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Técnicas de extracción verdes emergentes y su combinación para la recuperación de polisacáridos de hollejos y orujos de uva de la industria vitivinícola. Aplicación enológica

Técnicas de extracción verdes emergentes y su combinación para la recuperación de polisacáridos de hollejos y orujos de uva de la industria vitivinícola. Aplicación enológica

Técnicas de extracción verdes emergentes y su combinación para la recuperación de polisacáridos de hollejos y orujos de uva de la industria vitivinícola. Aplicación enológica

Título
Técnicas de extracción verdes emergentes y su combinación para la recuperación de polisacáridos de hollejos y orujos de uva de la industria vitivinícola. Aplicación enológica (GREEN-PSEXTRACT PID2021-123361OR)

Tipo de financiación y coordinación
Este proyecto se encuadra en la Convocatoria 2021 de "Proyectos de Generación de Conocimiento" en el marco del Programa Estatal para Impulsar la Investigación Científico-Técnica y su Transferencia, del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2021-2023. 

Presupuesto
     PID2021-123361OR-C21 ITACyL: 107.690,00 €
     PID2021-123361OR-C22 Universidad de la Rioja-ICVV: 135.520,00 €

Período
Septiembre 2022 . Agosto 2026

Objetivos
El objetivo del proyecto es la extracción de compuestos bioactivos, como los polisacáridos, del orujo tinto y de hollejos blancos varietales mediante tecnologías de extracción verdes emergentes para valorizar enológicamente los polisacáridos recuperados. El proceso de extracción de los polisacáridos del orujo tinto y de los hollejos blancos puede verse favorecido por el empleo de técnicas viables y ambientales como los líquidos presurizados, altas presiones, fluidos supercríticos, ultrasonidos de alta potencia, pulsos eléctricos de alto voltaje, y enzimas, y la combinación de ellas con la extracción asistida por enzimas. Además, se estudiará su aplicación enológica para mejorar la calidad de los vinos.

Para ello, se plantean los siguientes objetivos parciales:
Objetivo 1: Efecto de los hollejos/orujos de uva blanca y tinta obtenidos de diferentes variedades de uva de Castilla y León y La Rioja sobre el contenido en polisacáridos.
Objetivo 2. Optimizar y seleccionar técnicas de extracción emergentes verdes y su combinación para la recuperación de polisacáridos de hollejos y orujos de uva.
Objetivo 3: Caracterizar los extractos de polisacáridos en las condiciones y técnicas seleccionadas.
Objetivo 4: Aplicación enológica de los extractos de polisacáridos obtenidos en vinos blancos y tintos.

Impacto potencial
El impacto científico-técnico de los resultados del proyecto será la experiencia que se conseguirá en el uso de estas innovaciones tecnológicas verdes de extracción y que podrían ser utilizadas para a) seleccionar las técnicas más óptimas por el mayor rendimiento y pureza de los polisacáridos obtenidos del orujo y del hollejo, b) disminuir el tiempo de extracción, c) conocer la composición química y estructural de los polisacáridos extraídos con las técnicas seleccionadas, d) sustituir los productos comerciales de aditivos de levaduras, bentonita y proteínas de origen animal usados en el afinado final y clarificación de los vinos por los extractos de polisacáridos recuperados por las técnicas seleccionadas.

Resultados obtenidos hasta el momento 
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Inicialmente, se realizó la caracterización química de extractos de polisacáridos obtenidos a partir de subproductos de hollejos de diferentes variedades de uva blanca y tinta de Castilla y León. Se ha observado que la variedad de uva parece influir en la composición química de los extractos obtenidos de cada subproducto de los hollejos, principalmente en los tipos y concentraciones de polisacáridos. La variedad Verdejo fue la seleccionada, ya que proporcionó extractos con mayor pureza y rendimiento, y es la de mayor producción en esta región. El rendimiento de los extractos de hollejos también dependió de la variedad de uva, con valores que oscilaron entre el 5,54% y el 15,9%.

Para mejorar estos rendimientos, se han estudiado diferentes técnicas de extracción emergentes verdes térmicas (extracción acelerada con disolventes y técnica de microondas) y no térmicas (altas presiones hidrostáticas y ultrasonidos con sonda), comparándose con técnicas convencionales (tratamiento con calor, agitación, maceración). Todas las técnicas han permitido la recuperación de polisacáridos a partir de hollejos blancos como subproductos. La temperatura y la técnica empleada influyeron en la composición y tipo de polisacáridos obtenidos, el rendimiento y pureza en los extractos. Las técnicas de microondas (MAE) y tratamiento con calor fueron seleccionadas por ser las que proporcionaron mayores rendimientos de extractos y pureza en polisacáridos. Además, la técnica de MAE fue la más eficiente energéticamente y con un menor tiempo de procesado.

Las técnicas seleccionadas se aplicaron en orujos de uva tinta procedentes de la vinificación en tinto y han permitido obtener también extractos ricos en polisacáridos, pero de diferente naturaleza que los obtenidos a partir de los hollejos de uva blanca.

Se seleccionaron cuatro tipos de extractos de polisacáridos y se utilizaron en distintas dosis para estudiar su efecto en el proceso de afinado y en el proceso de clarificación de diferentes vinos blancos y tintos durante dos vendimias y se compararon con el vino control y con vinos tratados con diferentes productos comerciales utilizados en enología.

En el proceso de afinado, los extractos ricos en polisacáridos obtenidos de subproductos (hollejos y orujos) mejoraron la complejidad aromática y evitaron la pérdida de compuestos volátiles asociados con notas frutales y florales en vinos blancos, y mejoraron la percepción gustativa reduciendo la acidez y el amargor. En el caso de vinos tintos, estos extractos permitieron modular la fracción fenólica del vino, principalmente en vinos con una mayor carga fenólica inicial, mejorando atributos sensoriales como el amargor, la astringencia y la acidez. 

En el proceso de clarificación, los extractos ricos en polisacáridos no consiguieron la total estabilidad proteica de los vinos blancos, pero sí lograron menores pérdidas de compuestos relacionados con los aromas frutales y florales del vino comparado con la utilización de bentonita.

Por tanto, este proyecto ha demostrado que la utilización de diferentes técnicas de extracción verdes emergentes permite revalorizar hollejos de uva como subproductos de la vinificación mediante la extracción de polisacáridos de forma más eficaz que los métodos convencionales y obtener extractos de distinta naturaleza. Además, estos extractos pueden considerarse una herramienta enológica con capacidad para mejorar determinadas características de calidad de los vinos, especialmente a nivel sensorial y aromático

Actividades de difusión

Artículos científicos 

Participación en Congresos

  • Curiel-Fernández, M.; Ayestarán, B.; Guadalupe, Z.; Pérez-Magariño, S. Polysaccharide content of extracts obtained from unfermented skins from red varieties (oral communication). 44th World Congress of Vine and Wine "Vitiviniculture and Information Technologies". Book of abstract. Páginas, inicial: 203 - final: 204.  Fecha: 2023. ISBN: 978-2-85038-083-9. Lugar de publicación: Cádiz (España).
  • Curiel-Fernández, M.; Cano-Mozo, E.; Bueno-Herrera, M.; Ayestarán, B.; Guadalupe, Z.; Pérez-Magariño, S. Effect of polysaccharide extracts obtained from winery by-products on the volatile composition of a Tempranillo red wine. 44th World Congress of Vine and Wine "Vitiviniculture and Information Technologies". Book of abstract. Páginas, inicial: 631- final: 633.    Fecha: 2023. ISBN: 978-2-85038-083-9. Lugar de publicación: Cádiz (España).
  • Pérez-Magariño, S.; Cano-Mozo, E.; Bueno-Herrera, M.; Ayestarán, B.; Guadalupe, Z. Influence of Polysaccharide Extracts from Wine By-Products on the Volatile Composition of Sparkling White Wines. IVES Conference Series, ICGWS 2023. II International Congress on Grapevine and Wine Sciences. Lugar celebración: Logroño (España). Fecha: Noviembre 2023. 
  • Curiel-Fernández, M.; Guadalupe, Z.; Ayestarán, B.; Pérez-Magariño, S. Polysaccharide families of lyophilized extracts obtained from unfermented varietal grape pomaces. IVES Conference Series, ICGWS 2023. II International Congress on Grapevine and Wine Sciences. Lugar celebración: Logroño (España). Fecha: Noviembre 2023. 
  • Curiel-Fernández, M.; Guadalupe, Z.; Ayestarán, B.; Pérez-Magariño, S. Preliminary study of the influence of ripening on the polysaccharide content of different red grape varieties. IVES Conference Series, ICGWS 2023. II International Congress on Grapevine and Wine Sciences- Lugar celebración: Logroño (España). Fecha: Noviembre 2023.
  • Curiel-Fernández, M.; Ayestarán, B.; Guadalupe, Z.; Pérez-Magariño, S. Aplicación de la extracción acelerada con disolventes para obtener polisacáridos de uva. XVI Congreso Nacional de Investigación Enológica (GIENOL 2024). Lugar celebración: Zaragoza (España). Fecha: mayo 2024.
  • Curiel-Fernández, M.; Ayestarán, B.; Guadalupe, Z.; Pérez-Magariño, S. ¿Puede la tecnología de microondas ayudar a la extracción de polisacáridos?. XVI Congreso Nacional de Investigación Enológica (GIENOL 2024). Lugar celebración: Zaragoza (España). Fecha: mayo 2024.
  • Curiel-Fernández, M.; Ayestarán, B.; Guadalupe, Z.; Pérez-Magariño, S. (2024). Effect of heat on the extraction of polysaccharides from white grape pomace. 45th World Congress of Vine and Wine. Book of abstract, nº 2024-448. Fecha: octubre 2024. Lugar celebración: Dijon (Francia).(Descarga)
  • Curiel-Fernández, M.; Ayestarán, B.; Guadalupe, Z.; Pérez-Magariño, S. (2024). Polysaccharide extraction from wine by-products: grape pomace and marc. 45th World Congress of Vine and Wine. Book of abstract, nº 2024-447. Fecha: octubre 2024. Lugar celebración: Dijon (Francia).(Descarga)
  • Garaigordobil, E.; Landín Ross-Magahy, M.; Feng, Z.; Martínez-Lapuente, L.; Guadalupe, Z.; Pérez-Magariño, S.; Jurado, R.; Ayestarán, B. (2024). Degradación de la pared celular del orujo de Tempranillo y pomace de Viura aplicando enzimas comerciales con diferentes actividades. 45th World Congress of Vine and Wine. Book of abstract, nº 2024-453. Fecha: octubre 2024. Lugar celebración: Dijon (Francia). (Descarga)
  • Curiel-Fernández, M.; Brandão, E.; Soares, S.; Pérez-Magariño, S. (2025). Interacción de polisacáridos purificados de hollejos de uva extraídos por microondas con proteínas salivales y polifenoles del vino en modelo oral (Comunicación oral). XI Jornadas de Investigadoras de Castilla y León. La aventura de la Ciencia y la Tecnología. Libro de resúmenes, pág. 81. ISBN: 979-13-87585-17-4. Fecha: abril 2025. Lugar celebración: Burgos (España). (Descarga)
  • Curiel-Fernández, M.; Bueno-Herrera, M.; Cano-Mozo, E.; Guadalupe, Z.; Ayestarán, B.; Pérez-Magariño, S. (2025). Sustainable extraction of polysaccharides from grape by-products using emerging green technologies: a circular economy approach (Comunicación oral). 4th Science & Wine World Congress - Energy, sustainability, and green transition in wine and olive oil production. Abstract book, pág. 43. Fecha: mayo 2025. Lugar celebración: Vila Nova de Gaia (Portugal). (Descarga)
  • Pérez-Magariño, S.; Curiel-Fernández, M.; Guadalupe, Z.; Ayestarán, B. (2026). Efecto de la temperatura en la composición de monosacáridos y polisacáridos extraídos de subproductos vinícolas (Comunicación póster). XVII Congreso Nacional de Investigación Enológica (GIENOL 2026). Fecha: abril 2026. Lugar celebración: Córdoba (España). (Descarga)
  • Pérez-Magariño, S.; Cano-Mozo, E.; Bueno-Herrera, M.; Sampedro-Marigómez, I.; Curiel-Fernández, M.; Guadalupe, Z.; Ayestarán, B. (2026). Efecto de extractos de polisacáridos obtenidos de subproductos vinícolas en la estabilidad proteica de vinos blancos (Comunicación póster). XVII Congreso Nacional de Investigación Enológica (GIENOL 2026). Fecha: abril 2026. Lugar celebración: Córdoba (España). (Descarga)
  • Pérez-Magariño, S.; Curiel-Fernández, M.; Cano-Mozo, E.; Bueno-Herrera, M.; Sampedro-Marigómez, I.; Guadalupe, Z.; Ayestarán, B. (2026). Técnicas de extracción verdes emergentes para la recuperación de polisacáridos de hollejos y orujos de uva de la industria vitivinícola. Aplicación enológica. PID2021-123361OR-C21 (Comunicación oral, modalidad Project Corner). XII Jornadas de Investigadoras de Castilla y León. Fecha: abril 2026. Lugar celebración: León (España). (Descarga)
  • Curiel-Fernández, M.; Guadalupe, Z.; Ayestarán, B.; Pérez-Magariño, S. (2026). Aplicación de técnicas térmicas para la obtención de extractos de polisacáridos a partir de hollejos blancos de uva (Comunicación oral). XII Jornadas de Investigadoras de Castilla y León. Fecha: abril 2026. Lugar celebración: León (España). (Descarga)
  • Pérez-Magariño, S.; Curiel-Fernández, M.; Bueno-Herrera, M.; Cano-Mozo, E.; Sampedro-Marigómez, I.; Guadalupe, Z.; Ayestarán, B. (2026). Obtención de polisacáridos de subproductos vinícolas y aplicación en vinos (Comunicación oral). 38ª Reunión del Grupo de Trabajo de Experimentación en Viticultura y Enología. Fecha: mayo 2026. Lugar celebración: Tomelloso, Ciudad Real (España).  (Descarga)
  • Pérez-Magariño, S.; Sampedro-Marigómez, I.; Guadalupe, Z.; Ayestarán, B. (2026). Polysaccharide influence on anthocyanin and phenolic composition in young red wines (Comunicación póster). 12th International Workshop on Anthocyanins & Betalains (IWA&B 2026). Fecha: julio 2026. Lugar celebración: Salamanca (España).  (Descarga)

Otras actividades de difusión

  • Jornada de presentación y difusión del proyecto ¿Técnicas de extracción verdes emergentes y su combinación para la recuperación de polisacáridos de hollejos y orujos de uva de la industria vitivinícola. Aplicación enológica¿. 28 de noviembre de 2025.
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