A base química do aroma: origem e evolução dos

compostos responsáveis pelos aromas do vinho

Xavier Arioli

Junho 2009

Diferentes compostos para Diferentes perfis aromáticos

A importância de melhorcompreender os fenómenos em jogo

Sources: King et al. 2008 extrait du cahier Lallemand n°16 «Sulphur compounds, production and sensory

impact on wine»

Vinho 3Caracterizadopor notas de buxo fresco

Vinho 4 Caracterizadopor notas de

citrinos

Três questões para melhorcompreender este tema:

� Quais são os compostos aromáticos dos vinhos ?

� Qual a sua origem e qual a sua evolução?

� Quais são os mecanismos que regulama sua percepção pelo provador?

Mais comment procéder pour «ranger»les composés aromatiques ?

Abordagem em função da sua natureza química:

álcoois, aldeídos, ésteres…

Abordagem em função do seu impacto aromático: notas de morango, de baunilha, de rosa…

Abordagem em função da sua evolução desde a

vindima até ao consumo do vinho:

Moléculas da uva que permanecem intactas ou

que sofremtransformações…

Abordagem em função da sua origem: compostos

varietais, compostosfermentativos, compostosligados à maturação do

vinho…

Abordagem em função da origemdos constituintes do aroma

� Compostos primários da uva

� Compostos secundários da uva

� Compostos fermentativos (fermentaçãoalcoólica e fermentação maloláctica)

� Compostos ligados à conservação do vinho

Parte 1 : os compostosprimários da uva

ou compostos formados no interior das células da uva

Duas grandes familias de compostosvolátéis da casta

As metoxipirazinas Os terpenos

Aromas típicos do Cabernet Sauvignon

• IBMP• IPMP• 2-metoxi-3-S-butil-pirazina

Aromas típicos dos moscatéis e de outras

castas aromáticascomo Gewürstraminer

• linalol• geraniol

A A molmolééculacula mais mais conhecidaconhecida da da familiafamilia dasdas pirazinaspirazinas: a 3: a 3--isobutilisobutil

--22--metoxipirazinametoxipirazina

N

N OCH3

R =CH2CH(CH3)2

Fórmula semi-desenvolvida

Segundo « Traité d’Œnologie », Dunod T2

IBMP IBMP éé reponsreponsáávelvel porpor notas notas herbherbááceasceas, , mas mas tambtambéémm conhecidaconhecida comocomo indicadorindicador

de de qualidadequalidade

� Aroma de pimento verde� Limiar de detecção:

2 a 8 ng/L vinhos brancos2 a 16 ng/L vinhos tintos

� Indicador da maturação das uvas

Os terpenos associados a aromas florais

� Típicos de algumas castas (moscatel de Alexandria,…)

� Várias moléculas envolvidas

� Diversas origens possíveis

Possibilidade de modular a presença de terpenos nos vinhos

� Na vinha, através das práticas culturais

� Utilizando leveduras que revelem estes aromas

� Utilizando actividades enzimáticasexógenas

Parte 2 : os compostossecundários das uvas

ou compostos da uva modificados de acordo com protocolo de vinificação

Álcoois e aldeídos com 6 átomos de carbono responsáveis pelas notas

herbáceas

OH

Exemplo : o hexanol

Segundo « Traité d’Œnologie », Dunod T2

C C C C C C HH

H

H

H H H H

H H H HH

Os aromas herbáceosoriginados pela trituração

� Aromas de folhastriturada, de erva cortada

� Compostos responsáveis:hexanol,…

� Limiar de detectção de apenas algumas µg/L

� Conferem igualmentesensações amargas

FormaFormaççãoão dos dos compostoscompostos ememCC66 porpor via via enzimenzimááticatica

Lípidos membranares

Acil hydrolase

Ácido linoleicoÁcido linolénico

Hexanal

Hexanol

(E)-Hex-2-enal (Z)-Hex-3-enal

(E)-Hex-2-ene-1-ol (Z)-Hex-3-ene-1-ol

C18:2 9-LOOH C18:2 13-LOOH C18:3 13-LOOH C18:3 9-LOOH

Lipoxigenase

Álcool desidrogenase

Enzima de clivagem dos hidroperóxidos

(Valentin G., 1993)CH3-(CH2)4-CH2OH

Papel dos precursoresaromáticos: o exemplo dos

precursores glicosilados

Açúcar agliconaAçúcar Açúcar Precursor glicosilado (tipoterpenos, norisoprenoides emC13, …) presentes na uva

Corte da ligação entre a aglicona e o(s) açúcar(es)

Moléculaodorífera

Susceptível de contribuir para o perfil do vinho, consoante o seu teor

Exemplos de norisoprenóides

β-damascenona

β -ionona

TDN

Framboesa

Violeta

Hidrocarboneto

LimiarComposto Descritor

50 ng/L

?

20 µg/L

O

SH

4-methyl-4-mercaptopentan-2-one

Importância dos tióis varietais naexpressão do carácter frutado e

vegetal

SH OH

3-mercaptohexanol

O

O

SH

3-mercaptohexyl acetate

Composto Origem Descritores

BuxoCassisXixi de gato

Limiar

0,6 ng/L (mais baixoque o TCA)

Fruitos tropicaisMaracujáManga

Vegetal e frutado(nota intermediária)

60 ng/L

4 ng/La partir do 3MH

Parte 3 : os compostosfermentativos

ou compostos formados pelas levedurasfermentativas e as bactérias lácticas.

Produção de compostos aromáticos pela levedura apartir de açúcares, aminoácidos e do metabolismo do enxofre

Açúcares

Açúcares

Glicerol

Glicerol

Piruvato

Acetil CoA

Ácido gordoCoA

Ácidosgordos

Ácidosgordos

Mono terpenos

Mono terpenos

Acidoacético

Etanal

Etanol

Ácidoacético

Etanol

Etanal

Ciclo ácidostricarboxílicos Ceto-

ácidos

Aldeídos

Alcools supérieur

sÉsteres

Ésteres

Álcooissuperiores

Aldeídos

Ácidosuccínico

Ceto-ácidos

α-Acetolactato

Diacetilo

Diacetilo

Amino-ácidos

Ácidosaminés

Proteínas da levedura

SulfatoSulfito H2S

Compostosaromáticos

Glico-conjugadosCisteína-

conjugadosPolifenóis

Segundo Hentie Swiegerset coll., AWRI 2005

Papel da levedura na formação ou desenvolvimento de diferentes notas

aromáticas

METABOLISMO DOS AÇÚCARES

METABOLISMO DOS

COMPOSTOS AZOTADOS

INTERACÇÃO COM OS

PRECURSORESÁlcoois superioresÁcidos gordosÉsteresComp. carbonílicosComp. de enxofre

Álcoois superioresÉsteresH2S

Tióis

Monoterpenos

Composés glicosilados(monoterpenos e norisoprenoides)

S-conjugados à

cisteína

FormaFormaççãoão de de acetatoacetato de de etiloetilo e de e de acetatoacetato de de isoamiloisoamilopelas pelas levedurasleveduras fermentativasfermentativas

Segundo Hentie Swiegerset coll., AWRI 2005

Glicólise

PiruvatoAcetaldeído

EtanolAcetato

Acetatill-CoA

Isoamyl alcool

Acetato de etilo

Acetato de isoamilo

Coenzima A

Coenzima A

α-Acetolactato

α-ceto-isovalerato Coenzima A

α-ceto-isovalerato

L-leucina

Isovaleraldeído

Síntese de ésteres pela leveduraSaccharomyces cerevisiae

Acetatos de álcooissuperiores

Ésteres etílicos de ácidosgordos

Acetato de isoamiloAcetato de hexiloAcetato de isobutiloAcetato de feniletilo

Butirato de etiloHexanoato de etiloOctanoato de etiloDecanoato de etilo

Responsáveis por notas do tipo « frutado »

Compostos instáveis ao longo do tempo

Biosíntese dos álcoois superiores pela levedura em vinificação

n-propil-álcool

α,β –dihidroxi β– metil valerato

Segundo Hentie Swiegerset coll., AWRI 2005

α,β –dihidroxiisovalerato

α-acetolactato

α-aceto-hidroxibutirato

TPP-C2

C=O

COOH

CH

CH3H2C

CH3

α-ceto-β-metilvalerato

α-ceto-isovalérato

H2C CH3

CH

C=O

COOH

COOH

C=O

CH2

CH3 α-cetobutirato

+/-NH3

HOOC NH3

CH

CH2

CH3

treonina

homoserina

aspartato

Ciclo dos ATC

+/-NH3

pyruvate

CH3

C=O

COOH

Glicólise

n-propan-aldeído+ CO2

CH2OH

(NAD+)

CH2

CH3

Isobutir-aldeído +

CO2

CH2OH

CH

CH3H3C

α-amino-butirato

Álcoolisobutílico

isoleucina+/-NH3

β –metilbutiraldeído

+CO2 (NAD+)CH2OH

CH

H2C CH3

CH3

Álcool amílicoactivo

leucina

β-carboxi-β-hidroxi-

isocaproato + CoA

Acetil CoA

valina+/-NH3

α -carboxi-β-hidroxi-

isocaproato

(NADP+)

COOH

C=O

CH2

+/-NH3

CH

CH3H3Cα -

cetoisocaproato

CO2 + isovaleraldeído

(NAD+)

CH2OH

CH2

CH

CH3H3C

Álcoolisoamílico

Lista de alguns compostos de enxofre « leves » envolvidos nos aromas de redução

D ’après Ribéreau-Gayon et al., 1998

.

Síntese de compostos de enxofre pela levedura ao longo da FA

462,41,7Goma elástica

Dissulfureto de carbono

3521,4marmelo, trufa

5Sulfureto de dimetilo

0

0,7

0,3

0,4

[ ] vinho normal µg/L

3510,8cebola0,1Etanotiol

65,1croupi0,3Metanotiol

-6116,3Ovos podres0,8Sulfureto de hidrogénio

-500,7etéreoSulfureto de carbonilo

Ponto de ebulição

[ ] vinho reduzido µg/L

DescritoresLimiar de percepção

COMPOSTO

Caso particular do metionol: atençãoaos teores mais elevados

� Aromas de couve-flor e batata

� Composto responsável:

3-metiltiopropanol

� Limiar de percepção:

1200 µg/L

� Responsável, igualmente, por sensações amargas

Aromas fermentativos do tipoláctico: moléculas, aromas,

limiares

COMPOSTODiacetilo Lactato

de etilo Acetoína Butanodiol Pentanediona

AROMAManteiga,

avelãLeiteazedo

Manteiga,caramelo Vegetal

Manteiga, caramelo

LIMIAR DE IDENTIFICAÇÃO

(mg/L) 1 150 20-200* 500-1000* 1 à >10*

* Dados Intelli’oeno

Parte 4 : os compostos ligados àconservação do vinho

ou compostos ligados às condições e duração da maturação do vinho

Os compostos extractíveis da madeiraresponsáveis por diversas notas aromáticas

whiskylactonas Fenóisvoláteis

Compostos«baunilhados»Cis β-metil-

octolactonaTrans β-metil-octolactona

GuaiacolEugenol

Cresois2,6-dimetoxifenol

Etc

VanilinaAcetovanilinaVanilato de metiloVanilato de etilo

Notas aromáticas:

Coco Notas aromáticas:

Fumado, cravinho,…

Notas aromáticas:

baunilha

Furfuriltiol

Furfuriltiol

Notas aromáticas:Café, pãotorrado,

« tostado »

Evolução oxidativa dos vinhos: um fenómeno inevitável

� ACETALDEÍDO

� SOTOLON

� METIONAL

� FENILACETALDEÍDO

� AMINOCETOFENONA

Exemplo do sotolon, uma moléculaindicadora da evolução oxidativa

� Odor : caril, noz verde

� Limiar de percepção : 20µg/L

� Mecanismo de formação : Metabolismo das leveduras de véu em vinho

jovem, Xerez (leveduras do tipoSaccharomyces)

Encontrado em grande quantidade em vinhos elaborados comleveduras de véu, o sotolon é, por exemplo, encontrado nos velhosvinhos de Champagne

Outro exemplo: o fenilacetaldeído

� Odor : marmelo, mel, flores mortas,…

� Limiar de percepção : 100 µg/L

� Mecanismo de formação : a priori oxidação do fenil-2-etanol (molécula fermentativa bem conhecida– produzida pelas leveduras criófilas – aroma de rosa que contribui para a fineza aromática)

Parte 5 : o caso particular dascontaminações, desvios e

poluições

Exemplo da contaminação das uvas:GMT e ACP

* Dados Intelli’oeno** Algumas pessoas são anósmicas

COMPOSTOo-cresol

(µg/L)1-octeno-3-ona (ng/L)

Geosmina(ng/L) MIB (ng/L)

IPMP (ng/L)

ODOR iodoCogumelo

fresco

Terroso,Beterrabavermelha

Terroso, bolor

Terroso, vegetal

LIMITE DE IDENTIFICAÇÃO 50-500* 20-50* 30-60** 30** 2

Exemplo de desvio em vinho: os compostos produzidos pelas leveduras

Brettanomyces

Ácido p-cumáricoÁcido ferrúlicoÁcido caféico

4-vinil-fenol4-vinil-guaiacol4-vinil-catecol

4-etil-fenol4-etil-guaiacol4-etil-catecol

Mas também:

� Ácido acético� Acetato de etilo� Ácidos gordosde cadeia curta

Exemplo de poluição: os gostosde plástico

� O estireno é conhecido há muito tempo

� Novas moléculas impactantes – o 2,6 –diclorofenol (2,6-DCP) e o 6-cloro-o-cresol(6CC)

� Casos particulares do indol

Parte 6 : mecanismos da percepção do aroma do vinho

Classificação dos aromasrealmente activos

1.1. CompostosCompostos da base aromda base aromáática (tica (tampãotampão))–– PercebidosPercebidos como como umauma unidadeunidade global difglobal difíícil de rompercil de romper

2.2. CompostosCompostos impacto impacto ouou muitomuito activosactivos–– Que Que transmitemtransmitem os os seusseus aromas especaromas especííficos ficos ouou caractercaracteríísticas sticas

a a certoscertos vinhosvinhos

3.3. Familias Familias ouou grupos de grupos de compostoscompostos impactoimpacto–– PodemPodem transmitir as notas caractertransmitir as notas caracteríísticas da sticas da suasua ““famfamíílialia””

4.4. CompostosCompostos ouou famfamííliaslias ditasditas subtissubtis–– ContribuemContribuem como como seuseu aroma a para aroma a para umauma nota aromnota aromááticatica

5.5. DefeitosDefeitos ouou desviosdesvios

Segundo Vicente Ferreira, Laboratório de Análise do Aroma e de Enologia

(Departamento de Química Analítica, Universidade de Saragoça)

Reveladores e amplificadoresdo perfil frutado dos vinhos

Seis moléculas têm a capacidade de desempenhar este papel: a β-damascenona, a β-ionona, o DMS, o furaneol, o homofuraneol e o metional

Mistura de ésteres frutados

Segundo Escudero et al, 2007 (J. Agric. Food Chem.)

Em água

Em soluçãohidroalcoólica

Em vinho

Frutos do bosque

++

Efeito0

“Amplificador 1”

Aroma de maçã+++

Cereja,uva passa

++

Nota frutada

+ “Amplificador 2”

Efeito0

Frutos do bosque

++“Amplificador 3”

Parte 6 : Influência dos parâmetrosviticolas e enológicos sobre o perfil

aromático do vinho

Importancia da casta sobre o perfil aromático

� Influência directa devido aos aromasvarietais

� Diferenciação varietal através dos precursores aromáticos

� Incidência da composição das uvas emaminoácidos e ácidos gordos

Variabilidade das quantidades de precursores aromáticos de acordo com

a casta

Fontes: Hernanez-Orte et coll. 2008. WAC 2008, « Aroma compounsed released from glycosidic precursors present in vine leaves from spanish cultivars »

Incidência das operações pré-fermentativassobre a qualidade olfactiva do vinho

0

500

1000

1500

2000

2500

50 100 150 200 250

Metionol(µg/L)

Segundo V. Lavigne, Faculté d’œnologie de Bordeaux

Turbidez (NTU)

Condições de síntese dos acetatos e dos ésteres etílicos de ácidos gordos na levedura

Levedura Condições de fermentação

ProtocolotecnológicoUtilização de

estirpesespecíficas - Anaérobiose

- Manutenção de uma temperaturabaixa e estável- Adição moderadade fosfato de diamónio

- Escolha da casta- Boa maturação- Clarificação(turbidez < 200 NTU)

- MP- Cuvaison curta- Maceraçãocarbónica

Favorecer a expressãoaromática dos tióis varietais

Notas típicas

1. Aumentar a riqueza dos

precursores nasuvas

2. Modular a extracção dos precursores no

mosto

3. Melhorar a transformaçãoem aromas aolongo da FA

4. Preservar a conservação dos

tióis varietais

Conferir o carácter«amanteigado» através da

gestão do diacetilo

� PROCURA DE NOTAS AMANTEIGADAS (Chardonnay barrica):– Estirpe de bactérias citrato +– Favorecer a multiplicação bacteriana (inoculação tipo

« Champagne », pé-de-cuba)– FML a baixa temepratura– Filtração após o final da FML, maturação das borras à parte,

reincorporação final do vinho de borras maturadas (sem as paredes de levedura - filtação)

� PROCURA DE NOTAS FRUTADAS :– Estirpe de bactérias citrato -– FML inoculada com bastante biomassa (directa) e estirpe citrato -– FML mais rápida (22-23°C)– Estágio sobre borras finas (as borras adsorvem o diacetilo)

Factores que influenciam a riqueza do vinho em compostos extractíveis da

madeira

� Origem botânica

� Origem geográfica

� Tratamentos prévios da madeira

� As condições de utilização

Quatro parâmetros particularmente importantes

Conclusões para as 3 questõesiniciais:

Quais são os compostos aromáticos dos vinhos ?

São bastante numerosos, e novos conhecimentos sãoobtidos a cada dia (exemplo: rotundona)

� Qual a sua origem e qual a sua evolução?

Origem diversas e evoluções múltiplas. Apesar de tudo, os avanços sobre este tema são numerosos e permitem jáconhecer numerosos fenómenos.

� Quais são os mecanismos que regulam a sua percepção peloprovador?

Impacto variável das diversas moléculas. Interacçõesmúltiplas. Compreensão dos fenómenos fisiológicos. Necessidade de treino regular.