El espíritu del vino (y II)

Este artículo es la segunda parte de El espíritu del vino (I). Nos lo ha enviado mi profesor el Dr. Ricardo López (web). Él da clase en la Universidad de Zaragoza y trabaja en un temaapasionante, el análisis de los olores del vino y la Química que tienen detrás en elLaboratorio de Análisis del Aroma y Enología (LAAE). Recuerdo sus clases muy claras y didácticas. Su artículo no se queda atrás. Disfrutadlo y aprended cómo se estudia a qué huele el vino. Gracias otra vez, Ricardo, por enviárnoslo.

Nos quedamos en cómo obtener los diferentes compuestos químicos separados gracias a un cromatógrafo. Sin embargo, que sepamos dónde está ese compuesto químico no significa que sepamos su nombre. Para esta tarea se pueden utilizar diferentes instrumentos científicos pero el más habitual en nuestro campo es el espectrómetro de masas. Este instrumento rompe las moléculas químicas produciendo unos fragmentos que son característicos de cada molécula. Podríamos asemejarlo a una «huella dactilar química«, esa información adecuadamente procesada permite identificar desde el punto de vista químico el olor que estamos buscando.

Una vez que hemos contestado a la cuestión «quién», nos queda saber el «cuánto». Esta quizá sea la parte más difícil de nuestro trabajo. Por dos razones fundamentales, porque muchos olores son provocados por moléculas químicas que se encuentran en concentraciones bajísimas y porque están mezcladas con cientos de moléculas parecidas.

Cuando hablamos de concentraciones bajísimas es difícil hacerse a la idea con conceptos como nanogramos por litro y expresiones similares. Lo mejor es hacer una comparación trasladando los valores a una escala más familiar. El responsable del olor a «corcho» que estropea el aroma de algunos vinos es un compuesto conocido como tricloroanisol. Este compuesto químico puede hacer que un vino huela a corcho cuando su cantidad en una botella de vino supera 1 nanogramo. Llevándolo a nuestra escala, esto significa que con 1 gramo de este compuesto podríamos hacer que oliera a corcho todo el vino que se ha elaborado en Aragón en los últimos tres años (más de 700 millones de litros). Es fácil imaginar que analizar moléculas químicas en cantidades tan pequeñas va a ser extremadamente difícil. Para ello hacen falta no sólo los instrumentos científicos más avanzados sino también unos conocimientos y una forma de trabajar que surge de la experiencia de muchos años. Nuestro laboratorio puede presumir de ser un referente mundial en este campo, porque muchos de los métodos de análisis que hemos desarrollado se usan en laboratorios y bodegas de todo el mundo. Estos métodos de análisis químico se basan en extraer las moléculas responsables del aroma del vino por diferentes principios y procedimientos químicos (diferencia de polaridades, reparto entre fases, volatilidad, atracciones electrostáticas, etc.), posteriormente separarlas mediante cromatografía, y finalmente detectarlas mediante espectrometría de masas.

Un caso real de nuestro trabajo puede verse en este minidocumental (ver en YouTube) que elaboramos para difundir nuestra investigación, y que resume en tres minutos todo lo que he descrito hasta aquí.

Me gustaría resumir el resultado de nuestras investigaciones con nuestro concepto del aroma del vino. En una orquesta hay muchos intérpretes, de la misma forma que en el vino hay muchos olores, pero la música que interpretan no se percibe como la suma de todos los músicos sino como algo superior, más elaborado. Este sería el olor del vino, una mezcla de moléculas químicas con diferentes olores que da lugar a lo que nuestros sentidos interpretan como olor a vino. A veces en la orquesta hay un solista que tiene reservado un papel especial, siguiendo con nuestra analogía el solista sería el olor especial, ese que es capaz de mejorar el vino (o de estropearlo, en algunos casos).

Para acabar me gustaría recordar que el vino va más allá de ser una simple bebida. Desde que tenemos registros históricos sabemos que ha formado parte de nuestra forma de vida, es parte de nuestra identidad. Las antiguas culturas no sabían nada de moléculas, y a diferencia de las cosas que podían oír, ver o tocar, los olores eran entes etéreos que surgían de un mundo de seres y poderes invisibles, de espíritus. Miles de años después, en el siglo XXI y rodeados de instrumentos científicos, para los que investigamos en el LAAE el aroma sigue siendo el Espíritu del Vino.

El espíritu del vino (I)
El espíritu del vino (II)

El espíritu del vino (I)

Este artículo, que publicaré dividido en dos partes, nos lo ha enviado mi profesor el Dr. Ricardo López (web). Él da clase en la Universidad de Zaragoza y trabaja en un tema apasionante, el análisis de los olores del vino y la Química que tienen detrás en el Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología (LAAE). Recuerdo sus clases muy claras y didácticas. Su artículo no se queda atrás. Disfrutadlo y aprended cómo se estudia a qué huele el vino. Gracias, Ricardo, por enviárnoslo.

 

¿Sabías que hay vinos que huelen a frutas tropicales? ¿A flores? ¿A roble? ¿A especias? Aunque también los hay que huelen a tinta, a pimiento, a cebolla o incluso a alcantarilla. Lo cierto es que hay cientos de olores en un vino, aunque no siempre seamos capaces de percibirlos todos. De hecho, el vino es uno de los tres alimentos que poseen aromas más complejos y sofisticados (los otros son el café y el chocolate).

Pero, ¿por qué puede ser tan diferente y complejo el aroma de un vino? La respuesta se encuentra en que tiene cientos de compuestos químicos volátiles y muchos de ellos huelen. Es como la paleta de un pintor que tiene muchos colores y mezclando esos colores pinta un cuadro, de la misma forma un vino tiene muchos posibles olores y son las cantidades y proporciones entre ellos las que determinan cuál será el aroma final del vino.

El estudio de este fascinante mundo del aroma es el tema de trabajo de nuestro grupo: el LAAE. En este artículo me gustaría transmitiros en qué consiste nuestra investigación. Quizá lo mejor sea empezar por lo más básico recordando que los olores son en realidad compuestos químicos lo suficientemente pequeños y ligeros para evaporarse del vino y «volar» por el aire hasta alcanzar nuestra nariz. Allí dentro se encuentran los diferentes receptores olfativos que se comportan como cerraduras que cuando son alcanzadas por ciertos odorantes (las llaves), disparan una respuesta neuronal que nuestro cerebro interpreta como un olor.

Nosotros nos dedicamos al análisis químico de estas moléculas responsables de los olores. Disponer de está información química nos permite relacionarla con la información sensorial y extraer conclusiones sobre la importancia de dichas moléculas. Un ejemplo simplificado de nuestro trabajo: un vino huele a pimiento (defecto aromático), primero tenemos que averiguar qué compuesto químico hace que el vino huela así,  después saber que cantidad de este compuesto químico provoca el mal olor. Finalmente, estudiamos la forma de conseguir que los enólogos puedan hacer que sus vinos no huelan a pimiento y mejoren su calidad.

Sin embargo, en la realidad las cosas son más complejas (y más divertidas) que en el ejemplo anterior. Nuestras experiencias diarias nos dicen que todos los olores no son igual de potentes. Esos restos de pescado en nuestra basura desprenden un olor muy intenso y desagradable que tardará en desparecer, mientras que el olor de la piel del plátano que hemos tirado en el mismo sitio apenas se nota. La razón de este fenómeno se encuentra en que nuestro olfato no tiene la misma sensibilidad para todos los olores. Podéis imaginar la razón de esto, la evolución favoreció que fuéramos más sensibles hacia los olores que estuvieran relacionados con peligros, con la comida y con el sexo. Hasta tal punto esto es cierto, que existen compuestos que podemos oler y que sin embargo los instrumentos científicos tienen dificultades para detectar.

Aprovechando este hecho, en nuestro grupo de investigación seguimos la línea de combinar un instrumento científico con la nariz humana. En concreto utilizamos un instrumento científico llamado cromatógrafo (que sirve para separar compuestos químicos) y colocamos a una persona a oler los compuestos químicos que este instrumento separa. Su nariz es nuestro detector, su nariz nos dirá dónde está el compuesto químico que huele a pimiento.

En la parte II os contaré cómo lo hacemos y, os enseñaré, además, un interesante vídeo explicativo.

Foto de Roberto Ruiz Herrera (@idar).

Un perro que detecta el cáncer de colon

Gracias a mi padre descubrí este sorprendente artículo en la revista de gastroenterología Gut. Y es que, por increíble que parezca el titular de la noticia, el perro existe realmente. Unos médicos japoneses han conseguido adiestrarlo para que detecte el cáncer de colon.

¿Cómo hace eso? Por lo visto, existe alguna sustancia química que circula por los cuerpos de los enfermos de cáncer de colon. El perro es capaz de oler esa molécula en las heces o en el aliento de los pacientes.
Y es aún más increíble la cantidad de veces que acierta. En los tests de aliento diagnosticó a 33 de 36 pacientes y oliendo las heces a 37 de 38. Eso es una sensibilidad del 91 y el 97%, respectivamente. Más sensible que hacer una colonoscopia.

Ahora, el reto es encontrar qué molécula está detectando el perro, identificarla y caracterizarla completamente para, en un futuro, poder desarrollar detectores electrónicos que detecten el cáncer en sus primeras fases.

Fuente: Sonoda H. et al., Gut (2011). doi:10.1136/gut.2010.218305

Los Nobel científicos 2009

Me gustó mucho hablar algo sobre los premios Nobel científicos (Química, Física y Medicina) el año pasado. Por eso quería hacer algo similar con los premiados en 2009, aunque sólo sea por no discriminarlos. Y además lo prometido es deuda. La verdad es que las líneas de investigación galardonadas son muy interesantes.

Medicina

Los tres premiados descubrieron cómo los cromosomas están protegidos en sus extremos (que bautizaron como telómeros de «parte final», en griego) por una cadena repetitiva de bases que estabiliza la estructura. También descubrieron la enzima telomerasa, encargada de añadir dichas bases (TTAGGG) al final de cada cadena de DNA de los eucariotas para formar los telómeros. La importancia de este descubrimiento radica en la relación de los telómeros con la muerte celular. Cuando las células se dividen, los telómeros se acortan en cada replicación. Así pues, el DNA está cada vez menos protegido y las células son más vulnerables a daños en su código genético. Se ha podido estudiar también que muchas células cancerosas tienen altos niveles de telomerasa, lo que hace que su DNA esté aún más protegido y, por tanto, sean más longevas (de ahí que sean más difíciles de eliminar completamente).

Física

Aquí el premio se divide en dos líneas primas hermanas y por tanto se reparte en dos mitades. La primera para Charles K. Kao y la otra para William S. Boyle y George E. Smith.

Kao se lleva el premio por sus investigaciones en fibra óptica y en la transmisión de la luz a través de éste material. Hoy en día las telecomunicaciones no serían nada sin fibra. De esto sabe mucho un asiduo lector del blog, ¿verdad Nacho? Igual se anima y nos escribe un artículo sobre el tema.

Boyle y Smith han sido galardonados por inventar el detector CCD. Seguro que todos vosotros tenéis uno o más de uno en casa. Los CCD son responsables de que ahora las cámaras de fotos ya no lleven carrete. Están formados por millones de diminutas células fotoeléctricas que trasforman la luz que les llega en pulsos eléctricos que luego interpreta un software para «revelar» la fotografía. Además de en las cámaras de fotos, los chips CCD se utilizan en multitud de aparatos de análisis avanzado.

Química

Este premio es, como el de Medicina, compartido entre los tres. Y es también bastante bioquímico. Se les ha otorgado el premio por sus estudios de la estructura y funciones de los ribosomas. Los ribosomas son unos pequeños traductores que viven en las células. Son los encargados de pasar del lenguaje del DNA (de cuatro «letras» que son las bases nitrogenadas) al idioma de las proteínas (de veinte «letras», los aminoácidos). Se valen para ello del código genético; cada codón (secuencia de tres bases) es convertido en un aminoácido y enlazado con el siguiente, y así sucesivamente hasta que se llega a la señal de «terminación» (una combinación de bases que no corresponde con ningún aminoácido). La proteína resultante (una proteína es una cadena de aminoácidos) está lista para realizar su función. Podéis ver una animación del proceso de traducción en Youtube.

Imágenes: Web oficial de los premios Nobel

Lee también sobre los Nobel científicos 2008.

X. Enigmáticos neutrinos

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Ocultos en las profundidades, como miles de ojos, unos detectores de luz escudriñan el fondo oceánico para detectar las imperceptibles estelas que revelen la interacción de neutrinos de alta energía. Estas partículas han atravesado enormes distancias sin ser alteradas por el medio intergaláctico llegando hasta la Tierra. Una mínima fracción podrá ser detectada bajo el océano permitiendo desvelar algunos de los secretos más candentes del Universo.

EXPO_ASPERA_PROP2_G.pdf (p?na 10 de 15)

La supernova de 1987 fue la primera oportunidad de detectar neutrinos procedentes de una fuente lejana. Emitidos desde el mismísimo corazón de las estrellas, estas partículas nos permiten tener acceso a algunos de los procesos más violentos del Universo como las supernovas (vista aquí en rayos gamma), agujeros negros… Esta nueva ventana al Universo está limitada por la débil interacción de los neutrinos con la materia. Detectar los muones inducidos por esta interacción requiere enormes detectores en profundidad para estar blindados de la radiación cósmica que existe en superficie. El océano ofrece un entorno ideal para distribuir miles de detectores de luz. Con un volumen de un kilómetro cúbico, el telescopio submarino KM3NeT será capaz de detectar cientos de eventos al año.

Imágenes: «Telescopio KM3NeT» (AspERA) y «Supernova SN1987A» (NASA).