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Biotecnología aplicada a la Vinificación

Maip, ruta del vino accesible
by

Pedro Jesus

on 16 December 2013

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Transcript of Biotecnología aplicada a la Vinificación

Biotecnología Aplicada a la Vinificación
Biotecnología
Definición
Es la tecnología que estudia y aprovecha los mecanismos e interacciones biológicas de los seres vivos en especial los unicelulares
Historia de la biotecnología
Selección
Modificación Genética

Consiste en la obteción de una nueva planta mediante el cruce la plantas previamente seleccionadas, con la intención de que aporten la mejor herencia genética.

• Las plantas, igual que los animales, reciben la mitad de las informaciones genéticas del padre y la otra mitad de la madre.

• Debe existir una variabilidad dentro de una población de individuos.

• De los individuos tiene lugar una mezcla de genes y los descendientes pueden heredar o no la forma interesante del carácter.

Objetivos: Los procesos de mejora genética se dirigen en general a:


Optimizar el rendimiento.
Mejorar la calidad del producto.
Mejorar la resistencia específica de la planta.
Vertientes de Aplicación
Fisiología de la Vid
Requerimientos de la Vid
El vino

¿Qué es?

El vino es una bebida obtenida de la uva mediante la fermentación alcohólica de su mosto. La fermentación se produce por la acción metabólica de levaduras que transforman los azúcares del fruto en alcohol etílico y gas en forma de dióxido de carbono.
Tipos de vinos
La Fermentación
Es el proceso por el cual las levaduras transforman el azúcar existente en el mosto en alcohol y gas carbónico.

Se realiza en plena ausencia de aire y está originada por la actividad de los microorganismos que procesan los hidratos de carbono (azúcares) para obtener como producto final el vino
Las Levaduras
¿Qué son?
Saccharomyce Bayanus
Es utilizada para la refermentación de los vinos en la botella porque tiene mayor resistencia al alcohol.
Esta levadura es utilizada para la fermentación de mostos muy sulfitados.
Levadura utilizada para realizar la fermentación muy lentamente, produciendo así una acidez volátil muy baja.
Es un hongo unicelular, un tipo de levadura utilizado industrialmente en la fabricación de pan, cerveza y vino. Es la más utilizada por sus características,

Rápido crecimiento.
Facilidad con que se replican cultivos y aíslan a criaturas mutantes,
Sencillo y versátil sistema de transformación de ADN.
Conocimiento de la secuencia completa de su genoma y se mantiene en constante revisión.
Saccharomyces Cerevisae
Selección de la Vid
y Modificación Genética

¡Muchas Gracias por su Atención!
Vitis Vinifera
Saccharomyces acidifaciens
Torulaspora rosei
Modificación genética de las levaduras vínicas
CIT 1: Pescara 190
¿Que es?
Nos encontramos con dos vertientes bien diferenciadas
Vertiente 1
Desarrollo y mejora en la genética de la planta
Vertiente 2
La mejora genética de las levaduras y el desarrollo de nuevas levaduras vínicas
1870
1935

1966
1958
1864
6000 AC
Walter Flemming
En el año 1870 el también científico Walter Flemming descubre el proceso de división celular conocido como mitosis.

Andrei Nikolaevitch Belozersky
En el año 1935 Andrei Nikolaevitch Belozersky aísla por primera vez ADN en estado puro, es el comienzo de la revolución genética.

Arthur Kornberg
En 1958, Arthur Kornberg descubre y aísla la ADN polimerasa, que se convierte en la primera enzima para sintetizar ADN en un tubo de ensayo
Descifrado del Código Genético
En el año 1966, un grupo de científicos formados por Marshall Nirenberg, Heinrich Mathaei, y el científico Español Severo Ochoa descifran el código genético, comienza así la nueva era de la genética.
Babilonia
En este periodo los sumerios y babilonios comienzan a fabricar cerveza empleando levaduras
Luis Pasteur
En el año 1864 el científico Luis Pasteur desarrolla el proceso de pasteurización, calentando el líquido hasta lograr la inactivación de los microorganismos presentes, que podrían agriarlo.
1986
1997
2010
2003
1978
1973
Transgénicos
En 1986, comienzan a realizarse ensayos de campo por primera vez, de plantas transgénicas resistentes a insectos, virus y bacterias, en EE.UU. y Europa.
Dolly
En el año 1997, Investigadores del Instituto Roslin de Escocia, reportan el clonado de una oveja, conocida mundialmente como Dolly, Se abre la puerta a la clonación de seres vivos.
EL Genoma Humano
Es en el año 2003, cuando se completa el Proyecto Genoma Humano, por primera vez en la historia es completada la secuencia del ADN humano.
Secuenciación Genética
En el año 2010, un consorcio internacional de investigadores logra secuenciar el genoma completo de la frutilla silvestre. Además se completa la secuencia del genoma de la soja, del durazno, del manzano, del ricino y de una gramínea del grupo del trigo y la cebada, comienza la revolución verde.
Recombinación del ADN
En 1973, Por primera vez los científicos logran transferir ADN de un organismo a otro. Son Stanley Cohen, Annie Chang y Herbert Boyer los científicos que consiguen ensamblar fragmentos de ADN viral y bacteriano cortando con la misma enzima de restricción, creando así un plásmido recombinante. Luego lo introducen en la bacteria Escherichia coli, produciendo así el primer organismo recombinante, transgénico o genéticamente modificado, comenzando así la era de los transgénicos.
Insulina artificial
En 1978, el laboratorio Genentech, Inc. y un centro médico anuncian la producción exitosa a escala de laboratorio de insulina humana, utilizando la tecnología del ADN recombinante.
Objetivos de la biotecnología
Mejorar la productividad de las vides y la propia fisiología de estás




Controlar los procesos vínicos
Los requerimientos de la planta son:

a) Temperatura

b) Requerimientos hídricos

c) Humedad
Ciclo Vegetativo

Reposo Vegetativo de la Vid
Desborre
Brotación
Floración y Cuajado
Envero
Maduración
Caída de la Hoja
Ventajas e Inconvenientes
Ventajas
Fortaleza frente a enfermedades y parásitos.
Reducción del empleo de pesticidas y fungicidas.
Reducción de los daños al medio ambiente.
Inconveniente
Prohibición del cultivo de estas variedades modificadas genéticamente por parte de la Unión Europea a excepción de Alemania.
Inconveniente

El largo tiempo necesario que se necesita para desarrollar un híbrido adulto, alrededor de 20 años.
Inconveniente
Consideración de las variedades como pinot, chardonnay, riesling, cabernet sauvignon, merlot y muchas otras, confieren al vino una calidad excepcional si se cultivan en las condiciones adecuadas.
Inconveniente
Un gran número de cruces de cepas, lo que hace es rebajar la calidad del vino
Existen diferentes clasificaciones para los vinos, pero en nuestro caso nos vamos a central en la clasificación general, la cual es la más usada y en nuestro caso la más practica.
Vinos Tranquilos

Vino Blanco
Vino Rosado
Vino Tinto
Vinos especiales
Vinos Dulces Naturales
Mistelas
Vinos Licorosos
Vinos Espumosos Naturales
Vinos Espumosos Gasificados
Vinos de Aguja
Chacolís
Vinos Generosos
Enverados
Tipos de Fermentación
Hay cuatro tipos de fermentación:

Alcohólica
Maloláctica
Maceración carbónica
Reductiva o en botella

Fermentación Alcohólica
Es el proceso por el cual las levaduras transforman el azúcar existente en el mosto en alcohol y gas carbónico. Se realiza en plena ausencia de aire, las condiciones óptimas para realizar la fermentación son:

• Temperatura: la ideal 18º para blancos y 30º para tintos.
• La cantidad de alcohol: más del 15% del alcohol mata las levaduras.
• La cantidad de azúcar: más del 40% las levaduras no actúan.

Fermentación Maloláctica
Esta fermentación ocurre después de la fermentación alcohólica, las bacterias lácticas transforman el ácido málico en ácido láctico que es más suave y agradable. Esta fermentación suele darse en los vinos tintos. La responsable de esta fermentación es la bacteria Oenococcus oinos. Esta fermentación ocurre de forma espontánea y confiere al vino aromas y color, pero también puede conferir características no deseables

Maceración Carbónica
Consiste en dejar los racimos enteros en una atmósfera de gas carbónico para impedir la presencia de oxígeno. El depósito ha de ser hermético. Su peculiaridad es:

Se da una mayor extracción de color.
Intensa presencia de aromas varietales, de marcado carácter frutal.
Se consume mucho ácido málico creando vinos más suaves y fáciles de beber.
Fermentación en Botella
Se utiliza para producir cavas y champanes así como vinos espumosos, después de una primera fermentación, se le añade el licor de tiraje y se embotella, donde se producirá una segunda fermentación responsable de la creación del anhídrido carbónico

Son hongos unicelulares que obtienen su energía alimentándose de los azúcares de la uva. Las levaduras se encuentran de forma natural en la piel de la uva y son las responsables de que el mosto pase a ser vino.
También son las responsables de las burbujas de los vinos espumosos y el champán.
La principal levadura utilizada en la vinificación es la Saccharomyce cerevisiae.

Esta levadura aparece en uvas con podredumbre.
Cándida stellata
Uso de las Levaduras en Bodega
Cuando la uva llega a la bodega, hay muchas especies de levaduras presentes tanto en la propia uva, como la bodega, curiosamente la Sacharomyce cerevisiae es la que se encuentra en menor cantidad. Para poder controlar esto y que la fermentación sea homogénea todos los años, se añaden levaduras seleccionadas al mosto.

Hay dos tipos de cultivos de levaduras:

Levaduras introducidas desde cultivos líquidos.
Levaduras seleccionadas y secas.

Metodología para utilizarlas:

Las líquidas, proceden de cultivos de levaduras líquidas y se pueden añadir directamente al mosto.
Las secas es necesario activarlas mediante la
Rehidratación.

La Rehidratación
La rehidratación es un proceso muy importante para la levadura, que consiste en establecer las condiciones similares en las que estaba antes de ser deshidratada.
Se puede hacer la rehidratación en agua o en el propio mosto donde será añadida.
La rehidratación en agua requiere:

10 litros de agua para 1 kg de levadura
La rehidratación en mosto requiere:

solución de mosto/agua donde la concentración en azúcar no sobrepase un 5% (aprox. 1/3 de mosto y 2/3 de agua)
Condiciones Para el Desarrollo
Las levaduras, como organismos vivos que son, necesitan para que se desarrollen correctamente y realicen los procesos de fermentación adecuadamente, los mostos deben presentar una serie de condiciones indispensables.

Temperatura: Es aconsejable que la temperatura de inicio de fermentación sea próxima a 15-18ºC, en tintos 30º.
Oxígeno: Aportar el oxigeno a la levadura en la fermentación favorece la asimilación de esteroles por la levadura y refuerza su membrana, de modo que la hace más resistente a la toxicidad del alcohol, garantizándonos un final feliz de la fermentación. Además, el oxígeno también favorece una mejor asimilación de los aminoácidos por la levadura, es decir, una mayor concentración de compuestos aromáticos.
Nitrógeno Fácilmente Asimilable: necesario para el inicio de una buena fermentación es de 150 mg/l; de lo contrario, no tendremos una buena multiplicación de la levadura.
Azúcar: Los niveles de azúcar en el mosto nunca pueden superar más del 40% para el correcto desarrollo de las levaduras.
La Rehidratación
La rehidratación es un proceso muy importante para la levadura, que consiste en establecer las condiciones similares en las que estaba antes de ser deshidratada.
Se puede hacer la rehidratación en agua o en el propio mosto donde será añadida.
La rehidratación en agua requiere:

10 litros de agua para 1 kg de levadura
La rehidratación en mosto requiere:

solución de mosto/agua donde la concentración en azúcar no sobrepase un 5% (aprox. 1/3 de mosto y 2/3 de agua)
Los pasos para la modificación genética de las levaduras son:

1. Identificación de los genes que va a darle la característica que buscamos a la levadura.

2. Identificación del plásmido que vamos a utilizar como vector de clonación (para introducir el gen).

3. Introducción del gen en la levadura.

4. Selección de las levaduras transformadas.

Objetivos
La modificación genética de las levaduras vínicas busca como objetivo.

Mejoras en las propiedades organolépticas del vino, como son, olor, color, sabor.
Llevar a cabo la fermentación alcohólica y maloláctica simultáneamente.
Total control sobre los procesos de fermentación.
Aceleración de los procesos de fermentación.


Problemática
Aquí nos encontramos con un inconveniente respecto a la modificación genética de las levaduras vínicas.

La Unión Europea considera a estos organismos, como OMG, es decir, organismo modificado genéticamente, lo que acarrearía una importante serie de limitaciones a su uso y comercialización, sin menospreciar el efecto de que sería necesario un etiquetado específico. Además la Organización internacional de la viña y el vino (OIV), no ha aceptado todavía la utilización enológica de los OGM.


Bacterias Lácticas
¿Qué son?
Las bacterias son microorganismos unicelulares independientes. Las bacterias son los organismos más abundantes y extendidos del planeta.

Las bacterias lácticas, son las presentan mayor interés en la producción de vino. Se caracterizan por:

La producción de ácido láctico a partir de la fermentación de azúcares presentes en el mosto-vino.
La biopreservación de los vinos y a su vez mejoran notablemente las características sensoriales de estos, aromas, sabor, textura, etc.
Son las responsables de la fermentación maloláctica.



CIT 1: Pescara 190
Problemática con las Bacterias
Las bacterias lácticas en ciertas ocasiones y condiciones pueden producir alteraciones graves en el vino.

Algunas de estas son:

Picado láctico, se produce por la fermentación de los azúcares residuales. Confiere al vino un sabor agridulce y un aumento de la acidez

Amargor, se produce por la fermentación del glicerol. Confiere un sabor amargo. Aparece raramente.

Vuelta, el ácido tartárico fermenta lo que hace que el vino no sea apto para su consumo, que pierda sabor, color, que aparezca enturbiado. También es raro que aparezca.

Grasa o ahilado, se forman polisacáridos, dándole aspecto de aceitoso, puede corregirse con sulfuroso y agitado




Empleo de Encimas
¿Qué son?
Las enzimas son catalizadores naturales de proteínas, que facilitan e incrementan la tasa de reacciones químicas.

Se encuentra de manera natural en la uva y estas forman parte de los procesos bioquímicos que se producen en vinificación.


Utilidades
Las enzimas enológicas se utilizan para:

Acelerar reacciones naturales que de otra manera ocurrirían muy lentamente en el vino.
Promueven los caracteres frutales y especiados.
Reducen los olores sulfurosos, herbáceos y de características minerales.
Ayudan a la extracción de precursores aromáticos, reduciendo el tiempo de maceración y ayudando a incrementar el rendimiento del mosto.
Resuelven problemas tecnológicos de desfangado o prensado.


Preparados Enzimáticos
Las glucanasas
Las cuales son empleadas para la mejora de la filtración y clarificación.
Las Pectinasas
Este tipo de enzimas son utilizadas para disminuir la viscosidad y de este modo provocar un aumento en el rendimiento del mosto tras el prensado y también favorecen la filtración y clarificación
Las celulasas y hemicelulasas
Estas permiten la degradación de los polisacáridos de las paredes celulares del grano de uva.
Los glicosídicos
Son un tipo de enzima, las cuales tienen las propiedades de aumentar y mejorar los aromas varietales de los vinos. Los glicosídicos rompen los enlaces que unen los compuestos del aroma a los azúcares, aumentando así las cualidades organolépticas del vino
¿Que son?
Son unos preparados industriales que se utilizan para ampliar y mejorar los procesos espontáneos presentes en la vinificación.


http://urbinavinos.blogspot.com.es/2010/12/estructura-y-funcion-de-la-vid.html
¿Cuál será el futuro del vino?
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