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.
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!