Obtencion de una bebida alcohólica a partir de zumo de limón dulce

Introducción

La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleto, siendo el producto final un compuesto orgánico. El proceso de fermentación anaeróbica se produce en ausencia de oxígeno como acepto final de los electrones del NADH producido en la glicólisis (que funciona como proceso anaerobio). (Primo, 1998).

Las levaduras son microorganismo mesófilos, esto hace que la fermentación pueda tener lugar en un rango de temperaturas desde los 13-14ºC hasta los 33-35ºC. Dentro de este intervalo cuanto mayor sea la temperatura mayor será la velocidad del proceso fermentativo siendo también mayor la proporción de productos secundarios, sin embargo a menor temperatura es más fácil conseguir un mayor grado alcohólico, ya que parece que las altas temperaturas que hacen fermentar más rápido a las levaduras llegan a agotarles antes. (Coúltate, 1998).

Las levaduras fermentativas necesitan los azúcares para su catabolismo, es decir para obtener la energía necesaria para sus procesos vitales, pero además necesitan otros substratos para su anabolismo como son nitrógeno, fósforo, carbono, azufre, potasio, magnesio, calcio y vitaminas, especialmente tiamina (vitamina B1). Por ello es de vital importancia que el medio disponga de una base nutricional adecuada para poder llevar a cabo la fermentación alcohólica. (Cheftel, 1992).

Antecedentes bibliográficos

La elaboración de una bebida alcohólica fermentada tipo "vino" a partir de jugo de naranja (Citrus sinensis L. Osbeck) en función de variables, concentración de panela, concentración de sulfato de amonio y tiempo de fermentación, la variable respuesta fue el mayor rendimiento de etanol durante la producción de bebida alcohólica de naranja, empleando un cultivo de (Saccharomycescerevisiae) variedad ellipsoideus MIT L-51 como agente fermentativo. (Cueva, Huayama, 2007).

Estudia las posibilidades de elaboración de una bebida alcohólica fermentada tipo vino a partir de la mandarina (citrus nobilis) y optimizar ciertos parámetros. Se propuso optimizar las variables de tamaño de inoculó, concentración de azúcar y el tiempo de fermentación que permitan obtener el mayor rendimiento de etanol durante la producción de vino de mandarina, empleando un cultivo de Saccharomycescerevisiae variedad ellipsoideus MIT L-51. (Morin, 1994).

Material y métodos

Materias primas

Se utilizarán como materia prima el limón dulce (Citrus Limetta) proveniente del distrito de la peca, Provincia de Bagua Región Amazonas, para las pruebas y análisis del estudio, con índices de madurez adecuados y características frescas. El procesamiento y análisis tanto de la materia prima como al producto final, se realizarán en la Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas (UNAT -A), Laboratorio de Química. Facultad de Ingeniería Agroindustrial. Para la elaboración de una bebida alcohólica a partir del zumo del limón dulce (Citrus Limeta) son necesarios los equipos y materiales que se describen.

A) Materiales

.Vasos de precipitación de 100 y 250 ml.

.Pinzas.

.Matraz de enrlenmeyer de 250 y 500 ml.

.Termómetro

.Papel filtro.

.Tubos de ensayo.

. Probetas de 50, 100 y 200 .Peras de decantación de 250 ml.

.Gradillas de madera

.Pipetas 

 B) Equipos

Balanza semianalítica de 2 Kg de capacidad

Estufa

Cocina Eléctrica

Equipo de destilación simple.

Equipo de destilación por arrastre de vapor.

Alcoholímetro.

Botellas de plástico de 2-3 litros de capacidad

Refractómetro portátil

Cocina a gas

Guantes

Mascarilla

Mandil

Balón de gas

RECEPCION DE LA MATERIA PRIMA:

La operación de selección se realizará extendiendo la fruta en la mesa de inspección de acero inoxidable. La selección de una buena fruta al empezar es de extrema importancia para la obtención de un buen zumo de limón dulce.

LAVADO:

La materia prima seleccionada se acondicionará eliminando impurezas adheridas en su superficie microbiana.

PELADO:

El pelado de la fruta a la vez que favorece el machacado sirve como inspección sanitaria.

EXTRACCIÓN:

La extracción del jugo de limón dulce (Citruslimetta) se realizará machacando la fruta manualmente en condiciones sanitarias tratando de extraerle todo el jugo.

SIEMBRA Y PREPARACION DE LA LEVAURA:

Esta siembra se realizará 24 horas antes de la preparación del inóculo y 48 horas antes de la preparación del vino. Se procederá a esterilizar la mesa donde vamos a realizar la siembra con alcohol yodado, luego se prenderá el mechero y con ayuda del asa bacteriológica previamente esterilizada en el fuego directo se tomará una muestra del frasco donde se encuentran la capa de fermentación (Saccharomycescerevisiae MIT L-51) y se procederá a sembrar en un tubo de ensayo de 13×100 mm.

DETERMINANCION DE LA CONCENTRACION DE CELULAS DE LEVADURA METODO DIRECTO:

El recuento de células de levaduras se hará usando la Cámara de Newbauer para determinar la concentración de la célula, indicándonos la cantidad exacta de células de levadura en el cultivo oven (no mayor de 24 horas) antes de la preparación del inóculo.

DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE CELULAS POR LEVADURA–MÉTODO CAMARA DIRECTO:

Se determinará la concentración celular de levaduras en nuestro inóculo, usando la Cámara de Newbauer, para saber la cantidad exacta de células de levaduras al iniciar nuestra fermentación.

SUPLEMENTACION DEL MOSTO:

La preparación del mosto se realizará a partir del jugo de mandarina filtrado se determinó la cantidad de azúcares que no eran suficientes para la producción de un vino reforzado, se le suplementó con sacarosa (azúcar comercial) hasta obtener un mosto con una concentración de azúcar del 23%. El pH inicial de nuestro mosto fue de 4.5 registrado por el pH-metro lo cual evitó la contaminación por las bacterias.

FERMENTACIÓN:

Los birreactores fueron llenado con mosto de limón dulce (23% azúcar) se agregó el inóculo (15%) para luego ser sellado herméticamente, dejando un respiradero de purga para eliminar el CO2 producto de la reacción, que se realizó a temperatura ambiente (24-27 ºC) el tiempo e fermentación será de 6 días. Al final del proceso fermentativo se determinó el Rendimiento de Etanol y la Eficiencia del proceso.

PASTEURIZACIÓN:

Se realizará para terminar con la fermentación, a una temperatura de 65ºC durante media hora, se procedió a vaciar el mosto fermentado de los biorreactores a unos recipientes de vidrio para que sean llevados a baño María. Cuando se adquirió la temperatura adecuada se retiró el recipiente. Una vez pasteurizado, enfriar y luego esperar 8 días para que seguidamente la levadura y sustancias orgánicas que va soltando el mosto; el vino empieza a clarificarse y se produce el primer trasiego.

EMBOTELLADO:

Se realizará en botellas de color ámbar, previa esterilización; la cual se llevó a cabo enjuagando las botellas en agua caliente a 85°C por 1 mn. Se enjuagaron con alcohol de 60 °GL durante unos instantes y al final se enjuaga con agua destilada. Se procede a llenado de las botellas con el vino y al final se cierra utilizando corchos, también esterilizados.

Análisis fisicoquímicos de la fermentación de limón dulce

DETERMINACION DEL GRADO ALCOHOLICO: Para determinar el grado alcohólico se utilizaron dos métodos:

• Método químico: Oxidación con Dicromato.

• Método por Destilación:

METODO DE DESTILACION:

Se realiza una destilación a vapor, con un determinado volumen de fermentación; se recoge la cantidad destilada, igual al volumen de la muestra inicial, Luego hacemos uso del Alcoholímetro y observamos el grado alcohólico a la temperatura correspondiente.

ACIDEZ ACETICA VOLATIL: METODO POR DESTILACION DE ARRASTRE CON VAPOR

La Acidez volátil está constituida por la parte de ácidos grasos pertenecientes a la serie acética que se encuentra en los vinos ya sea en su estado libre o de sal, en este método a aplicar se destilan los ácidos volátiles con corriente de vapor de agua y valorando la acidez del destilado, mediante un álcali apropiado.

DETERMINACION DE SULFATOS:

La determinación de sulfatos se hace por turbidimetría, el método es aplicable a muestras diluidas con concentraciones menores de 70 ppm de SO42- . El sulfato es precipitado en solución diluida de HC1 con Ba(NO3)2 bajo condiciones controladas para formar cristales de BaSO4 de tamaño uniforme. Se mide la absorbencia de la suspensión y la concentración de sulfato es obtenida de la curva de calibración.

DETERMINACION DE CLORUROS:

Este método se basa en la precipitación de los cloruros por medio de una solución valorada de nitrato de plata, expresar los resultados en gr. De NaCl.

EXTRACTO SECO:

El extracto seco o muestra seca, es el conjunto de todas las sustancias que en condiciones físicas, no se volatilizan. Estas condiciones físicas deben fijarse de tal manera que las sustancias componentes de este extracto sufran el mínimo de alteración.

ANALISI STADISTICO DE LOS DATOS.

El diseño experimental es un Diseño completo para la obtención del alcohol a través de los diferentes métodos de destilación del zumo de limón dulce, El tratamiento estadístico de los datos será con un nivel de significación de 0.05 % en las pruebas de varianza y comparación de medias con Tukey.

Referencias bibliográficas

• Primo Yufera Eduardo "Química de los Alimentos". Editorial Acriba. Zaragoza España 1998.

• Agustin, M (2000). Citricultura. Editorial Mundi-Prensa, España.

• 3.-Calwna, J. N. (1991). Elaboración de una bebida alcohólica a partir de sauco (Sambocus peruviana HBK). Tesis de Ingeniería de Industrias Alimentarias UNALM – Lima 171 pp.Blouin, J. 2004. Enología Práctica: Conocimiento y Elaboración del Vino. Editorial Mundi- Prensa. 4ª Edición. España.

• Bruce, W. 2001. Análisis y Producción de Vino. Editorial Acribia, S.A Zaragoza- España.

• Puerta, A. 2000. Elaboración de Vino. Proyecto San Martín ITDG- CEPCO. Perú.

• González Vargas A. 2004 Plan de negocios para la creación de una empresa elaboradora de vino de frutas Cartago-Costa Rica

• Pere Duran, 1999 Productos derivados de la uva, aguardientes y sidras Centre Editorial Telemàtic, SRL – España

• Vino de frutas,1998 Intermédiate TechnologyDevelopmentGroup 2da edición Lima- ITDG – Perú

• Uvachado, 1995 macerado de uva producción y comercialización a pequeña escala ITDG – Perú

Paginas WEB:

• Hernández, M. 2000. Enología Práctica: Proceso de Elaboración

Disponible en: http://www.arrakis.es/~mruizh/l1.htm

Accesado: 12/01/09.

• Murno, H. 2007.Transformaciones Químicas y Bioquímicas del Vino

Disponible en: http://www.alfinal.com/vinos.htm

Accesado: 12/01/09.

Fig N° 01: Lavado del limón

Fig N° 02: Mosto del limón en fermentación.

Autor:

Ing. Helí Humberto Aguirre Zaquinaula

Ing. Miguel Ángel García Torres

Ing. Irma Rumela Aguirre Zaquinaula