Extraction of soluble polysaccharides from grape skins

Abstract

Obtaining polysaccharides from grape cell walls is an interesting topic for the wine industry given its implications with regards to wine treatments and potential sensory attributes. In the present work, several conditions (i.e., a chelating agent, pH, titratable acidity, extraction time, number of successive extractions, solid to liquid ratio and alcoholic fermentation) were tested to assess their effects on the yield of soluble polysaccharides obtained from grape skins. Among the four tested solvents (i.e., water, tartaric acid, ammonium oxalate, and ethylenediaminetetraacetic acid), aqueous ammonium oxalate was the most effective for polysaccharide extraction but also produced the highest amount of protein impurities. Increasing the number of successive extractions or modifying the extraction time does not increase the amount of total extracted polysaccharides but produces more polysaccharides with a low molecular mass. The extraction yield of polysaccharides does not increase by increasing the tartaric acid concentration; however, the extraction yield increases by increasing the pH of the solvent or decreasing the solid to liquid ratio during the extraction. During the fermentative maceration of the skins, the extraction of soluble polysaccharides is significantly higher than that obtained with aqueous solvents. Thus, it seems that grape skins contain some pectic polysaccharides that are tightly bound to the cell wall matrix that are not immediately solubilized by aqueous buffers and are released under alcoholic fermentation conditions.

El interés acerca de los polisacáridos del vino procedentes de las paredes celulares de la uva ha ido en aumento, debido principalmente a sus implicaciones tecnológicas y sensoriales. A pesar de ello, todavía hay un gran desconocimiento acerca de cuáles son los factores que tienen más incidencia sobre la solubilización de estos compuestos desde la uva hacia el vino. Por ello, en el presente trabajo se ha estudiado el efecto de factores como el pH, la acidez, la relación sólido-líquido, el tiempo de extracción, los agentes quelantes o la fermentación alcohólica sobre la liberación de polisacáridos de hollejos de uva de la variedad Carménère. Los resultados obtenidos indican un incremento de la extracción de polisacáridos al aumentar el pH y al disminuir la relación sólido-líquido. Además, incrementando el tiempo de extracción o el número de extracciones tan sólo se observa un incremento de los polisacáridos de baja masa molecular, lo que parece indicar que los polisacáridos de mayor tamaño se solubilizan de forma rápida, y que después de la extracción inicial, las partes sólidas conservan un reservorio de polisacáridos de baja masa molecular que se pueden ir solubilizando posteriormente. La extracción de polisacáridos de los hollejos durante la fermentación alcohólica es muy superior a la extracción de dichos compuestos desde los hollejos durante procesos de extracción no fermentativos, lo que constata las modificaciones que sufren las paredes celulares de los hollejos durante la fermentación alcohólica. Dichas modificaciones parecen favorecer claramente la extracción de polisacáridos desde los hollejos hacia el vino.