evaluar la aplicación de enzima pectinasa aislada del
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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería de Alimentos Facultad de Ingeniería
1-1-2007
Evaluar la aplicación de enzima pectinasa aislada del hongo Evaluar la aplicación de enzima pectinasa aislada del hongo
Aspergillus niger durante el proceso de clarificación y Aspergillus niger durante el proceso de clarificación y
fermentación del mosto de vino de uva Vitis labrusca variedad fermentación del mosto de vino de uva Vitis labrusca variedad
Isabella para la obtención de vino tinto Isabella para la obtención de vino tinto
Natalia Rincón Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada Rincón, N. (2007). Evaluar la aplicación de enzima pectinasa aislada del hongo Aspergillus niger durante el proceso de clarificación y fermentación del mosto de vino de uva Vitis labrusca variedad Isabella para la obtención de vino tinto. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_alimentos/21
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“EVALUAR LA APLICACIÓN DE ENZIMA PECTINASA AISLADA DEL HONGO Aspergillus niger DURANTE EL PROCESO DE CLARIFICACION Y
FERMENTACION DEL MOSTO DE VINO DE UVA Vitis labrusca VARIEDAD ISABELLA PARA LA OBTENCION DE VINO TINTO”
NATALIA RINCON
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERIA DE ALIMENTOS
BOGOTA D.C 2007
“EVALUAR LA APLICACIÓN DE ENZIMA PECTINASA AISLADA DEL HONGO Aspergillus niger DURANTE EL PROCESO DE CLARIFICACION Y
FERMENTACION DEL MOSTO DE VINO DE UVA Vitis labrusca VARIEDAD ISABELLA PARA LA OBTENCION DE VINO TINTO”
Trabajo de grado para optar el título de
Ingeniera de Alimentos
NATALIA RINCON TORRES
Directora LENA PRIETO
Ingeniera Química
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERIA DE ALIMENTOS
BOGOTA D.C 2007
“Ni la Universidad, ni el comité de
Proyecto de Grado, serán responsables
de las ideas expuestas por el
graduando”
Nota de aceptación
Presidente del Jurado
Jurado
Jurado
Bogotá D.C. Mayo de 2007.
A Dios y la Virgen María por guiar mi camino a
cada instante y darme vida y salud para culminar
mis estudios.
A mis padres por su amor, entrega, apoyo y
sobre todo por su comprensión y paciencia.
A mi Hermana Catalina por ser tan especial e
incondicional.
A mi hijo Nicolás por alegrar cada día de mi vida.
Al amor de mi vida por los momentos felices.
A mi mejor amiga Sandra por su amistad y
apoyo.
A todos mis compañeros de Guianza S.A. en
especial al Dr. Guillermo Atuesta, por su apoyo y
confianza.
A mi jefe Juan en Vehículos y Mercadeo por su
amistad y paciencia.
AGRADECIMIENTOS
La autora expresa sus agradecimientos a:
• Dr. Camilo Rozo, Químico PhD, por su interés en este trabajo de grado.
• Lena Prieto, Ingeniera Química, por su asesoría y amistad.
• Patricia Jiménez de Borray, Química, por su apoyo y amistad durante toda la
carrera.
• José A De Silvestre, Químico Farmacéutico, por su colaboración, amistad e
interés en el proyecto.
• Luz Myriam Moncada, Química, por su apoyo y asesoría durante el desarrollo
del trabajo de grado.
• Jaime Plazas A. Ingeniero de Alimentos, asesor comercial de COLDANZIMAS
LTDA. Por suministrar la muestra de enzima comercial para el desarrollo de la
experimentación.
• Dr . Juan Calderón Docente SENA por su asesoría.
• Juan Carlos Pineda, Químico, y Luis Miguel Triviño, Tecnólogo en Alimentos,
por su amistad apoyo y confianza durante toda la carrera y en especial en el
desarrollo de este proyecto.
• Freddy, Bibliotecólogo, por su amistad y confianza durante toda la carrera.
• A Universidad De La Salle, en especial a la Facultad de Ingeniería de Alimentos
por su apoyo durante toda la carrera, y permitir utilizar sus laboratorios y plantas
para el desarrollo de este proyecto.
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCION 12 OBJETIVOS 14 1.MARCO TEORICO 15 1.1 HONGO Aspegillus Níger 15 1.2ENZIMAS PECTOLITICAS 17 1.2.1 Enzimas en la industria 19 1.2.2 Clarificación de vinos con turbidez 20 1.3 UVA ISABELLA (TIPO Vitis labrusca) 21 1.3.1 Propiedades y características 22 1.4 PROCESO DE VINIFICACIÓN DEL VINO TINTO 25
2. METODOLOGIA EXPERIMENTAL 28 2.1OBTENCION DE LA ENZIMA PECTINASA 28 2.1.1 Inoculación del medio de cultivo 28 2.1.2 Fermentación sumergida 28 2.1.3 Clarificación del fermento 29 2.1.4 Purificación del medio clarificado 30 2.1.5 Concentración del medio purificado 30 2.2ACTIVIDAD ENZIMATICA 32 2.3 PROCESO DE ELABORACIÓN DEL MOSTO Y OBTENCIÓN DEL VINO TINTO. 34 2.4 ANALISIS FISICOQUIMICOS 41 3. RESULTADOS Y ANALISIS DE LA EXPERIMENTACIÓN 48 3.1 OBTENCION DE LA ENZIMA PECTINASA 48 3.2 PROCESO DE ELABORACIÓN DEL MOSTO Y OBTENCIÓN DEL VINO TINTO 48 3.2.1 Balance de materia 49 3.2.2 Balance de energía 54
3.3 ANALISIS FISICOQUIMICOS 55 3.3.1 Comportamiento del pH en el mosto 55 3.3.2 Comportamiento de sólidos totales en el mosto 57 3.3.3 Comportamiento de extracto en el vino tinto 59 3.3.4 Comportamiento del título Alcoholimetrico en el vino tinto 61 3.3.5 Comportamiento de Acidez Total en el mosto 64 3.3.6 Comportamiento de Acidez Volátil en el mosto 67 3.3.7 Comportamiento de Azúcares totales y reductores 69 3.3.8 Clarificación final 70
CONCLUSIONES 73 RECOMENDACIONES 75 BIBLIOGRAFIA 76 ANEXOS 78
LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Clasificación Botanica de la uva 22 Tabla 2 Composición: referida a las cuatro partes orgánicas más conocidas de la
uva 22
Tabla 3 Composición química de la pulpa 23
Tabla 4 Composición química del hollejo 23
Tabla 5 Composición química de la semilla 24
Tabla 6 Composición química del raspón 24
Tabla 7 Características físicas de la uva Isabella 25
LISTA DE CUADROS
Cuadro 1. Características fisicoquímicas de la enzima pectinasa aislada 33
Cuadro 2. Características enzimáticas de la Enzima pectinasa aislada 33
Cuadro 3. Balance de materia desde recepción hasta mosto pasteurizado 49
Cuadro 4. Balance de materia del ensayo 1 tratado con enzima pectinasa aislada
con baja concentración 50
Cuadro 5. Balance de materia del ensayo 2 tratado con enzima pectinasa aislada
con mayor concentración 51
Cuadro 6. Balance de materia del ensayo 3 tratado con enzima comercial. 52 Cuadro 7 Balance de materia del ensayo 4 sin tratamiento enzimático. 53 Cuadro 8 Balance de Energía General del Proceso 54 Cuadro 9 Resultados del pH en los cuatro ensayos 56
Cuadro 10. Análisis de varianza de la acidez pH con 95% de confiabilidad 56
Cuadro 11 Resultado de los grados ºBrix en los cuatro ensayos 58
Cuadro 12 Análisis de varianza de ºBrix con 95% de confiabilidad 59
Cuadro 13 Resultados de extracto en los cuatro ensayos 60
Cuadro 14 Análisis de varianza de Extracto con 95% de confiabilidad 61
Cuadro 15 Resultados del título alcoholimétrico en los cuatro ensayos 63
Cuadro 16 Análisis del titulo alcoholimétrico con 95% de confiabilidad 64
Cuadro 17 Resultados de la acidez total en los cuatro ensayos 65
Cuadro 18 Análisis de varianza de la acidez total con 95% de confiabilidad. 66
Cuadro 19 Resultados de la acidez volátil en los cuatro ensayos 68
Cuadro 20 Análisis de varianza de la acidez volátil con 95% de confiabilidad 68
LISTA DE FOTOS
Foto 1. Biorreactor Experimental 29
Foto 2. Medio de cultivo clarificado 29
Foto 3 y 4 Liofilización de enzima pectinasa 31
Foto 5. Enzima en polvo 31
Foto 6. Recepción de uva Isabella 34
Foto 7. Despalillado 35
Foto 8 -9 y 10 . Macerado 36 Foto 11. Precalentamiento del mosto a 60 ºC. 37
Foto 12 Prensado manual del mosto 37
Foto 13. Llenado de frascos antes de la fermentación 38
Foto 14. Acondicionamiento del mosto para adición de Enzima 39
Foto 15. Adición de levadura en presencia de calor para evitar contaminación 39
Foto 16. Almacenamiento de los frascos en el laboratorio de Química 40
Foto 17. Preparación de la muestra 41
Foto 18. Capsulas con extracto 42
Foto 19. Preparación de la muestra a destilar 42
Foto 20. Destilador Marca 43
Foto 21 Recuperación del destilado 43
Foto 22. Lectura utilizando el areómetro de Gay lussac 44
Foto 23. Al realizar la titulación se busca que la muestra llegue a un pH de 8.2 45
Foto 24 . Lectura de pH utilizando el potenciómetro marca BECKMAN 45
Foto 25 . Solución de felhing A, felhing B y azul de metileno 46
Foto 26. Titulación en caliente de la solución anterior para determinar el titulo felhing 46
Foto 27. Vino con enzima pectinasa aislada en menor concentración 71
Foto 28. Vino con enzima pectinasa aislada en mayor concentración 71
Foto 29. Vino con enzima comercial 72
LISTA DE GRAFICOS
Grafica 1. Rendimiento en volumen de vino según cada Ensayo 53 Grafica 2. Comportamiento del pH con respecto al tiempo en cada Ensayo. 55
Grafico 3. Comportamiento º Brix con respecto al tiempo en cada ensayo 57
Grafico 4. Comportamiento de extracto en los diferentes ensayos 59
Grafico 5. Comportamiento del título alcoholimetrico en los 4 ensayos. 62
Grafico 6. Comportamiento de Acidez Total en los cuatro e 65
Grafica 7. Grafica de comportamiento de Acidez Volátil 67
Grafica 8. Comportamiento de Azúcares totales 69
Grafica 9. Comportamiento de Azúcares reductores 70
INTRODUCCION
La Biotecnología maneja organismos vivos o de sus partes para obtener diferentes
productos que se aplican en procesos industriales; como las enzimas que se
obtienen a partir de procesos biotecnológicos para utilizarlas como aditivos en
alimentos procesados. Una de estas aplicaciones se realiza en la industria
vinícola, donde se emplean las enzimas pectinasas durante la maceración en
vinificación de vinos tintos para facilitar la liberación del contenido celular de la
baya de uva y así, obtener un vino con más color y rico en compuestos fenólicos.
Por consiguiente, se propuso aplicar y evaluar la enzima pectinasa obtenida en la
investigación “Producción, purificación y caracterización de la enzima pectinasa
aislada de Aspergillus níger”, de la Universidad De La Salle, en clarificación y
fermentación del mosto de uva Vitis labrusca variedad Isabella, la cual es cultivada
en nuestro país.
Para cumplir con el objetivo propuesto se realizaron cuatro ensayos principales: al
primer ensayo se adicionó enzima aislada en una concentración de 0,16gr/5l de
mosto, al segundo ensayo se le agregó enzima aislada en una concentración de
0,26 gr/5l de mosto; estos dos ensayos se compararon con un tercer ensayo con
enzima comercial ULTRAZIM AFP en una concentración de 0,4 ml /5l de mosto
y, un último ensayo sin tratamiento enzimático. Durante todo el proceso tanto de
clarificación como de fermentación se controló por medio de análisis
fisicoquímicos el contenido de sólidos, pH, contenido alcohólico expresado Grados
Gay Lussac °GL, Acidez Total, Acidez Volátil y contenido de Azúcares Totales.
12
Finalmente, se obtuvo un vino tinto con las siguientes características
fisicoquímicas: pH entre 2.86 y 3.4; extracto entre 1 y 3 g/100 ml; ºGL finales entre
10.8 y 12.6; Acidez Total entre 22 y 24 g/l expresado en Acido tartárico; Acidez
volátil entre 0.0015 y 0.0040 g/l expresado en Acido Acético y un contenido de
Azucares totales finales entre 6 y 8%. valores que siempre estuvieron dentro de
los parámetros según el DIARIO OFICIAL DE LAS COMUNIDADES EUROPEAS.
Reglamento (CEE) Nº 2676 /90 de la Comisión de 17 de Septiembre de 1990 por
el que se determinan los métodos de análisis comunitarios aplicables en el sector
del vino y NTC 1740 BEBIDAS ALCOHOLICAS, VINOS LICOROSOS O GENEROSOS.
En conclusión, el uso de enzimas en enología es importante porque se obtienen
vinos con un alto rendimiento final en volumen y con características organolépticas
que conducen a un producto de excelente calidad.
13
OBJETIVOS
Objetivo General Evaluar la aplicación de enzima pectinasa aislada del hongo Aspergillus niger
durante el proceso de clarificación y fermentación del mosto de uva Vitis labrusca
variedad Isabella para la obtención de vino tinto.
Objetivos Específicos
• Obtener la enzima pectinasa a partir de la fermentación sumergida con
Aspergillus niger con las variables y el procedimiento definido en estudios
previos realizados en el Biorreactor del Laboratorio de Biotecnología.1∗
• Diseñar la experimentación de la preparación del mosto de vino tinto elaborado
con uva variedad Isabella tipo Vitis labrusca, en el Laboratorio de Química para
la aplicación de la enzima pectinasa aislada la cual se comparará frente a una
enzima comercial.
• Analizar el comportamiento de la enzima por medio de pruebas analíticas
realizadas durante el proceso y al final del mismo según las normas de la
AOAC Official Method 930 VINOS.
• Establecer las variables y las condiciones de la clarificación y de la
fermentación del mosto de vino tinto a partir de los balances de materia y
energía.
1 PRIETO,Lena y GREVECHOVA, Renata. Producción, purificación y caracterización de la enzima pectinasa aislada de Aspergillus níger y Aspergillus foetidus. Investigación Ingeniería de Alimentos Universidad de la Salle.2006.
14
1. MARCO TEORICO
En este capítulo se presentan las generalidades del hongo Aspergillus niger
productor de enzimas pectolíticas, y se muestra el uso de esta enzima en la
industria en general; además, se complementa el marco teórico con información
de la uva Isabella, principal materia prima de este trabajo de grado para la
producción de vinos tintos.
1.1 HONGO Aspegillus niger
A continuación se describen las características de un hongo que tiene importancia
en la industria, principalmente de la alimentación. El hongo Aspergillus niger
(figura 1) pertenece a la clase Deuteromicetos es decir que carecen de esporas
sexuales. Al orden Moniliales lo cual indica que presentan micelio claro y sin
coloración o con un coloreado débil. El género Aspergillus es abundante. Muchos
de ellos son los responsables de ciertas alteraciones alimenticias y otros útiles en
la preparación de algunos alimentos. Raper y Fennell han señalado la existencia
de 14 grupos y reconoces 132 especies pero solo describiré al grupo níger2.
El grupo del Aspergillus níger, que es la especie más importante del mismo está
muy expandido, pudiendo ser de interés en los alimentos por sus diversas
aplicaciones en la industria alimentaria.
2 FRAZIER, W. Microbiología de los alimentos. Acribia. Zaragoza. 1976, p 26-27.
15
Figura 1. Microfotografia de Aspergillusn niger. Aumentada unas 200 veces.
Las cabezuelas en las que se encuentran las esporas son grandes, muy apretadas
y globulares, de color negro, castaño-negruzco o castaño-púrpura; los conidios
son rugosos, con bandas pigmentadas. Muchas variedades tienen esclerocios de
un color que va de ocre a a gris o negrusco.
Ciertas variedades seleccionadas se emplean industrialmente para la producción
de ácido cítrico, ácidos glucónicos y diversas enzimas3.
Los caracteres que distinguen a los Aspergillus son:
• Septados, de micelio ramificado, generalmente sin colorear; las partes
sumergidas son vegetativas y las aéreas, en su mayor parte fértiles.
• Colonias a menudo presentando zonas circulares
• El conidióforo o pedículo, septado o no, surge de una célula basal (figura 2),
que es una célula micelial especial, agrandada y rodeada de una gruesa
cubierta. El conidióforo, es la porción distal, se hincha formando una vesícula
que sirve de soporte a los esterigmas de los que se desprenden los conidios.
3 Ibid p. 27
16
Figura 2. Diagrama de un hongo Aspergillus
• Esterigmas o fiálides sencillos o compuestos y coloreados o incoloros.
• Conidias en cadenas de color generalmente verde, marrón o negro, también
pueden presentar otras coloraciones.
Algunas especies crecen bien a temperaturas de 37 ºC o superiores4.
1.2 ENZIMAS PECTOLITICAS
Se han descubierto varias enzimas que catalizan las diversas etapas de la
degradación de la pectina: la pectina esterasa (PE) cataliza la eliminación
hidrolítica de los grupos metoxilo (saponificación) de la molécula de pectina.
(Sinónimos: pectasa, pectinmetoxilasa, pectinmetilesterasa.) Esta enzima no
siempre se encuentra presente en las frutas ricas en pectina. Mientras que los
tomates y todas las frutas cítricas contienen PE en abundancia; no se ha
encontrado esta enzima en la remolacha o en las zanahorias, y se la encuentra
4 Ibid p. 26
17
solamente en unas pocas variedades de manzanas. La mayoría de los hongos
contienen apreciables cantidades de Pectina esterasa; hasta ahora no se ha
encontrado este tipo de pectina en las levaduras. La actividad óptima de la pectina
se produce a un pH 7.5 y su acción es muy específica: requiere la presencia en el
sustrato de un grupo carboxilo libre junto al grupo metoxilo que va a ser
saponificado.
La poligalacturonasa (PG) cataliza la hidrólisis de la unión glucosídica entre las
unidades de ácido galacturónico. También recibe el nombre de pectinasa,
pectosaza, poligalacturonidasa, pectina despolimerasa.En años recientes varios
investigadores han demostrado la existencia de varios tipos diferentes de enzimas
despolimerizadoras de pectina. Algunas provocan una veloz disminución en la
viscosidad de las soluciones de pectina sin un considerable aumento de los
grupos reductores. Estas enzimas “licuantes” atacan las moléculas al azar,
rompiéndoles en cadenas más cortas. Dado que el sitio del ataque se halla en el
seno de la cadena, estas reciben también el nombre de “endo-PG”.
Otros preparados de enzimas, “PG sacarificantes” o “exo-PG”, cortaran
preferentemente unidades terminales de ácido galacturónico, aumentando la
concentración de grupos reductores antes que haya una disminución sustancial de
la viscosidad5.
Las pectinas despolimerasas pueden también diferir en su especificidad con
respecto al estado de metoxilación alrededor del punto de ataque. Las
despolimerasas más comunes de origen vegetal rompen las uniones glucosídicas
entre dos uniones no esterificadas. Su sustrato es el ácido poligalacturónico, y la
denominación de poligalacturonasa (PG) es la más apropiada para este tipo de
enzima. La PG es inactiva con los polímeros completamente metoxilados. Sin
embargo en presencia de PE, que es capaz de desmetoxilar la pectina, la PG
puede romper todas las uniones de la cadena y producir ácido galacturónico libre.
5 Braverman, J.B.S. Bioquímica de los Alimentos. El Manual Moderno S.A. México.1980.p 149-150
18
Por otro lado, un grupo de despolimerasas de origen fúngico ataca
preferentemente a las pectinas con alto grado de motoxilación. Estas enzimas
reciben el nombre de polimetilgalacturonasas. Phaff y Demain presentaron un
resumen de los distintos tipos de enzimas hidrolíticas capaces de despolimerizar
pectinas, así como una sugerencia en cuanto a un sistema de nomenclatura. Los
autores también señalan que la endopoligalacturonasa de la levadura es una sola
enzima. Se ha demostrado la presencia de, al menos dos tipos de
poligalacturonasas en el tomate.
Casi todos los hongos contienen el espectro total de las enzimas pectolíticas. Esto
puede observarse fácilmente en distintos fenómenos naturales, por ejemplo
cuando un tejido vegetal se desintegra totalmente y se deshace cuando lo atacan
hongos; una fruta que recibe el ataque de Penicillium glaucum, terminará por
desintegrarse completamente, ya que la pectina que ha mantenido unidas a las
células del fruto habrá sido convertida por las enzimas del hongo en ácidos
pécticos que no tiene la capacidad de ligamento.
Un fenómeno similar puede observarse en la fermentación de las hojas de tabaco
o de los granos de café. La pectina transeliminasa (PTE) también cataliza la
despolimerización de la pectina. Sin embargo, a diferencia de la PG, la PTE no
hidroliza la unión glucosídica, sino que la elimina sin el agregado de una molécula
de agua6.
1.2.1 Enzimas en la industria. Las pectinasas obtenidas a partir de extractos
vegetales o de mohos se utilizan en las industrias alimenticias para la clarificación
de jugos de frutas, vinos, vinagres jarabes y gelatinas que contienen sustancias
pécticas en suspensión. El tratamiento de los jugos de frutas con pectinasas evita
su gelificación en la fase de concentración. La adición de pectinasas a frutas
maceradas (uvas por ejemplo) ayuda a la extracción del jugo y da vinos de fácil
clarificación. La desesterificación parcial por medio de pectin esterasa para liberar
6 Ibid. Pag 150-151
19
pectinas modificadas que sedimentan lentamente, se emplea en la manufactura de
gelatinas dulces de contenido azucarado elevado.7
1.2.2 Clarificación de vinos con turbidez. Los fabricantes de jugos de fruta se
enfrentan a menudo con dos problemas. En primer lugar es importante clarificar,
es decir, eliminar las partículas suspendidas de productos tales como el Vino y el
jugo de manzana clarificado. En segundo lugar hay casos en los que conviene
retener el aspecto turbio del producto y evitar esa separación (jugos cítricos,
productos del tomate, algunas bebidas sin alcohol). Ambos problemas se vinculan
estrechamente a las sustancias pécticas y a las enzimas pectolíticas.
Los jugos turbios consisten en una suspensión de partículas muy finas (a menudo
menos de una micra de diámetro) en un medio transparente (suero). La
composición química las propiedades físicas tanto de la porción de partículas
como del suero pueden variar considerablemente de una fruta a otra y cada
sistema debe de estudiarse separadamente.
Uno de los factores estabilizantes en los jugos turbios puede ser la carga
electrostática de las partículas suspendidas. La turbidez del jugo de naranja se
encuentra cargada negativamente8.
El sitio de la carga negativa se cree que está localizado en los carboxilos libres de
la pectina presente en la superficie de las partículas (Mizrani y Berck). Deuel y sus
colaboradores aprovecharon el hecho de que tales coloides con carga negativa
forman complejos insolubles con otros poli electrolitos de signo contrario,
precipitando fácilmente. De acuerdo con esto, sugirieron el empleo de
polietilenamina para la clarificación de los vinos y jugos turbios. El precipitado así
formado pronto sedimentará, arrastrando consigo todo el material suspendido, así
como también los taninos, los cuales pueden ser adsorbidos sobre moléculas de
gran tamaño como éstas. 7 FRAZIER, W. Microbiología de los alimentos. Acribia. Zaragoza. 1976, p. 416. 8 Ibíd. p. 156.
20
Otro método para lograr efectos similares consiste en el tratamiento de los líquidos
turbios con preparados comerciales de enzimas pectolíticas, tales como el
“pectinol”. Estos preparados se obtienen generalmente a partir de hongos y
contienen PE y endo-PG. Sin embargo, cuando se requiere lo contrario, es decir
una turbidez estable, se torna entonces necesario evitar, en la medida de lo
posible, la desesterificación de la pectina. Los jugos cítricos deben de tratarse
térmicamente tan pronto como sea posible luego de su extracción a fin de inactivar
la PE y evitar la clarificación. En el caso del jugo de tomate, las enzimas
pectolíticas actúan tan velozmente que se produce la destrucción de la estructura
coloidal, a menos de que la fruta sea calentada rápidamente antes o durante la
trituración (rotura en caliente).
No se conoce el mecanismo de clarificación utilizado por las enzimas pectolíticas.
Resulta interesante notar que la PE por sí sola es responsable de la clarificación
de los jugos cítricos, ya que éste material no exhibe actividad de
poligalacturonasa9.
1.3 UVA ISABELLA (TIPO Vitis labrusca) El cultivo de la uva isabella tomó fuerza en la década de los 50, y actualmente el
centro del Valle del Cauca cuenta con 500 hectáreas, concentradas en los
municipios de Ginebra, el Cerrito y Guacarí, el 75% de la producción se destina al
mercado fresco y el 25% restante para la agroindustria.
El área sembrada de uva isabella en el municipio de Ginebra es de 350 hectáreas,
lo cual corresponde a un 70% del área total (500 hectáreas) existente en el centro
del Valle del Cauca. En esta área participan 250 viticultores (pequeños y
medianos).
9 Ibíd. p. 157
21
A continuación se presenta una breve descripción del la uva variedad Isabel tipo
Vitis labrusca con las características y propiedades más importantes.
1.3.1 Propiedades y características. Es una planta cuya clasificación botánica
presenta los datos de las tablas 1 y 2.
Tabla 1. Clasificación Botánica de la uva. DIVISION NOMBRES
FAMILIA AMPELIDÁCEAS
GÉNERO VITIS
ORDEN RANIDAS
SUBCLASE DIAPÉTALAS
CLASE DICOLTILEDÓNEAS
TIPO ANGIOSPERMAS Y
FANERÓGAMAS Fuente: DUARTE M., Alvaro Fundamentos de Enología 1994.
Tabla 2. Composición: Referida a las cuatro partes orgánicas más conocidas.
SEGÚN GARCIA SEGÚN SEGÚN
DE SALMOS KEHIG VINKLER
% % %
PULPA 83 83,5 83,5
HOLLEJO 8 9,5 8,5
PEPITAS 4 3,5 4
RASPON 5 3,5 4 Fuente: NOGUERA PUJOL, José. Enotecnia Industrial.
La pulpa corresponde del 82 al 88 % del peso total del racimo; es de gran
importancia ya que después del estrujado, en el proceso de vendimia se obtiene el
zumo.
22
A continuación se presenta en la tabla 3, 4, 5 y 6 los datos más importantes de la
composición química de la pulpa, el hollejo, la semilla y el raspón.
Tabla 3. Composición química de la pulpa
Fuente: NOGUERA PUJOL, José. Enotecnia Industrial
COMPONENTES %
Agua 78
Azúcares 20
Acidos Orgánicos 1,5
Acidos libres 0,25
Minerales 0,2
Aceites Esenciales
Sustancias Albuminoides 0,05
Sustancias Musilaginosas
Sustancias Amilaceas
100
Hollejo: Es de gran importancia durante el proceso vegetativo del fruto, ya que
sirve como protector.
Tabla 4. Composición química del hollejo:
COMPONENTES %
Agua 64 a 78
Tanino 0,15 a 4,23
Ácidos Libres 1 a 1,30
Minerales 1 a 2
Bitartrato de Potasio 0 a 1
Fuente: NOGUERA PUJOL, José. Enotecnia Industrial
23
Semillas o Pepitas: Su número en el grano de uva varía de 0 a 4. En el proceso de
vendimia es el material sólido que presenta mayor contenido de tanino. De allí la
importancia de separarla del mosto en el proceso de fermentación para la
obtención de vino ya que puede generar sabor astringente al producto final.
Tabla 5. Composición química de la semilla.
COMPONENTES %
Agua 27 a 38
Grasas 4 a10
Taninos 0,30 a 6,80
Acidos Volátiles 0,50 a 1,0
Materia Resinosa 1,30 a 6,60
Minerales 1,30 a 2,00
Fuente: NOGUERA PUJOL, José. Enotecnia Industrial
Raspón: también recibe el nombre de escobajo, forma el racimo de uva y soporta
el fruto, desempeña un papel importante como canal de alimentación entre las
hojas y el fruto por una parte y entre las raíces y el fruto por otra.
Tabla 6. Composición química del raspón. COMPONENTES %
Agua 40 a 80
Taninos 1 a 3
Ácidos Libres 0,25 a 1,20
Materia Resinosa 0,70 a 1,80
Minerales 1 a 4
Cremor tártaro 0,4 a 1,25
Fuente: NOGUERA PUJOL, José. Enotecnia Industrial
24
Características de la uva: el laboratorio de investigación sobre la química del
café (LIQC) determinó en el año 1993 las características del tamaño y peso de las
partes de la uva. A continuación se presenta en la Tabla 7 una breve descripción
de dichos estudios.10
Tabla 7. Características físicas de la uva Isabella
VARIEDAD PARTES TAMAÑO PESO VOLUMEN DENSIDAD VISCOSIDAD TENSION
SUPERFICIAL
mm x
mm
g ml kg/m3 Centipoises Dinas/cm
Isabella 25 x 22 7,32 7,7 948,05 5,36 50,38
Fruto 15 X 11 6,5
Semilla 3,7 X 7,2 0,423
Raspón 2,1 X 1,4 1,56
Fuente: NOGUERA PUJOL, José. Enotecnia Industrial
1.4 PROCESO DE VINIFICACIÓN DEL VINO TINTO
En los vinos tintos, el mosto se hace fermentar en presencia de las partes sólidas
de la uva, como el hollejo, la pulpa y las semillas. A continuación se describe el
proceso a realizar para la obtención de Vino tinto.
Estrujado: Es una operación mecánica que consiste en romper el hollejo de los
granos de uva para que libere el mayor contenido de jugo. Esta operación se
realiza mediante máquinas llamadas estrujadoras o pisadoras. 10 Datos referidos de QUINTERO SOLANO, Edward. Tesis “Caracterización del zumo de uva (variedad Isabella) tipo (vitis labrusca) cultivada en Colombia para la industria vinícola”.
25
Derrasponado: Consiste en separar los granos de uva de la parte herbácea del
racimo, como es el raspón o escobajo ya que su presencia en el mosto no es
aconsejable.
Sulfatado: el sulfuroso actúa como antioxidante, antiséptico, fija la acidez,
disuelve la materia colorante, es un estimulante de las levaduras y hace una
función inhibidora contra las bacterias. Según la forma de utilización del sulfuroso
depende la correcta conservación del vino.
Fermentación – Maceración: Para elaborar el vino tinto, el mosto se deja en
contacto con la pulpa, el hollejo y las pepitas o semilla. Aquí se realizan dos
procesos simultáneos. La fermentación, realizada por las levaduras, que
transformarán el azúcar del mosto en el alcohol del vino, más numerosos
componentes por un lado. Y por otro, el proceso de maceración, en donde el jugo
de la uva o mosto, estará en contacto con las partes sólidas del grano, como el
hollejo y la semilla, que le aportarán el color y los taninos del futuro vino. El tiempo
en que este fenómeno ocurra, dependerá del tipo de vino tinto que se desee
obtener.
Fermentación Maloláctica: entre los constituyentes de la uva, se encuentran
principalmente tres ácidos orgánicos: el ácido tartárico, el ácido málico y el ácido
cítrico. Este último desaparece rápidamente durante el proceso de fermentación
alcohólica. El ácido málico es de suma importancia biológica para el vino. En
primer lugar, durante la fermentación alcohólica es transformado por las levaduras
y ciertas bacterias llamadas lácticas, en ácido láctico. Pero terminada la
fermentación alcohólica, estas bacterias que suceden a las levaduras alcohólicas
efectúan lo que se conoce como segunda fermentación o fermentación
secundaria, en que el ácido málico es transformado en ácido láctico. Este es de
constitución suave y agradable. Mientras el ácido tartárico, el más estable de los
tres, pasa a formar el verdadero constituyente ácido de los vinos.
26
Trasiego: En los vinos nuevos se produce una clarificación espontánea. Esto
implica que los sedimentos se depositan en le fondo de la vasija formando las
llamadas borras o sedimentos. No es aconsejable que los vinos estén mucho
tiempo sobre ellas, por lo que se realizan los trasiegos. Esta operación consiste en
sacar los vinos que se encuentran sobre borras y pasarlos a una vasija
completamente limpia. En el pasaje se debe tener la precaución de no arrastrar los
sedimentos.
Clarificación: Operación que consiste en agregar al vino una sustancia de
naturaleza coloidal puede ser de tipo vegetal o animal, éstas sustancias arrastran
hacia el fondo de la vasija aquellos elementos en suspensión no deseados en el
vino.
Crianza: Los vinos tintos, pueden ser jóvenes, cuyas características
sobresalientes, son la frescura y el frutado. Son los llamados vinos tintos jóvenes. Los grandes vinos tintos o clásicos, son aquellos que han sido sometidos a un
proceso de crianza, que consiste en estacionar los vinos, sobre todo en vasijas de
madera preferiblemente hechas a base de roble , donde, después de la
fermentación maloláctica se presentan una serie de cambios físico – químicos,
notablemente complejos, para llegar a lo que se conoce como “envejecimiento” o
“añejamiento” del vino, en donde éste se enriquece sobre todo en compuestos
aromáticos los cuales dan el llamado “buquet” y a la vez estabilizan el color del
vino.
Embotellado: El proceso de crianza culmina con el embotellado, el cual se
efectúa cuando el productor estima que la crianza del vino ha alcanzado su
perfección.11
11 Fragmento tomado de la pagina www.lacavadebolotin.com.ar/elaboracion_vino_tinto.htm. Junio 15 de 2006.
27
2. METODOLOGIA EXPERIMENTAL
En este capítulo se presenta la metodología que se utilizó durante la evaluación de
la enzima pectinasa aislada de Aspergillus niger y de una enzima comercial para
clarificación de mosto de uva Isabella en la obtención de vino tinto.
2.1 OBTENCION DE LA ENZIMA PECTINASA
Para la obtención de la enzima pectinasa se realizó fermentación sumergida y se
siguió el procedimiento12 establecido en la Universidad De La Salle. A
continuación se presentan los pasos que se siguieron.
2.1.1 Inoculación del medio de cultivo. El medio de cultivo experimental
empleado en el Laboratorio de Biotecnología contenía: pectina cítrica (2.0%),
salvado de trigo (1.0%), caseína (1.0%), extracto de levadura (0.5%) y sales de
potasio y agua (resto del porcentaje); el cual se inoculó con Aspergillus niger.
resembrado con anterioridad a 30 ºC en la incubadora del laboratorio de Química
durante 96 horas. La inoculación se realizó con una suspensión de conidias en
agua destilada con Tween-80 (0.01%).
2.1.2 Fermentación sumergida. La fermentación se realizó en un biorreactor
experimental construido con una cantina con capacidad de 10 L, la cual fue
sellada y se le adaptó un motor facilitando la mezcla del medio durante la
fermentación, y garantizó la obtención de la enzima pectinasa.
12 PRIETO,Lena y GREVECHOVA, Renata. Producción, purificación y caracterización de la enzima pectinasa aislada de Aspergillus níger y Aspergillus foetidus. Investigación Ingeniería de Alimentos Universidad de la Salle.2006.
28
Se adaptaron al biorreactor experimental varias mangueras, por una de
ellas se permitió la salida de CO2 en agua; y en otra manguera se tomaron
muestras del fermento para verificar valores de pH (Foto 1)13.
Foto 1. Biorreactor Experimental
2.1.3 Clarificación del fermento. Para esta operación se filtró el medio de
cultivo y después se centrifugó a 3000 revoluciones/min durante 20 min. En
la foto 2 se observa el medio de cultivo después de ser centrifugado.
Foto 2. Medio de cultivo clarificado
13 Beltran, Andrea et al. Idea original del grupo que desarrollo la tesis titulada “Evaluación de la Aplicación de la enzima pectinasa obtenida a partir de Asperguillus níger en el proceso de producción de pulpa de Arazá (Eugenia stipitata sororia) concentrada al vacío.
29
2.1.4 Purificación del medio clarificado. Esta operación se realizó según la
metodología de Grebechova y Prieto14. A continuación se describe dicha
metodología. • Se prepara una solución madre de CaCl2H2O al 30%(P/V) y Na2HPO4.12H2O al
27% (P/V). • Primero se adiciona lentamente a la solución anterior, la solución de cloruro de
calcio y luego la de fosfato ácido de sodio, en cantidades suficientes para lograr una concentración final del 5 % (P/V) del primero y 4.5% (P/V) del segundo.
• Se ajusta el pH en 4.5 con HCL 0.1 N • Se agita por 1 hora a temperatura ambiente y por 2 horas en refrigeración,
luego se deja en refrigeración durante la noche. • Se realiza separación del gel fosfato de calcio centrifugando la solución
anterior a 2000 revoluciones/min durante 15 min recuperando luego el líquido sobrenadante.
2.1.5 Concentración del medio purificado. Se realizó sobre el líquido tratado
con fosfatos de calcio con la metodología propuesta por Grebechova y Prieto15. • Se Mezcla un volumen de líquido purificado con fosfato de calcio con 3
volúmenes de etanol comercial al 96% lentamente, en frío (4ºC) (para ello se colocan los frascos que contengan la solución en una cubeta con hielo para que estén a la misma temperatura del etanol que se está adicionando).
• Se agita completamente y luego se deja en reposo durante la noche a 4ºC. • Se recupera el precipitado por centrifugación a 2000 revoluciones/min durante
15 minutos. • Este precipitado se seca adicionando pequeñas cantidades de etanol. • Por último se liofiliza el precipitado.
En las fotos 3 y 4 se observa el proceso de liofilizado de la enzima pectinasa en el
Liofilizador marca Labconco del Laboratorio de Biotecnología, Sede Floresta. En la
foto 5 se muestra el producto obtenido en presentación de polvo.
14 El procedimiento fué estandarizado en la investigación “Producción, purificación y caracterización de la enzima pectinasa aislada de Aspergillus níger y Aspergillus foetidus” desarrollada por la Profesora Lena Prieto Ing. Química y la Dra. Renata Grebechova Phd DSc. 15 Ibid
30
Fotos 3 y 4 Liofilización de enzima pectinasa
Foto 5. Enzima en polvo.
31
2.2 ACTIVIDAD ENZIMATICA
Para determinar la actividad enzimática de la enzima obtenida se realizó la prueba
experimental de Gracheva descrita por Grebechova y Prieto16, la cual consiste en
medir la reducción de viscosidad de la enzima pectinasa en un viscosímetro de
vidrio Cannon. Para la prueba se mezcló 100 ml de solución de pectina al 2%, 2 ml
buffer acetato con pH 4.5 y 2 g de la enzima obtenida. Se incubó a 35 ºC por 30
minutos y la enzima se inactivó en un baño a ebullición por 5 minutos; se dejo
enfriar y se determinó el tiempo de caída en el viscosímetro de vidrio.
El porcentaje de cambio de viscosidad se calculó de acuerdo con la ecuación de
Roboz17:
V = (tc – te) X 100
(tc-ta)
Donde:
tc = tiempo de control (pectina + agua, seg.)
te = Tiempo de prueba(+ enzima después de pectolisis, .seg. )
ta = Tiempo de agua en segundos seg.
16 Ibid Ecuación tomada de la investigación “Producción, purificación y caracterización de la enzima pectinasa aislada de Aspergillus níger y Aspergillus foetidus” desarrollada por la Profesora Lena Prieto Ing. Química y la Dra. Renata Grebechova Phd DSc. pag 35 17 Ibid pag 35
32
La enzima pectinasa aislada en el Laboratorio de Biotecnología presentó las
características fisicoquímicas y enzimáticas18 que se presentan a continuación en
los cuadros 1 y 2.
Cuadro 1. Características fisicoquímicas de la enzima pectinasa aislada
Propiedades Características fisicoquímicas
Aspecto Polvo
Humedad % 12 a 13
Color Gris o Blanco
Sabor Característico
Solubilidad en agua Buena
Conidias de hongos No existen
Cuadro 2. Características enzimáticas de la enzima pectinasa aislada
Propiedades Características Enzimáticas
Cantidad de preparado enzimático g/l
3.8
pH óptimo 4.5 – 5.5
Temperatura óptima ºC 30 – 40
Actividad de endo-PMG unidades/g
1927
Actividad de PE unidades /g 5.3
Actividad de PMGL unidades/g
0
18 Datos presentados en la investigación “Producción, purificación y caracterización de la enzima pectinasa aislada de Aspergillus níger y Aspergillus foetidus” desarrollada por la Profesora Lena Prieto Ing. Química y la Dra. Renata Grebechova Phd DSc.
33
2.3 PROCESO DE ELABORACIÓN DEL MOSTO Y OBTENCIÓN DEL VINO TINTO
Los pasos que se siguieron para la preparación del mosto de uva Isabella y de su
fermentación con enzima pectinasa obtenida y comercial, se describe a
continuación.
• Recepción de materia prima. La uva utilizada se adquirió en CORABASTOS
(Cooperativa de Abastos) de Bogotá donde se encontró distribuidores de uva
del Departamento del Valle del Cauca, marca LA VIÑA, y se compraron 5 cajas
con un contenido de 12,5 kg de uva cada una. En la foto 6 se presenta la
calidad de uva empleada.
Foto 6. Recepción de uva Isabella.
• Lavado: el lavado de la uva se realizó por inmersión en agua fría con jabón
biodegradable en una concentración de 200 ppm en 12 litros de agua, para
retirar las impurezas como tierra u otras suciedades que se encontraron en
la uva.
34
• Despalillado: Con esta operación mecánica se retira el raspón para evitar
posteriores sabores herbáceos. Esta operación se hizo manualmente,
separando la uva del raspón o palillo para evitar el sabor astringente y
amargo debido a los taninos (componente del raspón). Ver foto 7.
Foto 7. Despalillado
• Lavado (2): se realizo un nuevo lavado únicamente con agua para retirar
residuos de palillo que hayan quedado. Colocando la uva sin palillo sobre
canastas de plástico.
• Macerado: Este proceso se llevó a cabo manualmente, utilizando guantes
quirúrgicos para evitar contaminación por manipulación. Consistió en
exprimir y a la vez estrujar la uva para obtener la mayor cantidad de jugo y
a la vez permitir que quedara expuesta la mayor parte de la uva para luego
aplicar la enzima y obtener un mejor producto. El producto que se obtuvo
en este proceso se denomina mosto y consta de uva pepitas y orujo.
35
En las fotos 8-9 y 10 es posible apreciar las características de color que
presenta el mosto al ser macerado.
Foto 8-9-10. Macerado
• Precalentamiento del mosto: El producto de este macerado, es decir el
mosto fue sometido a un calentamiento a una temperatura de 60ºC con el
fin de inhibir microorganismos, para ésta operación se utilizó la marmita (ver
foto 11) ubicada en la planta de frutas sede floresta. Este calentamiento
ayuda a mejorar también las características organolépticas del mosto sobre
todo en la fijación de color. Después de este calentamiento el mosto se deja
enfriar.19
19 CALDERON,Juan. Docente Sena. Comunicación personal Procedimiento sugerido. Octubre 26 de 2006.
36
Foto 11. Precalentamiento del mosto a 60 ºC.
• Prensado. En este proceso se separó el orujo y las pepitas utilizando un
colador de la siguiente manera: se colocó el mosto sobre un colador de plástico
y se hizo una fuerte presión sobre él con la mano (ver foto 12) (utilizando
guantes quirúrgicos) o con un utensilio como una cuchara de madera. Es
importante que el mosto no entre en contacto con ningún metal ya que puede
dañarse. De esta forma se obtuvo la mayor cantidad de pulpa separándola de
las pepitas y el orujo.
Foto. 12. Prensado manual del mosto.
37
• Llenado de Recipientes: El mosto obtenido se coloco en 15 frascos de
vidrio cada uno con una capacidad de 5 litros (ver foto 13). Los frascos
fueron previamente esterilizados en autoclave a 20 psi de Presión durante 5
min. A la tapa de cada uno de los frascos se les abrió un pequeño orificio al
cual se conectó una manguera de látex (previamente esterilizada) para
facilitar la respiración del frasco durante la fermentación. Cada uno de los
frascos fue llenado equitativamente con la misma cantidad de mosto y
fueron marcados y separados en 4 grupos o ensayos.
Foto 13. Llenado de frascos antes de la fermentación
• Adición de Enzima: para la adición de enzima se acondicionó el mosto en
cada uno de los frascos a la temperatura óptima a la cual cada una de las
enzimas empleadas tiene su mejor actividad. Es decir: Enzima Comercial
ULTRAZIM AFP a 45 ºC y Enzima aislada a 35 ºC según fichas técnicas
de cada una de las enzimas (Anexo A y B)20. La adición a cada frasco se
realizó frente a calor de mechero para evitar contaminación tanto de la
enzima como al frasco. Los frascos fueron acondicionados a las
temperaturas mencionadas anteriormente, en las incubadoras del
laboratorio de química (ver foto 14) y Biotecnología para garantizar su
óptimo calentamiento. 20 Datos referidos de las fichas técnicas de la enzima Comercial y la Enzima aislada en el Laboratorio de Biotecnología .
38
La enzima estuvo en contacto con el mosto por un periodo de 12 horas21,
después el mosto fue sometido a calentamiento a 65 ºC, temperatura a la cual
se inactiva la enzima.
Foto 14. Acondicionamiento del mosto para adición de Enzima.
• Adición de Levadura: se utilizó levadura marca Uvaferm CK, según la
concentración sugerida en la ficha técnica suministrada por la empresa
COLDANZIMAS LTDA (Anexo B). La adición de levadura se realizó a cada
frasco cerca al mechero para evitar así contaminación al momento de la
adición, como se observa en la foto 15.
Foto 15. Adición de levadura en presencia de calor para evitar contaminación
21 Dra. Renata Grevechova, Comunicación personal Octubre 26 de 2006.
39
• Adición de azúcar: para la adición de azúcar se utilizó la siguiente fórmula
la cual según los grados alcohólicos deseados en el vino se obtiene un
aproximado de la cantidad de azúcar necesaria sabiendo que 17 g de
azúcar producen 1 º de alcohol. La cantidad de azúcar fue adicionada en
tres partes durante los 25 días que duró la fermentación.
AZUCAR ( g.) = 17 g/l ( 1 ºG.L) l.
• Fermentación: El proceso de fermentación se realizó en el laboratorio de
química a temperatura ambiente dicha temperatura estuvo entre 19 ºC y 21
ºC. Los frascos fueron almacenados en lokers de madera del laboratorio de
química como se observa en la foto 16 el tiempo de fermentación fue de 36
días, tiempo en el cual el vino alcanzó 12 ºGL (corregidos).
Foto 16. Almacenamiento de los frascos en el laboratorio de Química.
40
2.4 ANALISIS FISICOQUIMICOS
A continuación se describe el procedimiento utilizado para realizar los análisis
fisicoquímicos durante el proceso de clarificación y fermentación del mosto para la
obtención de vino tinto.
• Preparación de la muestra: se toman 150 ml de muestra en vasos de
precipitados de 400 ml filtrando con gasa para limpiar la muestra, como se
observa en la foto 17.
Foto 17. Preparación de la muestra
• Determinación del extracto por método directo: se tomaron 50 ml de
muestra de vino sin desgasificar en cápsulas de porcelana, previamente
taradas y pesadas. Las cápsulas fueron llevadas a estufa para evaporación
a una temperatura de 100 ºC. cuando se haya evaporado totalmente la
muestra se retiran de la estufa (ver foto 18), se dejan enfriar y se pesan las
cápsulas nuevamente. Se calcula el extracto por diferencia de peso y se
expresa g/100ml.
41
Foto 18. Capsulas con extracto
• Determinación del título alcoholimétrico: se miden 100 ml de muestra en
un matraz aforado de 100 ml, se toma la temperatura de la muestra. Se
transvasa la muestra a un tubo de destilación al cual se le ha agregado 10
ml de lechada de cal. Se lleva al destilador y se recoge el destilado en el
mismo matraz en el cual se midió la muestra inicialmente agregando 10ml
de agua destilada en la que se sumerge el tubo (prolongación) del
refrigerante que lleva el destilado (el matraz se debe lavar previamente con
5ml de agua destilada 4 veces. En la foto 19 se observa la preparación de
la muestra.
Foto 19. Preparación de la muestra a destilar.
42
El proceso de destilación utilizando el destilador ubicado en el laboratorio de
química sede floresta y la recuperación del destilado en el matraz aforado se
pueden observar en la foto 20 y 21.
Foto 20. Destilador Marca BUSHI.
Foto 21. Recuperación del destilado
43
El titulo alcoholimétrico se determinó utilizando el alcoholímetro de Gay
Lussac, colocando el destilado en una probeta de 100 ml, se toma la
temperatura del destilado, se sumerge el areómetro de Gay Lussac y se
toma la lectura (ver foto 22). La lectura se realizó por triplicado.
Foto 22. Lectura utilizando el areómetro de Gay lussac.
• Determinación de acidez total: se tomó una alícuota de 5 ml por ser color
vino tinto, se colocó la muestra en un beaker de 400 ml, se agregan 200 ml
de agua destilada, 4 gotas de fenoftaleina al 1 % en etanol y se titula con
hidróxido de sodio 0.01 N (0.1 N) hasta que el color rosa pálido
permanezca. Debido al color vino tino de la muestra era complicado
determinar el color rosa por lo cual se determino por cambio en el pH de la
muestra hasta un pH, neutro allí cambia a un color mas claro (ver foto 23).
44
Foto 23. Al realizar la titulación se busca que la muestra llegue a un pH cercano a 8.2.
• Determinación de acidez volátil por titulación: se toma una alícuota de
10 ml del destilado obtenido anteriormente, se coloca en un erlermeyer de
250 ml, se agrega n 50 ml de agua destilada, se adiciona 3 gotas de
fenoftaleina al 1% en etanol. Se titula con hidróxido de sodio 0.01 N (0.1 N)
hasta que el color rosa pálido se mantenga por 30 segundos.
• Determinación de pH: se calibró el potenciómetro con soluciones buffer pH
5 y 7, se tomó una muestra de 20 ml y se colocó en un beaker de 50 ml. Se
realiza la lectura por duplicado como se observa el la foto 24.
Foto 24. Lectura de pH utilizando el potenciómetro marca BECKMAN.
45
• Determinación de azúcares: para determinar el contenido de azúcar se
debe preparar un titulo felhing, se prepara una solución de glucosa al
1%. Se coloca la solución en una bureta, y se titula con ella a una
solución que contenga 10 ml felhing A, 10 ml felhing B y unas gotas de
azul de metileno (foto 25), esta solución debe ser titulada en caliente
como se observa en la foto 30 hasta que vire el color azul a rojo ladrillo
(foto 26). Para determinar el titulo felhing se utilizó la siguiente ecuación:
Título felhing = Vol gastado de sol de glucosa X Peso glucosa
Vol Aforo glucosa
Foto 25. Solución de felhing A, felhing B y azul de metileno.
Foto 26. Titulación en caliente de la solución anterior para determinar el titulo felhing.
46
Para determinar azúcares reductores y azúcares totales se realiza el mismo
procedimiento utilizado para determinar el titulo felhing, reemplazando la solución
de glucosa por: Para azucares reductores se toma 10 ml de muestra, aforar a 100
ml y titular con esta solución. Para azucares totales se toma una muestra de 5 ml
se afora a 50 ml. Se toman 25 ml de esta solución y se adicionan 5 ml de ácido
clorhídrico, calentar a 50 ºC por 2 horas, enfriar, neutralizar con hidróxido de sodio
al 30 %, aforar a 50 ml y por último titular con esta solución en caliente. Para los
cálculos finales se utilizaron las ecuaciones 1 y 222.
Ecuación 1. Cálculo de Azúcares reductores
Azúcares reductores % = titulo felhing x aforo reductores x 100
Vol Reductores Alícuota mosto o vino
Ecuación 2. Cálculo de Azúcares totales
Azúcares reductores % = titulo felhing x aforo reductores x 100
Vol. Reductores Alícuota mosto o vino
Los resultados de los análisis fisicoquímicos se analizarán de acuerdo a la
reglamentación Española, ya que por tradición es un país vinícola y tiene
parámetros estandarizados para cada tipo de vino. Además se revisó la norma
técnica colombiana NTC 1740 BEBIDAS ALCOHOLICAS VINOS LICOROSOS O
GENEROSOS cuyos valores son compatibles con la reglamentación española.
22 Metodología AOAC 930 análisis para vinos.
47
3. RESULTADOS Y ANALISIS DE LA EXPERIMENTACIÓN
En este capítulo se presentan los resultados de la metodología experimental
descrita en el capítulo 2. Los resultados del tratamiento enzimático del mosto y de
la clarificación del mismo se analizan por medio de pruebas fisicoquímicas con su
respectivo análisis estadístico.
3.1 OBTENCION DE LA ENZIMA PECTINASA
Partiendo de 9 litros de medio de cultivo para la fermentación sumergida se
obtuvieron finalmente 42,37g de enzima pectinasa liofilizada siguiendo el
procedimiento descrito en numeral 2.1 para la obtención de enzima según la
metodología Prieto Grebechova.
Por otro lado la enzima obtenida presentó actividad pectolítica de un 79.6 % según
la ecuación
V = (39, 65 s – 10,10 s) X 100
(39, 65 s – 2, 53 s)
V = 79.6%
Aplicando la ecuación descrita en el capítulo 2 numeral 2.2 el porcentaje de
cambio de viscosidad dio como resultado 79.6%, esto demostró que la enzima
pectinasa aislada podía aplicarse en el mosto de uva Isabella durante su
clarificación, pues afectaría su viscosidad y rendimiento.
3.2 PROCESO DE ELABORACIÓN DEL MOSTO Y OBTENCIÓN DEL VINO TINTO Durante la experimentación con el mosto de la uva Isabella, se recopilaron los
pesos de las materias primas empleadas en cada uno de los pasos realizados.
Además se analizaron los tipos de energía que intervinieron en el proceso.
48
A continuación se determinan los balances de materia y de energía del proceso de
obtención del mosto de uva para la obtención de vino tinto.
3.2.1 Balance de materia. Para conocer las cantidades tratadas en cada ensayo
experimental se aplica balance de materia; y con los resultados de este balance se
analiza el rendimiento del mosto clarificado con y sin tratamiento enzimático.
En el cuadro 3 se resume el balance de materia de las primeras operaciones
realizadas con la uva Isabella desde su recepción hasta el enfriamiento del mosto
pasteurizado, puesto que después se dividió el mosto en cuatro ensayos, según la
metodología del numeral 2.3. Por otra parte, en el anexo C se encuentra el
diagrama de bloques de proceso con cantidades y los cálculos del balance de
materia.
Cuadro 3. Balance de materia desde recepción hasta mosto pasteurizado
OPERACIÓN MATERIALES CANTIDADES CANTIDADES
ENTRAN kg SALEN kg
PESAJE UVA 53,55 53,55
SELECCIÓN UVA
SOBREMADURADA 0,05
LAVADO UVA 53,5 53,5
AGUA 30 30
DESPALILLADO UVA 53,5 PALILLO 0,65
MACERADO UVA 52,85
MOSTO 63
PASTEURIZACION MOSTO 63
MERMA 5.25
ENFRIAMIENTO MOSTO 57.75 57.75
Según los resultados mostrados en el cuadro 3 se perdió de la uva Isabella que
ingresó a la recepción el 0,09% al retirar la uva que presentaba sobremaduración
y el 1.2 % al retirar el palillo de la uva.
49
Además, se obtuvo 60 litros de mosto que equivale a 63 kg (el mosto presentó una
densidad de 1.050 kg/l) y de este solo se perdió el 8.3% debido a que se
concentró el mosto durante la pasteurización.
Después de realizar los cuatro ensayos se realizó el balance de materia para
conocer el rendimiento de cada uno de ellos según el tratamiento que se les aplicó
(numeral 2.3). En los cuadros 4, 5, 6 y 7 se presentan los resultados del balance
de cada ensayo. En el anexo E se encuentran los cálculos de estos balances de
materia.
Cuadro 4. Balance de materia del ensayo 1 tratado con enzima pectinasa aislada
con baja concentración
OPERACIÓN MATERIALES CANTIDADES CANTIDADES ENTRAN kg SALEN kg
PRENSADO MOSTO 14,285 ESCOBAJO 1,14
CALENTAMIENTO MOSTO 13,145 Incubadora 13,145
ADICION DE ENZIMA MOSTO 13,145 AISLADA ENZIMA 0,00128
13,14628
CALENTAMIENTO MOSTO 13,14628 Inactivacion
enzima Evaporación 0,65 12,49628
ENFRIAMIENTO MOSTO 12,49628 12,49628
ADICION DE LEVADURA MOSTO 12,49628
LEVADURA 0,00444 12,50072
ADICION DE AZUCAR MOSTO 12,50072
AZUCAR 4,52 17,02072
FERMENTACION MOSTO 17,02072 VINO 17,6754
50
Según los resultados mostrados en el cuadro 4 el tratamiento o ensayo en el cual
se utilizó una concentración baja (0.16 g) de enzima pectinasa aislada presentó un
rendimiento del 3.84 %, este resultado se obtuvo a partir de la siguiente ecuación:
Rendimiento % = Vol Final Vino – Vol inicial Mosto X 100
Vol inicial Mosto
Cuadro 5. Balance de materia del ensayo 2 tratado con enzima pectinasa aislada
con mayor concentración
OPERACIÓN MATERIALES CANTIDADES CANTIDADES ENTRAN kg SALEN Kg
PRENSADO MOSTO 14,49 ESCOBAJO 1,9
CALENTAMIENTO MOSTO 12,59 Incubadora 12,59
ADICION DE ENZIMA MOSTO 12,59 AISLADA ENZIMA 0,00208
12,59208 CALENTAMIENTO MOSTO 12,59208 Inactivacion enzima Evaporación 0,65 11,94208
ENFRIAMIENTO MOSTO 11,94208 11,94208
ADICION DE LEVADURA MOSTO 11,94208
LEVADURA 0,005004 11,947084
ADICION DE AZUCAR MOSTO 11,947084
AZUCAR 5,1497 17,096784 FERMENTACION MOSTO 17,096784
VINO 18,0130
Según los resultados presentados en el cuadro 5 el tratamiento en el cual se utilizó
una mayor concentración (0.26 g) de enzima pectinasa aislada presentó un
rendimiento del 5,35 %.
51
Cuadro 6. Balance de materia del ensayo 3 tratado con enzima comercial.
OPERACIÓN MATERIALES CANTIDADES CANTIDADES ENTRAN kg SALEN kg
PRENSADO MOSTO 14,65 ESCOBAJO 1,39
CALENTAMIENTO MOSTO 13,26 Encubadora 13,26 ADICION DE
ENZIMA MOSTO 13,26 AISLADA ENZIMA 0,00384
13,26384 CALENTAMIENTO MOSTO 13,26384 Inactivacion enzima Evaporacion 0,65 12,61384
ENFRIAMIENTO MOSTO 12,61384 12,61384
ADICION DE LEVADURA MOSTO 12,61384
LEVADURA 0,0050488 12,6188888
ADICION DE AZUCAR MOSTO 12,6188888
AZUCAR 5,1048 17,7236888 FERMENTACION MOSTO 17,7236888
VINO 22,2829
Según los resultados presentados en el cuadro 6 el tratamiento en el cual se utilizó
la enzima comercial presentó un rendimiento del 25,72 %. La enzima comercial
presentó una ventaja frente a la enzima pectinasa aislada, ya que la enzima
comercial tiene actividad celulasa la cual hace que después de un buen macerado
actúe rompiendo la pared celular de la fruta permitiendo así un mejor rendimiento
no solo a nivel de volumen final en vino sino en características organolépticas
como la fijación de color.
52
Cuadro 7. Balance de materia del ensayo 4 sin tratamiento enzimático.
OPERACIÓN MATERIALES CANTIDADES CANTIDADES ENTRAN kg SALEN kg
PRENSADO MOSTO 11,11 ESCOBAJO 1,11
ADICION DE LEVADURA MOSTO 10
LEVADURA 0,003012 10,003012
ADICION DE AZUCAR MOSTO 10,003012
AZUCAR 3,109 13,112012 FERMENTACION MOSTO 13,112012
VINO 13,3060
De los resultados del balance de materia del ensayo 4 se obtuvo un rendimiento
de 1,48%. En la Grafica 1 se observa claramente el rendimiento final de los 4
ensayos.
Grafica 1. Rendimiento en volumen de vino según cada Ensayo
El ensayo en el cual se utilizó enzima pectinasa aislada de baja concentración
presentó un bajo rendimiento comparada con el ensayo de mayor concentración y
de enzima comercial, sin embargo fue mayor al compararlo con el tratamiento en
cual no se utilizó ninguna enzima.
0 5 10 15 20 25 30
Enzima aislada 0,16
Enzima aislada 0,26
Enzima Comercial
Sin Enzima
Ensa
yo
Rendimiento %
Rendimiento %
53
El ensayo en el cual se utilizó enzima pectinasa de mayor concentración presentó
un mejor rendimiento frente al tratamiento enzimático de menor concentración y al
tratamiento sin enzima, sin embargo al compararla con la enzima comercial, la
enzima aislada tuvo un bajo rendimiento.
La enzima comercial presentó el mayor rendimiento de los cuatro ensayos
realizados presentando así la mejor actividad enzimática, debido a que esta
enzima es una mezcla de enzima pectinasa y enzima celulasa.
3.2.2 Balance de energía. Durante la preparación del mosto y sus diferentes
tratamientos para clarificarlo se empleó energía térmica en las operaciones de
pasteurización del mosto; de acondicionamiento del mosto para el tratamiento
enzimático; de inactivación de la enzima y de inactivación de la levadura. Las
demás operaciones se realizaron con energía humana.
En el cuadro 8 se presentan los resultados del balance de energía de las
operaciones mencionadas y los cálculos respectivos se muestran en el Anexo D.
Cuadro 8. Balance de Energía General del Proceso
OPERACIÓN ENSAYO ENERGIA ENERGIA ENERGIA CONSUMO EMPLEADA UTILIZADA PERDIDA
PASTEURIZACION TODOS Termica-Química 97148,625 KJ 9714,8625KJ 3397.212 kg
ACONDICIONAMIENTO ENZIMA AISL 1 Termica-Electrica 8616.5475 KJ 0.1994 kWh ENZIMA ENZIMA AISL 2 Termica-Electrica 10424,52 KJ 0,2413KWh
ENZIMA AISL 3 Termica-Electrica 10979,28 KJ 0.25415KWh
INACTIVACION ENZIMA AIS 1 Termica-Electrica 15199,2183 KJ 1519,92KJ 4,22KWh ENZIMA ENZIMA AIS 2 Termica-Electrica 14625,5385 KJ 1462,55KJ 4,062KWh
ENZIMA COMERCIAL 3 Termica-Electrica 13029,5685 KJ 1302,95KJ 3,619KWh
INACTIVACION LEVADURA AIS 1 Termica-Electrica 24384,6 KJ 2438,46KJ 6,7735KWh LEVADURA LEVADURA AIS 2 Termica-Electrica 24428,48 KJ 2442,84KJ 6,7856KWh
LEVADURA COMER 3 Termica-Electrica 25412,424 KJ 2541,24KJ 7,059KWh
SIN ENZIMA Termica-Electrica 18094,56 KJ 1809,45KJ 5,26KWh
54
3.3 ANALISIS FISICOQUIMICOS
3.3.1 Comportamiento del pH en el mosto y vino tinto. El comportamiento del pH no presentó gran variación con respecto a los diferentes
ensayos realizados y siempre estuvo dentro de los parámetros normales como se
puede observar en la Grafica 2. Según la legislación el vino debe presentar un pH
entre 2.7 y 3.823 este dato permitió verificar la estabilidad del vino de la
experimentación. El vino elaborado presentó un pH inicial de 2.86 y al final de 3.4.
Grafica 2. Comportamiento del pH con respecto al tiempo en cada Ensayo.
01234
1 12 27 35
Días
pH
Enzima Ais <
Ensayo Ais >
EnzimacomercialSin Enzima
Esta característica se midió en los días 1, 12, 27 y 35 para conocer el desarrollo
del pH durante la fermentación. En el cuadro 9 se presentan los resultados del pH
por triplicado para los días mencionados para los tres primeros ensayos y por
duplicado para el ensayo sin enzima debido a que la muestra no fue suficiente.
23 DIARIO OFICIAL DE LAS COMUNIDADES EUROPEAS. Reglamento (CEE) Nº 2676 /90 de la Comisión de 17 de Septiembre de 1990 por el que se determinan los métodos de análisis comunitarios aplicables en el sector del vino, p. 121-122.
55
Cuadro 9. Resultados del pH en los cuatro ensayos
pH Día Ensayo1 Ensayo2 Ensayo3 Ensayo4
2,86 2,91 2,88 2,93 2,94 2,92 2,88 2,91
1 2,93 2,93 2,9 3,63 3,62 3,59 3,61 3,62 3,63 3,6 3,6
12 3,63 3,61 3,58 3,01 2,96 2,93 2,97 2,99 2,98 2,94 2,97
27 3,01 2,96 2,93 3,44 3,44 3,42 3,4 3,44 3,44 3,42 3,4
35 3,44 3,44 3,42
Estos datos se analizan estadísticamente con arreglo aleatorizado por análisis de
varianza (ANAVA) con diferentes repeticiones y un 95% de confiabilidad. Además,
se formularon las siguientes hipótesis:
• Hipótesis nula (Ho): no hay diferencia significativa en el pH en los cuatro
ensayos durante la clarificación y fermentación en los días 1, 16, 22 y 26
• Hipótesis alterna (H1): si hay diferencia significativa en el pH en los cuatro
ensayos durante la clarificación y fermentación en los días 1, 16, 22 y 26.
En el anexo E se muestra el ANAVA de los resultados de pH corridos en el
programa Statistix® versión 8.1. A continuación en el cuadro 10 se resume el
ANAVA de esta característica.
Cuadro 10. Análisis de varianza de la acidez pH con 95% de confiabilidad
ANAVA
Fuente de variación Grados de libertad Suma de cuadrados Varianza F calculado F tabulado Tratamientos 4 - 1 = 3 0,25 0,08333 Error 44 116667 0,26515 Total 48 - 1 = 47 11,9167 0,31 2,61
56
Según los resultados del ANAVA se encontró un F calculado de 0,31 siendo
menor al F tabulado (2,61); por tanto, se acepta la hipótesis nula, lo que
demuestra que no hubo diferencia de pH entre los cuatro ensayos durante la
clarificación y fermentación del vino tinto a partir de uva Isabella, es decir, la
enzima pectinasa no afecta el comportamiento de esta característica durante la
producción del vino tinto.
3.3.2 Comportamiento de sólidos totales en el vino tinto. La medición de sólidos totales se realizó utilizando el refractómetro que contiene
las dos mediciones tanto en grados ºBrix como en índice de refracción. Como se
puede observar en la Gráfica 3, el contenido de sólidos totales no presentó
ninguna variación comparando los diferentes ensayos entre sí, por el contrario los
cuatro ensayos presentaron casi el mismo comportamiento, lo cual indica que el
tratamiento enzimático independientemente uno de otro no afecta el desarrollo de
la fermentación. La mayor variación se presentó al momento de adicionar el
azúcar, luego fueron disminuyendo a medida que pasó el tiempo de fermentación
y el mosto se iba clarificando.
Grafica 3. Comportamiento º Brix con respecto al tiempo en cada ensayo
0
10
20
30
1 6 12 26
Días
Brix
Enzima Ais <
Ensayo Ais >
Enzima comercial
Sin Enzima
57
Esta característica se midió en los días 1, 6, 12 y 26 para conocer el desarrollo del
comportamiento de los grados Brix º durante la fermentación. En el cuadro 11 se
presentan los resultados de los sólidos totales por triplicado para los días
mencionados para los tres primero ensayos y por duplicado para el ultimo ensayo
sin enzima debido a que la muestra no fue suficiente.
Cuadro 11. Resultado de los grados Brix en los cuatro ensayos
BRIX Día Ensayo1 Ensayo2 Ensayo3 Ensayo4
12 12 13 11 12 12 13 12
1 12 13 13 11 12 12 11 12 8 11 10
6 9 12 12 18,2 18 20 18 18 18,2 20 18
12 18,2 18 20 5,33 4,83 5 4 5,16 4,75 5,03 4
26 4,91 5 5
Estos datos se analizan estadísticamente con arreglo aleatorizado por análisis de
varianza (ANAVA) con diferentes repeticiones y un 95% de confiabilidad. Además,
se formularon las siguientes hipótesis:
• Hipótesis nula (Ho): no hay diferencia significativa en ºBrix en los cuatro
ensayos durante la clarificación y fermentación en los días 1, 6, 12 y 26
• Hipótesis alterna (H1): si hay diferencia significativa en ºBrix en los cuatro
ensayos durante la clarificación y fermentación en los días 1, 6, 12 y 26
En el anexo F se muestra el ANAVA de los resultados de ºBrix corridos en el
programa Statistix® versión 8.1. A continuación en el cuadro 12 se resume el
ANAVA de esta característica.
58
Cuadro 12. Análisis de varianza de º Brix con 95% de confiabilidad
Fuente de variación
Grados de libertad
Suma de cuadrados Varianza
F calculado F tabulado
Tratamientos 4 - 1 = 3 0,00007 0,00002467Error 40 0,00166 0,00004154Total 44 - 1 = 43 0,00174 0,59 2,84
Según los resultados del ANAVA se encontró un F calculado de 0,59 siendo
menos al F tabulado (2,84); por tanto, se acepta la hipótesis nula, lo que
demuestra que no hubo diferencia en º Brix entre los cuatro ensayos durante la
clarificación y fermentación del vino tinto a partir de uva Isabella, es decir, la
enzima pectinasa no afecta el comportamiento de esta característica durante la
producción del vino tinto.
3.3.3 Comportamiento de extracto en el vino tinto.
Al comienzo de la fermentación el mosto presentó un contenido de sólidos
suspendidos entre un rango de 5,8 y 6 g/100 ml, durante el tiempo de
fermentación éstos sólidos se sedimentaron, a medida que se clarificaba el mosto.
La mayor variación se presentó durante los primeros 8 días, luego su
comportamiento fue constante y similar en los cuatro ensayos (Gráfica 4).
Grafica 4. Comportamiento de extracto en los diferentes ensayos de vino tinto
Extracto
02468
1 8 16 22
Días
g/10
0ml Enzima Ais <
Ensayo Ais >
Enzima comercial
Sin Enzima
59
Esta característica se midió en los días 1, 8, 16, 22 y 27 para conocer el
desarrollo de extracto durante la fermentación. En el cuadro 13 se presentan los
resultados del comportamiento de extracto por triplicado para los tres primeros
ensayos en los días mencionados y por duplicado para el ultimo ensayo debido a
que la muestra no fue suficiente.
Cuadro 13. Resultados de extracto en los cuatro ensayos
EXTRACTO Día Ensayo1 Ensayo2 Ensayo3 Ensayo4
6,0587 6,3073 6,0925 5,894 6,0592 6,3571 6,2357 5,7125
1 6,05895 6,3322 6,1641 1,2881 1,6211 1,0801 1,3966 1,4713 1,6534 1,4189 1,4172
8 1,3797 1,63725 1,2495 1,2745 1,4514 1,5219 1,3819 1,39775 1,36815 1,5046 1,1418
16 1,2802 1,4243 1,3162 1,22 0,99 1,38 1,92 1,51 1,64 1,48 1,21
22 1,56 1,01 1,47 3,4248 2,7604 1,7268 1,6112 3,3738 2,7534 1,6791 1,6013 27 3,3993 2,7569 1,70295
Estos datos se analizan estadísticamente con arreglo aleatorizado por análisis de
varianza (ANAVA) con diferentes repeticiones y un 95% de confiabilidad. Además,
se formularon las siguientes hipótesis:
• Hipótesis nula (Ho): no hay diferencia significativa en extracto en los cuatro
ensayos durante la clarificación y fermentación en los días 1, 8, 16, 22 y 27.
• Hipótesis alterna (H1) si hay diferencia significativa en extracto en los cuatro
ensayos durante la clarificación y fermentación en los días 1, 8, 16, 22 y 27.
En el anexo G se muestra el ANAVA de los resultados del extracto corridos en el
programa Statistix® versión 8.1. A continuación en el cuadro 14 se resume el
ANAVA de esta característica.
60
Cuadro 14. Análisis de varianza de Extracto con 95% de confiabilidad
ANAVA
Fuente de variación Grados de libertad Suma de cuadrados VarianzaF
calculado F
tabulado Tratamientos 4 - 1 = 3 2,85 0,95 Error 56 215,7337 3,85238Total 60 - 1 = 59 218,583 0,25 2,76
Según los resultados del ANAVA se encontró un F calculado de 0,25 siendo
menos al F tabulado (2,76); por tanto, se acepta la hipótesis nula, lo que
demuestra que no hubo diferencia entre los cuatro ensayos durante la clarificación
y fermentación del vino tinto a partir de uva Isabella, es decir, la enzima pectinasa
no afecta el comportamiento de esta característica durante la producción del vino
tinto.
3.3.4 Comportamiento del título alcoholimetrico en el vino tinto. Durante el tiempo de fermentación se midió el título alcoholimétrico en Grados
Gay Lussac (ºGL) según la metodología descrita en el numeral 2.4. El
comportamiento del grado alcohólico presentó una leve variación entre los
tratamientos a los cuales les fue adicionada la enzima aislada en mayor
concentración y enzima comercial comparados con el tratamiento que no tenía
enzima, el que tenía enzima en menor concentración presentó un grado
alcohólico bajo, ya que este último tardó más tiempo en alcanzar los grados
alcohólicos finales.
Al terminar la fermentación el ensayo de menor concentración enzimática
presento 10,8 ºGL, el ensayo de mayor concentración y el que tenía enzima
comercial presentaron 12.6 ºGL mientras que el ensayo que no tenía enzima
presento un grado alcohólico de 11.7 ºGL (Gráfica 5).
61
Grafica 5. Comportamiento del título alcoholimétrico con respecto al tiempo en los
4 ensayos.
Los grados alcohólicos fueron corregidos debido a la diferencia de temperaturas
del destilado al momento de realizar las lecturas y la referencia del alcoholímetro.
La corrección se realizó según las tablas para corrección de título alcoholimétrico
Steiner24.
T ítu lo A lco h o l im é trico
02468
101214
1 7 14 20 25
D ías
ºGL
Enz ima A is <
Ens ay o A is >
Enz imac omerc ia lS in Enz ima
Esta característica se midió en los días 1, 7, 14, 20 y 25 para conocer el desarrollo
de ºGL durante la fermentación. En el cuadro 15 se presentan los resultados de
ºGL por triplicado para los tres primeros ensayos en los días mencionados,
excepto en el ensayo 4 que se realizó por duplicado porque la muestra no fue
suficiente.
24 Steiner.C. Alcoholimetria, Preparación de Alcoholes, Editorial Glem, Buenos Aires. Pag 117-118
62
Cuadro 15. Resultados del título alcoholimétrico en los cuatro ensayos
TITULO ALCOHOLIMETRICO Día Ensayo1 Ensayo2 Ensayo3 Ensayo4
0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6
7 3,6 3,6 3,6 8,7 8,83 9,56 5,83 9,03 9,63 9,16 8,7
14 8,7 9,3 9,16 10,2 10,76 11,066 10,43 10,2 10,2 11,13 10,13
20 10,2 11,66 11,066 10,8 12,6 12,6 11,7 10,8 12,6 12,6 11,7
25 10.8 12,6 12,6
Estos datos se analizan estadísticamente con arreglo aleatorizado por análisis de
varianza (ANAVA) con diferentes repeticiones y un 95% de confiabilidad. Además,
se formularon las siguientes hipótesis:
• Hipótesis nula (Ho): no hay diferencia significativa en el titulo alcoholimetrico
en los cuatro ensayos durante la clarificación y fermentación en los días 1, 7,
14, 20 y 25.
• Hipótesis alterna (H1): si hay diferencia significativa en el titulo alcoholimetrico
en los cuatro ensayos durante la clarificación y fermentación en los días 1, 7,
14, 20 y 25.
En el anexo H se muestra el ANAVA de los resultados del titulo alcoholimetrico
corridos en el programa Statistix® versión 8.1. A continuación en el cuadro 16 se
resume el ANAVA de esta característica.
63
Cuadro 16. Análisis del titulo alcoholimetrico con 95% de confiabilidad
ANAVA
Fuente de variación Grados de libertad Suma de cuadrados VarianzaF
calculado F
tabuladoTratamientos 4 - 1 = 3 3,845 1,2816 Error 40 758,792 18,9698Total 44 - 1 = 43 762,636 0,07 2,84
Según los resultados del ANAVA se encontró un F calculado de 0,07 siendo
menor al F tabulado (2,84); por tanto, se acepta la hipótesis nula, lo que
demuestra que no hubo diferencia significativa de Grados alcohólicos ºGL entre
los cuatro ensayos durante la clarificación y fermentación del vino tinto a partir de
uva Isabella, es decir, la enzima pectinasa no afecta el comportamiento de esta
característica durante la producción del vino tinto.
3.3.5 Comportamiento de Acidez Total en el mosto. El comportamiento de la acidez total durante el tiempo de fermentación fue
expresado en el contenido de ácido tartárico y presentó un rango entre 22 y 24 g/l.
Los límites legales para vino tinto tranquilo no debe ser inferior a 4.5 g/l según el
reglamento CEE 557/94 de 14 de marzo de 1994.
El comportamiento de la acidez total fue similar en los ensayos con enzima
pectinasa aislada de mayor concentración y enzima comercial como se observa en
la Grafica 6, sin embargo no presentó mayor variación al compararlos con el
ensayo de menor concentración y sin enzima.
64
Grafica 6. Comportamiento de Acidez Total en los cuatro ensayos.
Esta característica se midió en los días 1, 9, 20 y 22 para conocer el desarrollo de
la acidez total durante la fermentación. En el cuadro 17 se presentan los
resultados de de la acidez total por triplicado para los tres primeros ensayos en los
días mencionados, excepto en el ensayo 4 que se realizó por duplicado porque la
muestra no fue suficiente.
Acidez Total
05
1015202530
1 9 20 22
Días
g/l a
cido
tart
áric
o
Enzima Ais <
Ensayo Ais >
EnzimacomercialSin Enzima
Cuadro 17. Resultados de la acidez total en los cuatro ensayos
ACIDEZ TOTAL Día Ensayo1 Ensayo2 Ensayo3 Ensayo4
18,6 21,8 20,9 21,3 18,6 21,8 20,9 21,3
1 18,6 21,8 20,9 21,61 22,51 22,51 22,51 22,21 21,91 22,51 22,36
9 21 21,61 22,21 21,91 22,26 22,31 22,21 22,31 22,01 22,21 21,51
20 21,1 20,75 22,81 21,4 22,51 26,01 23,16
23,31 26,16 25,76 23,06 22 22,86 25,81 21,91
65
Estos datos se analizan estadísticamente con arreglo aleatorizado por análisis de
varianza (ANAVA) con diferentes repeticiones y un 95% de confiabilidad. Además,
se formularon las siguientes hipótesis:
• Hipótesis nula (Ho): no hay diferencia significativa en la acidez total en los
cuatro ensayos durante la clarificación y fermentación en los días 1, 16, 22 y 26
• Hipótesis alterna (H1): si hay diferencia significativa en la acidez total en los
cuatro ensayos durante la clarificación y fermentación en los días 1, 16, 22 y
26.
En el anexo I se muestra el ANAVA de los resultados de la acidez total corridos en
el programa Statistix® versión 8.1. A continuación en el cuadro 18 se resume el
ANAVA de esta característica.
Cuadro 18. Análisis de varianza de la acidez total con 95% de confiabilidad.
ANAVA
Fuente de variación Grados de libertad Suma de cuadrados Varianza F
calculado F
tabuladoTratamientos 4 - 1 = 3 14,89 4,96338 Error 40 109,542 2,73854 Total 44 - 1 = 43 124,432 1,81 2,84
Según los resultados del ANAVA se encontró un F calculado de 1,81 siendo
menos al F tabulado (2,84); por tanto, se acepta la hipótesis nula, lo que
demuestra que no hubo diferencia de Acidez total entre los cuatro ensayos
durante la clarificación y fermentación del vino tinto a partir de uva Isabella, es
decir, la enzima pectinasa no afecta el comportamiento de esta característica
durante la producción del vino tinto.
66
3.3.6 Comportamiento de Acidez Volátil en el mosto.
El comportamiento de Acidez Volátil fue expresado en g/l de ácido acético
presentando valores más altos en el ensayo de enzima comercial y sin enzima
(0.0038 y 0.0040 g/l de acido acético respectivamente), en los ensayos de enzima
aislada de las dos concentraciones presentó valores menores (0.0015 y 0.0031 g/l
de ácido acético) como se observa en la Gráfica 7.
Según el reglamento CE 14933/99 de 17/05/99 los limites legales de acidez volátil
para el vino tinto debe ser menor o igual a 1.2 g/l de acido acético. En los datos
anteriores a pesar de presentar variación entre los ensayos todos los valores
obtenidos de acidez volátil cumplieron con la normativa.
Grafica 7. Grafica de comportamiento de Acidez Volátil
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
1 16 22 26Díasg/l a
cido
ace
tico
Enzima Ais<Ensayo Ais>EnzimacomercialSin Enzima
ACIDEZ VOLATIL
Esta característica se midió en los días 1, 16, 22 y 26 para conocer el desarrollo
de la acidez volátil durante la fermentación. En el cuadro 19 se presentan los
resultados de de la acidez volátil por triplicado para los tres primeros ensayos en
los días mencionados, excepto en el ensayo 4 que se realizó por duplicado porque
la muestra no fue suficiente.
67
Cuadro 19. Resultados de la acidez volátil en los cuatro ensayos
ACIDEZ VOLATIL Día Ensayo1 Ensayo2 Ensayo3 Ensayo4
0,0076 0,0082 0,0091 0,0082 0,0083 0,0082 0,009 0,0068
1 0,0076 0,0085 0,0079 0,0083 0,0163 0,02 0,0192 0,0083 0,01731 0,0245 0,0214
16 0,0196 0,00182 0,02301 0,0014 0,002 0,0047 0,0032 0,0015 0,0003 0,0035 0,0046
22 0,0014 0,0048 0,004 0,0014 0,0021 0,0044 0,0031 0,0015 0,003 0,0031 0,005
26 0,0014 0,0043 0,0039
Estos datos se analizan estadísticamente con arreglo aleatorizado por análisis de
varianza (ANAVA) con diferentes repeticiones y un 95% de confiabilidad. Además,
se formularon las siguientes hipótesis:
• Hipótesis nula (Ho): no hay diferencia significativa en la acidez volátil en los
cuatro ensayos durante la clarificación y fermentación en los días 1, 16, 22 y 26
• Hipótesis alterna (H1): si hay diferencia significativa en la acidez volátil en los
cuatro ensayos durante la clarificación y fermentación en los días 1, 16, 22 y
26.
En el anexo J se muestra el ANAVA de los resultados de la acidez volátil corridos
en el programa Statistix® versión 8.1. A continuación en el cuadro 20 se resume el
ANAVA de esta característica.
Cuadro 20. Análisis de varianza de la acidez volátil con 95% de confiabilidad
Fuente de variación
Grados de libertad
Suma de cuadrados Varianza
F calculado F tabulado
Tratamientos 4 - 1 = 3 0,00007 0,00002467Error 40 0,00166 0,00004154Total 44 - 1 = 43 0,00174 0,59 2,84
68
Según los resultados del ANAVA se encontró un F calculado de 0,59 siendo
menos al F tabulado (2,84); por tanto, se acepta la hipótesis nula, lo que
demuestra que no hubo diferencia de Acidez Volátil entre los cuatro ensayos
durante la clarificación y fermentación del vino tinto a partir de uva Isabella, es
decir, la enzima pectinasa no afecta el comportamiento de esta característica
durante la producción del vino tinto.
3.3.7 Comportamiento de Azúcares totales y reductores.
El contenido de azucares totales y reductores durante el proceso de fermentación
fue decreciente como se puede observar en la grafica 8 y 9, debido a que durante
la primera parte de la fermentación el mosto presenta una pequeña cantidad de
azucares reductores (sacarosa) y se adiciona una parte del azúcar total para que
comience la fermentación, estos azúcares se convierten en alcohol por acción de
las levaduras, cerca al día 27 de fermentación presentó un bajo contenido de
azúcares, fue allí donde se adicionó la segunda parte del azúcar. Según el
reglamento CEE 997/81 del 26.01.81 para el tipo de vino seco el contenido de
azúcar total debe ser menor o igual a 4 o menor o igual 9.el vino final presentó un
contenido de azúcar total entre 6 y 8 % .
Grafica 8. Comportamiento de Azúcares totales
02468
1012141618
7 14 27 35
Tiempo en dias
% a
zuca
res
Tota
les Enzima Ais <
Ensayo Ais >Enzima comercialSin Enzima
69
Grafica 9. Comportamiento de Azúcares reductores
0
1234
56
7
7 14 27 39
tiempo en días
% A
zuca
res
Red
ucto
res
Enzima Ais <
Ensayo Ais >
Enzima comercial
Sin Enzima
Como se pudo observar en las dos graficas ninguno de los ensayos presento gran
variación entre sí con respecto al contenido de azucares totales y reductores, por
el contrario presentaron un comportamiento similar.
3.3.8 Clarificación final
Al terminar el proceso de fermentación se deben hacer trasiegos que consisten en
trasvasar el vino a otro recipiente separando el vino de los sólidos que quedan en
el fondo. A simple vista se pudo observar como fue más difícil separar el vino de
de los fondos en los ensayos con enzima pectinasa aislada que con el ensayo
de la enzima comercial.
En la Foto 27 se muestra el frasco con el ensayo de enzima aislada en menor
concentración, en la foto 28 el ensayo con enzima pectinasa aislada en mayor
concentración y en la foto 29 el ensayo con enzima comercial, nótese la diferencia
en la intensidad de color.
70
Foto 27. Vino con enzima pectinasa aislada en menor concentración
Foto 28. Vino con enzima pectinasa aislada en mayor concentración
71
Foto 29. Vino con enzima comercial
72
CONCLUSIONES
• En las primeras experimentaciones de obtención de la enzima pectinasa aislada
no se obtuvo enzima con actividad enzimática debido a que las pruebas
iniciales se realizaron en fermentadores experimentales que consistían en
frascos de vidrio que no tenían un sistema de mezclado constante.
• El fermentador experimental hecho con la cantina y al cual se le acondicionó un
motor pequeño permitió obtener una enzima aislada con actividad enzimática
que presentó un cambio de viscosidad de 79% sobre una solución de pectina al
2%.
• En el procedimiento utilizado para la obtención del mosto se realizó un
tratamiento térmico a 60 oC, lo cual permitió obtener un mosto con condiciones
organolépticas y fisicoquímicas óptimas para continuar con la aplicación del
tratamiento enzimático.
• Los cuatro ensayos realizados permitieron obtener un vino tinto con las
siguientes características fisicoquímicas entre los siguientes rangos: pH entre
2.86 y 3.4; extracto entre 1 y 3 g/100 ml; ºGL finales entre 10.8 y 12.6; Acidez
Total entre 22 y 24 g/l expresado en Acido tartárico; Acidez volátil entre 0.0015
y 0.0040 g/l expresado en Acido Acético y un contenido de Azucares totales
finales entre 6 y 8%. valores que siempre estuvieron dentro de los parámetros
según el DIARIO OFICIAL DE LAS COMUNIDADES EUROPEAS. Reglamento
(CEE) Nº 2676 /90 de la Comisión de 17 de Septiembre de 1990 por el que se
determinan los métodos de análisis comunitarios aplicables en el sector del
vino.
73
• Según las pruebas analíticas realizadas durante todo el proceso, al comparar la
aplicación de los diferentes tratamientos enzimáticos, no se alteró el normal
proceso de fermentación en cada uno de ellos.
• La enzima comercial presentó una mejor clarificación, mejor volumen final con
un rendimiento del 25% y mejor fijación de color con un tono vino tinto oscuro.
• El tratamiento en el cual se utilizó una mayor concentración de enzima
pectinasa aislada presentó mejor clarificación y rendimiento (5.35%),
comparada con la de menor concentración ya que ésta última presentó un
rendimiento del 3.84%.
• Aunque la enzima comercial tenía una ventaja (tenia actividad celulasa) sobre la
enzima pectinasa aislada, ésta última presentó un buen rendimiento en volumen
en un 5.35% utilizando la mayor concentración.
• Las pruebas con los tres tratamientos enzimaticos; con enzima pectinasa
aislada en menor concentración, enzima pectinasa aislada en mayor
concentración y enzima comercial demostraron que la utilización de éstas
permitió obtener un buen rendimiento adicional de vino final en comparación
con el ensayo en el cual no se adicionó ninguna tipo de enzima ya que éste
último presentó el menor rendimiento un 1.32 %.
74
RECOMENDACIONES
• Ensayar nuevas u otras metodologías para mejorar la actividad enzimática de la
enzima aislada en el Laboratorio.
• Realizar otros ensayos para la aplicación vinícola con mayores concentraciones
que las utilizadas en los ensayos presentados y verificar por medio de pruebas
analíticas su comportamiento.
• Potencializar la enzima aislada en el laboratorio con otras enzimas para que
presente no solo actividad pectinasa sino también celulasa, ya que esto permite
un mejor rendimiento en la aplicación vinícola
75
BIBLIOGRAFIA
Laboratorio PANREAC QUIMICA S.A. Técnicas usuales de Análisis en enología.
Barcelona España. Septiembre 2005.
RANKINE, Brice. Manual Practico de Enología. Editorial Acribia S.A. Zaragoza
España 2000.
Manual Agropecuario. Tecnologías Orgánicas Autosuficientes. Biblioteca del
Campo 2002.
LARREA REDONDO, A. Enología Básica. Editorial Aedos-Barcelona 1983.
DELANOE, D. MAILLARD C., MAISOLNDIEU D. El Vino del Análisis a la
Elaboración Editorial Hemisferio Sur S.A. 1988.
AMERINE, M.A., OUGH C.S. Análisis de Vinos y Mostos. Editorial Abribia.
Zaragoza, 1976
QUINTERO SOLANO, Edward. Caracterización del Zumo de Uva Variedad
Isabella Tipo Vitis labrusca Cultivada en Colombia para La Industria Vinícola. Tesis
Universidad De La Salle. 1999.
MATISSEK, SCHNEPEL,STEINER. Análisis de los Alimentos Editorial Acribia
Zaragoza España.
FRAZIER W.C. Microbiología de los Alimentos. Editorial Acribia Zaragoza
España.1976.
76
CALCULOS BALANCE DE MATERIA
BALANCE DE MATERIA PARA PESAJE
A B 53.55kg 53.55 kg PESAJE A= Uva recibida
B= Uva pesada
Balance general
A=B
53.55 kg = 53.55 kg
BALANCE DE MATERIA PARA SELECCION C = 0.05 kg
B D 53.55kg 53.50 kg PESAJE
B= Uva recibida
C= Uva sbremadurada
D = Uva seleccionada
Balance general
B=C+D
53.55 kg = 53.50 kg +0.05 kg
77
BALANCE DE MATERIA PARA LAVADO F 30 kg
E H 53.50kg 53.55 kg LAVADO G 30kg
E = Uva seleccionada
H = Uva lavada
F = Agua potable
G = Agua impura
Balance general
E + F=H+ G
53.50 kg +30 kg = 53.50 kg+ 30kg
BALANCE DE MATERIA PARA DESPALILLADO J 0.65 kg
I K 53.50kg 53.552.9 kg DESPALILLADO
I = Uva seleccionada
J = Palillo
K = Uva sin palillo
Balance general
I =K+J
53.50 kg = 52.09 kg+ 0.65kg
78
BALANCE DE MATERIA PARA MACERADO L M
52.9kg 52.9 kg MACERADO
I = Uva sin palillo
M = Mosto
Ma= Densidad del mosto
Balance general
I =M*Ma
52.9 kg = 60 kg* 1.050kg/l
BALANCE DE MATERIA PARA PASTEURIZADO O =5.25 kg N P
63kg 57.75 PASTEURIZADO
N = Mosto
O = Mosto pasteurizado
P= Agua evaporada
Balance general
N =O+P
63 kg = 57.75 kg+5.25kg/l
79
BALANCE DE MATERIA PARA ENFRIAMIENTO Q R
57.75kg 57.75 kg ENFRIAMIENTO
Q = Mosto a 60 ºC
R = Mosto a 20 ºC
Balance general
Q =R
57.75 kg = 57.75 kg
BALANCE DE MATERIA PARA ENSAYOS T=14.285 kg S U =14.49 kg
57.75kg V = 14.65 kg W= 11.11kg
ENSAYOS
S= Mosto Total T= Ensayo 1 enzima baja concentración
U = Ensayo 1 enzima mayor concentración
V =Ensayo con enzima comercial
W= Ensayo sin enzima
Balance general
S = T+U+V+W
57.75 = 14.285 kg+14.49 kg+14.65kg+11.11kg
80
BALANCE DE MATERIA PARA PRENSADO ENSAYO 1
Y= 1.14kg
X= 14.285 kg PRENSADO Z=13.145kg
X= Mosto ensayo 1
Y= Escobajo
Z= mosto sin escobajo
Balance general
X= Y+Z
14.285 kg = 1.14 kg +13.145 kg
BALANCE DE MATERIA PARA ADICION DE ENZIMA ENSAYO 1
CC= Enzima aislada 0.00128kg
AA= 13.145 kg BB=12.4962kg
DD= 0.65 kg
CALENTAMIENTO
AA= Mosto prensado ensayo 1 a 20ºC
BB= Mosto a 40 ºC
CC= Enzima aislada 0.16 kg
DD= Evaporación
Balance general
BB+DD= AA+CC
12.4962 kg+0.65kg =13.145 kg+0.00128 kg
81
BALANCE DE MATERIA PARA ADICION DE LEVADURA ENSAYO 1
FF= Levadura 0.00444kg
EE= 12.4962 kg ENFRIAMIENTO
GG=12.50072kg EE= Mosto ensayo 1
FF= levadura
GG=Mosto con levadura
Balance general
GG= EE+FF
12.50072 kg= 12.4962 kg+0.00444 kg
BALANCE DE MATERIA PARA ADICION DE AZUCAR ENSAYO 1
II= Azúcar 4.52kg
HH= 12.50072 kg ENFRIAMIENTO
JJ=17.02072kg HH= Mosto ensayo 1
II= Azúcar
JJ=Mosto con azúcar
Balance general
JJ= HH+II
17.02072 kg= 12.50072 kg+4.52 kg
82
BALANCE DE MATERIA PARA FERMENTACION ENSAYO 1
KK= 17.02072 kg FERMENTACION
LL=17.6754kg KK= Mosto a fermentar
LL= VINO
Balance general
LL= KK
17.6754 kg= 17.02072kg
Para los demás ensayos se realizaron los mismos cálculos.
BALANCE DE MATERIA PARA FERMENTACION ENSAYO 2
KK= 17.096784 kg FERMENTACION
LL=18,0130kg KK= Mosto a fermentar
LL= VINO
Balance general
LL= KK
18,0130 kg= 17.096784kg
83
BALANCE DE MATERIA PARA FERMENTACION ENSAYO 3
KK= 17.7236 kg FERMENTACION
LL=22.2829kg KK= Mosto a fermentar
LL= VINO
Balance general
LL= KK
22,2829 kg= 17.7236kg
BALANCE DE MATERIA PARA FERMENTACION ENSAYO 4
KK= 13,112012 kg FERMENTACION
LL=13,3060kg KK= Mosto a fermentar
LL= VINO
Balance general
LL= KK
13,3060 kg= 13,112012kg
84
ANEXO D BALANCE DE ENERGIA
BALANCE GENERAL DE ENERGIA PARA EL PASTEURIZADOR Gas Natural
60 L Humos
21ºC 60ºC PASTEURIZADOR
Evaporación 5l 55 l
Q gana mosto = Q cedido Gas – Q perdido (10%)
mevap *hfg 60ºC+ m mosto * Cp mosto (tf-ti) = Q ganado
mevap = 5l *1.050 kg/l= 5.25 kg
hfg 60ºC = 2.358,5kJ/kg
m mosto= 60l*1.050 kg/l = 63 kg
Cp mosto= a + (100-a) *0.2) cal 100 100 ºC
a= porcentaje humedad de la uva 78% Cp mosto= 78 + (100-78) *0.2) cal = 0.824 cal 100 100 ºC gºC Cp mosto= 0.824 cal * 4.1868 J * 100 g * 1kJ = 34.50kJ/kgºC gºC 1 cal 1kg 100 J
85
mevap *hfg 60ºC+ m mosto * Cp mosto (tf-ti) = Q ganado
5.25 kg *2358.5 kJ/kg+63kg*34.50kJ/kgºC (60-21)ºC
Q Ganado = 97148.625 kJ
Q cedido Gas = v gas* Cp gas
Q perdido = 97148.625 kJ*0.10
Q perdido = 9714.8625 kJ
Cp gas = 39115.179 kJ/m3
Q ganado + Q perdido = Q cedido por el gas
97148.625 kj+9714.8625 kj= 106863.4875 kj
v gas= Q cedido por el gas Cp gas
Vol Gas = 106863.4875 kJ
39115.179 kJ/m3
Vol Gas = 2.73 m3
Vol Gas = 2.73 m3 * 1244.1kg/m3
Masa Gas = 3397.212 kg
86
BALANCE DE ENERGIA PARA ACODNDICIONAMIENTO ADICION ENZIMA ENSAYO 1 (ENZIMA AISLADA MENOR CONCENTRACION)
12.59 kg 12.59 kg
21ºC 40ºC CALENTAMIENTO
Q cedido elec = Q ganado mosto
Q cedido = m mosto Cp mosto (tf-ti)
Q cedido = 13.145 kg * 34.50kJ/kgºC (40-21)ºC
Q cedido = 8616.5475 kJ *1h . = 0.1994 kW 12h 3600 s Consumo = P * Tiempo de trabajo Consumo = 0.1994 kW * 12 h = 2.39 kW/h
BALANCE DE ENERGIA PARA ACODNDICIONAMIENTO ADICION ENZIMA ENSAYO 2 (ENZIMA AISLADA MAYOR CONCENTRACION)
12.59 kg 12.59 kg
21ºC 40ºC CALENTAMIENTO
Q cedido elec = Q ganado mosto
Q cedido = m mosto Cp mosto (tf-ti)
Q cedido = 12.59 kg * 34.50kJ/kgºC (40-21)ºC
87
Q cedido = 10424.52 kJ *1h . = 0.2413 kW 12h 3600 s Consumo = P * Tiempo de trabajo
Consumo = 0.2413 kW * 12 h = 2.8957 kW/h
BALANCE DE ENERGIA PARA ACODNDICIONAMIENTO ADICION ENZIMA ENSAYO 3 (ENZIMA COMERCIAL)
12.59 kg 12.59 kg
21ºC 45ºC CALENTAMIENTO
Q cedido elec = Q ganado mosto
Q cedido = m mosto Cp mosto (tf-ti)
Q cedido = 13.26 kg * 34.50kJ/kgºC (45-21)ºC
Q cedido = 10979.28 kJ *1h . = 0.25415 kW 12h 3600 s Consumo = P * Tiempo de trabajo
Consumo = 0.25415 kW * 12 h = 3,0498 kW/h
88
BALANCE DE ENERGIA PARA INACTIVAR ENZIMA ENSAYO 1 (ENZIMA
AISLADA MENOR CONCENTRACION)
13.14628 kg 12.49628 kg
40ºC 70ºC CALENTAMIENTO
0.65 kg
Q cedido elec = Q ganado mosto
Q cedido = mevap *hfg 70ºC+ m mosto * Cp mosto (tf-ti)
Q cedido = 0.6825 kg * 2333.8 kJ/kg + 13.14628kg* 34.50kJ/kgºC (70-
40)ºC
Q cedido = 15199.2183 kJ *1h . = 4.22kW 1h 3600 s Consumo = P * Tiempo de trabajo Consumo = 4.22 kW * 1 h = 4.22 kW/h
BALANCE DE ENERGIA PARA INACTIVAR ENZIMA ENSAYO 2 (ENZIMA
AISLADA MAYOR CONCENTRACION)
12.592 kg 11.942 kg
40ºC 70ºC
0.65 kg
CALENTAMIENTO
89
Q cedido elec = Q ganado mosto
Q cedido = mevap *hfg 70ºC+ m mosto * Cp mosto (tf-ti)
Q cedido = 0.6825 kg * 2333.8 kJ/kg+ 12.592 kg* 34.50kJ/kgºC (70-
40)ºC
Q cedido = 14625.5385 kJ *1h . = 4.062kW 1h 3600 s Consumo = P * Tiempo de trabajo Consumo = 4.062 kW * 1 h = 4.062 kW/h
BALANCE DE ENERGIA PARA INACTIVAR ENZIMA ENSAYO 3 (ENZIMA COMERCIAL)
13,26 kg 13.91 kg
45ºC 70ºC CALENTAMIENTO
0.65 kg
Q cedido elec = Q ganado mosto
Q cedido = mevap *hfg 70ºC+ m mosto * Cp mosto (tf-ti)
Q cedido = 0.6825 kg * 2333.8 + 13.26 kg* 34.50kJ/kgºC (70-45)ºC
Q cedido = 13029.5685 kJ *1h . = 3.619kW 1h 3600 s Consumo = P * Tiempo de trabajo Consumo = 4.062 kW * 1 h = 3.619 kW/h
90
BALANCE DE ENERGIA PARA INACIVACION DE LEVADURA ENSAYO 1 (ENZIMA AISLADA MENOR CONCENTRACION)
17.67 kg 17.67 kg
20ºC 60ºC CALENTAMIENTO
Q cedido elec = Q ganado mosto
Q cedido = m mosto Cp mosto (tf-ti)
Q cedido = 17.67 kg * 34.50kJ/kgºC (60-20)ºC
Q cedido = 24384.6 kJ *1h . = 6.7735 kW 1h 3600 s Consumo = P * Tiempo de trabajo Consumo = 6.7735 kW * 1 h = 6.7735 kW/h
BALANCE DE ENERGIA PARA INACIVACION DE LEVADURA ENSAYO 2 (ENZIMA AISLADA MAYOR CONCENTRACION)
17.7018 kg 17.7018 kg
20ºC 60ºC CALENTAMIENTO
Q cedido elec = Q ganado mosto
Q cedido = m mosto Cp mosto (tf-ti)
91
Q cedido = 17.7018 kg * 34.50kJ/kgºC (60-20)ºC
Q cedido = 24428.484 kJ *1h . = 6.7856 kW 1h 3600 s Consumo = P * Tiempo de trabajo Consumo = 6.77856 kW * 1 h = 6.7856 kW/h
BALANCE DE ENERGIA PARA INACIVACION DE LEVADURA ENSAYO 3 (ENZIMA COMERCIAL)
18.4148 kg 18.4148 kg
20ºC 60ºC CALENTAMIENTO
Q cedido elec = Q ganado mosto
Q cedido = m mosto Cp mosto (tf-ti)
Q cedido = 18.4148 kg * 34.50kJ/kgºC (60-20)ºC
Q cedido = 25412.424 kj *1h . = 7,059 kW 1h 3600 seg Consumo = P * Tiempo de trabajo Consumo = 7.059 kW * 1 h = 7.059 KW/h
92
BALANCE DE ENERGIA PARA INACIVACION DE LEVADURA ENSAYO 4 (SIN ENZIMA)
13.112 kg 13.112 kg
20ºC 60ºC CALENTAMIENTO
Q cedido elec = Q ganado mosto
Q cedido = m mosto Cp mosto (tf-ti)
Q cedido = 13.112 kg * 34.50kJ/kgºC (60-20)ºC
Q cedido = 18094.56 kJ *1h . = 5.026 kW 1h 3600 s Consumo = P * Tiempo de trabajo Consumo = 5.026 kW * 1 h = 5.026 kW/h
93
ANEXO E pH Statistix - 30 Day Trial Version 8.1 05/06/2007, 09:19:39 p.m. One-Way AOV for: Ensayo1 Ensayo2 Ensayo3 Ensayo4 Source DF SS MS F P Between 3 0.2500 0.08333 0.31 0.8149 Within 44 11.6667 0.26515 Total 47 11.9167 Grand Mean 2.5417 CV 20.26 Chi-Sq DF P Bartlett's Test of Equal Variances 0.05 3 0.9967 Cochran's Q 0,2571 Largest Var / Smallest Var 1.1250 Component of variance for between groups -0.01515 Effective cell size 12,0 Variable Mean Ensayo1 2.6667 Ensayo2 2.5000 Ensayo3 2.5000 Ensayo4 2.5000 Observations per Mean 12 Standard Error of a Mean 0.1486 Std Error (Diff of 2 Means) 0.2102
94
ANEXO F ºBRIX Statistix - 30 Day Trial Version 8.1 05/06/2007, 09:23:38 p.m. One-Way AOV for: Ensayo1 Ensayo2 Ensayo3 Ensayo4 Source DF SS MS F P Between 3 13.73 4.5764 0.17 0.9183 Within 44 1208.25 27.4602 Total 47 1221.98 Grand Mean 11.521 CV 45.48 Chi-Sq DF P Bartlett's Test of Equal Variances 0.13 3 0.9879 Cochran's Q 0,2822 Largest Var / Smallest Var 1.2412 Component of variance for between groups -1.90699 Effective cell size 12,0 Variable Mean Ensayo1 11.333 Ensayo2 11.333 Ensayo3 12.417 Ensayo4 11.000 Observations per Mean 12 Standard Error of a Mean 1.5127 Std Error (Diff of 2 Means) 2.1393
95
ANEXO G EXTRACTO Statistix - 30 Day Trial Version 8.1 05/06/2007, 09:53:29 p.m. One-Way AOV for: Ensayo1 Ensayo2 Ensayo3 Ensayo4 Source DF SS MS F P Between 3 2.850 0.95000 0.25 0.8634 Within 56 215.733 3.85238 Total 59 218.583 Grand Mean 2.0833 CV 94.21 Chi-Sq DF P Bartlett's Test of Equal Variances 0.89 3 0.8288 Cochran's Q 0,2781 Largest Var / Smallest Var 1.5625 Component of variance for between groups -0.19349 Effective cell size 15,0 Variable Mean Ensayo1 2.4000 Ensayo2 2.1333 Ensayo3 2.0000 Ensayo4 1.8000 Observations per Mean 15 Standard Error of a Mean 0.5068 Std Error (Diff of 2 Means) 0.7167
96
ANEXO H TITULO ALCOHOLIMETRICO Statistix - 30 Day Trial Version 8.1 05/06/2007, 09:26:32 p.m. One-Way AOV for: Ensayo1 Ensayo2 Ensayo3 Ensayo4 Source DF SS MS F P Between 3 3.845 1.2816 0.07 0.9768 Within 40 758.792 18.9698 Total 43 762.636 Grand Mean 5.4091 CV 80.52 Chi-Sq DF P Bartlett's Test of Equal Variances 0.16 3 0.9834 Cochran's Q 0,2862 Largest Var / Smallest Var 1.2863 Component of variance for between groups -1.62142 Effective cell size 10,9 Variable N Mean SE Ensayo1 12 5.3333 1.2573 Ensayo2 12 5.5000 1.2573 Ensayo3 12 5.7500 1.2573
Ensayo4 8 4.8750 1.5399
97
ANEXO I ACIDEZ TOTAL Statistix - 30 Day Trial Version 8.1 05/06/2007, 09:28:36 p.m. One-Way AOV for: Ensayo1 Ensayo2 Ensayo3 Ensayo4 Source DF SS MS F P Between 3 14.890 4.96338 1.81 0.1604 Within 40 109.542 2.73854 Total 43 124.432 Grand Mean 21.614 CV 7.66 Chi-Sq DF P Bartlett's Test of Equal Variances 4.61 3 0.2030 Cochran's Q 0,3383 Largest Var / Smallest Var 4.9604 Component of variance for between groups 0.20394 Effective cell size 10,9 Variable N Mean SE Ensayo1 12 20.667 0.4777 Ensayo2 12 22.000 0.4777 Ensayo3 12 22.000 0.4777 Ensayo4 8 21.875 0.5851
98
99
ANEXO J ACIDEZ VOLATIL
Statistix - 30 Day Trial Version 8.1 30/05/2007, 10:34:24 a.m. One-Way AOV for: ensayo1 ensayo2 ensayo3 ensayo4 Source DF SS MS F P Between 3 0.00007 2.467E-05 0.59 0.6226 Within 40 0.00166 4.154E-05 Total 43 0.00174 Grand Mean 7.16E-03 CV 89.96 Chi-Sq DF P Bartlett's Test of Equal Variances 1.87 3 0.5989 Cochran's Q 0,3398 Largest Var / Smallest Var 2.0106 Component of variance for between groups -1.546E-06 Effective cell size 10,9 Variable N Mean SE ensayo1 12 5.65E-03 1.86E-03 ensayo2 12 6.40E-03 1.86E-03 ensayo3 12 8.26E-03 1.86E-03 ensayo4 8 8.94E-03 2.28E-03