El nitrógeno y su papel vital en la elaboración del vino

La elaboración de vino, una práctica realizada durante siglos, implica una serie de procesos bioquímicos sofisticados que son todo menos sencillos. A pesar de que la fermentación pueda parecer una tarea espontánea y sin complicaciones, la realidad es que mantener vivas las levaduras es un desafío considerable, especialmente si queremos lograr un producto de calidad y sin defectos. Pues resulta que las levaduras, además del azúcar, requieren de nitrógeno como nutriente esencial para su crecimiento y desarrollo. Además, se sabe que los mostos de uva suelen ser deficientes en uno o varios de los nutrientes necesarios para las levaduras, lo que complica aún más la cosa.

Estas deficiencias nutricionales pueden ser las responsables de causar retrasos o detenciones en la fermentación, o incluso la producción de ácido sulfhídrico (H2S). Si esto ocurre, se generan compuestos sulfurosos volátiles no deseados en el vino mucho después de finalizada la fermentación, resultando en un vino con defectos y mal sabor. Afortunadamente los vinos en la actualidad no se realizan como antaño y contamos con enólogos, un grupo de profesionales del sector especializados en las ciencias químicas. Es por ello que las prácticas actuales de elaboración de vino ya tienen en cuenta estas deficiencias y hacen uso de la adición de nutrientes a base de nitrógeno durante las fermentaciones.

Sin embargo, una abundancia excesiva de nitrógeno en el mosto también puede traer consecuencias negativas. La fermentación podría ser demasiado rápida en las fases iniciales, alcanzando temperaturas que podrían estresar a las levaduras, incluso hasta matarlas. Un exceso de nitrógeno también puede causar un sabor salado al vino debido a la producción de sulfuros y carbamato de etilo, este último un compuesto cancerígeno.

Por lo tanto, lograr un equilibrio en los niveles de nitrógeno es crucial. No solo para obtener un buen vino, sino también para nuestra salud. Para ello, es esencial medir la cantidad de nitrógeno que está presente en el mosto y añadirle el resto hasta alcanzar los niveles deseados, en su justa medida.

Nitrógeno asimilable por las levaduras (YAN)

El nitrógeno asimilable por las levaduras, conocido en inglés como Yeast Assimilable Nitrogen (YAN), es generalmente considerado el método más eficiente para decidir si se necesita o no adición de nitrógeno. El valor de YAN mide el total de nitrógeno en el mosto que está disponible para la levadura, es decir, alfa amino-nitrógeno (amino-N), que se mide con el test NOPA, y nitrógeno amoniacal (amoniacal-N). En términos simples, el nitrógeno asimilable por las levaduras sería YAN = amoniacal-N + NOPA.

Para medir los niveles de nitrógeno amino-N también es posible usar otro test llamado FAN. Los tests NOPA y FAN miden únicamente los complejos de nitrógeno con base amino, no miden el nitrógeno amoniacal. La adición de nutrientes a partir de los resultados de NOPA y FAN será realizada en exceso, ya que están basados en un nivel de nitrógeno menor (sólo amino-N) que el verdadero nivel de nitrógeno (amino-N + amoniacal-N). Los resultados de nitrógeno, tanto amoniacal-N como amino-N, son válidos solo si son determinados antes de cualquier crecimiento de la levadura, inoculada o nativa.

¿Cuánto nitrógeno necesitan las levaduras?

Las levaduras necesitan generalmente entre 200mg/l - 400mg/l de nitrógeno para completar la fermentación sin problemas. Esta oscilación varía en función del azúcar. Los mostos con niveles altos de azúcar necesitan una mayor cantidad de nitrógeno. Si el mosto presenta un mayor riesgo de deficiencia en nitrógeno o la posibilidad de una parada en la fermentación, se debe agregar entre 50 mg/l y 100mg/l de nitrógeno adicional por cada grado brix adicional de azúcar (aproximadamente). Existen tablas o algoritmos que permiten calcular la cantidad con precisión.

Riesgos de deficiencia de nitrógeno y paradas en fermentaciones

Los mostos con altos riesgos de deficiencias de nitrógeno y paradas en fermentaciones son aquellos que presentan elevados niveles de azúcar, proceden de vides con estrés hídrico, de vides con deficiencias minerales como nitrógeno, de vides de vigor bajo o con enfermedades, de viñedos con un historial de fermentaciones lentas, paradas o con formación de H2S. También se encuentran en riesgo los mostos altamente clarificados, filtrados o refinados, aquellos propensos a una fermentación espontánea sin inocular levaduras, y aquellos que presentan fermentación maloláctica durante la fermentación alcohólica. Algunas variedades como Cabernet Sauvignon, Cabernet Franc, Merlot, Zinfandel y a veces Chardonnay, Syrah y Riesling, también suelen ser propensas a presentar estos problemas en sus mostos.

Con estos tipos de mostos habría que emplear una cantidad adicional de nitrógeno a la recomendada para mostos normales, y que puede obtenerse mediante el uso de tablas o calculadoras de enología.

Añadir nitrógeno: amoníaco y aminoácidos

El fosfato de diamonio (DAP) y las soluciones de amoníaco son fuentes de nitrógeno amoniacal. Sin embargo, para una fermentación eficaz, las levaduras requieren también un balance adecuado en los niveles de nitrógeno amino. 

Es por ello que, además de usar DAP o amoníaco, se recomienda la utilización de una mezcla de un complejo de nitrógeno que contenga aminoácidos. Recordemos que YAN es la suma de los dos tipos de nitrógeno, amoniacal y amino.

Resulta relevante entender que, en el jugo de uva, la cantidad de nitrógeno amino es mayor que la de nitrógeno amoniacal. Si se añade únicamente DAP o amoníaco al mosto, el balance natural necesario para un metabolismo normal del amoníaco se verá alterado. Esta alteración se exagera cuando se añaden grandes cantidades de DAP/amoníaco en casos donde el mosto presenta una gran deficiencia en nitrógeno. Esta situación puede provocar la producción de H2S, incluso cuando existe suficiente nitrógeno disponible (en forma amoniacal), especialmente si la metionina (un aminoácido) y el ácido pantoténico (una vitamina) se encuentran en bajas concentraciones. Por lo tanto, para obtener mayores beneficios, se aconseja usar el DAP/amoníaco en conjunto con una fuente de aminoácidos, complementada con vitaminas y minerales.

Los aminoácidos, en forma de extractos de levadura, son una fuente viable de nitrógeno amino que puede añadirse al mosto. Es importante tener en cuenta que la calidad y la fuente de estos extractos pueden variar enormemente, lo cual puede tener un gran impacto en la calidad del vino. Los extractos derivados de levaduras previamente utilizadas, no tienen la concentración de nutrientes que poseen los extractos de levadura de "crecimiento primario", es decir, preparados específicamente para auxiliar en la vinificación. Además, las levaduras previamente utilizadas pueden transferir olores y sabores no deseados al vino.

Las vitaminas, por su parte, representan un componente crucial en la nutrición de las levaduras. Estas pueden encontrarse en muchos de los productos de extractos de levadura o también como preparados en sí mismas. Entre las más importantes se encuentran el ácido pantoténico (Vitamina B5), vital para la síntesis de metionina; la tiamina (Vitamina B1), esencial para el crecimiento saludable de la célula; y la biotina (Vitamina B7), necesaria para asegurar un metabolismo eficaz del nitrógeno por parte de las levaduras.

En lo que respecta a los minerales, se sabe que ciertos elementos, como el fosfato (encontrado en el DAP), magnesio, manganeso, zinc y cobre, son beneficiosos para el buen transcurso de la fermentación, aunque aún se está trabajando para conocer más sobre este tema.

No se debe olvidar también, la importancia de las cortezas de levaduras. Aunque no son un nutriente de la levadura como tal, las cortezas de levaduras aportan esteroles a las levaduras activas. Los esteroles son de gran importancia para la protección de las levaduras activas frente a elevados grados de alcohol. Además, las cortezas de levaduras presentan beneficios hacia el final de la fermentación, debido a que adsorben el ácido decanoico derivado de levadura, que es tóxico para las levaduras en fermentación.

Finalmente, aunque no sean nutrientes de las levaduras per se, la presencia de oxígeno y sólidos en suspensión incrementa en gran medida la eficacia de la fermentación. El oxígeno permite a las levaduras producir los esteroles requeridos para la tolerancia al alcohol, mientras que los sólidos en suspensión parecen promover una fermentación sana. Sin embargo, dado que los mostos clarificados producen vinos más finos y aromáticos, es necesario determinar un equilibrio.

Adición de nutrientes: el momento adecuado

Además de dar de comer a las levaduras un dieta sana y saludable, en su justa medida, a base de azúcar, nitrógeno, aminoácidos, vitaminas y minerales, hay que hacerlo en los horarios correctos, es decir en el momento adecuado. Los nutrientes para las levaduras deben ser añadidos durante la fermentación en diferentes etapas. En la primera, durante la inoculación de la levadura para su crecimiento. La segunda etapa se da cuando la fermentación ha comenzado y el grado de azúcar ha bajado entre 2 y 3 puntos. En este momento, la mayor parte del nitrógeno amoniacal se ha agotado. La tercera etapa al alcanzar la mitad de la fermentación o un poco antes. En este punto, se requiere nitrógeno para reabastecer las reservas de las células de las levaduras existentes, sin producir más células. El nivel de alcohol aún es suficientemente bajo como para permitir que las levaduras tomen nitrógeno.

Como hemos visto, el papel del nitrógeno en la enología es esencial para garantizar una fermentación exitosa y la producción de vino de alta calidad. Sin embargo, su manejo requiere precisión y conocimiento, desde la medición exacta de los niveles de nitrógeno en el mosto hasta la elección y adición de los nutrientes necesarios para las levaduras. Este equilibrio, aunque delicado, es una pieza fundamental en el fascinante arte de la vinificación.