INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGIA

[Escribir texto] [Escribir texto] [Escribir texto]PRÁCTICA 6

ELABORACIÓN Y EVALUACIÓN DE RON

1. OBJETIVOS.

1.1. Llevara a cabo la elaboración de una bebida alcohólica fermentada a base de azucares de caña de azúcar.

1.2. Analizar la influencia que tienen las condiciones de proceso en la calidad del producto.

1.3. Evaluar la calidad del producto y el proceso utilizado.

2. INTRODUCCIÓN.

Las bebidas alcohólicas son tan antiguas que su origen se pierde en los albores de las civilizaciones; de las bebidas alcohólicas no destiladas se tienen noticias desde varios siglos antes de la era cristiana. Los destilados son mas recientes y a pesar de que hay indicios de que ya se consumían en épocas remotas, sólo se tiene información confiable a partir de la edad media.

Al igual que para otros productos se considera que su descubrimiento fue casual, de hecho su elaboración permaneció como un arte durante mucho tiempo. En el caso de los destilados el proceso de destilación y rectificación fue un arte casi exclusivo de los alquimistas.

Sólo hasta que Leewenhoek examinó el mosto con sus lentes se empezó a relacionar la fermentación con los microorganismos. El estudio microbiológico constituyó un avance importante ya que permitió conocer las causas de la fermentación y controlar el proceso. Recientemente el control de la calidad de las bebidas es posible gracias al uso de cultivos puros.

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Aunque muchos microorganismo son capaces de llevar a cabo la fermentación alcohólica, se prefiere utilizar cepas del género Saccharomyces y es ampliamente utilizada la especie S. Cervisiae dentro de las cuales la variedad ellipsoideus ofrece una alta eficiencia.

Se conoce una gran variedad de bebidas alcohólicas destiladas y no destiladas y las materias primas son asimismo muy diversas, pero los procesos tienen en común que el alcohol se produce a partir de los azúcares libres del sustrato. El conocimiento de la ruta de conversión de los azúcares hasta el alcohol fue un verdadero hito en la historia de la bioquímica.

Actualmente se conoce a detalle la ruta metabólica seguida y se sabe que el azúcar se transforma en piruvato por la vía de Embdem-Meyerhoff-Parnas (EMP) y después el piruvato se transforma a acetaldehído con generación de CO2; el acetaldehído se reduce a alcohol mediante la acción de la enzima alcohol deshidrogenasa.

La mayor parte del azúcar (del 90 al 95%) se trasforma por la via de EMP, también intervienen otras rutas como la de Hexosa monofosfato (HMP) en grado menor. Además no todo el azúcar se transforma en alcohol y CO2 sino también se generan otros compuesto los cuales contribuyen en algo a las características propias de cada bebida.

El ron es una bebida alcohólica destilada para cuya elaboración se utiliza el jugo de la caña de azúcar o un subproducto de la elaboración de la azúcar y las melazas. Al destilado después de la fermentación se le llama aguardiente y sólo después de un año de añejamiento recibe el nombre de ron.

3. INVESTIGACIÓN PRELIMINAR.

3.1.1 El proceso y las condiciones que se deben cuidar para obtener productos de buena calidad.

3.1.2 Las normas existentes y los análisis que se realizan al producto.

3.1.3 La clasificación de la bebidas alcohólicas y a que tipo corresponde el ron y las características que debe presentar.

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4. MATERIALES Y REACTIVOS.

Autoclave EtanolPotenciómetro LugolEspectrofotómetro Agua estérilEstufa para humedad MelazaBalanza analítica Ácido sulfúrico Q.P.Centrífuga Ácido sulfúrico R.A.Parrilla eléctrica con agitación AntronaMicroscopio Urea2 pipetas estériles de 10 ml KH2PO4

2 alcoholímetros, 0 a 60° GL (NH4)2SO4

Y 0 a 100° GL Solución reguladora pH 7.02 matraces de 2 l Y pH 4.01 garrafón de 20 l Solución de cristal violeta3 pipetas de 10 ml Aceite de inmersión30 tubos de ensaye de 14 X 110 Solución de NaOH 2 N20 tubos de ensaye de 15 X 150 Solución de safranina2 vasos de precipitados de 100 ml Cultivos de tubos inclinados con1 matraz balón fondo plano de 4 l Saboraud Desxtrosa Agar de1 soporte universal S. cervisiae de 72 h incubado1 refrigerante A 30° C.1 mechero1 probeta de 250 ml, 500 ml y 1 l1 termómetro

5 DESARROLLO EXPERIMENTAL

5.1. TRATAMIENTO DE LA MELAZA

a) Diluir la melaza al doble con agua destilada.

b) Filtrar la solución en una coladera fina para separa partículas grandes.

c) Ajustar el pH a 2.0 adicionando ácido sulfúrico previamente diluido con agua destilada 1:1 y darle un tratamiento en autoclave a 121°C durante 15 min.

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d) Enfriar la solución y pasarla a frascos de centrífuga. Centrifugar durante 10 min a 5000 rpm decantar la melaza en otro recipiente y desechar el precipitado.

e) Determinar la concentración de azúcar por el métod de la antrona.

5.2. PREPARACIÓN DEL INOCULO

a) Preparar 500 ml de medio para el inoculo con la siguiente compsición:

Azucares totales (de melaza) 4%Urea 1%KH2PO4 0.5%

b) Ajustar el pH a 5.5

c) Esterilizar a 121°C durante 15 min y enfriar.

d) Adicionar 5 ml de una suspensión de levadura preparada en agua destilada estéril. Preparar frotis y comprobar pureza de cultivo

e) Incubar un dia a 30°C, de preferencia agitando.

5.3. PREPARACIÓN DEL MEDIO DE PRODUCCIÓN.

a) Preparar un garrafón de 12 l de medio de cultivo con la siguiente formula:

Azucares totales 15%Sulfato de amonio 2%KH2PO4 1%

b) Ajustar el pH a 5.5

5.4. PRODUCCIÓN DE RON.

5.4.1. Etapa de fermentación.

a) En condiciones asépticas tomar muestras del medio de producción para determinar pH y azúcares totales.

b) Incubar con el cultivo preparado en el punto 4.2. para este fin y homogeneizar.

c) Tomar muestras para realizar los análisis.

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d) Incubar a 28-30°C.

e) Tomar muestras a intervalos regulares de tiempo (6 a 8 h) para dedterminación de pH, acidez, azúcares, peso seco y grado alcohólico. Anotar resultados.

f) Si al cabo de 48 h de incubación , hay asentamiento en el fondo del garrafón y poca o nuloa producción de gas (lo que se observa por el burbujeo), dar por terminada la fermentación, en caso contrario prolongarla hasta las 72 h.

5.4.2. Destilación y añejamiento.

a) Al termino de la incubación decantar el mosto para separar el deimento y desechar éste.

b) Pesar la suspensión separada a un equipo de destilación en el cual debe haber enfriado eficiente para evitar fugas.

c) Destilar separando lo mas que se pueda el liquido de los sólidos. Anotar la variación de la temperatura que se observe y el volumen colectado correspondiente al tiempo en que se hacen las lecturas.

d) Hacer una segunda destilación para separar cabezas y colas, determinando las fracciones de acuerdo a los datos del punto anterior y lo esperado para la mezcla alcohol-agua.

e) Guardar la fracción media (corazón) en un recipiente de madera no resinosa y taparlo bien.

5.5. ANÁLISIS DE MUESTRAS.

5.5.1. Determinación del grado alcohólico.

a) Colocar 250 ml de muestra en el equipo de destilación.

b) Destilar recolectando el máximo volumen posible, no es necesario llegar a sequedad.

c) Adicionar agua destilada al volumen recolectado hasta completar 250 ml.

d) Determinar la concentración de alcohol por medio de un alcoholímetro, registrar la temperatura para corregir las lecturas.

5.5.2. Determinación de azucares por el método de la antrona.

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a) Colocar 2 ml de muestra en un tubo de ensaye; adicionar 1 ml de solución de antrona, mezclar y colocar en un baño de hielo.

b) Adicionar lentamente 4 ml de H2SO4 concentrado resbalando por las paredes para estratificar. Reposar de 2 a 3 min.

c) Si no se forma coloración verdosa en la interfase continuar, de lo contrario desechar y preparar otras muestras.

d) Agitar perfectamente y colocar en un baño de agua a ebullición durante 10 min.

e) Enfriar y leer a 520 nm lo mas rápidamente posible.

f) La curva patrón se prepara con una solución de glucosa para una concentración máxima de 100 g/ml siguiendo el mismo procedimiento. Todas las determinaciones deben hacerse por duplicado.

6. INFORME DE RESULTADO.

6.1. Construir la curva tipo de azúcares y hacer los cálculos para el ajuste de los medios.

6.2. Realizar el balance de la producción de alcohol a partir de los datos obtenidos.

6.3. Realizar una discusión del desarrollo de la fermentación.

6.4. Realizar un análisis del proceso de condiciones y características del mismo, así como del producto final.

6.5. Llevar a cabo una discusión acerca de la calidad del producto en relación a lo esperado y al proceso utilizado comparando con lo que se reporta en la bibliografía.

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7. BIBLIOGRAFÍA.

Casida, L.E. 1958. Industrial microbiology. John Wiley and Sons, N.Y.

Desrosier, N.W. 1984. Elementos de tecnología de alimentos. Ed. CECSA, México.

Pederson, C.S. 1979. Microbiology of food fermentations. AVI Pub. Co. Wesport, Conn.

Reed, G. 1985. Prescott and Dunn´s Industrial Microbiology. Academic Pres, N.Y.

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Webb, A.D. 1974. Chemistry of wine making. Advances in Chemical Series 137. Ed. by American Chemical Society Washinhton, D.C.

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