• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
El vi, una biocatàlisi d'alta expressió
 

El vi, una biocatàlisi d'alta expressió

on

  • 576 views

Document sobre la Jornada: La Bioquímica en el vi.

Document sobre la Jornada: La Bioquímica en el vi.

Statistics

Views

Total Views
576
Views on SlideShare
521
Embed Views
55

Actions

Likes
0
Downloads
1
Comments
0

1 Embed 55

http://www.enolegs.cat 55

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    El vi, una biocatàlisi d'alta expressió El vi, una biocatàlisi d'alta expressió Presentation Transcript

    • El vi: una biocatàlisi d’alta expressió
    • Sergi Ferrer Laboratori de Microbiologia Enològica
    • Estructura i composició del raïm i la seva contribució al vi Pablo Carbonell Bejerano y José Miguel Martínez Zapater Instituto de Ciencias de la Vid y del Vino (ICVV), CSIC, Universidad de La Rioja, Gobierno de La Rioja
    • La química del color del vi • Fernando Zamora Marín Grup d’Investigació en Tecnologia Enològica (TECNENOL) Departament de Bioquímica i Biotecnologia Facultat d’Enologia de Tarragona. Universitat Rovira i Virgili
    • Metabolisme nitrogenat de Saccharomyces cerevisiae en la fermentació del vi Albert Mas1, Gemma Beltrán1, Marta Sancho1, Alicia Gutiérrez2, Rosana Chiva2, José Manuel Guillamón1,2 1Biotecnologia Enològica, Facultat d’Enologia, Universitat Rovira i Virgili, Tarragona 2Departamento de Biotecnología de los Alimentos Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (CSIC), Burjassot, Valencia.
    • Molt més que alcohol Emilia Matallana y Agustín Aranda Departament de Bioquímica i Biologia Molecular, Universitat de València Departamento de Biotecnología, Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos, CSIC Valencia
    • Bioquímica dels bacteris làctics del vi i la fermentació malolàctica Albert Bordons i Cristina Reguant Grup de Biotecnologia Enològica, Departament de Bioquímica i Biotecnología, Facultat d’Enologia, Universitat Rovira i Virgili, Tarragona
    • El vinagre de vi Ana Troncoso1, Mari Carmen García Parrilla1, María Jesús Torija2 y Albert Mas2 1 Facultad de Farmacia. Universidad de Sevilla 2 Facultat d’Enologia. Universitat Rovira i Virgili
    • La biocatàlisi cíclica
    • Estructura d ‘un raïm madur Font: Modificada a partir de Conde et al.
    • Distribució dels principals composts fenòlics al raïm
    • Composició del raïm • Pellofa: composts fenòlics solubles (flavonoides [antocians, flavanols o catequines, tanins] i no flavoniodes [estilbens]), i aromàtics [terpens, norisoprenoides, metoxipirazines], àcids orgànics, proteïnes, ceres, sucres, cel·lulosa, pectines... • Llavors: flavonoides [antocians, flavanols o catequines, tanins], olis, fosfats... • Polpa: sucres, àcids orgànics, sals, vitamines, aminoàcids i proteïnes, pectines, gomes...
    • Desenvolupament i maduració del raïm. L’esquema indica els processos de divisió i expansió cel·lular implicats així com l'acumulació de les molècules més rellevants
    • Llavors: reproducció?
    • Multiplicació vegetativa
    • Diversitat genètica per a la forma, mida i color de les baies en diferents varietats de ceps
    • Marselan (creuament Cabernet-Sauvignon x Garnatxa)
    • http://www.ars-grin.gov/cgi-bin/npgs/html/splist.pl?12735 V. labrusca V. rotundifolia V. silvestris El gènere Vitis es divideix en dos sub-gèneres amb unes 220 espècies (70 científicament acceptades) V. vinifera United States Department of Agriculture Agricultural Research Service, Beltsville Area Germplasm Resources Information Network (GRIN)
    • Figure 1. Principal components analysis (PCA) of 1030 Vitis samples using 3231 SNPs. Miller AJ, Matasci N, Schwaninger H, Aradhya MK, et al. (2013) Vitis Phylogenomics: Hybridization Intensities from a SNP Array Outperform Genotype Calls. PLoS ONE 8(11): e78680. doi:10.1371/journal.pone.0078680 http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0078680
    • Figure 5. The phylogenetic tree of Vitis based on SNP genotype calls differs from the phylogenetic generated using array hybridization intensities. Miller AJ, Matasci N, Schwaninger H, Aradhya MK, et al. (2013) Vitis Phylogenomics: Hybridization Intensities from a SNP Array Outperform Genotype Calls. PLoS ONE 8(11): e78680. doi:10.1371/journal.pone.0078680 http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0078680
    • La complexitat del procés de desenvolupament i maduració del raïm marca la diversitat i complexitat final dels vins. En aquest procés participa un component genètic o varietal molt important i components ambientals i d'interacció genotip-ambient no menyspreables que contribueixen a la variació entre anyades i zones geogràfiques
    • El color del vi negre
    • Equilibris dels antocians en funció del pH pH ácido pH alcalino
    • Mecanisme de la copigmentació
    • Principals reaccions químiques dels antocians
    • El vi negre conté múltiples pigments que conformen una paleta de colors molt més complexa del que a priori podíem pensar i de fet encara no som capaços de predir el color d'un vi a partir de la seva composició química, i molt menys a l'inrevés
    • ATP Glucosa Glucosa-6-fosfato Fructosa Fructosa-6-fosfato ATP ATP Fructosa-1,6-bisfosfato NAD+ NADH Glicerol-3-fosfato DHAP Gliceraldehído-3-fosfato NAD+ NADH 1,3-bisfosfoglicerato Glicerol ATP 3-fosfoglicerato Etanol NADH NAD+ Acetaldehído NAD+ NADH Acetato Fosfoenolpiruvato ATP Piruvato
    • Glucosa Glucosa-6-fosfato Gliceraldehído-3-fosfato DHAP Glicerol Piruvato Cetoácidos Acetato Acetaldehído Etanol Aminoácidos Ésteres de acetato Acetil-CoA Alcoholes superiores Acil-CoA Sulfato/Sulfito H2S Ácidos grasos Ésteres Ésteres de etilo Acetolactato
    • Investigant la contribució de la biologia molecular del llevat a la bioquímica del vi b) a) c) d) Western blot e)
    • Taxa màxima de creixement (μmax) per a diferents soques comercials en funció de la concentració i la font de nitrogen Font: Gutiérrez et al. , 2012 Els valors s’incrementen amb la concentració de sucre
    • Anàlisis de components principals en funció de la font i concentració de nitrogen i les aromes (soca PDM)
    • Fermentació alcohòlica d'un most amb 280 g /L de sucre inoculat amb la soca ECI 118 en presència de diferents fonts nitrogenades MOC: mescla orgànica complexa
    • Cinètica fermentativa de fermentacions industrials representades tant mitjançant sucres residuals finals (mostos baixos en nitrogen) com en reducció de la densitat del most (mostos alts en nitrogen)
    • Activitat de quatre soques víniques: promotor de la permeasa general d 'aminoàcids GAP l. Podem observar el major nombre de cèl·lules fluorescents, i de més intensitat, quant més petita és la concentració de nitrogen
    • La fermentació malolàctica: conversió de L-màlic a L-làctic i CO2 per l'enzim malolàctic (EML) de cèl·lules de bacteris làctics com Oenococcus oeni.
    • Utilització de citrat pels bacteris làctics del vi com O. oeni. Cite, citrat liasa, PDH, piruvat deshidrogenasa, LDH, lactat deshidrogenasa; AlsS, acetolactat sintasa; AlsD, acetolactat descarboxilasa. La línia discontínua cap diacetil indica una reacció no enzimàtica.
    • ornitina descarboxilasa Ornitina Putrescina + CO2 histidina descarboxilasa Histidina Histamina + CO2 tirosina descarboxilasa Tirosina Lisina Tiramina + CO2 lisina descarboxilasa Cadaverina + CO2 Producció de les principals amines biògenes associades al vi a partir de la descarboxilació d'aminoàcids mitjançant els enzims indicats.
    • Ornitina Arginina arcD Arginina Ornitina ATP Ornitina transcarbamilasa (OTC) Arginina deiminasa (ADI) arcA Carbamato quinasa (CK) Citrulina arcB NH3 + CO2 Carbamil-P arcC + Etanol CARBAMATO DE ETILO Ruta de l'arginina deiminasa dels bacteris làctics, amb la possible acumulació de citrulina i carbamil-fosfat, precursors de la producció de carbamat d'etil mitjançant reacció amb l'etanol. Noms dels gens de la ruta ADI indicats en vermell.
    • SEQÜENCIALITAT en la utilització de substrats del vi per Bacteris Làctics i síntesi d‛Amines Biògenes biomassa sucres aminoàcids amines làtico cítric màlic
    • phosphoketoslase pathway (Heterofermentative) Citrate BACTERIA WINE Fructose Acetate Oxaloacetate L-Malate Mannoprotein L-lactate More efficient malic acid degradation 0.1-0.2 units increase in pH (palate) Buttery, nutty aroma/flavour Phenols (gallic acid & anthocyananins) β(1->3) glucanse protease Peptides Bitterness ? flavour β-glucosidase Sugar + flavour-aglycon Increase in aroma Cell growth Mouthfeel contribution Sucrose, trehalose phenolic glucosides Glycoside (flavour) Colour reduction Sugar-anthocyanin Ethyl lactate glycosidase (anthocyanase) Sugar + anthocyanidin Citrulline, urea Mousy compounds Ethyl carbamate Off-flavour carcinogen Trehalose Pyruvate Monosaccharides D-lactate SO2-acetaldehyde Bruised apple (green, vegetative) Acetate & ethanol & free SO2 pentose phosphate pathway Lactate & acetate Polyols Mouthfeel & body contribution Glucose Fructose Glycerol & erythritol Mannitol Ethylesters esterase ethyl lactate, ethyl acetate, ethyl hexanoate, ethyl octanate Fruity aroma Lipids lipase Volatile fatty acids Oak products Hydrolase ? Adsorption by cells Cell growth Ethanol Glucose Esters synthesis & hydrolysis Polysaccharides Growth & stimulation of MLF Protein Fatty acids & Lipids Diacetyl Pentoses Embden-MeyerhofParnas pathway (Homofermentative) disaccharide Aspartate Pyruvate Hexoses Phenolic acids p-coumaric acid furfural Biogenic amine production 4-ethyl guaiacol histamine & tyramine 4-ethyl phenol Spicy, clove sweaty, bandaid Copper ions Inhibitory to growth Eveline Bartowski, AWRI, 2004
    • Summary of bacterial pathways leading to spoilage aroma and flavor compounds of wine
    • Espècies de bacteris acètics més comuns en vinificacions Acetobacter aceti Acetobacter pasteurianus Acetobacter oeni Acetobacter pomorum Acetobacter entanii Acetobacter orleanensis Gluconobacter oxydans Gluconobacter cerinus Gluconobacter asai Gluconobacter frauterii Gluconoacetobacter hansenni Gluconoacetobacter liquefaciens Gluconoacetobacter xylinus
    • A. aceti Aace Ga. hansenii DSM 5603 Ga. liquefaciens Apast DSM 5602T Goxy Gliqu DSM 3509T A. pasteurianus DSM 298T CECT 360T G. oxydans Ghans
    • Estudi de l'evolució de les poblacions de BA durant una vinificació industrial Recompte en placa FISH/ Baclight™ Gran cantidad de levaduras y materia vegetal que impidió la correcta visualización de las BA % relatiu d’espècies detectades (esbiaix degut al medi de cultiu emprat) Identificació des de colònia mitjançant 16S-ARDRA, seqüenciació i/o PCR específica
    • Mosto Bobal Bobal FFA 600 600 500 S.cer S.cer 500 400 400 300 300 200 G.liq G.oxy A.aceti 100 200 G.liq G.oxy 100 L.plan 0 L.plan 0 Bobal FML 600 G.oxy 500 400 O.oeni 300 200 100 0 G.liq L.plan O.oeni S.cer
    • Evolution of microbial species in wines Variety EAF A. aceti/oeni, A. ghanensis, G. oxydans, A. pasteurianus/pomorum, Ga. liquefaciens, G. oxydans, Ga. hansenii, Macabeo Grape must MLF O. oeni, S. cerevisiae _ K. baliensis, L. mali, O. oeni, S. cerevisiae G. oxydans, L. mali, O. oeni, L. plantarum/pentosus, Tempranillo S. cerevisiae _ O. oeni, P. membranaefaciens, S. cerevisiae, T. delbrueckii Bobal A. aceti/oeni, A. ghanensis, G. oxydans, G. oxydans, A. syzygii, G. oxydans, Ga. liquefaciens, Ga. liquefaciens, Ga. liquefaciens, L. plantarum/pentosus, L. plantarum/pentosus, H. uvarum, L. mali, O. oeni, S. cerevisiae O. oeni, S. cerevisiae L. plantarum/pentosus, O. oeni, P. pentosaceus, S. cerevisiae Red: nanochip Green: isolation + molecular Purple: both
    • Fins ara s'han identificat poc més de 100 compostos químics diferents en l'aroma del vinagre de vi, entre els quals es troben tant compostos carbonílics com èters, acetals, lactones, àcids, alcohols, fenols volàtils i èsters, que participen en major o menor mesura en l'aroma final. Durant el procés d'envelliment en fusta es produeix un increment substancial en la complexitat aromàtica.
    • La biocatàlisi cíclica