Mensajes químicos en botellas de champán de 170 años de antigüedad del mar Báltico: revelando sabores del pasado

por | Feb 21, 2023 | Blog | 0 Comentarios

Editado por Jerrold Meinwald, Cornell University, Ithaca, NY, y aprobado el 24 de marzo de 2015 (recibido para revisión el 13 de enero de 2015

Importancia

La composición de muestras de champán de 170 años de antigüedad encontradas en un naufragio en el Mar Báltico constituye un ejemplo notable y sin precedentes de química combinatoria a largo plazo, que puede ocurrir en microlaboratorios sellados de 750 ml. Se combinaron múltiples herramientas analíticas, incluyendo metabolómica, metalómica y análisis sensorial, para caracterizar la diversidad molecular de estos champagnes que habían envejecido en condiciones casi perfectas en el fondo del mar. Los champagnes analizados conservaron características intrínsecas que nos permiten arrojar luz sobre las prácticas de vinificación en uso a mediados del siglo XIX. Por lo tanto, este enfoque de la arqueoquímica nos permitió reescribir una parte de nuestro patrimonio cultural.

Abstracto

La arqueoquímica, como la aplicación de las técnicas analíticas más recientes a muestras antiguas, proporciona ahora una comprensión sin precedentes de la cultura humana a lo largo de la historia. En este artículo, informamos sobre una investigación analítica multiplataforma de botellas de champán de 170 años de antigüedad encontradas en un naufragio en el fondo del Mar Báltico, que proporciona información sobre las prácticas de vinificación utilizadas en ese momento. La metabolómica no dirigida basada en espectroscopía orgánica y la metalómica dan acceso a la composición detallada de estos vinos, revelando, por ejemplo, características químicas inesperadas en términos de pequeños contenidos de iones, azúcar y ácidos, así como marcadores de envejecimiento en barrica y productos de la reacción de Maillard. La composición aromática distintiva de estas antiguas muestras de champán, revelada por primera vez durante las sesiones de degustación, se confirmó posteriormente utilizando técnicas de análisis de aromas de última generación. Después de 170 años de envejecimiento en alta mar en condiciones casi perfectas, estas botellas de champán dormidas se despertaron para contarnos un capítulo de la historia de la elaboración del vino y revelar su extraordinario arqueometaboloma y diversidad elemental en forma de firmas químicas relacionadas con cada paso individual de la producción del champán.

El descubrimiento de objetos antiguos en sitios de excavación o simplemente en el fondo de un sótano siempre ha despertado el interés humano debido a los mensajes del pasado que pueden contener. Como era de esperar, nuestro interés aumenta aún más cuando se exhuman botellas viejas o incluso tinajas que parecen haber contenido uvas o vino (1-3), lo que permite vislumbrar la historia poco conocida de la elaboración del vino. Cuando los buzos descubrieron por primera vez botellas en un naufragio frente al archipiélago finlandés de Åland en el Mar Báltico (4) en julio de 2010 (Fig. 1) y probaron una de ellas en el lugar, se dieron cuenta de que lo más probable es que estuvieran bebiendo un champán centenario. Los numerosos ecos que desde entonces han resonado en los medios de comunicación internacionales ponen de relieve el interés mundial por este tipo de historias.

(A) Descubrimiento de botellas de champán en un naufragio frente al archipiélago finlandés de Åland, en julio de 2010. El barco era una goleta de dos mástiles (21,5 m de largo × 6,5 m de ancho) de unos 200 años de antigüedad (ubicación: al sur del municipio de Föglö, Åland). Derechos de autor, Anders Näsman/Gobierno de Åland. (B) Un posible itinerario planificado para el barco. (C) Algunas de las 168 botellas encontradas en el Mar Báltico a una profundidad de unos 50 m, en condiciones casi ideales de envejecimiento lento en términos de temperatura (2-4 °C), oscuridad, baja salinidad y alta presión. (D) Grabados marcados en la superficie del corcho que está en contacto con el vino (mirroir en francés). La representación del gran meteorito de 1811 atestigua que las botellas fueron taponadas después de 1811. (C y D) Cortesía de Visit Åland.

Un total de 168 botellas fueron recuperadas del naufragio (Fig. 1). No se conservó ninguna de las etiquetas, pero las botellas se identificaron más tarde como champanes de las casas de champán Veuve Clicquot Ponsardin (VCP), Heidsieck y Juglar (conocida como Jacquesson desde 1832) gracias a los grabados de la marca en la superficie del corcho que está en contacto con el vino. Algunas de las botellas recuperadas yacían horizontalmente en condiciones de envejecimiento lento casi perfectas, mantenidas en total oscuridad a una temperatura bastante constante (2-4 °C) y en condiciones de baja salinidad (<10 g/kg de NaCl), típicas de la profundidad de unos 50 m donde se encontraron.

Estas botellas de champán, aunque quizás no sean las más antiguas que hayan llegado a nuestros días, lo más probable es que contengan el champán más antiguo que se haya probado. Sin embargo, en medio de la emoción inicial suscitada por este descubrimiento, quedó claro que quedaban muchas preguntas: ¿Cuándo se produjeron estos vinos y qué procesos de vinificación se utilizaban en ese momento? ¿Viajaban en una ruta comercial regular y cuál era su destino final? Uno podría esperar comenzar a responder a estas preguntas y muchas otras simplemente comparando el proceso actual de elaboración del champán con los registros históricos junto con análisis básicos sencillos de estas muestras de champán de 170 años de antigüedad. Sin embargo, resultó difícil sacar conclusiones sobre estas botellas decididamente enigmáticas. Se encontraron menos de 200 botellas en el naufragio, lo que plantea dudas sobre su uso previsto y/o destino. Con base en el sitio del descubrimiento, se podría suponer que se dirigían al Imperio Ruso. De hecho, Madame Clicquot se esforzó por complacer el gusto ruso por los vinos dulces desde 1814. Sin embargo, la frecuente correspondencia con su agente en San Petersburgo atestigua la petición distintiva de los clientes de una dosis de azúcar muy específica de casi 300 g/L: «Aquí siempre tienen algo de azúcar en cualquier mesa cerca de su copa de vino, porque añaden azúcar no sólo al vino tinto sino también al champán» (5). Por lo tanto, los niveles relativamente bajos de azúcar de las botellas naufragadas, inferiores a 150 g/L, sugieren que podrían haber estado destinadas a los clientes de la Confederación Germánica. Incluso la datación de estas botellas resultó difícil, ya que no se pudo inferir ninguna información del naufragio en sí, y las botellas dieron pistas contradictorias. Según los registros históricos, la marca característica encontrada en la cara inferior de los corchos, conocida en francés como «mirroir», indicaba que las botellas de VCP habían sido selladas después de 1841, pero las botellas de Juglar deben haber sido producidas antes de 1832, cuando la casa pasó a llamarse Jacquesson. Curiosamente, también se encontraron botellas de cerveza en el mismo naufragio que no aportaban ninguna pista sobre el destino o la antigüedad de las botellas de champán (6). Por lo tanto, quedan varias preguntas, cuyas respuestas podrían arrojar luz no solo sobre la historia del comercio de champán a principios del siglo XIX, sino también sobre las prácticas de vinificación de la época.

La arqueoquímica, como la aplicación de las técnicas analíticas más recientes a muestras antiguas, proporciona ahora una comprensión sin precedentes de la cultura humana a lo largo de la historia (1-3). De hecho, estos métodos han demostrado recientemente la introducción de la viticultura en Francia (7) y han identificado que las primeras actividades vitivinícolas conocidas se produjeron en Oriente Medio, miles de años antes de Cristo. Del mismo modo, una combinación de diversas técnicas cromatográficas y mediciones de la actividad antioxidante aplicadas a zumos de frutas fermentadas de 600 años de antigüedad encontrados en ánforas procedentes de los vestigios de un barco descubierto frente a la costa siciliana en 2000 (8) demostraron que, en tales condiciones de almacenamiento, este zumo conservaba importantes propiedades protectoras de la salud. La aplicación de una combinación de enfoques químicos analíticos modernos dirigidos y no dirigidos a tales muestras históricas puede proporcionar ahora una caracterización única en términos de diversidad química y resolución molecular, dilucidando así varios aspectos de las prácticas vitivinícolas de su época.

Utilizando este enfoque, tres de las muestras de «champán báltico» (denominadas A11, A33 y B17) se probaron y posteriormente se analizaron en comparación con tres muestras de champán moderno de VCP (véase Materiales y métodos y Tabla S1). Varias observaciones sencillas basadas en análisis sensoriales de expertos confirmaron que estas muestras del Báltico presentaban características de champanes muy antiguos. Además, los análisis elementales, junto con la metabolómica (9, 10) y los análisis de aromas (11), proporcionaron una importante cantidad de datos que, una vez recopilados y analizados, arrojaron luz sobre el proceso de elaboración del champán utilizado en el siglo XIX y definieron sus pasos más característicos (12).

Por ejemplo, las muestras de champán del Báltico mostraron concentraciones de cationes metálicos inusualmente altas. El hierro y el cobre alcanzaron niveles inesperadamente altos en comparación con los que se encuentran comúnmente en las muestras modernas de champán. Los niveles de hierro en los champanes bálticos alcanzaron hasta 13-118 mg/L en comparación con 1-4,6 mg/L en las muestras modernas, y los niveles de cobre alcanzaron 100-1.400 μg/L en los champanes recuperados frente a 27-78 μg/L en los análogos modernos (Tabla S2). En el momento estimado de la producción de estas botellas de champán de ∼170 años de antigüedad, el uso de métodos adecuados de recolección y prensado (13) garantizaba mostos de alta calidad (el jugo de uva extraído) que permitirían la posterior producción de vinos blancos tranquilos ligeros y delicados que se convertirían en champán durante la segunda fermentación (12). Un ejemplo de una práctica importante para asegurar esta calidad es el fraccionamiento del mosto durante el prensado de la uva entre la cuvée, considerada la fracción más fina, y la taille siguiente. En comparación con la cuvée, la taille se caracteriza por una acidez total más baja y un aumento del pH, así como de las concentraciones minerales y fenólicas (1415). Por lo tanto, se podría especular que las altas concentraciones de cationes metálicos en los champanes bálticos pueden ser el resultado del uso de una proporción significativa de taille que se ha incorporado a la mezcla. Sin embargo, estas concentraciones podrían explicarse fácilmente por una combinación de una mayor extracción catiónica de las uvas (16) junto con el uso de recipientes que contienen metales durante el proceso de vinificación. De hecho, de acuerdo con nuestro conocimiento de la fenología del pinot noir en ese momento (17), las bayas más pequeñas cosechadas en el siglo XIX habrían exhibido una mayor relación entre la piel y la pulpa, por lo tanto, una mayor proporción de materia seca a volumen de jugo de uva (18) y, por lo tanto, una mayor concentración tanto de cationes endógenos extraídos de la piel como de cationes exógenos de los residuos de tratamiento presentes en la piel de la uva. De hecho, aunque el término «bouillie bordelaise» o «mezcla de Burdeos» probablemente se acuñó más tarde (alrededor de 1883-1885), el sulfato de cobre ya se usaba en ese momento para proteger la vid contra patógenos fúngicos. Además, el uso de clavos de hierro en el ensamblaje de barriles y varillas de hierro para mantener mechas de azufre durante la sulfuración de estos barriles podría haber contribuido sin duda al aumento de la concentración de hierro, ya que estos elementos de hierro se habrían oxidado fácilmente durante la vinificación y/o habrían sido atacados por vapores que contienen ácido sulfúrico.

Tras la vendimia y prensado de la uva, el mosto habría pasado por su primera fermentación alcohólica (FA). Los registros históricos indican que a finales de la década de 1830, este paso tuvo lugar más tarde en el año que ahora, por lo tanto, bajo temperaturas más frías, y fue llevado a cabo por levadura nativa (17), que, es razonable suponer, habría sido menos eficiente que la levadura seleccionada moderna. Por lo tanto, los FA incompletos pueden haber sido una ocurrencia común (17). Además, se podría suponer que el clima ligeramente más frío del siglo XIX habría retrasado la maduración de la uva, lo que llevó a un contenido general de azúcar más reducido que el que se ve hoy. Es probable que todos estos elementos hayan contribuido al nivel de alcohol significativamente más bajo de los especímenes bálticos (9,34-9,84% de alcohol por volumen) en comparación con los modernos (12,33% de alcohol por volumen) (Tablas S1 y S3) según lo determinado por los análisis convencionales y la sensación en boca, y confirmado además por RMN. Además, el bajo contenido alcohólico sugeriría que estos vinos no se sometieron a la chaptalización, es decir, la adición de azúcar al mosto para aumentar el nivel de alcohol del vino terminado. Sin embargo, es difícil determinar este punto, ya que los champanes bálticos pueden haber sufrido una dilución posterior cuando se añadió el licor de expedición, como se analiza más adelante en el presente documento. Por último, se encontraron sistemáticamente marcadores de madera como el ácido 5-carboxivanílico y la castalina (un elagitanino de la madera) (19) en las muestras del Báltico utilizando la resonancia de ciclotrón de iones por transformada de Fourier / espectrometría de masas (FTICR/MS) (Fig. S1) y sugieren que la FA tuvo lugar en barriles.Otra diferencia sorprendente entre los especímenes de champán bálticos y modernos se puede ver en su Na, Cl

+y el Hno.

 Concentraciones. De hecho, con 0,4-1 g/L de Na, 0,92-1,5 g/L de Cl

+y 2–4 mg/L de Br

, las muestras del Báltico mostraron concentraciones significativamente más altas que sus análogos modernos que contenían 8-12 mg/L de Na, 6-12 mg/L de Cl

+, y no hay Br detectable

 (Cuadro S2). Dadas las circunstancias, inicialmente se sospechó de contaminación del agua de mar, pero se descartó de inmediato. De hecho, la muestra A33, que se identificó como contaminada por agua de mar en el momento de la degustación (cuadro S2), proporcionó valores estándar para algunas de las principales proporciones de compuestos derivados del mar en caso de contaminación por el mar Báltico, cuya composición se sabe que es estable en mar abierto y océanos. En consecuencia, si todas las muestras hubieran estado contaminadas, se habría esperado encontrar la misma proporción relativa de Cl y Br en A11 y B17 que en A33. Sin embargo, las relaciones Cl/Br para las muestras anteriores, respectivamente 444 y 240, fueron significativamente diferentes de las de A33 (Cl/Br = 645) (véase la Tabla S2 para una mayor discusión). Por lo tanto, es más probable que las altas concentraciones de sodio y cloro mencionadas en las muestras de champán del Mar Báltico estén relacionadas con las prácticas enológicas utilizadas en el momento de su producción. La clarificación del vino para controlar la inestabilidad coloidal se puede llevar a cabo utilizando agentes clarificantes como cloruro de sodio o gelatina que contiene cloruro de sodio. Aunque los archivos de VCP no informan del uso de cloruro de sodio como agente clarificante, la correspondencia de Madame Clicquot sí menciona el uso de gelatina, cuya preparación requería cloruro de sodio para facilitar la disolución de proteínas (20). Por otra parte, Etienne (17) afirma que, en aquella época, la clarificación se realizaba dos o tres veces a lo largo del proceso de vinificación, lo que posiblemente contribuyó a una acumulación de Na y Cl

+ en las muestras del Báltico.Hoy en día, la estabilización tartárica del champán (para evitar la precipitación de sales de ácido tartárico dentro de la botella) se realiza después de la mezcla enfriando el vino a -4 °C (21). Basándonos en los registros históricos, incluidos los escritos de Dom Pérignon, sabemos que la práctica de la mezcla de vinos, es decir, la mezcla de vinos de diferentes variedades de uva, orígenes y años (ensamblaje), que es esencial para mantener la calidad y el estilo de cada casa, es anterior al siglo XIX. Aun así, es probable que en el momento en que se produjeron las muestras del Báltico, la estabilización de la sal del ácido tartárico se produjera de forma natural durante el invierno y, por tanto, antes de la mezcla, que normalmente tiene lugar justo antes de la primavera. De hecho, la similitud entre las muestras de champán báltico y moderno con respecto a las concentraciones medias de los dos cationes centrales para la precipitación de sal de ácido tartárico, Ca

2+ y K (Cuadro S2), indica que las muestras del Báltico se sometieron a una estabilización tartárica adecuada. Por lo tanto, es razonable suponer que el vino experimentó una precipitación lenta y fría mientras se almacenaba en barriles de madera expuestos a temperaturas invernales naturalmente bajas. Lo más probable es que los precipitados de sal de ácido tartárico se eliminaran durante las operaciones posteriores de trasiegos y filtración. Esto explicaría la ligera neblina observada en el interior de las botellas, pero la falta de precipitados adecuados incluso después de los 170 años que este vino permaneció bajo el mar. Al comienzo de la primavera, el aumento de las temperaturas habría permitido completar la FA, en los casos en que se había detenido prematuramente por el frío invernal. Concomitantemente con el final de la FA, podría haber ocurrido una fermentación maloláctica (FML) incontrolada en las barricas. La FML consiste en una desacidificación biológica de los vinos que da lugar a la transformación del ácido málico agudo y de sabor verde en el ácido láctico más suave. Hoy en día, este proceso suele ocurrir después de la FA y es monitoreado de cerca hasta el consumo completo de ácido málico por la bacteria láctica Oenococcus oeni (21), como lo ilustran las mediciones de RMN obtenidas para las muestras modernas (Tabla S3). Por el contrario, las muestras de champán del Mar Báltico mostraron un alto contenido de ácido málico con proporciones de ácido málico/ácido láctico en el rango de 0,46 a 0,81. Estos resultados subrayan el hecho de que, aunque ahora se usa ampliamente en la producción de champán, el FML no se controló durante el siglo XIX, lo que llevó a que probablemente se produjera un FML parcial en la botella.

+Según los archivos históricos de VCP, la segunda AF (o prise de mousse) tuvo lugar en abril, en botellas tapadas, después de la adición de azúcar en el licor de tiraje (el uso de este nombre se puso en práctica a mediados de siglo) y llevada a cabo por levaduras autóctonas, ya que el uso de cultivos preparados no se introdujo hasta finales del siglo XIX. Durante la segunda AF, se produce dióxido de carbono, lo que conduce a la efervescencia característica del champán. A principios de la década de 1840, el segundo AF habría permitido la producción y disolución de unos 10 g de CO

2 por litro de vino. Sin embargo, al ser el corcho un material poroso, a lo largo de 170 años, el CO

2 se difundió lentamente (a lo largo de su gradiente de presión inverso) fuera del cuello de botella y hacia el mar, tanto que incluso con corchos intactos, las botellas recuperadas contenían mucho menos CO disuelto

2 que los característicos 10 g/L de su juventud. Los catadores expertos notaron que, si bien no se observaron burbujas al verter, se sintió un ligero efecto de hormigueo al probar. Esta es una clara indicación de que el CO disuelto

2 se situó por debajo de la concentración crítica necesaria para permitir la nucleación heterogénea de las burbujas (del orden de 2,5 g/l a 10 °C) (22), pero no obstante superó las varias décimas de miligramo por litro necesarias para estimular tanto los receptores del trigémino como los receptores gustativos, mediante la conversión del CO disuelto

2 en ácido carbónico (23).

Posiblemente, la característica más llamativa de las muestras de champán báltico es su contenido de azúcar extraordinariamente alto (más de 140 g/L) (Tabla S1), cuando hoy en día la cantidad de azúcar añadida antes del taponado a través del licor de exportación (una mezcla de vino maduro, azúcar y antioxidantes) generalmente varía de cero en el caso de algunos vinos extra brut a 50 g/L en el caso del semi-sec. con el champagne doux (más de 50 g/L) más o menos abandonado. Por el lugar del naufragio, uno se siente naturalmente tentado a sugerir que las botellas de champán del Mar Báltico estaban siendo enviadas a Rusia. Sin embargo, la dosis (cantidad de azúcar añadido) que solía practicar el VCP para Rusia a mediados del siglo XIX era considerablemente más alta, con niveles cercanos a los 300 g/L, lo que justificaba la creación de una categoría específica de champán conocida como Champagne à la Russe. Según los archivos de VCP, los mercados francés y alemán deseaban una dosis de alrededor de 150 g/L, mientras que los británicos y estadounidenses preferían un contenido de azúcar más bajo (22-66 g/L).

El licor de expedición se puede preparar a partir de remolacha azucarera, caña de azúcar o jarabe de uva. Gracias a su correspondencia, sabemos que Madame Clicquot era reacia a utilizar remolacha azucarera para la preparación de su licor de expédition, y recomendaba en su lugar la caña de azúcar (24). Curiosamente, el perfil de RMN de las muestras del Báltico revela la presencia de pentosas como la ribosa, que también se observaron en el jugo de uva, pero no en el jarabe de caña ni en los especímenes modernos de champán. Esta observación sugiere que el jarabe de uva puede haber sido utilizado para la preparación del licor, aunque posiblemente en combinación con jarabe de caña de azúcar (Fig. S2).

Sin embargo, la pregunta de cómo los viticultores pudieron lograr concentraciones de azúcar tan altas sigue en pie. En el siglo XIX y por las razones antes mencionadas, es poco probable que las uvas de champán alcanzaran un contenido de azúcar superior a 180 g por litro de zumo; por lo tanto, habría sido necesaria la adición de un volumen desproporcionado de este jugo de uva al vino para alcanzar la concentración final de azúcar de alrededor de 150 g/L observada en las muestras del Báltico. Aunque es difícil evaluar en qué medida, tal adición habría provocado sin duda una dilución significativa del contenido alcohólico del vino, ocultando así una posible chaptalización más temprana del mosto. Además, las muestras de champán del Báltico mostraron concentraciones relativamente altas de derivados del furfural, como el 5-hidroximetilfurfural (5-[hidroximetil]-2-furaldehído) (25), que se origina a partir de la fructosa durante la caramelización que se produce a través de las reacciones de Maillard en condiciones ácidas (Fig. 2). Del mismo modo, se comprobó la presencia de dianhídridos de difructosa, que son marcadores clave de los procesos de caramelización, mediante su detección como aductos de cloro por FTICR/MS (2627) (Fig. S3). En consecuencia, la evidencia parece apuntar hacia el uso de jugo de uva concentrado por calentamiento para producir jarabe de uva con más de 700 g de azúcar por litro como base para el licor de expedición. Esta hipótesis fue muy bien confirmada por la detección de los mismos derivados del furfural en el jugo de uva calentado, pero no en el jarabe de caña calentado o en el jugo de uva sin calentar (Fig. 2 y Tabla S3).

Caracterización del 5-hidroximetilfurfural (HMF) en las muestras de champán del Mar Báltico. (Un1Espectros de RMN H (región espectral 7,8-6,6 ppm) que ilustran la presencia o ausencia de HMF en las seis muestras diferentes de champán (cajas azules). (B) Estructura molecular del HMF y anotación de carbono. (B y C) Identificación de HMF a través de (B) 2D-1H-1H DIPSI y (C) 2D-1H-13RMN-C (recuadros azules) (D) Determinación del posible origen del HMF en las muestras de champán del Báltico. Ausencia de HMF (con enfoque en los carbonos 1, 2 y 3) en el azúcar de caña caramelizado y el jugo de uva sin calentar frente a la presencia de HMF en el jugo de uva tratado térmicamente. e) Cuantificación de HMF por UPLC-MS. Cromatograma iónico extraído de alta resolución de masa 125.024418 ± 0. 005 Da correspondiente al ion [M-H]− de hidroximetilfurfural en diferentes muestras de champán analizadas en condiciones de fase reversa y área de pico del pico cromatográfico de hidroximetilfurfural.

FTICR/MS proporcionó además firmas químicas completas para cada una de las muestras, antiguas y modernas. Las huellas dactilares del champán báltico eran típicas de vinos que han sufrido una diagénesis molecular lenta a lo largo del tiempo, con masas moleculares que, en promedio, son significativamente elevadas y una menor diversidad química. De hecho, los especímenes de champán del Báltico parecen haber sufrido una mayor pérdida de fracciones peptídicas, como se ilustra en las redes de composición por un número general menor de compuestos que contienen nitrógeno en comparación con las muestras modernas (Fig. 3 y Figs. S4 y S5).

Espacio composicional de las muestras de champán analizadas con FTICR/MS. (A) Espectro de masas de la muestra A33 en el rango m/z de 150 a 800; Se muestran los detalles del espectro de la gama de 10 milimasas (331,08-311,18) con la asignación de la composición elemental. (B) Red de similitud compositiva (CSN) de las 4.196 características que destacan la m/z específica de las muestras de champán antiguo (Mar Báltico) (rojo) y moderno (azul); Dos zonas específicas de los especímenes de champán moderno están resaltadas en azul. (C) Espacio composicional de nitrógeno que muestra la distribución de los compuestos según el número de átomos de nitrógeno que contienen, que va desde ninguno (N0, azul oscuro) hasta 9 (gradiente de color). (D) Diagrama típico de ionización por electrospray (+)-FTICR/MS van Krevelen de la muestra A33 con compuestos CHO (azul), CHNO (naranja), CHOS (verde) y CHNOS (rojo); El tamaño del círculo es proporcional a la intensidad de la señal.

En el contexto actual de creciente preocupación por la seguridad alimentaria, los productores de vino prestan especial atención a garantizar que sus vinos estén libres de cualquier contaminación bacteriana, mediante el uso de compuestos antimicrobianos como los sulfitos y buenas prácticas de higiene. A menudo se nos hace creer que la higiene es un concepto moderno, por lo que fue inspirador darse cuenta de que las muestras de champán de 170 años de antigüedad presentaban concentraciones muy bajas de ácido acético, un signo de deterioro del vino (21). Los niveles de ácido acético fueron similares a los encontrados en los especímenes modernos (Tablas S1 y S3). Además, las concentraciones de aniones como el SO

42− también eran similares entre los champanes bálticos y modernos. Estos aniones son productos de oxidación de los sulfitos (Tabla S2), y los niveles similares atestiguan la probabilidad de estabilización microbiológica que ya estaba en uso en el siglo XIX.

Además del valor científico e histórico del análisis químico de estas muestras antiguas, también queda la cuestión crucial de su sabor. Aquí intentamos comparar la información recopilada durante las catas de expertos con los datos analíticos. De los 40 aromas identificados por GC/MS, 26 de estos compuestos mostraron concentraciones superiores a sus umbrales de detección conocidos (Tablas S4 y S5), y la correlación entre los descriptores compilados y los aromas considerados detectables es convincente.

Al principio, las muestras del Báltico se describieron utilizando términos como «notas de animales», «pelo mojado», «reducción» y, a veces, «cursi». Las notas animales están inequívocamente relacionadas con la presencia de fenoles volátiles, en particular el 3-etil-fenol y el 3-propil-fenol identificados por GC/MS. Los análisis de la FTICR/MS también revelaron la presencia de ácido p-cumaroiltartárico y ácido feruloiltartárico (Fig. S6), los respectivos precursores del 4-vinilfenol, que es responsable de las notas enpireumáticas, y del 4-etilfenol, que contribuiría a las notas animales (28 ). La producción de fenoles volátiles se atribuye clásicamente a la contaminación por Brettanomyces (28). Sin embargo, las descarboxilasas de fenol ácido y las correspondientes vinilfenol reductasas implicadas en la biogénesis de fenoles volátiles también podrían derivar de la actividad bacteriana de Saccharomyces cerevisiae y ácido láctico, aunque limitada, lo que da lugar a una producción significativa de estos compuestos a lo largo del tiempo. Los descriptores de «reducción» y «pelo mojado» eran de esperar para un vino que había pasado tanto tiempo al abrigo de cualquier fuente de oxígeno, y se justificaban por la presencia de compuestos sulfurosos ligeros como el sulfuro de hidrógeno, el metanotiol y el dimetildisulfuro (29). Por último, el término «queso» se relaciona con los ácidos butanoico y octanoico (21) así como, en menor medida, con el isoamil lactato (30) (carácter cremoso), todos ellos presentes en el vino catado, siendo este último signo de una fermentación maloláctica incompleta que ha tenido lugar en el interior de la botella. Al agitar el vino en la copa para oxigenarlo, el aroma se volvió mucho más agradable, con los aromas principales descritos como enpireumáticos, a la parrilla, especiados, ahumados y coriáceos, junto con notas afrutadas y florales. Lo más probable es que el ácido ferúlico liberado después de la hidrólisis del éster correspondiente (ver arriba) haya generado 4-vinilguaiacol y 4-etilguaiacol, que de hecho se describen como picantes, ahumados y asados a la parrilla (28). El carácter «afrutado» de las muestras de champán del Báltico puede atribuirse inequívocamente a la presencia de algunos ésteres etílicos de ácidos grasos (31) (hexanoato/octanoato de etilo), que son los principales compuestos aromáticos derivados de la fermentación en los vinos blancos, pero también al acetato de isoamilo (30) y al succinato de dietilo (32), mientras que el dihidrocinamato de etilo (33), el octano-1-ol (21) y el 2-feniletanol (34) son claramente responsables de las notas florales. Por último, también se detectaron lactonas de roble cis y roble trans, y su presencia confirma aún más el uso de barricas de madera en la elaboración de los champanes del Mar Báltico.

Gracias a los conocimientos moleculares adquiridos al comparar los champanes bálticos con los modernos, logramos descifrar una visión más clara de las prácticas de vinificación utilizadas en el champán a principios del siglo XIX (Fig. 4) y compararlo con el proceso moderno de vinificación (Fig. 5). Además, nuestro análisis enolómico no dirigido muestra una buena conservación de la calidad organoléptica del champán durante casi dos siglos, lo que plantea la cuestión de las cualidades intrínsecas de un entorno marino isotérmico y libre de vibraciones para la conservación del vino a largo plazo.

Representación del supuesto proceso de elaboración del champán vigente a principios del siglo XIX.

epresentación del proceso moderno de elaboración del champán.

Materiales y métodos

Para este conjunto de experimentos se utilizaron seis muestras diferentes de champán: tres descubiertas en el Mar Báltico (A11, A33 y B17) y tres modernas que datan de 1980 (1980), 1955 (1955) y 2011 (BCJ) y proporcionadas por la casa Veuve Clicquot Ponsardin (VCP). A11 y A33 eran dos champanes VCP, este último contaminado con agua de mar, mientras que la muestra B17 era un champán Juglar. La cuantificación de los elementos se realizó mediante espectroscopía de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente (ICP-AES). En el caso de elementos cercanos o por debajo de su límite de detección, las muestras se volvieron a analizar mediante espectrometría de masas de campo de sector de plasma acoplado inductivamente (ICP-sf-MS). Los datos metabolómicos se obtuvieron mediante FTICR/MS (910). A partir de los conjuntos de datos resultantes, se calcularon hasta miles de fórmulas que contenían elementos C, H, O, N, P y S y luego se representaron utilizando proyecciones de diagramas de van Krevelen en 2D, que los clasifican a lo largo de dos ejes de acuerdo, por ejemplo, con las relaciones atómicas H/C y O/C. Los metabolitos también se separaron y analizaron mediante cromatografía líquida de fase reversa (RP) e interacción hidrofílica (HILIC): ultra alta resolución acoplada a espectrometría de masas de tiempo de vuelo cuadrupolar (RP- e HILIC-UPLC-Q-ToF-MS) (10). Para obtener una visión cuantitativa no dirigida de los metabolitos abundantes, se generaron espectros de RMN unidimensionales y multidimensionales. Espectros unidimensionales (1H) sirvieron para la comparación cuantitativa de metabolitos entre las muestras, y experimentos 2D [1H-1H-DIPSI (desacoplamiento en presencia de interacciones escalares), 1H-1H-J-resuelto, 1H-13Coherencia cuántica simple heteronuclear C, 1H-13Correlación de enlaces múltiples heteronucleares C] ayudó con la identificación de metabolitos. Los análisis de aromas se realizaron mediante extracción por sorción de barras agitadoras-desorción líquida-cromatografía de gases-espectrometría de masas (SBSE-LD-GC-MS) (1135-37).