Informe de fermentacion (vino)

Elaboración de vinos Materiales y métodos Materia prima Fruta maracuyá: Peso inicial: 1258.71 g de maracuyá. Costo 2000 $ Azúcar: 211.01 g Levadura: Saccharomyces cerevisiae  1 g/L en el vino se adiciono 10 ml Gelatina sin sabor: 1.1 g Sulfito de sodio: 1.1g Equipos Refractómetro: Para medir la concentración de azúcar en el mosto, equipo de filtración, envase, colador para macera la pulpa, balanza. Proceso Se selecciono las frutas y se peso, luego fue lavada para eliminar la suciedad de las superficies a las que se encuentra adherida se peso nuevamente. Luego se macera las frutas y se extrae todo el jugo y se determina el volumen y se aforo el resto con agua hasta obtener un volumen de 990 ml y se determina los grados Brix y se ajusta la concentración en azúcar según como se quiere producir el vino para este caso los grados brix se ajustaron hasta 25. Luego se le adiciona la levadura Saccharomyces cerevisiae  y se envasa para el proceso de fermentación no se debe llenar totalmente el recipiente se debe dejar un espacio libre para el gas. Luego se tapa el recipiente, para este se coloco una bomba el cual permite al gas carbónico de la fermentación de escaparse, sin dejar al aire entrar en el recipiente. Debido que la fermentación es un proceso anaeróbico y no puede haber contacto con el aire. Luego se deja fermentar durante 8 días hasta que la producción gas de fuera muy baja. Luego se clarifica por medio de un trasiego de un balde a otro, se separa por medio de un sifón para eliminar los gruesos del vino. Durante la fermentación se da una separación de fases quedando el vino en la parte superior y los residuos de la fruta y levadura se decantan quedando en la parte inferior. Estos gruesos están constituidos por partes solidas del maracuyá y por las levaduras muertas. Luego se le realizo un proceso de filtración o centrifugación para eliminar la turbidez del vino, para mejorar la presentación y eliminar algunos residuos que hayan quedado. Se le agrego gelatina sin sabor (1 gramo por litro) para que el vino no se fuera a contaminar y luego se le adiciono sulfito de sodio para que la levadura no siga reaccionando. Hay que garantizar que hay ausencia de levaduras. Se deja durante 8 días al trascurrir ese tiempo se vuelve a filtrar y se envasa. Para cuantificar el contenido de de glucosa, fructosa, sacarosa y etanol por medio de cromatografía liquida con una columna de ion exclusión que tiene una fase móvil de acido sulfúrico 0.01N, un flujo de 0.6ml/min a temperatura ambiente. Nombre científico o latino: Passiflora edulis La composición de la fruta de maracuyá es de 50-60% de cáscara, de 30-40% de jugo y de 10-15% de semilla. El fruto se caracteriza por ser rico en hidratos de carbono, ácidos orgánicos y vitamina A, aportando en sólo 100 gr de porción 46 calorías. El uso más generalizado del fruto de la Pasión es la indústrialización para la obtención de su jugo, tanto simple o natural así como el concentrado; pero a la vez este producto y la pulpa de la fruta sirven de base para preparar néctares, mermeladas, refrescos, jarabes, concentrados, sorbetes, helados, yo,ourts, dulces cristalizados, vinos, cremas, saborizantes de pasteles, dulces y ensaladas; además de que es muy usual la mezcla con otros jugos como los de cítricos, pina, guayaba, entre otras frutas para con ello obtener jugos tropicales aprovechando las características de olor y sabor penetrantes del maracuyá. [1] Análisis y resultados Los vinos de frutas es una muy buena alternativa para el desarrollo agro industrial, este le da un valor agregado a la fruta, generando beneficios económicos. Para obtener una buena calidad del vino se debe tener unas buenas condiciones de manipulación y de operación controlar la temperatura, el pH, también influye como se encuentra la fruta si está muy madura. Primero se peso el maracuyá, luego se le realizo una maceración y se obtuvo 130ml y se le adiciono 850 ml de agua hasta ajustar un volumen de 990ml, posteriormente se le midieron los grados Brix, el cual reporto un valor de 3, y como se quería obtener un vino con 25 grados Brix se le adiciono 211.01 gr de azúcar. Pasado los 8 días cuando este se fermento se volvió a medir el volumen después haberse filtrado se obtuvo 1100 ml este aumento en el volumen pudo haber sido porque que la célula al reaccionar con su medio sacaba todo el agua de su interior. Tabla 1. Datos obtenidos en el laboratorio Peso inicial g Peso después lavado g peso después del pelado g peso después del macerado g Grados Brix Volumen (ml) Grados Brix azúcar adicionado 1258.7 1200.19 419.77 202.19 3 190 25 211.01 Tabla 2. Datos tomados en el laboratorio después de la fermentación Volumen después del filtrado N°1 (ml) Volumen después del filtrado N°2(ml) Volumen después del filtrado N°1 (ml) 1100 1070 1040 La fermentación alcohólica es un proceso biológico en ausencia de aire, originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono que puede ser la glucosa, fructosa y sacarosa entre otros, para obtener como producto final un alcohol en forma de etanol, dióxido de carbono, y una molécula de ATP que consumo los propios microorganismos en su metabolismo celular energético anaeróbico. [2] . Como lo muestra la Tabla 2 el jugo de maracuyá contiene una concentración de 0 g/L de sacarosa, 0.077 g/L de fructosa y Glucosa 0 g/L. Como muestra en la Tabla 3 la S. cerevisiae transformo estos azucares a etanol. Tabla 3. Datos del contenido de sacarosa, glucosa, fructosa y etanol, los datos iniciales fueron sacados de [6] y los datos finales fueron los que se obtuvieron HPLC C(g/L) Inicial Final SACAROSA 0.00349 0 GLUCOSA 0.00364 0 FRUCTOSA 0.00281 0.077 ETANOL 0 2.518 La levadura transformaron el azúcar de la fruta en este caso del maracuyá en alcohol el cual contiene un bajo porcentaje de azúcar, se puede ver que la levadura se consumió todo el contenido de sacarosa y de glucosa y este influye en el grado de alcohol del vino obtenido, además la cantidad inicial del jugo de maracuyá cuando este se diluyo en agua de 3 grados Brix que indica la cantidad de sacarosa que contiene. Desde el metabolismo la capacidad de producción de etanol de la levadura Durante la fermentación las levaduras especialmente las Saccharomyces cerevisiae es la principal levadura  utilizada en la elaboración del vino, debido a su alta capacidad convierten la glucosa convierten la glucosa que se encuentra en el azúcar de las frutas en piruvatos. [3] La fermentación alcohólica es un proceso anaerobio en el que las levaduras y algunas bacterias descarboxilan el piruvato obtenido de la ruta Embden-Meyerhof-Parnas (glicolisis) dando acetaldehído, y éste se reduce a etanol por la acción del NADH2. [4] El balance energético de la fermentación puede expresarse de la siguiente forma A pesar de parecer, a nivel estequiométrico, una transformación simple, la secuencia de transformaciones para degradar la glucosa hasta dos moléculas de alcohol y dos moléculas de bióxido de carbono es un proceso muy complejo, pues al mismo tiempo la levadura utiliza la glucosa y nutrientes adicionales para reproducirse. Para evaluar esta transformación, se usa el rendimiento biomasa/sustrato, biomasa/producto y el rendimiento producto/substrato. [5] Para determinar el rendimiento que se obtuvo en cada una de las partes del proceso se determina con la siguiente ecuación y se va variando la masa obtenido en cada una de las etapas Rendimiento después del lavado Donde: La masa obtenida fueron los gramos después lavado La masa inicial fue la primera con cascara y sin lavar Lo que indica que un 6.5 de lo que había pesando antes era suciedad, polvo Tabla 4. Rendimiento en cada una de las etapas del proceso Peso después del lavado Peso después del pelado Peso después del macerado 95.35% 33.35% 16.06% Con la primera etapa del proceso se puede ver que un 4.6% de lo que había pesado antes es suciedad. El rendimiento final que se obtiene del vino es del 16.06% lo que indica que hacer vino a partir del maracuyá es poco rentable, debido a que la mayoría de lo que peso era la cascara y las semillas, pero se extrajo muy poco jugo de la pulpa. Figura 1: proceso de producción del vino de maracuyá. Producto La fruta esta almacenada en unos tanques y luego son transportadas hacia una banda transportadora donde son seleccionadas las mayores calidades, luego pasan por una prensa donde se cortan por la mitad y luego pasan por unos molinos donde son maceradas y se separa la pulpa de las semillas y se extrae todo el jugo, luego el mosto se traslada a unos tanques donde se le adiciona la levadura donde se deja el mosto, luego pasa a un tanque donde se clarifica y luego se centrifuga haciendo que se precipiten los residuos sólidos. Después de la centrifugación los mostos pasan a unos tanques de fermentación donde se le adiciona el sulfito de sodio. La fermentación se lleva a cabo a una temperatura de 14 y 17°C y luego se envasa el vino. El ensayo de la producción de vino de maracuyá se realizo a una escala de laboratorio de 1 L. La idea es llevarlo a una planta industrial con una capacidad de 1000L. Por lo que se analizaran las variantes a tener en cuenta y los volúmenes a obtener. Escalado a 1000 L Se necesitaran 1210.298 Kg de maracuyá para producir 1000L de jugo de maracuya, se tendría una valor de 1921221.945$ para la obtención del vino fue necesario adicionar azúcar dependiendo de los grados Brix que se obtuvieron dependiendo de las condiciones que se encuentra la fruta es decir del grado de maduración Pero suponiendo el mismo grado de madurez se tendría que adicionar 202.69Kg de azúcar. Conclusiones La fruta de maracuyá no es optima para la producción de vino debido a que el redimiendo que se obtiene del proceso es muy poco, además esta fruta tiene muy poco contenido de azúcar el cual es indispensable para la elaboración del vino y se necesitaría adicionar una gran cantidad de azúcar obteniendo una concentración de etanol 2.518 g/L. Las condiciones ambientales no controladas pudieron haber afectado el metabolismo de la levadura y su producción de alcohol como pudo ser la temperatura, el pH Referencias [1] Manuel Angel Gómez Cruz, Rita Schwentesius Rindermann, Laura G-ómez Tovar LA PRODUCCION Y EL MERCADO MUNDL4L DEL MARACUYÁ. [2 LUIS FERNANDO QUIZHPI LÓPEZ. ]Obtención de etanol a partir de los residuos organicos de la sección de frutas del mercado mayorista de Riobamba. Tesis de grado para obtención del título de ingenierio biotecnológico ambiental 2008. [3] MARISTELA FREITAS SANCHES PERES’ ANI) CECILIA LALUCE2. Ethanol Tolerance of Thermotolerant Yeasts Cultivated on Mixtures of Sucrose and Ethanol [4[La fermentación alcohólica. Cómo se produce y aplicaciones. http://blogs.creamoselfuturo.com/bio-tecnologia/2011/03/14/la-fermentacion-alcoholica-como-se-produce-y-aplicaciones/ [5] H.J. VÁZQUEZ1 Y O. DACOSTA 2. Fermentación alcohólica: Una opción para la producción de energía renovable a partir de desechos agrícolas. 1 Departamento de Sistemas, Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco, México  2 Oficina de Consejo, Desarrollo y Transferencia Tecnológica, Dijon, Francia.  [6] http://alimentos.org.es/carbohidratos-maracuya