Licor de Frutas

UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA “JOSÉ SIMEÓN CAÑAS”

ELABORACIÓN A NIVEL DE LABORATORIO DE VINO A PARTIR DE FRUTA: MANZANA, NARANJA, PAPAYA, PERA Y SANDÍA

TRABAJO DE GRADUACIÓN PREPARADO PARA LA

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

PARA OPTAR AL GRADO DE

INGENIERO QUÍMICO

POR

ALFONSO OMAR AGUILAR MORALES DAVID RICARDO HERNÁNDEZ HENRÍQUEZ MAYO 2006 SAN SALVADOR, EL SALVADOR, C.A.

1

RECTOR JOSÉ MARÍA TOJEIRA, S.J.

SECRETARIO GENERAL RENÉ ALBERTO ZELAYA

DECANO DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA CELINA PÉREZ RIVERA

COORDINADOR DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA LEONEL HERNÁNDEZ

DIRECTOR DEL TRABAJO CARLOS CAÑAS LECTOR LEONEL HERNÁNDEZ

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Resume n Ejecutivo

La producción de vinos es una de las prácticas más antiguas en las regiones donde se cultiva la vid. Actualmente esta labor se ha desarrollado y diversificado, utilizándose para su elaboración otro tipo de frutas. La producción de vinos en El Salvador es casi nula, a pesar de contar con una gran variedad y disponibilidad de frutas con características deseables para tal fin.

El presente trabajo contiene una revisión bibliográfica a cerca de las bebidas alcohólicas en general, haciendo énfasis en la producción de vinos. Se identifican las características más importantes de los frutos para su elaboración, se detalla el procedimiento de producción y se presentan las bases para evaluar la calidad mediante el análisis organoléptico o cata.

También se presenta el análisis de identificación y selección de varias frutas de las que se sabe hay disponibilidad en el mercado por la temporada en que se realizó el proyecto, en base a una serie de criterios que evalúan algunas de las características favorables para la producción de vinos. Adema se presenta el desarrollo de una serie de experimentos, llevados a cabo con el fin de establecer cual es el efecto sobre la producción de vinos de frutas, que producen parámetros como el control de pH y la adición de nutrientes durante la etapa de fermentación, con el objeto de producir vinos con sabor agradable y de buen grado alcohólico, demostrando así la factibilidad de la elaboración de los mismos.

Los resultados de la experimentación se presentan tabulados y en forma gráfica, posteriormente se realiza un análisis de los mismos y se enumeran las conclusiones y recomendaciones del trabajo.

Finalmente en base al análisis de la información recolectada a lo largo de la experimentación, se pretende demostrar la fa cilidad de este proceso e incentivar el desarrollo de investigaciones más profundas que permitan industrializarlo en vista de la poca o casi nula explotación de los recursos agrícolas orientados a esta práctica, como una posibilidad de desarrollo local.

i

ÍNDICE Resumen Ejecutivo……………………………………………………………………….... i Abreviatura……………………………………………………………………………… vii Prólogo………………………………………………………………………………….… ix 1

REVISION DE LITERATURA...................................................................................1 1.1 Bebidas alcohólicas.................................................................................................1 1.1.1 Definición............................................................................................................1 1.1.2 Tipos de Bebidas Alcohólicas.............................................................................1 1.2 Historia....................................................................................................................1 1.3 Frutas y frutos para vinos........................................................................................3 1.3.1 Definición. ...........................................................................................................3 1.4 Características de los frutos para la producción de vinos .......................................3 1.5 Vinos de frutas ........................................................................................................3 1.5.1 Definición............................................................................................................3 1.5.2 Tipos....................................................................................................................4 1.6 Composición química .............................................................................................4 1.6.1 Procedimientos de producción............................................................................4 1.7 Evaluación de la calidad de vinos de frutas ............................................................9

2

DESARROLLO EXPERIMENTAL.........................................................................13 2.1 Selección de las frutas...........................................................................................13 2.1.1 Identificación de la fruta ...................................................................................13 2.1.2 Metodología para la selección de las frutas ......................................................13 2.2 Rangos para la evaluación de los criterios............................................................15 2.3 Información para la valoración de los criterios.....................................................16 2.4 Resultados de la valoración...................................................................................17 2.5 Producción de Vinos .............................................................................................18 2.5.1 Diseño del Experimento....................................................................................18 2.5.2 Variables de proceso .........................................................................................19 2.5.3 Variables respuesta ...........................................................................................20 2.5.4 Descripción de los experimentos ......................................................................22 2.5.5 Materiales y Métodos........................................................................................24 2.5.6 Métodos de análisis ...........................................................................................26 2.6 Procedimiento .......................................................................................................28 2.6.1 Preparación de las frutas ...................................................................................30 2.6.2 Obtención del mosto .........................................................................................30 2.6.3 Preparación del Mosto ......................................................................................31 2.6.4 Proceso Fermentativo ........................................................................................31 2.6.5 Destilación de las muestras...............................................................................32 2.6.6 Clarificación y aclarado del Vino .....................................................................33 2.6.7 Filtración del Vino ............................................................................................33 2.6.8 Producto final....................................................................................................33 2.7 Catado del producto final......................................................................................33

iii

3

RESULTADOS ........................................................................................................... 35 3.1 3.2

Resultados físicos del vino ................................................................................... 35 Resultados físico-químicos .................................................................................. 35

4

ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................................................ 55

5

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................................... 59 5.1 5.2

Conclusiones ........................................................................................................ 59 Recomendaciones ................................................................................................. 61

GLOSARIO ........................................................................................................................ 63 BIBLIOGRAFÍA…………… …………………………………………………………..65 ANEXO A. CALCULO DE AZÚCARES REDUCTORES TOTALES (%ART) EN LAS FRUTAS. ANEXO B. CÁLCULO DE LA CANTIDAD DE AZÚCAR A AGREGAR A CADA UNA DE LOS JUGOS. ANEXO C. CÁLCULO DE EFICIENCIA Y RENDIMIENTO. ANEXO D. FICHA DE CARA PARA EL ANÁLISIS ORGANOLÉPTICO DEL VINO. ANEXO E. FOTOS DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE LOS VINOS. ANEXO F. ANÁLISIS DE VARIANZA.

iv

ÍNDICE DE TABLAS TABLA 1.1 TABLA RESUMEN PARA INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS EN LA CATA DE VINOS. ..................................................................................................................11 TABLA 2.1. IDENTIFICACIÓN PRELIMINAR DE FRUTAS ............................................................13 TABLA 2.2. FACTOR DE PONDERACIÓN DE LOS CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE LA FRUTA 15 TABLA 2.3. RANGOS PARA LA PUNTUACIÓN DE LOS CRITERIOS .............................................15 TABLA 2.4. VALORES OBTENIDOS DE LOS CRITERIOS PARA CADA UNA DE LAS FRUTAS..........16 TABLA 2.5 MATRIZ DE RESULTADOS DE LAS VALORACIONES ................................................17 TABLA 3.1. RESULTADOS DEL EXPERIMENTO 1:P ROCESO SIN CONTROL DE PARÁMETROS .....36 TABLA 3.2. RESULTADOS DEL EXPERIMENTO DE PH Y O BRIX PARA EL EXPERIMENTO 2 .........37 TABLA 3.3. RESULTADOS DEL EXPERIMENTO DE PH Y O BRIX PARA EL EXPERIMENTO 3 .........38 TABLA 3.4. CONTENIDO DE ALCOHOL (% V/V) PRESENTE EN LOS VINOS OBTENIDOS ............39 TABLA 3.5. EFICIENCIAS DE LA FERMENTACIÓN ....................................................................39 TABLA 3.6. RESULTADOS DE LAS CANTIDADES OBTENIDAS DE ALCOHOL PARA CADA MUESTRA .............................................................................................................................39 TABLA 3.7. RESULTADOS DE LOS RENDIMIENTOS OBT ENIDOS ................................................40 TABLA 3.8. RESULTADOS DE LA CONVERSION DE AZÚCAR PARA LOS EXPERIMENTOS 1, 2 Y 3 ........................................................................................................................................................................40

TABLA 3.9. RESULTADO CONSOLIDADO DEL CATADO REALIZADO A CADA UNO DE LOS VINOS DEL EXPERIMENTO 3 .............................................................................................................................40

ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 2.1. DIAGRAMA DE ÁRBOL DEL TOTAL DE EXPERIENCIAS QUE SE REALIZARON .........24 FIGURA 2.2. PH METER PAR MEDIR LA VARIABILIDAD DE L PH...............................................27 FIGURA 2.3. HIDRÓMETROS UTILIZADOS PARA DETERMINAR LA CANTIDAD DE AZÚCAR RESTANTE .........................................................................................................28 FIGURA 2.4. FLUJOGRAMA DEL PROCESO ...............................................................................29 FIGURA 2.5. LLENADO DEL RECIPIENTE FERMENTADOR .........................................................33 FIGURA 2.6. PROCESO DE FERMENTACIÓN .............................................................................33 FIGURA 2.7. MUESTRAS FERMENTANDO ................................................................................33 FIGURA 2.8. DESTILACIÓN DE MUESTRAS ........................................................................................................ 33 FIGURA 3.1. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE MANZANA , PARA EL EXPERIMENTO 1.................................................................41 FIGURA 3.2. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE MANZANA , PARA EL EXPERIMENTO 2.................................................................41 FIGURA 3.3. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE MANZANA , PARA EL EXPERIMENTO 3.................................................................42 FIGURA 3.4. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE PERA, PARA EL EXPERIMENTO 1...................................................................................42 FIGURA 3.5. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE PERA , PARA EL EXPERIMENTO 2...................................................................................43 FIGURA 3.6. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE PERA, PARA EL EXPERIMENTO 3...................................................................................43

v

FIGURA 3.7. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE SANDIA , PARA EL EXPERIMENTO 1 .................................................................................. 44 FIGURA 3.8. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE SANDIA , PARA EL EXPERIMENTO 2 .................................................................................. 44 FIGURA 3.9. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE SANDIA , PARA EL EXPERIMENTO 3 .................................................................................. 45 FIGURA 3.10. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE PAPAYA , PARA EL EXPERIMENTO 1 ................................................................... 45 FIGURA 3.11. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE PAPAYA , PARA EL EXPERIMENTO 2 ................................................................... 46 FIGURA 3.12. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE PAPAYA , PARA EL EXPERIMENTO 3 ................................................................ 46 FIGURA 3.13. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE NARANJA , PARA EL EXPERIMENTO 1 .............................................................. 47 FIGURA 3.14. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE NARANJA , PARA EL EXPERIMENTO 2 .............................................................. 47 FIGURA 3.15. COMPORTAMIENTO DEL P H DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE NARANJA , PARA EL EXPERIMENTO 3 .............................................................. 48 FIGURA 3.16. COMPORTAMIENTO DEL O BRIX DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE MANZANA , PARA EL EXPERIMENTO 1 ............................................................. 48 FIGURA 3.17. COMPORTAMIENTO DEL O BRIX DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE MANZANA , PARA EL EX PERIMENTO 2 ............................................................. 49 FIGURA 3.18. COMPORTAMIENTO DEL O BRIX DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE MANZANA , PARA EL EXPERIMENTO 3 ............................................................. 49 FIGURA 3.19. COMPORTAMIENTO DEL O BRIX DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE PERA , PARA EL EXPERIMENTO 1 ..................................................................... 50 FIGURA 3.20. COMPORTAMIENTO DEL O BRIX DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE PERA , PARA EL EXPERIMENTO 2 ..................................................................... 50 FIGURA 3.21. COMPORTAMIENTO DEL O BRIX DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE PERA , PARA EL EXPERIMENTO 3 ..................................................................... 51 FIGURA 3.22. COMPORTAMIENTO DEL O BRIX DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE SANDIA , PARA EL EXPERIMENTO 1 ................................................................. 51 FIGURA 3.23. COMPORTAMIENTO DEL O BRIX DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE SANDIA , PARA EL EXPERIMENTO 2 ................................................................. 52 FIGURA 3.24. COMPORTAMIENTO DEL O BRIX DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE SANDIA , PARA EL EXPERIMENTO 3 ................................................................. 52 FIGURA 3.25. COMPORTAMIENTO DEL O BRIX DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE NARANJA , PARA EL EXPERIMENTO 1 .............................................................. 53 FIGURA 3.26. COMPORTAMIENTO DEL O BRIX DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE NARANJA , PARA EL EXPERIMENTO 2 .............................................................. 53 FIGURA 3.27. COMPORTAMIENTO DEL O BRIX DURANTE LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO DE NARANJA , PARA EL EXPERIMENTO 3 .............................................................. 54

vi

Abreviaturas o

C: Grados Centígrados.

o

Brix: Grados Brix.

%ART: Porcentaje de azucares reductores totales. Kg: Kilogramo. $: Dolares. mL: Mililitro. a.C.: antes de Cristo.

vii

viii

Prólogo

La producción de bebidas alcohólicas en el Salvador se realiza desde tiempos inmemoriales por los pueblos nativos, durante el periodo colonial y después de la independencia de España. En la actualidad es posible identificar producción tanto a escala artesanal como industrial de bebidas alcohólicas. A escala artesanal se preparan principalmente bebidas tradicionales y a escala industrial se preparan alcoholes destilados, como el ron, el vodka y la cerveza. La preparación de vinos de fruta es una actividad muy poco desarrollada en el país, pero que en el ámbito internacional va en aumento, dado que el fenómeno de la globalización, con sus dimensiones económicas y socioculturales, trae el interés por bebidas con sabores diferentes y exóticos.

Por lo tanto, con este trabajo se pretende fomentar la investigación vinculada con la producción de vinos de frutas.

Este trabajo de graduación se divide en cinco partes principales:

El Capítulo 1 presenta la revisión de literatura. Esta sección muestra el material preciso para una comprensión de las bebidas alcohólicas en general y de la producción de vinos a partir de frutas en particular, como base de los experimentos que se desarrollarán posteriormente.

En el Capítulo 2 se desarrolla la parte experimental. Aquí se presenta la identificación y selección de las frutas, el diseño del experimento, los materiales y métodos empleados y la descripción de los procedimientos a seguidos para la elaboración de los vinos de frutas.

En el Capítulo 3 se muestran los datos obtenidos en los experimentos definidos en el capítulo dos, los resultados del cálculo de las variables respuesta y las gráficas que ilustran el desarrollo en el tiempo de cada proceso fermentativo.

ix

En el Capítulo 4 se analizan los resultados obtenidos durante

la fase experimental,

utilizando, entre otras herramientas, el análisis estadístico de las variables.

Para finalizar se presentan en el Capítulo 5, todas las conclusiones y recomendaciones efectuadas sobre la base de los resultados obtenidos por la experimentación.

x

1

REVISION DE LITERATURA

1.1

1.1.1

Bebidas alcohólicas

Definición

Muchas fuentes definen las bebidas alcohólicas como aquellas que contiene n etanol (conocido popularmente como alcohol).

1.1.2

Tipos de Bebidas Alcohólicas

Según sea el proceso de elaboración, se pueden distinguir entre bebidas producidas por fermentación alcohólica (vinos, cervezas, hidromiel, sake, cava) en las que el contenido en alcohol no pasa de 18-20 grados, y las producidas por destilación, generalmente a partir de un producto de fermentación (licores, aguardientes, whisky, vodka, tequila, ron) [Wikipedia, 2006].

1.2

Historia

El alcohol es el principio activo de las bebidas embriagadoras. Desde tiempo inmemorial los hombres han hecho uso de las bebidas fermentadas, pero únicamente después del siglo XII es cuando saben que el alcohol es al que deben sus propiedades excitantes [Xandri Tagueña, 1958: p. 325].

De todas las bebidas alcohólicas, se sabe que la más antigua es el vino. Investigaciones recientes han permitido afirmar que el origen de la vinificación y de la vinicultura se remonta a tiempos primitivos. En Asia Menor vivían ciertos pueblos indogermánicos que conocían dicha vid silvestre, estos pueblos deben ser considerados como precursores de la cultura del vino y de la vid. A juzgar por antiguos relieves egipcios y numerosos 1

documentos asirios, estos pueblos preparaban un caldo de Baco, similar al vino actual, ya en los siglos XX, XXX y XL a.C. [Vogt, 1972: p. 15].

Los antiguos conocían la destilación, la aplicaban en la obtención de aguas olorosas de las plantas aromáticas. Hipócrates, Galeno y Plinio, que hablan de esta operación, no hacen ninguna mención de su aplicación al vino y a las bebidas fermentadas; sucede lo mismo con los autores árabes de los siglos III y IV [Xandri Tagueña, 1958: p. 325].

La opinión de la mayoría de los autores sobre esta materia, es que el invento de la destilación, para producir bebidas alcohólicas, puede atribuirse a los árabes, allá por el año 900 de nuestra era, aunque también hay otros que los habitantes de la Europa Septentrional emplearon el agua ardiente como bebida, quizá antes del año citado, como antídoto para el frío en los climas del norte. En algunas obras se dice, que por el contrario, que la destilación se introdujo en Europa algo más tarde, durante el reinado de Alfonso VIII de Castilla (1158-1214) [Xandri Tagueña, 1958: p. 153].

La destilación de los vinos fue practicada, al principio, con el fin de obtener alcoholes para la fabricación de aguardientes y licores, pero desde el momento en que la industria halló en este producto un auxiliar precioso, para el cual los progresos incesantes de la ciencia descubrían siempre nuevas aplicaciones, aumento rápidamente su consumo, por lo que el alcohol del vino fue insuficiente. Como por otra parte su producción quedaba limitada a los países vinícolas y su precio alcanzaba cifras muy elevadas, las regiones menos afortunadas se preocuparon en buscar otras substancias o fuentes de extracción de alcohol. Tal es el origen de la fabricación de alcoholes a partir de los granos, de patatas, de remolacha, de melazas, etc. [Xandri Tagueña, 1958: p. 327].

2

1.3 1.3.1

Frutas y frutos para vinos Definición.

Los frutos son las estructuras de las plantas con flores (angiospermas) que se originan tras la fecundación por desarrollo del ovario de los carpelos o pistilos y que contienen las semillas, su principal misión es la protección y dispersión de estas semillas.

1.4

Características de los frutos para la producción de vinos

Para la elección de las frutas, lo primero que exige la fabricación de vinos es que deben escogerse sanas y carnosas, antes de sazón para que conserven cierta consistencia principalmente las que son blandas y fundentes por naturaleza. En general la fruta sazonada tiene la carne demasiado pulposa y no podría soportar el calor y la maceración precisa sin deshacerse y convertirse en mermelada, además, si la fruta esta muy madura se impregna de aguardiente afectando su sabor lo cual no resulta luego muy agradable al paladar. También se deben rechazar las frutas muy verdes y las que estén

algo podridas, marchitas,

agusanadas, etc., en una palabra, cuando presenten algún defecto. No todas las frutas son aptas para este objetivo, son preferibles las más sabrosas y perfumadas [Xandri Tagueña, 1958: p. 733]. 1.5 1.5.1

Vinos de frutas Definición

El vino de frutas es aquel que se obtiene por la fermentación de los azúcares contenidos en el mosto que se transforman en alcohol, principalmente, junto con otros compuestos orgánicos. Esta fermentación alcohólica se lleva a cabo por medio de levaduras [Kolb, 2002: p. 58].

3

1.5.2

Tipos

Los vinos pueden clasificarse de varias formas. Una clasificación primaria es aquella que se basa en la técnica de producción llamada vinificación, según la cual se dividen en: vinos calmos o naturales, vinos fuertes o fortificados y vinos espumantes [Zonadiet, 2006]. Otra clasificación de los vinos es a través de sus colores, dentro de los cuales se tienen: Vinos Tintos, Vinos Blancos y Vinos Rosados [Castillo, 2006]. La última clasificación conocida para los vinos es la que los separa como dulces o secos [Zonadiet, 2006]. 1.6

Composición química

En cuanto a la composición química de los vinos de fruta, se establece que varía entre límites altos; depende considerablemente de la especie de fruta, de los factores climáticos, de la fertilización, del origen, de la edad, del momento en que se cosechó y, finalmente, de la situación de la región. La mayoría de los zumos de fruta, suelen presentar un contenido de azúcar que oscila entre 50 y 150 gramos por litro. Además de glucosa y fructosa, la mayoría de las frutas suelen contener cierta cantidad de sacarosa. Los ácidos predominantes son: ácido málico y ácido cítrico. Otros componentes importantes presentes en estas bebidas son las vitaminas, especialmente la vitamina C, de efecto antiescórbútico, y la vitamina A. Cabe mencionar además entre sus componentes muchos y variados componentes responsables del olor y sabor de cada vino [Vogt, 1972: p. 232-233].

1.6.1

Procedimientos de producción

A continuación se presenta el detalle del procedimiento que se debe llevar a cabo en la elaboración de los vinos de frutas: •

Lavado y triturado de la fruta

•

Prensado

•

Fermentación

4

•

Clarificación

•

Filtración

Lavado y triturado de la fruta

La producción de vinos, comienza con la cosecha de las frutas. El grado de madurez se tiene que escoger, independientemente del tipo de fruta, cuando se encuentra completamente madura, debido a que no se pueden obtener vinos de frutas aromáticas a partir de frutas inmaduras o excesivamente maduras. Todas las frutas, a ser posible antes de triturarlas se tienen que lavar. Las partes verdes de los tallos y las hojas transmiten al mosto un sabor desagradable y amargo. Inmediatamente después de lavar la fruta se cortará en pedazos para que al exprimirla se obtenga la máxima cantidad de zumo posible [Kolb, 2002: p. 5].

Prensado

Las frutas una vez lavadas se muelen, el macerado obtenido se prensa y el mosto se tiene que recoger inmediatamente en recipientes de fermentación. Se sugiere que el mosto prensado se centrifugue, pues esta técnica permite aumentar la cantidad de la producción de vino. Sin embargo el centrifugado también hace que desaparezcan del mosto algunas de las células de levadura, lo que provocara una fermentación más lenta. Para evitar este fenómeno se añaden levaduras seleccionadas [Kolb, 2002: p. 16].

Cuando se presentan sustancias mucilaginosas, conviene añadir sustancias pectolíticas como filtragol, pectinol, pextinex y panzim. La hidrólisis de las pectinas facilita enormemente el prensado y la filtración del mismo [Vogt, 1972: p. 233].

Ya que la mayoría de los frutos, no contienen la suficiente cantidad de azúcar como para que de su zumo se pueda obtener un vino bebible, o bien tienen demasiado ácido, al mosto prensado se le debe añadir azúcar o agua azucarada [Xandri Tagueña, 1958: p. 679].

5

Tan peligroso es añadir demasiada azúcar como demasiado poco. La cantidad de azúcar necesaria depende del contenido alcohólico buscado [Kolb, 2002: p. 19].

Fermentación Una vez que al mosto prensado se le ha añadido el azúcar, se recomienda también adicionar ácido láctico para conseguir una fermentación limpia. No solamente impide el desarrollo de microorganismos nocivos sino que gracias a sus propiedades reductoras impide los procesos oxid ativos unidos a la fermentación [Kolb, 2002: p. 24].

Dentro del proceso de fermentación se pueden identificar las siguientes variables de proceso:

Sal nutritiva.

Siempre

que se quiere producir un vino con un elevado contenido

alcohólico, al mosto hay que añadirle una sal nutritiva, para que la levadura tenga los nutrientes suficientes. Se puede añadir un máximo de 40 gramos de fosfato de amonio [(NH4 )2 HPO4 ] por cada 100 litros [Kolb, 2002: p. 25]. Posteriormente la mezcla de mosto, azúcar y sales nutritivas, o bien el mosto natural, se introduce en el recipiente que a modo de precaución solamente se llena hasta 2/3 de su capacidad y se cierra con un tapón. Hay que dejar un espacio del 20 al 30 %, si no se quiere que en plena fermentación el vino rebose [Kolb, 2002: p. 25].

Levaduras. En el proceso de fermentación son importantes las levaduras, que se pueden encontrar en la naturaleza en todas partes. Por eso se puede casi garantizar que el 90-95% de los zumos de frutas fermentarán sin que haya que añadirles ningún cultivo de levaduras, aunque sucede que con frecuencia este tipo de levaduras prolifera mal porque la composición del liquido no es la adecuada [Xandri Tagueña, 1958: p. 679].

Sin embargo, entre una levadura y otra, entre una fermentación y otra, hay grandes diferencias. Si se pretende alcanzar sólo un determinado rendimiento de fermentación, es decir, un contenido alcohólico bajo (5-7% vol.), puede emplearse el mosto y dejarlo 6

fermentar sin añadir ningún cultivo seleccionado de levadura, es decir, usar las llamadas levaduras salvajes. Sin embargo, si por el contrario lo que se quiere conseguir es un vino con un contenido alcohólico del 13% vol. o más, el rendimiento de las levaduras salvajes no basta. En esto casos es siempre imprescindible usar cultivos seleccionados de levadura. No hay que esperar que el cultivo de levadura lo resuelva todo. Un cultivo de levadura puro no protege contra un mosto demasiado diluido, o contra un mosto que por naturaleza tiene pocos ácidos, o enfermedades como el picado del ácido láctico.

El cultivo

seleccionado de levaduras solamente puede mostrar sus propiedades cuando toda la fermentación se realiza de forma técnicamente y ordenada. Por tanto, es muy importante cómo se añade el cultivo de levaduras, es decir, si se añade en cantidad suficiente y si todavía tiene capacidad fermentadora [Kolb, 2002: p. 25-26].

Temperatura. En la producción de vinos de frutas, hay dudas sobre la temperatura de la habitación en la que se desarrolla la fermentación. Una fermentación extraordinariamente extensa nunca es síntoma de una buena fermentación. Una temperatura demasiado elevada es perjudicial para las levaduras y beneficiosa para las bacterias que estropean el vino. Puesto que la fermentación alcohólica es un proceso que produce calor por si mismo, la temperatura de fermentación se ha de mantener lo mas baja posible. Por lo tanto lo ideal es que la temperatura ambiente dependiendo del tamaño del recipiente, sea del orden de 18-20 grados centígrados. Es importante que la fermentación no tarde más de tres días en empezarse, y que se mantenga sin interrupciones [Kolb, 2002: p. 29].

pH. Este es un factor decisivo para impedir la multiplicación de bacterias no deseadas. Generalmente se recomienda que cuando se utilizan frutas poco ácidas ajustar el valor del pH entre 3.4 y 4, que es el rango óptimo de trabajo para las levaduras utilizadas en la fermentación de los mostos de frutas [Kolb, 2002: p. 30]. Sin embargo, Amerine y Ough [1979: p.47] recomiendan ajustes de pH dentro de un rango más pequeño (3.6-3.8), dependiendo del mosto y del tipo de levadura específica a utilizar.

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Cantidad de azúcar. (o Brix). Este parámetro es sumamente importante para cuantificar el grado de avance de la fermentación de los azúcares presentes en el mosto, así como también para poder evalua r cómo se comporta la levadura durante dicho proceso. Contenido de oxígeno. Este parámetro tiene distintos efectos, pues se debe distinguir si se va a trabajar con una levadura silvestre multiplicada en un sustrato en fermentación, o se va a trabajar con una levadura seleccionada. En este ultimo caso, para la multiplicación de las levaduras se airea con la correspondiente instalación. Para ello es importante conseguir la difusión lo mas fina posible del gas en burbujas muy pequeñas, para obtener la mayor superficie posible que favorece el intercambio de gases [Kolb, 2002: p. 65].

Clarificación y aclarado La clarificación es el proceso de aclarado del vino con la adición de determinadas sustancias. Estas sustancian realizan la función de provocar un precipitado en las partículas que caen al fondo o formando copos coloidales. Con la clarificación se persiguen tres objetivos básicos: se da lugar a aumentar posteriormente el rendimiento del filtrado, se eliminan ciertas sustancias del vino que podrían provocar precipitaciones o turbideces y finalmente se logra desarrollar y conseguir mejoras en sabor y color [Kolb, 2002: p. 103104].

La clarificación logra modificar ciertas propiedades olorosas y de sabor en el vino, pero hay que tomar en cuenta que los aditivos de clarificación deben agregarse en pequeñas cantidades para no provocar una influencia negativa en el vino [Kolb, 2002: p. 104].

El vino es clarificado usando sustancias como: gelatina, pectina o caseína las que mezclan con el vino, luego se vuelve a filtrar o colar [Cruz, 1985: p. 65].

También se recomiendan para el aclarado de vinos, agar-agar, taninos, clara de huevo, sol de sílice técnicamente puro, bentonita, levadura, hexacianoferrito (II) potásico, carbón activado, aditivos inertes de filtración, especialmente tierra de diatomeas, perlita y celulosa [Kolb, 2002: p. 104].

8

Filtración Los vinos de frutas exigen absoluta transparencia, por tanto deben ser filtrados. Con las filtraciones se separan los precipitados que han quedado en el vino. Se tiene que tomar en cuenta que el material que se utiliza para la filtración debe ser sumamente inerte en cualquier situación, es decir, que no altere las propiedades del vino [Kolb, 2002: p. 104].

1.7

Evaluación de la calidad de vinos de frutas

Para producir vino de calidad se tiene que controlar continuamente la producción, entre los puntos importantes Kolb [2002: p.104] menciona los siguientes: •

Fermentar sólo mostos clarificados, para que el vino sea más aromático y más delicado.

•

Fermentar completamente para lograr el contenido alcohólico necesario y conseguir una adecuada calidad de vino.

•

Fermentar después de clarificar para provocar un elevado contenido en extracto libre de azúcar lo que es importante para su evaluación legal.

•

Decantar y filtrar el vino como tratamiento de purificación.

•

Limitar a no más de 150 mg/ L el contenido de ácido sulfuroso.

Análisis organoléptico Los vinos de fruta pueden evaluarse mediante un análisis organoléptico o cata. Se busca valorar el vino a través de los sentidos de una forma técnica, analítica y objetiva. Se califica las características más sobresalientes de los vinos tales como [Calderón, 1983: p. 42]: aspecto, perfume y sabor.

Una de las formas de realizar el análisis organoléptico es mediante el diseño de una ficha de evaluación, donde cada una de estas características estén asociadas a varias cualidades que permiten evaluar mejor la calidad del vino.

9

El aspecto del vino es la característica relacionada con sentido de la vista y por lo tanto con su apariencia. Para ello es necesario observar la copa a contra luz y

apreciar dos

dimensiones del vino [Calderón, 1983: p. 43]: •

Limpieza: evalúa la nitidez del vino, su claridad impecable y traslucida.

•

Color: determina la uniformidad y permanencia de un color estable, sin elementos oxidativos ni cambios perceptibles en la tonalidad.

El perfume del vino es la característica relacionada con sentido del olfato y por lo tanto con su olor. Para ello es necesario llenar la copa hasta la mitad y dejar que en la parte superior se desarrollen los aromas y así poder apreciar las siguientes tres dimensiones del vino [Calderón, 1983: p. 44]: •

Delicadeza: viene dada al aspirar su perfume o bouquet.

•

Intensidad: se refiere a como su perfume penetra en nuestros sentidos.

•

Franqueza: cuando un vino conserva su brío y su fuerza.

El sabor del vino es la característica relacionada con sentido del gusto y recoge

las

sensaciones gusto-olfativas. Para ello es necesario detener entre 6 a 8 segundos el vino en la boca, moverlo dentro de la boca como si se estuviera masticando y antes de pasarlo, tomar aire y echarlo por la nariz al tragarlo. De esta forma es posible las siguientes tres dimensiones del vino [Calderón, 1983: p. 45]: •

Cuerpo: es la robustez y la fuerza alcohólica.

•

Armonía: viene dada por el buen equilibrio de sus componentes.

•

Intensidad: se cata por el tiempo que deja su sabor en el paladar.

Con los elementos anteriores se puede catar un vino y clasificarlo según la puntuación obtenida en la ficha de evaluación. Vale la pena aclarar que cada cualidad se evalúa entre 0 y 10 puntos, y que el total nunca excederá los 80 puntos, puesto que son 8 las cualidades a juzgar.

10

La puntuación obtenida se interpreta de la siguiente manera: El vino que obtiene 80 puntos, se dice que es de excelente calidad, según baje la calificación disminuye la calidad del mismo, pero hasta los 60 puntos, se considera con justicia que el vino catado es de buena calidad. Entre los 50 y 60 puntos, se dice que el vino se acerca a la mediocridad, pudiéndolo clasificar de calidad dudosa, aunque quizás aceptable. Un vino de 50 puntos se considera apenas vino, y si no llega a los 40 puntos, entonces hay que desechar totalmente la posibilidad de tener un vino. La tabla1.1 muestra en forma resumida la clasificación utilizada par a la evaluación de los vinos.

Tabla 1.1 Tabla resumen para interpretación de los resultados en la cata de vinos. Puntuación

Clasificación

60-80

Excelente Aceptable (calidad

50-59

dudosa)

40-59

Mala calidad

0-39

No se considera vino

11

12

2

DESARROLLO EXPERIMENTAL

El presente capítulo contempla el procedimiento efectuado para la identificación y selección de las frutas destinadas para la elaboración de vinos, diseño de los experimentos planteados para la producción de los mismos,

resultado de las pruebas y análisis

efectuados. Finalmente se enumeran algunas conclusiones y recomendaciones.

2.1

Selección de las frutas

En este apartado se describe la metodología empleada para la selección de las cinco frutas (de entre nueve) que se utilizaron para la producción del vino.

2.1.1

Identificación de la fruta

La identificación de las frutas se hizo a través de un recorrido por el Centro Mayorista la Tiendona ubicado al Oriente de San Salvador. Se escogieron 9 frutas de las que se sabía que estarían disponibles en el mercado durante el periodo de experimentación (noviembre diciembre del 2005). En la tabla 2.1. Se presenta el detalle de las nueve frutas seleccionadas.

Tabla 2.1. Identificación preliminar de frutas Frutas Ciruela Melocotón Mandarina Naranja Manzana 2.1.2

Papaya

Metodología para la selección de las frutas

13

Pera Piña Sandía

La selección de las frutas se llevó a cabo utilizando una matriz de decisión multicriterio. Cada una de las frutas alternativas identificadas en el paso anterior se evaluó en función de los criterios establecidos.

Los criterios a utilizar para la selección fueron los siguientes: •

Contenido de azúcar.

•

Cantidad de jugo.

•

Precio.

Contenido de azúcar

Para lograr obtener un vino de frutas con un buen porcentaje de alcohol, es necesario que el jugo contenga una cantidad adecuada de azúcares, ya que estos últimos serán los que se transformarán en alcohol. Por lo tanto, el que una fruta contenga una mayor concentración de azúcar será de gran importancia en la obtención del producto final. El contenido será expresado como porcentaje azúcares reductores (% ART).

Cantidad de jugo

El mosto es la base del vino por lo tanto la cantidad de jugo que se pueda obtener de cada fruta es un indicativo de la facilidad de extracción. Subsiguientemente, la cantidad de jugo será expresada como mililitros de jugo extraído por kilogramo de fruta utilizada (mL/kg).

Precio

El costo de las distintas frutas se vuelve un factor importante en el momento de la producción, ya sea esta artesanal o industrial, del vino; consecuentemente, el precio de la fruta por unidad de peso es un bue n indicador. En consecuencia, el precio será expresado en dólares por kilogramo de fruta ($/ kg).

14

Todos los criterios mencionados anteriormente se consideraron de la misma importancia, por ende el factor de ponderación de cada uno de ellos será el mismo y se presenta a continuación en la tabla 2.2.

Tabla 2.2. Factor de ponderación de los criterios para la selección de la fruta Criterio

Ponderación

Contenido de Azúcar

1/3

Cantidad de Jugo

1/3

Precio

1/3

El resultado de la valoración para cada alternativa se hará mediante la multiplicación de la suma de la calificación obtenida para cada uno de los criterios por el factor de ponderación. Su aplicación se encuentra en la tabla 2.5.

2.2

Rangos para la evaluación de los criterios

Los rangos que se establecieron para evaluar cada uno de los criterios son los que se muestran en la tabla 2.3. Se observa que los criterios se puntúan en un rango que va de 0 hasta 10.

Tabla 2.3. Rangos para la puntuación de los criterios Puntuación

Contenido de azúcar

Cantidad de jugo

Precio

(%ART)

(mL/kg)

($/kg)

0.22 – 54.99

0.022 – 0.32

55 – 109.99

0.33 – 0.65

110 – 164.99

0.66 – 0.98

165 – 219.99

0.99 – 1.31

220 – 274.99

1.32 – 1.64

275 – 229.99

1.65 – 1.86

1 2

0 - 1.99%

3 4

2 – 3.99%

5 6

4 – 5.99%

15

Puntuación

Contenido de azúcar

Cantidad de jugo

Precio

(%ART)

(mL/kg)

($/kg)

330 – 384.99

1.87 – 2.19

385 – 439.99

2.20 – 2.52

440 – 494.99

2.53 – 2.85

495 – 549.99

2.86 – 3.18

7 8

6 – 7.99%

9 10

2.3

8 – 9.99%

Información para la valoración de los criterios

La información recopilada para la valoración de los criterios se muestra en la tabla 2-4. La recopilación de la información ahí mostrada se realizo de la forma siguiente: •

Azúcares reductores: Al jugo obtenido, para cada una de las frutas, se le determinó la cantidad de azúcares reductores presentes. El método analítico utilizado para la determinación se especifica en la sección 2.3.7. El cálculo de la concentración de azúcares reductores (% ART) se presenta en el Anexo A y los resultados para cada fruta se presentan en la tabla 2.4.

•

Cantidad de jugo: Se obtuvo pesando, lavando, cortando y exprimiendo 0.454 kg (1 libra) de cada una de las frutas. Para ello se utilizó un extractor de jugo de frutas de uso doméstico. Luego se midió el volumen del jugo obtenido utilizando probetas de 500 mL. Los resultados del volumen de jugo para cada una de las frutas se presentan en la tabla 2.4.

•

Precio: Se obtuvo a través de un sondeo por varios puestos del Centro de Mayoreo la Tiendona. Dicho sondeo fue realizado en el mes de noviembre del 2005. Los precios ofrecidos al público se muestran en la tabla 2.4.

Tabla 2.4. Valores obtenidos de los criterios para cada una de las frutas Fruta

Contenido de

Cantidad de jugo

16

Precio

azúcar (% ART) 5.84 2.16 8.33 1.87 2.55 7.32 6.26 2.32 3.55

Ciruela Mandarina Manzana Melocotón Naranja Papaya Pera Pina Sandia

2.4

(mL / kg )

($ / kg)

352.0 327.8 411.4 371.8 314.6 510.4 435.6 376.2 552.2

2.75 0.55 0.92 3.03 0.26 0.72 1.84 0.37 0.55

Resultados de la valoración

Sobre la base de los rangos de valoración presentados en la tabla 2.3. y de la información de la tabla 2.4. se obtuvieron los resultados que se muestran es la tabla 2.5.

Tabla 2.5 Matriz de resultados de las valoraciones Frutas

Criterios Cantidad

Precio

Puntaje Total

Promedio

Cantidad

de Azúcar

de Jugo

Manzana

10

8

8

26

8.7

Papaya

8

8

10

26

8.7

Sandia

4

9

10

23

7.7

Pera

8

5

8

21

7.0

Naranja

4

10

6

20

6.7*

Pina

4

9

7

20

6.7*

Mandarina

4

9

6

19

6.3

17

Frutas

Criterios Cantidad

Precio

Puntaje Total

Promedio

Cantidad

de Azúcar

de Jugo

Ciruela

6

2

7

15

5.0

Melocotón

2

1

7

10

3.3

*Nota : En el caso de la naranja y la piña (ambas con el mismo número de puntos) se elige la naranja por su costo y facilidad para extraer su jugo.

La revisión de los resultados de la columna de promedio muestra las cinco frutas con la mayor puntuación y que fueron las elegidas para elaborar los vinos que constituyen el principal objetivo de este proyecto. Las frutas finales seleccionadas para el desarrollo del proyecto son: •

Manzana

•

Pera

•

Sandia

•

Naranja

•

Papaya

2.5

Producción de Vinos

En esta sección se presenta tanto el

diseño como el desarrollo y resultados de los

experimentos realizados.

2.5.1

Diseño del Experimento

Los objetivos del experimento se dividieron en generales y específicos.

Objetivo general:

18

•

Producir vino a nivel de laboratorio a partir del jugo obtenido de la manzana, naranja, papaya, pera y sandia.

Objetivos específicos: •

Determinar la cantidad, eficiencia y rendimiento de alcohol para los vinos de cada una de las frutas.

•

Determinar la conversión de azúcar para los vinos de cada una de las frutas.

•

Determinar el efecto que produce sobre el grado alcohólico cuando se controlan durante la fermentación los parámetros pH e incorporación de nutrientes.

• 2.5.2

Calificar la calidad de los vinos producidos a partir de l análisis organoléptico.

Variables de proceso

Los variables importantes que influyen en el transcurso del experimento son: •

Tipo de fruta.

•

Temperatura de fermentación.

•

Cantidad de azúcar.

•

Nutrientes.

•

pH.

•

Contenido de oxígeno.

•

Tipo de levadura.

Durante el desarrollo el experimento se consideraron como variables fijas las siguientes: •

Tipo de fruta: se utilizaron 5 frutas que fueron seleccionadas en la sección 2.2.3.

•

Temperatura de Fermentación: se fijó a una temperatura de 20 0 C, la cual se encuentra en el rango de trabajo óptimo para las levaduras.

19

•

Cantidad de azúcar: todas las unidades experimentales se ajustaron a un mismo nivel inicial de azúcar de 97 g, que permitirá obtener un vino de aproximadamente 12.5% V/V. de alcohol. El cálculo de la cantidad a adicionar a cada muestra se muestra en el la sección 2.5.3.

•

Contenido de Oxígeno: todas las unidades experimentales se oxigenaron mediante agitación manual durante un periodo de 30 segundos, al inicio de la fermentación.

•

Tipo de levadura: todas las unidades experimentales recibieron la misma cantidad y tipo de levadura, 1 g de levadura tipo Fleschman, al inicio de la fermentación.

Además se consideraron como variables manipuladas las siguientes: •

pH: se establecieron dos condiciones, en la primera el valor de pH se fijo inicialmente a 4.0 y se le permitió evolucionar naturalmente; y en la segunda, se fijo inicialmente a 4.0 y se ajustó al mismo valor cada vez que fuera necesario, con adición de ácido sulfúrico o hidróxido de sodio según fuese el caso.

•

Nutrientes: se establecieron dos condiciones, en la primera se fijo el valor de las sales nutritivas inicialmente a 0.25 g de fosfato de amonio y 0.40 g de sulfato de amonio; y en la segunda, se fijo inicialmente al mismo valor y

posteriormente se

agrego la cantidad de 0.125 g de fosfato de amonio y 0.20 g. de sulfato de amonio a intervalos previamente establecidos (Rico, 2005).

2.5.3

Variables respuesta

Las variables respuestas al final del experimento son: •

Contenido de alcohol

•

Conversión de azúcar

•

Eficiencia

20

•

Rendimiento

Contenido de alcohol

Es la cantidad total de alcohol producida al final del proceso fermentativo por cada una de las unidades experimentales.

Conversión de azúcar

Es la medida de la transformación de los azúcares fermentables contenidos en cada una de las muestras experimentales. El contenido de azúcares se expresa en grados 0 Brix. La fórmula de cálculo se muestra a continuación: ( 0Brix inicial - 0 Brixfinal ) x 100%

Conversión de azúcar = 0Brix

(Ec.2-1)

inicial

Eficiencia

Las eficiencias de los procesos fermentativos son calculadas de la forma siguiente: % Vol. Alcohol E alcohol

x

=

100%

(Ec. 2-2)

12.5% Vol.

Rendimiento

Los rendimientos de los procesos fermentativos se calculan a partir de la cantidad de alcohol obtenida entre la cantidad de fruta utilizada, de la forma siguiente:

Cantidad total de = alcohol obtenida

% Vol. de alcohol de la muestra 100 ml de jugo

21

x 500 ml de jugo

(Ec. 2-3)

Y posteriormente se presentan los rendimientos de cada uno de los experimentos por gramo de fruta utilizada:

ml de alcohol obtenidos totales Rendimiento =

x 100%

(Ec. 2-4)

g de fruta utilizada

2.5.4

Descripción de los experimentos

Se llevaron a cabo los siguientes tres experimentos: •

Experimento 1: Proceso sin control.

•

Experimento 2: Proceso con control de pH.

•

Experimento 3: Proceso con control de pH y adición de Nutrientes.

Experimento 1: Proceso sin control

Para este experimento se fijaron las variables pH, nutrientes, temperatura y levadura, se dejó que el proceso fermentativo evolucionara naturalmente y se tomaron datos de pH y 0

Brix a las 4, 8, 24, 28, 32, 48 y 52 horas después iniciado el proceso fermentativo. Este

experimento establece el comportamiento base de la fermentación.

Experimento 2: Proceso con control de pH

Para este experimento se fijaron las mismas variables que en el experimento 1, pero luego durante el proceso fermentativo se midió y ajusto el pH a un valor de 4.0. Se tomaron datos de pH y 0 Brix a las 4, 8, 24, 28, 32, 48 y 52 horas después iniciado el proceso fermentativo. Este experimento establece el efecto de mantener el pH a un nivel constante durante la fermentación.

Experimento 3: Proceso con control de pH y adición de nutrientes

22

Para este experimento se fijaron las mismas variables que en el experimento 2, pero luego durante el proceso fermentativo se midió

y se

ajustó el pH a

un valor de 4.0, y

adicionalmente, se agregaron 0.125 g de fosfato de amonio y 0.20 g de sulfato de amonio. Se tomaron datos de pH y 0 Brix a las 4, 8, 24, 28, 32, 48 y 52 horas después iniciado el proceso fermentativo. Este experimento establece el efecto de mantener el pH a un nivel constante y de agregar nutrientes durante la fermentación. En la figura 2.1. se muestra el total de experiencias que se ejecutaron como resultado de la combinación de los tres experimentos con 5 frutas en triplicado. En total se realizaron 45 experiencias.

La secuencia temporal para la realización de las experiencias fue la siguiente: •

La primera semana se trabajaron simultáneamente los experimentos 1, 2 y 3 con las frutas Manzana y Pera. (18 experiencias)

•

La segunda semana se trabajó simultáneamente con los experimentos 1, 2 y 3 con las frutas Sandía y Papaya (18 experiencias)

•

La tercera semana se trabajó simultáneamente con los experimentos 1, 2 y 3 con la fruta Naranja (9 experiencias).

Para eliminar la variabilidad en la preparación del mosto se utilizó un lote de cada una de las frutas. Se obtuvieron aproximadamente 4.5 L del mosto de cada una de las frutas seleccionadas para la producción del vino.

23

Figura 2.1 Diagrama de árbol del total de experiencias que se realizaron La distribución del mosto de cada fruta, se hizo colocando en 9 recipientes de fermentación (de 1 litro cada uno) 500 mL de mosto, los cuales se etiquetaron de la siguiente manera: •

3 frascos: “fermentación sin control de parámetros”

•

3 frascos: “fermentación con control de pH”

•

3 frascos: “fermentación con control de pH y adición de nutrientes”.

2.5.5

Materiales y Métodos

Todos los experimentos fueron realizados en el Laboratorio de la empresa Destilería Salvadoreña, ubicada en el kilómetro m 15 y 1/2 de la carretera Troncal del Norte, Apopa, durante los meses de noviembre y diciembre de 2005.

24

Materia prima y reactivos

Las materias primas y reactivos utilizadas durante la ejecución de los experimentos fueron los siguientes: •

Jugo de frutas previamente seleccionadas.

•

Inóculo de levadura tipo Fleschman.

•

Azúcar calidad y grado reactivo.

•

Fosfato de amonio grado industrial .

•

Sulfato de amonio grado industrial.

•

Soluciones Felhing A y B

•

Ácido sulfúrico grado industrial.

•

Hidróxido de sodio grado industrial.

•

Azul de metileno.

Equipo

El equipo que se utilizó en el procesamiento de las frutas para la obtención de los vinos se detalla a continuación: •

Extractor de jugo, marca Black & Decker

•

Medidor de pH, marca pHmeter, modelo WTWPH330

•

Hot Plate, marca Cornimg

•

Balanza analítica, marca Sartorius

•

Microscopio, marca Bausch-I, modelo KH54083777

•

Bomba de vacío, marca Cole Parmer, modelo LR39793

•

Probetas graduadas de 500 ml

•

Hidrómetros

•

Frascos volumétricos de 100, 250, 500 ml

•

Pipetas graduadas de 10, 25, 100 ml

25

•

Vidrios de reloj

•

Recipientes para fermentación de 500 ml

•

Kitasatos

•

Picnómetro de 25 ml, marca Kimble Glass, modelo VC1869

•

Goteros

2.5.6

Métodos de análisis

Los métodos de análisis utilizados fueron seis: •

Medición de azúcares reductores

•

Medición de densidades

•

Medición del pH

•

Medición de la cantidad de azúcar (0 Brix)

•

Medición del contenido alcohólico

•

Evaluación de la calidad de los Vinos

Medición de azucares reductores

Para medir la cantidad de azúcares reductores se utilizó el método estándar de Lane-Eynon, en el que se utiliza la solución de Fehling modificada de Soxhlet.

Medición de densidades Para medir la densidad del jugo de las frutas se utilizó un picnómetro graduado de 25 ml, el cual se taró y pesó junto con el jugo de cada fruta. Las densidades de cada fruta se muestran en el Anexo B (Rico, 2005).

26

Medición del pH

Para medir el pH en cada una de las muestras y durante el desarrollo de los experimentos se utilizó un medidor de pH. A cada uno de los recipientes de fermentación se le retiraba el tapón de algodón y se le introducía el electrodo, tal como lo muestra la figura 2.2, y se tomaba la lectura. Durante el procedimiento se tenía el cuidado de no airear la muestra por mucho tiempo.

Figura 2.2 pHmeter para medir la variabilidad del pH

Medición de la cantidad de azúcar

Para medir el azúcar en cada una de las unidades experimentales durante el desarrollo del experimento se utilizaron hidrómetros graduados en escalas de grados Brix (0 Brix). A cada una de las unidades experimentales se le extrajo y colocó una muestra de mosto en probetas de 500 ml, donde se le introducía un hidrómetro para medir grados Brix (ver figura 2.3.). Finalmente las muestras eran devueltas a sus recipientes de fermentación, teniendo cuidado de no airear la muestra por mucho tiempo.

27

Figura 2.3 Hidrómetros utilizados para determinar la cantidad de azúcar restante Medición del contenido alcohólico

Para determinar la cantidad de alcohol obtenido en la unidad experimental, después de la finalización del proceso fermentativo, se tomó, destiló y midió el contenido alcohólico de una muestra con un alcoholímetro graduado en % V/V alcohólico.

Evaluación de la calidad de los vinos

La determinación de las características organolépticas del vino se realizó mediante un panel de catado, compuesto por 10 personas. Cada catador recibía una copa con 25 ml del vino y llenaba la ficha de catado que se le suministraba (ver Anexo D).

2.6

Procedimiento

Seguidamente se detalla cada uno de los pasos realizados durante la ejecución de la fase de laboratorio. En la figura 2.4. se muestra el diagrama del flujo. El procedimiento divide en las siguientes etapas: •

Preparación de las frutas.

•

Obtención del mosto.

•

Preparación del mosto.

•

Proceso fermentativo.

•

Destilación de muestras. 28

•

Clarificación y aclarado del vino.

•

Filtración del vino.

Preparación de la Fruta -Selección - Lavado

Obtención del Mosto

Preparación del Mosto a fermentar Tres triplicados

Levadura Nutrientes Azúcar

Proceso Fermentativo

Destilación de las muestras Obtención de alcohol y producción de CO2

Control parámetros -pH -Adición Nutrientes

29

Clarificación y aclarado del Vino Tierra Diatomeas Precipitación de los coloides presentes en el Vino, y otras impurezas

Filtración del Vino Realizada a través de una bomba de vació y kitasatos.

Vino Clarificado

Figura 2.4 Flujograma del proceso

2.6.1

Preparación de las frutas

Primero se realizó una clasificación de las frutas eliminando las que no fueran aptas para el proceso, es decir, aquellas que por sus condiciones pudieran estar demasiado maduras, maltratadas o podridas.

Posteriormente las frutas seleccionadas para el proceso se

sometieron a una cuidadosa limpieza manual, con agua y jabón líquido, eliminado así cualquier contaminante que pudiera afectar el proceso fermentativo del vino. 2.6.2

Obtención del mosto

Luego de lavar las frutas se cortaron en pedazos de aproximadamente unos 3 cm para pasarlos por el extractor de jugo (Black & Decker) y así obtener aproximadamente 4.5

30

litros para luego distribuirlos en recipientes de fermentación, como se muestra en la figura 2.5.

Figura 2.5 Llenado del recipiente fermentador

2.6.3

Preparación del Mosto

Se colocaron 500 ml de mosto en cada uno de los recipientes fermentativos y se le añadieron: A cada uno de ellos 1 g de levadura, las sales nutritivas: 0.25 g de fosfato de amonio y 0.40 g de sulfato de amonio, y finalmente la cantidad de azúcar de acuerdo a los valores calculados en el Anexo B.

El pH del mosto se ajustó en 4.0, con adición de ácido sulfúrico o hidróxido de sodio según fuera necesario.

2.6.4

Proceso Fermentativo

Cada uno de los recipientes de fermentación se taparon con torundas de papel como se muestra en las figuras 2.6. y 2.7. y se conservaron en un cuarto mantenido a una temperatura de aproximadamente 20 o C.

En esta etapa del proceso cada una de las muestras se dejó fermentar según las condiciones establecidas anteriormente para cada experimento. La fermentación tenía una duración de 52 horas, para cada una de las unidades experimentales (ver sección 2.5.4).

31

Figura 2.6 Proceso de fermentación

Figura 2.7 Muestras fermentando

2.6.5

Destilación de las muestras

Al finalizarse la fermentación se precedió a determinar el contenido de alcohol. Se realizó mediante la destilación de una muestra en un equipo de destilación montado tal como se muestra en la figura 2.8. El procedimiento consistió en destilar una muestra formada a partir de 200 ml de mosto y 200 ml de agua en un balón volumétrico de 500 ml, durante un periodo de 2 horas, aproximadamente, para obtener 200 ml de destilado. Posteriormente a estos 200 ml de destilado se colocaron en una probeta donde se midió el grado alcohólico con un hidrómetro.

32

Figura 2.8 Destilación de muestras 2.6.6

Clarificación y aclarado del Vino

Para eliminar aquellas sustancias que le dan turbidez al vino (pulpa, levadura, sólidos) se añadió 1 g de tierra diatomea, se agitó manualmente y se dejó reposar por un periodo de 6 horas. Esta etapa solo se le aplicó a los vinos resultantes del Experimento 3 (para cada una de las frutas). 2.6.7

Filtración del Vino

Para separar las últimos coloides y sólidos presentes en el vino que no se pudieron eliminar por decantación, en el paso anterior, se realizó una filtración al vació con una bomba y kitasato, logrando obtener un vino limpio y de buena apariencia.

2.6.8

Producto final

El vino obtenido se almacenó y conservó para someterlo a la cata.

2.7

Catado del producto final

Se realizó en copas de catado, tomando 25 ml para cada una de las pruebas del vino obtenido en el experimento 3, y evaluándolo mediante el procedimiento de catado descrito en la sección 2.5.6.

33

En el Anexo E se encuentra un archivo fotográfico con información adiciona l del proceso de elaboración de los vinos.

34

3

3.1

RESULTADOS

Resultados físicos del vino

Los vinos después de ser clarificados y filtrados fueron de color claro, con sabor y olor característicos de cada una de las frutas utilizadas, al ser catados no presentaron sensaciones desagradables al gusto y paladar humano.

3.2

Resultados físico-químicos

En las tablas 3.1 a 3.3 se muestran los resultados del seguimiento de los parámetros pH y o

Brix a lo largo del proceso de fermentación para cada uno de los tres experimentos

realizados en función de la fruta y el tiempo de fermentación. Asimismo en las figuras 3.1 hasta 3-27 se presentan los gráficos que ilustran el comportamiento anterior, de los dos parámetros descritos, por fruta en función del tiempo.

Además se presentan en la tabla 3.4 los resultados de las mediciones de contenido de alcohol y en la tabla 3.6 la cantidad de alcohol total obtenida para cada uno de los tres experimentos en función de la fruta. A partir de los datos presentados de la tabla 3.6 y ecuación Ec. 2-2 se calculó la eficiencia del proceso fermentativo y en la tabla 3.5 se presenta el resultado. Al mismo tiempo, en la tabla 3.7 se muestra el resultado del cálculo del rendimiento de alcohol por masa de fruta para cada uno de los tres experimentos en función de la fruta a partir de la ecuación Ec. 2.4.

También se presenta en la tabla 3.8 el cálculo de la conversión de azúcar a partir de los datos de o Brix iniciales y finales para cada unidad experimental, reportados en las tablas 3.1 a 3.3, y de la ecuación Ec. 2.1

35

Tabla 3.1. Resultados del Experimento 1:Proceso sin control de parámetros pH °BRIX Horas de Frutas Fermentacion Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra 1 2 3 1 2 3 0 4 4 4 12.2 12.2 12.2 4 3.8 3.8 3.87 11.7 11.6 11.3 8 3.82 3.79 3.8 10 10.2 9.9 24 2.8 2.7 2.8 8 8.2 8.7 Manzana 28 2.81 2.72 2.79 7.7 7.2 8.1 32 2.76 2.71 2.73 6 6.2 7.4 48 2.7 2.69 2.71 3.3 2.1 4.9

Pera

Sandia

Papaya

Naranja

52 0 4 8 24 28 32 48 52 0 4 8 24 28 32 48 52 0 4 8 24 28 32 48

2.68 4 3.98 3.9 3.15 3.25 3.26 3.3 3.31 4 3.98 3.89 3.12 3.09 3.1 3.03 2.99 4 4.04 4.03 3.4 2.88 2.82 2.75

2.68 4 4 3.95 3.18 3.25 3.25 3.29 3.29 4 3.96 3.87 3.14 3.11 2.9 2.88 2.88 4 3.99 3.96 3.51 2.97 2.95 2.9

2.7 4 3.9 3.8 2.87 3.12 3.2 3.24 3.27 4 3.92 3.82 3 3.08 2.87 2.69 2.66 4 3.99 3.97 3.66 3.12 3.08 2.99

52 0 4 8 24 28 32 48 52

2.73 4 4 3.96 3.46 3.45 3.4 3.3 3.26

2.88 4 4 3.98 3.52 3.52 3.49 3.47 3.39

2.98 4 3.98 3.97 3.46 3.43 3.42 3.36 3.35

2.1 11.3 10.8 10 7.6 6.5 6 2.1 1.6 11.1 10.7 10 7.6 7 5.6 3 2.8 -

1.8 11.3 10.7 10.5 8.2 5.5 5.3 3.6 2.9 11.1 10.8 10.1 7.5 6.9 5 2.7 2.5 -

3.7 11.3 10.6 10.3 7.8 6.7 6.1 4 3.3 11.1 10.6 9.9 7.2 6.6 4.8 2.2 0.7 -

11.5 11.1 10.5 7.5 6 5.5 2.2 0.7

11.5 11 10.3 7.2 6.1 5.7 2.4 1.5

11.5 10.9 10.1 7.8 6.5 6.1 2.6 2

- No fue posible medir con el hidrómetro dado que la muestra era demasiado espesa y con una apreciable cantidad de espuma

36

Tabla 3.2. Resultados del experimento de pH y o Brix para el experimento 2 Proceso con control de pH pH °BRIX Horas de Frutas Fermentacion Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 0 4 4 4 12.2 12.2 12.2 4 3.89 3.87 3.9 11.6 11.8 11 8 3.98 3.9 4.01 10.5 10.7 10.9 24 2.45 2.5 2.52 8.9 8.7 8.3 Manzana 28 3.97 4.01 3.99 7.2 7.1 7.3 32 3.99 3.98 3.97 6.2 6 7 48 3.89 3.92 3.93 3.1 2.4 2.9 52 3.98 4.03 4.02 2.2 2.1 1.8 0 4 4 4 11.3 11.3 11.3 4 4.03 4.08 3.98 10.9 11 10.8 8 3.98 4.01 4.03 10.6 10.7 10.1 24 2.87 2.9 2.92 7.2 7.6 7.8 Pera 28 3.99 4 3.97 6.6 6.2 6.3 32 3.97 3.99 3.95 6.1 5.9 5.9 48 3.7 3.88 3.83 2 1.8 1.7 52 3.99 4.02 4.02 1.9 1.7 1.5 0 4 4 4 11.1 11.1 11.1 4 4 3.97 3.98 10.8 10.6 10 8 3.96 3.92 3.95 10.2 9.8 9.6 24 3.09 3.02 3.15 7.2 7.3 7.4 Sandia 28 3.99 4.02 4.01 6.8 6.7 6.7 32 3.97 3.92 3.95 5.5 4.9 4.3 48 3.96 3.96 3.98 2.9 2.7 2.2

Papaya

Naranja

52 0 4 8 24 28 32 48 52 0 4 8 24 28 32 48 52

3.98 4 4 3.92 3.2 3.74 3.98 3.8 3.99 4 4 3.98 3.45 3.96 3.9 3.8 3.98

4.02 4 3.98 3.96 3.44 3.9 3.92 3.89 4.01 4 3.99 3.97 3.55 3.99 3.96 3.88 3.99

4.01 4 3.98 3.97 3.4 3.91 3.93 3.86 3.99 4 3.99 3.99 3.52 3.96 3.99 3.9 4

1.1 -

0.7 -

0.4 -

11.5 11 10.2 7 6.3 5.7 2.3 1.1

11.5 10.7 10 7.3 7 4.9 1.9 0.4

11.5 9.8 8.7 7.6 6.6 5.2 2 0.3

- No fue posible medir con el hidrómetro dado que la muestra era demasiado espesa y con una apreciable cantidad de espuma

37

Tabla 3.3. Resultados del experimento de pH y o Brix para el experimento 3 Proceso con control de pH + Adicion de Nutrientes pH °BRIX Horas de Frutas Fermentacion Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 0 4 4 4 12.2 12.2 12.2 4 3.85 3.92 3.89 11 10.9 11.7 8 4.01 4.01 3.98 10.1 10.2 10.2 24 2.5 2.62 2.53 7.2 7.1 6.9 Manzana 28 3.98 4.01 4.05 6.3 6.2 5.8 32 3.97 3.98 4 5 5.2 4.4 48 3.87 3.92 3.97 1.2 0.9 1

Pera

Sandia

Papaya

Naranja

52 0 4 8 24 28 32 48 52 0 4 8 24 28 32 48 52 0 4 8 24 28 32 48

3.99 4 4.15 4.07 2.73 3.98 3.95 3.9 3.99 4 3.97 3.98 3.01 4.01 3.97 4.01 3.99 4 3.99 3.96 3.06 3.8 3.98 3.24

4.01 4 4.15 4.11 2.75 4.01 3.97 3.89 3.98 4 4 3.95 2.98 4.03 3.96 3.98 3.98 4 4.01 3.95 3.18 3.89 3.94 3.66

4.02 4 4.1 3.98 2.69 4.02 4 3.88 3.99 4 3.98 3.96 3.03 3.99 3.95 4.01 3.98 4 3.98 3.98 3.33 3.92 3.97 3.88

52 0 4 8 24 28 32 48 52

4.02 4 4.03 3.97 3.5 3.8 3.95 3.85 3.98

3.99 4 4 3.98 3.66 3.91 3.98 3.87 4

3.99 4 3.98 3.97 3.6 3.88 3.94 3.91 4

0.2 11.3 10.8 10 7.2 6 5.5 0.6 0.4 11.1 10.7 9.8 7.2 6.8 5 0.5 0.3 -

0.1 11.3 10.9 9.9 7.1 6.1 5.2 0.5 0.4 11.1 10.3 9.7 7.7 6.5 4.6 0.6 0.3 -

0.1 11.3 10.9 10.1 7.2 5.8 5.3 0.6 0.5 11.1 10.6 9.4 7 6.2 4.2 0.6 0.2 -

11.5 9.3 8.2 6.2 5.5 5 0.9 0.4

11.5 8.9 8 6.4 5.6 4.8 2.8 0.7

11.5 9.26 7.8 6.9 4.8 2.2 1.3 0.8

- No fue posible medir con el hidrómetro dado que la muestra era demasiado espesa y con una apreciable cantidad de espuma

38

Tabla 3.4. Contenido de alcohol (% V/V) presente en los vinos obtenidos Alcohol (% V/V)

Sin Control Control pH Control pH + Nutrientes FRUTA Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra 1 2 3 1 2 3 1 2 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9.2 8.9 9.0 9.2 9.1 9.1 9.2 9.2 9.1 Manzana 7.50 7.50 7.40 7.50 7.60 7.50 7.40 7.60 7.50 Pera 0 0 0 0 0 0 0 0 4.9 4.8 4.9 4.6 4.6 4.8 4.7 4.7 4.80 Sandia 6.50 6.40 6.40 6.00 6.20 6.40 6.70 6.80 6.70 Naranja 0 0 0 0 0 0 0 0 6.0 6.0 6.1 5.9 6.1 6.0 5.9 6.0 6.00 Papaya

Tabla 3.5. Eficiencias de la fermentación Eficiencia (%) Sin Control Control pH Control pH + Nutrientes FRUTA Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra 1 2 3 1 2 3 1 2 3 71.2 72 73.6 72.8 72.8 73.6 73.6 72.8 Manzana 73.2 60 60 59.2 60 60.8 60 59.2 60.8 60 Pera 39.2 38.4 39.2 36.8 36.8 38.4 37.6 37.6 38.4 Sandia 52 51.2 51.2 48 49.6 51.2 53.6 54.4 53.6 Naranja 48 48 48.8 47.2 48.8 48 47.2 48 48 Papaya

Tabla 3.6. Resultados de las cantidades obtenidas de alcohol para cada muestra Cantidad de alcohol (ml) Sin Control pH Control pH + Nutrientes FRUTA Muestra Muestra Muestra MuestraControl Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra 1 2 3 1 2 3 1 2 3 46 44.5 45 46 45.5 45.5 46 46 45.5 Manzana 37.5 37.5 37 37.5 38 37.5 37 38 37.5 Pera 24.5 24 24.5 23 23 24 23.5 23.5 24 Sandia 32.5 32 32 30 31 32 33.5 34 33.5 Naranja 30 30 30.5 29.5 30.5 30 29.5 30 30 Papaya

39

Tabla 3.7. Resultados de los rendimientos obtenidos Rendimientos (mL/g) Sin Control pH Control pH + Nutrientes FRUTA Muestra Muestra Muestra MuestraControl Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra 1 2 3 1 2 3 1 2 3 0.080 0.088 0.090 0.089 0.089 0.090 0.090 0.089 Manzana 0.090 0.074 0.074 0.073 0.074 0.075 0.074 0.073 0.075 0.074 Pera 0.047 0.046 0.047 0.045 0.045 0.046 0.046 0.046 0.046 Sandia

Naranja Papaya

0.060 0.057

0.059 0.057

0.059 0.058

0.056 0.056

0.057 0.058

0.059 0.057

0.062 0.056

0.063 0.057

0.062 0.057

Tabla 3.8. Resultados de la conversión de azúcar para los experimentos 1,2 y 3 Conversión (%) Sin Control Control pH Control pH + Nutrientes FRUTA Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra 1 2 3 1 2 3 1 2 3 0.85 0.70 0.82 0.83 0.85 0.98 0.99 0.99 Manzana 0.83 0.86 0.74 0.71 0.83 0.85 0.87 0.96 0.96 0.96 Pera 0.75 0.77 0.94 0.90 0.94 0.96 0.97 0.97 0.98 Sandia 0.94 0.87 0.83 0.90 0.97 0.97 0.97 0.94 0.93 Naranja

Resultado del panel de catado Finalmente se presenta en la tabla 3.9 el resultado del análisis organoléptico realizado por el panel de catado para cada uno de los vinos de frutas que se obtuvieron en el Experimento 3. Tabla 3.9. Resultado consolidado del catado realizado a cada uno de los vinos del experimento 3 Panel de catado Puntaje total asignado a cada vino

Catador 1 Catador 2 Catador 3 Catador 4 Catador 5 Catador 6 Catador 7 Catador 8 Catador 9 Catador 10 Promedio del puntaje total

Manzana 75 77 65 70 66 69 72 65 67 70 69.6

Pera 71 66 50 68 70 65 65 75 60 63 65.3

40

Vinos Sandia 60 68 58 64 70 50 55 72 63 66 62.6

Papaya 68 70 55 62 68 60 70 67 66 70 65.6

Naranja 65 60 50 62 60 40 75 65 60 58 59.5

MANZANA: SIN CONTROL DE PARAMETROS 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.1. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de manzana, para el experimento 1

MANZANA: CONTROL DE pH 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.2. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de manzana, para el experimento 2

41

MANZANA: CONTROL DE pH + NUTRIENTES 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.3. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de manzana, para el experimento 3

PERA: SIN CONTROL DE PARAMETROS 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.4. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de pera, para el experimento 1 42

PERA: CONTROL DE pH 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.5. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de pera, para el experimento 2

PERA: CONTROL DE pH + NUTRIENTES 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.6. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de pera, para el experimento 3 43

SANDIA: SIN CONTROL DE PARAMETROS 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.7. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de Sandia, para el experimento 1

SANDIA: CONTROL DE pH 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.8. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de Sandia, para el experimento 2

44

SANDIA: CONTROL DE pH + NUTRIENTES 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.9. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de Sandia, para el experimento 3

PAPAYA: SIN CONTROL DE PARAMETROS 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.10. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de Papaya, para el experimento 1

45

PAPAYA: CONTROL DE pH 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.11. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de Papaya, para el experimento 2

PAPAYA: CONTROL DE pH + NUTRIENTES 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.12. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de Papaya, para el experimento 3 46

NARANJA: SIN CONTROL DE PARAMETROS 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.13. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de naranja, para el experimento 1

NARANJA: CONTROL DE pH 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 2

MUESTRA 1

1.5

MUESTRA 2 MUESTRA 3

1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.14. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de naranja, para el experimento 2

47

NARANJA: CONTROL DE pH + NUTRIENTES 4.5 4 3.5

pH

3 2.5 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.15. Comportamiento del pH durante la fermentación del mosto de naranja, para el experimento 3

MANZANA: SIN CONTROL DE PARAMETROS 14 12

°BRIX

10 8 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.16. Comportamiento del o Brix durante la fermentación del mosto de manzana, para el experimento 1

48

MANZANA: CONTROL DE pH 14 12

°BRIX

10 8 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.17. Comportamiento del o Brix durante la fermentación del mosto de manzana, para el experimento 2 MANZANA: CONTROL DE pH + NUTRIENTES 14 12

°BRIX

10 8 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.18. Comportamiento del o Brix durante la fermentación del mosto de manzana, para el experimento 3

49

PERA: SIN CONTROL DE PARAMETROS 14 12

°BRIX

10 8 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.19. Comportamiento del o Brix durante la fermentación del mosto de pera, para el experimento 1

PERA: CONTROL DE pH 14 12

°BRIX

10 8 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.20. Comportamiento del o Brix durante la fermentación del mosto de pera, para el experimento 2

50

PERA: CONTROL DE pH + NUTRIENTES 14 12

°BRIX

10 8 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.21. Comportamiento del o Brix durante la fermentación del mosto de pera, para el experimento 3

SANDIA: SIN CONTROL DE PARAMETROS 14 12

°BRIX

10 8 MUESTRA 1

6

MUESTRA 2 MUESTRA 3

4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.22. Comportamiento del o Brix durante la fermentación del mosto de sandia, para el experimento 1

51

SANDIA: CONTROL DE pH 14 12

°BRIX

10 8 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.23. Comportamiento del o Brix durante la fermentación del mosto de sandia, para el experimento 2

SANDIA: CONTROL DE pH + NUTRIENTES 14 12

°BRIX

10 8 MUESTRA 1

6

MUESTRA 2 MUESTRA 3

4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.24. Comportamiento del o Brix durante la fermentación del mosto de sandia, para el experimento 3

52

NARANJA: SIN CONTROL DE PARAMETROS 14 12

°BRIX

10 8 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.25. Comportamiento del o Brix durante la fermentación del mosto de naranja, para el experimento 1

NARANJA: CONTROL DE pH 14 12

°BRIX

10 8 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.26. Comportamiento del o Brix durante la fermentación del mosto de naranja, para el experimento 2

53

NARANJA: CONTROL DE pH + NUTRIENTES 14 12

°BRIX

10 8 MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

HORAS DE FERMENTACION

Figura 3.27. Comportamiento del o Brix durante la fermentación del mosto de naranja, para el experi mento 3

54

4

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Las curvas que presentan el seguimiento de pH para todas las frutas en el experimento 1 muestran la misma tendencia. El pH cae de 4.0 a valores alrededor de 3 entre las 20 y 30 horas y luego se mantiene prácticamente constante. Este comportamiento es el esperado para una fermentación sin control.

Por otra parte, las curvas que presentan el seguimiento de pH para todas las frutas en el experimento 2 muestran también la misma tendencia. El pH durante las dos primeros muestreos se ajustó bien a valores cercanos a 4.0, luego hubo una caída hasta valores cercanos a 3 alrededor de las 20 horas, ello debido a que no se ajustó el pH a 4.0 por 16 horas; sin embargo, a partir del ajuste realizado a las 20 horas fue posible mantener el pH en el valor deseado, cercano 4.0. Este comportamiento es el esperado para una fermentación control pH.

Finalmente, las curvas que presentan el seguimiento de pH para todas las frutas en el experimento 3 muestran la misma tendencia que la experimento 2. El pH durante las dos primeros muestreos se ajustó bien a valores cercanos a 4.0, luego hubo una caída hasta valores cercanos a 3 alrededor de las 20 horas, ello debido a que no se ajustó el pH a 4.0 por 16 horas; sin embargo, a partir del ajuste realizado a las 20 horas fue posible mantener el pH en el valor deseado, cercano 4.0. Este comportamiento es el esperado para una fermentación con control pH.

Consecuentemente en los experimentos 2 y 3 las curvas no muestran

una diferencia

significativa entre el pH inicial el pH final, con la excepción del pH medido a la hora 20, como resultado del control del mismo, adicionando ácido sulfúrico o hidróxido de sodio según fuera necesario. Se observa que el periodo crítico para controlar el pH son las

55

primeras 24 horas, que es cuando se da el descenso marcado de pH, posteriormente cuando se ajusta tiende a mantenerse constante durante el resto del proceso fermentativo Las curvas que presentan el seguimiento de o Brix, figuras 3.16 a 3.17, para todas las frutas, tanto en el experimento 1 como en el 2 y 3 muestran la misma tendencia. En estas figuras la cantidad de azúcar cae a lo largo del tiempo, para todos los experimentos, lo cual es el comportamiento esperado, ya que el azúcar presente se está transformado en alcohol. Es interesante mencionar que para las muestras donde no hay adición de nutrientes, tablas 3.1 y 3.2, la cantidad de azúcar residual, medida en o Brix, o azúcar no fermentada, aparenta ser levemente mayor que en las muestras donde sí se adicionaron sales nutritivas, tabla 3.3.

Respecto al contenido alcohólico, se realizó un análisis de varianza para determinar si había diferencia significativa en los contenidos finales de alcohol entre las distintas frutas. Los resultados, del análisis de varianza que se presenta en el Anexo F, permiten afirmar que

existe diferencia significativa entre el contenido de alcohol final de los

producidos

vinos

a partir de cada una de las frutas. Se puede concluir que las medias son

diferentes. Por lo tanto en orden descendente las frutas que obtuvieron una mejor contenido alcohólico fueron la manzana (9.1 %V/V), seguida de la pera (7.5 %V/V), la naranja (6.5 %V/V), la papaya (6.0 %V/V) y finalmente la sandía (4.8 %V/V).

En relación con la eficiencia de la fermentación al realizar el análisis de varianza se obtendrían los mismos resultados que para el contenido de alcohol, ya que el cálculo de la eficiencia consiste en dividir el contenido de alcohol entre el valor referencia de alcohol que es constante y multiplicarlo por 100. Por lo tanto, se puede afirmar que existe diferencia significativa entre las eficiencias de fermentación de los vinos producidos a partir de cada una de las frutas. Se puede concluir que las medias son diferentes. Por lo tanto en orden descendente las frutas que obtuvieron una mejor eficiencia de fermentación fueron la manzana (72.8 %), seguida de la pera (60.0 %), la naranja (51.6 %), la papaya (48.0 %) y finalmente la sandía (38.0 %).

56

Adicionalmente

se realizó el análisis de varianza al rendimiento de alcohol

para

determinar si había diferencia significativa en los rendimientos entre las distintas frutas. Los resultados, del análisis de varianza que se presenta en el Anexo F, permiten afirmar que existe diferencia significativa entre el rendimiento de los vinos producidos a partir de cada una de las frutas. Se puede concluir que las medias son diferentes. Por lo tanto en orden descendente las frutas que obtuvieron una mejor rendimiento fueron la manzana (0.089 ml/g), seguida de la pera (0.074 ml/g), la naranja (0.062 ml/g), la papaya (0.057 ml/g) y finalmente la sandía (0.046 ml/g).

Además se realizó análisis de varianza con los datos de conversión de azúcar, para determinar si había diferencia significativa en la conversión de azúcar, entre las distintas frutas (se excluyó a la papaya dado que no se pudo medir el contenido de azúcar a través del hidrómetro). Los resultados, del análisis de varianza que se presenta en el Anexo F, permiten establecer que los valores promedio de la conversión de azúcar obtenidos para cada fruta son iguales. Por lo tanto no hay diferencias entre los niveles de conversión entre las distintas frutas, siendo el promedio de las conversiones 89%.

Este

resultado es

sorprendente ya que al haber obtenido diferencias significativas en el contenido final de alcohol se podría pensar que la conversión de azúcar seguiría el mismo comportamiento. Una posible explicación de esta resultado es que el método utilizado para medir la conversión de azúcares a través de los cambios en los o Brix no es lo suficientemente preciso, es decir que las escalas de lectura en el hidrómetro no permitían de detectar los cambios con exactitud a valores bajos y existió un error al realizar la lectura.

Seguidamente se realiza el análisis de los efectos de cada uno de los experimentos en cada una de las frutas. Se realizó un análisis de varianza a cada fruta por separado en relación con el contenido alcohólico y conversión de azúcar. El detalle de este análisis se presenta en el Anexo F. El resultado indica que la diferencia en el contenido de alcohol y conversión de azúcar para cada fruta en forma individual no es significativa entre los experimentos 1,2 y 3. Consecuentemente se puede concluir que no hay evidencia, bajo las condiciones que se realizaron estos ensayos, que el control de pH mejore la fermentación, ni que el control del

57

pH junto con la adición gradual de nutrientes mejore la fermentación en comparación a fermentación sin control para las cinco frutas.

Para finalizar podemos concluir que los resultados obtenidos, bajo las condiciones que se realizaron las pruebas, mostraron diferencias significativas en función del tipo de fruta pero en términos de los tratamientos no se pudo diferenciar cambios en el comportamiento de cada fruta. Por lo tanto, no es necesario realizar un control de parámetros, pH y adición de nutrientes, como el propuesto en este trabajo, ya que se produjo la misma cantidad de alcohol y se obtuvo el mismo rendimiento de azúcar para cada fruta.

En cuanto a las propiedades organolépticas el estudio se concentró solo en los vinos resultado del experimento 3. Se observa en la tabla 3.8 que, en orden descendente o de aceptación; el vino con mayor puntuación, fue el de manzana (69.6 puntos), seguido por el de papaya (65.6 puntos),

luego el de pera (65.3 puntos), continuando con el de sandía

(62.6 puntos) y finalizando con el de naranja (59.5 puntos). Al comparar estos valores con los mostrados en la tabla 1.1 se observa que cuatro de los cinco vinos (de manzana, papaya, pera y sandía) tienen una puntuación entre 60 y 70, que corresponde a un vino de calidad excelente. El vino restante (de naranja) tiene una puntuación, escasamente, por debajo de 60 y le corresponde una calidad de aceptable.

58

5

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1

Conclusiones 1. Se logró obtener un vino a partir del jugo de la manzana, naranja, papaya, pera y sandía con niveles de alcohol y propiedades organolépticas aceptables.

2. El rango de concentraciones promedio de alcohol obtenidos para los vinos osciló entre 4.8 y 9.1 %V/V. Siendo los valores promedios más altos para la manzana con 9.1 %V/V, seguida por la pera con un 7.5 %V/V, la naranja con un 6.5 %V/V, la papaya con un 6.0 %V/V y la sandía con un 4.8 %V/V. El resultado del análisis de varianza indica que existe una diferencia significativa entre los valores promedios de alcohol alcanzados por las distintas frutas.

3. El intervalo de eficiencias de fermentación promedio obtenido para los vinos osciló entre el 38.0 y 72.8%. El comportamiento del rendimiento en función del tipo de fruta es similar al observado

para el contenido de alcohol.

Las eficiencias

obtenidas fueron para la manzana del 72.8 %, para la pera del 60.0 %, para la naranja del 51.6 %, para la papaya del 48.0 % y finalmente para la sandía del 38.0 %.

4.

Los valores de rendimiento promedio obtenidos para los vinos oscilaron entre 0.046 y 0.089 mL/g. Los rendimientos promedios obtenidos fueron para la manzana de 0.089 ml/, paras la pera de 0.074 ml/g, para la naranja de 0.062 ml/g, para la papaya de 0.057 ml/g y para la sandía de 0.046 ml/g. Los resultados, del análisis de varianza permiten afirmar que existe diferencia significativa entre el rendimiento de los vinos producidos a partir de cada una de las frutas.

59

5. El rango de conversión de azúcares obtenido para los vinos oscilaron entre el 70 y 90 %.). Sin embargo, los resultados del análisis de varianza muestran que los valores promedio de conversión de azúcar no son significativamente diferentes para cada fruta. Por lo tanto no hay diferencias entre los niveles de conversión entre las distintas frutas, siendo el promedio de estas el 89%.

6. Dado que las cantidades finales de alcohol y la eficiencia de fermentación entre las distintas frutas son significativamente diferentes era de esperar que la conversión de azúcar mostrará un comportamiento similar.

La diferencia de comportamiento

puede deberse al método utilizado para dar seguimiento a los azúcares, determinación de los o Brix con hidrómetros, que fue fácil de implementar, pero su grado de exactitud no fue suficiente para detectar los cambios a concentraciones bajas de azúcares y de ahí estos resultados.

7. En relación con los efectos de los experimentos 1,2 y 3 sobre el contenido de alcohol y conversión de azúcares se observó lo siguiente:

-

Manzana: no hay una diferencia significativa entre los valores alcanzados.

-

Naranja: no hay una diferencia significativa entre los valores alcanzados.

-

Papaya: no hay una diferencia significativa entre los valores alcanzados.

-

Pera: no hay una diferencia significativa entre los valores alcanzados.

-

Sandía: no hay una diferencia significativa entre los valores alcanzados.

8. Consecuentemente se puede concluir que no hay evidencia, bajo las condiciones que se realizaron estos ensayos, de que el control de pH mejore la fermentación, ni que el control del pH junto con la adición gradual de nutrientes mejore la fermentación en comparación a fermentación sin control para las cinco frutas.

9.

Un factor muy importante en la elaboración de vinos es saber lograr determinar el tiempo necesario y suficiente para llevar a cabo el proceso fermentativo, en este experimento fue de aproximadamente de 52 hrs.

60

10. El intervalo de valores resultante de la cata o prueba organoléptica de los vinos osciló entre 59.5 y 69.6 puntos. Lo anterior implica que la calidad de los vinos va de aceptable a excelente, predominado la calificación de excelente.

11. De las frutas seleccionadas para este proyecto la de mayor aceptación según el análisis organoléptico de los vinos obtenidos fue la manzana, probablemente debido a una combinación de mayor contenido alcohólico, factor determinante de la calidad de los vinos, y aroma y sabor agradable.

5.2

Recomendacione s

1. Realizar una nueva serie de experiencias que evalúen el impacto de utilizar diferentes pH iniciales, concentraciones más bajas de nutrientes y la adicción de azúcares poco a poco durante la fermentación.

2. Remplazar el método de medición de azúcares por un método analítico que sea más preciso.

3. Realizar una nueva serie de experimentos elaborando otros vinos con frutas no tradicionales, con base a la disponibilidad de las frutas en el mercado y a las características deseables de las frutas para la producción de vino descritas en este trabajo, con el fin de aprovechar la variedad de frutas existentes en el país, como una oportunidad de desarrollo local, poco o nada explotada en nuestro medio.

Algunas frutas recomendadas son: mango, tamarindo, guayaba, mora, melón y jocote.

4. Realizar una nueva serie de experimentos elaborando otros vinos a partir de la combinación de mostos que aporten características organolépticas deseables a los vinos.

61

62

GLOSARIO

Análisis Organoléptico (Referido al Vino)

También llamado cata. Análisis sensorial del color, aroma, paso en boca y gustos del vino.

Destilación

Proceso que consiste en calentar un líquido hasta que sus componentes más volátiles pasan a la fase vapor y a continuación enfriar el vapor para recuperar dichos componentes en forma líquida por medio de la condensación.

Fermentación

Es un proceso catabólico de oxidación incompleto siendo el producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los distintos tipos de fermentaciones.

Levadura

Se llama levadura a cualquiera de los diversos hongos microscópicos unicelulares que son importantes por su capacidad para realizar la fermentación de hidratos de carbono, produciendo distintas sustancias.

Macerado

Líquido que contiene los principios solubles de una sustancia, en este caso de una plana o parte de ella, obtenidos estrujándola, golpeándola o macerándola sumergida en un líquido.

63

Mosto

Sustancia rica en nutrientes que potencialmente puede permitir el crecimiento de un algún tipo de microorganismos para una aplicación industrial.

64

BIBLIOGRAFÍA Amerine M.A. y Ought C.S. [1980] Methods For Analysis of Must and Wines. WileyInterscience Publication. E.E.U.U. Castillo,

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www.zonadiet.com/bebidas/a- vino.htm (Consultado el 15 Enero de 2006)

65

línea

en:

A. ANEXO

CÁLCULO DE AZÚCARES REDUCTORES TOTALES (%ART) EN LAS FRUTAS

El cálculo de los azúcares reductores se realiza de la siguiente manera:

Paso1: Se prepara una disolución A: Para la cual se toman 60 g de jugo de fruta, y se colocan dentro de una balón volumétrico de 250 ml, por ultimo se afora dicho balón volumétrico con agua destilada.

Y se obtiene la siguiente disolución:

Disolución A =

250 mL 60 g

Paso 2: Se prepara una dilución B: Para la cual se toman 25 ml de la disolución A, y se colocan dentro de un balón volumétrico de 100 ml, por ultimo se afora hasta dicho balón volumétrico con agua destilada.

Y se obtiene la siguiente dilución:

Dilución B =

100 mL muestra 25 ml de la disol. A

La formula final que se utiliza para calcular los azucares reductores, después de realizar las diluciones y disoluciones respectivas, es la siguiente:

ART % = Fehling (mg glucosa) x Dilución B x Disolución A x 1 g glucosa x 100% ml de muestra

1000 mg glucosa

A-1

ART % = (46.79/volumen de titulación) x 1.66% Nota :

Factor Fehling (mg glucosa) = 46.79

(valor proporcionado por Destilería

Salvadoreña).

Los resultados de los azúcares reductores se muestran en la tabla A.1.

Tabla A.1. Contendió de azúcares reductores FRUTA

CONTENIDO DE AZÚCAR (% ART)

Ciruela

5.84

Mandarina

2.16

Manzana

8.33

Melocotón

1.87

Naranja

2.55

Papaya

7.32

Pera

6.26

Pina

2.32

Sandia

3.55

A-2

B. ANEXO

CÁLCULO DE LA CANTIDAD DE AZÚCAR AGREGAR A CADA UNA DE LOS JUGOS.

A cada una de las muestras se le adiciono una cantidad de azúcar para garantizar una buena producción de alcohol (12.5 °G.L. aproximadamente). Esta cantidad se calcula de la siguiente manera:

a) Cálculo de la cantidad de azúcar presente en cada uno de los jugos de frutas, este cálculo se realiza con los datos obtenidos anteriormente en los Anexo A. A continuación se muestra un ejemplo de calculo los resultados se muestran en la tabla B.1. Manzana:

8.33% Azúcar Reductor de manzana x 60 g de jugo de manzana = 5 g de azúcar en 100 % de jugo

jugo de manzana

Tabla B.1. Cantidad de azúcar presente en el jugo

Frutas

Azúcar presente en el jugo (g)

Manzana

5

Pera

3.75

Papaya

4.4

Sandia

2.13

Naranja

1.53

b) Para calcular las densidades de las frutas se utilizo un picnómetro graduado de 25 ml:

B-1

El peso del Picnómetro = 19.3453 g

El peso de la fruta = Peso de la muestra – Peso del picnómetro

Densidad de la fruta = Peso de la fruta 25 ml

c) Cálculo de peso de jugo de fruta utilizado:

Manzana:

500 ml de manzana x 1.02 g de manzana/ml manzana = 510.08 g de jugo de manzana. El peso del jugo de las frutas se muestra en la tabla B.2.

Tabla B.2. Peso de jugo de fruta utilizado

Frutas

Peso del jugo de las frutas (g)

Manzana

510.08

Pera

507.11

Papaya

523.65

Sandia

535.21

Naranja

512.40

d) Cálculo de la cantidad de azúcar presente en el mosto:

B-2

Manzana:

510.08g de jugo de manzana x 5 g de azúcar

= 42.51 g de azúcar presenta en 500

60 g jugo de manzana

ml de jugo de manzana

La cantidad de azúcar presente en el mosto se presenta en al tabla B.3.

Tabla B.3. Cantidad de azúcar presente en el mosto

Frutas

Azúcar presente en el mosto (g)

Manzana

42.51

Pera

31.69

Papaya

38.40

Sandia

18.19

Naranja

13.64

e) Cálculo de azúcar a adicionar. Para obtener una cantidad de 12.50 G.L. de alcohol es necesario conocer la cantidad de azúcar adicional que se le agregaran a los 500 ml de jugo inicial. Esto se calcula de la manera siguiente:

500 ml de jugo x

12.5 ml alcohol al 100%

=

62.5 ml alcohol al 100%

100 ml de jugo

62.5 ml alcohol al 100 %

x

0.7936 g alcohol

= 49.6 g de alcohol

1 ml de alcohol 100%

La reacción de que se da en todo proceso fermentativo es:

B-3

C6 H12 O6 + levaduras

2CO2 + C2 H5 OH

1 g azúcar

49.6 g de alcohol

0.511 g de alcohol

x

1 g azúcar

=

97.06 g de azúcar

0.511 g alcohol

Para calcular la cantidad de azúcar a agregar se realiza de la siguiente manera:

Manzana:

97.06 g de azúcar necesarios - 42.51g de azúcar en 500g = 55 g de azúcar a agregar de jugo de manzana

La tabla B.4. Muestra la cantidad de azúcar a adicionar a cada fruta.

Tabla B.4. Cantidad de azúcar a adicionar

Frutas

Azúcar a adicionar (g)

Manzana

55.0

Pera

59.0

Papaya

65.4

Sandia

78.4

Naranja

84.0

B-4

C. ANEXO

CÁLCULO DE EFICIENCIA Y RENDIMIENTO

El cálculo de la eficiencia se realiza de la siguiente manera:

Para la manzana sin control muestra 1:

9.2% Vol. de alcohol de la muestra

x

100% eficiencia

= 73.6 % eficiencia

12.5 % Vol. de alcohol

Para el rendimiento de la manzana sin control muestra 1:

9.2% Vol. ml de alcohol de la muestra x500 ml de jugo = 46 ml cantidad total de alcohol 100 ml de jugo

obtenida

Y posteriormente se presentan los rendimientos de cada uno de los experimentos por gramo de fruta utilizada:

Rendimiento

=

46 ml de alcohol obtenidos totales 510.08 g de fruta utilizada

Rendimiento

=

0.090 ml de alcohol obtenidos / g de fruta utilizada

Para la conversión de azúcar:

Para el cálculo se utiliza la ecuación:

C-1

( 0Brix inicial - 0Brixfinal ) x 100%

Conversión de azúcar = 0 Brix

(Ec. 2-1)

inicial

Para el caso de la manzana sin control muestra 1:

Conversión de azúcar = 12.2 – 2.1

x

100%

= 82.8%

12.2 En la tabla C.3. Se muestran los resultados.

Tabla C.3. Resultados de la conversión de azúcar para los experimentos 1,2 y 3

Conversión (%) FRUTA

Sin Control

Control pH

Control pH + Nutrientes

Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra Muestra 1

2

3

1

2

3

1

2

3

Manzana

83

85

70

82

83

85

98

99

99

Pera

86

74

71

83

85

87

96

60

96

Sandia

75

77

94

90

94

96

97

97

98

Naranja

94

87

83

90

97

97

97

94

93

C-2

C-3

D. ANEXO

FICHA DE CARA PARA EL ANÁLISIS ORGANOLÉPTICO DEL VINO Puntuación Características

Aspecto

Cualidad

1

2

3

4

5

6

7

Limpieza Color Delicadeza

Perfume

Intensidad Franqueza Cuerpo

Sabor

Armonía Intensidad

CÓDIGO DEL VINO:

___________________________

CÓDIGO DEL CATADOR:

___________________________

TOTAL DE PUNTOS:

____________________________

CLASIFICACIÓN DEL VINO: ____________________________

D-1

8

9

10

D-2

E. ANEXO

FOTOS DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE LOS VINOS

Fase fermentativa de manzana y pera

Fase fermentativa naranja y papaya

Control de azúcar presente

Reproducción de levaduras

Control de pH

Sales nutritivas agregadas en el proceso

E-1

Destilación de la sandia

Destilación de la naranja

Destilación de la papaya

Tierras Diatomeas para clarificar

Ajuste de pH con acido sulfúrico

Vinos clarificados

E-2

F. ANEXO

ANÁLISIS DE VARIANZA

Análisis de varianza para los valores del grado alcohólico

Los valores del grado alcohólico obtenidos para cada una de las muestras en los experimentos 1,2 y 3 se presentan a la tabla F.1.

Tabla F.1. Grados alcohólicos para cada una de las muestras

Análisis de varianza Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3

Manzana

Pera

Sandia

Papaya

Naranja

muestra 1

9.20

7.50

4.90

6.00

6.50

muestra 2

8.90

7.50

4.80

6.00

6.40

muestra 3

9.00

7.40

4.90

6.10

6.40

muestra 1

9.20

7.50

4.60

5.90

6.00

muestra 2

9.10

7.60

4.60

6.10

6.20

muestra 3

9.10

7.50

4.80

6.00

6.40

muestra 1

9.20

7.40

4.70

5.90

6.70

muestra 2

9.20

7.60

4.70

6.00

6.80

muestra 3

9.10

7.50

4.80

6.00

6.70

Hipótesis: Los valores promedio del contenido alcohólico obtenido para cada fruta son iguales.

Se utilizará para este fin un nivel de significación del 5%.

Sea m = 9 número de muestras n = 5 número de conjuntos (frutas)

Los grados de libertad se calculan de la siguiente manera: F-1

?1 = n-1 = 4 ?2 = n(m-1) = 40

La fórmula para el cálculo de F es la siguiente: F = nm(m-1) ? (C j – X)2 (n-1) ? (xij

-

Cj)2

Donde Cj, representa la media de cada columna X, representa la media muestral

Las medias de las columnas son: C1 =9.11, C2 =7.5, C3 =4.76, C4 =6.00, C5 =6.46 La media muestral es X=6.76

Entonces el cálculo de F, da como resultado: FCalculado =1,221.05. Comparado con el valor tabulado de F, para el nivel de significación definido y los grados de libertad calculados, se obtiene: FTabulado =2.61. Por tanto como FCalculado > FTabulado , se establece que la diferencia entre las medias muéstrales es significativa, por tanto la hipótesis se rechaza. Lo anterior indica que si existe diferencia entre el contenido alcohólico obtenido a partir de cada fruta.

También se realizó análisis de varianza por fruta para las tres muestras de cada experimento.

F-2

Análisis de varianza para los valores del grado alcohólico por fruta

Manzana

Los valores del grado alcohólico de la manzana para cada experimento se presentan en la tabla F.2.

Tabla F.2. Valores del grado alcohólico de la manzana

Experimento 1

Manzana Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

9.20

8.90

9.00

9.20

9.10

9.10

9.20

9.20

9.10

Hipótesis: Para el vino de manzana los valores del contenido alcohólico obtenido denotan una variación poco apreciable entre si para cada una de las muestras en los experimentos 1,2 y 3.

Se utilizará para este fin un nivel de significación del 5%.

Sea m = 3 número de conjuntos (Experimentos) n = 3 número de muestras

Los grados de libertad se calculan de la siguiente manera:

?1 = n-1 = 2 ?2 = n(m-1) = 6

F-3

Las medias de las columnas son: C1 =9.2, C2 =9.07, C3 =9.07 La media muestral es X=9.11

Entonces el cálculo de F, da como resultado: FCalculado =2 Comparado con el valor tabulado de F, para el nivel de significación definido y los grados de libertad calculados, se obtiene: FTabulado =5.14 Por tanto como FCalculado < FTabulado , se establece que la diferencia entre las medias muestrales no es significativa, por tanto la hipótesis se acepta como verdadera.

Pera

Los valores del grado alcohólico de la pera para cada experimento se presentan en la tabla F.3.

Tabla F.3. Valores del grado alcohólico de la pera

Experimento 1

Pera Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

7.50

7.50

7.40

7.50

7.60

7.50

7.40

7.60

7.50

F-4

Hipótesis: Para el vino de pera los valores del contenido alcohólico obtenido denotan una variación poco apreciable entre si para cada una de las muestras en los experimentos 1,2 y 3.

Se utilizará para este fin un nivel de significación del 5%.

Sea m = 3 número de conjuntos (Experimentos) n = 3 número de muestras

Los grados de libertad se calculan de la siguiente manera:

?1 = n-1 = 2 ?2 = n(m-1) = 6

Las medias de las columnas son: C1 =7.47, C2 =7.57, C3 =7.47 La media muestral es X=7.5

Entonces el cálculo de F, da como resultado: FCalculado =3 Comparado con el valor tabulado de F, para el nivel de significación definido y los grados de libertad calculados, se obtiene: FTabulado =5.14

Por tanto como FCalculado < FTabulado , se establece que la diferencia entre las medias muestrales no es significativa, por tanto la hipótesis se acepta como verdadera.

Sandia

Los valores del grado alcohólico de la Sandia para cada experimento se presentan en la tabla F.4.

F-5

Tabla F.4. Valores del grado alcohólico de la Sandia

Experimento 1

Sandia Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

4.90

4.80

4.90

4.60

4.60

4.80

4.70

4.70

4.80

Hipótesis: Para el vino de sandia los valores del contenido alcohólico obtenido denotan una variación poco apreciable entre si para cada una de las muestras en los experimentos 1,2 y 3.

Se utilizará para este fin un nivel de significación del 5%.

Sea m = 3 número de conjuntos (Experimentos) n = 3 número de muestras

Los grados de libertad se calculan de la siguiente manera:

?1 = n-1 = 2 ?2 = n(m-1) = 6

Las medias de las columnas son: C1 =4.73, C2 =4.70, C3 =4.83 La media muestral es X=4.76

F-6

Entonces el calculo de F, da como resultado: FCalculado =1.18 Comparado con el valor tabulado de F, para el nivel de significación definido y los grados de libertad calculados, se obtiene: FTabulado =5.14

Por tanto como FCalculado < FTabulado , se establece que la diferencia entre las medias muestrales no es significativa, por tanto la hipótesis se acepta como verdadera.

Papaya

Los valores del grado alcohólico de la Papaya para cada experimento se presentan en la tabla F.5.

Tabla F.5. Valores del grado alcohólico de la Papaya

Experimento 1

Papaya Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

6.00

6.00

6.10

5.90

6.10

6.00

5.90

6.00

6.00

Hipótesis: Para el vino de papaya los valores del contenido alcohólico obtenido denotan una variación poco apreciable entre si para cada una de las muestras en los experimentos 1,2 y 3.

Se utilizará para este fin un nivel de significación del 5%.

F-7

Sea m = 3 número de conjuntos (Experimentos) n = 3 número de muestras

Los grados de libertad se calculan de la siguiente manera:

?1 = n-1 = 2 ?2 = n(m-1) = 6

Las medias de las columnas son: C1 =5.93, C2 =6.03, C3 =6.03 La media muestral es X=6

Entonces el cálculo de F, da como resultado: FCalculado =3 Comparado con el valor tabulado de F, para el nivel de significación definido y los grados de libertad calculados, se obtiene: FTabulado =5.14 Por tanto como FCalculado < FTabulado , se establece que la diferencia entre las medias muestrales no es significativa, por tanto la hipótesis se acepta como verdadera.

Naranja

Los valores del grado alcohólico de la Naranja para cada experimento se presentan en la tabla F.6.

F-8

Tabla F.6. Valores del grado alcohólico de la Naranja Experimento 1

Naranja Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

6.50

6.40

6.40

6.00

6.20

6.40

6.70

6.80

6.70

Hipótesis: Para el vino de naranja los valores del contenido alcohólico obtenido denotan una variación poco apreciable entre si para cada una de las muestras en los experimentos 1,2 y 3.

Se utilizará para este fin un nivel de significación del 5%.

Sea m = 3 número de conjuntos (Experimentos) n = 3 número de muestras

Los grados de libertad se calculan de la siguiente manera:

?1 = n-1 = 2 ?2 = n(m-1) = 6 Las medias de las columnas son: C1 =6.40, C2 =6.47, C3 =6.50 La media muestral es X=6.46

Entonces el cálculo de F, da como resultado: FCalculado =0.0921

F-9

Comparado con el valor tabulado de F, para el nivel de significación definido y los grados de libertad calculados, se obtiene: FTabulado =5.14 Por tanto como FCalculado < FTabulado , se establece que la diferencia entre las medias muestrales no es significativa, por tanto la hipótesis se acepta como verdadera. Análisis de varianza para los valores de conversión de azucar (o Brix)

Los valores de conversión de azúcar, obtenidos para cada una de las muestras en los experimentos 1,2 y 3 se presentan en la tabla F.7.

Tabla F.7. Valores de conversión de azúcar para cada muestra

Análisis de varianza Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3

Manzana

Pera

Sandia

Naranja

muestra 1

0.83

0.86

0.75

0.94

muestra 2

0.85

0.74

0.77

0.87

muestra 3

0.70

0.71

0.94

0.83

muestra 1

0.82

0.83

0.90

0.90

muestra 2

0.83

0.85

0.94

0.97

muestra 3

0.85

0.87

0.96

0.97

muestra 1

0.98

0.96

0.97

0.97

muestra 2

0.99

0.96

0.97

0.94

muestra 3

0.99

0.96

0.98

0.93

Hipótesis: Los valores promedio de la conversión de azúcar obtenidos para cada fruta son iguales.

Se utilizará para este fin un nivel de significación del 5%.

Sea m = 9 número de muestras n = 4 número de conjuntos (frutas) F-10

Los grados de libertad se calculan de la siguiente manera:

?1 = n-1 = 3 ?2 = n(m-1) = 32

Las medias de las columnas son: C1 =0.87, C2 =0.86, C3 =0.91, C4 =0.92.

La media muestral es X=0.89.

Entonces el cálculo de F, da como resultado: FCalculado =1.19. Comparado con el valor tabulado de F, para el nivel de significación definido y los grados de libertad calculados, se obtiene: FTabulado =2.90. Por tanto como FCalculado < FTabulado , se establece que la diferencia entre las medias muestrales no es significativa, por tanto la hipótesis se acepta como verdadera.

También se realizó análisis de varianza por fruta para las tres muestras de cada experimento.

Análisis de varianza para los valores de conversión de azúcar por fruta

Manzana

Los valores de conversión de azúcar de la manzana para cada experimento se presentan en la tabla F.8.

F-11

Tabla F.8. Conversión de azúcar para cada experimento de la manzana

Experimento 1

Manzana Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

0.83

0.85

0.70

0.82

0.83

0.85

0.98

0.99

0.99

Hipótesis: Para el vino de manzana los valores de conversión de azúcar obtenidos denotan una variación poco apreciable entre si para cada una de las muestras en los experimentos 1,2 y 3.

Se utilizará para este fin un nivel de significación del 5%.

Sea m = 3 número de conjuntos (Experimentos) n = 3 número de muestras

Los grados de libertad se calculan de la siguiente manera:

?1 = n-1 = 2 ?2 = n(m-1) = 6 Las medias de las columnas son: C1 =0.88, C2 =0.89, C3 =0.85 La media muestral es X=0.87

Entonces el cálculo de F, da como resultado: FCalculado =0.12

F-12

Comparado con el valor tabulado de F, para el nivel de significación definido y los grados de libertad calculados, se obtiene: FTabulado =5.14 Por tanto como FCalculado < FTabulado , se establece que la diferencia entre las medias muestrales no es significativa, por tanto la hipótesis se acepta como verdadera.

Pera

Los valores de conversión de azúcar de la pera para cada experimento se presentan en la tabla F.9.

Tabla F.9. Conversión de azúcar para cada experimento de la pera

Experimento 1

Pera Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

0.86

0.74

0.71

0.83

0.85

0.87

0.96

0.96

0.96

Hipótesis: Para el vino de pera los valores de conversión de azúcar obtenidos denotan una variación poco apreciable entre si para cada una de las muestras en los experimentos 1,2 y 3.

Se utilizará para este fin un nivel de significación del 5%.

Sea m = 3 número de conjuntos (Experimentos) n = 3 número de muestras

F-13

Los grados de libertad se calculan de la siguiente manera:

?1 = n-1 = 2 ?2 = n(m-1) = 6

Las medias de las columnas son: C1 =0.88, C2 =0.85, C3 =0.84

La media muestral es X=0.86

Entonces el cálculo de F, da como resultado: FCalculado =0.13 Comparado con el valor tabulado de F, para el nivel de significación definido y los grados de libertad calculados, se obtiene: FTabulado =5.14 Por tanto como FCalculado < FTabulado , se establece que la diferencia entre las medias muestrales no es significativa, por tanto la hipótesis se acepta como verdadera.

Sandia

Los valores de conversión de azúcar de la sandia para cada experimento se presentan en la tabla F.10.

F-14

Tabla F.10. Conversión de azúcar para cada experimento de la sandia

Experimento 1

Sandia Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

0.75

0.77

0.94

0.90

0.94

0.96

0.97

0.97

0.98

Hipótesis: Para el vino de sandia los valores de conversión de azúcar obtenidos denotan una variación poco apreciable entre si para cada una de las muestras en los experimentos 1,2 y 3.

Se utilizará para este fin un nivel de significación del 5%.

Sea m = 3 número de conjuntos (Experimentos) n = 3 número de muestras

Los grados de libertad se calculan de la siguiente manera:

?1 = n-1 = 2 ?2 = n(m-1) = 6

Las medias de las columnas son: C1 =0.87, C2 =0.89, C3 =0.96 La media muestral es X=0.91

Entonces el cálculo de F, da como resultado: FCalculado =0.75

F-15

Comparado con el valor tabulado de F, para el nivel de significación definido y los grados de libertad calculados, se obtiene: FTabulado =5.14 Por tanto como FCalculado < FTabulado , se establece que la diferencia entre las medias muestrales no es significativa, por tanto la hipótesis se acepta como verdadera.

Papaya Imposible de determinar por la dificultad presentada para medir el o Brix.

Naranja

Los valores de conversión de azúcar de la naranja para cada experimento se presentan en la tabla F.11.

Tabla F.11. Conversión de azúcar para cada experimento de la naranja

Experimento 1

Naranja Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

0.94

0.87

0.83

0.90

0.97

0.97

0.97

0.94

0.93

F-16

Hipótesis: Para el vino de naranja los valores de conversión de azúcar obtenidos denotan una variación poco apreciable entre si para cada una de las muestras en los experimentos 1,2 y 3.

Se utilizará para este fin un nivel de significación del 5%.

Sea m = 3 número de conjuntos (Experimentos) n = 3 número de muestras

Los grados de libertad se calculan de la siguiente manera:

?1 = n-1 = 2 ?2 = n(m-1) = 6

Las medias de las columnas son: C1 =0.94, C2 =0.92, C3 =0.91 La media muestral es X=0.92

Entonces el cálculo de F, da como resultado: FCalculado =0.17 Comparado con el valor tabulado de F, para el nivel de significación definido y los grados de libertad calculados, se obtiene: FTabulado =5.14

Por tanto como FCalculado < FTabulado , se establece que la diferencia entre las medias muestrales no es significativa, por tanto la hipótesis se acepta como verdadera.

F-17