High-impact wine aroma production by Saccharomyces yeasts and generation of yeast hybrids for industrial application
NAGIOS: RODERIC FUNCIONANDO

High-impact wine aroma production by Saccharomyces yeasts and generation of yeast hybrids for industrial application

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High-impact wine aroma production by Saccharomyces yeasts and generation of yeast hybrids for industrial application

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dc.contributor.advisor Querol Simón, Amparo
dc.contributor.advisor Guillamón Navarro, José Manuel
dc.contributor.author Pérez Pérez, María Dolores
dc.contributor.other Departament de Medicina Preventiva i Salut Pública, Ciències de l'Alimentació, Toxicologia i Medicina Legal es_ES
dc.date.accessioned 2022-05-25T10:25:38Z
dc.date.available 2022-05-26T04:45:06Z
dc.date.issued 2022 es_ES
dc.date.submitted 03-06-2022 es_ES
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/10550/82974
dc.description.abstract El vino se diferencia de la mayoría de las bebidas fermentadas, como por ejemplo de la cerveza, por su gran complejidad y diversidad aromática. En su aroma se distinguen aquellos compuestos que constituyen la nota vinosa, base similar en todos los vinos, y los aromas de alto impacto, compuestos menos abundantes, pero de potentes notas florales y frutales. Así, el aroma del vino se produce a lo largo de la vinificación, en su mayor parte durante la fermentación alcohólica y en él influyen principalmente la variedad de uva y la acción de la levadura. Las levaduras han sido explotadas durante muchos años por el ser humano para la producción de vino, y en el caso de la fermentación las cepas vínicas de Saccharomyces cerevisiae son las más utilizadas, caracterizadas por la gran capacidad de producir alcohol y adaptarse a las condiciones iniciales del mosto de uva y del proceso de vinificación. A partir de los años 70 en el siglo pasado, cepas de esta especie se extendieron por todas las zonas vitivinícolas del mundo en forma de levaduras secas activas, las cuales aseguraban una fermentación sin problemas, altos rendimientos de etanol, evitando defectos aromáticos y reproduciendo perfiles de vino entre añadas. Sin embargo, el vino, como cualquier producto comercial, se rige ante todo por las tendencias del consumidor, lo que marca los cambios a nivel industrial para responder a estas demandas. Actualmente los consumidores buscan una mayor diversificación de esta bebida; incluyendo vinos con perfiles aromáticos afrutados y frescos y con un contenido alcohólico equilibrado. Por otra parte, la vid está sufriendo las adversidades producidas por el calentamiento global, el cual genera un desequilibrio en la madurez óptima de las uvas. El calentamiento global ha generado un aumento de la temperatura media anual, una mayor frecuencia de olas de calor e irregularidad en las precipitaciones. Las temperaturas extremas (>30ºC) y las frecuentes sequías concentran los azúcares, mientras que los compuestos relacionados con la calidad del aroma, el sabor y el color aún están en proceso de desarrollo. Por lo tanto, esto lleva a la decisión de retrasar la cosecha para conseguir la madurez fenólica y aromática, arriesgando una deshidratación severa de la baya. Esta deshidratación repentina puede interrumpir la biosíntesis de compuestos polifenólicos (taninos y antocianos) y aromáticos, mientras que se produce una concentración de azúcares, aumento del pH y disminución del contenido en nitrógeno fácilmente asimilable por las levaduras. En el plano sensorial en vinos de uvas marchitas o con avanzado estado de madurez, los compuestos aromáticos positivos se ven afectados en gran medida y aparecen notas a “vino de oporto” o “alcohólicas”. Además, el alto contenido alcohólico influye negativamente disminuyendo la percepción de notas florales y frutales. Dado que los vinos que usualmente se obtienen con las levaduras vínicas S. cerevisiae no consiguen resolver los problemas relacionados con el cambio climático como, reducción del grado alcohólico, aumento de la acidez y de los aromas; actualmente existe un gran interés en la búsqueda y estudio de levaduras novedosas, no convencionales, con propiedades enológicas capaces de satisfacer las expectativas de los consumidores y de mitigar el efecto del cambio climático en las uvas. Por este motivo, en los últimos años se han incrementado los estudios de cepas de otras especies del género Saccharomyces o de géneros diferentes a Saccharomyces aisladas de fermentaciones espontáneas, de otros procesos fermentativos más tradicionales o encontradas en la naturaleza. Estas levaduras son usadas como co-cultivos con cepas vínicas de S. cerevisiae por contribuir positivamente en la complejidad aromática, favoreciendo la liberación de aromas varietales y fermentativos, como también organolépticamente, disminuyendo en este sentido el rendimiento en etanol y aumentando el contenido de ácidos orgánicos del vino (málico, succínico o cítrico). Estas propiedades también contribuyen a disminuir el efecto del cambio climático sobre la vid, el cual provoca exactamente lo opuesto: incremento del alcohol potencial, disminución de la acidez y degradación de precursores aromáticos. En este contexto, cabe destacar que las especies criotolerantes S. eubayanus, S. kudriavzevii y S. uvarum e incluso las cepas no vínicas de S. cerevisiae además de ser capaces de crecer y fermentar a bajas temperaturas, tienen la capacidad de producir menor contenido de etanol y una mayor producción de productos secundarios como: eritritol, glicerol, 2,3-butanediol, ácido succínico, etc. Estos compuestos son mayormente producidos por estas levaduras como alternativas diferentes a la producción de etanol buscando compensar de esta manera el exceso de cofactores reducidos derivados de la glicólisis. Asimismo, en la mayoría de los estudios llevados a cabo sobre estas levaduras, se ha encontrado una notable producción de compuestos volátiles cuya síntesis también estaría relacionada con estrategias de equilibrio redox y con el metabolismo nitrogenado, concretamente nos referimos a alcoholes superiores, sus acetatos, ácidos grasos de cadena media y sus ésteres etílicos. Sin embargo, estos compuestos tienen una relevancia aromática limitada, ya que la mayoría de ellos sólo participan en la nota vinosa, apenas superan sus umbrales de percepción y se degradan fácilmente durante el envejecimiento en botella. Por otra parte, pocos estudios se han centrado en la producción y liberación de aromas de mayor importancia aromática por parte de estas levaduras, es decir, aromas procedentes de precursores varietales o del proceso de fermentación cuyos umbrales de percepción son, en cambio, realmente bajos: terpenos, C13-norisoprenoides, mercaptanos polifuncionales, ésteres etílicos de ácidos grasos de cadena ramificada, etc. Estas especies/cepas poseen ciertas debilidades y baja competitividad frente a las levaduras vínicas de S. cerevisiae, ya que estas últimas, al ser usadas durante muchos años en fermentaciones, se han adaptado perfectamente a las condiciones de fermentaciones y han sufrido lo que se conoce como domesticación. Hay varias posibilidades de usar estas cepas, o bien como inoculaciones secuenciales o co-inoculaciones, las cuales son muy utilizadas en la industria con las levaduras no convencionales pertenecientes a otros géneros. Debido a que estas técnicas pueden resultar muy laboriosas en bodega, otra alternativa es la generación de levaduras híbridas para obtener una cepa que herede las competencias y propiedades organolépticas de ambos parentales. La hibridación ha sido un mecanismo de adaptación de las levaduras a condiciones ambientales variables, incluyendo también una forma de adaptación a condiciones estresantes como las que se presentan en ambientes vínicos. Varios trabajos han descrito la presencia de híbridos naturales entre S. cerevisiae y especies criotolerantes como Saccharomyces uvarum o Saccharomyces kudriavzevii que exhiben propiedades fisiológicas y enológicas de ambas especies. Estos híbridos han adquirido de su parental criotolerante una mayor capacidad fermentativa a bajas temperaturas, mientras que de su parental vínico una mayor tolerancia a altas concentraciones de azúcares y al etanol. Esto ha llevado a la generación de híbridos como técnica de mejora en levaduras. Entre las diferentes técnicas que se pueden usar para obtener híbridos destaca la denominada rare-mating, la cual es muy sencilla de llevar a cabo y no implica la generación de microorganismos genéticamente modificados (GMO), por lo tanto, éstos resultan aptos para la aplicación en la industria del vino. En este contexto, esta tesis doctoral forma parte de un proyecto del programa Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Network (ITN), concretamente del proyecto Aromagénesis (Nº 764364), financiado por la Comisión Europea, Horizonte 2020. Este proyecto supuso la creación de una red de trabajo entre 10 grupos beneficiarios, incluyendo tanto empresas como instituciones de investigación pertenecientes a 7 países de la Unión Europea. Este proyecto se centra en apoyar científicamente a dos de las industrias más importantes de Europa a nivel económico, el vino y la cerveza. El objetivo general del proyecto es el estudio de la producción de compuestos aromáticos por parte de las levaduras tanto cerveceras como vínicas para mejorar el perfil aromático de estas bebidas. Para alcanzar este objetivo se analizó la variabilidad de levaduras aisladas de diferentes orígenes en la síntesis de los aromas tanto mayoritarios como minoritarios y se desarrollaron nuevos métodos analíticos para determinar estos compuestos. A nivel molecular se analizó la variabilidad genética de todos los genes que participan en las rutas de síntesis de los aromas y la regulación de dichas rutas. Como aplicación a la industria se propuso generar nuevas cepas de levaduras que adquieran perfiles organolépticos mejorados, incluyendo nuevas selecciones, el uso de la co-inoculación o mejoras de las levaduras comerciales. Otro aspecto relevante es el desarrollo de nuevos nutrientes de levaduras que puedan contribuir a mejorar los perfiles aromáticos y organolépticos en el vino. Esta tesis se centró en estudiar la capacidad para producir y liberar una amplia gama de compuestos volátiles de importancia aromática por parte de cepas no convencionales pertenecientes a especies criotolerantes del género Saccharomyces (S. eubayanus, S. kudriavzevii y S. uvarum) y cepas no vínicas de S. cerevisiae. Dado que algunos de estos compuestos están relacionados con el metabolismo de ciertos aminoácidos (valina, leucina, isoleucina y fenilalanina) y que adquieren relevancia durante el envejecimiento en botella, en esta tesis también se tuvo en cuenta estos factores. Por último, se generaron cepas híbridas entre las mejores levaduras no convencionales y una levadura vínica comercial de la empresa Lallemand Bio S.L., empresa líder en el desarrollo, producción y comercialización de levaduras, y que forma parte del consorcio Aromagenesis. En el capítulo 1 se analizó una colección de 33 levaduras pertenecientes a las especies criotolerantes de ambientes naturales (S. eubayanus, S. kudriavzevii, S. uvarum) y S. cerevisiae no vínicas aisladas de cerveza, cachaça, masato, agave, cacao fermentado, insectos y roble. Estas cepas fermentaron en mostos con diferentes fuentes de nitrógeno, lo que nos permitió estudiar tanto la diversidad de levaduras, así como si con estas fuentes de nitrógeno se podían obtener atributos enológicos diferentes, como compuestos relacionados con la fermentación (etanol, glicerol, ácidos orgánicos, u otros productos secundarios de la fermentación incluyendo aromas). Al mismo tiempo, se pudo aportar información sobre aspectos relacionados con el metabolismo del nitrógeno en estas especies/cepas poco estudiadas. Las fermentaciones se llevaron a cabo en fermentadores a pequeña escala (fermentadores en 10 mL) en mosto sintético de composición y contenido de nitrógeno fácilmente asimilable (NFA) similar al mosto de uva (240 g/L de azúcares y 140 mg/L de NFA) y en mostos que contenían este mismo nivel de NFA pero aportado solamente por sal de amonio o por un aminoácido (valina, leucina, isoleucina o fenilalanina). A partir de los 6 mostos y las 33 levaduras se obtuvo un experimento de diseño factorial, que nos permitió discriminar entre los efectos individuales de los factores nitrógeno y levadura y su interacción sobre el rendimiento de la fermentación y la composición final del vino. Se estudió la capacidad fermentativa de cada levadura y el efecto de las fuentes de nitrógeno sobre este parámetro mediante la medida de la pérdida de peso diario. Por otra parte, se determinaron mediante cromatografía gaseosa (GC-FID), los compuestos aromáticos mayoritarios y de origen fermentativo. Por último, mediante cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), se analizaron otros compuestos fermentativos importantes, como alcoholes, azúcares y ácidos orgánicos producidos por parte de las levaduras e influenciados por las diferentes fuentes nitrogenadas. En cuanto a los resultados sobre la capacidad fermentativa de las cepas, cabe destacar que las cepas pertenecientes a la especie S. uvarum se agruparon por una mayor dificultad fermentativa con fenilalanina, mientras que esta dificultad en la fermentación también se observó principalmente con leucina en las cepas de S. kudriavzevii aisladas en España, y al fermentar con isoleucina en las de S. eubayanus. Por el contrario, estas cepas no-cerevisiae mostraron una mejora en su velocidad fermentativa en mosto con valina, especialmente en el caso de cepas de S. eubayanus. Por otra parte, la mayoría de las levaduras S. uvarum y S. eubayanus se caracterizaron por alcanzar los mayores niveles de β-feniletanol y su éster de acetato, mientras que las cepas de S. kudriavzevii se relacionaron positivamente con la alta producción de glicerol y las de S. cerevisiae con la producción de etanol. Las fuentes de nitrógeno, especialmente los aminoácidos, influyeron sobre la producción de ciertos compuestos volátiles y no volátiles. Además de observar la mayor producción de compuestos relacionados directamente con su catabolismo, es decir, alcoholes superiores y acetatos relacionados con la ruta de Ehrlich, así como otros metabolitos como eritritol, etanol, 2,3-butanediol, entre otros. En este sentido, la fenilalanina aumentó el contenido de eritritol y de los ésteres etílicos hexanoato y octanoato de etilo. Por otra parte, la leucina produjo cierta disminución del grado alcohólico, principalmente en las cepas de S. cerevisiae mientras que la valina aumentó el 2,3-butanediol. Cabe destacar, que las cepas S. uvarum mostraban mayor producción de β-feniletanol y su acetato en todos los medios, tal y como ya estaba descrito por otros autores, en cambio, al fermentar en presencia de fenilalanina era mayor el aumento de eritritol que de estos compuestos aromáticos. Probablemente, estas levaduras producen estos compuestos volátiles a partir de la ruta de los azúcares, en concreto a través de la ruta del ácido shikímico, y en presencia de fenilalanina esta ruta resultaría inhibida en su punto inicial, lo que lleva a derivarse hacia la mayor formación de eritritol. A partir de estos datos se realizó una primera selección de cepas de cada especie en base a la capacidad fermentativa y los mayores niveles producidos de ésteres etílicos afrutados, ácido succínico y glicerol para ser incluidas en los estudios realizados en los capítulos 2 y 3. En el capítulo 2 se estudió cómo las cepas no vínicas pueden contribuir a la síntesis de aromas en mostos semi-sintéticos de la variedad Tempranillo (Vitis vinifera L) y en el capítulo 3 en la variedad Albariño (Vitis vinifera L). Para ello, las levaduras fermentaron en dos tipos de mostos sintéticos que contenían fracciones fenólicas y aromáticas naturales (PAF) de cada una de estas variedades de uva. Además, al mosto de Albariño se le adicionó una solución sintética de precursores glutatiónicos y cisteínicos de mercaptanos polifuncionales: 3-mercaptohexanol y 4-metil-mercaptopentanona. Tanto las soluciones de PAF como de mercaptanos fueron provistos por el laboratorio de análisis de aroma y enología (LAAE) de la Universidad de Zaragoza. Además, gran parte de los análisis aromáticos detallados a continuación fueron realizados durante la estancia desarrollada en este mismo laboratorio de la Universidad de Zaragoza en 2019 bajo la supervisión del Profesor Vicente Ferreira. Las fermentaciones se llevaron a cabo en fermentadores de 100 ml de capacidad sellados y con válvulas de escape de gases y conteniendo 50 mL de mosto en agitación. El proceso fermentativo se realizó a 20ºC en mosto de Tempranillo y se utilizaron 14 cepas, mientras que en Albariño las fermentaciones fueron a 16ºC utilizando 8 cepas. Además, se incluyeron como controles fermentadores conteniendo mostos sin inocular. El seguimiento de la fermentación y análisis de alcoholes, azúcares y ácidos orgánicos se realizó como en el capítulo 1. Una parte del volumen de los vinos resultantes y los mostos se sometieron a un envejecimiento anóxico acelerado con el cual se consigue simular el envejecimiento o guarda en botella durante un año. Para conseguir este proceso acelerado, dentro de una cámara desprovista de oxígeno las muestras de vino se introdujeron en viales sin espacio de cabeza y se colocaron en bolsas de plástico cerradas herméticamente, eliminando de esta manera la presencia o entrada de oxígeno en los vinos. Posteriormente, estas bolsas con los viales se mantuvieron en estufa a 50ºC durante 5 semanas, y a continuación se analizaron los aromas. El análisis aromático realizado en estos dos capítulos fue más exhaustivo utilizando diferentes técnicas cromatográficas según la abundancia del aroma (aromas mayoritarios, minoritarios o trazas) y momento en el que se realizó el análisis (aromas desprendidos durante la fermentación, en el vino joven y en el vino añejado). En el ensayo de Tempranillo se colocaron en la salida de gases de los fermentadores cartuchos de resinas acondicionadas que adsorbieron los compuestos volátiles liberados durante el proceso fermentativo, posteriormente el contenido de los cartuchos de cada fermentador fue eludido utilizando disolventes orgánicos y los extractos obtenidos de cada uno se mezclaron en una única solución representando los aromas liberados por todas estas cepas no convencionales durante la fermentación. Esta solución mezcla se analizó a través de cromatografía de gases-Olfatometría utilizando detector de ionización de llama (FID) y puerto olfatométrico por el cual los aromas que fueron percibidos y evaluados por un panel de catadores, determinando el tiempo e intensidad del olor percibido. Luego estos compuestos fueron identificados molecularmente por comparación de los índices cromatográficos de retención en diferentes columnas y utilizando un detector de masas (GC-MS). En esta solución se identificaron once compuestos aromáticos, en su mayoría de origen fermentativo y cuyo orden de relevancia fue notablemente diferente al encontrado en otro trabajo que utilizó el mismo mosto, pero con cepas comerciales. Además, una característica muy notable fue la identificación de un aroma varietal, la 4-mercapto-4-metilpentan-2-ona (4MMP), la cual es un tiol volátil responsable del aroma a "boj" que caracteriza a los vinos de Sauvignon Blanc. En los vinos jóvenes de Albariño y Tempranillo se realizó un análisis de los compuestos aromáticos mayoritarios, es decir aquellos que se encuentran en concentraciones superiores a 1 mg/L, los cuales fueron obtenidos a partir de las muestras mediante micro-extracciones entre fases líquido/líquido y fueron analizados por cromatografía de gases acoplada a detector de ionización de llama (GC-FID). Por otra parte, los aromas minoritarios, (0.1-200 μg/L) se analizaron tanto en vinos jóvenes como envejecidos de ambas variedades y en este caso los extractos se analizaron por cromatografía de gases acoplada de detector de masas (GC-MS). Por último, los mercaptanos polifuncionales, también conocidos como tioles cuyas concentraciones rondan los ng/L fueron analizados por una técnica recientemente puesta a punto en el laboratorio LAAE. Las muestras fueron derivatizadas y extraídas por fase sólida junto con analitos deuterados incluidos como estándares internos. En este caso estos aromas fueron determinados por cromatografía de gases de doble columna acoplada a detector de masas (GC-GC-MS). Como resultados generales de estos dos capítulos, se encontró una cepa no fermentativa de S. uvarum (CECT12600), que además de la acidez proporcionada por su mayor producción de ácido succínico y la mayor producción de aceto de feniletilo en ambos varietales, produjo vinos jóvenes y envejecidos de Tempranillo con gran concentración de aromas de notas florales y frutales como monoterpenos, β-ionona, isovalerato de etilo e isobutirato de etilo. Esta misma cepa también desarrolló vinos de Albariño de gran interés enológico, sintetizando la mayor concentración de geraniol, ésteres lineales y ramificados afrutados y, además, mostró una importante capacidad para liberar mercaptanos polifuncionales varietales, principalmente 3-mercaptohexanol y su acetato. En cuanto a estos últimos compuestos aromáticos, dos cepas de S. kudriavzevii, aisladas de ambientes naturales (nombre común CR89D1 y CA111F1), revelaron una notable capacidad para liberar grandes cantidades de mercaptanos polifuncionales, principalmente 4-metil-4-mercaptopentan-2-ona (4MMP) y 3-mercaptohexanol (3MH) en los vinos de Albariño. Por otra parte, una cepa S. cerevisiae aislada de cerveza de sorgo mostró un perfil aromático particular debido a la mayor producción de 4-metilvalerato de etilo (notas lácticas y afrutadas), γ-octalactona (coco) y, furfuriltiol (café tostado). Este último compuesto es un mercaptano de origen fermentativo cuya presencia en el vino se asocia al contacto del vino con las duelas de madera, formándose de esta manera durante la fermentación o añejamiento en barrica. Sin embargo, su detección en vinos sin madera ha generado dudas sobre su origen. Una de las posibles rutas de síntesis propuestas en la bibliografía es a partir de la ribosa y la cisteína. Considerando esto último y evidenciando en esta una misma levadura una gran producción tanto de furfuriltiol como eritritol, el cual deriva de la ruta de las pentosas fosfatos (PPP), propusimos que el furfuriltiol pudiera sintetizarse en S. cerevisiae a partir de la ribosa-5-fosfato, intermediaria en esta misma ruta (PPP). Por otra parte, una de estas cepas de S. kudriavzevii (CA111F1) se destacó por la mayor producción de los 3 ésteres etílicos ramificados analizados isovalerato de etilo, isobutirato de etilo, y 2-metilbutirato de etilo en las fermentaciones realizadas con la variedad Tempranillo. En cuanto a las cepas de S. cerevisiae que fermentaron mosto con la variedad Tempranillo destacó la cepa vínica T73 por su sorprende expresión aromática, siendo muy similar a las cepas S. uvarum y S. eubayanus, mientras que una cepa de S. cerevisiae asilada de cachaça (nombre común CSC1) desarrolló niveles significativos de C13-norisoprenoides y derivados vanillínicos. En general, el envejecimiento acelerado produjo un gran efecto aumentando los ésteres etílicos de cadena ramificada afrutados, mientras que los acetatos y algunos terpenos disminuyeron. Interesantemente, los vinos de las cepas criotolerantes tras ser sometidos al envejecimiento, seguían mostrando diferencias significativas en la composición volátil, manteniendo en varios casos sus perfiles diferenciales. Los vinos de cepas de S. uvarum produjeron un importante aumento de estos ésteres principalmente isobutirato de etilo, un atributo interesante tras el envejecimiento. Asimismo, la cepa de S. cerevisiae de agave desarrolló los mayores contenidos de un aroma esencial propio del envejecimiento, leucato de etilo, cuyas notas aromáticas recuerdan a las moras frescas. El tercer objetivo de este estudio fue generar híbridos a partir de las levaduras no vínicas seleccionadas en función de los datos obtenidos en los capítulos anteriores con una levadura vínica, con el objetivo de potenciar o mejorar sus perfiles aromáticos u otras propiedades como la capacidad de fermentar a bajas temperaturas, manteniendo sus propiedades enológicas de la cepa vínica comercial. Las levaduras seleccionadas fueron la cepa CECT12600 perteneciente a S. uvarum, dos cepas de S. kudriavzevii (CR89D1 y CA111F1) y la cepa asilada de cachaça (CSC1) de S. cerevisiae. Mediante la técnica de rare-mating se obtuvieron híbridos, y tal y como se ha indicado previamente, estos híbridos no se consideran GMO y por tanto no tienen limitación legal para ser usados en la industria. Esta técnica inicialmente requiere generar la obtención de mutantes auxotróficos espontáneos en las cepas a cruzar para poder así aislar la cepa híbrida resultante con las auxotrofías compensadas. Para esto, se sembraron alícuotas de cada cepa en los siguientes medios selectivos: ácido α-aminoadípico (α-AA), ácido 5-fluoroorótico (5-FOA) y ácido 5-fluoroantranílico (5-FAA) con el fin de seleccionar colonias mutantes naturales para los genes LYS2, URA3 y TRP1 respectivamente. Una vez obtenidos los mutantes naturales de las cepas se cruzaron auxótrofos complementarios y tras la de estabilización genética de estos híbridos, se obtuvieron 7 levaduras híbridas de cruces intra e interespecíficos. Los 7 híbridos obtenidos corresponden a 2 híbridos de cada cepa de S. kudriavzevii, 2 híbridos de la S. uvarum y un híbrido con la S. cerevisiae de cachaça y la levadura vínica de S. cerevisiae. Teniendo en cuenta las propiedades enológicas de los híbridos obtenidos se seleccionaros los 4 híbridos de Sc × Sk y los dos de Su × Sc para fermentar mosto Albariño a 16ºC y el híbrido Sc × Sc y uno de Sc × Sk para fermentar mosto Tempranillo a 25ºC. Las composiciones de estos mostos, las condiciones de fermentación y los análisis de compuestos aromáticos fueron similares a lo descripto en los capítulos 2 y 3, aunque solamente los vinos de Tempranillo fueron sometidos a envejecimiento acelerado anóxico. Los resultados de este capítulo revelaron que las levaduras híbridas que heredaron la mitocondria de la levadura vínica mostraron mejores capacidades fermentativas, produciendo vinos con valores similares a ésta en cuanto a la producción de etanol y glicerol. Por otra parte, los híbridos con mitocondrias diferentes a la vínica produjeron vinos con niveles de etanol menor y mayor producción de glicerol, 2,3-butanediol y ácidos orgánicos. En cuanto a los perfiles aromáticos, todos los híbridos produjeron vinos con mayores contenidos en varios compuestos aromáticos afrutados y florales en comparación con la levadura vínica. Cabe destacar una mayor producción de acetato de feniletilo, acetato de isobutilo, γ-octalactona, cinamato de etilo en ambos vinos varietales. Los cruces Sc × Sk produjeron vinos Albariño con un mayor contenido de 3-6 veces mayor en mercaptanos polifuncionales, 4-mercapto-4-metilpentan-2-ona (4MMP), y 3-mercaptohexanol (3MH) en comparación con la cepa vínica parental. Resulta interesante destacar, que teniendo en cuenta las diferencias en ciertos compuestos aromáticos entre las diferentes cepas/especies, hemos propuesto rutas de síntesis de aromas poco definidas en la actualidad, especialmente en levaduras relacionadas con el vino. En este sentido, propusimos el furfuriltiol como derivado de la ruta de las pentosas fosfatos; la γ-butirolactona y el succinato de dietilo como aromas derivados de la ruta del GABA y atribuimos la mayor liberación de mercaptanos polifuncionales en cepas S. kudriavzevii a una reacción de desintoxicación de metilglioxal derivado de la gran producción de glicerol. También como resumen de los resultados más relevantes, cabe destacar que las cepas silvestres no vínicas de S. cerevisiae y las especies criotolerantes aumentan la complejidad del aroma de los vinos. Al mismo tiempo, producen mayores cantidades de glicerol y ácidos orgánicos y un menor rendimiento de etanol, lo que contrarresta el efecto del cambio climático en las uvas. Por último, obtuvimos híbridos interespecíficos a partir de estas cepas no-cerevisiae que mostraron mejores características enológicas y aromáticas que la cepa vínica parental. Por otra parte, los datos obtenidos en concreto los del capítulo 1, pueden ser la base para el desarrollo de suplementos nutricionales que permitan modular el grado alcohólico, el rendimiento en glicerol y ácidos orgánicos, así como de ciertos aromas. Siendo la valina la fuente que favorece fermentación en cepas no-cerevisiae (especialmente en S. eubayanus), mientras que en S. cerevisiae la fenilalanina potenció la producción de esteres de aromas afrutados y el rendimiento de etanol disminuyó en mostos conteniendo leucina. es_ES
dc.format.extent 317 p. es_ES
dc.language.iso en_US es_ES
dc.subject levaduras es_ES
dc.subject vino es_ES
dc.subject aroma es_ES
dc.title High-impact wine aroma production by Saccharomyces yeasts and generation of yeast hybrids for industrial application es_ES
dc.type info:eu-repo/semantics/doctoralThesis es_ES
dc.subject.unesco UNESCO::CIENCIAS TECNOLÓGICAS::Tecnología de los alimentos es_ES
dc.embargo.terms 0 days es_ES

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