domingo, 26 de mayo de 2013

Aromas Derivados de la Madera de Roble


Algunos aromas y sabores son aportados al vino como producto de la degradación o modificación de celulosa, lignina y hemicelulosa de la madera de las barricas.  No obstante que la celulosa, la ligninga y la hemicelulosa no se disuelven en líquidos (i.e. vino) el calentamiento o tostado que sufren estas moléculas durante la fabricación de las barricas hacen que se modifique su estructura y que generen moléculas aromáticas.  Tanto los compuestos aromáticos y los polifenoles van a modificar la estructura final del vino desde el punto de vista organoléptico. 


stockage des merrains
Durante la fabricación de las barricas, la madera de roble es acomodada para formar grandes pilas de madera.  Esta madera es expuesta a la lluvia, sol y aire durante dos o tres años.  Durante este periodo de maduración, algunos compuestos de la madera sufren cambios que general moléculas aromáticas que posteriormente después son aportadas al vino.  Por otro lado, durante la fabricación de las barricas, la madera de roble es mojada, calentada y tostada.  Este proceso de calentamiento también modifica la estructura de diferentes moléculas que posteriormente aportan aromas muy específicos al vino.  El aporte de estas moléculas se lleva a cabo por las duelas de la madera procesada, pero también por viruta o pedazos (chips) de madera añadidos al vino.    


Compuestos aromáticos como las lactonas, euglenol y vanillina, entre otros, van a contribuir en los aromas del vino.  Las lactonas y otros compuestos son el resultado de la degradación (hidrólisis, esterización, etc.) de la lignina.  Chatonnet et al (1990) demostraron que a bajas concentraciones, las lactonas del roble proven aromas de madera que mejoran la calidad del vino. A altas concentraciones las lactonas van a ser percibidas como aromas de resinas (madera recién cortada) y coco que en algunos casos no son tan apreciados en el vino.  La concentración de lactonas generalmente aumenta a medida que la madera de envejece en contacto al medio ambiente y durante el tostado de la barrica.  En general, las lactonas se encuentran en toda la madera utilizada para fabricar barricas, sin embargo, las cis-lactonas (en química orgánica cis- se refiere a la orientación de los grupos funcionales de una molécula), son mucho más concentradas en el roble americano.  La forma cis-lactona es cuatro a cindo veces más intensa en olor que la forma trans-lactona (la forma trans- es la conformación inversa de la molécula cis-).  Por lo anterior, los aromas de madera fresca y coco en los vinos con crianza en barricas de roble americano tienden a ser más intensos que los que se obtienen de una barrica de roble francés.  Por otro lado, la concentración de las lactonas aumentan a medida que la madera madura en la fábrica y durante el proceso de tostado.  La figura muestra que la concentración de cis-lactonas es mucho más alta que las trans-lactonas en la madera de roble.  La figura muestra también que las barricas nuevas tienen un mayor aporte de lactonas que las barricas usadas.  


La vanillina también es derivado de la degradación de la lignina y obviamente juega un papel importante en el aporte de aromas y sabores de vainilla en el vino.  La concentración de vanillina aumenta sustancialmente a media que aumenta el tostado de la barrica.  Por otro lado, el euglenol aporta un aroma que recuerda al clavo (especia) y a diferencia de otras lactonas, la concentración de euglenol tiende a disminuir a medida que la madera es “curada” (intemperizada) en la fabrica productora de barricas.  Al igual que la vanillina, el euglenol también es derivado de la degradación de la lignina.  La figura muestra el efecto del grado de tostado sobre el aporte de vanillina sobre el vino.  se puede ver claramente que las barricas con un tostado alto (HT, High toast) a lo 100 días tienen un aporte de vanillina mucho más alto que las barricas con un tostado más ligero.  



Guaiacol y 4-metilguayacol son otras moléculas derivadas de la lignina que aportan aromas de ahumado al vino.  Estas dos moléculas aumentan su concentración a partir de la degradación de la lignina a medida que la madera es tostada durante la fabricación de la barrica.  Otras moléculas como etil-guayacol pueden también ser generadas como descomposición de la barrica durante su tostado e imparte un aroma ahumado o medicinal dependiendo de la concentración.  Etil-guayacol también es producida a través de procesos microbiológicos por la levadura Brattanomyces que en altas concentraciones aporta aromas de sudor o caballo sudado. 


Durante el proceso de curado y tostado de las barricas, la hemicelulosa también es degradada y produce moléculas como el furfural, hidroximetilfurfural, maltol y cicloten.  Con excepción del furfural, los otros compuestos tienen un aroma que se asocia al azúcar quemado o caramelizado.  La etoxilactona es otra molécula que se deriva de la degradación de la hemicelulosa que también aporta aromas que asociamos a frutas dulces o mermeladas dulces de frutas (Sefton et al., 1990).


Se puede concluir que la pared celular de la madera en su forma “cruda” (sin ser expuesta a la lluvia, sol y aire por varios años; y sin ser calentada o tostada) no aporta aromas al vino.  Sin embargo, durante el proceso de producción de la barrica, algunas moléculas son modificadas por acción del calor y aportan nuevos aromas al vino.  

martes, 21 de mayo de 2013

Aporte de compuestos Químicos por las Barricas




Una de las funciones importantes de las barricas es el de aportar sabores y aromas que ayuden a mejorar la calidad del vino.  En gran medida, gran parte del aporte de sabores y aromas provienen directamente de las moléculas que componen la madera de las barricas.  En gran medida, la madera de los árboles está compuesta por lignina, celulosa y hemicelulosa.  Estos compuestos forman parte de la estructura celular de la madera de los árboles.  Además de estos compuestos, la madera de las barricas aporta algunos taninos (polifenoles) que aportan otros sabores y aromas al vino.


La celulosa es la molécula que forma la mayor parte de la pared celular de las células vegetales.  En general constituye aproximadamente la mitad de la biomasa de la madera.  Su estructura química es relativamente simple ya que está compuesta por una cadena muy larga (cientos a decenas de miles) de glucosas (la glucosa es un azúcar simple sintetizado durante la fotosíntesis).  Por lo anterior, la celulosa es considerada un polisacárido (azúcar) complejo.  La celulosa no es aromática y es insabora por lo que no aporta ni aromas ni sabor al vino.  Sin embargo, durante el tostado de las barricas parte de la celulosa se hidrolisa (se separan las moléculas individuales de glucosa).  Por lo anterior, parte de las glucosas de la celulosa se caramelizan y pueden aportar aromas de caramelo, tostado, pan tostado, al vino. 


La lignina constituye aproximadamente un cuarto a un tercio de la biomasa de la madera.  Esta molécula forma parte de la pared celular de las células de las plantas y su función principal es la de darle fuerza al tejido vegetal.  La lignina forma parte importante de las células del xilema (células conductoras de líquidos de la raíz a la parte superior de las plantas).  Su estructura está compuesta de carbono, hidrógeno y oxígeno formando anillos racémicos (conjunto de moléculas que se unen formando una gran red).  Al calentarse o combusionarse, la lignina genera aromas que son percibidos como ahumados.  Por lo anterior, el aroma de humo en los vinos generalmente proviene de la lignina tostada que se produce durante la fabricación y tostado de las barricas.  Debido a la fuerza de sus uniones y su composición química, la lignina tarda mucho tiempo en descomponerse.  Debido a su lenta descomposición, la gran mayoría del tejido de madera que perdura en el campo es la lignina.  Por lo anterior, las duelas de roble utilizadas para formar las barricas son muy resistentes a la descomposición.  De hecho, algunas bodegas en Europa tienen barricas de cientos de años de edad que aun siguen siendo utilizadas para contener vino.  Obviamente, estas barricas tan viejas ya no aportan sabores al vino pero aun sirven para contener líquidos. 


Por último, la hemicelulosa constituye entre el 15 y el 25% de la biomasa de la madera.  A diferencia de la celulosa que está compuesta exclusivamente de glucosa, la hemicelulosa está compuesta de glucosa y otros azúcares como xilosa, manosa, galactosa, ramnosa, y arabinosa.   Algunos de estos azúcares son pentosas (moléculas con cinco carbonos) mientras que otros son hexosas (moléculas con seis carbonos en su estructura química). 



Debido a su naturaleza hidrofóbica (repelente al agua) ni la celulosa, ni la lignina, ni la hemicelulosa de la madera de las barricas se disuelve en el vino.  Sin embargo, algunos de estas moléculas son trasformadas durante el proceso de producción de las barricas (i.e. tostado, calentado).


Además de la celulosa, lignina y la hemicelulosa, la madera de las barricas aporta compuestos fenólicos al vino.  Entre los compuestos fenólicos que más se disuelven en el vino se encuentran los phenoles, taninos y cumarinas.  Los compuestos fenólicos representan aproximadamente el 10% del peso de la madera.  Estos compuestos son extraídos lentamente a lo largo de la crianza del vino en la barrica.  Gran parte de los polifenoles de la madera se encuentran en las tilosas que han servido para cerrar los poros de la madera vieja.  Para que puedan ser extraídos, el vino tiene que penetrar en las células de la madera y de esta manera estos polifenoles se disuelven en el vino.  La penetración del vino en la madera de las barricas es de aproximadamente 2-3 mm/año y depende del tipo de roble utilizado y del tratamiento de la madera antes de fabricar las barricas.


Por últimos, aproximadamente 5% del peso de la madera de la barrica está representada por compuestos aromáticos que finalmente van a impartir aromas como especias, madera, etc. al vino.  

lunes, 13 de mayo de 2013

Barricas (1)



         El roble en la enología puede ser considerado como un aditivo más dentro de la amplia gama de productos para la producción de vinos.  Las barricas utilizadas en la producción de vino han sido producidas con maderas como el nogal, cerezo, manzano, pino, etc.  Sin embargo, el roble ha resultado ser una madera que aporta características positivas al vino y que ha resultado ser muy popular entre los enólogos.  En general, el uso del roble genera un cambio significativo en el color, en el sabor, en los aromas, en la tanicidad y en la textura del vino. 


El roble es la madera preferida en la producción de barricas debido a que la madera es muy dura y a su vez elástica.  La elasticidad del roble le da la posibilidad de ser doblada para formar la clásica forma de la barrica.  Además, el roble es un árbol muy grande con rendimientos muy altos de madera potencialmente utilizable en la fabricación de barricas.  Debido a que la madera de este árbol genera granos (células) muy compactos que corren a lo largo de las duelas (tablones), las barricas son impermeables a los líquidos y además tienen muy poco encogimiento.  Por último, el roble no aporta aromas indeseables al vino. 


Además de sus características físicas, los rayos medulares y las tilosas hacen que el roble sea una madera ideal para la fabricación de barricas.  Los rayos medulares son una agregación de células alargadas que corren radialmente desde el centro del tronco hasta la corteza.  En las duelas, los rayos medulares se observan como líneas densas de madera que corren de una manera perpendicular al grano de la madera.  La función de los rayos medulares es la difusión del agua y nutrientes hacia el centro del tronco.  Los rayos medulares en el roble están formadas de grupos de células lo que hace que la madera sea flexible.  En otras maderas como el pino, los rayos medulares están formados de una célula lo cual hace que no sean tan flexibles a la hora de doblarlas y hace que se rompan con más facilidad.  Entre más dura sea la madera, mayor cantidad de rayos medulares se encontrarán en la madera.  En el roble, por ejemplo, aproximadamente el 30% de la madera está constituida de rayos medulares, mientras que en el pino solo el 8-10% de la madera está constituida de rayos medulares (Singleton 1974). 


Los rayos medulares son prácticamente impermeables a los líquidos.  Cada duela de la barrica tiene en promedio 5 o 6 rayos medulares en el grueso de la madera.  Lo anterior hace que esta madera sea prácticamente impermeable a los líquidos. 









Por otro lado, las tilosas son estructuras de cicatrización de los árboles.  A medida que el árbol crece, se generan nuevos anillos de madera en una dirección radial al centro del tronco.  A medida que la parte externa del tronco se lignifica (genera estructura dura de madera), los poros del xilema (poros que conducen agua y minerales de las raíces a la parte superior del árbol) se tapan (ver figura izquierda).  La cicatrización o taponamiento del xilema mediante las tilosas hace que la madera también se vuelva impermeable a los líquidos. El taponamiento de los conductos de la madera “vieja” del árbol se lleva a cabo mediante la acumulación de gomas, resinas y ceras que se producen como resultado de procesos metabólicos iniciados por la fotosíntesis.  Estos productos (gomas, resinas y ceras) tienen una gran cantidad de terpenos que son tóxicos a bacterias, hongos e insectos.  Por lo anterior, las tilosas tienen la función de taponar los conductos de conducción viejos así como la protección de la madera contra patógenos.  Los terpenos de la madera posteriormente aportarán aromas agradables al vino.  Por lo anterior, el roble es considerado como una madera ideal para la fabricación de barricas. 

En la siguiente imagen se puede apreciar el centro del tronco con una tonalidad más obscura.  El oscurecimiento del centro del tronco se debe a las tilosas (gomas, resinas y ceras) que han tapado los conductos de xilema ya no utilizados por el árbol.  La parte clara del tronco es donde se encuentran los tejidos conductores del árbol.  




En general, se puede establecer que las barricas de roble sirven para 1) enriquecer el vino con nuevos componentes, 2) servir como una barrera entre la atmósfera y el vino (en otras palabras, ser un contenedor para el líquido) y por último 3) servir como un receptáculo para que se lleven a cabo una serie de reacciones físico-químicas.