. Aquí caldrà analitzar pH i Acidesa Total, per determinar la quantitat de sulfit que caldrà afegir per mantenir nivells adequats de Sulfit Lliure amb l’objectiu de mantenir protegit el vi fins al moment del seu consum. Així com també s’ha de controlar el nivell de Sulfit Total per respectar les normatives aplicables. D’altra banda, segons el cas, pot ser necessari determinar els nivells d’Àcid Ascòrbic i Àcid Cítric, additius cada cop més emprats, per assegurar el compliment de les reglamentacions.

Per què dipositar la confiança del Control de Qualitat del seu vi a TDI?

En la seva gran trajectòria de més de 35 anys, TDI s’ha convertit en pioner i líder en la comercialització de solucions analítiques innovadores i específiques per a l’enologia. Pràcticament alhora, s’ha especialitzat en la investigació, el desenvolupament i la fabricació de reactius químics dedicats per al seu ús en espectrofotòmetres, analitzadors químics de flux i analitzadors químics discrets.

L’avenç en el disseny dels reactius ha permès canviar-los antics kits amb enzims i cofactors en forma to liofilitzat que requerien manipulacions diverses i els reactius de treball dels quals eren poc estables en el temps, pels actuals kits amb reactius líquids, d’alta estabilitat (la majoria amb més de 18 mesos) i ràpids a l’ús, evitant així la preparació de reactius de treball i les pèrdues que això podria implicar. Aquesta evolució ha estat el fruit d’anys de recerca contínua en el temps, i que segueix fins avui per millorar no només l’estabilitat del reactiu sinó també el rendiment i la precisió.

A més de la millora contínua de reactius que no acaba amb la comercialització d’un determinat paràmetre, a TDI es treballa en la preparació de nous paràmetres, d’acord amb les necessitats analítiques recollides dels nostres clients. A partir d’aquí, comença el treball de recerca, desenvolupament i cerca de formulacions per obtenir un producte eficient, precís i estable a llarg termini. Si bé aconseguir un producte que funcioni és la part relativament més senzilla, poder obtenir el mateix rendiment durant un interval de temps considerable sol ser el pas més complicat, però també el més beneficiós per al client, ja que es redueixen les manipulacions en obtenir reactius llestos per al seu ús. Aquesta etapa del desenvolupament consisteix a anar fent anàlisis de l’eficàcia del reactiu a intervals regulars de temps, per poder definir així la data de caducitat. Un cop adaptades les fórmules i determinat el període de validesa del reactiu, aquest passa a la fase de producció, per ser un producte més de la cartera.

Ja en producció, i com és habitual amb la resta de reactius comercialitzats, cada etapa del procés, des de la matèria primera, passant pels productes intermedis, el producte final en bulk i l’embotellat final del reactiu i la confecció del kit, està subjecta a minuciosos controls de qualitat per assegurar que la producció s’ha realitzat correctament i el reactiu funcionarà correctament fins al dia de la seva caducitat. Així, cada etapa està sotmesa a protocols específics per obtenir un producte d’alta qualitat i que compleixi les expectatives del client. Cap kit surt a la venda sense els corresponents i rigorosos controls de qualitat aprovats per la direcció del Laboratori. Això brinda la confiança suficient al client, d’estar utilitzant un reactiu estable, precís i eficient.

ISO 9001 i ISO 14001 atorgades a TDI

IMATGE: Certificats ISO atorgats a TDI.

Prova de tots els controls i l’afany a assegurar la qualitat dels reactius és, que TDI, ha estat certificada per organismes acreditats sota les normes ISO 9001:2015 per al seu Sistema de Gestió de la Qualitat i ISO 14001:2015 per al seu Sistema de Gestió Ambiental. Aquestes certificacions cobreixen també tots els processos de l’empresa, posant el focus en els eixos següents: Assolir el compliment dels requisits i expectatives dels nostres clients, així com els requisits legals i reglamentaris.
­- Facilitar la millora del nivell de formació necessari per a l’exercici eficient de les funcions i tasques dels nostres treballadors, directes i indirectes.
­- Vetllar perquè les condicions de treball siguin òptimes mitjançant l’avaluació dels riscos que es poden produir en els processos, eliminant tant com sigui possible aquests i reduint els avaluats.
­- Treballar constantment en la millora contínua del sistema integrat de gestió, per a la millora dels nostres processos.
­- Fomentar l’ocupació racional dels recursos naturals i una clara conscienciació d’afavorir el nostre entorn, no només mitjançant la nostra tasca, sinó implicant també tots els nostres proveïdors i clients. Compromís amb la protecció del medi ambient, incloent-hi la prevenció de la contaminació i lús sostenible de recursos.

D’aquesta manera, quan un client utilitza un producte de la marca TDI, sap que compta amb el suport i la garantia d’una empresa amb més de 35 anys de trajectòria dedicats en exclusiva a la provisió de solucions analítiques per a l’enologia.

Som aquí per ajudar-lo en el seu dia a dia. Som l’ENOLUCIÓ!

Si teniu una necessitat analítica i voleu saber com resoldre-la, no dubteu a comunicar-vos amb nosaltres via c/e (info@t­-d­-i.es), a través del nostre web www.tdianaliza­dores.com o de les nostres xarxes socials, i junts trobarem la millor solució.

Rol dels compostos nitrogenats al vi i la seva anàlisi

Kits para la determinación enzimática del Nitrógeno Amoniacal y la determinación colorimétrica del Nitrógeno α­Amínico

Rol dels compostos nitrogenats al vi i la seva anàlisi

Dr. Enginyer Mario Ignacio Weibel, responsable I+D+r Tecnología Difusión Ibérica S.L.

L’element nitrogen, el símbol químic del qual és la N, és present tant al raïm com al most i al vi. L’origen dels compostos que presenten nitrogen en la composició és molt divers i està relacionat tant amb fonts de tipus orgànic com inorgànic. Les principals formes químiques presents al most són els aminoàcids, els pèptids, les proteïnes i l’ió amoni. Altres compostos químics nitrogenats de menor importància inclouen els nitrats, els nitrits, els nucleòtids, les vitamines, les amines i les amides. A la Taula 1, es mostren resultats orientatius obtinguts de la literatura.

Nivells dels principals compostos nitrogenats en mosts
TAULA 1: Nivells dels principals compostos nitrogenats en mosts.

La quantitat exacta de cadascuna d’aquestes famílies de compostos nitrogenats varia àmpliament en comparar mosts i vins obtinguts provinents de diferents varietats de raïm, de diferents regions, i fins i tot dins de la mateixa regió segons els tractaments que s’hagin pogut aplicar a la vinya. Així, en literatura es pot trobar que el contingut total de nitrogen varia entre 402.400 mg N/L. De la mateixa manera, els valors per al contingut en amoni oscil·len entre 19.250 mg N/L i per al contingut en aminoàcids entre 28.336 mg N/L. A més, el perfil individual d’aminoàcids és extremadament variable entre les diferents varietats de raïm i les diferents regions, encara que en general es pot dir que el més abundant és la prolina i, a continuació, l’arginina, l’alanina, el glutamat, la glutamina, la serina i la treonina, en un ordre que pot patir modificacions entre les diferents fonts consultades.

Dins dels molts factors que influeixen en la variabilitat trobada en analitzar el contingut en compostos nitrogenats, els més importants són: la varietat de raïm, el portaempelt, el nivell de maduresa del raïm al moment de la collita, el tipus de sòl, el clima, la utilització o no de compostos nitrogenats com a fertilitzants a la vinya i la presència d’infeccions de tipus fúngiques. No menys importants són els diversos tractaments a què se sotmet el raïm per a l’obtenció del most i que poden modificar en forma directa o indirecta (a través de la proliferació de microorganismes) els nivells de nitrogen analitzats: el premsat, els tractaments enzimàtics, la clarificació, la filtració, els tractaments amb bentonita, els tractaments tèrmics, per nomenar-ne alguns.

La importància de conèixer el nivell de compostos nitrogenats presents al most rau fonamentalment en la influència directa que tenen en la cinètica de fermentació. Les fermentacions lentes i les aturades sobtades de fermentació se solen associar a l’existència de dèficits en el contingut de nitrogen del most. Això és degut al rol essencial d’aquests compostos en el metabolisme i el creixement dels llevats: sense nitrogen no es poden construir els blocs fonamentals per al creixement d’un organisme viu. A més, els compostos nitrogenats són un factor clau en els mecanismes de formació dels precursors aromàtics que dotaran després el vi de la seva aroma i olor.

De manera usual, el raïm se sol collir tenint en compte paràmetres de maduresa tecnològica i/o fenòlica, que no solen coincidir amb els nivells òptims de nitrogen per a una fermentació adequada. Per això, se sol recórrer a la utilització de suplements nitrogenats, que si bé alteren la composició inicial del most, faciliten el creixement òptim dels llevats. Si bé hi ha diverses fonts i productes comercials sobre la base de nitrogen utilitzables al celler, el fosfat diamònic és el compost d’ús més estès per a aquest fi a causa de temes de cost, facilitat de maneig i rapidesa d’assimilació per part dels llevats. No obstant això, en alguns casos també cal suplementar el most utilitzant fonts de tipus orgànic que ens assegurin la provisió de compostos essencials com aminoàcids i vitamines. Finalment, la utilització d’urea està prohibida a diversos països a causa de la seva implicació en la formació de carbamat d’etil al vi, un compost sospitós de tenir activitat carcinogènica.

Sumat a tot el que s’ha dit anteriorment, cal tenir en compte que no totes les fonts de nitrogen són accessibles d’igual manera pel llevat i fins i tot, algunes, no ho són en absolut. Perquè el llevat pugui fer ús dels compostos nitrogenats cal que entrin a la cèl·lula a través d’algun tipus de mecanisme de transport. Per aquesta raó, les formes nitrogenades preferides pels llevats corresponen a dos grups: els aminoàcids primaris (que representen la fracció orgànica del N) i les sals de l’ió amoni (que representen la fracció inorgànica del N). La prolina, l’aminoàcid més abundant als mosts, no és assimilable pels llevats pel fet que és un aminoàcid secundari.

La suma d’ambdues fraccions utilitzables constitueix el que s’anomena el nitrogen fàcilment assimilable (NFA), també conegut com a nitrogen assimilable pels llevats (YAN, per les sigles en anglès). L’NFA determinat al raïm és un valor indicatiu de poca utilitat pràctica, perquè la majoria dels compostos nitrogenats són a la pell i per passar al most hi ha d’haver algun tipus de contacte entre ells. Per aquesta raó, és indispensable determinar l’NFA al most abans de començar la fermentació per determinar si cal realitzar algun tipus de suplementació. Els mosts amb nivells inicials de NFA inferiors a 150 mg N/L solen donar lloc a fermentacions molt lentes amb baixa població de llevats. D’altra banda, nivells excessivament elevats de NFA condueixen a poblacions de dures dures anormalment altes, la qual cosa genera una temperatura de fermentació més gran i una major producció d’acidesa volàtil, a més del risc de producció d’amines biògenes. A més, alts nivells de NFA també poden afavorir el desenvolupament de microorganismes no beneficiosos a causa de la major disponibilitat de nutrients. Addicionalment al control inicial, caldrà mantenir una vigilància dels nivells de NFA al llarg de tot el procés fermentatiu com a eina de control per evitar parades indesitjades i per determinar si cal realitzar suplementacions addicionals.

Per tot allò detallat, el seguiment del valor de NFA es torna en un element indiscutible per al control del procés i l’obtenció de vins d’alta qualitat i preu. A continuació, es repassaran les tècniques existents per a la determinació dels nivells de nitrogen en mosts i vins, dacord amb dos grans tipus danàlisis basats en la determinació del nitrogen total o del fàcil ment assimilable.

Mètodes de determinació del contingut total de nitrogen

Aquest tipus de mètodes es troben oficialitzats per l’Organització Internacional de la Vinya i el Vi (OIV) al Compendi Internacional de Mètodes d’Anàlisi. Allà es recullen dos tipus de mètodes per a la determinació quantitativa del contingut de nitrogen total.

El primer (OIVMAAS32302A) es basa en el principi químic del mètode de Dumas. En un primer moment, la mostra és sotmesa a una combustió total en atmosfera d’oxigen. Després, els gasos generats durant la combustió es redueixen utilitzant coure i es procedeix a dessecar-los i eliminar el diòxid de carboni present en ells. Finalment, el nitrogen gasós és detectat utilitzant un cataròmetre.

El segon tipus de mètode (OIVMAAS32302B) es basa en el principi químic del mètode de Kjeldahl. En aquest procediment, la mostra es digereix en primer lloc utilitzant àcid sulfúric en presència d’un catalitzador específic (barreja de sulfat cúpric i potàssic). Posteriorment, en una segona etapa, se sotmet el producte de la digestió a una destil·lació al mig alcalí. D’aquesta manera, l’amoníac generat es recull en el destil·lat per després ser determinat per valoració utilitzant amb aquesta finalitat una solució d’àcid clorhídric 0,1M.

El principal desavantatge d’aquest tipus de mètodes, a més de com són de laboriós, és que tots dos determinen el contingut total de nitrogen i per tant valoren en excés el nitrogen que realment està disponible a nivell biològic per als llevats.

Mètodes de determinació del nitrogen fàcilment assimilable (NFA)

Hi ha diversos mètodes per determinar l’NFA, és a dir, la suma del contingut en ion amoni i en aminoàcids primaris d’una mostra de most o vi. Alguns d’aquests mètodes fan la determinació conjunta mentre que altres fan una determinació per separat de cadascuna de les fraccions en consideració. Si es recorda la definició de l’NFA, es podia representar com la suma d’una contribució d’origen orgànic (aminoàcids primaris lliure, coneguts com a PAN o FAN per les sigles en anglès) i una altra d’origen inorgànic (ió amoni). Cadascuna daquestes fraccions compta amb mètodes de determinació específic. Es repassa cadascuna de les opcions a continuació.

Mètode de Soresen per a la determinació conjunta de l’NFA: En aquest mètode, per tal de bloquejar els ions amoni i els grups amino dels aminoàcids presents la mostra és inicialment tractada amb una solució de formaldehid (també anomenat formol). D’aquesta manera, es deixen lliures els contraions àcids de les sals d’amoni i els respectius grups carboxil dels aminoàcids.

En conseqüència, el pH de la mostra disminueix i l’acidesa resultant es pot determinar mitjançant valoració amb solució d’hidròxid de sodi 0,1M. És important tenir en compte que, tant la mostra com la solució de formaldehid, han d’estar prèviament ajustades a un pH igual a 8 per poder fer una determinació precisa i sense interferències.

El diòxid de sofre, habitualment present a les mostres de vins i mosts, pot alterar el resultat obtingut degut a la seva funció àcida, particularment si les dosis són molt altes. Aquesta interferència es pot evitar fent una defecació prèvia de la mostra amb solució de clorur de bari.

Si bé aquesta valoració no té en compte el contingut de prolina entre els aminoàcids que es determinen, hi ha diversos compostos que poden arribar a interferir en la determinació i, per tant, solen obtenir valors en excés respecte als altres mètodes de determinació de l’NFA.

Durant anys, el mètode Sorensen va ser la manera habitual de determinar l’NFA en mosts i vins. Tot i això, la complexitat de la tècnica, que necessita certa habilitat manual de l’operador, sumada a les condicions especials necessàries per treballar amb un compost tòxic com el formaldehid, han portat a la pràctica desaparició d’aquesta tècnica dels laboratoris enològics.

Mètodes per a la determinació de l’ió amoni: Val a dir que l’OIV compta amb un mètode oficial per a la determinació de l’ió amoni (OIVMAAS32201) basat en la fixació de l’analit d’interès a través de l’ús d’una resina d’intercanvi iònic per a la posterior elució, destil·lació i valoració final amb una solució d’àcid clorhídric. No obstant això, a la pràctica és un mètode massa complicat i laboriós per ser utilitzat rutinàriament. És per això que amb el transcurs del temps van sorgir diverses alternatives. Algunes, com la determinació mitjançant elèctrodes d’ions selectius, també van demostrar que són poc pràctiques. D’altra banda, la determinació enzimàtica de l’ió amoni ha provat amb escreix ser la millor i més eficient tècnica per al mesurament del contingut d’amoni en mostres de vi i mosts.

El principi químic de la tècnica enzimàtica es basa en la determinació selectiva i específica de l’ió amoni a través de la seva reacció amb l’ió 2oxoglutarat en presència de l’enzim glutamat deshidrogenasa i del cofactor ADPH, com es mostra a la Figura 1.

Esquema de la reacció de determinació colorimètrica dels aminoàcids primaris

FIGURA 1: Esquema de la reacció de determinació enzimàtica de l’ió amoni.

Aprofitant les característiques d’absorbància del cofactor NADPH, és possible fer un seguiment espectrofotomètric d’aquesta reacció mitjançant la lectura de l’absorbància de la mescla a 340 nm.

La utilització de patrons de concentració coneguda per efectuar el calibratge seguint la llei de Lambert Beer, la utilització de reactius líquids i estables a llarg termini com els subministrats per TDI i l’aparició ja fa un temps dels analitzadors químics automàtics, dels quals la gamma Miura és el seu major exponent, faciliten a l’operador totes les tasques de maneig de reactius, calibratge i càlcul de les concentracions a determinar a les mostres incògnites.

Mètodes per a la determinació dels aminoàcids primaris: Hi ha diversos mètodes químics utilitzats en la derivatització d’aminoàcids per a la seva determinació conjunta per espectrofotometria UVVis o per a la seva determinació individual a través de mètodes de separació com ara la cromatografia de líquids (HPLC). Entre els compostos químics capaços de reaccionar amb els aminoàcids i, per tant, de ser útils per a la seva determinació, es poden anomenar: la ninhidrina, l’oftalaldehid (OPA), el fenilisotiocianat, l’àcid 2,4,6trinitrobencenosulfònic, el clorur de dansil, entre d’altres.

A nivell pràctic per als cellers, la possibilitat de comptar amb equips d’HPLC i d’esperar els llargs temps d’anàlisi que són necessaris per a cada mostra limita l’aplicabilitat d’aquesta tècnica de manera rutinària, limitant-la només a activitats de recerca.

D’altra banda, la utilització i varietat d’analitzadors químics automàtics disponibles al mercat, com es pot veure a la Figura 4 que presenta la gamma completa d’analitzadors Miura, ha permès estendre l’ús de l’espectrofotometria UVVis a laboratoris de cellers de totes les mides.

Pel que fa a aquesta tècnica, cal dir que el seu desenvolupament va començar el 1998 a la Universitat de Califòrnia a Davis (Estats Units) a causa del treball de Christian Butzke sobre un mètode per a la determinació dels aminoàcids primaris consistent en la derivatització d’aquests amb un reactiu d’oftalaldehid i N-acetil-L-cisteïna, com es mostra a la Figura 2.

Esquema de la reacció de determinació colorimètrica dels aminoàcids primaris

FIGURA 2: Esquema de la reacció de determinació colorimètrica dels aminoàcids primaris.

Aquest reactiu és capaç de formar un derivat de tipus isoindol amb cadascun dels aminoàcids d’interès i es pot determinar fàcilment a través del mesurament de l’absorbància de la barreja a 340 nm. En el treball inicial, però, l’estabilitat dels reactius de determinació amb prou feines arribava a un parell de setmanes. Actualment, els reactius desenvolupats i comercialitzats per TDI presenten una alta estabilitat (18 mesos) mantenint i fins i tot millorant les prestacions analítiques, gràcies a l’ús de primeres matèries d’alta qualitat i de patrons estables de concentració coneguda. Daquesta manera, es facilita la determinació de la fracció orgànica de lNFA.

Conclusió

L’avenç tecnològic en la construcció i disseny dels analitzadors químics automàtics, sumat a la investigació i desenvolupament en la producció de reactius químics enzimàtics i colorimètrics més estables, permeten avui dia als cellers poder disposar de valors de NFA fiables i en poc temps , sense haver de recórrer a metòdiques tedioses, treballoses i de resultats la practicitat dels quals queda en dubte.

D’aquesta manera, TDI aposta per la simplificació del treball i la facilitat en l’ús de les tècniques analítiques més modernes, permetent alliberar el temps de l’operador per a altres tasques, evitant la complexitat del maneig de substàncies tòxiques i/o perilloses i contribuint a facilitar la tasca diària de l’enòleg, que només cal responsabilitzar-se de prendre les decisions adequades per obtenir el millor dels vins.

Si teniu una necessitat analítica i voleu saber com resoldre-la, no dubteu a comunicar-vos amb nosaltres via c/e (info@t­-d­-i.es), a través d’aquesta mateixa web www.tdianaliza­dores.com o de les nostres xarxes socials, i junts podrem trobar la millor solució.

Kits per a la determinació enzimàtica del Nitrogen Amoniacal i la determinació colorimètrica del Nitrogen αAmínic.

FIGURA 3: Kits per a la determinació enzimàtica del Nitrogen Amoniacal i la determinació colorimètrica del Nitrogen αAmínic.

Miura Micro

FIGURA 4: Gamma MIURA d’analitzadors químics automàtics, marca exclusiva de TDI (Micro, 200, 200 2 braços i One).

Miura 200

Miura 200 2 braços

Miura One

Àcid acètic i acidesa volàtil

Miura Micro

Àcid acètic i acidesa volàtil

Similituds, diferències i mètodes de mesura

Dr. Enginyer Mario Ignacio Weibel, responsable I+D+r Tecnología Difusión Ibérica S.L.

Introducció

L’àcid acètic és un àcid orgànic de cadena curta, que presenta una aroma característica a vinagre, producte del qual forma part en concentracions relativament elevades (4060 g/L). És només un dels diversos àcids que formen part de la composició química del vi: a la suma de tots ells se la coneix com a acidesa total, paràmetre fonamental per saber si un vi tindrà prou cos, si estarà equilibrat i si podrà ser sotmès a processos de criança. L’acidesa total és, alhora, la suma de dos tipus d’acidesa més: la fixa i la volàtil. L’acidesa fixa és, de manera resumida, la suma de tots els àcids que, quan el vi és sotmès a calor, no s’evaporaran. A aquest grup pertanyen els àcids tartàric, màlic, làctic i cítric. La seva presència es nota de manera característica a través del paladar. D’altra banda, l’acidesa volàtil és aquella que es desprendrà del vi en escalfar-lo. A aquest apartat pertanyen els àcids acètic, propiònic i butíric, entre d’altres. L’àcid sòrbic, el diòxid de carboni i el diòxid de sofre també són volàtils, però no s’han de tenir en compte durant la determinació de l’acidesa volàtil. A diferència de l’acidesa fixa, l’acidesa volàtil generalment es nota de manera característica a través del nas.

Miura Micro

FOTO: Miura Micro.

En termes generals, es pot considerar que l’àcid acètic i les sals són responsables d’entre un 95% i un 99% de l’acidesa volàtil. D’aquí que usualment se senti parlar de tots dos paràmetres indistintament, encara que químicament això sigui erroni. D’altra banda, quan es parla de sals de l’àcid acètic, se sol referir més específicament a l’acetat d’etil, originat per l’esterificació de l’àcid acètic amb l’etanol present al vi, i que té una forta influència sobre l’aroma.

El contingut normal d’àcid acètic per a un vi ronda els 0,60 g/L mentre que la seva presència comença a notar-se per sobre de 0,700,80 g/L. La legislació local de cada país és la que determina els nivells màxims d’àcid acètic encara que, com a referència, l’OIV ha establert límits d’acidesa volàtil de 1,20 g/L excepte per a vins amb condicions particulars de producció o criança. D’altra banda, si bé l’acetat d’etil aporta poc a la mida de l’acidesa volàtil (hi ha 1 part cada 510 parts d’àcid acètic), té grans connotacions en l’aroma del vi a causa del baix llindar de detecció (0, 08 g/L) i que en altes quantitats aporta aromes desagradables a cola o adhesius.

Per tot això molts historiadors del vi consideren que la determinació de l’acidesa volàtil i l’àcid acètic ha estat el primer paràmetre de qualitat instituït per la indústria vinícola. Abans d’entrar en els mètodes de determinació, però, caldrà entendre com arriba l’àcid acètic a ser un component del vi.

Producció de l’àcid acètic

En general, l’àcid acètic no sol ser present als raïms sans. Tot i això, en aquelles baies “tocades” sí que poden existir concentracions detectables per la qual cosa pot transformar-se en un paràmetre indicador de la qualitat i estat sanitari del raïm en entrar al celler. Els raïms que han patit ruptures de la pell, bé sigui per la calamarsa o per l’acció d’aus i/o insectes, es poden veure infectats a la polpa per diversos fongs i bacteris. Així, en raïms afectats per Botritys, s’han detectat poblacions anormalment altes de bacteris acètics com Gluconobacter i Acetobacter, que utilitzen l’etanol generat com a font de carboni, oxidant-lo a àcid acètic.

La major part de l’àcid acètic present al vi es produeix durant la fermentació alcohòlica, i és subproducte del metabolisme dels llevats durant la transformació dels sucres en etanol. En poques paraules, no és possible fabricar vi sense generar una mica d’àcid acètic. Aquest procés és particularment intens a l’inici de la fermentació i després, una altra vegada, sobre el final de la fermentació. Està comprovat que l’àcid acètic, juntament amb el glicerol, són produïts pel metabolisme de Saccharomyces cerevisae per mantenir equilibrat el balanç redox, com a resposta davant de situacions d’estrès hiperosmòtic (a causa d’altes concentracions de sucres). Tot i que els nivells d’àcid acètic generats són normalment inferiors a 0,400,50 g/L, el contingut exacte pot variar força en funció de: el cep de Saccharomyces, la temperatura, el nivell de sucres, el nivell de nitrogen disponible, l’addició de vitamines i el pH.

Hi ha altres mecanismes de producció d’àcid acètic relacionats amb el creixement no controlat de determinats microorganismes capaços de produir-lo en quantitats considerables. Dins d’ells, es poden trobar bacteris acètics aerobis del gènere Acetobacter o Gluconobacter, bacteris làctics com Oenococcus i poblacions de llevats com Picchia, Candida, Kloeckera, Dekkera o Brettanomyces (particularment en condicions aeròbies). Per poder combatre aquests microorganismes cal reforçar les tasques d’higiene i desinfecció al celler, a més d’aplicar protocols amb SO2 i vigilar paràmetres fonamentals com ara pH i temperatura. A més, cal tenir en compte que els bacteris acètics són aerobis, és a dir que per créixer necessiten la presència d’oxigen. En aquests casos, un maneig correcte de les aportacions d’oxigen durant el procés serà fonamental per mantenir els valors d’acètic i volàtil dins dels marges tolerables. Durant la fermentació alcohòlica és senzill desplaçar l’oxigen gràcies a la producció de CO2, però després cal mantenir l’aportació als nivells més baixos possibles.

Seguint amb el procés de fabricació d’un vi, els bacteris làctics poden contribuir a apujar el nivell d’acètic al vi mentre es desenvolupa la fermentació malolàctica. Durant la descarboxilació de l’àcid màlic a làctic, els bacteris làctics heterofermentatius com Oenococcus oeni o Lactobacillus plantarum poden produir lleugeres quantitats d’acètic a l’ordre de 0,050,30 g/L, a partir de petites quantitats residuals de glucosa. Els nivells finals dependran de l’ús de bacteris comercials o nadius i de la competència entre aquests microorganismes.

Finalment, en el període d’emmagatzematge del vi, aquest tampoc no estarà fora de perill de patir augments en la concentració d’àcid acètic. Qualsevol població de bacteris acètics que hagi pogut sobreviure a la fermentació alcohòlica i malolàctica pot trobar les condicions necessàries per créixer i generar àcid acètic a partir de l’oxidació de l’etanol. En aquests casos caldrà reduir al màxim les aportacions d’oxigen que puguin venir de les diferents operacions de transvasament, clarificació, tràfecs, criança en barrica, filtració i embotellat. Serà important, per tant, reduir les maniobres amb el vi, evitar la utilització de tancs d’emmagatzematge i barriques que presentin aire als espais capdavanters, utilitzar gasos inerts per desplaçar l’oxigen sempre que sigui necessari i tenir un embotellament eficient que redueixi el aportació d’oxigen.

Quan i com es pot mesurar l’àcid acètic?

Com hem vist, els nivells d’àcid acètic es poden disparar en qualsevol moment del procés de producció. Per tant, és aconsellable mesurar aquest paràmetre almenys en els casos següents:
• Després de la fermentació alcohòlica.
• Després de la fermentació malolàctica.
• Durant les parades de fermentació.
• Periòdicament, durant l’emmagatzematge del vi.
• Quan els tancs no estan completament plens.
• Quan s’observa la presència d’un biofilm (de bacteris o llevats).
• Abans de l’embotellament.

Convé portar un registre de tots aquests valors, per poder detectar i solucionar un problema de manera ràpida i eficaç.

A l’hora de dur a terme la determinació, els laboratoris més tradicionals se solen decantar per mesurar l’acidesa volàtil, mentre que als més moderns s’ha imposat el mesurament de la concentració d’àcid acètic.

Mesurament de l’acidesa volàtil

Per mesurar l’acidesa volàtil, se solen utilitzar destil·ladors de vidre on l’escalfament s’efectua de manera indirecta fent servir vapor d’aigua. Per dur a terme correctament la mesura cal, en primer lloc, treure el diòxid de carboni de la mostra. També s’haurà de determinar de manera separada la contribució a l’acidesa del diòxid de sofre lliure i combinat que es pogués destil·lar juntament amb els àcids volàtils, de l’àcid sòrbic present (si s’hagués afegit al vi durant el procés de fabricació) i de l’àcid salicílic (si es va utilitzar com a conservant de la mostra de vi). Quant a l’aigua per generar el vapor, cal anar amb compte que sigui destil·lada i lliure de diòxid de carboni. Pel que fa a l’equip per destil·lar la mostra, consta bàsicament d’un generador de vapor, un baló per a la mostra, una columna de destil·lació i un condensador. No qualsevol equip pot ser utilitzat, segons l’OIV aquest ha de passar per 3 tipus de test perfectament detallats a la normativa (OIVMAAS31302) per assegurar que:

• El vapor d’aigua estigui lliure de diòxid de carboni, per a la qual cosa es destil·larà una mostra d’aigua bullida.
• Es recupera almenys el 99,5% de l’àcid acètic, per això es destil·la una mostra de solució d’àcid acètic 0,1M.
• No més d’un 0,5% de l’àcid làctic és destil·lat a la mostra, per a això es duu a terme una destil·lació d’una mostra de solució d’àcid làctic 1M.

D’acord amb la normativa OIV, cal utilitzar un volum de mostra de 20 mL de vi acidificat amb 0,50 g d’àcid tartàric, i s’han de recuperar uns 250 mL de destil·lat (aproximadament 6 minuts). Aquest destil·lat ha de ser després valorat utilitzant una solució d’hidròxid de sodi (0,1 M) i fenolftaleïna com a indicador.

Aquest tipus de mètodes solen ser tediosos i lents, i poden tenir diverses fonts d’error a causa de fuites a les unions, pèrdues de mostra i altres errors operatius. No obstant això, a molts països, està adoptat com a mètode oficial ia més està molt estès a cellers.

DE-2000

FOTO: Destil·lador DE 2000.

DE-Cooler

FOTO: Refrigerador d’aigua DE-Cooler.

Una solució ràpida i automatitzada per a aquest tipus d‟anàlisi seria utilitzar un destil·lador automàtic com el DE­2000 comercialitzat per TDI, de màxima fiabilitat. A més, per a aquells usuaris preocupats pel consum d’aigua necessària per a la refrigeració, hi ha la possibilitat d’afegir una unitat de refrigeració de circuit tancat com el DE­Cooler, comercialitzat també per TDI, que permet operacions de treball més respectuoses i sostenibles amb el medi ambient.

Mesurament de l’àcid acètic

La irrupció dels analitzadors automàtics ha modificat la manera de controlar la qualitat d’un vi. La tecnologia disponible avui en dia permet analitzar diversos paràmetres sobre un gran nombre de mostres en molt poc temps.

Miura One

FOTO: Analitzador Miura One.

Miura 200

FOTO: Analitzador químic Miura 200.

Miura 200 2 braços

FOTO: Analitzador químic Miura 200 2 braços.

A tall d’exemple, la gamma d’analitzadors Miura de TDI proporciona solucions d’anàlisi que van des de les 60 fins a les 220 determinacions per hora, augmentant l’eficiència i reduint costos al laboratori. Després de molts anys, la determinació d’àcid acètic en mostres de vi comença a ser observada com el mètode més econòmic i fiable de poder controlar l’evolució del vi, fins i tot sent avalada per diverses organitzacions.

El mètode de mesura es basa en l’acció d’un grup d’enzims que, de manera selectiva i molt específica, reaccionen amb l’àcid acètic i generen un canvi en l’absorbància a 340 nm, que és fàcil de monitoritzar mitjançant un detector. Amb l’ajuda d’un calibratge previ amb patrons de concentració coneguts, és possible determinar ràpidament la concentració d’àcid acètic en una mostra de vi incògnita.

A l’inici del desenvolupament d’aquestes tècniques, els kits enzimàtics per a la determinació d’àcid acètic estaven compostos per un gran nombre d’enzims i cofactors liofilitzats que s’havien de ressuspendre en tampons i que tenien una estabilitat relativament baixa. Tot això feia l’anàlisi enzimàtica poc pràctica i tediosa. Gràcies a la inversió en R+D realitzada per TDI des dels seus inicis, avui dia aquests kits es presenten en format líquid, amb una durabilitat alta i amb reactius de treball senzills de preparar i amb estabilitat àmpliament millorada. Aquestes prestacions, sumades a l’existència de patrons multiparamètrics estables ia la disponibilitat de mostres víniques de referència, formen una combinació indispensable per assegurar i mantenir la qualitat dels mesuraments. És per aquestes raons per les quals el kit d’Àcid Acètic de TDI és any rere any el top de vendes i el paràmetre més avaluat a tots aquells cellers que confien en els nostres productes.

TDI es caracteritza per proveir la millor solució analítica, a mida de cada celler i laboratori enològic, i el millor servei i atenció al client. Si teniu alguna necessitat analítica i voleu saber com resoldre-la, poseu-vos amb nosaltres via email (info@t-d-i.es), xarxes socials o al web www.tdianalizadores.com i junts podrem trobar la millor solució.

Més de 35 anys d’experiència enològica ens avalen, no ho dubteu i sumeu-vos a l’enolució!

Enolució

Fent fàcil la feina de l’enòleg

Haciendo fácil el trabajo del enólogo

Botrytis: evolució històrica de la seva determinació i efectes sobre els treballs al most

Dr. Enginyer Mario Ignacio Weibel, responsable I+D+r Tecnología Difusión Ibérica S.L.

Si bé durant molt de temps, les necessitats analítiques del vi es confiaven al bon sentit i la sensibilitat de l’enòleg, actualment es requereixen tècniques analítiques que aportin rigorositat i fiabilitat. Així mateix, en determinades ocasions, cal tenir una resposta analítica ràpida per poder prendre decisions amb celeritat i, arribat el cas, executar les accions correctives necessàries. En aquests casos, l’externalització de les anàlisis de laboratori és contraproduent, tenint en compte els terminis actuals de lliurament de resultats (24-48 hores). Aquest temps d’espera afecta negativament l’estructura de costos d’un celler, quan la manca d’execució d’una acció determinada comporta que el vi es faci malbé o se’n vegi minvada la qualitat i, per tant, el preu.

Ara bé, molts enòlegs es pregunten en què pot ajudar un sistema analític propi al celler. I la resposta és molt senzilla: els analitzadors aporten informació molt valuosa per al professional, des de la verema fins a l’embotellat, facilitant la gestió del dia a dia del celler, l’optimització dels processos productius i la reducció de costos, generant així un cercle virtuós de decisions basada en informació fiable i ràpida. A més, l’avenç de la tecnologia permet que avui un únic analitzador pugui determinar diversos paràmetres alhora, amb intervenció mínima del personal i ocupant un espai reduït.

És correcte dir que les necessitats analítiques comencen ja a la vinya. La determinació del moment òptim de verema requereix un seguiment dels nivells de Sucres, Acidesa i Polifenoles, amb l’objectiu de trobar el delicat equilibri entre la maduresa tecnològica i la maduresa fenòlica, que aportarà la màxima expressió al vi.

Amb el raïm ja recollit ia la porta del celler, cada vegada és més necessari discriminar la matèria primera en funció de la seva qualitat, de manera de generar mecanismes de pagaments basats en preus justos i, alhora, planificar correctament els procediments a seguir i incrementar el benefici econòmic. Així és que, en el moment de la recepció, és possible controlar paràmetres de maduració com Sucres Totals, Àcid L-Màlic i Potassi, però també l’estat sanitari del raïm a través de l’Àcid Glucònic (indicador de Botrytis), el Glicerol (un altre indicador de Botrytis) i l’Àcid Acètic (indicador d’una possible contaminació microbiana amb fermentació) ja iniciada).

278 / 5.000 Resultats de traducció Resultat de traducció El pas següent és avaluar la durada i la intensitat del premsat, a través d’un seguiment de l’extracció de Polifenols Totals, Antocians, Catequines i de l’Índex de Color. Aquests mateixos paràmetres es poden aplicar per controlar la maceració de vins rosats i negres. Quan el most està llest per a la fermentació alcohòlica, s’imposa fer un seguiment estricte dels nivells de Nitrogen Fàcilment Assimilable. En aquest aspecte, els analitzadors actuals superen en velocitat i seguretat els procediments que utilitzaven formaldehid, permetent determinar la necessitat de nutrients a través de la suma del nitrogen provinent de la fracció inorgànica (Nitrogen Amoniacal) i orgànica (Nitrogen Alfa-Amínic). Un bon control de l’estat nutricional del most evitarà parades de fermentació per manca de nitrogen o la formació de productes perillosos com el carbamat d’etil per un excés de nitrogen. A més de l’estat nutricional del most, és convenient fer un seguiment del contingut de sucres fermentables, Glucosa+Fructosa, per conèixer amb exactitud el punt final de fermentació segons el nivell de sequedat necessari. Un final de fermentació per a un vi sec s’ha de determinar de manera precisa per evitar possibles segones fermentacions a l’ampolla o les contaminacions microbianes que generin defectes organolèptics. Així mateix, durant la fermentació alcohòlica cal fer un seguiment del nivell d’Àcid Acètic per detectar possibles casos de contaminació bacteriana. En aquest cas, la utilització de Sulfits i el control corresponent, permetrà anul·lar l’acció de bacteris i, si cal, de llevats nadius, afavorint així l’accionar dels llevats d’interès. El pas següent a la majoria dels vins negres és la fermentació dolent-làctica, on l’Àcid Màlic es transforma en Àcid Làctic, suavitzant l’acidesa del vi i millorant les característiques organolèptiques.
El seguiment es pot fer de manera fàcil i ràpida, utilitzant la determinació de l’Àcid L-Làctic (principalment durant l’inici) i de l’Àcid L-Màlic (per determinar el final). Durant la malolàctica, serà també fonamental controlar els nivells de pH i Sulfitos, per evitar la proliferació indesitjada de bacteris acètics que augmenten el contingut d’Ácid Acètic i bacteris làctics que, en cas de quedar sucres residuals al vi, poden transformar-los per fermentació a Àcid D-Làctic.

Un cop acabades les fermentacions, cal controlar els nivells d’Acidesa Total, pH, Color, Àcid Tartàric i Polifenols Totals, juntament amb la determinació dels ions Calci, Coure i Ferro presents al vi.

D’aquesta manera, es podran prendre les millors decisions respecte als protocols de clarificació, filtració i estabilització que s’hauran de seguir, de manera de reduir i/o evitar el risc dels anomenats trencaments o fallides tartàrica, càlciques, cuproses i fèrriques, que impacten negativament en la valoració del vi.

Acabat tots els processos d’estabilització, arriba el moment de l’embotellament, per a la qual cosa caldrà analitzar pH i Acidesa Total, per determinar la quantitat de Sulfit que serà necessari per mantenir nivells adequats tant de Sulfit Lliure (que és el que aporta la protecció antimicrobiana) com de Sulfit Total (que té implicacions de tipus legal). També, segons el cas, pot ser necessari determinar els nivells d’Àcid Ascòrbic i Àcid Cítric, additius cada cop més emprats, d’assegurar el compliment de les reglamentacions.

Fent fàcil la feina de l'enòleg

Arribats a aquest punt, on s’han detallat els avantatges que proporciona tenir un analitzador com a complement i ajuda a l’enòleg, resta saber que, avui dia, la inversió necessària per a la seva adquisició va deixar de ser elevada, si es té en compte el cost d’externalització de les anàlisis i els costos ocults derivats de la manca d’informació fiable i ràpida (pèrdues de vins, aparició de defectes organolèptics, minvament de la qualitat). Com a part de la seva filosofia comercial, TDI avui és l’única empresa espanyola capaç d’oferir una àmplia gamma d’analitzadors i reactius químics, adaptats a la necessitat de cada celler. Així és possible partir d’analitzadors semiautomàtics com el Jolly 102, pensat per a cellers amb poques necessitats analítiques, per passar a la gamma d’analitzadors automàtics Miura. Una família d?analitzadors que avui és més completa que mai. Als ja coneguts Miura One i Miura 200, pensats per a cellers mitjans i grans, se sumen dos nous integrants: el Miura Micro, un equipament ideal per a petits cellers amb inquietuds analítiques, i el Miura 200 2 Braços, una màquina d’altes prestacions concebuda per a grans cellers o laboratoris amb una alta càrrega de mostres diàries. Des del més petit al més gran, tots tenen la mateixa fiabilitat i precisió, sumat al suport d’un equip d’experts, que fan de TDI l’elecció natural a l’hora d’equipar un laboratori enològic.

SUCRES a l’enologia: tipus, evolució i mètodes de mesura

AZÚCARES en la enología: tipos, evolución y métodos de medición

SUCRES a l'enologia: tipus, evolució i mètodes de mesura

Dr. Enginyer Mario Ignacio Weibel, responsable I+D+r Tecnología Difusión Ibérica S.L.

Excepte en determinats casos, els sucres presents al vi provenen del raïm amb què s’elabora. A cada moment, la concentració i la distribució d’aquests sucres està en relació directa amb el metabolisme de la vinya. Durant el desenvolupament de la planta es genera sacarosa com a font d’energia per al creixement de les fulles i les gemmes. Però, en estats posteriors, el metabolisme canvia. Durant l’estiu, a causa de les altes temperatures i l’escassetat de pluges, la planta pateix una parada vegetativa, deixa de consumir sucres i es comencen a acumular al raïm. Al principi de la maduració la glucosa és el sucre predominant, però en apropar-se el punt de maduresa del raïm comença a pujar la concentració de fructosa fins a arribar a nivells similars i fins i tot superiors (relació glucosa/fructosa d’aproximadament 0,95). El contingut final de sucres al raïm madur varia entre 160-250 g/L, cosa que equival a un grau alcohòlic d’entre 9-14%.

Cal aclarir que els sucres són l’aliment dels llevats durant la fermentació i que el resultat de la crema d’aquest combustible és l’alcohol etílic. Per tant, com més quantitat de sucre més contingut alcohòlic probable. Per això el contingut de sucres és un dels paràmetres fonamentals per avaluar la qualitat del raïm. Per citar-ne un exemple, aquest any a Castella-la Manxa només s’acceptarà raïm de vinificació amb un contingut superior a 9è Baumé, equivalents a uns 150 g/L de sucres. La resta de raïms amb continguts inferiors només es poden destinar a l’elaboració de most, vinagre o a la destil·lació.

TIPUS DE SUCRES PRESENTS

Ja entrant a la part química, els sucres del raïm es poden agrupar en dues grans famílies: les hexoses i les pentoses. La particularitat de les hexoses és que són els únics sucres capaços de ser fermentats pels llevats. A aquesta família pertanyen la glucosa i fructosa, que conformen al voltant del 96% dels sucres del raïm.

SUCRES a l'enologia: tipus, evolució i mètodes de mesura

D’altra banda, les pentoses no es poden fermentar pels llevats i passaran a formar part del sucre residual del vi. Algunes pentoses presents al most són l’arabinosa, la ribosa i la xilosa. A més d’aquestes dues famílies, també és possible trobar sacarosa, un disacàrid format per glucosa i fructosa. La sacarosa és un component minoritari del sucre de raïm i una vegada al most s’hidrolitza ràpidament a glucosa més fructosa, per després ser convertida en alcohol pels llevats presents. En alguns països i en alguns processos especials de producció es permet l’agregat de sucres al most de raïm per augmentar la graduació alcohòlica final del vi. Al vi, aquest procés s’anomena chaptalització i està aprovat per la Unió Europea en aquelles zones de clima fred on és difícil que el raïm arribi a la seva maduresa òptima i es puguin obtenir vins de graduació adequada. El sucre que s’hi afegeix pot provenir de canya o de remolatxa (en aquests casos, es tracta principalment de sacarosa) o de mosts concentrats (que tenen el mateix tipus de sucres que el raïm). En els processos de producció de vins escumosos, també hi ha un agregat de sucres al vi base, una manera d’afavorir una segona fermentació ja sigui en ampolla (mètode tradicional o Champenoise) o en grans tancs (mètode Charmat).

QUANTITAT DE SUCRES PRESENTS EN UN VI

Com es va dir anteriorment, durant la fermentació alcohòlica els llevats van consumint els sucres, però ho fan amb una certa preferència per la glucosa davant de la fructosa. En un moment determinat, la fermentació alcohòlica s’atura (per via natural o per influència de l’enòleg) i al vi queda una certa quantitat de sucres sense consumir. Segons la quantitat d’aquests sucres romanents, els vins es poden classificar com:
– Secs: menys de 4 g/L.
– Semisecs: de 12 a 18 g/L.
– Semidolços: de 18 a 45 g/L.
– Dolços: més de 45 g/L.

Val a dir que la gran majoria de vins tranquils no supera els 2 g/L.
També hi ha un altre tipus de preparacions víniques a més dels vins tranquils: vins escumosos, generosos, dolços i altres vinificacions especials. Cadascun presenta continguts de sucres en quantitat i qualitat molt diferents. A tall d’exemple, per als vins escumosos la classificació en funció de la quantitat de sucres romanents és la següent:
– Brut Nature: menys de 3 g/L, sense sucre afegit.
– Extra Brut: menys de 6 g/L.
– Brut: menys de 12 g/L.
– Extra Sec: de 12 a 17 g/L.
– Sec: de 17 a 32 g/L.
– Semisec: de 32 a 50 g/L.
– Dolç: més de 50 g/L.

CONCEPTES I DEFINICIONS ANALÍTIQUES

Abans de continuar amb els mètodes d’anàlisi existents, per determinar el contingut de sucres, cal introduir definicions i conceptes clau a l’hora d’entendre les diferències entre les diferents metodologies. Per això seguirem el conveni establert per l’International Wine Technical Summit, que és més aclaridor en la terminologia que el compendi de l’OIV. Segons aquest comitè es defineixen els conceptes següents:

Sucres reductors: són sucres que presenten una funcionalitat química de tipus aldehid o cetona. Dins aquesta classificació es pot incloure la glucosa, la fructosa, les pentoses, però no la sacarosa. En cap moment no s’ha de confondre aquest concepte amb el terme substàncies reductores.

Sucres residuals inclou tots els sucres capaços de ser fermentats pels llevats, incloent-hi els hexosos i la sacarosa. També se solen anomenar. Sucres fermentables. Usualment, quan es parla de sucres residuals al vi es fa referència a la suma dels continguts de glucosa i fructosa (que són sucres reductors) més la sacarosa (que no és un sucre reductor). Aquesta darrera suma sol rebre també el nom comú de Sucres totals.

Substàncies reductores: són totes les substàncies que reaccionen davant d’un determinat agent oxidant, inclou la glucosa i la fructosa, però també oligosacàrids i altres matèries que no són sucres (com tanins i polifenols).

Carbohidrats no fermentables: aquest concepte inclou les pentoses, els polisacàrids i altres substàncies que interaccionen amb els carbohidrats (com pectines, tanins, pigments).

Amb els conceptes ja definits serà més fàcil explicar i comprendre les similituds i les diferències entre els diferents mètodes d’anàlisi comunament emprats en cellers i laboratoris enològics.

MÈTODES ANALÍTICS PER A LA DETERMINACIÓ DE SUCRES

Refractometria

Un refractòmetre és un instrument òptic que permet determinar la concentració de sòlids dissolts segons l’índex de refracció del most a 20 ºC. En el cas dels sucres, se sol emprar l’escala Brix, on 1 grau Brix correspon a una solució d’1 gram de sacarosa en 100 grams d’aigua. A través de la utilització de taules àmpliament conegudes, es poden trobar les equivalències entre graus Brix, contingut de sucres, massa volumètrica i grau dalcohol probable. Pel que fa a tipus de refractòmetres es refereix hi ha un sense nombre de possibilitats: des del tradicional refractòmetre portàtil (ideal per transportar del camp al celler) passant per refractòmetres de sobretaula, de versió digital, automàtics amb passamostres i els que vénen integrats a les estacions de mesura dels punts de recepció. La seva utilització és molt senzilla i no té més dificultat. No obstant això, el seu ús oficial com a mètode de tipus I està limitat a la determinació de sucres en raïm, mosts, mosts concentrats i mosts concentrats rectificats (OIV-MA-AS2-02).

Cal tenir en compte que, pel tipus de principi físic en què es basa la mesura, es determina la influència de tots els sòlids solubles presents a la mostra (siguin sucres, sals, proteïnes, àcids, etc.), però es calibra davant d’una solució de sacarosa. Els resultats, per tant, no són tan específics com els d’altres mètodes.

Mètodes químics

El mètode químic oficial acceptat per l’OIV de tipus IV (OIV-MA-AS311-01A) és vàlid per a la determinació de les substàncies reductores. És important aquesta distinció ja que a l’any 2019 es va decidir substituir el terme sucres reductors. Es basen en la reacció dels grups cetona o aldehid dels sucres amb una solució alcalina duna sal de coure (II) en calent. Un cop el coure (II) oxida els sucres, l’excés d’aquest metall es determina per iodometria, després d’afegir iodur de potassi a l’excés en medi àcid. Aquest tipus de mètodes presenta interferència de compostos diferents dels sucres i també del color. Per eliminar les possibles interferències, es requereixen etapes prèvies de decoloració i clarificació del vi, segons el cas. A més, si la concentració de sucres de la mostra és superior a 5g/L, caldrà fer una dilució prèvia per poder dur a terme la determinació.

Aquest mètode, tediós i de llarga durada en temps, va ser la tècnica predilecta durant molts anys davant la manca de millors opcions. Avui dia, en alguns països continua sent el mètode oficial per a la determinació de sucres. Tot i això, aquells països que han adoptat els lineaments de l’OIV comencen a desistir del seu ús, fonamentalment perquè els resultats que brinda són més grans que la quantitat real de sucres fermentables, cosa que dificulta conèixer amb exactitud el final de fermentació.

MÈTODES ENZIMÀTICS

Són mètodes òptics basats en la mesura selectiva de la concentració d’un compost mitjançant l’ús d’enzims específics que catalitzen (acceleren) una reacció determinada. A l’avenç d’aquesta reacció enzimàtica apareixen i/o desapareixen compostos que són monitoritzats fàcilment a través d’un espectrofotòmetre UV-Vis. Els mètodes enzimàtics més emprats són per a la determinació de la glucosa, de la glucosa més la fructosa i de la glucosa més la fructosa més la sacarosa. Aquesta última determinació, en particular, sol rebre el nom de Sucres totals, ja que es correspon als sucres fermentables presents al most. Si bé en un començament els kits enzimàtics constaven de diversos ingredients i s’havien de preparar diàriament a causa de la seva baixa estabilitat, avui dia la majoria consten de dos reactius líquids ben diferenciats i ràpids a l’ús amb estabilitats d’almenys 18 mesos des de la data de fabricació. A més, avui dia, cada vegada més cellers i laboratoris utilitzen analitzadors químics automàtics, que s’encarreguen d’automatitzar els passos de dispensació de reactius i mostres, seguiment de la reacció química i càlcul de la concentració del paràmetre d’interès. D’aquesta manera, es guanya en optimització del temps de l’analista i del consum de reactiu, amb la reducció consegüent dels costos analítics, i es millora la seguretat i higiene del personal que ha de manipular els reactius. El principal avantatge dels mètodes enzimàtics respecte a altres alternatives és la seva especificitat, cosa que evita tota mena d’interferències. A més, el seu rang de linealitat (fins a 6 g/L) el fa ideal per a la determinació dels sucres residuals i del punt final de fermentació alcohòlica. Per a concentracions més elevades, una dilució correctament feta (de manera manual o automàtica amb un analitzador) assegura que les determinacions es facin dins del rang ideal del kit. En cas de requerir més precisió al final de fermentació, es poden fer adaptacions perquè sigui possible determinar amb precisió diferències de l’ordre de 0,02 g/L; aspecte molt interessant, ja que com més a prop de la sequedat estigui, menors riscos microbiològics o de possibles fermentacions en ampolla tindrà el vi.
Val a dir que ja fa uns anys l’OIV accepta àmpliament aquest tipus de mètodes, sent elevats al rang de mètode de tipus II, amb la qual cosa són el mètode oficial de determinació de sucres residuals i el que més àmpliament està sent acceptat als països del vell món vinícola. Al respecte es poden consultar les normatives OIV-MA-AS311-02 (per a la versió manual) i OIV-MA-AS311-10 (per a la versió referida a analitzadors automàtics seqüencials).

MÈTODES CROMATOGRÀFICS

La utilització de la cromatografia líquida d’alta eficàcia (HPLC) està contemplada a l’OIV a la seva normativa OIV-MA-AS-311-03 com un mètode de tipus II per a la glucosa i la fructosa i de tipus IV per a la sacarosa. Un dels avantatges d’aquesta tècnica és que es poden determinar simultàniament els diferents sucres presents al most o vi (incloent-hi els compostos minoritaris), per la qual cosa permet conèixer el que s’anomena repartiment de sucres.

Si bé és un mètode que analíticament és molt fiable i selectiu, el seu gran desavantatge és l’elevat cost d’adquisició dels equips i la preparació que ha de tenir l’analista per fer-ne un ús correcte. Aquests dos punts limiten l’adopció generalitzada d’aquesta tècnica a la gran majoria de cellers.

MÈTODES FTIR

Aquest tipus de mètodes es basen en la interacció de la radiació infraroja amb la mostra. A partir de l’espectre resultant, i amb l’ús d’eines avançades de quimiometria, es pot conèixer la concentració de diversos compostos químics de manera ràpida i simultània. En el cas dels sucres es poden efectuar diversos tipus de calibratges en funció del paràmetre que es vol determinar: glucosa més fructosa, sucres totals, sucres reductors. Aquest tipus de mètodes és summament útil en cellers i laboratoris amb un alt nombre de mostres, ja que no requereix consum de reactius. D’altra banda, no és el mètode ideal per determinar un final de fermentació, ja que a mesura que es redueix la concentració de sucres a valors propers al zero, el mètode comença a perdre sensibilitat.

CONCLUSIONS

Poder determinar el nivell de sucres presents al raïm, most o vi és fonamental per al control del procés, ja que és el paràmetre determinant de la maduració, del seguiment de la fermentació i del nivell de sequedat que s’arribi al vi acabat. Per tant, és de vital importància conèixer els avantatges i les limitacions que té cada mètode analític a l’hora de seleccionar el més adequat a les nostres necessitats. També és bo conèixer les diferències que poden existir en els resultats d’un i altre mètode a l’hora de fer comparacions entre tècniques diferents. A manera de resum, i atesa l’adopció general de les diferents tècniques, ens podríem centrar en dos mètodes: la determinació de les substàncies reductores i la determinació dels sucres residuals. El primer mètode és de tipus químic, molt laboriós i tediós, i representa la tècnica tradicional que es va utilitzar fins i tot per classificar els vins i que encara avui s’usa en alguns països com a mètode oficial. Tot i això, cal recordar que aquest mètode sobreestima la quantitat de sucres presents, a causa de les interferències provinents de sucres no fermentables i altres substàncies. El segon mètode, per part seva, és de tipus enzimàtic i ofereix com a grans avantatges la rapidesa, la possibilitat d’automatització i la gairebé nul·la presència d’interferències de tota mena. D’aquesta manera, es poden determinar els sucres fermentables (glucosa, fructosa, sacarosa) de manera senzilla i amb un alt grau de precisió, cosa que facilita el seguiment i la detecció del final de fermentació. Aquest mètode ha estat l’elegit per l’OIV per desplaçar les velles tècniques manuals i és el que dia a dia es va imposant en una quantitat més gran de països per la seva utilitat.

TDI és proveïdor per excel·lència de solucions analítiques a la mida de cada celler i laboratori enològic. Ofereix una gran varietat d’analitzadors automàtics i kits enzimàtics dedicats a la determinació de Glucosa, Glucosa+Fructosa i Sucres Totals.

Més de 30 anys d’experiència ens avalen, no ho dubtis i suma’t a l’enolució!

Àcid Pirúvic

Ácido pirúvico

Àcid Pirúvic

Dr. Enginyer Mario Ignacio Weibel, responsable I+D+r Tecnología Difusión Ibérica S.L.

La conversió del sucre del raïm en etanol i diòxid de carboni és la reacció bioquímica principal durant la fermentació alcohòlica del vi. Tot i això, les reaccions metabòliques secundàries i les interaccions microbianes, també deixen la seva empremta en la composició final del vi. La composició química del vi en determinarà l’aroma, el gust i el sabor, que estaran influenciats per la varietat del raïm, les condicions geogràfiques, la microbiologia i el procés d’obtenció. D’entre tots els compostos presents en el vi, els àcids orgànics juguen un rol fonamental en les característiques organolèptiques del producte obtingut.

Àcid pirúvic
FOTO: Àcid pirúvic.

La concentració d’àcids al most ve donada principalment pel tipus de varietat de raïm i el seu nivell de maduresa. La fermentació alcohòlica, per la seva banda, modifica el contingut i la concentració dels àcids presents. Els àcids primaris del raïm són el màlic, el tartàric i el cítric. Durant la fermentació, apareixen altres àcids com acètic, làctic, succínic i pirúvic. D’altra banda, les pràctiques enològiques acceptades permeten incorporar altres àcids com sòrbic, ascòrbic i sulfurós (SO2).

L’àcid pirúvic es troba normalment al vi, en nivells molt variables que poden anar de 10 mg/L a més de 500 mg/L. En termes aromàtics, és responsable d’un gust àcid lleuger. No és un àcid constituent del raïm, però es forma com a intermediari clau en el procés de fermentació. Es produeix al principi de la fermentació durant la glicòlisi, a través de l’esquema d’EmbdenMeyerhofParmas. Aquesta etapa metabòlica del llevat genera piruvat com a intermediari per començar el cicle fermentatiu i allibera energia en forma de molècules d’ATP. El màxim de concentració de pirúvic s’obté aproximadament quan la meitat del sucre s’ha consumit. Per això, els vins dolços solen tenir alts nivells de pirúvic. En etapes avançades de la fermentació, els llevats utilitzen el pirúvic per seguir endavant el metabolisme i formar etanol i diòxid de carboni, oxaloacetat o acètic, segons les diferents rutes. La producció de pirúvic està afavorida per pH i temperatures elevades, a més d’una ventilació freqüent; mentre que la tiamina actua com a inhibidor. Acabada la fermentació alcohòlica, el pirúvic acaba de ser consumit durant la fermentació malolàctica, raó per la qual els vins negres solen tenir valors baixos de pirúvic. Una segona fermentació lenta en ampolla, per agregat de fonts exògenes de sucre, afavoreix la presència de pirúvic.

La presència d’àcid pirúvic en vi s’ha relacionat amb dos efectes importants en la conservació i l’envelliment. El primer, i més important, és la capacitat de combinació amb el diòxid de sofre. L’àcid pirúvic és capaç d’unir-se al diòxid de sofre en quantitats considerables. És el segon responsable més gran del SO2 combinat després de l’acetaldehid, causant la combinació d’aproximadament el 17% del SO2 en vins blancs i el 12% del SO2 en vins negres. Per tant, al vi, el nivell de SO2 combinat dependrà de les quantitats de pirúvic i de SO2 agregat. Així, per a un nivell mitjà de 25 mg/L de pirúvic, existiran 10 mg/L de SO2 combinat per a una dosi efectiva de 30 mg/L de SO2 lliure. El segon efecte important del pirúvic és la capacitat que té de reaccionar amb les antocianines presents al vi negre, per formar piranoantocians del tipus vitisina A, compostos molt estables que són parcialment responsable del color típic dels vins reserva.
D’altra banda, és coneguda la importància de l’àcid pirúvic en sidres, on es pot trobar en nivells propers a 500 mg/L, i en cerveses, on és present en nivells de 40100 mg/L amb participació en la formació d’aromes i sabors.
El treball de R+D+i realitzat per Tecnología Difusión Ibé­rica S.L. permet treure avui al mercat un kit estable per a la determinació d’àcid pirúvic en vins, amb reactius de treball de llarga durabilitat i de confiança.