Efectos de los fungicidas de nueva generación sobre el proteoma de levaduras fermentativas y el metaboloma fenólico con influencia en el color de vinos tintos

Abstract

Las uvas destinadas a vinificación pueden contener residuos de fungicidas en el momento de la vendimia como resultado de los tratamientos fitosanitarios que se llevan a cabo habitualmente en el viñedo para contrarrestar ciertas enfermedades fúngicas como el mildeu, el oídio y la botritis. Si bien estos residuos deben estar por debajo de los límites máximos de residuos (LMRs) establecidos en la legislación comunitaria (Reglamento 396/2005), su presencia puede repercutir en la calidad de los vinos obtenidos. Varios estudios científicos han demostrado que la presencia de residuos de fungicidas puede originar cambios en la evolución del proceso fermentativo, así como en los metabolitos generados. Los fungicidas pueden modificar la estructura de las membranas celulares de las levaduras y afectar a su función específica, causando un declive progresivo en la viabilidad de la población y, como consecuencia, la ralentización de la fermentación que, en casos extremos, podría paralizarse (Calhelha et al., 2006). Además, algunos estudios han demostrado que la presencia de residuos de fungicidas en las uvas puede llevar a cambios en el perfil polifenólico y en el color de los vinos obtenidos (Fernández et al., 2001; Oliva et al., 2009). Aunque actualmente se desconocen los mecanismos por los cuales se producen estos cambios, es probable que estén relacionados con cambios en el patrón de expresión genética de la levadura que posteriormente se traducen en cambios en su perfil proteico. Un aumento en el contenido de proteínas de respuesta al estrés, en particular enzimas antioxidantes, así como cambios en la abundancia de otras proteínas relacionadas con el metabolismo de los carbohidratos, la síntesis de proteínas y la degradación de proteínas dañadas ya fue observado por otros autores en presencia de fungicidas (Santos et al., 2009; Gil et al., 2014). Uno de los principales objetivos del presente proyecto es proporcionar un mayor conocimiento sobre la influencia de los fungicidas utilizados en el cultivo de la vid en el producto final, el vino y en el curso del proceso de fermentación. En concreto, se analizará el posible efecto de estas sustancias en las levaduras (microorganismos con un papel esencial durante la fermentación alcohólica del vino) y en la composición fenólica y el color de los vinos obtenidos.

As uvas destinadas á vinificación poden conter residuos de funxicidas no momento da vendima como resultado dos tratamentos fitosanitarios que se efectúan habitualmente no viñedo para contrarrestar determinadas enfermidades fúnxicas como o mildeu, o oídio e a botrite. Aínda que estes residuos deben atoparse por debaixo dos límites máximos de residuos (LMRs) establecidos na lexislación comunitaria (Regulamento 396/2005) a súa presenza pode repercutir na calidade dos viños obtidos. Diversos estudos científicos mostraron que a presenza de residuos de funxicidas pode orixinar cambios na evolución do proceso fermentativo así coma nos metabolitos xerados. Os funxicidas poden modificar a estrutura das membranas celulares dos lévedos e afectar á súa función específica, ocasionando unha caída progresiva na viabilidade da poboación e, como consecuencia, a ralentización da fermentación que, en casos extremos, podería paralizarse (Calhelha et al., 2006). Ademais, algúns estudos puxeron de manifesto que a presenza de residuos de funxicidas nas uvas pode dar lugar a modificacións no perfil polifenólico e na cor dos viños obtidos (Fernández et al., 2001; Oliva et al., 2009). Aínda que actualmente se descoñecen os mecanismos polos que estas modificacións teñen lugar, é probable que estean relacionados con cambios no patrón de expresión xenética dos lévedos que posteriormente se traducen en cambios no seu perfil proteico. Un incremento do contido de proteínas de resposta ao estrés, en concreto, de enzimas antioxidantes, así como modificacións na abundancia de outras proteínas relacionadas co metabolismo de carbohidratos, a síntese proteica e a degradación de proteínas danadas xa foi observado por outros autores en presencia de funxicidas (Santos et al., 2009; Gil et al., 2014). Un dos principais obxectivos do presente proxecto é proporcionar un maior coñecemento sobre a influencia que teñen os funxicidas empregados no cultivo da vide sobre o produto final, o viño, e sobre o transcurso do proceso fermentativo. Concretamente, analizarase o posible efecto destas substancias sobre os lévedos (microorganismos cun papel imprescindible durante a fermentación alcohólica do viño) e sobre a composición fenólica e a cor dos viños obtidos.

Winemaking grapes may contain residues of fungicides at the time of harvest as a result of phytosanitary treatments that are usually carried out in the vineyard to combat fungal diseases such as mildew, powdery mildew and botrytis. Although these residues must be under the maximum residue levels (MRLs) established by Community legislation (Regulation 396/2005), their presence may have an impact on the quality of the obtained wines. Several scientific studies have shown that the presence of fungicide residues can cause changes in the evolution of the fermentation process, as well as in the metabolites generated. Fungicides can modify the structure of yeast cell membranes and affect their specific function, causing a progressive decline in the viability of the population and, as a consequence, the slowing down of fermentation which, in extreme cases, could stop (Calhelha et al., 2006). In addition, some studies have shown that the presence of fungicide residues in grapes can lead to changes in the polyphenolic profile and the color of the obtained wines (Fernández et al., 2001; Oliva et al., 2009). Although the mechanisms by which these changes occur are currently unknown, it is likely that they are related to changes in the gene expression pattern of the yeast that later result in changes in their protein profile. An increase in the content of proteins of stress response, in particular antioxidant enzymes, as well as changes in the abundance of other proteins related to carbohydrate metabolism, protein synthesis and degradation of damaged proteins has already been observed by other authors in the presence of fungicides (Santos et al., 2009; Gil et al., 2014). One of the main objectives of the present project is to provide a greater knowledge about the influence of the fungicides used in vineyards in the final product, the wine, and in the course of the fermentation process. In particular, the possible effect of these substances on yeasts (microorganisms with an essential role during the wine's alcoholic fermentation) and on the phenolic composition and the color of the obtained wines will be analyzed.