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Reducción parcial del grado alcohólico en vinos tintos mediante diálisis por membrana

Ludeña Bombin, Aroa

Abstract

Grado en Enología

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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de Grado en Enología Reducción parcial del grado alcohólico en vinos tintos mediante diálisis por membrana. Alumno: Aroa Ludeña Bombín Tutor: José Ignacio Calvo Díez Cotutora: Encarnación Fernández Fernández Julio de 2022 REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA ÍNDICE 1. RESUMEN…………………………………………………………………………………………………………………1 2. INTRODUCCIÓN Y JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………………………….1 3. OBJETIVOS……………………………………………………………………………………………………………….4 4. MATERIALES Y MÉTODOS…………………………………………………………………………………………4 4.1. Vinos…………………………………………………………………………………………………………………..4 4.2. Equipo de diálisis…………………………………………………………………………………………………5 4.3. Membrana………………………………………………………………………………………………………….7 4.4. Refractómetro ABBE……………………………………………………………………………………………8 4.5. Métodos analíticos……………………………………………………………………………………………..9 4.6. Análisis sensorial……………………………………………………………………………………………….10 4.6.1. Prueba triangular………………………………………………………………………………….…10 4.6.2. Prueba CATA (Check-All-That-Apply)…………………………………………………….…10 4.6.3. Prueba aceptabilidad global……………………………………………………………………11 4.7. Compuestos aromáticos…….…………………………………………………………………………..…12 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN…………………………………………………………………………………….12 5.1. Proceso de diálisis…………………………………………………………………………………………….12 5.2. Análisis químicos……………………………………………………………………………………………….13 5.3. Análisis sensorial……………………………………………………………………………………………….15 5.3.1. Prueba triangular…………………………………………………………………………………….15 5.3.2. Prueba CATA (Check-All-That-Apply)……………………………………………………….16 5.3.3. Prueba aceptabilidad global……………………………………………………………………19 5.4. Compuestos aromáticos….………………………………………………………………………………..20 6. CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………………………22 7. BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………………………………………23 REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 1 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología 1. RESUMEN Actualmente, los vinos con menor graduación alcohólica, más ligeros y fáciles de beber están haciéndose un hueco importante en el mercado frente a vinos más complejos, pero de mayor graduación. El cambio climático supone una de las principales preocupaciones en el momento de obtener vinos con estas características, ya que la composición de la uva se ve alterada aumentando así su concentración en azúcar, lo que implica un aumento del grado alcohólico. El presente trabajo tiene como objetivo comprobar la disminución parcial del grado alcohólico de un vino tinto elaborado a partir de variedad de uva Tempranillo en la ETSIIAA, mediante el método de diálisis por membrana. Con el fin de conocer la efectividad de esta técnica y sus posibles efectos sobre otros parámetros a considerar en el vino, se realizarán análisis químicos del vino resultante del proceso y se compararán los datos obtenidos del vino testigo. Además, se llevará a cabo un análisis sensorial de ambos vinos para determinar si se han visto afectadas sus características organolépticas después de llevar a cabo la desalcoholización parcial. Tanto la elección de la temática como la membrana a utilizar se han realizado a partir de TFGs previos. Este proceso ha funcionado en vinos blancos, sin embargo, a pesar de ser efectivo para disminuir parcialmente el contenido alcohólico de vinos tintos, las diferencias organolépticas entre el vino tratado y el vino testigo se han considerado relevantes, por lo que convendría contrastar y comparar la información obtenida en diferentes tipos de vinos. 2. INTRODUCCIÓN Y JUSTIFICACIÓN Según la Organización Mundial de la Salud, el consumo habitual de bebidas alcohólicas disminuye la esperanza de vida, aumentando significativamente la velocidad de desarrollo del avance degenerativo (Ettehad et al., 2016). El interés por la salud física se ha convertido en un aspecto importante para la sociedad, que busca cuidar su dieta y hacer deporte, lo que se traduce en un desafío para la industria alimentaria, obligando a mantener unos estándares garantizados de calidad, sabor y propiedades nutricionales en los productos, pero a su vez limitando el contenido calórico. El vino es una de las bebidas alcohólicas más consumidas en el mundo, en especial el vino tinto, el cual, por su alta concentración de polifenoles, cuenta con beneficios antioxidantes y de protección cardiovascular (Labanda et al., 2009). Durante los últimos años la tendencia de consumo en el campo de esta bebida está evolucionando. Antes los vinos concentrados, alcohólicos y con altas dosis de madera eran los más demandados, en cambio, ahora se requieren vinos más ligeros, donde la fruta predomine sobre la madera y la graduación alcohólica sea menor, lo que exige cambios en el proceso de elaboración. Podemos decir que, de forma general, las bebidas con menor contenido alcohólico o desalcoholizadas se encuentran en auge, llevando así a una cultura del consumo seguro y moderado, propiciada entre otros factores por la legislación cada vez más restrictiva sobre el consumo de alcohol permitido en la conducción. Se espera que en el periodo de 2019 a 2027, la comercialización de los vinos sin alcohol crezca hasta llegar a una tasa de crecimiento anual REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 2 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología compuesto mayor al 7 %, valorada en más de 10 millones de dólares (Sam, 2021); además de conseguir una expansión hacia otros países en los que para el consumo de bebidas exportadas con excesiva graduación, es necesario el pago de un impuesto asociado, lo que dificulta su competitividad en el mercado como Alemania, Reino Unido y EE.UU. (Wine Intelligence, 2021). A la hora de hacer referencia al contenido alcohólico de los vinos, un factor a tener en cuenta es el aumento de las temperaturas medias anuales a causa del calentamiento global. Gracias a este fenómeno, el salto térmico entre el día y la noche es menor, consiguiéndose así una peor maduración y conservación de las características organolépticas de las uvas (Venios et al., 2020). De esta manera, se ven alterados tanto la fecha y el rendimiento de la cosecha, como la composición del racimo, donde el contenido en azúcar aumenta y por consiguiente su potencial grado alcohólico, además de disminuir la acidez y afectar negativamente al color y al aroma (Droulia et al., 2021). Esto conlleva a que las regiones donde la uva crecía con facilidad ya no sean tan adecuadas para su cultivo. Buscando frenar el aumento del grado alcohólico en los vinos, muchas bodegas están interesadas en explorar métodos alternativos de producción que ayuden a rebajar el contenido final de alcohol en sus vinos. La desalcoholización parcial, o reducción parcial del grado alcohólico, consiste en eliminar una parte del etanol del vino, con el objetivo de obtener productos vitivinícolas con un contenido de alcohol reducido o bajo. Para llevarlo a cabo, se deben cumplir una serie de requisitos relativos al tratamiento de desalcoholización parcial de los vinos gracias a técnicas físicas separativas recogidos en la normativa CE 606/2009, donde cabe destacar dos de ellos: la disminución del grado alcohólico volumétrico adquirido no puede ser mayor al 2 % vol., y el grado alcohólico volumétrico adquirido del producto final se debe ajustar al definido en el anexo IV de dicha normativa. A su vez, la Organización Internacional de la Viña y el Vino (OIV) en el año 2012, propuso a las técnicas separativas, es decir, técnicas basadas en procesos de membrana, evaporación parcial al vacío o destilación, como posibles modos de llevar a cabo la desalcoholización parcial. Las técnicas basadas en procesos de membrana más recomendadas para llevar a cabo este objetivo son: microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración, ósmosis inversa, electrodiálisis y contactores de membrana. Se han obtenido resultados satisfactorios en trabajos sobre la desalcoholización parcial en vinos, realizados en diferentes fases del proceso de su elaboración, las cuales comprenden desde que la uva se encuentra en la cepa hasta en el propio vino terminado, aunque muchos de ellos se han mantenido en la etapa de estudio experimental sin llegar a utilizarse a nivel industrial. Algunas de las estrategias desarrolladas en estos estudios son: - Evitar la acumulación excesiva de azúcar en las uvas mediante técnicas del cultivo de la vid en campo, como el manejo del riego, la gestión de canopy de la planta o el desarrollo de la fotosíntesis (Novello and De Palma, 2013). - Reducir el nivel de azúcar en el mosto antes de la fermentación alcohólica (Salgado et al., 2015, 2017). - Evitar la formación de etanol durante la fermentación mediante el uso de cepas de levaduras Saccharomyces cerevisiae y no-Saccharomyces (Ehsani et al., 2009; Kutyna et al., 2010; Tilloy et al., 2014). REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 3 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología - Utilizar enzimas glucosa-oxidasa y catalasa antes de la fermentación alcohólica (Röcker et al., 2016). - Aplicar técnicas de membrana sobre el vino final como ósmosis inversa, nanofiltración, pervaporación y diálisis (Ferrarini et al., 2016; Calvo et al., 2022). Los procesos de membranas como la ósmosis inversa (Pilipovik et al., 2005; Labanda et al., 2009;), la pervaporación (Vatai, 2007), la nanofiltración y la diálisis (Petkovska et al., 1997), junto con el tratamiento térmico, son los métodos que mejores resultados han ofrecido para eliminar parte del etanol en bebidas alcohólicas. En todas las técnicas mencionadas, se utiliza una membrana como elemento separador de las dos disoluciones, el cual deja pasar un determinado componente a través de sus poros mediante un gradiente de presión como fuerza impulsora. El principal problema que observamos a la hora de desalcoholizar un vino es la dificultad de mantener sus características organolépticas originales, es decir, a medida que la disminución de grado alcohólico es mayor, las cualidades aromáticas y gustativas del vino tienden a empeorar, consiguiendo así un sabor y aroma diferente (Sam et al., 2021). Concretamente las tecnologías de membrana permiten reducir el contenido de etanol en condiciones suaves y con alta especificidad, preservando así la característica sensorial del producto (Salgado et al., 2015). A lo largo de los últimos años, varias investigaciones llevadas a cabo por el Grupo de Superficies y Materiales Porosos (SMAP) de la Universidad de Valladolid y el Departamento de Tecnología de Alimentos en la Escuela Técnica Superior de Ingenierías Agrarias de Palencia (ETSIIAA), han tratado la aplicación de procesos de membrana en la desalcoholización parcial de vinos, en especial se ha empleado nanofiltración para reducir el contenido de azúcar en mostos (García- Martín et al., 2011; Salgado et al., 2014, 2015, 2017). Siguiendo con esta línea de trabajo, diversos compañeros del Grado en Enología en la ETSIIAA, colaborando con SMAP, han realizado diversos estudios sobre la reducción de grado alcohólico en vinos blancos utilizando diferentes técnicas de separación por membranas tales como: pervaporación junto a nanofiltración (Sainz, 2017), pervaporación (Asensio, 2018) y diálisis (Merino, 2019). Dichos trabajos tienen como objetivo principal encontrar la metodología idónea para conseguir una bajada significativa del grado alcohólico, pero sin afectar a las características del vino, y han servido como base para la elección de diferentes aspectos importantes de este estudio. En base a los resultados obtenidos en los trabajos anteriores y comparándolos entre sí, la diálisis se ha mostrado como el proceso más eficiente para la desalcoholización parcial de vinos blancos (Calvo et al., 2022), tanto para conseguir la mayor bajada de grado alcohólico, como para obtener un vino final con las mejores características organolépticas. - Diálisis por membrana Según la RAE, “la diálisis es un proceso de difusión selectiva a través de una membrana que se utiliza para la separación de moléculas de diferente tamaño.”. En nuestro caso buscamos usar la diálisis para quitar parte del etanol que se encuentra en el vino. El funcionamiento es similar al que realizan nuestros riñones de manera natural, es decir, eliminar agua, toxinas y restos del metabolismo que no son necesarios, mediante su paso a la orina y posterior expulsión al REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 4 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología exterior, siendo el tratamiento artificial mediante membranas de diálisis una alternativa terapéutica cuando este órgano falla. En este proceso actúan simultáneamente dos mecanismos de transporte: difusión y ósmosis. La difusión o el paso de solutos desde la solución más concentrada a la de menor concentración, ocurre en primer lugar. Gracias a la membrana semipermeable se realiza la selección de qué moléculas la atraviesan en función de su tamaño y peso molecular. A su vez, la diferencia de concentraciones entre ambos lados de la membrana se denomina un proceso de ósmosis, de manera que parte del disolvente, agua en nuestro caso, pasa del lado de menor concentración al que contiene mayor concentración. El objetivo común de los dos fenómenos es conseguir que la concentración sea igual en ambos lados de la membrana. Además, cuando este proceso se lleva a cabo en las industrias, se realiza a temperaturas bajas entre 1 y 6 °C para evitar modificar lo más mínimo las características organolépticas del producto. 3. OBJETIVOS Este Trabajo Fin de Grado tiene como objetivo principal la desalcoholización parcial de un vino tinto de la variedad Tempranillo elaborado en la bodega de la ETSIIAA, mediante diálisis por membrana, donde la bajada de grado alcohólico deberá ser inferior al límite de 2 % vol. permitido por la OIV. La membrana utilizada es la PLGC 15005 de la casa comercial Millipore-Merck, elegida por los buenos resultados que dio en trabajos anteriores. Además, se va a comprobar mediante análisis sensoriales y químicos si el vino se modifica o no después de realizar dicho proceso. Como objetivo final queremos concretar si el método de diálisis con esta membrana podría ser útil en el mundo vitivinícola ante la problemática del exceso de grado alcohólico, siendo este trabajo el empiece de futuros estudios para conseguir industrializar este proceso. La novedad de este trabajo respecto a estudios anteriores viene representada por la aplicación de la técnica de diálisis por membrana a vinos tintos, cuando los estudios previos siempre se habían realizado sobre vinos blancos. 4. MATERIALES Y MÉTODOS 4.1. Vino Para el ensayo utilizamos un vino tinto de la variedad Tempranillo, elaborado en la bodega de la ETSIIAA de la Universidad de Valladolid en Palencia, procedente de la vendimia 2021. Disponíamos de 25 litros de vino tinto almacenados en un depósito en la cámara frigorífica a 5 °C en el Edificio de Enología de la ETSIIAA, desde el 15 de diciembre hasta el 23 de marzo. Trasegamos el vino para eliminar los posibles sedimentos que se hubieran depositado en el fondo, evitando así errores en el ensayo (principalmente el ensuciamiento de la membrana debido a estos depósitos que podría disminuir notablemente la efectividad del proceso). Lo REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 5 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología embotellamos en botellas modelo bordelesas de vidrio de color verde, y tapamos con tapones de corcho natural y con PARAFILM®. Todo este material procede de la bodega de la ETSIIAA. Obtuvimos un total de 26 botellas: 12 destinadas a la diálisis y 14 se guardaron como vino testigo en la cámara frigorífica. 4.2. Equipo de diálisis El ensayo se realizó en las instalaciones del Grupo de Superficies y Materiales Porosos (SMAP) de la Universidad de Valladolid, localizadas en la Facultad de Ciencias de Valladolid. Se trata de una unidad asociada al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) a través del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (RETEMA, 2016) y, actualmente, forma parte del Instituto de Procesos Sostenibles de la Uva. En días previos a las sesiones de filtración, adecuamos el equipo y llevamos a cabo una serie de pruebas a fin de comprobar que el funcionamiento del equipo era el correcto. Para ello utilizamos agua y la hicimos recircular por ambos circuitos, usando un material plástico no poroso que actuase como membrana, constatándose el correcto funcionamiento del sistema y la inexistencia de fugas u otro tipo de problemas. En la Figura 1 está representado un esquema del equipo de diálisis utilizado. Consta de las siguientes partes: Figura 1: Equipo de diálisis. 1. Matraz con agua desionizada; 2. Bomba de alimentación del agua desionizada; 3. Celda para la membrana de diálisis; 4. Bomba de alimentación del vino; 5. Matraz con vino; 6. Membrana de diálisis. 1. Matraz de dos litros de agua desionizada. El agua lo obtuvimos de un equipo Milli-Q que estaba alimentado con agua destilada. Este equipo proporcionaba agua ultrapura con casi ausencia de cargas disueltas (resistividad de 18 MΩ·m). 2. Bomba de alimentación del agua desionizada. Es una pequeña bomba peristáltica de la casa comercial Eheim modelo 1048 con una capacidad teórica máxima de 600l/h. REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 6 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología 3. Celda de metacrilato con juntas de teflón para garantizar la estanqueidad, y tornillería de acero inoxidable para evitar interferencias oxidativas en el proceso (Figura 3). En el interior de la celda se encuentra la membrana. 4. Bomba de alimentación del vino. Tiene las mismas características que la bomba de alimentación del agua desionizada. 5. Matraz de dos litros de capacidad con el vino tinto utilizado en el ensayo, descrito en apartados anteriores. 6. Membrana de diálisis. Es una membrana PLGC 15005 de la casa comercial Merck cuyas especificaciones técnicas serán comentadas en el siguiente apartado. Para que el proceso se pueda realizar de manera efectiva, ambas bombas peristálticas trabajan de forma independiente para cada líquido, haciendo recircular constantemente por uno de los lados de la membrana el vino y por el contrario el agua. Esto da lugar a una diferencia de concentración entre ambas soluciones de manera que, por gradiente osmótico, algunas de las especies contenidas en el vino (fluido más concentrado), tenderán a atravesar la membrana hasta igualar su concentración en ambos lados. En nuestro caso, la membrana ha sido elegida para que el alcohol sea el componente mayoritario que la atraviese, es decir, que pase del vino al agua, disminuyendo inicialmente su contenido en etanol. Asimismo, indicar que el diseño del experimento permite que no haya diferencia de presión entre ambos lados de la membrana debiéndose el fujo a su través, únicamente a la difusión osmótica de las sustancias presentes en el vino. En las dos imágenes siguientes (Figuras 2 y 3) se puede apreciar los distintos elementos que componen el dispositivo experimental, durante las experiencias de diálisis. Figura 2: Foto real del equipo puesto en funcionamiento durante una de las sesiones. REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 7 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología Figura 3: Celda del equipo de diálisis con la membrana colocada en su interior. Imagen de equipo real correspondiente a las partes 3 y 6 del esquema de la Figura 1. 4.3. Membrana La membrana de ultrafiltración seleccionada para el ensayo es la denominada PLGC 15005, de la empresa Millipore actualmente parte de Merck Life Science S.L. Ha sido elegida en base a experimentos previos, donde este modelo ha conseguido los mejores resultados en velocidad y viabilidad a la hora de realizar desalcoholización parcial de vino (Zapatero, 2020; Carracedo, 2021). A continuación, explicamos sus características técnicas (Merck, s.f.) destacables para nuestro experimento: - Material: se comercializa en forma de discos de ultrafiltración compuestos de celulosa regenerada, sobre un soporte polimérico. Se trata de membranas asimétricas con una capa activa más fina que gobierna las características de retención, seguida por una capa soporte de mayor espesor y poros más abiertos, que sirve para dar estabilidad hidrodinámica al conjunto (Figura 4). - Diámetro del disco: 150 mm. La celda cuenta con dimensiones rectangulares, por lo que el disco se recortó para adaptarlo a la celda, siendo 6 cm de ancho por 12,5 cm de alto las dimensiones efectivas de filtración. - Peso molecular nominal de corte (NMWCO): 10 kDa. Este término hace referencia al valor definido por el fabricante correspondiente al peso molecular del soluto que es retenido en al menos un 90 % por la membrana dada, pudiéndose denominar también peso molecular nominal límite (NMWL). Dicho valor se considera el límite entre los pesos moleculares de las sustancias que pasan o no pasan por la membrana, y se utiliza frecuentemente para caracterizar y comercializar las membranas especialmente de ultrafiltración y nanofiltración. - Rango pH: entre 2 y 12. REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 14 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología aumentado en ensayos sobre vinos blancos al utilizar nanofiltración (NF) y pervaporación (PV) (Salgado et al., 2017). En cuanto a la acidez total, esta ha disminuido considerablemente, suceso que se ha repetido en todos los ensayos previos realizados (Salgado et al., 2017). Esta bajada puede deberse a la selectividad de la membrana al ácido tartárico o a la posible precipitación de sales como el bitratrato potásico por la presencia de frío. Normalmente que la acidez disminuya viene acompañado de un aumento del pH. Sin embargo, se debe considerar que el pH y la acidez total se refieren a aportes diferentes, representando el pH a la concentración de protones y la acidez total en términos de ácido tartárico. De esta manera se pueden encontrar comportamientos de pH y acidez que cumplan la dinámica usual, como en el caso de NF y PV, y situaciones completamente opuestas al utilizar diálisis por ejemplo (Calvo et al., 2022). Acidez volátil del vino testigo se encuentra cantidades correspondientes a las proporcionales de producción de ácido acético durante la fermentación alcohólica, ya que es un subproducto del metabolismo de levaduras como Saccharomyces cerevisiae. Tras realizar la diálisis vemos que este valor disminuye, lo que nos indica que no hay alteraciones en el vino, de modo que no va a afectar a las características organolépticas del mismo (Vilela, 2019). Este fenómeno de disminución de acidez volátil también ocurrió en estudios de elaboración de vinos a partir de la retirada parcial de los azúcares de un mosto de uva variedad Verdejo (García-Martín et al., 2009), además de ensayos realizados de NF, PV y diálisis en vinos terminados (Calvo et al., 2022). En todos estos casos, al no aumentar este valor, podemos comentar que en el proceso no se produce una aireación del vino ni un aumento grande de temperatura, consiguiendo que no se vea afectado el vino negativamente al realizar el filtrado, ya que son factores que si no se controlan pueden dar lugar a un aumento de acidez volátil (Garc, 2003). En cuanto al sulfuroso libre y sulfuroso total también se encuentran diferencias significativas, especialmente en los valores del sulfuroso total de ambos vinos, siendo la bajada muy significativa. Esta situación se ha dado en todos los ensayos realizados sobre vinos blancos con diferentes técnicas de membrana (Calvo et al., 2022). Dicha bajada se puede deber a la presencia de oxígeno en el proceso por el recorrido repetidas veces que hacia el vino. Esto se ha podido dar ya que se tapaban los Erlenmeyer con PARAFILM®, siendo este método poco fiable. Esto si se llevase a nivel industrial se evitaría mediante la implantación de un sistema de vacío. Los IPT disminuyen, ya que la diálisis es un proceso de filtración, aunque no cuenta con la presión como fuerza impulsora. Por otro lado, el color es el único parámetro que no presenta diferencias significativas entre las dos muestras, pero observando los valores se aprecia una disminución en el caso del vino filtrado. Estos dos sucesos coinciden con los resultados de ensayos de diálisis sobre vinos blancos, pero discrepan de los resultados al utilizar técnicas como NF y PV, donde el índice de color aumenta posiblemente por haber sufrido oxidaciones (Calvo et al., 2022). Como comentamos en apartados anteriores, y se puede comprobar claramente, en la Figura 6, el matraz con agua destilada se teñía de rojo a medida que trascurría el tiempo de filtrado. Según los resultados de las analíticas, esto se traduce en una pérdida de compuestos responsables del color en el vino, lo que puede haber sucedido a causa de una pequeña filtración de dichos componentes a través de la membrana. Por último, como podemos observar el grado alcohólico ha disminuido 1,4°. Aunque partíamos de un grado alcohólico inicial muy bajo, consecuencia de una vendimia anticipada y por lo tanto REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 15 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología una falta de maduración de las uvas, se puede observar que el valor baja considerablemente, dato de gran relevancia, ya que constituye el objetivo principal del experimento. 5.3. Análisis sensorial 5.3.1. Prueba triangular Tras analizar los todos los resultados obtenidos en esta prueba discriminativa, vimos que, del total de catadores (72), 36 fueron capaces de identificar correctamente la copa de vino diferente, haciendo este valor referencia al 50 % de los consumidores. Consultando la tabla A.1 de la normativa ISO 4120:2004, para un nivel de riesgo α = 0,05 podemos concluir que los jueces sí han encontrado diferencias estadísticamente significativas entre las dos muestras de vino (testigo y filtrado), o lo que es lo mismo, 32 respuestas correctas son más que suficientes para concluir que las dos muestras de vino presentan diferencias organolépticamente perceptibles. Conviene calcular un intervalo de confianza sobre la proporción poblacional que puede percibir una diferencia entre las muestras según indica la norma ISO 4120:2004. Para ello vamos a desarrollar las fórmulas siguientes, siendo en este caso: x = 36 el número de respuestas correctas, n = 72 el número de jueces y zα = 1,64 para un intervalo de confianza del 95%: - Proporción correcta (pc): 𝑝𝑐=𝑥 𝑛=36 72=0,5 - Proporción de sujetos que percibe una diferencia (pd): 𝑝𝑑=1,5∗𝑝𝑐−0,5=1,5∗0,5−0,5=0,25 - Desviación estándar de pd (sd): 𝑠𝑑=1,5∗√𝑝𝑐∗(1−𝑝𝑐) 𝑛=1,5∗√0,5∗(1−0,5) 72 =0,088 - Límite de confianza inferior: 𝑙𝑐𝑖=𝑝𝑑−𝑠𝑑∗ zα=0,25−0,088∗1,64=0,106 Teniendo en cuenta el límite de confianza inferior al 95%, se puede concluir que al menos el 11 % (10,6 %) de la población puede percibir la diferencia entre las dos muestras. En ensayos mediante NF y PV las diferencias entre las muestras fueron más notorias. En cambio, cuando se realizó la diálisis en vinos blancos no se encontraron diferencias significativas entre los vinos (Calvo et al.,2022). A continuación, clasificamos los resultados obtenidos en función del sexo de los jueces, donde del total de catadores, 32 son mujeres y 39 hombres. REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 16 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología En el caso de las mujeres, 15 fueron capaces de identificar correctamente la muestra de vino diferente, lo que corresponde al 46,9 %. Consultando la tabla A.1 de la normativa ISO 4120:2004, para un nivel de riesgo α = 0,05 podemos concluir que las mujeres no han encontrado diferencias estadísticamente significativas entre las dos muestras de vino, o lo que es lo mismo, 15 respuestas correctas no han sido suficiente para concluir que las dos muestras de vino presentan diferencias organolépticamente perceptibles, ya que hacían falta un total de 16 respuestas correctas. Con respecto a los hombres, las respuestas correctas suman un total de 21, es decir, el 54,9 % de los resultados son correctos. Consultando la tabla y normativa ya mencionadas, para un nivel de riesgo α = 0,05 podemos concluir que los hombres sí han encontrado diferencias estadísticamente significativas entre las dos muestras de vino, o lo que es lo mismo, 21 respuestas correctas sí han sido suficientes para concluir que las dos muestras de vino presentan diferencias organolépticamente perceptibles. 5.3.2. Prueba CATA (Check-All-That-Apply) En la Tabla 5 se encuentra representada la frecuencia de citación que dieron nuestros jueces a las dos muestras de vinos sometidos a esta prueba sensorial, así como los resultados del Test Q de Cochran: Tabla 5: Frecuencia con la que los 72 jueces utilizaron los términos de CATA para describir cada muestra y resultados de la prueba Q de Cochran. MUESTRAS NÚMERO ATRIBUTO VINO TESTIGO VINO FILTRADO 1 Limpions 61 56 2 Color intensons 48 50 3 Con volumen en bocans 33 22 4 Amargons 32 23 5 Ácidons 38 29 6 Afrutadons 26 31 7 Herbáceons 23 24 8 Alcohólicos 32 14 9 Reducidons 5 5 10 Astringentens 30 27 11 Aromáticons 33 29 12 Persistentes 36 25 13 Me gustas 43 30 14 No me gustas 24 34 5 El superíndice ns indica diferencias no significativas (p>0,5) de acuerdo con el Test Q de Cochran. El superíndice s indica diferencias significativas (p<0,5) de acuerdo con el Test Q de Cochran. Como observamos en la Tabla 5, en cuatro de los catorce atributos encontramos diferencias significativas entre las muestras en los descriptores alcohólico, persistente, me gusta y no me gusta. A continuación, están representados en un gráfico de barras (Figura 7). REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 17 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología Figura 7: Frecuencia con la que los 72 jueces utilizaron los términos CATA con diferencias significativas para describir cada muestra. Observando el gráfico anterior podemos ver como el vino testigo gusta más a la gente, lo consideran más persistente en boca y más alcohólico que el vino filtrado. En cambio, vemos que el vino filtrado lo encuentran menos persistente y con menos contenido en alcohol, y más jueces han marcado el término “No me gusta” que el término “Me gusta” para referirse a él. Como hemos tratado en apartados anteriores, hemos demostrado analíticamente que el vino filtrado tiene 1,4° de alcohol menos que el vino testigo. Tras los resultados de esta prueba, podemos decir que esta bajada es relevante en cuanto a la percepción del vino. Es un aspecto a tener muy cuenta, ya que influye en el objetivo principal del trabajo. Tras aplicar las técnicas NF y PV sobre vinos blancos (Calvo et al., 2022), ha resultado representativo el término limpio para describir a los vinos filtrados. A su vez, para el vino blanco sometido a diálisis no se han obtenido diferencias significativas en este atributo, lo que coincide con nuestro caso. Esto puede deberse a que la diálisis es un proceso menos agresivo que la NF y la PV. En cuanto al estudio según el sexo (Tabla 6), el análisis indica que solo existen diferencias significativas entre las dos muestras en el atributo alcohólico. En el gráfico (Figura 7) siguiente está representado la frecuencia con la que los jueces utilizaron el atributo alcohólico para describir ambas muestras, en función del sexo del catador. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Alcohólico Persistente Me gusta No me gusta NÚMERO DE JUECES DESCRIPTORES Vino Testigo Vino Filtrado REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 18 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología Tabla 6: Frecuencia con la que los 72 jueces utilizaron los términos de CATA para describir cada muestra y resultados de la prueba Q de Cochran, en función del sexo (hombre o mujer). MUESTRAS HOMBRES MUJERES NÚMERO ATRIBUTO VINO TESTIGO VINO FILTRADO VINO TESTIGO VINO FILTRADO 1 Limpions 31 28 29 28 2 Color intensons 23 28 25 21 3 Con volumen en bocans 13 10 19 12 4 Amargons 17 14 14 9 5 Ácidons 23 18 14 11 6 Afrutadons 17 17 8 14 7 Herbáceons 10 17 12 7 8 Alcohólicos 18 8 14 6 9 Reducidons 3 2 2 3 10 Astringentens 16 13 13 14 11 Aromáticons 15 14 17 15 12 Persistentens 16 12 20 13 13 Me gustans 21 14 21 16 14 No me gustans 13 19 11 15 6 El superíndice ns indica diferencias no significativas (p>0,5) de acuerdo con el Test Q de Cochran. El superíndice s indica diferencias significativas (p<0,5) de acuerdo con el Test Q de Cochran. Figura 8: Frecuencia con la que los 72 jueces utilizaron el atributo 8. ALCOHÓLICO para describir cada muestra en función de su sexo. Como se puede ver en gráfico representado en la Figura 7, en el caso del vino filtrado la mayoría de los jueces, tanto hombres como mujeres, indican que no es un vino alcohólico o al menos no lo consideran como una característica relevante. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 VINO TESTIGO VINO FILTRADO VINO TESTIGO VINO FILTRADO HOMBRES MUJERES NÚMERO DE JUCES RESULTADOS ATRIBUTO 8 ALCOHÓLICO REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 19 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología En cuanto al atributo número 15 “OTROS”, el 87,5 % de los jueces no añadieron ningún atributo en este apartado, indicando así que con los catorce restantes era suficientes. 5.3.3. Prueba aceptabilidad global En la Tabla 7 encontramos la media de los valores correspondiente a las puntuaciones de cada muestra y la desviación estándar, así como los resultados del ANOVA: Tabla 7: Medias y desviación estándar de la aceptabilidad global de las muestras en los dos tipos de vino para 72 consumidores. Aceptabilidad global Vino Testigo 5,78 ± 1,79b Vino Filtrado 5,46 ± 2,02b *Letras iguales indican que no hay diferencias estadísticamente significativas entre las dos muestras de vino (p < 0,05). Test de Tukey. Respecto a los valores de las medias calculadas a partir de las puntuaciones otorgadas por los 72 jueces a las dos muestras, vino testigo y vino filtrado, podemos observar que no existen diferencias significativas, siendo 5,78 para el vino testigo y 5,46 para el vino filtrado. Utilizando la misma técnica de filtración en vinos blancos se obtuvo el mismo resultado, consiguiendo una aceptabilidad igual o muy similar entre el vino control y el vino dializado (Calvo et al., 2022). Observando las medias de las puntuaciones obtenidas, podemos decir que el vino testigo ha gustado algo más que el vino dializado, siendo ambos vinos poco apreciados en general, como se puede esperar de vinos experimentales que parten además de unas condiciones de la uva notoriamente mejorables. En cuanto al análisis de los valores diferenciando en función del sexo, tampoco hemos encontrado diferencias estadísticamente significativas entre las muestras (p > 0,05), ni para las mujeres ni para los hombres. En la Tabla 8 podemos ver las medias de los valores a cada una de las dos muestras en función del sexo de cada juez, hombre o mujer. Tabla 8: Medias y desviación estándar de la aceptabilidad global de las muestras en los dos tipos de vino para 72 consumidores en función del sexo. Hombre Mujer Vino Testigo 5,67±1,74b 5,94±1,88b Vino Filtrado 5,13±1,85b 5,88±2,20b *Letras iguales indican que no hay diferencias estadísticamente significativas entre las dos muestras de vino (p < 0,05). Test de Tukey. En los dos casos vemos que se sigue la tendencia mencionada en las medias globales, es decir, no hay diferencias significativas entre el vino testigo y el vino filtrado, y lo mismo que para el conjunto se consumidores, tanto a los hombres como a las mujeres les gusta un poco más el REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 20 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología vino testigo. Cabe destacar que ambos promedios son mayores a los valores globales para las mujeres e inferiores para los hombres. 5.4. Compuestos aromáticos A continuación, en la Tabla 9 encontramos la media de los valores correspondientes a cada elemento aromático obtenidos tras el análisis y la desviación estándar, así como los resultados del ANOVA: Tabla 9: Medias y desviación estándar de los compuestos aromáticos. COMPUESTO AROMÁTICO VINO TESTIGO VINO FILTRADO Acetaldehído (etanal) 0,08187±0,03239a 0,02803±0,02312a Acetato de etilo 0,07863±0,00039a 0,05144±0,01094a Etanol 9,45135±0,03668a 7,30416±1,21172a Alcohol isobutílico 0,30472±0,02593a 0,23103±0,01756a Acetato de isoamilo 0,08114±0,00559a 0,01349±0,00159b 3-ciclopril-1-butino 0,03709±0,00125a 0,03744±0,02139a 1-Butanol, 3-methyl- 5,40769±0,14266a 4,16632±0,38945a Hexanoato de etilo 0,42251±0,03380a 0,09499±0,00292b Acetoína 0,01226±0,00047a 0,01482±0,00508a Alcohol isohexílico 0,00612±0,00126a 0,00468±0,00019a 3-metil-1-pentanol 0,01100±0,00047a 0,00872±0,00054a Lactato de etilo 0,18721±0,01197a 0,15785±0,03198a Hexanol 0,63713±0,03044a 0,47345±0,03659b Oxima-, metoxi-fenil- 0,02605±0,00010a 0,01551±0,00568a Cis-3-Hexen-1-ol 0,10465±0,00787a 0,08696±0,00570a 1-Nonanal 0,00639±0,00000a 0,00383±0,00000a Octanoato de etilo 2,71139±0,05256a 1,07355±0,07733b Heptan-1-ol 0,04052±0,00565a 0,01355±0,01484a Ácido acético 0,22039±0,00962a 0,08083±0,08099a 4-nitroftalimida 0,12014±0,00744a 0,11367±0,01648a Nonanoato de etilo 0,21712±0,04999a 0,17330±0,09938a Octanol 0,03690±0,00409a 0,01315±0,00044b Ácido isobutírico 0,01987±0,00064a 0,01629±0,00209a Lactato de amilo 0,04376±0,00279a 0,03595±0,00011a Decanoato de etilo 0,66042±0 00136a 0,21319±0,02870b Ácido isopentanoico 0,03957±0,00323a 0,03730±0,00619a Succinato de dietilo 1,83953±0,07473a 1,34543±0,03013b Dec-9-enoato de etilo 0,05203±0,00051a 0,01569±0,00054b Alcohol ɣmetilmercaptopropílico 0,09675±0,00410a 0,07944±0,00791a ɣ-etoxibutirolactona 0,03779±0,00163a 0,02498±0,00492a Succinato de etilo butilo 0,02621±0,00255a 0,00992±0,00000b Acetato de 2-feniletilo 0,22196±0,00847a 0,07355±0,00370b Dodecanoato de etilo 0,22151±0,00858a 0,20053±0,02873a Ácido hexanoico 0,23062±0,03578a 0,19458±0,01138a REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 21 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología COMPUESTO AROMÁTICO VINO TESTIGO VINO FILTRADO Ácido propanoico, 2-metil-, 1- (1,1-dimetiletil)-2-metil-1,3- propanodiil éster 0,00912±0,00055a 0,00543±0,00061b Benzenometanol 0,04817±0,00128a 0,03437±0,00006b Etil isopentil succinato 0,26274±0,01881a 0,08296±0,00477b 2-feniletanol 4,76539±0,06294a 3,54687±0,00776b Bifenilo 0,00878±0,00080a 0,00757±0,00006a Tetradecanoato de etilo 0,14857±0,00467a 0,09216±0,02294a Ácido octanoico 0,55979±0,04801a 0,37406±0,00960b Pentadecanoato de etilo 0,01077±0,00066a 0,00612±0,00224a Ácido nonanoico 0,03462±0,00521a 0,04957±0,00891a Hexadecanoato de etilo 0,56224±0,03462a 0,21263±0,03032b Ácido decanoico 0,07247±0,00964a 0,04727±0,01317a Hexadec-9-enoato de etilo 0,03224±0,00799a 0,02145±0,01002a Fenil lactato de etilo 0,00732±0,00077a 0,00633±0,00048a 2,4-di-terc-butifenol 0,04372±0,00552a 0,04951±0,00188a Ácido benzoico 0,02960±0,00451a 0,02214±0,00220a Ftalato de diisobutilo 0,02585±0,00271a 0,01818±0,00094a *Letras distintas indican diferencias estadísticamente significativas entre las dos muestras de vino (p < 0,05). Test de Tukey. En el análisis realizado de las dos muestras, fueron identificados cincuenta compuestos volátiles responsables del aroma, siendo estos mayoritariamente ésteres etílicos, alcoholes y acetatos, además de encontrarse todos ellos en concentraciones más altas en el vino testigo frente al vino dializado, a excepción del ácido nonanoico y la acetoína. Se han observado diferencias estadísticamente significativas entre ambos vinos para el 32% de los compuestos volátiles detectados (16 de 50). En base a esto podemos decir que la diálisis afecta al aroma del vino, disminuyéndolo ligeramente. Los dieciséis compuestos en los que se han encontrado diferencias son: acetato de isoamilo, hexanoato de etilo, hexanol, octanoato de etilo, octanol, decanoato de etilo, succinato de dietilo, dec-9-enoato de etilo, succinato de etilo butilo, acetato de 2-feniletilo, ácido propanoico,2-metil-,1-(1,1-dimetiletil)-2-metil-1,3- propanodiil éster, benzenometanol, etil isopentil succinato, 2-feniletanol, ácido octanoico y hexadecanoato de etilo. Como se aprecia en la Tabla 9, la desalcoholización conlleva la disminución de la concentración de bastantes esteres en el vino (Pham, 2020), compuestos considerados de gran importancia ya que aportan al vino aromas frutales (Sanchez et al., 2022). Aunque al estudiar los aromas hemos podido observar que el vino testigo cuenta con mayor cantidad de esteres que el vino filtrado, el resultado referente al atributo “afrutado” de la prueba CATA ha sido bastante similar para los dos vinos, e incluso el vino filtrado ha sido considerado por muy poca diferencia más afrutado frente al testigo, por lo que aunque analíticamente presente menos aromas a fruta, muchos jueces no lo han considerado una diferencia notable y relevante desde el punto de vista sensorial. Parte de los compuestos que han presentado diferencias estadísticamente significativas son alcoholes, familia que está relacionada con sabores y olores fuertes y picantes, y notas REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 22 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología herbáceas. En nuestro caso, aun cuando la concentración de alcoholes es menor, el número de catadores que asignaba el atributo herbáceo al vino filtrado es similar al número de catadores que lo hacía para el vino testigo. Además, ningún catador ha añadido los atributos fuerte y picante a la hora de añadir descriptores a la lista en el caso de que fuera necesario para describir los vinos individualmente. Por otro lado, según autores la eliminación del etanol concentra efectivamente el vino, realzando su color al igual que otros constituyentes, lo que puede explicar el aumento de intensidad del sabor (Pham, 2020). En nuestro caso el color no se ha visto mejorado, sino que ha disminuido ligeramente, pero sin llegar a ser un cambio relevante para los catadores según los resultados obtenidos para el atributo color intenso en la prueba CATA. Sin embargo, teniendo en cuenta el número de catadores que han indicado que el vino filtrado es afrutado, puede haberse visto exaltado el sabor al reducir el contenido alcohólico del vino. Es cierto que tras la sesión de diálisis el vino cuenta con un contenido inferior en aromas, pero este cambio no muestra una relación directa en la calidad organoléptica del vino representada por los resultados obtenidos de las pruebas realizadas de análisis sensorial. 6. CONCLUSIONES Nuestros resultados confirman que aplicar diálisis sobre un vino tinto es efectivo para lograr una disminución del grado alcohólico relevante (sin sobrepasar una disminución de dos grados), dando lugar a una bajada de acidez, IPT y sulfuroso total en el vino, además de una ligera pérdida de compuestos volátiles, en especial aromas afrutados proporcionados por los esteres etílicos, detectables en los análisis realizados de su perfil volátil. En base a las calificaciones y opiniones proporcionadas por los 72 catadores sin entrenamiento, las diferencias organolépticas entre los dos vinos eran ligeramente notorias, considerando algo mejor el vino testigo al cual le atribuían los descriptores “alcohólico”, “persistente” y “me gusta”. Son necesarias más investigaciones para evaluar el impacto del proceso de diálisis en el vino para conseguir bajar parcialmente su contenido alcohólico, ya que este estudio es el único existente (hasta donde hemos podido comprobar en la bibliografía) que haya utilizado la diálisis por membrana sobre vinos tintos. Asimismo, sería interesante trabajar con vinos que realmente cuenten con un grado alcohólico inicial elevado, buscando así obtener los resultados más ajustados a la situación real de aplicación. La información proporcionada puede ser útil para evaluar las características organolépticas del vino al realizar una desalcoholización parcial por medio de diálisis, con el objetivo de bajar grados alcohólicos altos producidos por los efectos del cambio climático. Además, convendría contrastar y comparar la información obtenida en diferentes tipos de vinos. Como valoración final, el proceso tal y como lo hemos realizado es efectivo para disminuir parcialmente el contenido alcohólico, es decir, cumple con el objetivo inicial del trabajo; sin embargo, es necesario mejorarlo porque con vinos tintos al contrario de lo que ocurrió en vinos blancos, el consumidor nota diferencias que lo hacen en general menos aceptable. Una posibilidad para mejorar el proceso consistiría en trabajar con áreas de membranas superiores que permitan obtener la misma disminución del grado alcohólico en menos tiempo de filtración. REDUCCIÓN PARCIAL DEL GRADO ALCOHOLICO EN VINOS TINTOS MEDIANTES DIÁLISIS POR MEMBRANA Aroa Ludeña Bombín Página 23 de 25 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID Campus de Palencia; Grado en Enología De esta forma se esperarían que hubiera menor variación de aromas que puedan influir en las propiedades organolépticas y sensoriales de los vinos resultantes. 7. BIBLIOGRAFÍA Asensio de la Riva, J. (2018). Uso de pervaporación en la desalcoholización de vinos blancos. Trabajo Final de Grado, Grado en Enología, Universidad de Valladolid 2018. Ayestarán, B., Martínez-Lapuente, L., Guadalupe, Z., Canals, C., Adell, E., & Vilanova, M. (2019). Effect of the winemaking process on the volatile composition and aromatic profile of Tempranillo Blanco wines. Food chemistry, 276, 187-194. Calvo, J. I., Asensio, J., Sainz, D., Zapatero, R., Carracedo, D., Fernández-Fernández, E., ... & Hernández, A. (2022). Membrane Dialysis for Partial Dealcoholization of White Wines. Membranes, 12(5), 468. 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