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CARATULA
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍACARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
“ESTUDIO DE LA FER MENTACIÓN DEL AGUAMIEL DE LAPENCA (Agave americana L.) PARA LA OBTENCIÓN DE
UNA BEBIDA ALCOHÓLICA FERMENTADA.”
TESIS PREVIA OBTENCIÖN DEL TÍTULO DE INGENIERA DEALIMENTOS
JENITH PILLAJO LEMA
DIRECTORA: ING. FANNY ARGUELLO
Quito, febrero 2015
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2015Reservados todos los derechos de reproducción.
DECLARACIÓN
Yo Jenith Pillajo Lema, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría;
que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación
profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se
incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de
Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional
vigente.
_______________________________Jenith Pillajo Lema
C.I: 172021049-9
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Estudio de la
fermentación del Aguamiel de la Penca (Agave americana L.) para la
obtención de una bebida alcohólica fermentada.”, que, para aspirar al título
de Ingeniera de Alimentos fue desarrollado por Jenith Pillajo, bajo mi
dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple
con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación
artículos 18 y 25.
___________________________Ing. Fanny Arguello
DIRECTOR DEL TRABAJOC.I.: 180162646-4
DEDICATORIA
A ti Dios, que me diste la oportunidad de vivir y de estar hoy junto a mi
familia celebrando este nuevo éxito.
A mis padres, Julio y Margarita que han estado conmigo en todo momento.
Gracias por creer en mí y estar siempre apoyándome.
A mi hermano, porque siempre he contado con su apoyo. Gracias por la
confianza que siempre nos hemos tenido y por tu amistad incondicional; pero
sobre todo gracias por ser un ejemplo a seguir. Te quiero mucho.
A ti Cesar, gracias por tantos momentos compartidos y por estar conmigo en
este día tan importante. Gracias por el apoyo que me has dado para
continuar y seguir con mi camino.
A mi hija Isabella, quien fue la motivación para culminar con este proyecto.
A mi sobrina Valentina, por ser parte de este gran sueño que hoy culmina.
A ti Darwin, a pesar de que no estás aquí ahora, sé que tu alma sí lo está y
que desde el cielo debes estar feliz por mí. Gracias por haber sido un buen
amigo al que nunca olvidaré.
A mis familiares y amigos, que siempre tuvieron una palabra de apoyo para
mí durante mis estudios.
Jenith Pillajo Lema
AGRADECIMIENTO
Al más especial de todos, a ti Dios porque hiciste realidad este sueño y por
todo el amor con el que me rodeas.
A mis padres, gracias por todo su esfuerzo, su apoyo y por toda la confianza
que depositaron en mí.
A mi hermano, familiares, amigos, y compañeros, quienes siempre
estuvieron junto a mi incondicionalmente.
A la Sra. Mónica Ramírez y Sr. Eduardo Malitaxi por apoyarme para poder
culminar esta meta.
A la Universidad Tecnológica Equinoccial y a todos los Ingenieros, por su
apoyo así como por la sabiduría que me transmitieron en el desarrollo de mi
formación profesional, en especial a la Ing. Fanny Arguello por haber guiado
el desarrollo de esta tesis y llegar a la culminación de la misma.
Jenith Pillajo Lema
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN................................................................................................... viii
ABSTRACT ....................................................................................................x
1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................1
2. MARCO TEORICO ...................................................................................2
2.1. FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA......................................................3
2.1.1. DEFINICIÒN. ...............................................................................3
2.1.2. CONDICIONES PARA UNA BUENA FERMENTACIÓN
ALCOHÓLICA..............................................................................4
2.1.2.1. La acidez ...............................................................................4
2.1.2.2. Los azúcares .........................................................................4
2.1.2.3. La temperatura.......................................................................4
2.1.3. LEVADURAS UTILIZADAS EN FERMENTACIONES
ALCOHÓLICAS ...........................................................................5
2.1.3.1 Saccharomyces cerevisiae .....................................................5
2.1.3.2. Levadura de panadería..........................................................6
2.1.4. TÉCNICAS UTILIZADAS EN LA ELABORACIÓN DE UNA
BEBIDA ALCOHÓLICA FERMENTADA ......................................6
2.1.4.1. Acondicionamiento del mosto ................................................6
2.1.4.2. Adición de azúcar ..................................................................7
2.1.4.3. Control de acidez y pH...........................................................7
2.1.4.4. Adición de anhídrido sulfuroso...............................................7
2.1.4.5. Inoculación.............................................................................8
2.1.4.6. El control del grado alcohólico ...............................................8
2.1.4.7. Los trasiego ...........................................................................8
2.1.4.8. El embotellado .......................................................................8
ii
PÁGINA
2.2. AGUAMIEL.........................................................................................9
2.2.1. DEFINICIÓN ................................................................................9
2.2.2. COMPOSICIÓN DEL AGUAMIEL................................................9
2.3. CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL AGUAMIEL......................10
2.3.1. ORIGEN E HISTORIA ...............................................................10
2.3.2. PRODUCCIÓN DE AGUAMIEL EN EL ECUADOR...................10
2.3.3. ASPECTOS AGRÍCOLAS DE LA PENCA.................................11
2.3.3.1. Exigencias Agroecológicas ..................................................11
2.3.3.2. Requerimientos edáficos .....................................................11
2.3.3.3. Sistema de propagación ......................................................11
2.3.3.4. Plagas y enfermedades principales .....................................11
2.3.4. OBTENCIÓN DEL AGUAMIEL ..................................................12
2.3.4.1. Cosecha...............................................................................12
2.3.4.2. Recolección .........................................................................12
2.3.4.3. Extracción ............................................................................12
2.3.4.4. Fermentación.......................................................................13
2.3.4.5. Almacenamiento ..................................................................13
2.3.5. UTILIZACIÓN DEL AGUAMIEL .................................................13
2.3.5.1. Miel ......................................................................................13
2.3.5.2. Panela..................................................................................14
2.3.5.3. Mishque Masamorrado ........................................................14
2.3.5.4. Colada o Mishque con Arroz de Cebada .............................14
2.3.5.5. Inóculo .................................................................................15
3. METODOLOGÍA.....................................................................................16
3.1. OBTENCIÓN DEL AGUAMIEL.........................................................16
3.1.1. CARACTERIZACIÓN.................................................................16
3.1.2. EXTRACCIÓN DEL AGUAMIEL ................................................16
3.1.2.1. Selección .............................................................................18
3.1.2.2. Corte ....................................................................................18
iii
PÁGINA
3.1.2.3. Raspado ..............................................................................18
3.1.2.4. Cubierta ................................................................................18
3.1.2.5. Reposado………………………………………….……………..18
3.1.2.6. Retiro ....................................................................................18
3.1.2.7. Filtraciòn ...............................................................................19
3.1.3. CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DEL AGUAMIEL. ........19
3.2. FORMULACIÓN DE LOS DISTINTOS MOSTOS PARA LAFERMENTACIÓN... ……………………………………………………..19
3.3. ELABORACIÓN DE LA BEBIDA ALCOHÓLICA FERMENTADA(CHAGUARMISHQUI)......................................................................22
3.3.1. ACONDICIONAMIENTO DE MOSTOS .....................................23
3.3.2. SULFITADO...............................................................................23
3.3.3. INOCULACIÓN..........................................................................23
3.3.4. FERMENTACIÓN ......................................................................23
3.3.5. TRASIEGO ................................................................................23
3.3.6. ENVASADO...............................................................................24
3.4. ANÁLISIS FISICOQUÍMICO DEL CHAGUARMISHQUI...................24
3.4.1. DETERMINACIÓN DEL GRADO ALCOHÓLICO PROBABLE
DEL CHAGUARMISHQUI..........................................................25
3.5. ANÁLISIS SENSORIAL DEL CHAGUARMISHQUI..........................25
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN………………………..……….……………27
4.1. CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DEL AGUAMIEL…………27
4.2. ELABORACIÓN DE LOS DISTINTOS MOSTOS PARA LAFERMENTACIÓN..................................………………………………29
4.3. RESULTADOS DE LA FERMENTACIÓN DELCHAGUARMISHQUI ........................................................................30
4.4. ANÁLISIS FISICOQUÍMICO DEL CHAGUARMISHQUI... ………….32
4.5. DETERMINACIÓN DEL GRADO ALCOHÓLICO PROBABLE DELCHAGUARMISHIQUI……………………………………………………34
4.6. ANÁLISIS SENSORIAL DEL CHAGUARMISHQUI..............……….36
iv
PÁGINA
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…. .…………………………39
5.1. Conclusiones..……………………………………………………………39
5.2. Recomendaciones. ……………………………………………………...40
BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………41
ANEXOS……………………………………………………………………………47
v
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINATabla 1. Clasificación taxonómica de Saccharomyces cerevisiae...………..6
Tabla 2. Formulación para la rehidratación de la levadura activa-seca ……6
Tabla 3. Situación geográfica y climática de la Parroquia Nayón …………16
Tabla 4. Análisis Proximal del Aguamiel...……………………………………19
Tabla 5. Combinaciones realizadas en la elaboración de los distintos
mostos .........................................................................................20
Tabla 6. Parámetros para formulacion de vinosl.. .………………………….20
Tabla 7. Análisis Fisicoquímico del Chaguarmishqui según norma NMX-V-
037-1972...…………………………………………………………….24
Tabla 8. Análisis Fisicoquímico del Aguamiel... ……………………………..27
Tabla 9. Análisis Microbiológico del Aguamiel………………………………..28
Tabla 10.Tratamientos experimentales para la formulación de 8 mostos a
partir del aguamiel.………………………………………………… ..29
Tabla 11. °Brix consumidos/hora según Tratamientos ................. …………31
Tabla 12. Azúcares Consumidos (g/100ml) según Tratamientos a las 69
horas de fermentación ……………………………………………….32
Tabla 13. Resultado del Análisis Fisicoquímico del Chaguarmishqui para
los 8 Tratamientos ……………………………………………………33
Tabla 14. Gradiente Grado Alcohólico Probable (17.5g/l - 1%vol.alcohol) /
hora según Tratamientos…………………………………………….36
Tabla 15. Comparación de resultados del Grado Alcohólico Probable y
Real del Chaguarmishqui a las 69 horas de fermentación...…….36
Tabla 16. Análisis Sensorial por Atributos del Chaguarmishqui ……………37
vi
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Esquema del proceso de extracción del aguamiel ………………17
Figura 2. Esquema del micro fermentador diseñado para el proceso de
fermentación del aguamiel .... ……………………………………….21
Figura 3. Procedimiento realizado en la elaboración del Chaguarmishqui.22
Figura 4. Cinética de Fermentación del Chaguarmishqui para los 4
primeros Tratamientos a 20°C………………………………………30
Figura 5. Azúcares consumidos (g/100ml) durante la fermentación de los
tratamientos a 20ºC y 25ºC. ………………………… …….………32
Figura 6. Grado Alcohólico Probable (17.5 g/l de azúcar produce 1°GL)
para los cuatro primeros Tratamientos …………………………….35
Figura 7. Análisis sensorial de los mejores tratamientos
experimentales………………………………………………………..38
vii
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
Anexo I. Fotografías del Proceso de Elaboración del Chaguarmishqui .. …47
Anexo II. Ficha de evaluación Sensorial ………………………………………51
Anexo III. Análisis Fisicoquímico del Aguamiel .………………………………53
Anexo IV. Análisis Fisicoquímico del Chaguarmishqui (Tratamiento 7) ……54
Anexo V. Análisis Fisicoquímico del Chaguarmishqui (Tratamiento 8) .. …..55
viii
RESUMEN
El Aguamiel de la penca (Agave americana L.) se caracteriza por ser un
líquido blanco, con olor fuerte y viscoso, producto de su fermentación se
obtiene una bebida tradicional ecuatoriana denominada Chaguarmishqui. El
objetivo del presente trabajo fue estudiar el proceso fermentativo del
aguamiel con la finalidad de obtener una bebida alcohólica con estándares
de calidad. El aguamiel fue recolectada en la parroquia de Nayón (provincia
de Pichincha) y se realizó su caracterización físico-química (solidos solubles,
acidez, pH y sólidos totales) y microbiológica (aerobios totales, coliformes, E.
coli, mohos, levaduras y S. aureus). Posteriormente se prepararon mostos
con distintas formulaciones correspondientes a 5 y 22°Brix a las que se
añadió 0,1 g/L de metabisulfito de sodio; se evaluó la adición de levadura y
la influencia de temperatura de fermentación (20 y 25°C); para los productos
finales de la fermentación se determinó el grado alcohólico y se seleccionó la
formulación con mayor grado alcohólico tomando en cuenta la optimización
de materias primas. A la formulación seleccionada se le realizó el análisis
físico-químico según la normativa vigente, además se evaluó la
aceptabilidad sensorial en base a una escala hedónica de 1 a 9 en base a la
apariencia, color, olor, sabor y aceptabilidad global. El aguamiel presentó
5°Brix, una acidez de 0,52 expresadas como ácido cítrico, un pH de 4,16 y
3,28% de sólidos totales. En cuanto a las características microbiológicas no
se detectó la presencia de mohos y se encontró una población de 1x108
UFC/mL de aerobios totales, 10 UFC/mL de E. coli, 8x105 UFC/mL de
levaduras y 1x104 UFC/mL de S. aureus. Durante la fermentación se
observó diferencia entre las formulaciones que contenían azúcar añadida,
con un consumo de sólidos solubles 7 veces más alto que en las muestras
con la concentración natural del aguamiel. Las formulaciones con 22°Brix,
con y sin adición de levadura e incubadas a 20°C produjeron bebidas con un
valor promedio de 5.5° GL pero no cumplieron con las especificaciones de la
normativa, a diferencia de las formulaciones de 22°Brix, con y sin adición de
levadura incubadas a 25°C produjeron una bebida con un grado alcohólico
ix
de 5.2. Esta última se seleccionó para posteriores análisis debido a que el
proceso de fermentación se realizó con la microflora nativa del aguamiel.
Esta bebida cumple con todos los parámetros físico-químicos de la
normativa vigente y según el análisis sensorial presenta una buena
aceptabilidad global (7,2), el atributo menor valorado fue la acidez. En
conclusión, el aguamiel es un medio nutritivo y rico en azúcares propenso a
procesos fermentativos naturales que puede ser aprovechado para la
elaboración de una bebida alcohólica con buenas características físico-
químicas y sensoriales.
x
ABSTRACT
The Aguamiel of the main rib (American Agave L.) is characterized for being
a white liquid, with strong and viscous smell, product of his fermentation
obtains a traditional Ecuadoran drink named Chaguarmishqui. The aim of the
present work was to study the process fermentative of the aguamiel with the
purpose of obtaining an alcoholic drink with quality standards. The aguamiel
was gathered in Nayón's parish (province of Bargain) and there carried out
his characterization physicist - chemistry (occurred soluble, acidity, pH and
solid total) and microbiological (aerobic total, coliformes, E. coli, mildews,
yeasts and S. aureus). Later musts were prepared by different corresponding
formulations to 5 and 22°Brix to that 0.1 were added g/L of metabisulfito of
sodium; there was evaluated the addition of yeast and the influence of
temperature of fermentation (20 and 25°C); for the final products of the
fermentation the alcoholic degree decided and the formulation was selected
by major alcoholic degree bearing in mind the optimization of raw materials.
To the selected formulation physicist - chemist carried out the analysis
according to the in force regulation, in addition the sensory acceptability
evaluated on the basis of a scale hedónica from 1 to 9 on the basis of the
appearance, color, smell, flavor and global acceptability. The aguamiel
presented 5°Brix, one acidity of 0,52 expressed ones as citric acid, a pH of
4,16 and 3,28 % of solid total. As for the microbiological characteristics the
presence of mildews was not detected and there was a population of 1x108
UFC/mL of aerobic total, 10 UFC/mL of E. coli, 8x105 UFC/mL of yeasts and
1x104 UFC/mL of S. aureus. During the fermentation difference between the
formulations was observed that they were containing sugar added, with a
consumption of solid soluble 7 times higher than in the samples with the
natural concentration of the aguamiel. The formulations with 22°Brix, with
and without addition of yeast and incubated to 20°C GL produced drinks with
an average value of 5.5 ° but they did not expire with the specifications of the
regulation, unlike the formulations of 22°Brix, with and without addition of
yeast incubated to 25°C they produced a drink with an alcoholic degree of
xi
5.2. The latter was selected for later analyses due to the fact that the process
of fermentation was realized by the native microflora of the aguamiel. This
drink there expires with the entire parameters physicist - chemist of the in
force regulation and according to the sensory analysis he presents a good
global acceptability (7.2), the minor valued attribute was the acidity. In
conclusion, the aguamiel is a nourishing and rich way in sweeten inclined to
processes fermentative natural that physicist - chemistry can be taken
advantage for the production of an alcoholic drink by good characteristics
and sensory.
1. INTRODUCCIÓN
1
1. INTRODUCCIÓN
En el Ecuador existen muchos alimentos que no son muy conocidos y debido a
esto su consumo es mínimo; un ejemplo de esto es el aguamiel que se extrae
de la penca (Agave americana L.), la cual se encuentra a lo largo del callejón
interandino de la región sierra, frecuentemente como cercas vivas. Esta bebida
tiene un pasado milenario, se registra hace 10 mil años, lo que asegura que fue
una bebida de nuestros antepasados indígenas (El Mercurio, 2004).
El Aguamiel de la penca (Agave americana L.) se caracteriza por ser un líquido
blanco, con olor fuerte y viscoso. Para poder realizar la extracción es importante
tomar en cuenta su madurez, es decir se debe esperar de cinco a siete años.
Para que una penca crezca en buenas condiciones se debe tomar en cuenta el
clima y el tipo de terreno (El Mercurio. 2004).
El proceso de obtención lleva varios días: en primer lugar se reconoce la penca
que permite la cosecha, generalmente los que ya tienen más de 10 hojas
alrededor del corazón. Luego se abre un agujero y con una cuchara especial se
raspa en la corteza y se deja reposar durante varias horas, para después ser
recogida. De cada penca más o menos se extraen 6 litros al día, pero esto
depende de la técnica de raspado (Anónimo 2006)
El proceso de fermentación del aguamiel inicia en la penca, donde se
encuentran microorganismos autóctonos como levaduras, bacterias lácticas,
bacterias productoras de etanol y bacterias productoras de exopolisacáridos.
Estos microorganismos transforman de manera natural parte de los azúcares
disponibles en el aguamiel. El tiempo de fermentación puede durar de 12 a 48
horas a 24 C, cuidando que los recipientes no tengan ninguna sustancia que
inhiba los microorganismos mesófilos (detergentes, perfumes, desinfectantes,
entre otros) (Anónimo 2006).
2
A medida que pasa el tiempo se presentan cambios importantes como el
incremento en el porcentaje de etanol y formación de exopolisacáridos como
–glucanos y dextrosa; que generan un incremento en la viscosidad
transformando el flujo de newtoniano a no newtoniano (Cervantes, M., &
Pedroza, A. 2007).
Es así que el objetivo de esta tesis fue realizar un estudio de la fermentación del
aguamiel de la penca (Agave americana L.) para obtener una bebida alcohólica
fermentada. Además se realizará la caracterización físico-química y
microbiológica del aguamiel, se estandarizará el proceso de elaboración de la
bebida alcohólica fermentada y se evaluará la aceptabilidad del producto.
Para tal propósito se han planteado los siguientes objetivos:
El objetivo general fue realizar el estudio de la fermentación del aguamiel de la
Penca (Agave americana L.) para la obtención de una bebida alcohólica
fermentada.
Objetivos específicos:
- Realizar la caracterización físico-química y microbiológica del aguamiel.
- Estandarizar el proceso de elaboración de la bebida alcohólica
fermentada.
- Evaluar la aceptabilidad del producto.
2. MARCO TEÓRICO
3
2. MARCO TEÓRICO
2.1. FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
2.1.1. DEFINICIÓN
La fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico que además de generar
etanol desprende grandes cantidades de dióxido de carbono (CO 2 ) además de
energía para el metabolismo de las bacterias anaeróbicas y levaduras (Godoy,
Herrera y Ulloa, 2003).
La fermentación alcohólica (denominada también como fermentación del etanol
o incluso fermentación etílica) es un proceso biológico de fermentación en
plena ausencia de aire (oxígeno - O 2 ), originado por la actividad de algunos
microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por regla general
azúcares: como pueden ser por ejemplo la glucosa, la fructosa, la sacarosa, el
almidón, entre otros.) para obtener como productos finales: un alcohol en
forma de etanol (cuya fórmula química es: (CH 3 -CH 2 -OH), dióxido de carbono
(CO 2 ) en forma de gas y unas moléculas de ATP (adenosin trifosfato),que
consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energético
anaeróbico (Godoy, Herrera y Ulloa, 2003).
Gay-Lussac, consideró la ecuación general de la fermentación [1] como
derivada de la transformación de una molécula de glucosa en dos moléculas
de alcohol y dos moléculas de anhídrido carbónico (Villacrés, 1985).
[1]
C6H12O6 2C2H5OH 2CO2
4
2.1.2. CONDICIONES PARA UNA BUENA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
2.1.2.1. La acidez
La acidez del mosto es muy importante, ya que favorece a una perfecta
fermentación, evitando la contaminación por microorganismos perjudiciales.
Asimismo da un gusto más fresco a los mostos. El pH adecuado de los
mostos, debe oscilar entre 3.5 y 4.0. La adición de sustancias ácidas que la ley
permite, está reservada a las de origen orgánico, que prácticamente se
reducen al ácido tartárico y al ácido cítrico. Para el ácido cítrico, la dosis
recomendada es del 1%, es decir, 1g/L de mosto (Escobar, 2002).
2.1.2.2. Los azúcares
Según Escobar (2002), el azúcar en concentraciones elevadas (mayor a 30
°Brix), tiene un efecto nocivo sobre las levaduras, produciendo su muerte por
ruptura de la pared celular debido a la diferencia de concentraciones entre el
mosto y el interior de la célula de la levadura.
2.1.2.3. La temperatura
La actividad de las levaduras empieza a los 20 ºC y conforme aumenta la
temperatura hasta los 30 ºC, se va haciendo más rápida. Pero a partir de 30
ºC, la fermentación se hace cada vez más lenta, e inclusive puede llegar a
detenerse. También se corre el riesgo de que se desarrollen bacterias
acéticas, responsables del avinagrado o picado del mosto.
Para obtener una fermentación normal, que se efectúa en un tiempo de entre 8
a 10 días, es preciso que la temperatura del mosto esté comprendida entre 24
y 28 ºC (Kolb, 2002).
5
2.1.3. LEVADURAS UTILIZADAS EN FERMENTACIONES ALCOHÓLICAS
Se denominan levaduras a un grupo de hongos unicelulares cuya actividad ha
sido siempre de gran importancia, estos organismos son abundantes
especialmente en donde existe la presencia de azúcares. Las levaduras son de
forma esférica, ovalada o cilíndrica y en general la división celular se lo lleva a
cabo por gemación (Burdon & Williams, 1971).
Las levaduras no forman filamentos ni micelio y las células de levadura
permanecen como una colección de células solas por lo que se destacan como
células individuales. Algunas levaduras se reproducen sexualmente a lo que se
conoce como apareamiento, en la cual dos células se fusionan (Brock T. &
Madigan, M. 1993).
2.1.3.1 Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae es la levadura más conocida y de importancia
industrial ya que es la más utilizada por excelencia para la obtención de etanol
a nivel industrial debido a que es un organismo de fácil manipulación y de
recuperación, no es exigente en cuanto a su cultivo, no presenta alto costo,
tolera altas concentraciones de etanol, en la fermentación produce bajas
concentraciones de subproductos, es osmotolerantes, capaz de utilizar altas
concentraciones de azúcares, presenta alta viabilidad celular para el reciclaje y
características de floculación y sedimentación para el procesamiento posterior
(Fajardo C., Erika E. & Sarmiento F., Sandra C., 2007).
La clasificación taxonómica se describe a continuación:
6
Tabla 1. Clasificación taxonómica de Saccharomyces cerevisiae.
Clasificación taxonómica deSaccharomyces cerevisiae
REINO HongoDIVISIÓN AmastogomycotaCLASE AscomycetesSUBCLASE HemiascomycetidaeORDEN EndomycetalesFAMILIA SaccharomycetaceaeSUBFAMILIA SaccharomycetaidaeGÉNERO SaccharomycesESPECIE cerevisiae
(Fajardo C., Erika E. & Sarmiento F., Sandra C., 2007)
2.1.3.2. Levadura de panadería
Este tipo de levadura pertenece a la especie Saccharomyces cerevisiae y se la
encuentra en tres formas: levadura activa fresca o también llamada levadura
prensada, levadura seca activa y levadura instantánea (Gastronomía & Cía.,
2009).
Tabla 2. Formulación para la rehidratación de la levadura activa-seca
DILUCIÓN g %Agua 50 100
Levadura seca 10 20Azúcar granulada 1 2Agua a una temperatura de 30°C.
(Levapan, 2012)
2.1.4. TÉCNICAS UTILIZADAS EN LA ELABORACIÓN DE UNA BEBIDAALCOHÓLICA FERMENTADA
2.1.4.1. Acondicionamiento del mosto
Por acondicionamiento o corrección del mosto, se entiende el ajuste del
contenido de azúcar, acidez y nivel de saneamiento (Ruiz, 2003).
7
2.1.4.2. Adición de azúcar
De acuerdo a Blouin & Peynaud (2004), a partir de la composición del mosto a
enriquecer y del grado alcohólico buscado, se calcula la cantidad de azúcar a
añadir. La gran variación del rendimiento de la fermentación alcohólica en su
transformación de azúcar a alcohol hace difícil un cálculo preciso. Son
necesarios aproximadamente de 16 a 19 g de azúcar por litro de mosto para
producir 1 % vol. de alcohol.
2.1.4.3. Control de acidez y pH
La fermentación continúa satisfactoriamente cuando el pH del mosto ha sido
ajustado entre 4.5 y 5. Este pH favorece a la levadura y es lo suficientemente
bajo para inhibir el desarrollo de muchos tipos de bacterias. En la industria de
licores generalmente se utiliza el ácido sulfúrico para ajustar el pH del mosto,
aunque el ácido láctico es también satisfactorio para favorecer el desarrollo de
las levaduras. También se puede utilizar ácido cítrico para nivelar el pH
(Prescott, 1960).
2.1.4.4. Adición de anhídrido sulfuroso
De una forma general, el anhídrido sulfuroso ejerce, frente a los
microorganismos presentes en el mosto de forma natural, una acción
antimicrobiana. Las bacterias son más sensibles al SO 2 que las levaduras, en
particular las bacterias acéticas (Flanzy, 2000).
De acuerdo a Troost, G. (1985), la utilización del anhídrido sulfuroso está
permitida, pero no se debe sobrevalorar su efecto, pues las cantidades
máximas permitidas no son suficientes para inhibir la fermentación alcohólica.
8
2.1.4.5. Inoculación
El propósito de inocular con levaduras a un jugo o mosto preparado, es la
producción rápida de etanol y el desarrollo de las sustancias aromáticas
responsables del bouquet (Delgado, 1994).
2.1.4.6. El control del grado alcohólico
De acuerdo a Blouin & Peynaud (2004), el aumento del grado alcohólico está
acompañado de diversos efectos secundarios con frecuencia importantes para
la acidez y sus componentes. Estas modificaciones tienen un impacto directo
sobre la calidad general, a menudo acompañado de mejoras organolépticas
específicas.
2.1.4.7. Los trasiego
Según Blouin & Peynaud (2004), la primera función del trasiego es separar los
desechos de la bebida. Esto permite la eliminación de microorganismos, lo cual
disminuye los riesgos de desarrollos posteriores y, por tanto, de enfermedades
microbiológicas.
En la operación de trasiego, es conveniente controlar parámetros como la
turbidez, pues de ellos depende la calidad de la bebida, además de la
temperatura y el pH, los mismos que deben tener valores inferiores a 18ºC y
4,0 respectivamente; con lo cual se inhibe la acción enzimática y el producto
será más estable (Covas, 2004).
2.1.4.8. El embotellado
El embotellado en elaboraciones artesanales generalmente es realizado de
forma manual cuidando siempre la salubridad del proceso. Pueden emplearse
9
botellas de vidrio o de plástico. Las primeras aunque son más costosas,
protegen el producto de foto-oxidaciones y por lo general utilizan tapones de
corcho. Las botellas plásticas, por otro lado, disminuyen grandemente los
costos del producto, son livianas e irrompibles, pero, por ser con frecuencia
incoloras, pueden llegar a ocasionar foto-oxidaciones, además de hacer más
notorias las precipitaciones que eventualmente pueden presentarse en un
producto (Gonzales, 2007).
2.2. AGUAMIEL
2.2.1. DEFINICIÓN
El aguamiel es un líquido dulce (7 a 14 °Baumé), éste puede ser ácido o
ligeramente alcalino, incoloro y transparente. Posee un ligero olor herbáceo y
contiene diversos minerales, además de ser rico en carbohidratos y proteínas
(Gentry, 1982).
De igual forma, al aguamiel se le han atribuido propiedades curativas; así
como, cierto poder laxante. Así también, es considerado como un medio
favorable para la proliferación de numerosas especies de microorganismos, los
cuales le confieren la característica de líquido fácilmente alterable, lo que
permite la generación de una fermentación espontánea en un corto intervalo de
tiempo (Sánchez, 1978).
2.2.2. COMPOSICIÓN DEL AGUAMIEL
El aguamiel que exuda el Agave americana L. está compuesto principalmente
por agua en un 97% y un 3% de carbohidratos simples (azúcares), proteínas,
grasas, además de micronutrientes esenciales para el crecimiento microbiano.
Estos micronutrientes encontrados en el jugo del Agave americana L. son:
fósforo, sodio, potasio, magnesio, calcio y vitamina C (Bautista, 2006).
10
2.3. CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL AGUAMIEL
2.3.1. ORIGEN E HISTORIA
En Ecuador a la “Penca” se la encuentra a lo largo del callejón interandino de
la región sierra, frecuentemente como cercas vivas. El nombre científico
correspondiente de esta planta es Agave americana L. (Cueva, 1999).
La penca de Agave americana L. ha sido difundida desde hace ya muchos
siglos en el continente Americano por razones alimenticias, artesanales,
ornamentales, religiosas y otros por múltiples usos; por lo que su origen y área
de distribución natural es en cierto grado especulativo. Sin embargo según
diversos estudios coinciden en afirmar que México es el centro y origen de
dispersión del género Agave al resto del continente en épocas prehispánicas, y
posteriormente al mundo entero, ya que aún se hallan agaves en estado
silvestre (Abundis, 2007).
El nombre científico Agave americana L., fue publicado por vez primera en
“Species plantarum” por Carl Linné (1753) y su clasificación científica es Reino:
Plantae. Filo: Magnoliophyta. Clase: Liliopsida. Orden: Asparagales. Familia:
Agavaceae. Género: Agave. Especie: Agave americana Linné. Variedades:
americana, margarita, medio-picta, expanda, latifolia, oaxacensis (Hristov,
2004).
2.3.2. PRODUCCIÓN DE AGUAMIEL EN EL ECUADOR
Ñamarín (2009), cita que en la actualidad un 10% de los habitantes de las
comunidades de Uduzhapa y Ñamarín de la ciudad de Quito se dedican a
producir, el licor llamado chaguarmishqui (tequila) y miel, productos que se
comercializan a nivel interno y regional por su poder curativo-medicinal,
mientras que la panela se produce para consumo familiar.
11
En Pujilí el chaguarmishqui es una actividad de trabajo para la mayoría de sus
habitantes, aquí lo comercializan como horchatas, natural o hervido. Esta
bebida hervida es dulce y natural.
2.3.3. ASPECTOS AGRÍCOLAS DE LA PENCA
2.3.3.1. Exigencias Agroecológicas
Clima: Temperados, secos.
Temperatura: 19 – 32 °C (soporta temperaturas bajas).
Humedad: 300 – 1600 mm anuales.
Altitud: 1300 – 2820 msnm.
2.3.3.2. Requerimientos edáficos
Textura: Arenosa, franco arenosa, permeables, profundos, fértiles.
Acidez: pH 5.0 – 6.5
Tipo de suelo: Suelos de cordilleras, sueltos, permeables.
2.3.3.3. Sistema de propagación
Hijuelos: Nacen de la base de las plantas, desde los rizomas (forma
más común).
Mesistemáticos: Se usan las yemas de plantas jóvenes.
2.3.3.4. Plagas y enfermedades principales
Plagas Insectiles: Cortador del tallo, Cochinilla, Barrenador del tallo.
Enfermedades Fúngicas: Mancha de la hoja, Pudrición seca del cuello,
Pudrición del cuello.
12
2.3.4. OBTENCIÒN DEL AGUAMIEL
2.3.4.1. Cosecha
Cuando la planta ha alcanzado el punto de madurez previo a la salida del
chaguarquero, o mejor dicho la gigante inflorescencia, es el momento idóneo
para la elaboración del orifico donde se acumulará el aguamiel cortando unas
pocas hojas que obstaculizan el acceso al corazón de la planta. Así también si
lo que se desea es la obtención del corazón o “piña”, el estado de madurez
deberá ser el mismo, debido a que en este estado el corazón de la planta se
encuentra cargado de nutrientes y carbohidratos de reserva para la inminente
salida de la inflorescencia (PDA Pujilí Guangaje, 2006).
2.3.4.2. Recolección
Se acumula el exudado o aguamiel en el orificio elaborado en el tronco o
corazón.
Se realiza la primera recolección a los ocho días de haber sido elaborado el
orificio. Dependiendo de la edad del Cabuya y del tamaño del orificio de
acumulación de aguamiel, se podrá recolectar todos los días desde ½ litro,
hasta los 3 litros/planta en cada uno de los tres turnos por día. El tamaño
global del Agave hará que esta cosecha dure desde un mes hasta seis meses,
hasta que la planta se haya secado (PDA Pujilí Guangaje, 2006).
2.3.4.3. Extracción
Existe en el interior de la penca un dulce natural rico en nutrientes y para su
extracción hay que retirar sus hojas con el fin de tener fácil acceso al líquido
que se encuentra en el corazón de la planta; posteriormente se procede a
retirar aproximadamente ocho litros en el día (retirando uno en la mañana y
otro en la tarde). Una vez realizado éste proceso se debe raspar el corazón de
13
la planta para que no cicatrice utilizando un instrumento denominado aspina y
luego se procede a tapar cuidadosamente el agujero para que no entre ningún
tipo de impureza, animal o agua (Gonzáles, 2007).
2.3.4.4. Fermentación
Según Escalante, Rodríguez, Martínez, López, Bolívar, Gosset (2004), el
proceso de fermentación inicia en el maguey, donde se encuentran
microorganismos autóctonos como levaduras, bacterias lácticas, bacterias
etanólicas y bacterias productoras de exopolisacáridos. Estos microorganismos
fermentan parte de los azúcares disponibles en al aguamiel. El tiempo de
fermentación puede durar de 12 a 48 horas, si se tienen condiciones de
temperatura adecuada y en los recipientes no está ninguna sustancia que
tenga un efecto inhibidor. A medida que pasa el tiempo se presentan cambios
importantes como un incremento en el porcentaje de alcohol y formación de
exopolisacáridos.
2.3.4.5. Almacenamiento
Si el chaguarmishqui no va a ser sometido a otro proceso, se lo envasa
inmediatamente, y se lo comercializa como “licor blanco” o sin reposos (AMT,
2008).
2.3.5. UTILIZACIÓN DEL AGUAMIEL
2.3.5.1. Miel
Es un líquido, en forma de una pasta que sirve como alimento y como
medicamento con una infinidad de aplicaciones, producto con alto contenido de
nutrientes, muy apreciado para sanar la descalcificación de los huesos,
reumatismos, afecciones bronquiales, reconstituyente cerebral, problemas
anémicos, entre otros (Fajardo C., Erika E. & Sarmiento F., Sandra c., 2007).
14
2.3.5.2. Panela
Para la obtención de la panela se emplea al mismo proceso que se utiliza para
obtener la miel, solo el punto es un poco más avanzado y se comprueba
mojándose las manos, se toma un poco de espuma, cuando ésta al enfriarse
se quiebra, ha llegado al punto de panela, se saca y se vierte en moldes para
dejarlo secar.
Al transcurrir ocho horas esta lista (cuajada), procediendo seguidamente a
sacar del molde para su respectivo uso (Fajardo C., Erika E. & Sarmiento F.,
Sandra c., 2007).
2.3.5.3. Mishque Masamorrado
Es una bebida que se utilizaba como complemento de cada comida diaria, en
la actualidad elaboran muy pocas familias. Su preparación consiste en
recolectar el mishque, poner en una olla de barro a cocinar, cuando está tibio,
se agrega harina de maíz y se remueve con cuchara de palo para que no
forme grumos hasta que se cocine, durante 30 minutos, removiendo
constantemente para evitar que se queme. Para obtener sabores diferentes se
puede usar hierba luisa, anís de campo, cedrón u otros (Fajardo C., Erika E. &
Sarmiento F., Sandra c., 2007).
2.3.5.4. Colada o Mishque con Arroz de Cebada
Se prepara poniendo en una olla de barro 1 litro de mishque, y el arroz de
cebada, se hace hervir, cuando hace espuma se procede a retirar las
impurezas o cáscaras a afrecho de la cebada, se cocina por 30 minutos luego
de lo cual está listo para servir.
Para variar sabores igualmente se agrega hierbas del gusto. Este producto
también se utiliza como fibra intestinal (Fajardo C., Erika E. & Sarmiento F.,
Sandra c., 2007).
15
2.3.5.5. Inóculo
El aguamiel fermentado también cumple la función de inóculo para la
elaboración de pan.
El proceso consiste en dejar reposar por un lapso de 3 a 6 horas el aguamiel y
cuando éste presenta espuma es el momento apropiado para (Fajardo C.,
Erika E. & Sarmiento F., Sandra c., 2007).
3. METODOLOGÍA
16
3. METODOLOGÍA
3.1. OBTENCIÓN DEL AGUAMIEL
3.1.1. CARACTERIZACIÓN
El aguamiel fue recolectada en la parroquia de Nayón, ubicada en la provincia
de Pichincha, del cantón Quito. La Tabla 3 presenta las características de la
situación geográfica y climática de la zona.
Tabla 3. Situación geográfica y climática de la Parroquia Nayón
Extensión 2000 Ha
Clima Temperatura ambiente esde 23° C.
Altitud 2580 m.s.n.m.
(Gobierno Parroquial de Nayón, 2013)
La cosecha del aguamiel, como se menciona en el numeral 2.3.4.1., se llevó a
cabo 2 horas antes de su procesamiento, tomando en cuenta parámetros
como: madurez y apariencia física.
3.1.2. EXTRACCIÓN DEL AGUAMIEL
El procedimiento de obtención del aguamiel, se presentan esquematizados en
la Figura 1.
17
Figura 1. Esquema del proceso de extracción del aguamiel
Las operaciones para la obtención del aguamiel, esquematizadas en la Figura
1, se describen a continuación.
Las pencas fueron cosechadas en Nayón manualmente, considerando
parámetros de madurez y apariencia física.
Cortar
Aguamiel
Seleccionar
Agave americano
Recolectar
Hojas
Filtrar Impurezas
Raspar Tallo o corazón
Cubrir
Agujerear
Agujero con una piedra
Reposar 8 días
18
3.1.2.1. Selección
Los agaves fueron seleccionadas considerando que no presentan defectos,
plagas y sobretodo que estén maduros. Se sabe que un agave está maduro
después de cinco o siete años.
3.1.2.2. Corte
Una vez seleccionados los agaves, se procedió a cortar las hojas para poder
realizar un agujero.
3.1.2.3. Raspado
Hecho el agujero se debe raspar el tallo o corazón de la planta con un
instrumento denominado aspina para que empiece a producirse el jugo.
3.1.2.4. Cubierta
Posteriormente se procede a tapar el agujero con una piedra para que no
entren insectos u otros objetos extraños.
3.1.2.5. Reposado
Se debe dejar reposar al agave durante 8 días para poder obtener una buena
cantidad de jugo.
3.1.2.6. Retiro
Después de esperar el tiempo adecuado se procede a retirar el jugo.
19
3.1.2.7. Filtración
Finalmente se cierne el jugo para evitar que pase algún insecto u objeto
extraño que estuvo durante el tiempo de reposo.
3.1.3. Caracterización fisicoquímica del aguamiel.
Para la caracterización fisicoquímica del aguamiel, se envió 3 muestras del
aguamiel a un laboratorio certificado (Multianalítyca), donde se realizaron los
análisis presentados en las Tabla 4.
Tabla 4. Análisis Proximal del Aguamiel
PARÁMETROANALIZADO
UNIDADES MÉTODO INTERNO MÉTODO DEREFERENCIA
Sólidos Solubles °Brix MFQ-17 AOAC 932.12
Acidez (Ac. Cítrico) % MFQ-07 AOAC 947.05
pH --- MFQ-18 INEN 783
Sólidos Totales % MFQ-110 AOAC 920.151(Multianalítyca, 2012)
3.2. FORMULACIÓN DE LOS DISTINTOS MOSTOS PARA LAFERMENTACIÓN
En la Tabla 5 se indican los ocho tipos de mostos a partir del aguamiel; a
diferente temperatura, y con o sin adición de levaduras y azúcar.
20
Tabla 5. Combinaciones realizadas en la elaboración de los distintos mostos
TRATAMIENTOS TEMPERATURA DEFERMENTACION
°Brix LEVADURAS
T1S1L120ºC
Natural del aguamiel* Con adiciónT1S1L1 Natural del aguamiel* Sin adiciónT1S2L1 Corregido** Con adiciónT1S2L2 Corregido** Sin adiciónT2S1L1
25°CNatural del aguamiel* Con adición
T2S1L2 Natural del aguamiel* Sin adiciónT2S2L1 Corregido** Con adiciónT2S2L2 Corregido** Sin adición
* 5 °Bx del aguamiel** Corregido a 22 °Bx. (Arozarena, 2007)
Para el acondicionamiento y formulación de los mostos, se emplearon
parámetros y cantidades recomendadas en la formulación de mostos para
vinos, como se indica en la Tabla 6.
Tabla 6. Parámetros para formulación de vinos.
Para el desarrollo de la fermentación de los mostos, se diseñó un micro
fermentador, mediante el uso de un erlenmeyer de 500 ml, cubierto
herméticamente con un tapón de caucho en la parte superior y acoplado a éste
una trampa de aire mediante el uso de un tubo pyrex con la finalidad de
impedir el paso del oxígeno al interior del erlenmeyer y permitir la salida de
dióxido de carbono producido en el interior del mismo por acción de las
levadura en el mosto durante la fermentación.
21
En la parte inferior del erlenmeyer se implementó una salida que permitiera la
toma de muestras para los análisis de sólidos solubles, acidez y pH y facilitar el
trasiego del aguamiel a los envases sin los sedimentos formados durante el
proceso, como lo muestra la Figura 2.
Figura 2. Esquema del micro fermentador diseñado para el proceso defermentación del aguamiel. a) erlenmeyer b) trampa de aire c) corcho
d) dispensador de muestras
Una vez obtenidas las 24 muestras, estas fueron colocadas en dos estufas de
marca MEMMERT, modelo UNB-100, donde las 12 primeras muestras fueron
sometidas a temperatura de 20°C y las 12 muestras siguientes fueron
sometidas a temperatura de 25°C para el desarrollo de la fermentación.
b
a
c
d
22
3.3. ELABORACIÓN DE LA BEBIDA ALCOHÓLICAFERMENTADA (CHAGUARMISHQUI)
El proceso de elaboración del chaguarmishqui, se presenta esquematizado en
la Figura 3. Para el proceso fermentativo previo a la obtención del
chaguarmishqui, se tomaron en cuenta la influencia de tres tipos de
parámetros:
Temperatura
°Brix
Crecimiento de levaduras
*
* Proceso de fermentación sin adición de levadura
Figura 3. Procedimiento realizado en la elaboración del Chaguarmishqui.
Las operaciones para la elaboración del chaguarmishqui, esquematizado en la
Figura 3, se describen a continuación.
Sulfitado
Inoculación
Fermentación
Trasiego
Envasado
Meta bisulfito de sodio(0.16 g/L mosto)
Saccharomyces cerevisiae(0.15 g/L mosto)
Chaguarmishqui
Aguamiel
Control de temperaturaa 20 y 25°C
23
3.3.1. ACONDICIONAMIENTO DE MOSTOS
El acondicionamiento para los mostos T1S2L1, T1S2L2, T2S2L1 y T2S2L2,
como se indica en la Tabla 5 y 6, se llevó a cabo mediante la adición de azúcar
con la ecuación [2] (Arozarena, 2003):
3.3.2. SULFITADO
El sulfitado se realizó en los 8 mostos obtenidos con la adición de
Metabisulfito de sodio (0.16 g/L mosto) (Ruiz, 2011).
3.3.3. INOCULACIÓN
La inoculación fue realizada a los mostos T1S1L1, T1S2L1, T2S1L1 y
T2S2L1, para lo que se empleó levadura activa seca rehidratada
(LEVAPAN) en una concentración de 0.15 g/L mosto (Arozarena, 2007).
3.3.4. FERMENTACIÓN
La fermentación de las 24 muestras fue llevada a cabo en dos estufas de
marca MEMMERT, modelo UNB-100, las 12 primeras muestras a la
temperatura de 20°C y las 12 siguientes a la temperatura de 25°C durante
cuatro días.
3.3.5. TRASIEGO
El trasiego se realizó a temperatura ambiente, desde los fermentadores hasta
los envases.
24
3.3.6. ENVASADO
Dicho procedimiento fue llevado a cabo a temperatura ambiente, se emplearon
envases de plástico, previamente lavados con agua potable y desinfectados
con agua clorada (100 ppm cloro).
3.4. ANÁLISIS FISICOQUÍMICO DEL CHAGUARMISHQUI
Para la caracterización del chaguarmishqui, se analizaron los parámetros:
grado alcohólico, acidez total, índice de refracción a 20ºC, grado
refractométrico a 20ºC y pH, establecidos por la norma NMX-V-037-1972 para
pulque manejado a granel, los cuales son detallados en la Tabla 7.
Tabla 7. Análisis Fisicoquímico del Chaguarmishqui según norma NMX-V-037-1972
PARÁMETROANALIZADO
REQUISITO DE LANORMA
MIN MAXMÉTODO DE
ANÁLISIS
Grado Alcohólico %de alcohol por
Volumen0.6 4.0 NMX-V-043
Acidez Total(ácido láctico) g/100
ml.
0.40 0.70 NMX-V-042
Índice de refracción(Refractómetro deinmersión) a 20ºC
1.3365 1.3380 NMX-V-045
Gradorefractométrico
(Refractómetro deinmersión) a 20ºC
25 ------- NMX-K-048
pH 3.5 4.0 NMX-V-041(NMX-V-037-1972)
25
3.4.1. DETERMINACIÓN DEL GRADO ALCOHÓLICO PROBABLE DELCHAGUARMISHQUI
Se calculó el grado alcohólico probable de cada una de las muestras de
chaguarmishqui, con la finalidad de comparar dichos resultados con los datos
del grado alcohólico real, obtenido en el análisis químico realizado.
Para la determinación del grado alcohólico probable de cada uno de los 8
tratamientos, se tomó como referencia lo mencionado por Blouin y Peynaud
(2004).
La gran variación del rendimiento de la fermentación alcohólica en su
transformación de azúcar a alcohol hace difícil un cálculo preciso. Son
necesarios aproximadamente de 16 a 19 g de azúcar por litro de mosto para
producir 1 % vol. de alcohol. Dada la imposibilidad de prever el rendimiento
futuro de la fermentación, es recomendable calcular la adición de azúcar
tomando como referencia de 17 a 17,5 g/L para los vinos blancos.
Por tanto, el cálculo para obtener el grado alcohólico probable de cada uno de
los tratamientos, tendrá la siguiente ecuación [3]:
3.5. ANÁLISIS SENSORIAL DEL CHAGUARMISHQUI
Para la evaluación sensorial del chaguarmishqui se contó con consumidores
habituales de este producto, es decir con personas que viven en la parroquia
de Nayón. Para determinar el grado de aceptación del chaguarmishqui
obtenido, se solicitó a los panelistas una prueba de aceptabilidad sensorial por
atributos.
26
Se presentó a 60 panelistas, dos muestras de chaguarmishqui pertenecientes
a los Tratamientos T2S2L1 y T2S2L2, ya que cumplieron con los parámetros
requeridos por la norma mexicana NMX-V-037-1972.
Los panelistas evaluaron los atributos: apariencia, color, olor, sabor, dulzor,
textura, acidez y aceptabilidad global de las muestras de chaguarmishqui, para
lo cual se puso a disposición de ellos, una ficha de evaluación sensorial con
una escala hedónica de 1 a 9 donde 1 significa me disgusta muchísimo y 9 me
gusta muchísimo, la cual se muestra en el Anexo IV.
Los datos obtenidos se evaluaron mediante un análisis de varianza ANOVA
Factorial, con la prueba “tuckey” y un nivel de confianza de 0.05%, mediante el
programa estadístico statgraphics centurion XVI versión 16.1.15.
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
27
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA Y MICROBIOLÓGICADEL AGUAMIEL
Se realizó el análisis fisicoquímico del aguamiel, para ser comparados con
algunos de los parámetros de la Norma Mexicana NMX-V-022-1972, en la cual
se clasifica el aguamiel en dos tipos I y II con un solo grado de calidad.
En las Tablas 8 y 9 se muestran los resultados obtenidos del análisis
fisicoquímico y microbiológico respectivamente. Este estudio indica que los
parámetros encontrados después del análisis no se alejan de la norma y que
el aguamiel extraído es clasificado como tipo II.
Tabla 8. Análisis Fisicoquímico del Aguamiel
PARÁMETROS UNIDAD RESULTADO 1
Sólidos Solubles (°Brix) % 5.0±0.2Acidez (Ac. Cítrico) % 0.52±0.2
pH - 4.16±0.2Sólidos Totales % 3.28±0.2
(Multianalítyca, 2012).1 Promedio desviación estándar (n=3)
El porcentaje de acidez indica el contenido de ácidos libres y es la acidez
propia de la penca. El aguamiel es un medio complejo, cuya constitución afecta
al ácido que se encuentra disuelto, por sus interacciones con los demás
componentes como son: agua, sacarosa, glucosa, fructosa, gomas, proteínas,
minerales y vitaminas, los cuales se ven afectadas por el proceso de
extracción, la edad, añejamiento, el tiempo en el que fue tomada la muestra,
época del año, condiciones del suelo, clima entre otros, que le confieren una
acidez característica.
28
El pH obtenido fue de 4.16, valor cercano al que se encuentra en la norma con
la cual se está comparando.
Los sólidos solubles obtenidos (5 °Brix) fueron cercanos a los establecidos en
la norma mexicana. Los sólidos solubles representan principalmente azúcares,
sin embargo se sabe que existen ácidos y sales disueltas que afectan esta
medición. La edad de la penca afecta principalmente en la cantidad de sólidos
solubles que se obtienen en el aguamiel.
El porcentaje de sólidos totales obtenidos del análisis del aguamiel fue bajo en
comparación a especificaciones de la norma.
Los resultados microbiológicos del aguamiel permiten afirmar que el aguamiel
tiene gran cantidad de microorganismos principalmente levaduras que le
permiten fermentarse rápidamente. Para el análisis microbiológico se tomó en
cuenta el CODEX STAN 161-1989 que indica que el aguamiel debería estar
libre de microorganismos patógenos. El tiempo y temperatura de recolección
influye drásticamente en la carga microbiana del aguamiel.
Tabla 9. Análisis Microbiológico del Aguamiel
PARÁMETROS UNIDAD RESULTADO
Recuento de aerobios totales ufc/ml 1.0 x 10 8
Recuento de coliformes ufc/ml 9.6 x 10 2
Recuento de E. coli ufc/g 10Recuento de mohos ufc(ml <10
Recuento de levaduras ufc/ml 8.0 x 10 5
Recuento de S. aureus ufc/g 1.0 x 10 4
(Multianalítyca, 2012)
29
4.2. ELABORACIÓN DE LOS DISTINTOS MOSTOS PARA LAFERMENTACIÓN
Se elaboraron 8 mostos o tratamientos experimentales diferentes con 3
réplicas respectivamente, los cuales se indican en la Tabla 10.
Tabla 10. Tratamientos experimentales para la formulación de 8 mostos apartir del aguamiel
TRATAMIENTOSAZÚCAR
(g)LEVADURA*
(g)META
BISULFITODE SODIO**
T1S1L1 - 0.09 0.10T1S1L2 - - 0.10T1S2L1 136.79 0.09 0.10T1S2L2 136.79 - 0.10T2S1L1 - 0.09 0.10T2S1L2 - - 0.10T2S2L1 136.79 0.09 0.10T2S2L2 136.79 - 0.10
* Saccharomyces cerevisiae (0.15 g/l mosto)** Meta bisulfito de sodio (0.16 g/l mosto)
Según estudios realizados se puede comprobar que el metabisulfito de sodio
ayuda a eliminar ciertos microorganismos y solo dejar vivas a las levaduras
para que se encarguen del proceso de fermentación, es por eso que podemos
decir que la adición de levadura fue innecesaria, ya que las levaduras naturales
del aguamiel llevaron a término la fermentación. Esto se pudo demostrar al
comparar entre si los mostos, ya que al pasar por el mismo proceso y tiempo
de fermentación no se pudo ver que la adición de levaduras en algunos de los
mostos haya hecho que la fermentación sea más rápido.
Posiblemente la adición de azúcar ayudó de gran manera a la fermentación del
aguamiel, ya que al finalizar el proceso estos tratamientos tuvieron mayor
aceptación.
30
4.3. RESULTADOS DE LA FERMENTACIÓN DELCHAGUARMISHQUI
Los tratamientos T1S1L1, T1S1L2, T2S1L1 y T2S1L2 iniciaron el proceso de
fermentación con 4.5 °Brix a temperatura de 20ºC; mientras que los
tratamientos T1S2L1, T1S2L2, T2S2L1 y T2S2L2 inician con 22 °Brix a
temperatura de 25 °C.
En la Figura 4 se puede observar que a las 69 horas (3 días) de fermentación
los tratamientos T1S1L1 y T1S1L1 alcanzaron 3.1 °Brix finales y los
tratamientos T1S2L1 y T1S2L2 llegaron a 12.5 °Brix debido a la adición de
azúcar. Mientras que los tratamientos T2S1L1 y T2S1L2 alcanzaron 3.0 y 3.1
°Brix finales, respectivamente; contrario a los tratamientos T2S2L1 y T2S2L2
que llegaron a 12.1 °Brix también debido a la adición de azúcar. Cabe
mencionar que a los tratamientos T1S1L1, T1S2L1, T2S1L1 y T2S2L1 se les
agregó levadura artificial.
En México se puede encontrar un producto parecido al chaguarmishqui,
llamado pulque pero a diferencia del chaguarmishqui, este se obtiene de otro
tipo de penca (Agave atrovirens), es por esta razón que al querer comparar los
resultados obtenidos del proceso de fermentación existe cierta similitud entre
los productos ya que el pulque se fermenta a las 36 horas y el chaguarmishqui
se fermentó a las 69 horas (3 días).
31
0
5
10
15
20
25
0 7 13 23 36 46 59 69
SOLI
DOS
SOLU
BLES
(°B
RIX)
TIEMPO DE FERMENTACION (h)
T1S1L1
T1S1LL2
T1S2L1
T1S2L2
T2S1L1
T2S1L2
T2S2L1
T2S2L2
Figura 4. Cinética de Fermentación del Chaguarmishqui a 20°C y 25°C
En la Tabla 11 se puede observar el °Brix consumido por hora para cada
tratamiento.
Tabla 11. °Brix consumidos/hora según Tratamientos
Tratamientos °Bxconsumidos/h 2,1
T1S1L1 -0.20 0.01 a
T1S1L2 -0.19 0.02 a
T1S2L1 -1.45 0.03 b
T1S2L2 -1.45 0.20 b
T2S1L1 -0.23 0.005 a
T2S1L2 -0.22 0.02 a
T2S2L1 -1.48 0.05 b
T2S2L2 -1.51 0.06 b
1 Promedio ± Desviación Estándar (n=8)2 Letras distintas indican diferencia estadística significativa (p<0.05).
En los tratamientos T1S2L1, T1S2L2, T2S2L1 y T2S2L2, se acelera la
velocidad de la cinética de fermentación ya que el consumo de los azúcares
es más rápido, y cuando la fermentación se estabiliza, es decir, se detiene el
32
consumo de azúcares; los azúcares consumidos son mayores, como se puede
observar en la Figura 5; lo que permite obtener una bebida alcohólica con
mayor grado alcohólico.
Figura 5. Azúcares consumidos (g/100ml) durante la fermentación de lostratamientos a 20ºC y 25 ºC.
La Tabla 12 muestra la cantidad de azúcares consumidos en cada tratamiento
al finalizar la fermentación, es decir, a las 69 horas (3 días), destacándose los
tratamientos T2S2L1 y T2S2L2:
Tabla 12. Azúcares Consumidos (g/100ml) según Tratamientos a las 69 horasde fermentación
Tratamientos AzúcaresConsumidos/h 2,1
T1S1L1 1.4 1.4 a
T1S1L2 1.4 1.4 a
T1S2L1 9.5 9.5 b
T1S2L2 9.5 9.5 b
T2S1L1 1.5 1.5 a
T2S1L2 1.4 1.4 a
T2S2L1 9.9 9.9 b
T2S2L2 9.9 9.9 b
1 Promedio ± Desviación Estándar (n=69)2 Letras distintas indican diferencia estadística significativa (p<0.05).
33
4.4. ANÁLISIS FISICOQUÍMICO DEL CHAGUARMISHQUI
El resultado del análisis fisicoquímico realizado a los 8 Tratamientos se
muestra en la Tabla 13.
Tabla 13. Resultado del Análisis Fisicoquímico para los 8 Tratamientos
(MULTIANALITYCA, 2013)
Los Tratamientos T2S2L1 y T2S2L2 cumplen con los requisitos establecidos
en la norma mexicana NMX-V-037-1972, mientras que los otros tratamientos
tienen variaciones en sus resultados, por lo que se descarta su uso.
En cuanto al grado refractométrico, el único tratamiento que no cumplió con las
especificaciones de la norma es el T1S2L2 ya que este al momento del análisis
no tenía la temperatura necesaria.
Los resultados obtenidos del índice de refracción de los 6 primeros
tratamientos no cumplen con las especificaciones de la norma, por lo que no
fueron utilizados para realizar el análisis sensorial.
34
El pH obtenido para los 8 tratamientos se encontró en un intervalo entre 3.8 a
4.2; los resultados de los tratamientos T2S2L1 y T2S2L2 son los más cercanos
a los valores establecidos por la norma (3.5 a 4.0).
Los porcentajes de acidez de los 5 primeros tratamientos no cumplen con las
condiciones establecidas en la Norma Mexicana, mientras que los 3 últimos
tratamientos cumplen con los rangos permitidos 0.40 a 0.70.
Los tratamientos T1S2L2, T2S1L2, T2S2L1 y T2S2L2 cumplen con las
especificaciones de la norma mexicana en cuanto a reductores totales (0.20 a
0.50), mientras que los tratamientos restantes no están dentro de los rangos
permitidos.
En cuanto al grado alcohólico los tratamientos T1S2L1, T1S2L2, T2S2L1 y
T2S2L2 son los que se encuentran dentro de los rangos permitidos por la
norma, además estos tratamiento se acercan al ºGL del pulque que es 4.265.
4.5. DETERMINACIÓN DEL GRADO ALCOHÓLICO PROBABLEDEL CHAGUARMISHIQUI
Para la determinación del grado alcohólico probable de cada uno de los 8
tratamientos, se tomó como referencia lo mencionado en el numeral 3.4.1.
La Figura 6 muestra el incremento del grado alcohólico de cada uno de los
tratamientos al transcurso de las 69 horas (3 días) de fermentación.
35
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0 7 13 23 36 46 59 69
°GL
TIEMPO DE FERMENTACION (h)
T1S1L1
T1S1L2
T1S2L1
T1S2L2
T2S1L1
T2S1L2
T2S2L1
T2S2L2
* (Blouin y Peynaud, 2004)
Figura 6. Grado Alcohólico Probable (17.5 g/L de azúcar produce 1°GL)*
Se puede observar que el mayor grado alcohólico probable, se obtuvo en los
Tratamientos T2S2L1 y T2S2L2, con 5,68 ºGL, respectivamente.
Posteriormente se encuentran los tratamientos T1S2L1 y T1S2L2, con un
contenido de alcohol de 5,45 ºGL, cada uno. Mientras que, los Tratamientos
T1S1L1, T2S1L1 y T2S1L2 alcanzaron 0,82 ºGL y el Tratamiento T1S1L2
obtuvo 0,78 ºGL. El grado alcohólico que obtuvimos del chaguarmishqui (5,68
ºGL), tiene cierta similitud con el grado alcohólico del pulque (4,265 ºGL), esto
podría deberse a que los dos productos se obtiene de plantas y procesos
similares.
La Tabla 14 indica las diferencias significativas entre tratamientos, en función
del incremento de grado alcohólico por hora de cada tratamiento. Se puede
observar que los tratamientos con mayor grado alcohólico fueron los
tratamientos corregidos, pero entre estos el mejor fue el T2S2L2.
36
Tabla 14. Gradiente Grado Alcohólico Probable (17.5g/L - 1%vol.alcohol) / horasegún Tratamientos
Tratamientos Gradiente ºGL probable 2,1
T1S1L1 0.11 0.004 a
T1S1L2 0.11 0.01 a
T1S2L1 0.83 0.02 b
T1S2L2 0.83 0.12 b
T2S1L1 0.13 0.003 a
T2S1L2 0.12 0.01 a
T2S2L1 0.85 0.03 b
T2S2L2 0.86 0.04 b
1 Promedio ±Desviación Estándar (n=69)2 Letras distintas indican diferencia estadística significativa (p<0.05).
Como se muestra en la Tabla 15 no existe mayor diferencia entre los
resultados obtenidos del análisis de grado alcohólico probable y el grado
alcohólico real, a excepción de los tratamientos T1S1L2 y T2S1L2 que su
diferencia es notable.
Tabla 15. Comparación de resultados del Grado Alcohólico Probable y Real delChaguarmishqui a las 69 horas de fermentación
TratamientosGrado Alcohólico
ProbableMétodo 1
Grado AlcohólicoReal
(análisis químico)T1S1L1 0.82 0.9T1S1L2 0.78 1.2T1S2L1 5.45 5.4T1S2L2 5.45 5.5T2S1L1 0.86 0.8T2S1L2 0.82 1.6T2S2L1 5.68 5.2T2S2L2 5.67 5.2
4.6. ANÁLISIS SENSORIAL DEL CHAGUARMISHQUI
Una vez realizados los análisis fisicoquímicos a las muestras de
chaguarmishqui, requeridos por la Norma Mexicana NMX-V-037-1972, se
37
realizó la evaluación sensorial únicamente a las muestras que cumplieron con
los parámetros, las cuales corresponden a los tratamientos T2S2L1 y T2S2L2,
como se muestra en la Tabla 16.
Tabla 16. Análisis Sensorial por Atributos del Chaguarmishqui
ATRIBUTOSTRATAMIENTOS
7(T2S2L1) 2,1
8(T2S2L2) 2,1
TESTIGO 2,1
Apariencia 7.8 1.2 a 7.5 1.3 ab 7.2 1.0 b
Color 7.8 1.2 a 7.3 1.1 b 7.0 1.0 b
Olor 7.1 0.7 a 6.9 0.8 a 6.9 0.8 a
Sabor 7.3 1.2 a 7.4 1.1 a 7.2 1.1 a
Textura 7.1 1.1 ab 7.4 1.0 a 7.0 0.9 b
Dulzor 7.5 1.0 a 7.7 1.1 a 7.4 0.9 a
Acidez 4.7 1.3 b 5.5 1.4 a 5.3 1.5 a
Aceptabilidad global 7.5 1.2 ab 7.9 1.1 a 7.2 0.9 b
1 Promedio ± Desviación Estándar (n=60)2 Letras distintas indican diferencia estadística significativa (p<0.05)
La Figura 7 muestra gráficamente los resultados obtenidos en el análisis
sensorial de los mejores tratamientos y la muestra testigo. Se puede observar
que el tratamiento T2S2L2 tiene mayor aceptabilidad global a diferencia del
tratamiento T2S2L1 y la muestra testigo.
En cuanto a la acidez el tratamiento T2S2L1 tiene menor aceptación a
comparación de las otras muestras.
El tratamiento T2S2L1 tiene mayor aceptación en cuanto al color comparando
con el tratamiento T2S2L2 y la muestra testigo.
En los demás resultados como apariencia, olor, sabor, textura y dulzor se
puede observar que no hay mayor diferencia entre las tres muestras.
38
Figura 7. Análisis sensorial de los mejores tratamientos experimentales
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
39
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES
Las formulaciones óptimas para elaborar el chaguarmishqui, que
cumplieron con los parámetros de calidad de la Norma Mexicana y las
de mayor aceptación por parte de los panelistas, fueron las elaboradas
con los Tratamientos T2S2L1 y T2S2L2, logrando un grado alcohólico
de 5.2 % vol., pero la mejor debido a los bajos costos es el Tratamiento
T2S2L2 ya que a este no fue necesario agregarle la levadura artificial.
La levadura Saccharomyces cerevisiae de panificación (liofilizada) no
aceleró la velocidad de fermentación de los mostos a los que fue
añadida, y cuando la fermentación se estabilizó (69 horas), los azúcares
consumidos no incrementaron, lo que permitió obtener un producto con
grado alcohólico bajo en comparación a los mostos que fermentaron sin
la adición de levaduras.
El aguamiel en estado natural contiene una gran población de
microorganismos, lo que quiere decir que al ser un medio nutritivo y rico
en azúcares es propenso a procesos fermentativos espontáneos.
Las muestras de chaguarmishqui de mejor formulación, que fueron
envasadas en botellas de plástico con tapas, mantuvieron las
características sensoriales estables durante el tiempo de
almacenamiento (6 días) ya que al momento de ser evaluadas
sensorialmente obtuvieron resultados favorables.
40
Al realizar el análisis sensorial, se pudo comprobar la aceptabilidad del
producto, por lo que se podrían realizar estudios para promover la
industrialización de esta bebida.
5.2. RECOMENDACIONES
Continuar con el estudio de aprovechamiento del aguamiel
desarrollando nuevos productos que sean de beneficio para la población
que se dedica a su recolección.
Se recomienda la esterilización de envases utilizados para el
almacenamiento de chaguarmishqui, con el fin de mantener estables las
características fisicoquímicas, sensoriales y microbiológicas.
Para elaborar bebidas alcohólicas fermentadas, se recomienda realizar
la recolección del líquido en el menor tiempo posible ya que, la
fermentación del mismo empieza en el instante en que es recolectado,
lo que conlleva a una alteración en las características organolépticas
iniciales.
La identificación y aislamiento de las cepas de levadura que se
encuentran de manera natural en el aguamiel, puede ser un motivo de
estudio a fin de encontrar microorganismos que trabajen de una mejor
manera en la fermentación, generando mayores rendimientos de alcohol
y mejores características organolépticas.
BIBLIOGRAFÍA
41
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FCIAL – UTA.
ANEXOS
47
ANEXOS
Anexo I. Fotografías del Proceso de Elaboración delChaguarmishqui
Extracción del aguamiel
Aguamiel
48
Análisis Fisicoquímico
a. Medición de la Acidez
b. Medición de los °Brix c. Medición del pH
d. Medición de los Sólidos Totales
49
Mostos
Fermentacion de los mostos
50
Trasiego
51
Anexo II. Ficha de Evaluación Sensorial
Evaluador: Fecha: _______ Hora: _____
Indicaciones:
A continuación se dispone de 2 muestras de chaguarmishqui y 1 muestra testigo, lascuales deberán ser catadas de izquierda a derecha, bebiendo agua después de cadaevaluación.
Marque con una “x” la calificación que le parezca, según la característica solicitada.
M1 M2 M31 Me disgusta muchisimo2 Me disgusta mucho3 Me disgusta moderadamente4 Me disgusta poco5 Ni me gusta, ni me disgusta6 Me gusta poco7 Me gusta moderadamente8 Me gusta mucho9 Me gusta muchisimo1 Me disgusta muchisimo2 Me disgusta mucho3 Me disgusta moderadamente4 Me disgusta poco5 Ni me gusta, ni me disgusta6 Me gusta poco7 Me gusta moderadamente8 Me gusta mucho9 Me gusta muchisimo1 Me disgusta muchisimo2 Me disgusta mucho3 Me disgusta moderadamente4 Me disgusta poco5 Ni me gusta, ni me disgusta6 Me gusta poco7 Me gusta moderadamente8 Me gusta mucho9 Me gusta muchisimo1 Me disgusta muchisimo2 Me disgusta mucho3 Me disgusta moderadamente4 Me disgusta poco5 Ni me gusta, ni me disgusta6 Me gusta poco7 Me gusta moderadamente8 Me gusta mucho9 Me gusta muchisimo
CALIFICACIONCARACTERISTICAS NIVEL DESCRIPCION
Apariencia
Color
Sabor
Olor
52
1 Me disgusta muchisimo2 Me disgusta mucho3 Me disgusta moderadamente4 Me disgusta poco5 Ni me gusta, ni me disgusta6 Me gusta poco7 Me gusta moderadamente8 Me gusta mucho9 Me gusta muchisimo1 Me disgusta muchisimo2 Me disgusta mucho3 Me disgusta moderadamente4 Me disgusta poco5 Ni me gusta, ni me disgusta6 Me gusta poco7 Me gusta moderadamente8 Me gusta mucho9 Me gusta muchisimo1 Me disgusta muchisimo2 Me disgusta mucho3 Me disgusta moderadamente4 Me disgusta poco5 Ni me gusta, ni me disgusta6 Me gusta poco7 Me gusta moderadamente8 Me gusta mucho9 Me gusta muchisimo1 Me disgusta muchisimo2 Me disgusta mucho3 Me disgusta moderadamente4 Me disgusta poco5 Ni me gusta, ni me disgusta6 Me gusta poco7 Me gusta moderadamente8 Me gusta mucho9 Me gusta muchisimo
Textura
Dulzor
Acidez
AceptabilidadGlobal
53
Anexo III. Análisis Fisicoquímico del Aguamiel
54
Anexo IV. Análisis Fisicoquímico del Chaguarmishqui(Tratamiento T2S2L1)
55
Anexo V. Análisis Fisicoquímico del Chaguarmishqui (TratamientoT2S2L2)
