Baja California es el principal productor de algas marinas y vinos en México. Las algas
marinas son exportadas como materia prima para la extracción de polisacáridos que son
usados como agentes emulsificantes en diferentes industrias, incluyendo la alimenticia. Sin
embargo, el uso de estos polisacáridos naturales ha sido desplazado por emulsificantes
sintéticos lo que ha provocado un descenso en sus precios y consecuentemente un problema
económico para las familias de pescadores dedicados a la cosecha de algas. Por otro lado, la
estabilización de vinos comúnmente requiere el uso de agentes clarificantes con cargas
electrostáticas negativas (e.g. bentonita) para remover proteínas que promueven turbidez en
estas bebidas. Los polisacáridos agar, carragenano y ácido algínico extraídos de algas tienen
cargas electrostáticas negativas a pH bajos, y por lo tanto pueden adsorber y precipitar
proteínas con cargas positivas en medios acuosos. En consecuencia, el objetivo de este
estudio fue el de evaluar la capacidad del agar, carragenano y ácido algínico extraído de algas
marinas para flocular y precipitar proteínas en vinos. La capacidad de floculación y
precipitación de proteínas del carragenano purificado, carragenofitas secas, ácido algínico
purificado y alginofitas secas fue dos veces mayor que la del agar y las agarofitas secas. La
mayor capacidad de floculación del carragenano y el ácido algínico se debe a su mayor
número de cargas negativas en relación a las del agar. No obstante que las proteínas fueron
floculadas por los polisacáridos extraídos de algas, los taninos no fueron adsorbidos y
precipitados por el agar, carragenano o ácido algínico. La capacidad de adsorción del ácido
algínico fue menor a 50 mg proteínas L-1, sin embargo, la capacidad de adsorción de proteínas
del carragenano fue mayor a 400 mg L-1. La fracción de proteínas adsorbidas por el agar,
carragenano, ácido algínico y algas secas en vino preparado a partir de uvas Chenin Blanc fue
similar a la fracción de proteínas adsorbidas por la bentonita. Colectivamente, estos
resultados indican que el carragenano y el ácido algínico tienen una mayor capacidad de
estabilización del vino sin modificar su composición tánica en relación con el agar y la
bentonita. Los resultados de este estudio indican que las algas pueden ser usadas como
agentes clarificantes en la industria vinícola lo cual disminuirá costos de producción, pero
más importante, abrirá una nueva línea de comercialización de las algas marinas y apoyará la
economía de los pescadores ribereños.

Las proteínas solubles afectan la estabilidad de los vinos. Proteínas inestables pueden
tornarse insolubles y formar turbidez y sedimentos en vinos. Mientras que estas proteínas no
imparten sabores al vino, la turbidez producida por estas proteínas es considerada como un
defecto del producto final. Los vinicultores utilizan métodos tales como la clarificación,
filtración y estabilización térmica para erradicar las proteínas del vino (Hsu & Heatherbell,
1987, Flores et al., 1988, Sarni-Machado et al., 1999, Marchal et al., 2002).
La practica de utilizar bentonita para clarificar y asegurar la estabilidad proteica de
vinos blancos ha sido ampliamente aceptada en la industria vitivinícola y a desplazado a
procedimientos térmicos. El proceso de clarificación depende de la adsorción de proteínas
cargadas positivamente sobre los agentes clarificantes cargados negativamente. La naturaleza
catiónica de las proteínas está primariamente determinada por su punto isoeléctrico (pI) y el
pH del vino en el que se encuentran. La mayoría de las proteínas tienen valores de pI superior
al pH del vino y en consecuencia están cargadas positivamente (Santoro, 1995). Mientras que
la gelatina mantiene cargas positivas al pH del vino, la bentonita, el dióxido de silicio, y otros
agentes clarificantes tienen cargas negativas y se usan para adsorber y clarificar proteínas y
polifenoles cargados positivamente (Hahn & Possmann, 1977, Marchal et al., 2002). Estos
agentes clarificantes adsorben proteínas y forman agregados que se precipitan al fondo de los
tanques de clarificación y posteriormente son eliminados por decantación.
Los polisacáridos extraídos de las algas marinas como el agar, carragenano y ácido
algínico también están cargados negativamente cuando se diluyen en soluciones (Mackie &
Preston, 1974). El agar y el carragenano consisten principalmente en cadenas alternadas y
sulfatadas de (1-3)-ß-galactosa y a-(1-4)-galactosa (Cosson et al., 1995), sin embargo, la
cantidad de grupos sulfato es mucho mayor en el carragenano que en el agar. El ácido
algínico es polímero lineal de ácidos manurónico y gulurónico y también está cargado
negativamente a bajos pHs (Sime, 1984). Debido a sus cargas negativas, estos polisacáridos
tienen la capacidad de interactuar con muchas otras moléculas con carga electrostática
opuesta. Las fuertes cargas electrostáticas de los polisacáridos de algas marinas, por ejemplo,
han sido usadas para remover proteínas y metales pesados del agua de mar y aguas residuales
(Imeson, 1984, Davis et al., 2003). No obstante que los polisacáridos extraídos de algas tiene
la capacidad de adsorber y precipitar proteínas en soluciones a bajos pHs, se desconoce su
capacidad para ser utilizados como agentes clarificantes en vinos.

Baja California es el principal productor de algas marinas en el país. Estas algas son
cosechadas por pescadores ribereños a lo largo de la costa de Baja California. Sin embargo,
la cosecha de estas algas se ha suspendido o reducido drásticamente debido al desplome de
precios de este producto. Estas algas eran cosechadas y exportadas como materia bruta para
la extracción de polisacáridos en Estados Unidos. No obstante que Baja California es el
principal productor de algas en el País, se han realizado muy pocos estudios para encontrar
usos alternos de este producto marino. La utilización de las algas como agentes clarificantes
de vinos podría ofrecer una nueva alternativa económica a las familias que se dedicaban a la
cosecha de este recurso marino y que se vio interrumpida por la falta de mercado. Por otro
lado, Baja California en el principal productor de vino en el país. Estas empresas importan
agentes clarificantes valuados en millones de pesos como parte del proceso de elaboración de
sus productos. No obstante el uso potencial de los polisacáridos extraídos de algas en la
industria vinícola, así como la gran cantidad de algas cosechadas en Baja California con el
potencial de ser utilizadas como agentes clarificantes, no existen estudios que caractericen las
propiedades secuestrantes de los polisacáridos de estas plantas marinas. El uso de estas algas
como agentes clarificantes en la industria vinícola podrían reducir costos de producción al
tener una fuente local y de menor precio para la elaboración de los vinos.

Las algas rojas (Rodófitas) Gracilaria pacifica, Gelidium robustum , Chondracanthus
canaliculatus y Mastocarpus papillatus; y las algas pardas (Feofitas) Macrocystis pyrifera
fueron colectadas manualmente en las costas de San Quintín, Baja California, durante la
marea baja. La Rodofita Chondrus crispus fue obtenida de cultivos de la Universidad
Autónoma de Baja California. Todas las algas fueron lavadas con agua dulce para eliminar
sales. El material colectado fue secado en un horno a 40°C hasta obtener peso constante y
posteriormente fueron molidas en un molino de acero inoxidable. Las muestras se tamizaron
y las fracciones de 1 mm fueron utilizadas en los experimentos. Los polisacáridos se
extrajeron hirviendo las muestras en agua destilada por una hora. El agar y el carragenano
fueron purificados de acuerdo al método descrito por Craigie & Leigh (1978) y el ácido
algínico fue purificado de acuerdo a Whyte (1988). La fracción de 1 mm de las algas secas,
los extractos de polisacáridos en agua, los polisacáridos purificados (agar, carragenano y
ácido algínico) fueron usados para precipitar levadura, proteínas y taninos de vino blanco.

Rendimiento de polisacáridos. Muestras de de la fracción de algas de 1 mm (aprox.
1 g) fueron secadas en un horno a 60°C por 24 h. Agar se extrajo de G. pacifica y G.
robustum, carragenano se extrajo de C. crispus, C. canaliculatus y M. papillatus y el ácido
algínico se extrajo de M. pyrifera de acuerdo a la metodología descrita anteriormente. El peso
del agar, carragenano y ácido algínico extraído en relación al peso de la muestra de alga,
representó el rendimiento de polisacárido.

Determinación de las cargas de los polisacáridos. Las cargas negativas libres
fueron cuantificadas ligando calcio a los agentes clarificantes. Aproximadamente 0.1 g de
muestra de alga (fracción 1 mm); agar, carragenano, ácido algínico purificados; y bentonita
fueron introducidos en bolsas de diálisis (12-14 kD Spectra/Por, Spectrum Lab, EEUUA) con
aproximadamente 10 mL de agua destilada. Las bolsas se incubaron por 24 h en 2 L de HCl
0.2 N con agitación constante para liberar todas las cargas en las muestras. Posteriormente el
HCl se removió incubando las bolsas por 36 h con agua destilada cambiada cada 4 h. Las
muestras se dializaron posteriormente durante 12 h en una solución de 0.03 m de carbonato de
calcio para ligar todas las cargas negativas de los polisacáridos y la bentonita con iones calcio.
Los iones de calcio no ligados fueron eliminados al incubar las bolsas de diálisis por 48 h en
agua destilada que fue cambiada cada 4 h. Finalmente, la concentración de calcio ligada en
los polisacáridos de las muestras fue determinada por complexiometria a EDTA usando el protocolo descrito por Greenberg et al. (1985). La cantidad de cargas negativas en los
polisacáridos y la bentonita fue determinada cuantificando los mili-equivalentes de Ca2+.

no Blanco y Modelo de no Blanco. Uvas Chenin blanc fueron molidas, prensadas y el jugo extraído fue fermentado con levadura Premier Cuvee a temperatura ambiente. Después de haber terminado la fermentación alcohólica, el vino fue estabilizado con 50 mg L-1 de dióxido de azufre. Por otro lado, solución modelo de vino blanco se preparóa partir de etanol al 10% (v/v) en agua destilada tamponizada con ácido tartárico a pH 3.5. La
concentración de proteínas en la solución se mantuvo entre 20 y 30 mg L-1 usando lisozima,
ovoalbúmina y albúmina de suero bovino (BSA). El peso molecular y el pI de estas proteínas
es similar al de la fracción que contribuye a la inestabilidad proteica en vinos (Hsu &
Heatherbell, 1987). Los polifenoles se añadieron en forma de ácido gálico (aprox. 200 mg
L-1). Se añadieron células de levadura al modelo de vino blanco en una concentración
aproximada de 6 x 105 cel mL-1 para hacer las pruebas de precipitación de levadura.

Determinación de proteínas y taninos. La concentración de proteínas en el vino
blanco fue determinado por le método de Marchal et al. (1997) y estandarizado con BSA. La
concentración de ácido gálico y taninos en el vino se determinó modificando el método
descrito por Harbertson & Adams (1978). Muestras de 875 µL se reaccionaron con una
solución de 125 µL conteniendo 0.01 M de HCl y 10 mM de FeCl3. La curva estándar fue
preparada con ácido gálico diluida en una solución conteniendo 10% (v/v) de etanol y
tamponizada con ácido tartárico a pH 3.5. Las muestras y estándares fueron incubadas por 10
min a temperatura ambiente y la absorbancia determinada en un espectrofotómetro a 510 nm.

Precipitación de levadura, proteínas y taninos. Muestras de solución de vino (12
mL) conteniendo aproximadamente 6 x 105 cel mL-1 se colocaron en tubos de centrifugación
de 15 mL. Algas secas (fracción 1 mm), agar purificado, carragenano purificado, ácido
algínico purificado y bentonita se añadieron a tubos individuales en un rango de 0% (control)
a 1% (p/v). Las muestras fueron agitadas por 1 h en un rotador de muestras a 18 rpm. Las
muestras fueron posteriormente centrifugadas a 16 x g durante 10 min y la cantidad de células
determinadas como se describió anteriormente. La fuerza centrífuga y el tiempo de
centrifugación fue determinado experimentalmente para provocar una precipitación del 10-
20% de células de levadura en las muestras control (0% alga, polisacárido o bentonita). Las
células de levadura se cuantificaron utilizando un hematocitómetro y microscopio.
La precipitación de proteínas fue determinado en modelo de vino conteniendo de 20 a
30 mg L-1 de lisozima, ovoalbúmina y BSA. Una concentración de 0 a 0.5% (p/v) de algas
secas (fracción 1 mm); agar, carragenano y ácido algínico purificados así como bentonita
fueron añadidos a muestras de 12 mL del modelo de vino. Las muestras fueron agitadas por 1
h en un rotador de muestras a 18 rpm. Las muestras fueron posteriormente centrifugadas a
1625 x g durante 15 min y la concentración de proteínas en las muestras determinada como se
describió anteriormente. La fuerza centrífuga y el tiempo de centrifugación no precipitó
proteínas en las muestras control (0% alga, polisacárido o bentonita).
La precipitación de taninos usando polisacáridos fue evaluado en modelo de vino
conteniendo 200 mg L-1 de ácido gálico. Una concentración de 0 a 0.2% (p/v) de algas secas
(fracción 1 mm); agar, carragenano y ácido algínico purificados, así como bentonita fueron
añadidos a muestras de 12 mL del modelo de vino. Las muestras fueron agitadas por 1 h en
un rotador de muestras a 18 rpm. Las muestras fueron posteriormente centrifugadas a 1625 x
g durante 15 min y la concentración de proteínas y ácido gálico en las muestras determinada
como se describió anteriormente. La fuerza centrífuga y el tiempo de centrifugación no
precipitó proteínas ni ácido gálico en las muestras control (0% alga, polisacárido o bentonita).

Electroforesis de proteínas. La composición proteica del vino fue determinada
mediante una electroforesis de gel de poliacrilamida (SDS-PAGE) (Harlow & Lane, 1998).
Muestras de vino blanco fueron clarificadas usando 0.2% (v/v) bentonita, agar purificado,
carragenano purificado, ácido algínico purificado y algas secas (fracción 1 mm) de acuerdo a
la metodología descrita anteriormente. Las muestras clarificadas fueron concentradas 20-
veces usando filtros Centricon (3 kD MW, Milipore, EEUUA) y desnaturalizados por 3 min a
95°C en una solución conteniendo 125 mM Tris pH 6.8, 20% (v/v) glicerol, 10% (v/v) 2-
mercaptoetanol, 4% (p/v) SDS y 0.0025% (p/v) azul de bromofenol. Las muestras se
cargaron en un gel de poliacrilamida (17.5%) y visualizados mediante tinción de plata (Swain
& Ross, 1995). La masa molecular de las proteínas en el vino clarificado fue estimada de su
migración relativa con respecto a estándares (Bio-Rad, EEUUA).

Análisis estadístico. El efecto de las algas (fracción 1 mm); agar, carragenano y
ácido algínico purificados; y bentonita sobre la clarificación del vino fueron evaluados
mediante un análisis de varianza de una vía (Sokal & Rohlf, 1995). Comparaciones múltiples
se realizaron mediante una prueba Tukey utilizando un nivel de significancia de p < 0.05.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados de este estudio muestran que hay una diferencia estadística (p < 0.05)
en el rendimiento de polisacáridos entre las algas estudiadas (Tabla 1). El rendimiento de
polisacáridos de G. pacifica, C. canaliculata, M. papillatus y C. crispus fue aproximadamente
dos-veces mayor que el rendimiento de G. robustum y M. pyrifera. El agar extraído de G.
pacifica y el carragenano extraído de C. canaliculatus, M. papillatus y C. crispus representó
del 40 al 50% del peso seco de la algas. En contraste, el agar extraído de G. robustum y el
ácido algínico extraído de M. pyrifera representó menos del 25% del peso seco del alga.
Tabla 1. Rendimiento de agar, carragenano y ácido algínico así como razones de peso
húmedo/seco de diferentes especies de algas marinas utilizadas en este estudio como agentes
clarificantes.

El alto rendimiento de polisacáridos en G. pacifica, C. canaliculaturs, M. papillatus y
C. crispus podría sugerir que estas algas tienen un mayor potencial para flocular y precipitar
proteínas de soluciones, con relación a las otras algas estudiadas.

La cantidad de grupos electrostáticamente cargados fue significativamente diferente
(p < 0.05) entre los diferentes agentes clarificantes usados (Tabla 2). El ácido algínico y la
alginofita M. pyrifera mostraron los niveles más altos de cargas negativas (2.5 – 3.5 mEq g-1)
en relación al resto de los agentes clarificantes usados. El carragenano purificado y las
carragenofitas mostraron un nivel de cargas intermedio mientras que el agar y la bentonita
mostraron de 2- a 3-veces menos cantidad de cargas por peso seco en relación al resto de los
agentes clarificantes usados.
Tabla 2. Cargas negativas libres (mEq g-1) en bentonita, carragenano purificado
carragenofitas, ácido algínico, y alginofitas usadas en este estudio.

Las algas secas y los polisacáridos extraídos de estas flocularon y precipitaron las
proteínas del vino eficientemente (Fig. 1). La concentración de proteínas disminuyó a menos
del 10% de la concentración inicial cuando se clarificó con 0.01 a 0.5% bentonita (p < 0.05).
La agarofita G. pacifica y el agar purificado mostraron la menor capacidad para flocular y
precipitar las proteínas ya que más del 70 % de las proteínas se mantuvieron en suspensión
después de añadir 0.5% de estos agentes clarificantes. En contraste, el carragenano y al ácido
algínico purificado así como las carragenofitas y alginofitas mostraron una gran afinidad por
las proteínas suspendidas. Menos del 25% de las proteínas se mantuvieron en suspensión cuando el vino se clarificó con 0.05% de estos polisacáridos o algas deshidratadas (fracción 1
mm).

La diferencia en la capacidad de floculación de las algas podría ser el resultado de la
diferencia en rendimiento del polisacárido presentado por cada alga (ver Tabla 1). En
general, se observo un mayor rendimiento de las carragenofitas en relación con las agarofitas
y alginofitas. El mayor rendimiento de las carragenofitas y el mayor número de cargas libres
del carragenano lo hacen tener una mayor capacidad de floculación y precipitación que el
agar. Por otro lado, el uso de la alginofita seca M. pyrifera resultó en una mayor floculación y
precipitación de proteínas del vino con relación al resto de las algas. No obstante que el
rendimiento de ácido algínico fue menor comparado con los polisacáridos de las otras algas,
la cantidad de cargas negativas en el ácido algínico es mayor que en el agar y el carragenano.
Colectivamente, estos resultados indican que las bajas concentraciones de ácido algínico
extraído de M. pyrifera es compensado por su gran cantidad de cargas libres lo que le da un
mayor capacidad de floculación a esta alga. En general el uso de algas secas (fracción 1mm) mostró la misma capacidad de floculación que el uso del polisacárido purificado. Lo anterior
sugiere que los polisacáridos del alga son extraídos en el vino a temperatura ambiente en la
primera hora de incubación y que las características de las moléculas son similares a las
purificadas o extraídas mediante un tratamiento de calor (agua hirviendo).
La concentración de proteínas en vinos tintos y blancos generalmente fluctúa entre los
20 y 100 mg L-1 (Fukui & Yokotsuka, 2003), sin embargo, los niveles de proteínas en los
vinos blancos son menores a 60 mg L-1 (Marchal et al., 1997). Nuestros resultados en vino
blanco Chenin Blanc indican que de una manera similar a la bentonita, concentraciones de
entre 0.01 a 0.05% de carragenano purificado, las carragenofitas deshidratadas (fracción 1
mm) C. crispus, C. canaliculatus, M. papillatus, ácido algínico purificado y la alginofita M.
pyrifera son eficientes en la floculación y precipitación de la mayoría de las proteínas de vino
blanco en concentraciones mayores a 50 mg L-1. En contraste a estas algas y sus
polisacáridos, el agar purificado y las agarofitas G. pacifica y G. robustum tuvieron una
menor capacidad para precipitar proteínas.
Los grupos sulfatos proveen las cargas negativas al agar y al carragenano y de esta
manera interactúan con las cargas positivas de las proteínas. Sin embargo, la cantidad de
iones sulfato en el agar es mucho menor que en el carragenano (Cosson et al., 1995), y en
consecuencia el agar tiene una menor capacidad para flocular y precipitar proteínas en
relación con el carragenano. De una manera similar a esos estudios, nuestros resultados
mostraron que el ácido algínico y el carragenano tiene de 2- a 3-veces más grupos
electrostáticamente cargados en relación con el agar. Lo anterior explica la mayor capacidad
de floculación y precipitación de proteínas del carragenano y el ácido algínico con respecto al
agar.
Como era de esperar, la adicción de 0.025% de agente clarificante floculó y precipitó
mayores cantidades de proteínas que con 0.01% del mismo agente clarificante (Fig. 2). En
general, la adición de 0.01 y 0.025% de bentonita, C. crispus y M. pyrifera adsorbieron hasta
50 mg L-1 de proteína, sin embargo, esta adsorción y precipitación disminuyo rápidamente
cuando se presentaron mayores niveles de proteína. Cuando la concentración de proteínas era
mayor a 100 mg L-1, la adición de bentonita, C. crispus, M. pyrifera, C. canaliculatus (no
mostrado) y M. papillatus (no mostrado) más del 60% de las proteínas se mantuvieron en
suspensión. En claro contraste, la adición de 0.01 y 0.025% carragenano purificado adsorbió
16 veces más proteína (hasta 800 mg L-1) que el resto de los agentes clarificantes.

Se ha observado que los complejos electro-neutros (floculados) no se forman cuando
se utilizan altos niveles de polisacáridos y en consecuencia las proteínas se mantienen en
solución (Imeson, 1984). Lo anterior es consistente con nuestros resultados en donde más del
50% de las proteínas se mantuvieron en suspensión cuando agar purificado y la agarofita G.
pacifica se añadieron al vino en concentraciones mayores de 0.1%. Agar es un agente con
mayor fuerza gelificante que el carragenano, especialmente después de ser hervido. Además,
mientras que el carragenano y el ácido algínico requieren iones potasio o calcio para formar
geles, el agar no requiere ningún ion para formar geles. Durante la formación de geles, las
moléculas de polisacáridos interactúan entre ellas (agar-agar, carragenano-carragenano, etc.),
dejando menos cargas libres para interactuar con otras moléculas (Lobban & Harrison, 1996).
En consecuencia, es probable que la ausencia de floculación de proteínas cuando se añadieron
altas concentraciones de agar sea el resultado de la agregación de moléculas de agar-agar que
resultó en la formación de micro-geles. En contraste con el agar, la floculación yprecipitación de proteínas fue efectiva en un amplio rango de concentración de polisacáridos
(0 a 0.5%) cuando se uso carragenano purificado, la carragenofita C. crispus, ácido algínico
purificado y la alginofita M. pyrifera. En contraste con el agar, el carragenano y el ácido
algínico requieren potasio y/o calcio (>0.2%) para formar geles. Por lo anterior y debido a
que la concentración de estos iones es muy baja en los vinos, es muy probable que el
carragenano y el ácido algínico no se agregaron para formar geles y sus cargas libres
interactuaron con las cargas de las proteínas aumentando así su capacidad de floculación.
La mayor concentración de proteínas en las muestras de vino blanco clarificado
tuvieron un bajo peso molecular (<31 kD) (Fig. 3). Estos resultados son consistentes con los
observados en otros estudios donde se ha encontrado que los polipéptidos de vino blanco son
menores a 66 kD (Hsu & Heatherbell, 1987). En este estudio se observó una clara diferencia
en cuanto a la cantidad pero no al tipo de proteína precipitada después de la clarificación del
vino con bentonita, alga deshidratada (fracción 1 mm) y polisacárido purificado. En general,
la precipitación de proteínas por los polisacáridos fue bastante efectiva y las muestras
clarificadas tuvieron que ser concentradas 20 veces para poder ser visualizadas en una
concentración similar a la del blanco (vino sin clarificar). Las muestras de vino clarificadas
con carragenano, ácido algínico C. crispus y M. pyrifera flocularon y precipitaron mayor
cantidad de proteínas que aquellas muestras clarificadas con agar. Muestras clarificadas con
agar mostraron altas concentración de proteínas en el vino, lo cual indica baja capacidad como
clarificante. La bentonita y los polisacáridos extraídos de algas mostraron una adsorción no
selectiva de proteínas ya que la proporción de las seis proteínas visualizadas en la
electroforesis mantienen la misma proporción entre las muestras. Lo anterior indica que los
polisacáridos extraídos de algas adsorben proteínas en respuesta a la cantidad de cargas libres
y no en relación al tamaño de la proteína.

Las proteínas más abundantes en las muestras de vino tuvieron un peso molecular de
aproximadamente 14, 35 y 55 kD independientemente del agente clarificante utilizado.
Mientras que la naturaleza de las proteínas en el vino no se ha estudiado en detalle, se ha
establecido que la mayoría de las proteínas se originan de las uvas y no de la lisis de las
células de levadura (Ferreira et al., 2000). La enzima ribulosa 1,5-bisfosfato carboxilasa/
oxigenasa (RUBISCO) es la proteína más abundante en organismos autótrofos y cataliza la
incorporación de CO2 en el aparato fotosintético. No obstante que estas enzimas se
encuentran primariamente en las hojas, la epidermis de las frutas tiene aparatos fotosintéticos
funcionales (Mir et al., 1988). La enzima RUBISCO está formada por 8 subunidades
(polipéptidos) de aprox. 55 kD y 8 subunidades de aprox. 14 kD (Taiz & Zeiger, 2003). En
consecuencia, es probable que los polipéptidos de 14 y 55 kD visualizados mediante la
electroforesis en nuestro estudio, sean las sub-unidades pequeña y grande de RUBISCO
extraídas durante el proceso de vinificación.
El ácido gálico fue precipitado cuando las muestras de vino fueron clarificadas con
una concentración de hasta 0.2% de bentonita, G. pacífica, C. crispus y M. pyrifera (Fig. 4).
De igual manera, no se observó una co-precipitación del ácido gálico junto con las proteínas
al incubarse el vino con los agentes clarificantes.

Las sustancias fenólicas o taninos, tales como el ácido gálico, galotanino, etc., proveen
características y cualidades esenciales a los vinos. Estos taninos proveen astringencia a los
vinos (Boulton et al., 1998). Los taninos se pueden acomplejar con las proteínas y formar
moléculas no estables que se precipitan sin la ayuda de agentes clarificantes. En vinos tintos,
por ejemplo, las altas concentraciones de taninos ayudan a precipitar las proteínas. En los
vinos blancos, sin embargo, los bajos niveles de taninos y las generalmente más altas
concentraciones de proteínas sugieren que ambas moléculas coexisten en solución. Mientras
que la ultrafiltración y la clarificación con gelatina, gluten de trigo, dióxido de silicio y otras
sustancias pueden precipitar los taninos y complejos proteína-tanino, la bentonita no adsorbe
y precipita los taninos (Hsu & Heatherbell, 1987, Flores et al., 1990, Sarni-Machado et al.,
1999), lo cual es consistente con lo observado con la bentonita en este estudio. Al igual que
la bentonita, los polisacáridos de algas utilizados en este estudio tampoco adsorbieron y
precipitaron los taninos en el vino. Esto sugiere que los polisacáridos extraídos de algas
tienen una mayor interacción con las proteínas que con los taninos y también sugiere que las
proteínas floculadas con los polisacáridos de algas no coprecipitan a los taninos.

La caracterización organoléptica del vino Chenin Blanc clarificado polisacáridos
extraídos de algas no mostró la adición o eliminación de ningún sabor. Lo anterior era de
esperarse ya que las gelatinas preparadas a base se agar, carragenano o ácido algínico son
neutras al gusto no obstante que se preparan con concentraciones de aproximadamente 2% del
polisacárido. Las concentraciones de polisacáridos de algas utilizadas para la clarificación de
los vinos fueron de 200 a 1000 veces menos que las que se utilizan para preparar gelatinas.
Por lo anterior es poco probable que estas impartan sabores específicos a los vinos.
La estabilización y clarificación antes del embotellado es una práctica común en la
industria vinícola para eliminar turbidez en el vino embotellado. Una gran cantidad de
moléculas orgánicas (proteínas, gomas), minerales (bentonita, dióxido de silicio) y polímeros
sintéticos (PVPP) han sido utilizados como agentes clarificantes. De estos, la bentonita ha
sido mundialmente utilizada para adsorber y precipitar proteínas en el vino desde principios
del siglo pasado (Saywell, 1934). Es este estudio se reporta el uso del carragenano, agar y
ácido algínico extraído de algas marinas para la adsorción de proteínas. La alta capacidad de
floculación y precipitación de estas proteínas en vino blanco Chenin Blanc sugiere que los
polisacáridos extraídos de algas pueden ser utilizados como agentes clarificantes en vino y
posiblemente de otras bebidas como cerveza y jugos. Además, los polisacáridos extraídos de
algas mostraron un comportamiento similar al de la bentonita por lo que el uso de estos geles
no modificarán en nada las características organolépticas del vino.
En 1999, México produjo más de 142 millones de litros de vino y esta cantidad se ha
ido incrementado en la última década (Hidalgo, 2002). Para la elaboración de este vino ha
sido necesaria la eliminación de proteínas que producen turbidez en el producto final. La
eliminación de estás proteínas se realiza principalmente mediante procesos de clarificación y
filtración. Al igual que en el resto del mundo, la clarificación de los vinos en México se lleva
a cabo mediante la adición de bentonita. Este mineral es importando principalmente de los
Estados Unidos y su costo llega a alcanzar los 100 pesos el kilogramo. Por otro lado, el costo
de las carragenofitas y alginofitas utilizadas en este estudio son vendidas por los pescadores
ribereños a un precio aproximado de 2 pesos por kilogramo. Como se demostró en este
estudio, la concentración de algas secas o el polisacárido purificado, tienen la misma
capacidad de floculación que la bentonita. Lo anterior sugiere que los costos de producción
del vino se podrían reducir sustancialmente al utilizar a los polisacáridos extraídos de las
algas como agentes clarificantes en las mismas dosis en las que se utiliza la bentonita.

México es uno de los principales productores de algas en el Mundo (Zertuche-
Gonzalez, 1994). Baja California es el principal productor de algas en el País, sin embargo,
esta producción ha disminuido dramáticamente debido a que los precios de mercado de los
polisacáridos extraídos de algas se han desplomado. Este desplome en los precios se debe
principalmente a una sustitución de los polisacáridos naturales por los polisacáridos sintéticos.
Por lo anterior, se han buscado nuevas alternativas de mercado para asegurar la venta de las
algas extraídas por los pescadores ribereños. Algunas algas se empiezan a utilizar como
alimento para abulón y otros moluscos cultivados. En otros casos, las algas se comercializan
para el consumo directo humano. En ambos casos, las algas han adquirido un valor agregado
superior al de la venta directa de este producto para la extracción de polisacáridos. El
presente estudio demuestra que el uso de las algas como agente clarificante pueden ser una
nueva alternativa para la comercialización de este producto.
Los resultados de este estudio indican que los polisacáridos extraídos de algas marinas
pueden ser usados como agentes clarificantes en otras bebidas y no solamente en el vino. La
industria cervecera produce volúmenes 50-veces mayores que los de la industria vinícola. En
la producción de la cerveza, especialmente en las industrias micro-cerveceras, el uso del alga
Chondrus crispus como agente clarificante es una práctica común desde hace cientos de años.
El alga C. crispus es el alga carragenofita (productora de carragenano) que históricamente se
ha utilizado como agente clarificante, principalmente porque, como se observó en nuestro
estudio, presenta excelentes características de floculación de proteínas. Esta alga es muy
común en las costas de Inglaterra donde la industria cervecera tiene cientos de años lo que
hizo que históricamente se convirtiera en el alga de elección para la clarificación de cervezas.
En consecuencia, la cosecha y exportación de esta alga para ser usada como agente
clarificante en la industria cervecera a nivel mundial está dominada por Inglaterra y los
estados del Este de Estados Unidos. No obstante que en las costas de México no se desarrolla
esta alga carragenofita, en Baja California se cosechan otras algas carragenofitas. Estas algas
de Baja California son utilizadas para la extracción de polisacáridos que son usados como
agentes emulsificantes en la industria farmacéutica y alimenticia. Nuestro estudio demostró
que estas algas son excelentes agentes clarificantes lo cual sugiere que las algas de Baja
California podrían ser industrializadas para suplir el mercado de polisacáridos para la
clarificación de vinos y cervezas.

CONCLUSIONES

Este estudio demuestra que

1. Los polisacáridos extraídos de algas marinas rojas y pardas así como muestras
   deshidratadas de estas algas tienen una capacidad de floculación proteínas en vinos
   similar o mejor que la de la bentonita.
2. La mejor adsorción del carragenano y al ácido algínico es el resultado de la mayor
   cantidad relativa de cargas negativas libres comparado con la bentonita y el agar.
3. El carragenano, el agar, y el ácido algínico mostraron una afinidad a proteínas de peso
   molecular similar a la afinidad presentada por la bentonita.
4. Los polisacáridos extraídos de algas no flocularon y precipitaron los polifenoles del
   vino debido a su menor cantidad de cargas electrostáticas en relación con las
   proteínas.
5. Las características organolépticas de los vinos no se vio alterada por la adición de
   polisacáridos extraídos de algas.

En general, la sustitución de la bentonita por los polisacáridos extraídos de algas podría
abrir una nueva línea de comercialización para las algas de Baja California. Esto podría
reactivar la cosecha de algas en Baja California y reduciría costos de producción en la
industria vinícola al sustituir la bentonita importada por un producto local.

IMPORTANCIA DE LOS NUEVOS HALLAZGOS Y SUS APLICACIONES

México es uno de los principales productores de algas para la extracción de
polisacáridos a nivel mundial. Baja California produce más del 95% de las algas cosechadas
en México, sin embargo, la extracción de este producto marino ha disminuido dramáticamente
debido a la sustitución de los polisacáridos naturales por sintéticos. Nuestro trabajo
demuestra que el carragenano y al ácido algínico (polisacáridos extraídos de algas) tienen una
capacidad similar a la de la bentonita para flocular y precipitar proteínas de vinos blancos.
Tanto la capacidad como el tipo de proteína floculada y precipitada por los polisacáridos de
algas son similares al de la bentonita. Al igual que la bentonita, las características
organolépticas no son modificadas por los polisacáridos durante la clarificación de los vinos.
Colectivamente, este estudio demuestra que los polisacáridos extraídos de algas pueden
sustituir a la bentonita como un agente clarificador de vinos.
Por otro lado, el mercado de la exportación de algas para la clarificación de cerveza
está basado en la carragenofita Chondrus crispus y esta acaparado totalmente por Inglaterra y
Estados Unidos. En Baja California se cosechan grandes cantidades de otras carragenofitas
(e.g. Mastocarpus papillatus, Chondracanthus canaliculatus, entre otras) y como se demostró
en este estudio tienen la misma capacidad de floculación y precipitación de proteínas que C.
crispus. Lo anterior indica que la industria mexicana podría competir en el mercado de los
clarificantes utilizados en la industria cervecera, vinícola y probablemente en de otras
bebidas.

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