Síntesis de aminas biógenas en vinos

Vanesa  Macías  Caño                                                                                          Áurea  Simón  Soro  

Biotecnología  Enológica  2010-­‐2011  

ü  son bases orgánicas de bajo peso molecular

ü  tienen al menos un grupo amino en su estructura y carácter básico conferido por este grupo amino.

ü  Pueden estar presentes de forma natural en alimentos fermentados o pueden ser formadas por microorganismos como consecuencia de la descarboxilación de los aminoácidos presentes en esos alimentos.

ü  Tienen  efectos  toxicológicos  [        ]                                        pueden  producir  efectos  fisiológicos  indeseables  en  el  consumidor  

ü   Producción  asociada  con  mecanismo  de  protección  de  µo  frente  a  ambiente  ácido.  

ü   Producida  por  BAL  (lactobacilos  heterofermentaBvos)  durante  fermentación  de  alimentos  y  bebidas.  

La  mayoría  de  las  intoxicaciones  alimentarias  se  relacionan  fundamentalmente  con  la  histamina  y  (ramina  

Histamina Amina heterocíclica, es una molécula hidrófila

compuesta de un anillo imidazol y un grupo amino unidos por dos grupos metileno

(pos  

• Regulación  de  la  secreción  de  ácido  en  el  estómago  • Neurotransmisor  del  SNC  • Mediador  de  fenómenos  alérgicos  

endógena  

Alimentos  ricos  en  histamina  • Atún,  caballa,  boquerón,  sardina,  huevos,  quesos,  frutos  secos,  anchoas,  espinacas,  tomate  y  VINO  

exógena  

Tiramina

Monoamina  aromáBca,  se  trata  de  una  molécula  con  un  grupo  benceno  que  posee  un  radical  nitrogenado  (-­‐NH2)  y  un  grupo  (-­‐OH)  en  posición  4  

•  Produce  la  liberación  de  noradrenalina,  que  esBmula  la  producción  de  histamina  y  de  prostaglandinas,  mediadores  inflamatorios  de  muchos  procesos  

•  La  mayoría  de  los  individuos  pueden  ingerir  importantes  canBdades  de  Bramina  y  no  sufrir  efectos  adversos  (destoxificada  en  el  tracto  gastrointesBnal  por  la  enzima  MAO)  

Feniletilamina  

"  Monoamina aromática, que a diferencia de la tiramina no posee un grupo (-OH) "  En alimentos fermentados, aunque normalmente en cantidades inferiores a la tiramina

"  Estimula la liberación de otro neuroquímico llamado dopamina, que libera la oxitocina, (hormona involucrada en la lactancia y en el parto)

Otras aminas biógenas  

amina  alifáBca,  presenta  un  carbono  más  en  su  cadena  hidrogenocarbonada      

"  amina  alifáBca  que  sirve  de  intermediario  para  la  formación  de  putrescina  

"  amina  que  al  igual  que  la  Bramina  y  la  fenileBlamina  posee  un  anillo  aromáBco.    

Por metabolismo en animales, plantas y microorganismos, producida por enzimas que efectúan la descarboxilación de aminoácidos o bien por hidrólisis de sustancias nitrogenadas

Por putrefacción, puede usarse como indicador de alteración

O.  oeni   L.  hilgardii  

ü  Variedad  de  la  cepa  ü  Temperatura  ü  Duración  de  la  fermentación  alcohólica  ü  Presencia  de  pulpa  y  hollejos  ü  Composición  del  suelo  ü  Fermentación  malolácBca  ü  CanBdad  de  SO2  

Algunas aminas son constituyentes normales de Putrescina y espermidina más abundantes en uva. Histamina, tiramina y putrescina más abundantes en vinos).

Ø Si los vinos se mantienen en contacto con las lias de levadura (cavas), BAL encuentran + pépt idos y aa l ibres que hidrol izan y descarboxilan.

Ø La capacidad descarboxilante de bacterias es altamente variable de acuerdo con la cepa.

Especies  de  bacterias  lác(cas  que  sinte(zan  aminas  biógenas  en  vino  

•  Histamina  (dependiente  de  cepa)  L.  mesenteroides  (6%)  a  O.  oeni  (78%)  •  Tiramina*    L.  brevis  (100%)    *Todas  las  cepas  productoras  de  Bramina  son  capaces  de  sinteBzar    fenileBlamina  

•  Putrescina    L.  buchneri,  L.  hilgardii,  O.  oeni,  L.  brevis  

En  bajas  concentraciones  esenciales  para  funciones  fisiológicas  como:  

ü   regulación  de  Tª  corporal  ü   volumen  estómago  ü   pH  estómago  ü   acBvidad  cerebral.  

El  consumo  de  alimentos  que  conBenen  elevada  concentración  de  AB  puede  causar  efectos  adversos  como:  

ü   dolor  de  cabeza  ü   hipo-­‐,  hipertensión  ü   nauseas  ü   palpitaciones  cardiacas  ü   intoxicación  ü   algunos  casos  de  hemorragia  intracerebral  o  incluso  la  muerte  

VALORES*  ü Umbral  toxicológico    5-­‐8  mg    ü Intoxicación    8-­‐40  mg    *En  histamina  

En  placa  

HPLC  

Métodos  inmunológicos  (ELISA)  Métodos  enzimá(cos  

ü  Método en placa: Medio Joosten y Northold adicionado con aa precursores: tirosina, histidina y triptófano [2%] (p/v) pH 5-5.25

ü  Métodos enzimáticos ü  Inmunológicos: Elisa (enzimainmunoensayo)

ü Rápido y sencillo ü Cualitativo o semicuantitativo ü Buena correlación con método cromatográfico

ü  Cromatografía de líquidos de alta resolución HPLC ü Necesita del equipo y personal cualificado ü Cuantitativo ü Métodos oficiales y/o validados

ü Método en placa: Medio Joosten y Northold adicionado con aa precursores: tirosina, histidina y triptófano [2%] (p/v) pH 5-5.25

ü Métodos enzimáticos ü  Inmunológicos: Elisa (enzimainmunoensayo)

ü Rápido y sencillo ü Cualitativo o semicuantitativo ü Buena correlación con método cromatográfico

ü Cromatografía de líquidos de alta resolución HPLC ü Necesita del equipo y personal cualificado ü Cuantitativo ü Métodos oficiales y/o validados

ü Método en placa: Medio Joosten y Northold adicionado con aa precursores: tirosina, histidina y triptófano [2%] (p/v) pH 5-5.25

ü Métodos enzimáticos ü  Inmunológicos: Elisa (enzimainmunoensayo)

ü Rápido y sencillo ü Cualitativo o semicuantitativo ü Buena correlación con método cromatográfico

ü Cromatografía de líquidos de alta resolución HPLC ü Necesita del equipo y personal cualificado ü Cuantitativo ü Métodos oficiales y/o validados

ü Método en placa: Medio Joosten y Northold adicionado con aa precursores: tirosina, histidina y triptófano [2%] (p/v) pH 5-5.25

ü Métodos enzimáticos ü  Inmunológicos: Elisa (enzimainmunoensayo)

ü Rápido y sencillo ü Cualitativo o semicuantitativo ü Buena correlación con método cromatográfico

ü Cromatografía de líquidos de alta resolución HPLC ü Necesita del equipo y personal cualificado ü Cuantitativo ü Métodos oficiales y/o validados

PCR con cebadores específicos para genes de enzimas descarboxilación hdc, tdc, odc

(histidina, tirosina y ornitina descarboxilasa, respectivamente)

Influencia  organolép(ca  de  las  aminas  biógenas  

Vinos blancos

10 - 20 mg/L

Sabor desagradable 10 -15 mg/L

Vinos tintos Redondean sabor

>30 mg/L Sabor defectuoso, maloliente, pútrido

En putrescina

Para  actuar  contra  su  formación  •  Evitar los inóculos de levaduras para facilitar la fermentación maloláctica,

ya que podrían estar contaminados con bacterias que favoreciesen su aparición

•  Efectuar la fermentación maloláctica con la especie de bacteria láctica

Leuconostoc oenos; sólo así se asegura su ausencia.

•  Sulfitar directamente tras la fermentación maloláctica, impidiendo así la actividad bacteriana.

•  La crianza en toneles presenta un cierto riesgo a este respecto.

•  Mantener unas condiciones higiénicas impecables en la bodega para excluir microorganismos indeseables.

Conclusiones  ü  Los factores tecnológicos y las condiciones de fermentación:

glucosa, etanol, ácidos orgánicos, SO2, temperatura, cambios de pH, exceso de oxígeno, contenido de cloruro de sodio, y la fermentación maloláctica, son factores importantes que afectan a la cantidad de aminas biógenas.

ü  Hay dos razones para la determinación de aminas en los vinos:

(1) su potencial de toxicidad, y (2) la posibilidad de usarlos como marcadores de calidad de los alimentos.

ü  La determinación analítica de las aminas biógenas causa

algunos problemas debido a la complejidad de la matriz que será analizada.

Conclusiones  ü  Tener precaución cuando se compara los resultados

y las conclusiones obtenidas. ü  Es necesario la normalización de métodos y

establecer un método oficial para el análisis de aminas biógenas y los genes implicados en su síntesis.

ü  Es muy difícil, incluso imposible, obtener vinos

sin aminas biógenas, lo que es posible es producir vinos con bajos niveles de aminas biógenas.

1.  Lonvaud-Funel A. (2001) Biogenic amines in wines: role of lactic acid bacteria. FEMS Microbiology Letters 199 9^13

2.  Ferrer S, Pardo I. (2005) Prevención de la aparición de aminas biógenas en vinos. vACE Revista de Enología 54: 1697-4123

3.  Polo MC, Muñoz R, Moreno-Arribas MV. (2005) Origen de las aminas biógenas del vino y métodos de cuantificación. ACE Revista de Enología 56:1697-4123

4.  Palacios A, et al. (2005) Influencia organoléptica de las aminas biógenas producidas durante la fermentación maloláctica del vino. ACE Revista de Enología 54:1697-4123

5.  Gardini F et al. (2005) Factors influencing biogenic amine production by a strain of Oenococcus oeni in a model system Food Control 16:609–616

6.  Landete JM. (2005) Estudio y caracterización molecular de la producción de aminas biógenas por parte de bacterias lácticas de origen enológico. Tesis doctoral. Facultad de Ciencias biológicas. Universidad de Valencia.

7.  Moreno-Arribas MV. Control de la formación de aminas biógenas durante la elaboración y crianza del vino ACE Revista de Enología

8.  Polo L, Pardo I, Landete JM, Ferrer S (2008) ¿Cómo se identifican las bacterias lácticas responsables de la producción de aminas biógenas en vinos? ACE Revista de Enología 96:1697-­‐4123