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La fluorescencia de nanocelulosa es capaz de detectar taninos en vino tinto por Embrapa, Brasil
Pais: Brasil
Fecha: 13 de Diciembre del 2023
La fluorescencia de nanocelulosa es capaz de detectar taninos en vino tinto por Embrapa, Brasil
La fluorescencia de nanocristales de celulosa (CNC) tiene potencial para controlar el contenido de ácido tánico en vinos tintos
Los científicos descubrieron que la autofluorescencia de la celulosa cambia en presencia de ácido tánico.
El descubrimiento allana el camino para el desarrollo de una tecnología que detecta el contenido de taninos en los vinos.
Al ser un método de análisis óptico, la técnica elimina la necesidad de reactivos y es más rápida.
El sensor de líquido permitiría la producción en equipos de fluorescencia portátiles.
El tanino está relacionado con diferentes propiedades del vino, desde el aroma y el sabor hasta la fijación de pigmentos.
Aunque su presencia en la bebida es importante, el exceso de tanino es negativo.
Investigadores de Embrapa Instrumentación (SP) y de la Universidad Federal de São Carlos ( UFSCar ) desarrollaron una solución acuosa, conocida como sensor en forma líquida, que permitió un descubrimiento importante: la fluorescencia de los nanocristales de celulosa (CNC) tiene potencial para monitorear la Contenido de ácido tánico en vinos tintos. La solución compuesta de CNC puro demostró ser eficaz para identificar la presencia de tanino, parámetro considerado fundamental por los enólogos en la estructura y las características organolépticas (aroma y sabor) y también actúa en la estabilización del color del vino.
El hallazgo de que la autofluorescencia de la celulosa cambia en presencia de ácido tánico abre el camino para el desarrollo de sensores ópticos basados ??en nanocristales de celulosa para monitorear los taninos, no sólo en vinos, sino también en productos alimenticios y bebidas. En la demostración, a modo de prueba de concepto, la investigación detectó la molécula de tanino asociada a la palatabilidad en los vinos Cabernet Sauvignon y Tannat.
El presidente de la Asociación Brasileña de Enología (ABE), enólogo Ricardo Morari, explica que los taninos son compuestos fenólicos que juegan un papel importante en la composición, calidad y potencial de envejecimiento de los vinos tintos. Además, dice que los taninos tienen la capacidad de fijar pigmentos, contribuyendo a la estabilidad del color, además de aportar estructura y, bien integrados y equilibrados, aportan complejidad y elegancia a los vinos.
“La posibilidad de detección instantánea de este componente a través de una nueva tecnología podría brindar al enólogo información importante para que pueda comprender mejor las características y composición del producto que está elaborando, liderando la elaboración para extraer el máximo potencial y calidad del este vino”, dice Morari, que trabaja en la Cooperativa Vinícola Garibaldi, con sede en Garibaldi (RS).
Dice que los taninos están asociados con la sensación de astringencia en la boca de bebidas como el vino. Esto es lo que hace que la textura del vino sea seca, amarga y con mucho cuerpo debido a su efecto astringente, pero también ayuda a conservar la bebida. Están presentes en la piel de la uva, en las semillas y en los tallos de los racimos, conocidos como pencas. Pero, aunque es un atributo sensorial enológico importante para determinar las cualidades del vino, en exceso se considera un antinutriente.
“Así, la determinación de taninos en muestras de alimentos mediante métodos analíticos ópticos – fotoluminiscencia – puede resultar ventajosa, ya que este tipo de procedimiento es rápido, elimina la necesidad de experimentos y reactivos laboriosos, al tiempo que proporciona relativa sensibilidad y selectividad”, afirma post- La estudiante de doctorado Kelcilene Teodoro, quien realizó la investigación bajo la supervisión del investigador de Embrapa Daniel Souza Corrêa .
Para el presidente de la Asociación Brasileña de Sommeliers de São Carlos, Mário Francisco Mucheroni, con estos sensores los especialistas podrán tener informaciones adicionales para análisis. “Quién sabe, es posible que en el futuro también tengamos información sobre el origen, semillas, pieles y barricas. Esta separación sería fundamental para el enólogo, en el caso de los vinos”, comenta el presidente.
Otra ventaja del sensor en forma líquida es que el método, en principio, se puede adaptar a dispositivos de fluorescencia portátiles, facilitando su uso en diferentes ubicaciones.
Según Teodoro, la literatura científica sobre la exploración de las propiedades fluorescentes de la celulosa, que puede ser utilizada en sensores químicos, es escasa. “Generalmente, en el área de sensores, la celulosa o nanocelulosa, aunque bastante versátil, se combina con otros materiales que juegan el papel principal en el mecanismo de detección. Por tanto, en la mayoría de aplicaciones, la nanocelulosa actúa como soporte o sustrato, mientras que su inherente autofluorescencia sigue poco explorada para aplicaciones en sensores”, explica el investigador.
“Buscamos ampliar el uso de la nanocelulosa en el campo de los sensores, encontrando aplicaciones innovadoras para este material, ya que verificamos que su propiedad de autofluorescencia tiene potencial para ser utilizado como sensor óptico, fenómeno poco reportado en la literatura”, informa Correa.
Rota enzimática
El estudio fue realizado en el Laboratorio Nacional de Nanotecnología para Agronegocios (LNNA), con sede en Embrapa Instrumentación, en São Carlos (SP), con la propuesta de investigar el uso de la propiedad de autofluorescencia de los nanocristales de celulosa para utilizarla como herramienta en Detección de taninos. La investigación integra los esfuerzos en curso de un grupo de científicos para promover nuevas aplicaciones de materiales celulósicos sostenibles ante la creciente demanda de dispositivos optoelectrónicos en un escenario automatizado.
Los nanocristales se obtuvieron por vía enzimática, que consiste en el aislamiento de nanoestructuras de celulosa a partir de tratamientos mediados por enzimas, a partir de astillas de madera de caucho blanqueadas, proporcionada por la Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócio (Apta), en Colina (SP).
Según Teodoro, estudios sobre la síntesis de nanocristales de celulosa (CNC - foto ) a partir de hidrólisis enzimática apuntan a una tendencia hacia menores costos energéticos, asociados a condiciones experimentales más suaves de temperatura y presión, además de la generación de residuos menos tóxicos, en relación a la hidrólisis ácida con ácidos minerales. Por tanto, presentan un gran potencial de sostenibilidad en el proceso de obtención de nanocelulosas.
Potencial sensor
Los investigadores probaron la aplicabilidad del sensor en forma líquida en bebidas obtenidas de uvas Cabernet Sauvignon y Tannat. El proceso de detección consistió en agregar diferentes concentraciones de ácido tánico comercial a la suspensión acuosa de nanocristales de celulosa extraídos de la madera del árbol del caucho. Los cambios en los espectros de fluorescencia de los nanocristales de celulosa se controlaron inmediatamente después de mezclar el tanino con la suspensión acuosa.
“Encontramos que la propiedad de fotoluminiscencia que surge de agregados de nanocristales de celulosa fue capaz de el ácido tánico ( foto identificar eficientemente ) en diferentes vinos tintos, en concentraciones que pueden ser de interés industrial. También observamos que los compuestos, normalmente presentes en las matrices del vino, no provocaban cambios significativos en la señal detectada”, explica el investigador.
La eficacia de la aplicación del sensor a muestras de vino brasileño se validó mediante el método de medición de la tasa de recuperación. “En este método, se compararon los datos obtenidos sobre el ácido tánico en los vinos con los registrados sobre el ácido tánico en el agua. Los resultados lograron altas tasas de recuperación cercanas al 100%: 99,7% para el vino Cabernet Sauvignon y 95,3% para el vino Tannat”, afirma Teodoro.
Para Corrêa, estos hallazgos sugieren que los sensores ópticos basados ??en nanocristales de celulosa tienen potencial para ser utilizados en el monitoreo de la calidad de productos alimenticios y bebidas. “Las nanocelulosas se han explorado tradicionalmente como agentes de refuerzo mecánico, pero el aumento de la sostenibilidad utilizando la celulosa para reemplazar materiales tóxicos, no renovables o de alto costo ha llamado la atención de las industrias de la madera y el papel, y han surgido esfuerzos de colaboración en todo el mundo para desarrollar nuevos productos ecológicos y amigables”, afirma el investigador.
Los científicos destacan los beneficios adicionales que confiere la celulosa a la plataforma de detección, como su naturaleza no tóxica, biodegradable, versátil y sostenible. Según sus fuentes de origen y características fisicoquímicas, las nanocelulosas se pueden clasificar en nanocristales de celulosa (CNC), nanofibrillas de celulosa (CNF) y celulosa bacteriana (BC).
La búsqueda
El estudio " Exploración del potencial de la autofluorescencia de celulosa para la detección óptica de taninos en vinos tintos " se publicó en línea en la revista Carbohidrato Polymers. Además de Teodoro y Corrêa, participarán investigadores de la Embrapa Instrumentación Maria Alice Martins y Luiz Henrique Capparelli Mattoso , y becarios del LNNA y del Centro de Ciencias Exactas y Tecnología del Departamento de Química de la UFSCar Rafaela S. Andre, Maycon J. Silva y Rodrigo Schneider.
La investigación contó con el apoyo del Sistema Nacional de Laboratorios de Nanotecnología (SisNANO), vinculado al Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación ( MCTI ), Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de São Paulo ( Fapesp ), Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico ( CNPq ), Coordinación para la Capacitación del Personal de Educación Superior ( Capes ), Red de Nanotecnología para la Investigación en Agricultura (Red AgroNano) y Embrapa.
Análisis sensorial
La enóloga de la bodega Terras Altas, ubicada en Bonfim Paulista, distrito de Ribeirão Preto (SP), Luísa Antunes Tannure, explica que el actual proceso de evaluación de taninos se realiza sensorialmente en la uva y en el vino. Cuando la uva madura en el campo, se realizan análisis químicos para detectar pH, acidez y azúcar en ºBrix, y se cata la uva, evaluando la textura y color de semillas y hollejos.
“Si las semillas están marrones y crujientes, es señal de que los taninos están adecuadamente polimerizados. En vino también evaluamos si la sensación en boca que generan los taninos es la adecuada”, afirma el enólogo.
Ella dice que también realiza análisis TPI (índice de polifenoles totales) para medir taninos y otros compuestos fenólicos sin separarlos. El análisis químico consta de unos pocos pasos y comienza con la dilución del vino y la colocación de una muestra en un dispositivo llamado espectrofotómetro, que toma una lectura inmediata. Tannure explica que luego se hace un cálculo sencillo, pero que no mide exclusivamente los taninos.
“Como el equipo es caro, este análisis se terceriza, pero el costo para realizarlo es bajo. El análisis se realiza generalmente después de la fermentación alcohólica o maloláctica (realizada por bacterias que liberan dióxido de carbono) para obtener datos del vino en depósito y antes del embotellado. Esto significa que es posible obtener un informe del producto antes de finalizarlo”, explica el enólogo. Añade además que, para la toma de decisiones del día a día en la bodega, sólo basta con el análisis sensorial. “La IPT es importante, pero no imprescindible”, concluye.
Traducido del portugués.
