O papel das leveduras na vinificação é o elemento mais importante que distingue o vinho do suco de fruta. Na ausência de oxigênio, a levedura converte os açúcares da fruta em álcool e dióxido de carbono por meio do processo de fermentação.Jeff Cox "From Vines to Wines: The Complete Guide to Growing Grapes and Making Your Own Wine" pp. 133–36 Storey Publishing 1999 Quanto mais açúcares houver nas uvas, maior será o nível potencial de álcool do vinho se for permitido que a levedura realize a fermentação até a secura.D. Bird "Understanding Wine Technology" pp. 67–73 DBQA Publishing 2005 Às vezes, os vinicultores interrompem a fermentação mais cedo para deixar alguns açúcares residuais e doçura no vinho, como nos vinhos de sobremesa. Isso pode ser feito baixando as temperaturas de fermentação até o ponto em que a levedura esteja inativa, filtrando o vinho de forma estéril para remover a levedura ou fortificando-o com conhaque ou destilados neutros para matar as células da levedura. Se a fermentação for interrompida involuntariamente, por exemplo, quando as leveduras esgotam os nutrientes disponíveis e o vinho ainda não atingiu a secura, isso é considerado uma fermentação parada.J. Robinson (ed) "The Oxford Companion to Wine" Third Edition pp. 778–80 Oxford University Press 2006
A levedura mais comum associada à produção de vinho é a Saccharomyces cerevisiae, que tem sido preferida devido à sua capacidade de fermentação previsível e vigorosa, tolerância a níveis relativamente altos de álcool e dióxido de enxofre, bem como à sua capacidade de se desenvolver no pH normal do vinho, entre 2,8 e 4. Apesar de seu uso generalizado, que muitas vezes inclui a inoculação deliberada a partir de culturas, a S. cerevisiae raramente é a única espécie de levedura envolvida em uma fermentação. As uvas trazidas da colheita geralmente estão repletas de uma variedade de "leveduras selvagens" dos gêneros Kloeckera e Candida. Essas leveduras geralmente iniciam o processo de fermentação quase tão logo as uvas são colhidas, quando o peso dos cachos nos compartimentos de colheita começa a esmagar as uvas, liberando o mosto rico em açúcar.K. Fugelsang, C. Edwards Wine Microbiology Second Edition pp. 3–28 Springer Science and Business Media , New York (2010) Embora a adição de dióxido de enxofre (geralmente adicionado no esmagador) possa limitar algumas das atividades das leveduras selvagens, essas leveduras geralmente morrem quando o nível de álcool atinge cerca de 15% devido à toxicidade do álcool na fisiologia das células de levedura, enquanto as espécies de Saccharomyces mais tolerantes ao álcool assumem o controle. Além da S. cerevisiae, a Saccharomyces bayanus é uma espécie de levedura que pode tolerar níveis de álcool de 17 a 20% e é frequentemente usada na produção de vinhos fortificados, como portos e variedades como Zinfandel e Syrah colhidas com altos níveis de açúcar Brix. Outra levedura comum envolvida na produção de vinho é a Brettanomyces, cuja presença em um vinho pode ser vista por diferentes vinicultores como um defeito do vinho ou, em quantidades limitadas, como uma nota adicional de complexidade.B. Zoecklein, K. Fugelsang, B. Gump, F. Nury Wine Analysis and Production pp. 281–90 Kluwer Academic Publishers, New York (1999)
História
Durante a maior parte da história do vinho, os produtores de vinho não conheciam o mecanismo que, de alguma forma, convertia o suco de uva açucarado em vinho alcoólico. Eles podiam observar o processo de fermentação que era frequentemente descrito como "fervura", "efervescência" ou o vinho sendo "perturbado" devido à liberação de dióxido de carbono que dava ao vinho uma aparência espumosa e borbulhante. Essa história está preservada na etimologia da própria palavra em inglês "yeast", que significa essencialmente "ferver".Douglas Harper "Yeast" Online Etymology Dictionary Accessed: 31 de maio de 2012
Em meados do século XIX, o cientista francês Louis Pasteur foi encarregado pelo governo francês de estudar o que fazia alguns vinhos estragarem. Seu trabalho, que mais tarde levaria Pasteur a ser considerado um dos "Pais da Microbiologia", revelaria a conexão entre as células microscópicas de levedura e o processo de fermentação. Foi Pasteur quem descobriu que a levedura convertia os açúcares do mosto em álcool e dióxido de carbono, embora os mecanismos exatos de como a levedura realizava essa tarefa não tenham sido descobertos até o século XX com a via glicolítica Embden-Meyerhof-Parnas.J. Robinson (ed) "The Oxford Companion to Wine" Third Edition pgs 267 & 508 Oxford University Press 2006
A espécie de levedura comumente conhecida como S. cerevisiae foi identificada pela primeira vez em um texto de enologia do final do século XIX como S. ellipsoideus devido ao formato elíptico (em vez de circular) das células. Ao longo do século XX, mais de 700 cepas diferentes de S. cerevisiae foram identificadas. As diferenças entre a grande maioria dessas cepas são, em sua maioria, pequenas, embora cada vinicultor desenvolva uma preferência por determinadas cepas ao elaborar certos vinhos ou trabalhar com determinadas variedades de uva. Algumas dessas diferenças incluem o "vigor" ou a velocidade da fermentação, a tolerância à temperatura, a produção de compostos voláteis de enxofre (como o sulfeto de hidrogênio) e outros compostos que podem influenciar o aroma do vinho.
Na vinificação moderna, os vinicultores têm a opção de selecionar entre uma gama diversificada de cepas de leveduras, cada uma oferecendo características distintas que influenciam o perfil sensorial do vinho. Essas cepas estão prontamente disponíveis para compra em fornecedores especializados. Os vinicultores agora podem acessar facilmente cepas de leveduras que acentuam características desejáveis no vinho, como compostos aromáticos, sensação na boca e cinética de fermentação. Essa disponibilidade comercial de cepas de leveduras revolucionou a arte da vinificação ao permitir um controle mais preciso sobre o processo de fermentação e o caráter do vinho resultante.
Papel na produção de vinho
A principal função da levedura é converter os açúcares presentes (principalmente a glicose) no mosto de uva em álcool. A levedura faz isso utilizando a glicose por meio de uma série de vias metabólicas que, na presença de oxigênio, produz não apenas grandes quantidades de energia para a célula, mas também muitos intermediários diferentes que a célula precisa para funcionar. Na ausência de oxigênio (e, às vezes, até mesmo na presença de oxigênioB. Zoecklein, K. Fugelsang, B. Gump, F. Nury Wine Analysis and Production pp. 97–114 Kluwer Academic Publishers, New York (1999) ), a célula continuará com algumas funções metabólicas (como a glicólise), mas dependerá de outras vias, como a redução do acetaldeído em etanol (fermentação) para "recarregar" as coenzimas necessárias para manter o metabolismo em funcionamento. É por meio desse processo de fermentação que o etanol é liberado pelas células da levedura como um produto residual. Eventualmente, se as células de levedura estiverem saudáveis e a fermentação for concluída, todos os açúcares fermentáveis serão consumidos pela levedura, restando apenas a pentose não fermentável, que deixa uma quantidade insignificante de açúcar residual.
Outros compostos no vinho produzidos pela levedura
Embora a produção de álcool seja o subproduto mais notável do metabolismo da levedura do ponto de vista da vinificação, há vários outros produtos produzidos pela levedura que também podem influenciar o vinho resultante. Isso inclui o glicerol, que é produzido quando um intermediário do ciclo da glicólise (dihidroxiacetona) é reduzido para "recarregar" a enzima NADH, necessária para continuar outras atividades metabólicas. Isso geralmente é produzido no início do processo de fermentação, antes que os mecanismos de redução do acetaldeído em etanol para recarregar a NADH se tornem o principal meio da célula de manter o equilíbrio redox. Como o glicerol contribui para aumentar o corpo e um sabor levemente adocicado sem aumentar o nível de álcool do vinho, alguns vinicultores tentam favorecer intencionalmente as condições que promoveriam a produção de glicerol no vinho. Isso inclui a seleção de cepas de leveduras que favorecem a produção de glicerol (ou a permissão de fermentação de algumas leveduras selvagens, como Kloeckera e Metschnikowia), maior exposição ao oxigênio e aeração, bem como a fermentação em temperaturas mais altas. A produção de glicerol também é incentivada se a maior parte do acetaldeído disponível for indisponibilizada pela ligação com moléculas de bissulfito no vinho, mas seria necessária uma quantidade substancial de adição de dióxido de enxofre (muito além dos limites legais) para prolongar a produção de glicerol além desses estágios muito iniciais da fermentação.Dr. Yair Margalit, Winery Technology & Operations A Handbook for Small Wineries pp. 67–74 The Wine Appreciation Guild (1996)
Outros subprodutos da levedura incluem:
Metanol - Causado pela desmetilação de pectinas no mosto por enzimas da levedura. Mais comumente encontrado em vinhos tintos do que em brancos, mas apenas em quantidades muito pequenas, entre 20-200 mg/L. Óleos fúsel - Formados pela decomposição de aminoácidos pela levedura. Isso inclui o 2,3-butanodiol, que é formado por leveduras que estão consumindo diacetil, o composto que dá ao Chardonnay e a outros vinhos um aroma "amanteigado", reduzindo-o primeiro a acetoína e depois ao 2,3-butanodiol, de odor mais neutro. Muitos produtores de cerveja e de vinho que têm um vinho com muito "amanteigado" geralmente "lançam" culturas de leveduras frescas no tanque que não está mais fermentando para que a levedura consuma o diacetil e reduza o aroma.Brewing Science "Diacetyl: Homebrew Science " Brew Magazine Novembro, 2002 Ácido succínico - Assim como o glicerol, geralmente é formado no início da fermentação. Normalmente encontrado em concentrações de 500-1200 mg/L, é um ácido menor na acidez geral do vinho. Ácido acético - Considerado o principal componente da acidez volátil que pode tornar o sabor do vinho desequilibrado e excessivamente ácido. Embora o ácido acético seja o principal ácido volátil produzido pela levedura, quantidades residuais dos ácidos butírico, fórmico e propiônico também podem ser formadas, dependendo da cepa da levedura. A maioria dos países tem leis sobre vinhos que estabelecem o limite legal de acidez volátil, geralmente expresso como ácido acético, em 1.200 a 2.000 mg/L. O ácido acético também pode levar ao desenvolvimento do defeito do vinho, o acetato de etila, que é caracterizado por um cheiro de "removedor de esmalte". No entanto, pequenas quantidades de ácido acético são, na verdade, benéficas para as leveduras, pois elas as utilizam para sintetizar lipídios na membrana celular.
Acetaldeído - Embora a maior parte do acetaldeído produzido seja reduzida a etanol ou ligada ao dióxido de enxofre, concentrações entre 50 e 100 mg/L podem permanecer no vinho. As cepas de leveduras florais que produzem o vinho espanhol xerez produzem quantidades maiores, o que contribui para os aromas "aldeídicos" característicos do xerez. Na presença de oxigênio, a levedura pode converter parte do etanol presente no vinho em acetaldeído, criando aromas oxidados.