Ante un problema enológico surge siempre la necesidad de obtener información al respecto. En muchos casos esta información es de naturaleza química y por tanto se recurre al análisis químico. Así, aparece una primera pregunta:

¿Es preferible enviar las muestras para que las analicen en un laboratorio externo especializado o es mejor realizar los análisis internamente en la bodega?

Recurrir a un laboratorio especializado tiene, sin lugar a dudas, una serie de ventajas. Actualmente existen laboratorios enológicos que tienen implantado algún tipo de sistema de gestión de la calidad lo que, a priori, ofrece garantías sobre sus servicios. También existen algunos, menos, que tienen acreditados los métodos oficiales de análisis de vinos, lo que nos garantizará la fiabilidad de los resultados. Además, los laboratorios especializados disponen normalmente de una infraestructura analítica no disponible en una bodega, así como de personal formado en este sentido. De entrada, pues, todo parece ventajoso. No obstante, también hay inconvenientes. El principal inconveniente es el tiempo de respuesta, que merece una especial consideración. Si el tiempo de respuesta del laboratorio es elevado, el resultado analítico puede que ya no tenga sentido ni sea de utilidad. Así, conocer que tenemos una acidez volátil alta es intrascendente si el vino ya está picado.

El tiempo de respuesta se puede minimizar si se realizan los análisis en la propia bodega, pero para ello se debe disponer de un laboratorio enológico. Ello implica una inversión económica y de tiempo. Y, con ello, surgen las primeras dudas:

¿Cómo debe ser este laboratorio? ¿Qué métodos deben implantarse? ¿Qué instrumentación es necesaria? ¿Cómo se puede garantizar la fiabilidad de los resultados obtenidos?

Ante la disyuntiva planteada entre enviar las muestras a un laboratorio externo o realizarlo en un laboratorio propio, cada enólogo tomará la decisión que considere más adecuada en función de la situación de la empresa, aunque, de forma general, puede que una solución intermedia sea la idónea. Bajo mi punto de vista, la mejor solución consistiría en disponer de un laboratorio enológico básico en la bodega, para realizar, con rapidez, los análisis necesarios para el control de la elaboración del vino, que normalmente requiere respuestas rápidas, y enviar a un laboratorio especializado las muestras que no requieran esta urgencia en la obtención de resultados o que precisen de unos análisis con técnicas sofisticadas.

EL LABORATORIO ENOLÓGICO BÁSICO

Ante las preguntas de cómo debe ser el laboratorio enológico básico, qué métodos se deben implantar y qué instrumentación es necesaria, el enólogo debe tener presente que este laboratorio debe permitirle efectuar un adecuado control de elaboración del vino. Y por ello debe decidir, según su criterio, que parámetros enológicos considera necesarios controlar.

En la tabla 1, adaptada de la original de J. Blouin et al. (1), se detallan una serie de parámetros enológicos que pueden aportar información suficiente para un correcto control de los diferentes estadios de la elaboración del vino. Además, se detallan las técnicas analíticas que se utilizan usualmente para el análisis de estos parámetros.

Esta tabla es una propuesta inicial que cada enólogo tendrá que ajustar en función de sus necesidades. De todas formas, se puede observar que para la determinación analítica de estos parámetros son necesarias muy pocas técnicas analíticas, las cuales, además, requieren una instrumentación muy básica y de coste moderado. De forma breve se puede resumir que, como instrumentos analíticos, aparte de densímetros y alcoholímetros y del material volumétrico, sólo son necesarios una balanza, un refractómetro, un potenciómetro y un espectrofotómetro.

La instrumentación analítica

La instrumentación antes citada es suficiente para un buen control de la elaboración del vino, pero es necesario que estos instrumentos tengan las características técnicas adecuadas, estén correctamente calibrados y tengan un buen mantenimiento. Hagamos, pues, una breve reflexión sobre estos instrumentos, las características técnicas deseables, así como algunas recomendaciones sobre su calibración y mantenimiento (2):

1. Balanza analítica

La balanza analítica es el instrumento gravimétrico básico de cualquier laboratorio. Se utiliza, normalmente, para pesar la muestra y los reactivos empleados en la preparación de soluciones patrón. En el laboratorio enológico normalmente la cantidad de muestra, usualmente vino, se mide en volumen, pero la balanza analítica es imprescindible para pesar muestras sólidas, como sucede durante el control de maduración. La balanza analítica tiene que permitir pesar con una exactitud mínima de ±0,001g, aunque sería preferible que pudiera pesar hasta ±0,1mg. Además, se debería disponer de una balanza granatario, de hasta ±0,1g, para pesadas de menor exactitud (reactivos auxiliares, aditivos, etc). El laboratorio deberá tener implantado un plan de verificación y calibración periódica de las balanzas, utilizando, para ello, pesas de referencia.

2. Densímetros y alcoholímetros

Los densímetros y alcoholímetros, de acuerdo con las especificaciones de la OIV y de la UE (3,4), deben estar normalizados y calibrados a 20ºC. Deben indicar de forma explícita las unidades de la escala (densidad absoluta o específica, ºBe, ºBrix, % vol, etc.) y la forma de efectuar la lectura. Con el alcoholímetro se mide el grado alcohólico del vino, a partir de la densidad del destilado, por lo que será necesario disponer de un equipo de destilación normalizado (3,4). Como la densidad depende de la temperatura en todos los casos es necesario el uso de termómetros, normalizados y calibrados, para la medida de la temperatura del líquido con el fin de efectuar las correcciones oportunas.

Las anteriores recomendaciones están orientadas a la obtención de información analítica. No obstante, en las bodegas se utiliza normalmente el densímetro para el control de la fermentación alcohólica, a partir de la disminución de la densidad. En este caso puede ser oportuno, a criterio del enólogo, trabajar con densímetros con unas especificaciones menos rigurosas que las establecidas por las normativas.

Análogamente, en el laboratorio enológico el grado alcohólico se determina usualmente a partir de la medida de la temperatura de ebullición del vino, mediante un ebullómetro. Este método no está normalizado, pero se puede alcanzar una exactitud de ±0,2-0,5% vol. en vinos secos (2,5), aunque puede dar errores mayores en vinos dulces. Por esta razón, la ebullometría es muy adecuada y recomendable para el control de grado alcohólico, aunque para un correcto funcionamiento es necesario limpiar regularmente la caldera, por ebullición, con una solución de hidróxido sódico al 2-4%, y la verificación periódica del termómetro.

3. Material volumétrico

El material volumétrico que se utiliza para las medidas analíticas son las pipetas, las buretas y los matraces aforados. Es recomendable que sean de clase A, lo que nos garantiza que han sido calibrados a 20ºC según las normativas correspondientes. Este material requiere un correcto mantenimiento de limpieza, usando un detergente adecuado si es necesario, y dejando secar al aire a temperatura ambiente.

4. Refractómetro

El refractómetro se utiliza usualmente para la determinación de los azúcares totales del mosto, aunque también puede usarse para la determinación del grado alcohólico. El refractómetro puede ser óptico o electrónico. Los refractómetros electrónicos son preferibles ya que permiten un fácil corrección del cero y una efectiva compensación de la temperatura. El índice de refracción depende de la temperatura y por ello debe estar calibrado a 20ºC. Además, y muy importante, la medida con el refractómetro debe efectuarse a una temperatura, tanto del instrumento como de la muestra, cercana a los 20ºC. Se recomienda trabajar a 20±3ºC, ya que, si se utiliza fuera de este rango, algo muy típico en las medidas de campo en plena canícula estival, puede proporcionar valores erróneos, aun disponiendo de compensación de temperatura.

Los azúcares totales de un mosto permiten estimar el posible valor del grado alcohólico del vino que se obtendrá con este mosto. El grado alcohólico probable se obtiene por cálculo a partir del rendimiento de la fermentación que puede oscilar entre 16-18 g azúcar/litro para obtener 1%vol. Es, por tanto, sólo un valor estimativo y aproximado, aunque de gran interés enológico.

5. pHmetro

El potenciómetro es el típico instrumento que, utilizando un electrodo combinado de vidrio, sirve para medir el pH, razón por la cual se le conoce usualmente como pHmetro. Debe poder medir el pH con una exactitud de ±0,01 unidades de pH. Normalmente, los instrumentos modernos tienen un sistema de compensación de temperatura y se calibran mediante un procedimiento automatizado en el que se utilizan dos soluciones patrón (soluciones tampón) de pH 4,01 y 6,86 a 25ºC (Tabla 2). Una vez calibrado puede utilizarse una solución patrón de bitartrato potásico (pH 3,56 a 25ºC) para la verificación rutinaria del instrumento.

La calidad en la medida del pH depende fundamentalmente de la preparación y conservación de las soluciones patrón y del estado del electrodo:

• Soluciones patrón de pH: Pueden prepararse en el laboratorio, aunque normalmente se utilizan soluciones comerciales. Éstas tienen una caducidad de hasta un año, pero es recomendable no utilizar una solución patrón dos o tres meses después de abrir la botella. De todas formas estas soluciones (excepto la solución de bitartrato potásico) deben guardarse en el frigorífico. Para utilizarlas en la calibración diaria del pHmetro es necesario utilizar soluciones nuevas (no reutilizadas), recién sacadas del frigorífico y a temperatura ambiente.




• El típico electrodo combinado de vidrio consta realmente de dos electrodos, un electrodo indicador de membrana de vidrio y un electrodo de referencia. El potenciómetro mide la diferencia de potencial que se crea entre estos dos electrodos, la cual depende del pH. La vida media de un electrodo de vidrio es de alrededor de un año. La conservación de la membrana del electrodo es crítica y por esta razón, cuando no se usa, debe estar siempre sumergida en una solución salina (normalmente una solución 3M de cloruro potásico). Si se prevé no utilizarlo durante más de un mes, es preferible guardarlo limpio y seco. Cuando el electrodo empieza a dar problemas en la calibración, es aconsejable proceder a la reactivación de la membrana sumergiéndola en una solución de ácido clorhídrico 0,1M durante una noche y a continuación en una solución tampón de pH 4 o en cloruro potásico 3M durante otra noche. Para una regeneración más drástica puede sumergirse la membrana en ácido fluorhídrico al 40% durante unos segundos y proceder a continuación.

6. Espectrofotómetro

El espectrofotómetro es el instrumento más versátil del laboratorio, ya que, como puede observarse en la tabla 1, puede utilizarse para diferentes determinaciones analíticas. La espectrofotometría UV-visible es una técnica analítica que se fundamenta en la absorción de estas radiaciones por parte de las moléculas. Por ello el espectrofotómetro está constituido por un foco de radiación visible o ultravioleta, que emite una radiación que atraviesa un selector, que permite escoger una radiación de una longitud de onda (λ) concreta. La radiación seleccionada incide sobre la muestra contenida en una cubeta transparente. Una parte de la radiación es absorbida, mientras que el resto es transmitida y se mide en un detector.

Cada molécula en función de su configuración electrónica puede absorber unas radiaciones específicas, que se caracterizan por su longitud de onda. Las moléculas en solución pueden absorber radiaciones de la zona ultravioleta (λ»195-325nm) o de la luz visible (λ»325-800nm). En el caso de la absorción de la luz visible, esta absorción es la razón por la cual las soluciones se vean coloreadas. Así, el vino tinto es de color rojo porque absorbe radiaciones entre 400-700nm, con un máximo en 520nm.

Si cada molécula de un analito absorbe una radiación característica, la medida de toda la radiación absorbida nos permite medir la cantidad de moléculas, es decir, la concentración. La absorbancia (A), que se calcula a partir de la medida experimental de la radiación incidente y de la transmitida, y la concentración se hallan relacionadas por la ley de Beer-Lambert: A=axbxC, donde b es el camino óptico (espesor de la cubeta) y a es la absortividad específica, que es característica para cada analito, pero depende de la longitud de onda de la radiación absorbida y de las características de la solución (matriz) que contiene al analito. Para el análisis cuantitativo se construye normalmente una recta de calibrado con patrones, procurando que la matriz sea igual o muy similar a la de la muestra, y la absorbancia de la muestra se interpola en esta recta de calibrado con el fin de obtener la concentración.

Un espectrofotómetro se caracteriza por su rango espectral, ya que puede abarcar las zonas del visible y del ultravioleta. En enología, la gran mayoría de los análisis espectrofotométricos se efectúan en el visible, por lo que un rango espectral de 325-800nm es suficiente. De todas formas, un rango espectral de 195-800nm permite efectuar determinaciones en el ultravioleta y, de forma muy particular, permite determinar los polifenoles totales (IPT) del vino, a partir de la medida directa de la absorbancia a 280 nm. Un espectrofotómetro UV-visible requiere una mayor inversión económica, pero la posibilidad de efectuar este análisis justifica su adquisición.

Otro parámetro importante es la anchura de banda de la radiación incidente. Ésta debería ser inferior a 10nm, lo que puede conseguirse fácilmente tanto con filtros como con prismas o redes de difracción. Actualmente, la gran mayoría de los instrumentos incorporan redes de difracción, aunque los clásicos colorímetros, que utilizan filtros, son perfectamente válidos para trabajar en el visible.

Las cubetas para la muestra son de especial importancia, ya que deben ser transparentes a la radiación utilizada. Se utilizan cubetas de vidrio, de cuarzo y de plástico. Para trabajar en la zona ultravioleta es imprescindible trabajar con cubetas de cuarzo, ya que tanto el vidrio como el plástico absorben en esta zona. Las cubetas de vidrio o plástico se utilizan normalmente para la zona del visible. En el momento de la medida, la cubeta debe estar con las paredes exteriores limpias y secas. Además, es de gran importancia que la muestra que contiene sea totalmente transparente y no contenga burbuja alguna. La falta de transparencia es una importante fuente de errores en el análisis espectrofotométrico y por esta razón, si procede, las muestras se filtrarán o centrifugarán antes de la medida espectrofotométrica.

Es aconsejable utilizar la misma cubeta para todas las medidas, tanto de la muestra como de los patrones de calibración. Las cubetas de cuarzo y de vidrio se adquieren por parejas y están contrastadas, por lo que pueden usarse sin problemas. Las cubetas de plástico, normalmente en cajas de 100 cubetas o más, no se hallan contrastadas por lo que se deberá verificar previamente la uniformidad de su transparencia en la zona espectral de trabajo. Además, en el caso de trabajar con una única cubeta de plástico es aconsejable colocarla en el portacubetas siempre en la misma posición, con ello la radiación incide siempre por la misma cara de la cubeta, evitándose así errores por fenómenos puntuales de reflexión y dispersión de la radiación incidente.

Verificación del espectrofotómetro: La calidad de las medidas espectrofotométricas depende de las propiedades analíticas del instrumento, destacando principalmente la exactitud de la longitud de onda y la linealidad y exactitud de la respuesta. Estas propiedades deben verificarse previamente para comprobar el estado del instrumento. La verificación se realiza normalmente a partir de patrones de referencia certificados por organismos competentes (NIST, SMT, etc.), que se caracterizan por tener perfectamente establecidas unas propiedades de interés, así como la incertidumbre asociada.

De todas formas, se puede efectuar una verificación menos rigurosa, pero suficiente para un laboratorio enológico básico (2):

• Exactitud de la longitud de onda: Para asegurar que la λ seleccionada coincide con la real se puede utilizar un filtro de vidrio que contiene óxido de holmio, que presenta unos máximos de absorción a unas λ características (Tabla 3).




• Exactitud de la absorbancia: Para asegurar el valor de la absorbancia se pueden utilizar como referencia soluciones patrón de compuestos que presentan valores de absorbancia característicos a determinadas longitudes de onda. Para las medidas en el visible se puede utilizar una solución de sulfato de cobre, mientras que para el ultravioleta se puede utilizar una solución de dicromato potásico (Tabla 3).

Linealidad de la absorbancia: Diluyendo las soluciones anteriores se puede verificar el rango de linealidad de la respuesta del espectrofotómetro.

En todos los casos, se debe establecer un criterio de aceptación en función de la exactitud que se desea trabajar o el error máximo que se quiere aceptar. Si los valores obtenidos en la verificación están incluidos en el intervalo definido nos indica que el equipo cumple las especificaciones establecidas, de lo contrario, deberá calibrarse o repararse.

La verificación del instrumento es crítica cuando se efectúan determinaciones analíticas a partir de medidas absolutas de la absorbancia. Las medidas relativas son más usuales, ya que normalmente se trabaja con rectas de calibrado y los posibles errores en la medida de las absorbancias quedan minimizados al cometerse tanto al medir la muestra como los patrones de calibración. Sin embargo, en enología se efectúan muchas medidas absolutas de la absorbancia del vino, los cuales representan parámetros muy importantes del mismo, como el índice de polifenoles totales (IPT), que se obtiene a partir de la medida directa de la absorbancia a 280 nm o los parámetros de color (A₄₂₀, A₅₂₀, A₆₂₀) obtenidos de forma análoga. En estos casos, la verificación es fundamental para garantizar la exactitud de las medidas.

Una vez concretada la instrumentación analítica mínima del laboratorio enológico básico, podemos proceder a reflexionar sobre los métodos de análisis a implementar y sobre la forma de garantizar la fiabilidad de los resultados que se obtengan. Estos temas se tratarán en futuros artículos.

Bibliografía:

1. Analyse et composition des vins. Comprendre le vin. J. Blouin, J. Cruège. Dunod, Paris (2003).




2. Chemical analysis of grapes and wine: techniques and concepts. P. Iland, N. Bruer. G. Edwards, S. Weeks, E. Wilkes. Patrick Iland Wine Promotions, Campbelltown (2004).




3. Recueil des méthodes internationales d'analyse des vins et des moûts. Organisation Internationale de la Vigne et du Vin (OIV), París (2006).




4. Reglamento (CEE) No.2676/90 de la Comisión, de 17 de septiembre de 1990, por el que se determinan los métodos de análisis comunitarios aplicables en el sector del vino. Diario Oficial No. L272 de 03/10/1990, p.1–192.




5. Techniques d’analyses des moûts et des vins. J. Blouin. Dujardin-Salleron, París (1992).

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