El control y medida de la permeabilidad al oxígeno de los envases es uno de los aspectos más importantes a tener en cuenta para mantener la calidad de los productos alimenticios durante el proceso de fabricación, envasado y conservación del mismo. La oxidación de los alimentos está relacionada con la pérdida de propiedades organolépticas y disminución de la durabilidad.

En el caso del sector vitivinícola, la evolución del vino es extremadamente dependiente de la cantidad del oxígeno que recibe el vino. El oxígeno interviene de forma crucial en el proceso enológico, desde la recogida de la uva hasta la apertura y el consumo del propio vino (Zaldivar E et al. 2017). Los procesos en los que interviene el oxígeno han sido estudiados y analizados desde hace años, llegando a la conclusión de que, en mayor o menor intensidad, el oxígeno determina el desarrollo del proceso de la elaboración y define las características sensoriales finales del vino. La gestión del oxígeno y las reacciones de oxidación-reducción son parte de los principales retos que los enólogos deben afrontar durante la producción y el envejecimiento del vino (Laurie y Clark, 2010).

Los procesos por los que el vino puede tener un aporte de oxígeno se dan cuando hay movimientos del vino, filtraciones y embotellado (tabla 1 -Palacios A. et en 2017- y ver también figura 1). Sin embargo, es conocido que una exposición moderada al oxígeno es beneficiosa como estabilizante del color, la reducción de la astringencia y la amargura (Singleton 1987, Castellar et al 1998, Atansova et al. 2002).

Tabla 1. Operaciones de movimiento de vino y su relación con aporte de oxígeno

Figura 1. Aportación de oxígeno a lo largo del proceso de elaboración del vino presentado en AWITC workshop por Olav Aagaard

El embotellado es un proceso complejo y delicado donde intervienen muchos factores que deben controlarse. Además se sabe que la cantidad de oxígeno que se introduce al principio y al final del proceso de embotellado es mayor y describe una curva en forma de U. De acuerdo con el director de calidad de Constellation Brands, el proceso de embotellado debería empezar con un oxígeno disuelto (DO) inferior a 1mg/L, y con un incremento inferior a 0,30mg/L. Al llenado, la concentración de oxígeno en el espacio jefe de la botella (HS) puede ir de 1,5 hasta 2,50mg/L (Nygaard, M. 2010). Ken Fugesang, profesor de enología en la Universidad de California  recomienda unos niveles totales de oxígeno (TPO) dentro  de la botella inferiores a 1,25mg/L en los vinos tintos e inferiores a 0,60mg/L para los vinos rosados (Letaief H. 2016). Investigadores de Wine Quality Solutions recomiendan una TPO de entre 2 a 4mg/L y un oxígeno disuelto del tanque antes del embotellado de aproximadamente 0,50mg/L.

Existen varios datos y recomendaciones sobre el proceso de embotellado, algunos de ellos contradictorios. Este hecho indica que cada vino tiene un bouquet determinado, unas características más oxidantes o más reductivas de acuerdo con su naturaleza y, por tanto, diferente capacidad de aceptar más o menos oxígeno a lo largo de su proceso de producción y embotellado. Paralelamente, medir y controlar la TPO durante el embotellado  es primordial para asegurar la calidad del vino y su vida útil.

Tras el embotellado, la exposición del oxígeno depende de la eficiencia del cierre. La permeabilidad de cada taponamiento se mide como la tasa de transferencia de oxígeno (OTR) u oxígeno que entra en la botella a lo largo del tiempo: ya sea por el propio taponamiento, a partir del intercambio con el ambiente, o por el paso de aire entre el taponamiento y las paredes de la botella (figura 2). Otra medida de referencia es la del oxígeno total del envase (TPO) que corresponde a la suma del oxígeno disuelto en el vino (DO) y el oxígeno del espacio jefe de la botella ( HS). Está documentado que el OTR, la TPO y las condiciones de almacenamiento de vino son parámetros clave para asegurar el correcto estado organoléptico del vino (Godden et al. 2005).

Figura 2. Vías de entrada de oxígeno en la botella durante el envejecimiento del vino. (1) Difusión por los poros del taponamiento. (2). Difusión entre la interfase entre el tapón y la botella. (3). Oxígeno expulsado por el taponamiento, outgassing.( Lopes P. et al (2007) Main Routes of Oxygen Ingress through Different Closures into Wine Bottles)

La permeabilidad al oxígeno de los tapones es un parámetro que debe tenerse en cuenta a la hora de valorar la interacción taponamiento-vino. Actualmente se sabe que un ligero aporte continuo y constante de oxígeno parece ser beneficioso para la maduración del vino tinto, dado que las reacciones oxidativas fenólicas resaltan el color y reducen la astringencia. Sin embargo, en cuanto a la producción y almacenamiento del vino blanco, se cree que cualquier entrada de oxígeno se considera negativa. Hasta hace unos años, los tapones alternativos no podían competir, en cuanto a la permeabilidad al oxígeno, con los tapones de corcho. Varios estudios avalaban el hecho de que el mejor compañero de un buen vino era el tapón de corcho, puesto que los tapones de rosca podían dar compuestos reducidos, dado que permitían poca entrada de oxígeno, y por el contrario los tapones sintéticos, podían dar compuestos oxidantes porque permitían demasiada entrada de oxígeno. El tapón de corcho era el único que tenía un aporte constante y prolongado de oxígeno que favorece la maduración. 

Existen varias metodologías para determinar la permeabilidad al oxígeno de un taponamiento, ya sea a sufrir de la medida del potencial de oxidación-reducción, la medida del oxígeno disuelto por sonda polarográfica y la medida de la composición del gas en el espacio de la cabeza de un frasco mediante cromatografía de gases. El problema de estas técnicas es que son técnicas destructivas. De ahí que los estudios más recientes utilicen técnicas no destructivas como el Mocon, un método colorimétrico basado en el cambio de color de reacción de oxidación-reducción del indego carmin o el NomaSense TM O₂.

En la actualidad no disponer de una metodología contrastada y normalizada  por la medida de OTR hace difícil valorar los valores de OTR por diferentes tapones. Es imprescindible conocer tanto la matriz del vino y su capacidad oxidativa como la OTR del taponamiento.

El ICSURO dispone de la tecnología para medir el OTR, concretamente un Nomasense P300 sensores PSt6 y PSt3 para realizar medidas de oxígeno por oxo-luminiscencia no destructiva y con límite de detección de 0,02hPa y 0,31hPa respectivamente. Las unidades de presión parcial son transformadas fácilmente a mg O2 en función del tiempo.

Maria Verdum
Departamento de I+D+i
Fundación Instituto Catalán del Corcho