Junho 2009 A base química do aroma: origem e evolução dos compostos responsáveis pelos aromas do vinho

(1)

A base química do aroma:

origem e evolução dos

compostos responsáveis pelos

aromas do vinho

Xavier Arioli

(2)

Diferentes compostos para

Diferentes perfis aromáticos

(3)

A importância de melhor

compreender os fenómenos em jogo

Sources: King et al. 2008 extrait du cahier Lallemand n°16 «Sulphur compounds, production and sensory impact on wine»

Vinho 3

Caracterizado por notas de buxo fresco

Vinho 4

Caracterizado por notas de citrinos

(4)

Três questões para melhor

compreender este tema:

Quais são os compostos aromáticos dos

vinhos ?

Qual a sua origem e qual a sua

evolução?

Quais são os mecanismos que regulam

(5)

Mais comment procéder pour «ranger»

les composés aromatiques ?

Abordagem em função da

sua natureza química:

álcoois, aldeídos,

ésteres…

Abordagem em função do

seu impacto aromático:

notas de morango, de

baunilha, de rosa…

Abordagem em função da

sua evolução desde a

vindima até ao consumo do

vinho:

Moléculas da uva que

permanecem intactas ou

que sofrem

transformações…

Abordagem em função da

sua origem: compostos

varietais, compostos

fermentativos, compostos

ligados à maturação do

vinho…

(6)

Abordagem em função da origem

dos constituintes do aroma

Compostos primários da uva

Compostos secundários da uva

Compostos fermentativos (fermentação

alcoólica e fermentação maloláctica)

Compostos ligados à conservação do

(7)

Parte 1 : os compostos

primários da uva

ou compostos formados no

interior das células da uva

(8)

Duas grandes familias de compostos

volátéis da casta

As metoxipirazinas

Os terpenos

Aromas típicos do

Cabernet Sauvignon

• IBMP

• IPMP

• 2-metoxi-3-S-butil-pirazina

Aromas típicos dos

moscatéis e de outras

castas aromáticas

como Gewürstraminer

• linalol

• geraniol

(9)

A

mol

é

cula

mais

conhecida

da

familia

das

pirazinas

: a 3

-

isobutil

--

2

2 -

-

metoxipirazina

N

OCH

₃

R

=CH

₂

CH(CH

₃

)

₂

Fórmula semi-desenvolvida

(10)

IBMP

é

repons

á

vel

por

notas

herb

á

ceas

,

mas

tamb

é

m

conhecida

como

indicador

de

qualidade

_qualidade

Aroma de pimento verde

Limiar de detecção:

2 a 8 ng/L vinhos brancos

2 a 16 ng/L vinhos tintos

(11)

Os terpenos associados a

aromas florais

Típicos de algumas castas (moscatel de

Alexandria,…)

Várias moléculas envolvidas

(12)

Possibilidade de modular a

presença de terpenos nos vinhos

Na vinha, através das práticas culturais

Utilizando leveduras que revelem estes

aromas

Utilizando actividades enzimáticas

(13)

Parte 2 : os compostos

secundários das uvas

ou compostos da uva modificados de

acordo com protocolo de vinificação

(14)

Álcoois e aldeídos com 6 átomos de

carbono responsáveis pelas notas

herbáceas

O

H

Exemplo : o hexanol

Segundo « Traité d’Œnologie », Dunod T2

C

H

(15)

Os aromas herbáceos

originados pela trituração

Aromas de folhas

triturada, de erva cortada

Compostos responsáveis:

hexanol,…

Limiar de detectção de

apenas algumas µg/L

Conferem igualmente

sensações amargas

(16)

Forma

ç

ão

dos

compostos

em

C

₆

por

via

enzim

á

tica

Lípidos membranares

Acil hydrolase

Ácido linoleico

Ácido linolénico

Hexanal

Hexanol

(E)-Hex-2-enal

(Z)-Hex-3-enal

(E)-Hex-2-ene-1-ol (Z)-Hex-3-ene-1-ol

C18:2 9-LOOH C18:2 13-LOOH C18:3 13-LOOH C18:3 9-LOOH

Lipoxigenase

Álcool desidrogenase

Enzima de clivagem dos hidroperóxidos

(Valentin G., 1993) CH3-(CH2)4-CH2OH

(17)

Papel dos precursores

aromáticos: o exemplo dos

precursores glicosilados

Açúcar Açúcar Açúcar aglicona Precursor glicosilado (tipo

terpenos, norisoprenoides em C13, …) presentes na uva

Corte da ligação entre a aglicona e o(s) açúcar(es)

Molécula odorífera

Susceptível de contribuir para o perfil do vinho, consoante o seu teor Exemplos de norisoprenóides β-damascenona β -ionona TDN Framboesa Violeta Hidrocarboneto Limiar Composto Descritor 50 ng/L ? 20 µg/L

(18)

O

SH

4-methyl-4-mercaptopentan-2-one

Importância dos tióis varietais na

expressão do carácter frutado e

vegetal

SH OH 3-mercaptohexanol O O SH 3-mercaptohexyl acetate

Composto Origem Descritores

Buxo Cassis Xixi de gato Limiar 0,6 ng/L (mais baixo que o TCA) Fruitos tropicais Maracujá Manga Vegetal e frutado (nota intermediária) 60 ng/L 4 ng/L a partir do 3MH

(19)

Parte 3 : os compostos

fermentativos

ou compostos formados pelas leveduras

fermentativas e as bactérias lácticas.

(20)

Produção de compostos aromáticos pela levedura apartir de

açúcares, aminoácidos e do metabolismo do enxofre

Açúcares Açúcares Glicerol Glicerol Piruvato Acetil CoA Ácido gordo CoA Ácidos gordos Ácidos gordos Mono terpenos Mono terpenos Acido acético Etanal Etanol Ácido acético Etanol Etanal Ciclo ácidos tricarboxílicos Ceto-ácidos Aldeídos Alcools supérieur s Ésteres Ésteres Álcoois superiores Aldeídos Ácido succínico Ceto-ácidos α-Acetolactato Diacetilo Diacetilo Amino-ácidos Ácidos aminés Proteínas da levedura Sulfato Sulfito H2S Compostos aromáticos Glico-conjugados Cisteína-conjugados Polifenóis

Segundo Hentie Swiegers et coll., AWRI 2005

(21)

Papel da levedura na formação ou

desenvolvimento de diferentes notas

aromáticas

METABOLISMO

DOS AÇÚCARES

METABOLISMO

DOS

COMPOSTOS

AZOTADOS

INTERACÇÃO

COM OS

PRECURSORES

Álcoois superiores

Ácidos gordos

Ésteres

Comp. carbonílicos

Comp. de enxofre

Álcoois superiores

Ésteres

H

₂

S

Tióis

Monoterpenos

Composés

glicosilados

(monoterpenos e

norisoprenoides)

S-conjugados à

cisteína

(22)

Forma

ç

ão

de

acetato

de

etilo

e de

acetato

de

isoamilo

pelas

leveduras

fermentativas

Segundo Hentie Swiegers et coll., AWRI 2005 Glicólise Piruvato Acetaldeído Etanol Acetato Acetatill-CoA Isoamyl alcool Acetato de etilo Acetato de isoamilo Coenzima A Coenzima A α-Acetolactato α-ceto-isovalerato Coenzima A α-ceto-isovalerato L-leucina Isovaleraldeído

(23)

Síntese de ésteres pela levedura

Saccharomyces cerevisiae

Acetatos de álcoois

superiores

Ésteres etílicos de ácidos

gordos

Acetato de isoamilo

Acetato de hexilo

Acetato de isobutilo

Acetato de feniletilo

Butirato de etilo

Hexanoato de etilo

Octanoato de etilo

Decanoato de etilo

Responsáveis por notas do tipo « frutado »

(24)

Biosíntese dos álcoois superiores pela

levedura em vinificação

n-propil-álcool

α,β –dihidroxi β – metil valerato

Segundo Hentie Swiegers et coll., AWRI 2005 α,β –dihidroxi isovalerato α-acetolactato α-aceto-hidroxibutirato TPP-C2 C=O COOH CH CH3 H2C CH3 α-ceto-β-metil valerato α-ceto-isovalérato H2C CH3 CH C=O COOH COOH C=O CH2 CH3 α-cetobutirato +/-NH3 HOOC NH3 CH CH2 CH3 treonina homoserina aspartato Ciclo dos ATC +/-NH3 pyruvate CH3 C=O COOH Glicólise n-propan-aldeído + CO2 CH2OH (NAD+) CH2 CH3 Isobutir-aldeído + CO2 CH2OH CH CH3 H3C α-amino-butirato Álcool isobutílico isoleucina +/-N_H3 β – metilbutiraldeído +CO2 (NAD+) CH2OH CH H2C CH3 CH3 Álcool amílico activo leucina β-carboxi-β- hidroxi-isocaproato + CoA Acetil CoA valina +/-NH3 α -carboxi-β- hidroxi-isocaproato (NADP+) COOH C=O CH2 +/-NH 3 CH CH3 H3C α -cetoisocaproato CO2 + isovaleraldeído (NAD+) CH2OH CH2 CH CH3 H3C Álcool isoamílico

(25)

Lista de alguns compostos de enxofre « leves » envolvidos nos

aromas de redução

D ’après Ribéreau-Gayon et al., 1998

.

Síntese de compostos de enxofre pela

levedura ao longo da FA

46 2,4 1,7 Goma elástica Dissulfureto de carbono 35 2 1,4 marmelo, trufa 5 Sulfureto de dimetilo 0 0,7 0,3 0,4 [ ] vinho normal µg/L 35 10,8 cebola 0,1 Etanotiol 6 5,1 croupi 0,3 Metanotiol -61 16,3 Ovos podres 0,8 Sulfureto de hidrogénio -50 0,7 etéreo Sulfureto de carbonilo Ponto de ebulição [ ] vinho reduzido µg/L Descritores Limiar de percepção COMPOSTO

(26)

Caso particular do metionol: atenção

aos teores mais elevados

Aromas de couve-flor e

batata

Composto responsável:

3-metiltiopropanol

Limiar de percepção:

1200 µg/L

Responsável, igualmente,

(27)

Aromas fermentativos do tipo

láctico: moléculas, aromas,

limiares

COMPOSTO

Diacetilo Lactato

de etilo Acetoína Butanodiol Pentanediona

AROMA Manteiga, avelã Leite azedo Manteiga, caramelo Vegetal Manteiga, caramelo LIMIAR DE IDENTIFICAÇÃO (mg/L) 1 150 20-200* 500-1000* 1 à >10* * Dados Intelli’oeno

(28)

Parte 4 : os compostos ligados à

conservação do vinho

ou compostos ligados às condições e

duração da maturação do vinho

(29)

Os compostos extractíveis da madeira

responsáveis por diversas notas aromáticas

whiskylactonas

Fenóis

voláteis

Compostos

«baunilhados»

Cis

β-metil-octolactona

Trans

β-metil-octolactona

Guaiacol

Eugenol

Cresois

2,6-dimetoxifenol

Etc

Vanilina

Acetovanilina

Vanilato de

metilo

Vanilato de etilo

Notas

aromáticas:

Coco

Notas

aromáticas:

Fumado,

cravinho,…

Notas

aromáticas:

baunilha

Furfuriltiol

Notas

aromáticas:

Café, pão

torrado,

« tostado »

(30)

Evolução oxidativa dos vinhos:

um fenómeno inevitável

ACETALDEÍDO

SOTOLON

METIONAL

FENILACETALDEÍDO

AMINOCETOFENONA

(31)

Exemplo do sotolon, uma molécula

indicadora da evolução oxidativa

Odor : caril, noz verde

Limiar de percepção : 20µg/L

Mecanismo de formação :

Metabolismo das leveduras de véu em vinho

jovem, Xerez (leveduras do tipo

Saccharomyces)

Encontrado em grande quantidade em vinhos elaborados com

leveduras de véu, o sotolon é, por exemplo, encontrado nos velhos

vinhos de Champagne

(32)

Outro exemplo: o fenilacetaldeído

Odor : marmelo, mel, flores mortas,…

Limiar de percepção : 100 µg/L

Mecanismo de formação : a priori oxidação do

fenil-2-etanol

(molécula fermentativa bem conhecida

– produzida pelas leveduras criófilas – aroma de rosa

que contribui para a fineza aromática)

(33)

Parte 5 : o caso particular das

contaminações, desvios e

(34)

Exemplo da contaminação das uvas:

GMT e ACP

* Dados Intelli’oeno

** Algumas pessoas são anósmicas COMPOSTO o-cresol (µg/L) 1-octeno-3-ona (ng/L) Geosmina (ng/L) MIB (ng/L) IPMP (ng/L) ODOR iodo Cogumelo fresco Terroso, Beterraba vermelha Terroso, bolor Terroso, vegetal LIMITE DE IDENTIFICAÇÃO 50-500* 20-50* 30-60** 30** 2

(35)

Exemplo de desvio em vinho: os

compostos produzidos pelas leveduras

Brettanomyces

Ácido p-cumárico

Ácido ferrúlico

Ácido caféico

4-vinil-fenol

4-vinil-guaiacol

4-vinil-catecol

4-etil-fenol

4-etil-guaiacol

4-etil-catecol

Mas também:

Ácido acético

Acetato de etilo

Ácidos gordos

de cadeia curta

(36)

Exemplo de poluição: os gostos

de plástico

O estireno é conhecido há muito tempo

Novas moléculas impactantes – o 2,6 –

diclorofenol (2,6-DCP) e o 6-cloro-o-cresol

(6CC)

(37)

Parte 6 : mecanismos da

(38)

Classificação dos aromas

realmente activos

1.

Compostos

da base arom

á

tica (

tampão

)

–

Percebidos

como

uma

unidade

global dif

í

cil de romper

2.

Compostos

impacto

ou

muito

activos

–

Que

transmitem

os

seus

aromas espec

í

ficos

ou

caracter

í

sticas

a

certos

vinhos

3.

Familias

ou

grupos de

compostos

impacto

–

Podem

transmitir as notas caracter

í

sticas da

sua

“

fam

í

lia

”

4.

Compostos

ou

fam

í

lias

ditas

subtis

–

Contribuem

como

seu

aroma a para

uma

nota arom

á

tica

5.

Defeitos

ou

desvios

Segundo Vicente Ferreira, Laboratório de Análise do Aroma e de Enologia (Departamento de Química Analítica, Universidade de Saragoça)

(39)

Reveladores e amplificadores

do perfil frutado dos vinhos

Seis moléculas têm a capacidade de desempenhar este papel: a

β-damascenona, a β-ionona, o DMS, o furaneol, o homofuraneol e o

metional

Mistura de

ésteres

frutados

Segundo Escudero et al, 2007 (J. Agric. Food Chem.)

Em água

Em solução

hidroalcoólica

Em vinho

Frutos do

bosque

++

Efeito

0

“Amplificad or 1”

Aroma de

maçã

+++

Cereja,

uva passa

++

Nota

frutada

+

“Amplificador 2”

Efeito

0 Frutos do

bosque

++

“Amplificador 3”

(40)

Parte 6 : Influência dos parâmetros

viticolas e enológicos sobre o perfil

(41)

Importancia da casta sobre o

perfil aromático

Influência directa devido aos aromas

varietais

Diferenciação varietal através dos

precursores aromáticos

Incidência da composição das uvas em

(42)

Variabilidade das quantidades de

precursores aromáticos de acordo com

a casta

Fontes: Hernanez-Orte et coll. 2008. WAC 2008, « Aroma compounsed released from glycosidic precursors present in vine leaves from spanish cultivars »

(43)

Incidência das operações pré-fermentativas

sobre a qualidade olfactiva do vinho

0 500 1000 1500 2000 2500 50 100 150 200 250 Metionol (µg/L)

Segundo V. Lavigne, Faculté d’œnologie de Bordeaux

(44)

Condições de síntese dos acetatos e dos

ésteres etílicos de ácidos gordos na levedura

Levedura

Condições de

fermentação

Protocolo

tecnológico

Utilização de

estirpes

específicas

- Anaérobiose

- Manutenção de

uma temperatura

baixa e estável

- Adição moderada

de fosfato de

diamónio

- Escolha da casta

- Boa maturação

- Clarificação

(turbidez < 200 NTU)

- MP

- Cuvaison curta

- Maceração

carbónica

(45)

Favorecer a expressão

aromática dos tióis varietais

Notas

típicas

1. Aumentar a riqueza dos precursores nas uvas 2. Modular a extracção dos precursores no mosto 3. Melhorar a transformação em aromas ao longo da FA 4. Preservar a conservação dos tióis varietais

(46)

Conferir o carácter

«amanteigado» através da

gestão do diacetilo

PROCURA DE NOTAS AMANTEIGADAS (Chardonnay

barrica):

– Estirpe de bactérias citrato +

– Favorecer a multiplicação bacteriana (inoculação tipo « Champagne », pé-de-cuba)

– FML a baixa temepratura

– Filtração após o final da FML, maturação das borras à parte, reincorporação final do vinho de borras maturadas (sem as paredes de levedura - filtação)

PROCURA DE NOTAS FRUTADAS :

– Estirpe de bactérias citrato

– FML inoculada com bastante biomassa (directa) e estirpe citrato -– FML mais rápida (22-23°C)