El anhídrido sulfuroso es un compuesto químico de azufre y oxígeno. Es el aditivo más ampliamente utilizado en vinificación, y también el más indispensable.Mac Kay, 2011. Zamora, 2005.
Mezclado con el vino en la cantidad adecuada, realiza funciones antioxidantes, antisépticas, desinfectantes y depuradoras del color, lo que convierte a esta molécula en una herramienta prácticamente imprescindible, no sólo en la elaboración de vinos, sino también en otros productos alimenticios. Sin la utilización del anhídrido sulfuroso los vinos que obtendríamos serían muy probablemente peores en color, aroma y con claras desviaciones microbiológicas (España 2021).
Orígenes
El anhídrido sulfuroso es uno de los conservantes tradicionalmente más utilizado en la industria alimentaria, si bien tiene más siglos de limitaciones y prohibiciones que otros. En el se prohíbe su utilización en Colonia (Alemania) por sus efectos perjudiciales sobre los bebedores, ya que este se emplea en la conservación de sidra desde 1664. (Sáez 2012, Universidad de Zaragoza 2013)
Una de las sustancias más importantes para la elaboración de vino, además de la uva, es el anhídrido sulfuroso. Este compuesto ya se utilizaba en la época de los romanos para proteger las plantas de la acción de hongos y arañas, convirtiéndolo en uno de los aditivos alimentarios más antiguos. (Sáez 2012, Universidad de Zaragoza 2013)
Su aplicación en la industria alimentaria
Su uso está limitado en la industria alimentaria, ya que por encima de una cierta dosis de agregado altera las características gustativas del producto. También destruye la tiamina (vitamina B1), que es importante para la nutrición humana, por lo que no es recomendable su uso en alimentos que contengan una cantidad significativa de la misma, como lo es la carne. Su efecto sobre los alimentos es antioxidante, ya que inhibe el oscurecimiento de vegetales y crustáceos que es producido por ciertas enzimas propias de los alimentos. En algunos países se utiliza para conservar el aspecto fresco de vegetales y de carnes, pero esta última práctica se considera fraude ya que el comprador es engañado con la calidad real del producto.
Sin embargo, protege en cierto grado a la vitamina C, por lo cual es utilizado en la conservación de derivados de frutas (jugos); vinagre, sidra, mostos y vinos. (Universidad de Zaragoza, 2013)
Su aplicación en la industria vitivinícola
En la industria vitivinícola, durante el proceso de vinificación, se requiere el control de una serie de parámetros los cuales cumplen una función importante en el proceso de fermentación alcohólica y maloláctica, para asegurar que la actividad microbiológica sea desarrollada efectivamente por la población de microorganismos de interés. Por este motivo es que en la industria vinícola se hace uso del anhídrido sulfuroso como agente antioxidante, antioxidásico y antimicrobiano (Villarroel, 2005)
La utilización de una dosis adecuada de anhídrido sulfuroso en vinos,permite que estos sean menos oxidados, de mejor color y aroma; y con una menor acidez volátil. Por el contrario, la adición de altas concentraciones de este compuesto al vino puede: alterar el aroma y el sabor del mismo; provocar la formación excesiva de sulfuro de hidrógeno y mercaptanos, generando aromas desagradables en el vino; y puede ser nocivo para la salud del consumidor. Es probable que la no utilización de este aditivo en elaboración de vinos produzca peores colores y aromas del mismo, además de alteraciones microbianas afectándolo en su calidad y sensorialmente. (Zamora, 2005)
Riesgos en el ser humano
Cuando el organismo del ser humano ingiere sulfitos presentes en los alimentos, este es transformado en sulfatos por enzimas que se encuentran principalmente en órganos como: riñones, hígado y corazón; los cuales son responsable de la eliminación de sulfitos producidos por el propio organismo durante el metabolismo de los aminoácidos. Un pequeño porcentaje de las personas asmáticas son sensibles a los sulfitos; también existen personas con niveles más elevados de sensibilidad y esto puede provocar reacciones perjudiciales por lo que deben evitar consumir productos que contengan este compuesto. Así mismo pueden ocurrir reacciones cutáneas o diarrea, pero normalmente esto se presenta en personas con jugos gástricos poco ácidos. (Universidad de Zaragoza, 2013)
Así es el caso que la FDA (Food and Drug.Administration) ha determinado como obligatorio, en EE. UU., la mención en las etiquetas de la presencia de sulfito, cuando la dosis supera 10mg/L. (Riberéau-Gayon, 2003). Ante estos efectos nocivos para ciertas personas, se ha planteado la sustitución del mismo por otro conservante; esto es prácticamente imposible en la industria vinícola, aunque si en las demás industrias como es la de los vegetales. (Universidad de Zaragoza, 2013)
En cuanto al consumo general de productos que contienen anhídrido sulfuroso se considera una DDA (Dosis Diaria Aceptable) de 0.7mg/kg/día. (Riberéau-Gayon, 2002)
Los riesgos por exposición de operarios de planta con anhídrido sulfuroso se asocian a irritaciones y obstrucción de vías respiratorias, y dependiendo de la concentración puede provocar: neumonía, inflamación y edema pulmonar además de obstrucción pulmonar. Cuando los valores de sulfuroso son muy altos (mayores a 100ppm), éste puede ser letal. (Universidad de Zaragoza, 2013)
Formas químicas del anhídrido sulfuroso
Cuando se realiza un agregado de anhídrido sulfuroso al mosto o vino se produce una hidratación del mismo que conlleva a la formación de ácido sulfuroso, el cual estará más o menos disociado en función del pH del medio; encontrándose las siguientes especies:
Anhídrido sulfuroso (SO2)
Bisulfito HSO3-
Sulfito SO3=
El anhídrido sulfuroso molecular (SO2): Es el principal responsable de la actividad microbiana. Es 20 veces más efectivo en la inhibición de levaduras y 500 veces más efectivo en la inhibición de bacterias, con respecto al bisulfito. Posee actividad antioxidante. Es el responsable del olor picante del anhídrido sulfuroso el cual es indeseable. (Zamora, 2005)
El bisulfito (HSO3-): Al pH del vino, es la forma predominante. Es el responsable de la inactivación de las polifenol oxidasas. Es indispensable para la activación antioxidásica del dióxido de azufre. (Zamora, 2005)
El sulfito (SO3-2): se encuentra en mínima presencia al pH del vino. Tiene poca influencia en el pH del mismo. Reacciona con el oxígeno y con el peróxido de hidrógeno. Tiene capacidad antioxidante. (Zamora, 2005)
Estados del anhídrido sulfuroso en vinos
El anhídrido sulfuroso en forma de SO2, HSO3ˉ y SO3=. Constituye la fracción libre, por la baja concentración de ion sulfito en el vino, este anhídrido libre es la suma de la concentración de SO2 y HSO3ˉ. Al SO2 en solución se le llama anhídrido sulfuroso molecular y es realmente activo frente a los microorganismos. La otra fracción del anhídrido sulfuroso se presenta en el vino en forma combinada (Anhídrido sulfuroso combinado) la cual está en equilibrio con el SO2 libre y las sustancias capaces de combinarlo (etanal, ácidos cetónicos, azúcares y antocianos).
Anhídrido sulfuroso libre
Se encuentra en dos estados en el vino que dependen directamente del pH y de su acidez, estos son:
-SO2 activo o molecular: que lleva a cabo la acción antiséptica en concentraciones superiores a 0.8mg/l, controlando el desarrollo de casi todas las especies de microorganismos. Esta forma es la que emite olor a azufre penetrante y picante, característico de este compuesto.
-Bisulfito: proporción de anhídrido capaz de formar sales ácidas disociadas, tiene bajo poder antiséptico sobre levaduras y un poder más elevado sobre ciertos géneros de bacterias. (Mac Kay, 2011)
Influencia de la fuerza iónica
Las constantes de disociación con las que se trabaja están afectadas por la fuerza iónica del medio la cual varía las actividades de las distintas especies químicas. El valor de la constante de disociación para el anhídrido sulfuroso en función de la fuerza iónica del medio está dado por la siguiente ecuación:
pK’1 = pK1 – A.√ I/1+B.√ I
Donde pK1 es el valor de la constante para un medio con fuerza iónica igual a cero; I= fuerza iónica, A y B = Actividad de las distintas especies químicas. (Riberèau- Gayon, 1980)
Influencia del contenido alcohólico
Al variar el contenido de alcohol del medio, se tienen distintos valores de la constante pK, A y B. Realizando los cálculos correspondientes se puede demostrar una variación en el contenido de SO2 molecular, lo que marca la importancia del contenido de alcohol frente a este y a su poder antiséptico. (Riberèau- Gayon, 1980)
Influencia de la temperatura
Trabajando a distintas temperaturas, se tienen distintos valores de las constantes pK, A y B. Con estas variaciones se puede ver que con un aumento de 10˚C se produce un aumento de más del doble en el valor de SO2 molecular. (Riberèau- Gayon, 1980)
Anhídrido sulfuroso combinado
Los bisulfitos poseen la propiedad de fijarse a las moléculas que poseen un grupo carbonilo (azúcares, ácidos cetónicos y etanal).
El anhídrido sulfuroso combinado es la combinación del bisulfito con el acetaldehído y con otros compuestos. Si le agregamos al vino SO2 parte de este se combina con otros componentes formando otras combinaciones de constantes de disociación variadas, que van a depender del componente con el cual se combinen. (Ribéreau- Gayon, 2002)
De esta forma tendremos dos tipos de combinaciones: Combinaciones de débil constante de disociación corresponden a las combinaciones estables, ocurren generalmente con aldehídos producidos por las levaduras para formar ácido etanol sulfónico, que es inútil en el control de los microorganismos de alteración. Combinaciones de fuerte constante de disociación corresponden a combinaciones inestables dependientes del equilibrio entre los contenidos de anhídrido sulfuroso libre y anhídrido sulfuroso combinado. Actúa como reservorio de SO2. Las sustancias a las cuales se fija el anhídrido sulfuroso en estos casos son de diversos orígenes, como por ejemplo los azúcares residuales del vino (principalmente hexosas y pentosas), algunos polisacáridos, ciertos polifenoles, algunos intermediarios de la fermentación alcohólica, como el ácido Pirúvico y el ácido α-cetoglutarico, y en el caso de uvas con pudrición noble algunos metabolitos provenientes del accionar de Botrytis cinerea. (Zamora, 2005).
Moléculas combinantes con el anhídrido sulfuroso
Estas combinaciones dependen de la constante de equilibrio. Esta unión de las diferentes sustancias con SO2 puede ser reversible, poco reversible y prácticamente irreversible. (Riberéau- Gayon, 2002)
Combinación con azúcares
Puede combinarse con el anhídrido sulfuroso porque poseen en su molécula función aldehído o cetona. Su capacidad de cambio es pequeña. (Riberéau- Gayon, 2002)
El mosto al tener un alto contenido de azúcar, un alto valor del anhídrido sulfuroso agregado, se combina con los mismos, dando un equilibrio muy reversible, dejando libre el SO2 al tiempo que se consumen los azúcares por la fermentación. Como esta combinación es muy reversible, para el enólogo es poco importante. (Riberéau- Gayon, 2002)
Combinación con polifenoles
Esta combinación es importante para el caso de los antocianos. La reacción con los antocianos es visible por decoloración de estos, ya que el compuesto antociano-SO3H que se forma es incoloro. Esta reacción como la anterior es altamente reversible, siendo el anhídrido sulfuroso combinado con antocianos valorado por el iodo, por su rápida descombinación, al consumirse la fracción libre. (Riberéau- Gayon, 2002)
Combinación con ácidos cetónicos