UTILIZAÇÃO DA CARBOXIMETILCELULOSE EM ENOLOGIA 1 : SOLUBILIZAÇÃO E EFEITO COLOIDAL PROTETOR EM COMPARAÇÃO COM OUTROS ADITIVOS

UTILIZAÇÃO DA CARBOXIMETILCELULOSE EM ENOLOGIA

1 : SOLUBILIZAÇÃO E EFEITO COLOIDAL PROTETOR EM COMPARAÇÃO COM

OUTROS ADITIVOS

Piergiorgio COMUZZO1*, Lara TAT1, Laura BROTTO1, Andrea SCALA2, Franco BATTISTUTTA1, Roberto ZIRONI1

1

Università degli Studi di Udine, Dipartimento di Scienze degli Alimenti - Via Sondrio, 2/A, 33100, Udine

2

Garzanti Specialties S.p.A. - via Tito Speri, 8, 1-20154, Milão

Introdução

Apesar da problemática relativa à estabilização tartárica dos vinhos ser bem conhecida pelos enólogos, é sempre difícil orientar-se perante as interpretações dos testes de estabilidade,

que fornecem por vezes respostas

analíticasdiscordantes, e perante as

performances dos aditivos e tratamentos

tecnológicos que não são sempre

reprodutíveis. Isto faz com que o problema seja mais do nunca atual na área técnica.

Hoje em dia, o desenvolvimento do setor fez com que as diversas tecnologias adotadas para a estabilização tartárica se tornem disponíveis facilmente mesmo nas pequenas e médias empresas: isto é válido mesmo para os tratamentos como a eletrodiálise que, apesar da sua complexidade se torna aplicável mesmo em pequena escala.

A carboximetilcelulose (CMC) representa, do ponto de vista legislativo, a ferramenta tecnológica mais recente; este aditivo foi introduzido pela OIV no Código Internacional das Práticas Enológicas apenas em 2008 (1). A aplicação prevista é a estabilização tartárica dos vinhos brancos e espumantes, com um limite máximo de 100 mg/L; as características do produto estão especificadas no Codex Enológico Internacional (2).

Do ponto de vista normativo, a Comissão Europeia adaptou-se aos padrões sugeridos pela OIV e não admite a utilização em vinhos (incluindo os vinhos espumantes e efervescentes) em doses superiores a 100 mg/L, em vigor a partir de 1 de Agosto de 2009 (3).

O setor enológico, por sua vez, já conhecia esta substância, sendo apenas necessário os estudos de Berta et al. Em Itália (4,5), mas também outros estudos de investigadores franceses (6) e alemães (7,8).

Estes estudos confirmam os efeitos positivos do tratamento com CMC: Wucherpfennig et al., por exemplo, retrataram em 1984 o interesse da CMC para a estabilidade tartárica, de facto obtemos um resultado quase idêntico com a adição de CMC ou de ácido metatartárico (7); submetendo os vinhos a uma série de testes de estabilidade a 40 e a -5ºC, os mesmos autores observaram a

Autores a contactar : Tel: 0432 55 8166; Fax: 0432 55 8130; e-mail: piergiorgio.comuzzo@uniud.it

Resumo

A carboximetilcelulose (CMC) é um aditivo autorizado recentemente para a estabilização tartárica dos vinhos. Apesar da presença de testemunhos a favor do potencial de um produto como este na bibliografia, como é diversas vezes o caso das novas tecnologias, ainda existem algumas dificuldades de o implantar na adega.

Com esta primeira nota técnica, procuramos esclarecer alguns pontos relativos à utilização prática da CMC em enologia e mais particularmente à sua solubilização e ao seu efeito “coloidal protetor” relativamente às precipitações tartáricas; esta última característica foi comparada com outros estabilizantes coloidais mais clássicos: como a goma-arábica, o ácido meta-tartárico e as manoproteínas. Alguns dados relativos ao efeito da CMC sobre a estabilização dos vinhos novos, são por fim reportados.

formação de cristais nas amostras não tratadas e nas amostras onde foram adicionadas ácido metatartárico, mas o mesmo não aconteceu nas amostras onde foram adicionadas a CMC.

Crachereau et al. (6) reportaram como a eficácia da CMC com uma dose de 40 mg/L, se torna comparável a outros métodos habitualmente utilizados para a estabilização tartárica (aditivos ou métodos físicos); apresenta para além disso uma boa resistência às temperaturas elevadas e ao pH ácido, mantendo no entanto, relativamente ao ácido metatartárico, o seu próprio efeito estabilizador, mesmo após um aquecimento prolongado a 55-60ºC dos vinhos tratados.

Apesar destas perspetivas promissoras e apesar da CMC ter proporcionado excelentes resultados mesmo sob matrizes complexas do ponto de vista da estabilização tartárica, como por exemplo nos vinhos de base para a produção de vinhos de Champagne, este produto tem dificuldade em encontrar o seu lugar no meio enológico italiano.

O objetivo deste artigo é esclarecer alguns aspetos práticos ligados à utilização da CMC para a estabilização tartárica dos vinhos, em particular a aspetos ligados à dissolução antes da utilização na adega e o seu efeito “coloidal protetor”, esta última característica foi comparada com outros aditivos normalmente utilizados para a estabilização coloidal dos vinhos.

Solubilização da CMC

O Codex Enológico Internacional (2) afirma que a CMC destinada à enologia deve ser um “pó granuloso ou fibroso, branco ou ligeiramente amarelado ou acinzentado, ligeiramente higroscópico, inodoro e insípido. Pode ser fornecido sob forma de solução para diluir no vinho antes da utilização. As soluções devem conter pelo menos 3,5% de CMC”.

É necessário salientar que quando falamos de CMC, seria mais apropriado de se referir ao seu sal sódico; trata-se com efeito de CMC sódico (Figura 1) derivado da celulose tornada hidrossolúvel através de um processo químico. Quimicamente falando, trata-se de um éter de celulose, obtido

com a associação de celulose a grupos carboximetilados (–CH2COO-), que aumentam a sua

solubilidade. A introdução destas funções ácidas na cadeia, tornam a CMC um polieletrólito aniónico, munido de uma carga superficial negativa, uma carga que se torna mais importante quando o pH aumenta (Tabela 1).

O H O H HO H H OH H O O O H H HO H H OH H OH O H O H HO H H OH H O O O H H HO H H OH H OH Na+ n O -O O O- Na+ O

Figura 1. Estrutura química da CMC : cadeia da celulose [ligação glicosídica β-(1→4)] ligada a grupos carboximetilados (a vermelho)

A CMC é perfeitamente solúvel na água. Para a sua utilização normal em adega, a CMC é dissolvida em 20-50 volumes de água (que significa uma solução a 2-5% p/v), de preferência a quente (ex. 55-60ºC), agitando continuamente e cuidadosamente até a dissolução estar completa. Para evitar a formação de grumos, que de todas as formas se dissolvem completamente, mas acabam por aumentar o tempo de preparação, é aconselhável adicionar lentamente o pó à água quente agitando.

Uma vez que a CMC está completamente solubilizada e arrefecida (segundo alguns testemunhos isto acontece cerca de 24h depois), adiciona-se um volume equivalente de vinho, sempre sob agitação, de forma a reduzir a viscosidade da solução e facilitar a dosagem; é então possível adicionar o produto à massa a tratar, por exemplo doseando-a no topo do depósitoou através de uma bomba munida de um sistema venturi simples. Obviamente, devido à viscosidade elevada da solução, é oportuno, como é fundamental e lógico, homogeneizar cuidadosamente o depósito a tratar, de forma a evitar que o produto se deposite quase totalmente no fundo.

Tabela 1. Carga elétrica superficial de uma solução de CMC, preparada na água e numa solução modelo (pH 3,20; etanol 12,00& v/v)

A título indicativo, no que diz respeito aos tempos de preparação, e no que se refere ao que foi dito e aos ensaios realizados em laboratório, foi observado como uma formulação de CMC enológica, preparada a 5% em água quente (60ºC) e sob agitação, se solubiliza totalmente em menos de 20 minutos.

Os tempos de preparação podem para além disso ser posteriormente reduzidos se considerarmos que as soluções podem ser conservadas no tempo: uma vez preparadas, as soluções de CMC podem ser introduzidas ainda quentes em recipientes perfeitamente limpos e higienizados; desta forma é possível conservar o produto mesmo para tratamentos sucessivos, durante um tempo limitado. Tabela 2. Viscosidade aparente e carga microbiológica (fungos, leveduras, bactérias totais e bactérias láticas) reveladas nas soluções aquosas de CMC a 5%, frescas (CMC_1) e conservadas durante 3 meses à temperatura ambiente (Amostras preparadas e analisadas três vezes (a, b, c))

* avaliada a uma velocidade “share rate”de 131,0 s-1 ** ausente

Segundos alguns estudos realizados em laboratório, algumas preparações aquosas a 5%, preparadas a quente em frascos estéreis, mantiveram-se conservadas durante um período que atingiu os três meses, mantendo a mesma viscosidade que os produtos frescos (Tabela 2), o que exprime uma estabilidade físico química do polímero e mantém as propriedades estabilizantes das soluções de CMC frescas (Tabela 3). Durante o período do ensaio não observamos contaminações microbianas significativas (Tabela 2).

Código da amostra pH Carga elétrica superficial (-) (meg/L) DW_DW 6,59 + 0,08 0,44 + 0,01 DW_HTH 3,34 + 0,01 0,37 + 0,00 - Legenda:

- DW_DW: CMC solubilização na água (concentração final: 100 mg/L) - DW_HTH: CMC solubilização na água (5 % p/v) e sucessivamente

diluído numa solução modelo (concentração final: 100 mg/L)

Código da amostra Tempo de conservaç ão (dias) Viscosidade aparente* (mPa s) Levedu ras totais (UFC/m L) Fungos totais (UFC/m L) Bactéri as totais (UFC/m L) Bactéri as láticas ** (UFC/m L) CMC_1 a 1 422 < 10 1 10 1 < 10 1 - CMC_1 b 1 331 < 10 1 < 10 1 < 10 1 - CMC_1 c 1 422 < 10 1 < 10 1 < 10 1 - CMC_90 a 90 429 < 10 1 < 10 1 < 10 1 - CMC_90 b 90 415 < 10 1 < 10 1 < 10 1 - CMC_90 c 90 433 < 10 1 < 10 1 < 10 1 -

Evidentemente, a aptidão das soluções líquidas para conservação nas condições da adega poderá ser diferente, isto em função das condições de higiene dos locais e das ferramentas utilizadas, que poderão provocar uma eventual contaminação microbiana do produto no início; na nossa experiência, o pó estava livre de microrganismos contaminantes na solução de origem, foi possível verificar posteriormente uma contaminação sucessiva, uma vez que a solução foi reaberta diversas vezes para uma utilização normal.

Tabela 3. Efeito das preparações aquosas de CMC a 5% na estabilidade tartárica de um vinho branco (teste de mini-contacto); as letras diferentes marcam as diferenças significativas resultantes da análise da Variância para p < 0,001; as amostras foram analisadas três vezes, após 6 semanas de tratamento: quanto maior é a descida da condutibilidade mais instável é a amostra .

Além da solução aquosa, a CMC pode ser diretamente solubilizada no vinho à temperatura ambiente; obviamente o tempo necessário será superior ao da água quente, praticamente o dobro: observamos que para preparar uma solução a 2,5% no vinho, são necessários em média 45.50 minutos de agitação contínua. Os resultados que obtivemos no laboratório são apresentados na Figura 2: observamos uma limpidez perfeita da solução preparada no vinho.

Com base nas evidências encontradas até agora, a CMC é um produto que não parece diferente, do ponto de vista da sua manutenção e preparação, dos outros aditivos ou adjuvantes geralmente utilizados em enologia (como por exemplo as bentonites que precisam de estar previamente hidratadas ), para além disso apesar da sua viscosidade as soluções não parecem particularmente difíceis de dosear. Não obstante, tendo em conta que os dados científicos que dizem respeito à sua eficácia não são sempre visíveis, é todavia compreensível que existam ainda algumas reticências da parte dos produtores quanto à sua utilização na adega.

Código da amostra Tsat (°C) Dosagem (mg/L) Δ condutibilidade (μS/cm) T_6 14,0 0 58 + 2 a CMC_6 14,5 100 36 + 2 b CMC Frais_6 14,1 100 36 + 1 b Legenda:

T_6 Testemunha não tratado

CMC_6

Tratamento com uma solução aquosa de CMC a 5% p/v conservada durante 3 meses a temperatura ambiente

CMC Fresca_6

Tratamento com uma solução aquosa de CMC a 5% p/v preparada na hora

Figura 2. Comparação visual entre uma solução de CMC a 2,5% preparada diretamente no vinho (à esquerda) e o mesmo vinho sem adição de CMC (à direita)

Efeito coloidal protetor da CMC relativamente a outros aditivos

Os dados publicados nos trabalhos apresentados na secção bibliográfica são amplamente confirmados pela nossa experiência: na figura 3 é possível observar os efeitos da utilização de uma preparação de CMC (a 50 mg/L) na estabilidade tartárica de um vinho branco, relativamente aos estabilizantes coloidais mais utilizados em enologia: goma arábica (100 mg/L), mano proteínas (100 mg/L) e ácido meta tartárico (50 mg/L): as amostras em questão foram analisadas com um teste de mini contacto, um mês (Figura 3a) e seis meses (Figura 3b) após tratamento; o vinho inicial tinha uma temperatura de saturação de 16,1 + 0,2 °C e tinha atingido apenas uma estabilização natural, sem recurso portanto ao frio artificial.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Teste CMC Ácido meta-tartárico Goma arábica Mano-proteínas

(Δ ) condu tib ili da d e (µ S/c m )

e b a c d

a

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Test CMC Acide méta-tartrique gomme arabique mannoprotéine

(Δ ) conduc tibil ité (µ S /cm) conduc tibil it é (µ S /cm)

Figura 3. Efeito dos diversos produtos com ação coloidal protetora na estabilidade tartárica de um vinho branco (teste de mini-contacto): letras diferentes indicam diferenças estatisticamente significativas resultantes de uma análise de variância para p < 0,01;as amostras foram analisadas em triplicado, a 1 mês (a) e 6 meses de tratamento (b); quanto maior a descida (Δ) de condutibilidade mais instável é a amostra.

Observamos claramente como após um mês de tratamento, a CMC apresentou prestações quase comparáveis às do (mesmo que ligeiramente mais fraco), enquanto a goma-arábica e as manoproteínas foram significativamente menos ativas (a preparação de manoproteínas utilizada não foi, em particular, adaptada à estabilização tartárica).

O efeito coloidal protetor da CMC manteve-se o mesmo ao longo dos 6 meses de conservação dos vinhos, contrariamente ao ácido metatartárico, que parece ter perdido a sua eficácia certamente após as hidrólises.

Ensaios posteriores estão a ser feitos para avaliar se as quedas da condutibilidade das amostras tratadas com CMC, se mantêm após um ano de conservação das amostras.

Outros aspetos ligados à utilização de CMC

A estabilização tartárica com CMC é uma tecnologia extremamente interessante; após uma primeira análise, as CMC mostram ser capazes de exercer uma ação coloidal protetora análoga à do ácido metatartárico, mas parece sobretudo capaz de manter esta ação pelo menos até 6 meses em média. Investigações posteriores serão necessárias para avaliar a capacidade do aditivo para periodos de conservação mais longos sabendo que pouco importa uma vez que a sua ação estabilizanteestá confirmada.

No que diz respeito às aplicações de um aditivo como este, Tusseau et al. (9) avaliaram a sua eficácia relativamente à estabilização pelo frio dos vinhos de base destinados à produção de Champagne, e obtiveram bons resultados.

Nos nossos ensaios confirmamos a eficácia da CMC em matrizes tão complexas como os vinhos novos; na Figura 4 podemos observar como um tratamento com CMC a 100 mg/L pode determinar uma queda da condutibilidade comparável à encontrada no caso da estabilização pelo frio e uma formação de precipitação em garrafa ligeiramente mais elevada (não sendo no entanto significativa).

Teste CMC Ácido metatartárico Goma arábica Manoproteínas

Estudos posteriores estão a ser realizados para avaliar a utilização da CMC comparativamente à utilização do frio num número mais elevado de amostras; quanto a este ponto relembramos as afirmações de Wucherpfennig et al. (8) que mostraram que a estabilização através de CMC não é realizável em todas as condições de sobressaturação relativa superior a 1,6 g/L.

Em todo o caso, os efeitos até agora apresentados mesmo nas matrizes difíceis parecem abrir a possibilidade de utilização de um aditivo como este em combinação com um tratamento pelo frio mais breve, ou com uma estabilização natural. São necessárias, no entanto, validações posteriores para confirmar este ponto.

Contudo, antes de eliminar as dúvidas sobre a potencialidade da CMC, é necessário esclarecer alguns aspectos ainda ambíguos, como o suposto efeito colmatante do aditivo e a sua capacidade de interagir com as proteínas instáveis dos vinhos.

Agradecimentos

Os autores agradecem às Adegas “Viticoltori Friulani La Delizia” (Casarsa della Delizia - PN) e “Fossa Mala” (Fiume Veneto - PN), por nos terem fornecido os vinhos para a experiência.

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 Teste CMC 100 mg/L Frio_1d + CMC 50 mg/L Frio_1d + CMC 100 mg/L Frio_1d Frio_7d S e di m e nt os a pós a c ons e rv a ç ã o ( g/ L) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Teste CMC 100 mg/L Frio_1d + CMC 50 mg/L Frio_1d + CMC 100 mg/L Frio_1d Frio_7d (Δ ) condu tib il id a de (µ S/c m ) Legenda:

Teste Vinho testemunha não tratado

CMC Prreparação da carboximetilcelulose

Frio_1d Tratamento pelofrio (-2 °C) durante 1 dia

Frio_7d

Tratamento pelo frio (-2 °C) durante 7 dias

Figura 4. Efeito dos diversos tratamentos na estabilidade tartárica (teste de mini-contacto) de um vinho novo (Tsat 27,2 + 0,2 °C); as letras diferentes indicam as diferenças estatisticamente significativas resultantes da análise da Variância para p < 0,001; as amostras foram analisadas em triplicado após duas semanas de tratamento; (a) sedimento cristalino recuperado após a conservação; (b) queda

a

b

c a d b b a

Bibliografia

(1) Risoluzione ENO 2/2008. http://www.oiv.int/it/accueil/index.php (2010). (2) Risoluzione OIV/ENO 366/2009. http://www.oiv.int/it/accueil/index.php (2010). (3) Reg. (CE) 606/2009. Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea L 193. 24 Luglio 2009.

(4) Berta, P., M. Carosso, e M. Spertino. La stabilità tartarica. Parte I: Comportamento di additivi nella stabilizzazione tartarica dei mosti. OICCE Times 3S:61-66 (2001).

(5) Berta, P., M. Carosso, e M. Spertino. La stabilità tartarica. Parte III: Comportamento di additivi nella stabilizzazione tartarica dei vini bianchi. OICCE Times 3:16-21 (2002).

(6) Crachereau, J.C., N. Gabas, J. Blouin, B. Hebrard, e A. Maujean. Tartaric stabilisation of wines by carboxymethylcellulose (C.M.C.). Bull. O.I.V. 841-842:151-159 (2001).

(7) Wucherpfennig, K., H. Dietrich, W. Goetz, e S. Roetz. Effect of colloids on crystallization of tartrate, with special consideration of stabilization of wine by means of carboxymethylcellulose. Weinwirtschaft-Technik 120:13-23 (1984).

(8) Wucherpfennig, K., K. Otto, e U. Kern. Practical application of carboxymethylcellulose. Weinwirtschaft-Technik 124:13-16, 18-19 (1988).

(9) Tusseau, D., D. Bunner, e M. Valade. Stabilisation des dels d'acide tartrique des vins par les gommes de cellulose. In: XXXI Congresso Mondiale della Vigna e del Vino - VI Assemblea Generale dell’O.I.V. 15-20 Giugno 15-2008. Verona – Itália (15-2008).