Advanced studies of yeast metabolism under winemaking conditions. Paving the way for a predictive model

Abstract

En esta tesis doctoral se presenta una nueva metodología para el estudio de la fisiología y del metabolismo de Saccharomyces cerevisiae durante la fermentación alcohólica que tienen lugar en el proceso de vinificación. Esta estrategia se basa en que a partir de un estudio detallado de la fermentación, ésta se puede dividir en fases que se pueden imitar en cultivo continuo. Por otro lado, se ha desarrollado también un modelo estequiométrico que simula el metabolismo de levadura en condiciones de vinificación. Estas herramientas se han aplicado al estudio de la primera etapa de la fermentación, demostrando como todas las fuentes de nitrógeno se consumen simultáneamente durante este periodo. Esta tesis también ha demostrado la importancia de conocer el contenido en fuentes de nitrógeno del mosto y su composición, así como las necesidades nitrogenadas de la levadura para diseñar protocolos de suplementación de mostos adecuados. Una correcta adición de nitrógeno en cantidad y tiempo sin duda puede incrementar la calidad organoléptica de un vino, reduciendo su acidez volátil, aumentando su untuosidad e incrementando el contenido en alcoholes superiores.

The main objective of this PhD project is to contribute to the development of a quantitative model of Saccharomyces cerevisiae metabolism in winemaking conditions. This model would allow to assess the effect of different environmental variables and of a particular starter yeast strain not only on fermentation kinetics but also on the production of relevant fermentation products (such as ethanol, glycerol, acetic acid, or some volatile compounds). This model would be useful in the improvement and control of the fermentation process, as well as in the definition of a rational use of enological additives and starter cultures, in order to ensure and improve wine quality.