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Food Science and Technology

versão impressa ISSN 0101-2061versão On-line ISSN 1678-457X

Ciênc. Tecnol. Aliment. v.19 n.2 Campinas maio/ago. 1999

https://doi.org/10.1590/S0101-20611999000200018 

Aminoácidos livres e uréia durante a fermentação do mosto de Cabernet Sauvignon com diferentes leveduras1

 

Sandra Valduga Dutra2, Carlos Eugenio Daudt2,*, Marcelo Souza3

 

 


RESUMO

A análise de aminoácidos e uréia em mosto de Cabernet Sauvignon fermentado com diferentes leveduras, foram os principais objetivos desse trabalho. Cabernet Sauvignon foi utilizada por ser teoricamente uma cultivar com alto teor de prolina e baixo teor de arginina, em comparação com cultivares com alto teor e predominância de arginina. Os mostos foram coletados em Santana do Livramento, RS e transportados para a UFSM; lá foram dividos em dois lotes aos quais foram adicionados diferentes leveduras: Saccharomyces cerevisiae Fermol Bouquet e Saccharomyces cerevisiae 2056. A análise dos aminoácidos foi realizada utilizando um analizador de aminoácidos marca Hitachi L-8500 conforme SANDERS e OUGH (21). Uréia foi determinada de acordo com ALMY e OUGH (1) modificado por PEREIRA e DAUDT (19). O aminoácido encontrado no mosto, em maior quantidade foi a prolina (847mg/l) seguido por arginina (235mg/l) e alanina (87mg/l). A maioria dos aminoácidos (exceção de prolina) foram consumidos pelas leveduras logo após o início da fermentação. A liberação máxima de uréia no meio coincidiu com o consumo máximo de arginina, que na fermentação com a levedura 2056 ocorreu à 19° Brix (2,7mg/l) e com a levedura Fermol Bouquet ocorreu com o mosto a 15° Brix (4,1mg/l). O teor de prolina permaneceu elevado durante todo o processo fermentativo, confirmando a pouca preferência das leveduras por este aminoácido. Os aminoácidos arginina, treonina, serina, aspartato e isoleucina, podem ser considerados melhores fontes de nitrogênio para as leveduras.

Palavras-chave: Aminoácidos, uréia, fermentação e vinho.


SUMMARY

Free aminoacids and urea during fermentation of Cabernet Sauvignon musts with different yeasts. The main aim of the fermentation of Cabernet Sauvignon Musts with different yeasts was the analysis of aminoacids and urea. The grape was chosen because its high proline and low arginine content.The grapes were harvested and crushed at the Almadén vineyard located in Santana do Livramento, RS, Brasil; the musts were transported to the Federal University of Santa Maria, Department of Food Science, where they were divided in two lots to which were added Saccharomyces cerevisiae Fermol Bouquet and Saccharomyces cerevisiae 2056. The analysis of the aminoacids was done using a Hitachi L-8500 aminoacid analyzer according to SANDERS and OUGH (21) and urea according ALMY and OUGH (1) modified by PEREIRA and DAUDT (19). Proline was found in the highest amount (847mg/l) followed by arginine (235mg/l) and alanine (87mg/l). The majority of the aminoacids fraction was used at the beginning of the fermentation with the exception of proline; this fact enfasized the low preference, by these yeasts, for this aminoacid. The aminoacids arginine, threonine, serine, aspartate and isoleucine can be considered better sources of nitrogen to the yeasts. The maximum excretion of urea in the must ocurred, with both yeasts, at the maximum arginine consumption, 2.7mg/l with the yeast 2056 at 19°Brix and 4.1mg/l with the yeast Fermol Bouquet at 15°Brix.

Keywords: amino acids, urea, must, fermentation, wine.


 

 

1 – INTRODUÇÃO

O conhecimento da composição de mostos e vinhos é importante para o enólogo por várias razões, principalmente porque aminoácidos livres servem como nutrientes para as leveduras e bactérias durante a fermentação alcoólica e maloláctica [9].

O conteúdo de nitrogênio total e sua distribuição entre os diferentes compostos é altamente variável em uvas. AMERINE e JOSLYN [2] argumentam que o nível total de aminoácidos livres no mosto pode variar de 65 a 1130mg/l de nitrogênio. Esta variação depende da cultivar, da região onde é cultivada, da densidade de plantação, da época de colheita, bem como da riqueza do solo e das práticas de fertilização [5].

Segundo MONTEIRO e BISSON [13], íon amônia, glutamina, aspartato, arginina, serina e alanina são todos excelentes fontes de nitrogênio para Saccharomyces em geral, portanto a quantidade e qualidade do nitrogênio viável representam um importante papel na cinética da fermentação.

MIELLE et al. [11], analisaram a composição de aminoácidos em sucos de uva comerciais elaborados com dezenove cultivares de Vitis labrusca e seus híbridos. Os aminoácidos mais abundantes encontrados foram alanina, arginina, e ácido glutâmico; a quantidade encontrada de prolina foi inferior à de arginina.

Segundo OUGH e STASHAK [16], existem cultivares que apresentam baixos teores de prolina como é o caso da cultivar Riesling e outras que apresentam teores mais altos como as cultivares Chardonnay e Cabernet Sauvignon. Em certas cultivares, a prolina pode representar entre 80% e 90% do total dos aminoácidos livres totais. [17].

Sob condições anaeróbias de fermentação, conforme BISSON [5], a prolina não é utilizada pelas leveduras como fonte de nitrogênio devido à falta de oxigênio no meio.

A degradação da arginina, durante o processo fermentativo, é o principal fator da liberação de uréia no meio. A uréia é um importante produto do metabolismo do nitrogênio; pode reagir com etanol e formar etil carbamato [13,17], composto carcinogênico [12], porém de baixo risco de acordo com INGLEDEW et al. [7], quando comparado com certas nitrosaminas e micotoxinas.

 

2 – MATERIAL E MÉTODOS

As uvas da cv. Cabernet Sauvignon, foram colhidas em Santana do Livramento - RS, onde foram desengaçadas e esmagadas manualmente para a obtenção dos mostos, que foram a seguir transportados para a UFSM, e fermentados em diferentes lotes e por duas diferentes leveduras: Saccharomyces cerevisiae Fermol Bouquet e Saccharomyces cerevisae 2056. Antes da adição das leveduras, os mostos foram corrigidos por adição de sacarose até 22° Brix. Durante a fermentação a cada 3° Brix, foram retiradas e congeladas amostras para posterior análise.

A uréia foi determinada segundo o método preconizado por ALMY e OUGH [1] modificado por PEREIRA e DAUDT [19]. Para a análise de aminoácidos livres as amostras sofreram um pré tratamento para a eliminação de pigmentos, lipídios e proteínas de acordo com SANDERS e OUGH [21]. Os aminoácidos foram analisados pelo método de derivatização pós-coluna com ninidrina e separados por cromatografia de troca aniônica. A análise foi realizada seguindo procedimento padrão em analizador de aminoácidos HITACHI L-8500. As determinações dos aminoácidos livres foram realizadas no laboratório do Centro Brasileiro de Seqüenciamento de Proteínas - UNB (Universidade de Brasília - DF).

 

3 – RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os principais aminoácidos e a percentagem que eles representam no total de aminoácidos do mosto da cv. Cabernet Sauvignon, podem ser vistos na Tabela 1.

 

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Analisando-se os dados da Tabela 1, pode-se observar que a prolina presente no mosto com 847mg/L é o aminoácido encontrado em maior quantidade na cv. Cabernet Sauvignon, representando sozinho mais de 50% dos aminoácidos. Esses dados concordam com OUGH e STASHAK [16], que classificaram a cv. Cabernet Sauvignon como uma cultivar de alto teor de prolina.

Após a prolina, o aminoácido encontrado em maior quantidade no mosto foi a arginina que representou 16%dos aminoácidos livres encontrados (235mg/L), seguido pela alanina com 6% (87mg/L), fenilalanina com 3,5% (51mg/L), treonina e glutamato com 2,7% (39mg/L).

O aminoácido tirosina não foi detectado nessa cultivar (nos limites do método) e os outros onze aminoácidos somados (aspartato, treonina, serina, glutamato, glicina, valina, metionina, isoleucina, leucina, lisina e histidina) representaram apenas 16% dos aminoácidos livres, significando menos de 2% para cada aminoácido isoladamente.

Os valores de arginina (235mg/L) estão próximos daqueles relatados por KLIEWER [8] que encontrou um valor médio de arginina na cv. Cabernet Sauvignon de 209mg/L. No entanto, são um pouco inferiores àqueles encontrados por DAUDT et al. [6], que encontraram 320mg/L de arginina para a cv. Cabernet Sauvignon cultivada em Garibaldi, região diferente e onde normalmente o solo tem maior teor de matéria orgânica que o solo de Santana do Livramento de onde se originaram as uvas utilizadas neste trabalho.

A variação dos aminoácidos arginina e prolina está representada na Figura 1. Na fermentação dos mostos de Cabernet Sauvignon, com ambas leveduras, o aminoácido arginina foi consumido logo no início da fermentação, mostrando ser uma boa fonte de nitrogênio. Seu baixo consumo deveu-se também provavelmente, à baixa concentração de alanina e treonina, presente no mosto inicial.

 

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No caso da levedura 2056, quando a fermentação atingiu 19° Brix já não existia mais arginina no meio, indicando uma clara preferência desta levedura pelo aminoácido. Algo semelhante ocorreu com a fermentação em que foi inoculada a levedura Fermol Bouquet, que também consumiu grande parte da arginina presente (98%) logo no início da fermentação (até 19° Brix). Em ambos os casos, observou-se uma pequena liberação deste aminoácido no meio, ao final da fermentação.

Segundo RAPP e VERSINI [20], em experimentos com diferentes mostos, verifica-se que cada aminoácido é metabolizado com uma intensidade diferente. Glutamato, asparagina, serina, ácido glutâmico, aspartato e arginina são as fontes favoritas para o crescimento de leveduras em comparação com outras fontes de nitrogênio, como a cisteína, metionina, fenilalanina, glicina e triptofano.

Na fermentação com a levedura Fermol Bouquet, quando a fermentação atingiu 19° Brix, a levedura havia produzido 70mg/L de prolina; porém, entre 19° Brix e 11° Brix a levedura utilizou alguma prolina, restando no meio, neste último ponto, 704mg/L. Ao final da fermentação o conteúdo de prolina no meio, aumentou novamente, totalizando 791mg/L.

Na fermentação com a levedura 2056, entre 23° Brix e 11° Brix houve produção de 363mg// de prolina totalizando 1210mg/L, valor este maior de todos os aminoácidos analisados neste trabalho, quer seja no mosto quer seja no vinho. Entretanto, entre 11°Brix e 7° Brix a levedura consumiu 38% deste total (531mg/L), havendo ao final da fermentação 617mg de prolina por litro de vinho.

Esses dados concordam com LEHTONEN [10] que acredita ser a prolina o aminoácido mais abundante dos vinhos, representando cerca de 30 a 85% do teor final total de aminoácidos no meio. Os vinhos tintos contêm entre 300 a 1300mg/L de prolina e segundo OUGH [15], a quantidade de prolina em vinhos pode variar de zero a 90% do nitrogênio total. O grupo das cultivares Cabernet (Cabernet Sauvignon, Cabernet Franc, Merlot etc.) possui uma alta percentagem de prolina e as fermentações com cascas mostraram significativo aumento de prolina em vinhos tintos.

BELL et al. [3] acompanharam a utilização de compostos nitrogenados pelas leveduras durante a fermentação e descobriram que a arginina foi quase totalmente assimilada em mostos deficientes em nitrogênio; por outro lado, em todos os tratamentos utilizados, os níveis de prolina aumentaram ao final da fermentação em relação ao mosto inicial.

A excreção e utilização da uréia pelas leveduras estudadas podem ser observadas na Figura 2. Na fermentação com a levedura Fermol Bouquet, o ponto máximo de excreção de uréia no meio ocorreu em torno de 15° Brix (3,4mg/L) somando neste ponto 4,1mg/L. Daí em diante uréia foi sendo consumida pelas leveduras até 7° Brix, onde começou uma nova excreção de uréia no meio atingindo ao final da fermentação, 3,1mg/L.

 

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Na fermentação da cv. Cabernet Sauvignon com a levedura 2056, o pico máximo de excreção de uréia ocorreu no ponto de máximo consumo da arginina (Figura1), ou seja 19° Brix. A partir deste ponto a uréia começou a ser consumida pelas leveduras até a fermentação atingir 7°Brix, passando então a aumentar até o final da fermentação quando havia 2,9mg/L de uréia no meio. A quantidade maior de uréia liberada no final da fermentação pode ter ocorrido devido a uma maior aeração do mosto durante a retirada das amostras, principalmente no momento da retirada das cascas, em torno de 6° Brix. De fato observando a Figura 1, verifica-se que houve consumo de prolina durante a fermentação de Cabernet Sauvignon com as duas leveduras utilizadas, o que pode ser indicação de uma maior aeração do mosto, uma vez que a prolina não é consumida sob condições anaeróbias de fermentação conforme OUGH e STASHAK [16]. Uma maior aeração do mosto pode portanto ter ocasionado uma maior liberação de uréia em comparação com condições totalmente anaeróbias. Segundo OUGH et al. [18], as condições de fermentação podem alterar não só a quantidade de uréia excretada mas também o momento da excreção.

Na Figura 3 observa-se a variação dos aminoácidos alanina e treonina ao longo das fermentações. Na fermentação da cv. Cabernet Sauvignon, que apresentou uma concentração inicial de 87mg/L de alanina, as duas leveduras consumiram toda a alanina quando a fermentação atingiu 19° Brix. No caso da fermentação com a levedura Fermol Bouquet este aminoácido permaneceu ausente durante o restante da fermentação mas na fermentação com a levedura 2056 ocorreu uma pequena liberação de 18mg/L ao final. Segundo CASTOR [4], o decréscimo precoce da fração nitrogenada durante a fermentação é atribuído ao consumo pelas leveduras, e o acréscimo nos estágios posteriores é atribuido à liberação pelas células da levedura, possivelmente por autólise celular.

 

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No caso do uso de treonina, pelas leveduras, observa-se um padrão semelhante ao de alanina. A levedura Fermol Bouquet consumiu 90% de treonina (dos 39mg/L iniciais) até 19° Brix e o restante até 11° Brix havendo uma pequena liberação no final de 8mg/L, enquanto com a levedura 2056 a 15° Brix, já havia consumido toda a treonina que permaneceu ausente ao longo da fermentação. Cabe ressaltar também que estes dois aminoácidos são considerados boas fontes de nitrogênio para as leveduras [14].

Outros aminoácidos, como a serina, o aspartato e a isoleucina apresentaram um comportamento semelhante ao da arginina podendo serem considerados boas fontes de nitrogênio para as leveduras. O glutamato apresentou comportamento um pouco diferente dos acima mencionados pois apesar de ser totalmente consumido no início da fermentação por ambas leveduras foi posteriormente liberado no meio em quantidades superiores aos demais, 66% na fermentação com Fermol Bouquet e 36% na fermentação realizada com a levedura 2056. O aminoácido tirosina não foi encontrado nesta cultivar e o aminoácido fenilalanina foi pouco utilizado por ambas as leveduras, não podendo, portanto, ser considerado uma boa fonte de nitrogênio para as leveduras estudadas.

 

4 – CONCLUSÕES

O aminoácido encontrado em maior quantidade na cv. Cabernet Sauvignon, foi a prolina, seguido da arginina, alanina e fenilalanina.

O teor de prolina permaneceu elevado durante todo o processo fermentativo, indicando pouca preferência por parte das leveduras.

A cv. Cabernet Sauvignon apresentou elevados teores de aminoácidos que não são facilmente utilizados pelas leveduras.

A maior excreção de uréia coincidiu com o consumo máximo de arginina pelas leveduras.

Os aminoácidos arginina, alanina, treonina, serina, aspartato e isoleucina, podem ser considerados melhores fontes de nitrogênio para as leveduras do que a prolina.

 

5 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1]  ALMY, J., OUGH, C. S. Urea analysis for wines. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 37, n. 4, p. 968-970, 1989.        [ Links ]

[2]  AMERINE, M. A., JOSLYN, M. A. Table Wines, Califórnia, 1951. 997p. p. 250-255.        [ Links ]

[3]  BELL, A. A., OUGH, C. S., KLIEWER, W. M. Effects on must and wine composition, rates of fermentation, and wine quality of nitrogen fertilization of Vitis vinifera var. Thompson Seedles grapevine. American Journal of Enology and Viticulture, California, v. 30, p. 124-129, 1979.        [ Links ]

[4]  CASTOR, J. G. B. The free aminoacids of musts and wines. II -Rate of amino acids during alcoholic fermentation. Food Research, v. 18, p. 146-150, 1953.        [ Links ]

[5]  BISSON, L. F. Influence of nitrogen, yeast and fermentation of grapes, In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON NITROGEN IN GRAPES AND WINE, 1991, Washington. Anais... Washington: The American Society for Enology and Viticulture, 1991, 323p., p. 78-89.        [ Links ]

[6]  DAUDT, C. E., BOEIRA, L. S., PEREIRA, C. N. Influência da adubação nitrogenada e de linhagens de leveduras nos teores de vinhos de Vitis vinifera cv. Cabernet Sauvignon. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 15, n. 2, p. 166-169, jul./dez. 1995.        [ Links ]

[7]  INGLEDEW, W. M., MAGNUS, C. A, PATTERSON, J. R. Yeast, foods and ethyl carbamate formation in wines. American Journal of Enology and Viticulture, California, v. 38, p. 332-335, 1987        [ Links ]

[8]  KLIEWER, W. M. Methods for determining the nitrogen status of vineyard, In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON NITROGEN IN GRAPES AND WINE, 1991, Washington. Anais... Washington: The American Society for Enology and Viticulture, 1991, 323p. p. 133-147.        [ Links ]

[9]  KLUBA, R.M., MATTICK, L. R., HACKLER, L. R. Changes in concentration of free and total amino acids of several native American grape cultivars during fermentation. American Journal of Enology and Viticulture, California, v. 29, n. 3, p. 181-186, 1978.        [ Links ]

[10]  LEHTONEN,P. Degradation of organic nitrogen compounds. Yeast, v. 2, p. 1-34,1986.        [ Links ]

[11]  MIELE, A., RIZZON, L. A., ZANOTTO, D. L. Free amino acids in brazilian grape juices, Reviste di Viticoltura e di Enologia, n. 4, p. 15-21, 1990.        [ Links ]

[12]  MIRVISH, S. S. The Carcinogenic action and metabolism of urethan and N-hydroxyurethan. Advance Cancer Research. n. 11, p. 1-42,1968.        [ Links ]

[13]  MONTEIRO, F. F., THOUSDALE, E. K., BISSON, L. F. Ethyl carbamate formation in wine. Use of radioactively labeled precursors to demonstrate the involvement of urea. American Journal of Enolgy and Viticulture, California, v. 40, n. 1, p. 01-08, 1989.        [ Links ]

[14]  MONTEIRO, F. F., BISSON, L. F. Biological assay of nitrogen content of grape juice and prediction of sluggish fermentation. American Journal of Enology and Viticulture, California, v. 42, n. 1, p. 47-57, 1991b.        [ Links ]

[15]  OUGH, C. S. Proline content of grapes and wines, Vitis, v. 7, p. 321-331, 1968.        [ Links ]

[16]  OUGH, C. S., STASHAK, R. M. Further studies on proline concentration in grapes and wines. American Journal of Enology and Viticulture, California, v. 25, n. 1, p. 7-12, 1974.        [ Links ]

[17]  OUGH, C. S., CROWELL, E. A, MOONEY, L. A Formation of ethyl carbamate precursors during grape juice (Chardonnay) fermentation. I Addition of amino acids, urea and ammonia: effects of fortification on intracellular and extracellular precursors. American Journal of Enology and Viticulture, California, v. 39, n. 3, p. 243-249, 1988.        [ Links ]

[18]  OUGH, C. S., HUANG, Z., AN, D. et al. Amino acid uptake by four commercial yeast at two different temperatures of growth and fermentation: effects on urea excretion and reabsorption. American Journal of Enology and Viticulture, California, v. 42, n. 1, p. 26-40, 1991.        [ Links ]

[19]  PEREIRA, C. N., DAUDT, C. E. Uréia: sua determinação e presença em vinhos brasileiros, Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, v. 15, n. 1, p. 101-103, 1995.        [ Links ]

[20]  RAPP, A., VERSINI, G. Influence of nitrogen compounds in grapes on aroma compounds of wines. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON NITROGEN IN GRAPES AND WINE, 1991, Washington. Anais... Washington: The American Society for Enology and Vititcultures, 1991. 323p. p. 156-164.        [ Links ]

[21]  SANDERS, E. M., OUGH, C. S. Determination of free amino acids in wine by HPLC. American Journal of Enology and Viticulture, California, v. 36, n. 1, p. 43-46, 1985.        [ Links ]

 

6 – AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao CNPq e a Almandén Vinhos Finos (Seagram’s) pelo parcial financiamento deste trabalho.

 

 

1 Recebido para publicação em 17/11/98. Aceito para publicação em 07/05/99.

2 Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal de Santa Maria, RS.

3 CBSP Centro Brasileiro de Seqüenciamento de Proteínas.

* A quem a correspondência deve ser enviada.

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