Cómo una levadura nativa de Uruguay se venderá en Francia para obtener mejores vinos

La cepa nativa de la levadura Hanseniaspora vineae se comenzará a vender en Francia para lograr vinos más aromáticos que los obtenidos con fermentos tradicionales. Aislada, estudiada y desarrollada por investigadores de la Facultad de Química, se trata de la primera patente que dejará recursos por concepto de regalías a la Universidad de la República.

Una de las obras más populares de la ciencia ficción inglesa se titula “La vida, el universo y todo lo demás”. Su autor, el ya fallecido Douglas Adams, tenía una prosa deliciosa e imaginativa y, en efecto, la novela abarca en tono jocoso muchos temas. Sin embargo, Francisco Carrau, biólogo y responsable del Área Enología y Biotecnología de Fermentaciones de la Facultad de Química de la Universidad de la República (Udelar), acaba de publicar un artículo, en colaboración con Paul Henschke, de la Universidad de Adelaida, Australia, que poco tiene que envidiarle a la popular novela de Adams.

El título ya da algunas pistas: “Hanseniaspora vineae y el concepto de levaduras amigables para aumentar la diversidad del flavor autóctono del vino”. Sin embargo, el artículo, que se publicó en la revista Frontiers in Microbiology habla del vino, el universo y todo lo demás. La pérdida de biodiversidad, un mundo cada vez más homogéneo, las desventajas del egoísmo, el valor de la cooperación, la innecesaria división entre ciencia básica y aplicada, el abordaje de los microorganismos como comunidades, la oportunidad que nos brindan otras formas de vida para entender fenómenos biológicos, el valor de lo local, son sólo algunos de los puntos que atraviesa el trabajo. A ello deberíamos agregarle la importancia de tener una línea de investigación sostenida en el tiempo, la tenacidad, la inspiración, lo azaroso y hasta tener un buen olfato.

Con todo esto en mente, material suficiente para más de una nota, nos dirigimos a la Facultad de Química para hablar con Francisco Carrau. Y entonces lanza una bomba sobre el escritorio del entrepiso que agrega aún más temas para este artículo. “Te tengo una primicia”, dice. “Cerramos un acuerdo con una de las empresas de levadura más grandes del mundo, Lallemand, que es de Canadá. Ellos van a vender nuestra levadura nativa en Francia. Y es el primer acuerdo comercial que firma la Udelar con una empresa extranjera en el que la Universidad va a cobrar una regalía”. Agregamos entonces a la lista: Uruguay pasa de ser un exportador de vinos a exportar también biotecnología para hacer vinos, cómo haciendo ciencia desde el sur se puede llegar al norte y mucho más tópicos que se irán desplegando a medida que conversamos y que inundan la sala como los aromas de un buen vino.

Un tema de biodiversidad

Como ya dijimos, el artículo permite hablar de varios problemas y temas interesantes de la ciencia actual reflejados en una copa de vino. Y uno de ellos es el de cómo nos afecta la pérdida de biodiversidad, en este caso de las levaduras. El mundo más homogéneo resultante también se refleja en la forma en la que una copa de vino despierta nuestros sentidos. Carrau muestra en su computadora una de las figuras del artículo. Allí se ve cómo la cantidad de microorganismos aumenta en la plantación de la viña en comparación con el campo sin cultivar. “El aumento de la diversidad de microorganismos en la viña se explica por la fruta. Cuando madura la uva genera más azúcares, lo que atrae a más insectos, aves y con ellos a otro montón de microorganismos”.

Sin embargo, esa diversidad se va perdiendo en los distintos procesos y luego, cuando el mosto se fermenta con la levadura Saccharomyces cerevisiae ‒la misma que se emplea para la fermentación de la cerveza y el pan‒, todo queda reducido a un único microorganismo: la propia levadura que se agregó. Francisco señala una parte del recuadro que muestra que otra fermentación que no desemboque en el dominio absoluto de la levadura cervecera ‒así se le dice a la Saccharomyces cerevisiae‒ es posible. “Esto es lo que queremos hacer nosotros. Queremos recuperar diversidad”.

Carrau, además de venir de una familia productora de vinos, es biólogo. Se licenció en la Facultad de Humanidades y Ciencias y en 1997 hizo su doctorado en la Facultad de Química trabajando con levaduras del vino. Le pregunto si esta formación tiene algo que ver con este abordaje en el que están tan presentes conceptos como la pérdida de biodiversidad o la competencia y cooperación entre comunidades de organismos. “Eso se fue dando. Hace muchos años que venimos trabajando con cultivos mixtos. Entonces uno ve que ciertos cultivos compiten más que otros, unos prevalecen y otros no. Los fenómenos que conocemos en los humanos, de cooperación y competencia, existen en toda la naturaleza. Nosotros entendimos que en la fermentación con la levadura cervecera, desde el punto de vista biológico, implica una pérdida de diversidad”, sostiene. “En ecología uno ve que cuando hay sistemas que tienen muy pocas especies, estos son inestables. Cuanta mayor diversidad, más se estabilizan los sistemas. De allí viene la importancia de la diversidad. Si plantás soja o tenés un monocultivo, perdés diversidad. Si tenés un bosque nativo, tenés mucha más diversidad que en un bosque de eucaliptos”. Y algo similar sucede a la hora de hacer vino.

“En la década de 1990 algunos enólogos y consumidores notaron que los vinos se estaban volviendo más uniformes en cuanto a sabor en términos de falta de complejidad y diversidad”, dice el artículo. También allí señalan que “las características de flavor”, es decir la suma sensorial del gusto, el olfato y el tacto en paladar “de los vinos de los principales países productores, que tienen terruños específicos, se estaban volviendo menos evidentes en sus diferencias”.

¿Por qué estaba sucediendo eso? En el trabajo dejan constancia de que “la mayoría de los productores de vino utilizaban la misma tecnología de fermentación convencional basada en Saccharomyces cerevisiae”. Esta levadura cervecera comercial, sostienen, “básicamente excluía la oportunidad de que sus respectivos terruños microbianos participaran en el proceso de vinificación”. Entonces cuentan que algunos sugirieron una vuelta a las raíces, a contemplar el terroir ‒el terruño‒ microbiano y apostar por “una estrategia de vinificación de ‘bajos insumos’”.

El uso de la levadura cervecera permitió estandarizar procesos y predecir resultados a las bodegas. Pero eso fue a costo de vinos complejos y con más aromas. Pero volver a las raíces es tan imposible como volver a vivir en las cavernas. El tiempo ha pasado y no ha sido en vano. Volver a hacer el vino a ciegas, sin incorporar el conocimiento de la microbiología y las caracterizaciones químicas, con técnicas y aparatos cada vez más precisos y sensibles, sería un desperdicio. Y justamente Carrau y su equipo del Área de Enología venían dando grandes pasos en esta dirección de incorporar la diversidad de los microbios presentes en el suelo y la uva para lograr mejores vinos.

Buen olfato

Uno podría pensar que Carrau y sus colegas, sabiendo que entornos más diversos producirían vinos más diferenciados, comenzaron a probar con varias levaduras para fermentar. Sin embargo sucedió al revés: el vino lo llevó de las narices, literalmente, a preguntarse qué microorganismos estaban presentes en los procesos de fermentación, en los suelos y en las viñas.

“Es entretenido cómo comenzamos por lo sensorial”, dice Pancho ‒así le dicen los compañeros que entran y salen de la oficina, y tal vez uno, como está hablando de vinos, se deja llevar por esa hermandad de la uva de la que tan bien escribió Joe Fante‒.

En el trabajo señalan que si bien se han caracterizado compuestos en laboratorios que se forman en el vino con diversos microorganismos que intervienen en la fermentación, los estudios sobre cómo nuestras narices ‒y luego los paladares‒ perciben esos cambios, son muy escasos. “Desde 1985 a 1997 venimos seleccionando levaduras por degustación. En nuestro inicio, como no teníamos mucha potencia químico-analítica, nos dedicamos a la microbiología de vino más básica, en pequeñas cajas de Petri”, confiesa Carrau. “En 1997 nos asociamos con el grupo de Química Orgánica de la facultad y empezamos a medir los compuestos con espectrometría de masa y cromatografía de gases y de líquidos de alto rendimiento”, relata. Pero esa capacidad de análisis no ha alterado su metodología: “Hoy nuestro grupo sigue haciendo la cata sensorial desde el inicio, y vamos seleccionando y guardando las levaduras que dan aromas interesantes”. Es decir, si producen vinos interesantes, luego se estudiarán. Pero la que manda es la nariz.

“Cuando tenés mucha diversidad de microorganismos se forman muchos escalones de compuestos. Si tenés poca diversidad, los escalones van a ser menos. Es la diferencia entre tener una escalera con cinco o con 20 escalones. Eso en lo sensorial da complejidad”, grafica. Aquí comenzaron por lo sensorial: vinos complejos los llevaron a preguntarse por los microorganismos que intervenían en su fermentación. Cuando la nariz se deleitaba, Carrau y su equipo ‒que ya lleva varias generaciones de investigadores e investigadoras dedicados al tema‒ iban tras la pista de qué especies de levadura estaban incidiendo en el proceso.

El valor de la biota local

Vinos menos complejos reflejan una pérdida de diversidad. Se lo dicen sus narices, se lo dicen sus aparatos de análisis químicos y lo dice también la ecología. Pero aquí se introduce otro concepto fascinante, que tiene que ver también con un tema de sumo interés en nuestros días: el valor de lo nativo, de la diversidad local.

Carrau y sus colegas vienen estudiando, caracterizando y aislando levaduras nativas que están presentes en las vendimias de Uruguay. En el arte vitivinícola se habla del terroir, características del lugar donde se planta la vid que, junto al clima, le darán al vino sus propiedades y su identidad. “Esa importancia de lo que hay en el suelo es lo que también se empezó a entender en humanos. Mi microbiota es diferente a la tuya, porque vivo en otro ambiente, como diferente, tengo hábitos distintos. Por ejemplo, puedo tomar más mate que tú y entonces tener una flora intestinal distinta. En la viña pasa lo mismo. Y por eso nosotros decimos que las levaduras son parte del terroir”.

Lo que dice tiene implicancias claras a la hora de hacer vino, y es uno de los motivos más claros que tuvieron para publicar el artículo. “Si no usás levaduras comerciales, seguro vas a tener un efecto del terroir en el vino. Pero si usás levadura comercial, es la misma que venden en Argentina para hacer Malbec o la misma que venden en Chile para hacer Carmenere. Y eso es lo que pasa, estamos usando casi todos las mismas levaduras”.

Eso en un momento dio resultados. “Cuando nuestros abuelos hacían vino casero podían tener un año un vino riquísimo y al siguiente uno espantoso. Eso era porque la fermentación dependía de las levaduras y otras elementos presentes en la uva, que cada año variaban de acuerdo a las lluvias y otros factores”, ejemplifica. En esos casos, agregar la levadura cervecera comercial, que se sabe que fermenta bien y termina bien el proceso, podía mejorar al vino. “Cuando vos no conocés tu microbiota nativa, lo mejor es hacer eso. Y eso fue lo que se hizo durante 100 años. Y mejoró la calidad de los vinos. Pero ahora queremos diferenciarnos. ¿Pero cómo hacemos para diferenciarnos si usamos todos la misma levadura?”.

Levaduras amigables y egoístas

Tras tanto uso de la levadura cervecera, en nuestro país comenzaron a evolucionar cepas nativas de la Saccharomyces cerevisiae. Carrau y sus colegas las vienen caracterizando desde el año 1985.

“Esas Saccharomyces nativas van a aparecer sólo cuando utilizás una levadura amigable”, comenta, introduciendo otro de los grandes temas abordados en su trabajo. ¿Levaduras amigables? “El artículo inicialmente tuvo unos revisores que criticaron el concepto de levaduras amigables, nos pedían pruebas para que las llamáramos así”, confiesa Carrau. Al principio se contrariaron, pero luego vieron que tenían abundantes pruebas químicas para demostrar que estas levaduras nativas, en comparación con la cervecera comercial, son menos belicosas y más propensas a vivir con otros.

“Saccharomyces cerevisiae no es amigable, es mala, egoísta, les roba los nutrientes a las otras, genera entornos en los que para las demás es difícil sobrevivir. Y esa es la levadura que todo el mundo usa”, agrega. “Sucede que la seleccionamos tanto que se hizo tan especialista en fermentar pan, cerveza y vino, que no desperdicia nada. Entonces la levadura cervecera fermenta todo el azúcar a etanol, lo que hace que dé un mayor porcentaje de alcohol. Ese alcohol es antiséptico, mata a otras levaduras y bacterias, entonces de esa forma compite con las otras especies. Ella se especializó en eso. Y al especializarse en eso descuidó un poco la parte aromática, que son todas las cadenas laterales, ya que los aromas no son productos primarios de la fermentación, sino secundarios”, explica.

Las levaduras nativas que seleccionaron basándose en sus narices, en cambio, resultaron amigables, es decir, permiten que otras levaduras ya presentes en la uva y el terroir también participen de la fermentación, generando entonces vinos más complejos. Y entonces entra en acción la gran protagonista de esta historia: la cepa nativa de Hanseniaspora vineae.

“Para demostrar que Saccharomyces no es amigable armamos una lista de los compuestos antisépticos que produce y por qué Hanseniaspora vineae no los hace. El alcohol y el ácido acético son dos potentes antisépticos que inhiben el crecimiento de levaduras, bacterias y otros organismos. Esa es una de las razones de por qué a lo largo de la historia se recurrió a la levadura cervecera, porque los alimentos no se contaminaban con otras bacterias”, dispara Carrau.

“Tanto el etanol como el ácido acético son tóxicos para otros organismos. Pero si los unís con una acetiltransferasa, que está presente con cinco veces más potencia en Hanseniaspora vineae que en Saccharomyces, detoxifica el medio. Al hacerlo, permite que crezcan otras levaduras. Hanseniaspora comparte su nicho con otras levaduras, por eso es amigable”, justifica. Pero no era sólo por allí: también dejan constancia en el trabajo de que además del etanol y el ácido acético, hay otros compuestos tóxicos (como algunos ácidos grasos de cadena media ‒el bastante conocido octanoico, por ejemplo‒) que son producidos en mucha menor cantidad por nuestra levadura nativa. “Saccharomyces los usa como compuestos para intoxicar a los competidores”, comenta. A esta altura uno ya le tiene cierta tirria a la levadura cervecera, que más que egoísta es casi una genocida.

Amigables y nativas

De todas las cepas de levaduras nativas que caracterizaron, sólo 10% brindaba efectos deseables a los vinos. Pero la levadura Hanseniaspora vineae una y otra vez convencía a sus narices y a sus aparatos. “Llegamos a la conclusión de que las levaduras que producían esos vinos sensorialmente complejos eran seis cepas de Hanseniaspora vineae y tres de Metschnikowia fructicola, que es otra especie de levadura”, dice, para luego confesar: “Esto a los biólogos les encanta, porque estamos haciendo un vino con una levadura con la que nadie pensaba que se podía hacer”.

“A Hanseniaspora vineae nadie le daba pelota, porque es una levadura muy difícil de encontrar y de la que hay muy pocas cosas publicadas. Todo el mundo les prestaba atención a otras levaduras de este género, pero no a esta. Son levaduras abundantes: 60% de la uva tiene Hanseniaspora. Aquí aislamos una cepa nativa de Hanseniaspora vineae”, comenta Carrau.

De la copa de vino a la ciencia básica

“Caracterizando químicamente los compuestos que producían estas levaduras nativas, encontramos vías metabólicas nuevas, mecanismos de producción de aromas diferentes. Eso nos está dando crédito en las ciencias básicas, porque son compuestos que la Saccharomyces no hace pero Hanseniaspora sí, ya que tiene otras vías metabólicas. Esta línea de trabajo enriquece la parte de las ciencias básicas”, dice sin ocultar su felicidad.

“En la fermentación Hanseniaspora usa otros aminoácidos diferentes, usa otras vías metabólicas y produce compuestos de forma mucho más fuerte que Saccharomyces, lo que permite que las analicemos”, explica.

Hacer aportes a nuevos mecanismos que tienen que ver con la fisiología microbiana siempre es relevante. Encontrar nuevas vías metabólicas en levaduras podría tener aplicaciones que van más allá de su uso en el vino. Panes y cervezas podrían beneficiarse y agregar complejidad, al tiempo que, nunca se sabe, podría algún día encontrase que estas vías son de utilidad en otros campos impensados de la medicina, la biología o la química. Entender las vías y los metabolismos no conocidos de los microorganismos puede deparar sorpresas.

“La Hanseniaspora vineae es una levadura que se muere a los pocos días, y en unos 15 o 20 días se rompen sus células, pero en Saccharomyces esto ocurre en unos seis meses. Al romperse las células de la levadura el vino adquiere más cuerpo, ese es otro valor agregado”, comenta Carrau.

Pero ese proceso de muerte celular tan acelerado desembocó en otra investigación.

“¿Por qué Hanseniaspora vineae se muere y destruye su membrana tan rápidamente? Esa programación de muerte celular en tan pocos días, que se llama apoptosis, se ha observado sólo en el cáncer; no se da en las células con frecuencia”.

“Ahora con un profesor uruguayo que está en la Universidad de Caxias do Sul, Sergio Echeverrigaray, se está estudiando eso. Y está entusiasmado porque esta levadura le permite ver en 15 días todos los problemas de la destrucción de la membrana, ver qué pasó, qué genes actuaron”. Una vez más una copa de vino nos lleva a lugares impensados. Ahora proponiendo un nuevo modelo celular para estudiar la apoptosis y la muerte celular. “Hace poco presentamos en la Universidad de California un nuevo modelo celular eucariota, que no es otro que Hanseniaspora vineae. Tiene muchos campos de aplicación”, dice. También cuenta que en el Centro de Investigaciones Biomédicas, dirigido por Rafael Radi y que se encuentra en Facultad de Medicina, están produciendo unas levaduras mutantes para estudiar el efecto de los antioxidantes y cómo protegen la cadena respiratoria de las mitocondrias. “Es una investigación totalmente básica”, apunta.

Esto hace añicos la separación de la actividad científica entre básica y aplicada, le tiro. “Como decía Pasteur”, dice Carrau señalando el busto que luce en lo alto de una estantería, “no existen ciencias básicas y ciencias aplicadas, lo que existen son aplicaciones de la ciencia. La ciencia es una”.

Un producto y un acuerdo increíbles

“En el mundo hay unas 100 levaduras que se usan para el vino. Casi todas son del mismo género, Saccharomyces, y muchas son distintas cepas de la misma especie, Saccharomyces cervisiae”, dice Carrau. Pero en 2022 eso cambiará. “En febrero, junto con la Comisión Sectorial de Investigación Científica de la Udelar vamos a organizar en el Paraninfo una presentación de un nuevo producto que se lanzará al mercado en Francia”, adelanta.

¿Y cuál es ese producto? Una levadura para vinos que no es una Saccharomyces, sino nuestra nativa y amigable cepa de Hanseniaspora vineae. Uruguay entonces, además de exportar vinos, exporta biotecnología para hacer vinos que se comercializará en Francia, una de las cunas de este arte de transformar la uva en una delicia líquida. Pero no es algo que haya sucedido de un día para otro. Ya en 2015 se realizó un acuerdo de transferencia tecnológica mediante un Proyecto Alianza para la Innovación de Agencia Nacional de Investigación e Innovación (ANII).

El proyecto se firmó entre la Udelar, la Facultad de Química y la empresa Lage y Cía. El objetivo era el “desarrollo de un fermento comercial con una levadura de vinificación de la especie Hanseniaspora vineae seleccionada en Uruguay”. Lage y Cía es una empresa de biotecnología que se especializa en inoculantes de bacterias “para su aplicación en agricultura”. Desde 2010 la empresa venía colaborando en la investigación y desarrollo del grupo de Enología para producir y probar levaduras para el vino.

“La titularidad de los derechos sobre los resultados obtenidos, así como de los protocolos de aplicación que resulten de la ejecución del proyecto, corresponderá en partes iguales a Lage y Cía y Udelar”, decía el proyecto ANII. Más adelante, agrega: “La explotación comercial de los derechos de propiedad intelectual generados” corresponderá a Lage y Cía en exclusividad dentro del territorio nacional y a Oenobrands Francia en el extranjero, y para ello se establecen términos y condiciones de explotación que constarán en un “Contrato de Licencia que se celebrará entre Lage y Cía, Oenobrands y Udelar”.

Pero luego la empresa Lage y Cía fue comprada por la canadiense Lallemand. “Lage y Cía nos fabricaba los fermentos líquidos para facilitárselos a los enólogos de las bodegas locales porque nos llevábamos muy bien. Cuando fue comprada por Lallemand pensamos que eso se iba terminar. Sin embargo, sucedió lo inesperado. Le informaron que aquí se estaba elaborando un fermento para vino con otras levaduras y esto terminó ahora con un producto que sale al mercado en Francia el año que viene”, dice Carrau, que saca un paquete plateado de un cajón de su escritorio.

Está envasado al vacío. La etiqueta dice “HV pilot”. Es decir, es la producción piloto del fermento para vino de la levadura Hanseniaspora vineae que fascinó a Carrau y sus colegas, que Lage fabricaba en líquido para investigación en las bodegas locales y que ahora estará disponible para agregarles aromas más complejos a los vinos de, en principio Europa, luego tal vez, de otras partes del globo.

“Esta producción piloto se hizo en Dinamarca. Oenobrands, que está en Montpellier, lo va a comercializar. Uno puede elegir entre unas diez levaduras diferentes, que vienen envasadas como estas. La mayoría de ellas, casi 99%, son Saccharomyces cerevisiae. Esta se va a comercializar con una etiqueta que dirá ‘Desarrollada por la Udelar, Uruguay’ o algo similar”, dice feliz.

“Esta es la primera vez que una patente de la Udelar se va a poner en producción. Porque patentes se han hecho, e incluso algunas se han vendido, pero luego quedan en un cajón, no se da la producción”, agrega Carrau. Está tranquilo sobre el desempeño de la creación colectiva del Área de Enología.

“Con esta levadura nativa uruguaya ya se ha hecho vino en La Rioja, en la ribera del Duero; en Cataluña, en España; en Montpellier, en Francia, y en el Trentino, en Italia. Hace dos años que estamos trabajando con ellos calladitos haciendo vinos. También en Nueva York y en California, en Estados Unidos”, comenta orgulloso.

“Este es el primer acuerdo comercial que firma la Udelar con una empresa extranjera en el que la universidad va a cobrar una regalía. Que sea el primero es algo destacable como noticia, pero también muestra nuestra falta de desarrollo. Las universidades del mundo viven en gran medida de patentes y comisiones por desarrollos propios”, reflexiona. “El tema de los desarrollos propios es el de tener una industria que esté interesada y atenta. Nuestro mercado es muy pequeño, entonces eso siempre fue muy difícil en Uruguay. Pero si pensamos en el mercado mundial, el horizonte se amplía”.

Comenzamos con el olfato. Fuimos a buscar el auxilio de la química. Pasamos por lo enriquecedora que es la biodiversidad. Entendimos que la cooperación y ser amigables es mejor que ser egoístas. Vimos cuánto mejor es la diversidad que la homogeneización. Descubrimos incluso, entrando en la más pura ciencia básica, nuevas formas de metabolismo de estos hongos. Y ahora, en la mesa, un producto comercial, que encima dejará ganancias para la Udelar y sus investigadores, nos mira satisfecho. “Siempre dicen que una innovación demora diez años en ser aplicable. Nosotros el año que viene cumplimos 20 años del aislamiento de la levadura. Esto lleva tiempo”.

Artículo: “Hanseniaspora vineae and the concept of friendly yeasts to increase autochthonous wine flavor diversity”
Publicación: Frontiers in Microbiology (agosto 2021)
Autores: Francisco Carrau, Paul Henschke