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Departament de Bioquímica i Biotecnologia, Unitat d´Enologia del Centre de Referència en Tecnologia d´Aliments, Facultats de Química i Enologia, Campus Sescelades, Universitat Rovira i Virgili, 43007 Tarragona. e-mail: mariaisabel.araque@estudiants.urv.es
El carbamato de etilo (CE) es un compuesto carcinógeno que se ha podido detectar ocasionalmente en un gran número de alimentos fermentados incluyendo el vino, aunque en pequeñas concentraciones. En el vino se encuentran diversos compuestos carbamílicos, como urea, citrulina y fosfato de carbamilo, que potencialmente podrían reaccionar con el etanol, originando el CE. La citrulina y el fosfato de carbamilo pueden aparecer como productos de degradación de la arginina por las bacterias lácticas (BL).
Este estudio se ha realizado en diversas especies de BL, diferentes de Oenococcus oeni, principal bacteria implicada en el desarrollo de la fermentación maloláctica (FML). Se ha trabajado con cepas de Lactobacillus, Pediococcus y Leuconostoc, que podrían estar implicadas en las primeras etapas de la fermentación alcohólica, o bien estar involucradas directamente en el desarrollo de la FML en según que condiciones de vinificación.
Las BL degradan la arginina por la vía de la arginina deiminasa (ADI), compuesta de 4 enzimas codificadas por un operón: ADI (arcA), ornitina transcarbamilasa (OTC, arcB), carbamato quinasa (CK, arcC) y proteína transportadora de arginina (arcD). Para identificar estos genes en diferentes especies implicadas en vinificación, se han diseñado cebadores degenerados a partir de alineamientos de las secuencias proteicas conocidas en otras bacterias lácticas. La detección de arcA, arcB y arcC se hizo en 20 cepas de diferentes BL, entre las que habian cepas degradadoras y no degradadoras de arginina. Los fragmentos amplificados obtenidos (266, 181 y 343 pb, respectivamente) se han secuenciado y comparado con las secuencias publicadas de estos genes de BL relacionadas, confirmándose su homología, que oscila del 75 al 90%. Con ello, estos genes se han detectado en todas las cepas degradadoras de arginina, o sea, en La. hilgardii, La. brevis, La. buchnerii y P. pentosaceus, por lo que se concluye que estas especies degradan la arginina por la vía ADI y por ello es preciso minimizar su presencia en las vinificaciones para evitar la formación de precursores de CE.
También se ha estudiado la influencia del pH, etanol, glucosa y arginina sobre la cinética de degradacion de arginina por células en reposo metabólico de cepas de La. hilgardii, La. brevis, La. buchnerii, P. pentosaceus, P. parvulus y Le. mesenteroides. Se han cuantificado la arginina y sus productos citrulina y ornitina por HPLC, y el amonio enzimáticamente. Se ha observado una mayor producción de citrulina (precursor de CE) a mayor concentración de arginina o de etanol y a pH más alto. Por otro lado, la presencia de glucosa inhibe la degradación de arginina y con ello la aparición de citrulina.