De totes les activitats metabòliques que realitzen els bacteris làctics, l’única que interessa al sector vitivinícola és la fermentació malolàctica (FML) ja que disminueix l’acidesa dels vins, n’augmenta l’estabilitat microbiològica, i en millora les característiques organolèptiques reduint l’asprositat i tornant el vi més suau i agradable en boca.
Amb poques excepcions, els bacteris làctics són els únics microorganismes vínics capaços de realitzar aquesta transformació biològica, explicada per la descarboxilació de l’àcid màlic a àcid làctic i CO2 gràcies a l’enzim malolàctic, activitat enzimàtica integrada a totes les espècies de bacteris làctics vínics. Com a carta de presentació, els bacteris làctics són microorganismes grampositius en forma de coc o bacil, catalasa negatius, immòbils i anaeròbics aerotolerants. De manera natural, es poden trobar al raïm, a les fulles, al sòl, al most, al vi i a les superfícies de la maquinària de bodega.
Metabòlicament parlant els bacteris làctics són molt exigents, doncs a més d’obtenir energia dels carbohidrats requereixen l’aportació de factors de creixement com vitamines, aminoàcids o bases nitrogenades per tal d’assegurar la seva viabilitat, en un medi que, resultat de la fermentació alcohòlica, presenta unes condicions molt adverses, com ara un elevat contingut d’alcohol, un pH baix, alguns compostos fenòlics, SO2 i àcids grassos de cadena mitjana, factors que no ho posaran gens fàcil als bacteris làctics a l’hora de dur a terme la seva missió.
Els bacteris làctics que es poden aïllar en mostos i vins pertanyen als gèneres Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc, Weissella i Oenococcus. Entre aquests, Oenococcus oeni és l’espècie principal d’aquest gènere i la més coneguda per tots els productors de vi, segurament per la seva capacitat de sobreviure en pHs àcids, créixer a partir de pocs nutrients, tolerar bé l’etanol i realitzar amb èxit la FML. Per això la majoria de soques seleccionades per a dur a terme aquest procés són d’O. oeni.
Els bacteris làctics poden classificar-se en funció de la morfologia però també pel tipus de metabolisme fermentatiu de carbohidrats, agrupant-se en bacteris làctics homofermentatius i heterofermentatius. Els primers, encapçalats per les espècies dels gèneres Lactobacillus i Pediococcus produeixen àcid làctic com a producte principal de la fermentació. Els segons, formats per Leuconostoc, Lactobacillus (L. brevis i L. hilgardii), Weissella i Oenococcus generen principalment àcid làctic però també quantitats significatives d’àcid acètic, etanol i CO2. Aquesta classificació és clau per saber quines soques d’espècies de bacteris làctics poden arribar a generar alteracions al vi per l’excés de producció d’alguns metabòlits.
En bones condicions sanitàries, al raïm i al most recent extret predominen espècies de Lactobacillus i Pediococcus amb poblacions que oscil·len entre 102-104 UFC/ml. Quan s’inicia la fermentació alcohòlica (FAL), la població de bacteris làctics experimenta una davallada d’un o dos ordres de magnitud (degut a la competència pels substrats i a la concentració creixent d’etanol) i es manté latent, sense proliferar, fins que acaba el procés fermentatiu. Seguidament, a partir dels carbohidrats, i dels factors de creixement i dels nutrients alliberats durant l’autòlisi dels llevats, la població de bacteris làctics supervivents comença a desenvolupar-se. En aquest punt i si les condicions víniques ho permeten, els bacteris làctics experimenten un creixement vigorós, encapçalat principalment per soques d’O. oeni (que es trobava en menor proporció al most), i quan arriben a poblacions de 106-107 UFC/ml es dona per iniciada la FML. La diversitat d’espècies i/o soques de bacteris làctics que es desenvolupen entremig de les dues fermentacions depèn, sobretot, del pH del medi, que actua com a paràmetre selectiu.
Però com es veu afectada la població de bacteris làctics, i per tant la probabilitat d’èxit, en funció dels factors limitants del vi? En condicions espontànies, quan el pH del vi és força àcid (pH < 3.1) els bacteris làctics presenten dificultats per créixer i també per realitzar la FML amb èxit. Tot i que O. oeni sigui l’espècie més tolerant als pHs baixos, com més àcid sigui el medi, més difícil serà arrancar la FML. Quan els vins presenten un pH d’entre 3.1 i 3.5 l’espècie per excel·lència encarregada de conduir la FML és O. oeni, ja que es troba perfectament adaptada a sobreviure a aquests rangs de pH i tolera el SO2 i l’alcohol millor que altres espècies. Ara bé, quan el pH del vi augmenta (pH > 3.5), paral·lelament augmenta el creixement de bacteris làctics i també la seva diversitat. Compte amb els pHs alts! Aquest augment de la diversitat d’espècies, sobretot de les pertanyents a Lactobacillus i Pediococcus, pot generar la presència de subproductes que afectin negativament a la qualitat final del vi, tot i que acabin duent a terme la FML.
Però no ens confiem! Ni que el pH sigui el factor més important, s’ha de tenir en compte que el diòxid de sofre, el grau alcohòlic i la temperatura poden arribar a ser inhibidors del creixement dels bacteris làctics, amb un pH de 3.6 no ho tenim tot fet.
El diòxid de sofre és l’antimicrobià més comunament utilitzat a les bodegues degut a les seves propietats antimicrobianes i antioxidants. De fet, el creixement dels bacteris làctics es veu molt afectat, tot i que la sensibilitat que presenten sobre aquest compost varia en funció de l’espècie i/o soca. L’activitat antimicrobiana del SO2 disminueix a mesura que el pH del vi augmenta, i per tant, és més difícil estabilitzar microbiològicament vins amb pHs elevats. I d’aquí en ve la importància: les diferències de tolerància al SO2 dels bacteris làctics poden influir tant sobre l’èxit de la FML com sobre el control de bacteris alterants.
Tot i que O. oeni és capaç de tolerar concentracions d’alcohol superiors al 10 % vol., la concentració màxima tolerada per la major part de soques és del 14-15 % vol., però a mesura que el grau alcohòlic augmenta en disminueix la seva viabilitat. La taxa de creixement d’O. oeni ve regulada per la temperatura, establerta com a òptima en un rang entre els 18-25 ºC. A temperatures inferiors als 15 ºC la FML és lenta però es pot arribar a completar, mentre que si la FML supera els 28-30 ºC és força complicat que es realitzi el procés.
Per realitzar una bona FML caldrà un exhaustiu control de tots aquests paràmetres crítics, tant químics com microbiològics, sigui quin sigui el moment de realització de la FML. A més d’això, després de la FAL s’ha d’assegurar que la concentració de sucres residuals és mínima ja que d’aquesta manera, la probabilitat de patir alteracions és molt més baixa. Així doncs, els valors òptims per una bona FML serien: un pH de 3.1-3.5, un grau alcohòlic no superior al 16 % vol., una concentració per sota de 0.4 mg/l de SO2 molecular per garantir una mínima protecció del vi i una temperatura de fermentació de 20-23 ºC. Després de la FML i durant la criança dels vins, s’ha d’assegurar l’estabilitat microbiològica per evitar el risc d’aparició d’alteracions microbiològiques. En aquest cas, valors de 0.5-0.8 mg/l de SO2 molecular serien suficients per frenar l’activitat bacteriana.
El seguiment de la població i de la viabilitat dels bacteris làctics es podria realitzar mitjançant un medi de cultiu específic per al seu creixement, com per exemple l’MRS Agar. Per sota de 106 UFC/ml és molt difícil que s’aconsegueixi iniciar una FML, la concentració ideal per arrancar aquest procés és de 106-107 UFC/ml. Una vegada consumit la majoria d’àcid màlic i generat l’àcid làctic, la població de bacteris làctics ha de començar a disminuir si el vi es sulfita, si no la població pot romandre-hi estable durant el temps.
Què implica, doncs, l’augment no controlat de la diversitat d’espècies? Implica l’aparició silenciosa d’alteracions microbiològiques que es poden allargar en el temps. Aquestes estan associades a desviacions durant la FML, veient-se afectada directament la qualitat del vi. L’alteració ve marcada pel tipus de rutes metabòliques que segueixen les espècies i/o soques de bacteris làctics en funció dels nutrients i de les condicions víniques, i poden associar-se a la presència d’elevades concentracions de sucres residuals durant la FML, al metabolisme d’àcids orgànics i del glicerol o bé a la presència de toxines derivades del metabolisme d’aminoàcids. Quines són les principals alteracions microbiològiques causades pels bacteris làctics? Doncs aquestes:
- Picat làctic: producció en excés d’àcid làctic i/o d’àcid acètic
- Filat o grassa: formació de polisacàrids que causen viscositat
- Volta mannítica: producció de mannitol a partir de fructosa (bacteris làctics heterofermentatius)
- Volta tartàrica: producció d’àcid làctic o succínic, àcid acètic i CO2 a partir de la degradació d’àcid tartàric
- Aroma a gerani: formació de 2-etoxi-3,5-hexadiè a partir de l’àcid sòrbic
- Aroma a mantega: producció en excés de diacetil a partir de piruvat o d’àcid cítric
- Gust a ratolí: formació de 2-acetiltetrahidropiridina
- Amargor: formació d’acroleïna combinada amb antocians per degradació del glicerol
- Amines biògenes: putrescina, histamina, tiramina i cadaverina procedents de la descarboxilació enzimàtica d’aminoàcids
- Carbamat d’etil (tòxic i cancerigen): generat a partir de la degradació de l’arginina
És molt important remarcar que cada alteració microbiològica és un món, i la majoria d’elles poden estar causades per moltes espècies diferents i encara més complicat, per soques específiques d’algunes espècies de bacteris làctics. Això significa que no tots els integrants d’una mateixa espècie produeixen les mateixes alteracions.
Tenint en compte el què implica realitzar una bona FML, aquesta pot ser duta a terme de manera espontània o bé inoculada amb soques seleccionades d’O. oeni. En el primer cas, tot i que la població salvatge d’O. oeni sigui capaç de créixer i conduir la FML caldrà posar-los-hi molt fàcil als bacteris làctics perquè puguin sobreviure a les condicions víniques i acabar realitzant amb èxit la FML. En el segon cas, la indústria enològica està contínuament treballant per aconseguir preparacions bacterianes de cultius iniciadors que continguin soques específiques d’O. oeni lliures d’amines biògenes i que siguin capaces d’adaptar-se a les condicions adverses, d’assegurar la reproductibilitat d’anyada en anyada, de dur a terme FML ràpides i de no provocar desviacions organolèptiques per mantenir la qualitat final del vi.
