UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZOFACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

DESCRIPCION DEL PROCESO PARA LA ELABORACION DE VINOPROYECTO FINAL DE SEMESTREPRESENTADO POR:EDGAR MORENOALEXIS MALDONADODIEGO BUENAOLIZETH CHAMBAHENRY CABADIANA

DIRECTOR(A):MSc.Demelza Felipe HernndezDocente de la catedra de Microbiologa.UNACH

Riobamba /Ecuador, Enero del 2015

Tabla de contenidos1. Introduccin 1.1 Historia de la fermentacin alcohlica Elaboracin de bebidas alcohlicas :Vino1.2 Materias primas necesarias1.3 De donde obtenerlas 1.4 Consumo del producto en el pas (Macro: Consumo del producto en el pas; Micro : Kg / persona por ao 2. Identificacin de las etapas de la elaboracin del producto.2.1 Tiempo aproximado de cada etapa2.2 Maquinaria necesaria para la elaboracin de cada proceso 2.3 Materias primas a aadir en cada etapa 2.4 Tiempo total de elaboracin del producto 2.5 Descripcin de los procesos biolgicos y microbiolgicos que tienen lugar en cada paso.3. Descripcin de los procesos biolgicos y microbiolgicos que tiene lugar en cada paso.3.1 Identificacin de los microrganismos implicados3.2 Caractersticas de los microorganismos3.3 Descripcin del proceso metablico. 4. Descripcin general por medio de un esquema

1. NTRODUCCINComment by Consumidor: Colocar bien1.1 FERMENTACION DEL ALCOHOL (VINO) - HISTORIA La historia de la fermentacin alcohlica se determin por un factor cuntico que desarrollo el qumico bilogo Antoine Lavoisier (1743-1749) quien, en el estudio de fermentacin, determino el principio de la materia y expreso una ley que perdurara por todos los siglos ecuacin algebraica para el siguiente fenmeno:Mosto de uva = Acido carbnico + Alcohol Seguido del enunciado de Antoine, Gay- Lussac (1778-1850) expresa lo mismo con la ley que nos dice: C2H12O62C2H6O+2CO2+57KCAL/mol Posteriormente Jacob Berzelius (Suecia) define a la fermentacin como un fenmeno cataltico, similar a la descomposicin del agua oxigenada por una esponja de platino y expresa la idea de fermentos orgnicos. Cagniard de la Tour y Schwab observaron en el microscopio y encontraron una estrecha vinculacin entre la multiplicacin de pequeos microrganismo y la intensidad de la fermentacin de mostos de vino donde se desarrollaban. Sin embargo el mundo cientfico difiri de esta opinin hasta que Pasteur (1822-1895) demostr en el ao de 1872 que aquellos microrganismo vivan a expensas de materias primas dulces, descomponindolas en alcohol y dixido de carbono, y que tales organismos vivientes constituan los fermentos organizados. Liebeg (1803-1873) se manifest contrario a dicha hiptesis ya antes mencionada. Considerando que los fermentos orgnicos eran sustancias de naturaleza proteica que producan un desdoblamiento natural de las molculas de azcar. Estas opiniones eran precursoras del concepto de enzimas, pero no fueron aceptadas en su poca. En 1896, Buchner (1860-1917) efectu un descubrimiento importante que compatilizaba la idea de microrganismo fermentativos de Pasteur y de enzimas de Liebeg, demostrando que la accin de fermentacin estaba en las clulas vivas de levaduras, pero que poda ser extrada de ellas destruyendo las clulas con acetona o trituraron con arena, obteniendo un jugo que a pesar de hallarse libre de clulas era capaz de reproducir todas las fases de la fermentacin alcohlica de la glucosa INTRODUCCINELABORACIN DE BEBIDAS ALCOHLICAS: VINO Las bebidas alcohlicas son soluciones aromatizadas de etanol, que se deriva de numerosos sustratos, que pueden ser cereales, uvas u otras frutas, o carbohidratos en general. La fermentacin de bebidas alcohlica es el proceso biotecnolgico ms antiguo hecho por el hombre. Primero se aplic como mtodo de conservacin de frutas, pero despus se adopt por la elaboracin y manejo de bebidas alcohlicas, tales como el vino. La elaboracin del vino se dio origen en Egipto y Mesopotamia mucho antes del ao 200 Ac, y se extendi a toda la regin del Mediterrneo, la cual contina siendo hoy por hoy la mayor rea de produccin en el mundo. Otras diferentes regiones en las que se produce el vino suelen tener climas similares al de la zona mediterrnea como es el caso peculiar de Chile, Australia, Sudfrica y Argentina. El mosto de uva debido a su alto contenido de azcares (aprox. 200 g/L) y su natural pH (3,5 acido) es un medio selectivo para las levaduras y se considera que contiene todos los nutrientes necesarios para el desarrollo de los microrganismos Existe una amplia gama de vinos alrededor del mundo y su calidad vara considerablemente. Los vinos secos son aquellos en que los azucares del jugo fermentan en su totalidad, en tanto que en los vinos dulces parte del azcar se deja despus del proceso de fermentacin. Todo lo desarrollado sobre la vinificacin se refiere a vino de uva de los cuales existen dos variedades: blancos y vino tinto; la produccin y demanda que se obtienen de estos no es igual en algunas etapas. La fermentacin del mosto es un proceso bioqumico muy exigente y a su vez muy complejo, en el que intervienen levaduras, mohos y bacterias, siendo los primeras los microorganismos claves en la vinificacin , ya que son los responsables de la fermentacin alcohlica y reaccionan muy bien en la conversin del jugo de uva (mosto). Estos microorganismos pueden ser endgenos (provenientes de la piel de las uvas y de las superficies de las bodegas) o exgenos (cultivos seleccionados). Las levaduras como las bacterias ejercen una accin que beneficia en la calidad de los vinos. Las levaduras que participan en la fermentacin del vino son de dos tipos: 1.-las llamadas levaduras silvestres que se dan en las uvas cosechadas que posteriormente se les aadir en el mosto para que lleven a cabo el proceso de la fermentacin 2.- las levaduras de vino cultivadas, las cuales se adicionan al jugo para iniciar la fermentacin Sin embargo hay estudios que respaldan el estudio de diferentes especies de levaduras como son Saccharomyces y Saccharomyces ludwigii, estas sobreviven largos periodos en el proceso de fermentacin. La levadura de vino puede tolerar hasta un 12 % a 14 % de etanol antes de detener su desarrollo. En los vinos no fortalecidos, en contenido alcanzado de este alcohol est determinado parcialmente por la tolerancia de la levadura al mismo y en parte por la cantidad de azcar contenida en el jugo.Las levaduras pertenecen al reino fung y dentro de el a la divisin Eumicota que conglomera a los denominados hongos verdaderos.1.1 Materias primas necesarias. Las principales materia primas que participan en la obtencin del vino de naranja son la naranja y la levadura.

LA NARANJA La naranja es el fruto del naranjo dulce, rbol que pertenece al gnero Citrus de la familia de las rutceas. El naranjo dulce Citrus sinensis se debe confundir con el amargo (Citrus aurantium) cultivado desde antiguo como el rbol. Los frutos llamados hesprides, tiene la particularidad de que su pulpa est formada por numerosas vesculas compuestas de abundante jugo. Por lo general su color es anaranjado, de ello su nombre, aunque algunas variedades d naranja son casi verdes cuando estn maduras. Su sabor caracterstico vara del dulce y el amargo. El futo por lo general se cosecha en invierno o a mediados de verano, de all proviene su fama como la mejor fruta para afrontas altas temperaturas. Procin comestible es de 73 gramos por cada 100 gramos de producto fresco. El fruto es de escaso valor calrico, con un aporte de fibra soluble (pectinas) cuyas propiedades se relacionan con la disminucin de colesterol y glucosa en la sangre, as como el desarrollo de la flora intestinal. En su composicin se debe tomar en cuenta la elevada cantidad de Ac.ascorbico o vitamina C (una naranja de tamao medio aporta 82 mg de vitamina C siendo 60 mg la ingesta recomendada al da) .Contiene tambin cantidades razonables de folatos y en menor cantidad, Vitamina A.Adems la naranja aporta carotenoides con actividad provitamina A.

Composicin nutricional Por 100 g de porcin comestible Por unidad mediana (225g)

Energa(Kcal)Protenas (g)Lpidos totales(g)Hidratos de carbono(g)Fibra(g)Agua(g)Calcio(mg)Hierro(mg)Yodo (micro g)Magnesio(mg)Zinc(mg)Sodio(mg)Potasio(mg)Vitamina C (mg)Vitamina D

420.8Tr8,6288,6360,32120,183200500

691,3Tr14,13,314659,10,53,319,70,34,932982,10

(alimentos.org, 2011) LEVADURAS Son hongos que pertenecen en gran parte por el grupo Ascomicetos, es decir a los hongos capaces de formar esporas que se contiene el interior de un asca. Su reproduccin puede darse asexualmente por germinacin o por escisin. Cuando las condiciones son adversas a mayor parte de las levaduras pueden reproducirse sexualmente. La fermentacin del mosto suele darse desencadenada mente de forma natural y espontanea a partir de las propias levaduras presentes en el mismo, a este tipo de fermentacin se le llama fermentacin espontnea y se caracteriza porque el transcurso de la misma intervienen varias especies de levaduras, algunas de las cuales coexisten en el tiempo y otras se suceden secuencialmente en funcin de su poder alcohologeno. En la sucesin de especies interviene las levaduras como S. cerevisiae que generalmente domina durante la mayor parte del tiempo. En ocasiones la conjugacin de un sulfitado excesivo y bajas temperaturas retarda el inicio de la fermentacin.

ESPECIE Saccharomyces cerevisiae; es un hongo unicelular, especie de levadura, de todas la ms importantes en enologa ya que es la responsable d la fermentacin de la mayor parte de azucares del mosto. Su poder alcohologeno es elevado y es bastante resistente al SO2 (250mg/L). (Taylor&Francis, 2009)Al igual que la cerveza, la levadura ms empleada para fabricar el vino es la saccharomyces cerevisiae. Dentro de esta especie la mejor variedad la ellipsoideus la cual posee diferentes caractersticas: Tienen formas elpticas Tienen una menor capacidad fermentativa Pueden seguir fermentando en concentraciones de alcohol ms elevadas (18% v/v) Son ms resistentes a la presencia de cidos, taninos y dixido de azufre, lo que permite utilizar este ltimo para inhibir el crecimiento de diferentes microorganismos. (HERNANDEZ, 2003)

TANINA La tanina le da astringencia al vino, sabiendo que la naranja es un ctrico, esto har que el producto obtenga un sabor caracterstico a vino dulce de naranja.

MACRO: CONSUMO DEL PRODUCTO EN EL PAIS El consumo de vino ya no es solo para sociedades de mayor poder adquisitivo, tambin se est transformando en una bebida que consumen los sectores ms populares aunque la mayor parte en fechas como Navidad, fin de ao y tambin acontecimientos familiares. El fenmeno de una mayor cantidad de aceptacin del vino, ha resultado en un incremento notorio de las cantidades importadas, recientemente se dieron algunos comercios del tipo vinotecas y clubes de vino que difunden y promocionan el consumo de vinos finos. La produccin de vino en el Ecuador es mnima por lo general se trata de vinos de baja calidad y de tipo dulce, por lo que casi la totalidad del vino es importado. En el caso de los vinos de menor calidad o de los vinos de frutas, estos son envasados en cartn en empaque tetra pack y tienen una creciente aceptacin entre los jvenes gracias a sus precios econmicos y competitivos. La mayor parte de los vinos que se importan y se comercializan en el Ecuador son de procedencia chilena debido a una mejor relacin calidad-precio. Esto se debe a que este producto tiene un arancel del 0% de entrada al mercado, gracias al acuerdo de complementacin econmica firmado entre estos dos pases. Los vinos chilenos son ampliamente conocidos en el Ecuador y se los reconoce como de una muy buena calidad.MICRO: CONSUMO DEL PRODUCTO L/PERSONA*AO Los vinos que se comercializan en el Ecuador, entre un 61% a 66% son expendidos a travs de supermercados. En Ecuador se encuentran vinos de Chile, Argentina, Espaa, Estados Unidos, Canad, Italia, Francia entre otros pero los ms consumidos segn encuestas son vinos chilenos. Su demanda en el pas, el 90% de los vinos que se consumen son importados y el 10% restante son producidos por 5 empresas ecuatorianas se dice que no es muy consumido por la baja calidad. De acuerdo con el informe de la OMS, en Ecuador las cifras tambin son lideradas por la cerveza con el 67%, los licores con un 32% y el vino con el 1%. Segn una encuesta que fue realizada a mayores de 12 aos e incluye el consumo de bebidas destiladas, cerveza y vino. El incremento de consumo de vino aumenta significativamente: al ao 2 000 solo era de una copa; hoy el consumo es de una botella y media. En precios, estos van desde $6 a $14. Adems, en la mayora de los restaurantes y hoteles de lujo el vino ya forma parte de la carta de presentacin de los mens y como decamos anterior en el consumo macro tambin se consume en acontecimientos familiares o sociales.El vino consumido en el mercado ecuatoriano son de las siguientes formas: La Botella de vidrio de 750 ml. Botella de vidrio de 2 litros Botella de vidrio de 5 litros (vinos frutales de bajo precio) Envases Tetra Brick de 1 litro (bien sustituto por la relacin bajo precio)

2. IDENTFICACIN

ETAPAS DE LA ELABORACIN DEL VINO Para llevar a cabo el proceso microbiolgico de la preparacin del vino tenemos que tomar en cuenta tres pasos fundamentales antes de elaborarlo: El o los microorganismos La materia prima a usar Los factores fsicos y qumicos. La vinificacin es un proceso que transforma del jugo de frutas en vino, al llevarse a cabo la fermentacin alcohlica mediante la accin de levaduras. La fermentacin, convierte a los azucares que contiene los jugos en alcohol. (Scheihing, 2005).MICROORGANISMO Saccharomyces cerevisiae; levadura autctona seleccionada para poner a prueba en la fermentacin del jugo de naranja.MATERIA PRIMA La naranja a usar es del genero Citrus sinensis, la cual se usa para la obtencin del mosto de la naranja que se procesa en una planta piloto con aproximadamente 50 naranjas (lavadas pero no encerradas) procedente de una zona determinada del pas.FACTORES QUIMICOSUno de los efectos imprescindibles en enologa es la presencia y ausencia de nutrientes y de sustancias inhibidoras provistas en la materia prima. A la falta de nutrientes se le atribuye la parada de la fermentacin esto casi siempre por falta de nutriente necesarios para el desarrollo de levaduras. Las fermentacin incompleta que aqueja a todo el mundo normalmente se da cuando el contenido neto de azcar residual es de 2 g/L o menos en 5 a 15 das, esto dependiendo de la temperatura y de la concentracin inicial de azcar.

FACTORES FISICOS Entre un sinnmero de factores fsicos que se deben considerar en el momento de la vinificacin son el pH y la temperatura a la cual est sometida la fermentacin. Los mostos de naranja tienen que estar comprendidos entre un PH de 3,5 (pH acido) los microrganismos acido tolerantes son capaces de metabolizar anaerbicamente la fermentacin La temperatura acelera el metabolismo de las levaduras hacindolas crecer y causando daos en la velocidad de fermentar y afectando principalmente a los compuestos voltiles.El caso contrario sucede a bajas temperaturas el cual favorece a la obtencin de vinos con sabor ms frutado. (Maria, 2006)ETAPASDiagrama de flujo Obtencin del vino de naranjaIngreso de la Materia prima naranja

Seleccin y lavado

Extraccin del mosto (jugo de naranja)

Filtracin

Conservacin del mosto en envases de plstico

Primera fermentacin

Primer trasiego

Segundo trasiego

Embotellado y maduracin

TIEMPO ESTIMADO PARA CADA PROCESO

INGRESO DE LA MATERIA PRIMA NARANJA

La materia prima es seleccionada de una parte especfica del pas (Guaranda-chillanes), donde se desarrolla el fruto, el mismo que es receptado en mercados locales de la provincia de Chimborazo.Adquirimos la especie dulce Citrus sinensis con el hecho de obtener un vino de alta calidad que ser presentado en el lapso de 3 meses.Para la recepcin de la materia prima se tom alrededor de 6 horas.

SELECCIN Y LAVADOLa materia prima se selecciona de entre 100, 50 que sern las mejores para aproximadamente 4 a 5 lt de jugo de naranja.El lavado de la materia prima consiste en separar la suciedad de la superficie del fruto a los que se encuentra adherido residuos de polvo e impurezas.Antes de elaborar nuestro vino, es importante lavar el contendor de modo que el interior quede limpio (sin impurezas) y esto se lo hace cepillando varias veces con agua tibia o caliente.Alrededor de 3 horas aproximadamente para que la fruta sea la seleccionada y lavadaEXTRACCIN DEL MOSTO (JUGO DE NARANJA)La extraccin se hace por medio de molienda esto es el rompimiento de las pepas que permite que los jugos del interior se pongan en contacto con las partes solidas del fruto.Esta operacin se la realiza por medio de una mquina industrial que recibe las naranjas enteras (sin cascara) para triturarlas y realizar la extraccin y fijacin del jugo. Para la extraccin del mosto el tiempo estimado es alrededor de 8 horas utilizando una maquina industrial, a base de instrumentos caseros alrededor de 2 das.

FILTRACINEl mosto de naranja se hace pasar por un colador o una malla fina para separar las semillas y otros constituyentes solidos presentes en el fruto. Para este proceso el tiempo mximo es de 2 horas, utilizando materiales nuevos.PRIMERA FERMENTACIN DEL MOSTO Los contenedores a usar en la fermentacin son de 8 L y 10 respectivamente, los mismos que se debern desinfectar de microrganismos que habitan en el aire.Estos contenedores se cubren con telas o plstico transparente durante 120 horas con el propsito de permitir un crecimiento aerbico de las levaduras, lo que dar lugar al desgastamiento del Oxigeno (O2) disuelto en el mosto.Los microorganismos (levaduras) que se propagan contienen un alto contenido de Ac, grasos insaturados y un alto nivel de esteroides. Las levaduras en este proceso son aadidas, esto es:0.2gr de levadura por cada litro de jugoTOTAL = 2gr POR 10 ltAdems de levadura se aade sulfito que sirve para desinfectar el interior del envase de modo que no haya la posibilidad de que crezcan poblaciones microbianas, esto es:0.1 gr por cada litro

TOTAL = 1 gr POR 10 ltPRIMER TRASIEGO A los 30 das de iniciado el proceso de la fermentacin, cuando no se observa ningn destello de dixido de carbono (CO2), se efecta el primer trasiego para separar del sombrero (el sombrero es una capa de espuma que se encuentra en la parte alta del vino). En ese momento se toman apuntes de los cambios realizados en el mismo.El trasiego se hace por cada natural del vino a un contenedor extra que servir para almacenar el mosto los desperdicios del trasiego se conserva en un envase de plstico para su fermentacin, cabe recalcar esto, ya que la levadura se mantiene firme hasta el momento de ingerir. Estos contenedores se deben sellar de modo que no haya entrada de ningn microorganismo.SEGUNDO TRASIEGOPosteriormente realizado el primer trasiego, en un lapso de 60 das del inicio de la fermentacin, se realiza el segundo trasiego en un solo contenedor que se cubre de igual modo que el primer trasiego. Al producto obtenido se le denomina vino joven y de all se procede al acondicionamiento en la temperatura para su debido embotellamiento.

EMBOTELLADO Y MADURACINEl producto final obtenido en una proporcin de 5 lt se llena en frascos de vidrio, los cuales deben estar libres de impurezas, enjugados con agua clorada.Al llenarlos se debe dejar un espacio en lo alto de la botella en el pico espacio de cabeza que equivale al 10 % del tamao interno del envase.Para adquirir mayor grado del alcohol del vino se dejara reposar el tiempo necesario para que sea consumido. El tiempo que tardara en ser embazado estar en relacin con el tiempo que realicemos los trasiegos siendo el mximo de un mes para el embotellamiento.

3. DESCRIPCIN DE PROCESOS BIOLGICOS Y MICROBIOLGICOS.PROCESOS BIOLOGICOS Diferentes procesos se dan en toda la elaboracin del vino pero las ms importantes se dan en la fermentacin y en los trasiegos, los cuales describiremos a continuacin. Los procesos biolgicos que se producen en el vino se refieren bsicamente a la fermentacin natural del jugo (mosto) de naranja para la obtencin del vino. En nuestro proceso es necesario aplicar dos cosas; azcar y levadura.El proceso biolgico se origina cuando la levadura consume el mosto y origina de un total del 80% alcohol y lo restante en dixido de carbono.La fermentacin es un proceso muy complejo en el cual da lugar a transformaciones que inciden en la calidad, durante este proceso de fermentacin se desprende calor y la temperatura del jugo (mosto) cambia. El proceso de fermentacin con levaduras ocurre as: GLUCOSA ALCOHOL ETILICO + ANHIDRIDO CARBONICO + CALOR Fermentacin primariaEl proceso de la fermentacin nos indica que es una funcin de catalizacin que camia el jugo de naranja en alcohol.El comienzo de la fermentacin inicia cuando la mayor parte del azcar se convierte en alcohol. Este proceso se caracteriza por el movimiento del jugo en el envase.Este proceso se da debido al poco azcar que queda en el mosto la cual se transforma muy paulatinamente en alcohol, por la diminuta presencia de levadura presente en el vino, dada que las levaduras van decreciendo con el aumento de contenido de alcohol en lquido.En esta etapa se observa claramente un destello de burbujas del lquido en menor cantidad que la primera fermentacin. Primer trasiego Consiste en separar las levaduras del mosto, para que de esta manera se de la fermentacin.Esto se lo hace despus que las borras (restos celulares que se desprenden de Sacharomices cerevisaea) que se ha precipitado al fondo del contenedor y se efecta a los 15 das de realizado el trasiego. Estas borras estn constituidas por partes solidas de la naranja y levaduras muertas. Segundo trasiego Este segundo proceso consiste en separar el vino clarificad y limpiado de borras constituidas por las clulas muertas de las levaduras del primer trasiego.Este paso se debe hacer extrayendo el vino por la parte superior del contenedor cuidando de no arrastras las borras (resto de clulas muertas de las levaduras) y posteriormente corregir la cantidad de anhdrido sulfuroso agregando meta sulfito de potasio.IDENTIFICACIN DE PROCESOS Y MAQUINARIA MAQUINARIASEn la elaboracin del vino artesanalmente no necesariamente se utiliza maquinas que se usan en industrias grandes, en nuestro caso el proceso radica por maquinas que estn a nuestro alcance y que no son muy costosas. Para la seleccin de la fruta y su debido control de calidad se la realiza en base a su textura las ms compactas y de coloracin amarilla sern escogidas.Para la extraccin del jugo se utiliza una EXPRIMIDORA de metal que se consigue fcilmente en el mercado.Luego de obtener la materia prima convertida en jugo se procede a verterla en un contendor de plstico de 10 lt, que debe estar a una temperatura de 18 C.

Luego de un lapso de tiempo de haber permanecido en reposo el vino y formado el sombreo se procede a verter el vino a otro contendor de plstico de la misma medida y se debe pasar por tamices muy delgados.Por ltimo paso se debe trasladar del envase de plstico a botellas de vidrio para su debida maduracin.

Resumen Exprimidora Contenedores de plstico de 10 lt cada uno. Tamices Botellas de vidrio.INGREDIENTES USADOS EN CADA PASO En las etapas anteriores a la conservacin no del mosto no se le aade absolutamente nada debido a que solo se tritura la fruta y se obtiene el jugo.Conservacin del mosto en envases de plstico: en esta etapa el mosto obtenido se acondiciona es decir se le aade la levadura.Trasiegos: en estas etapas se le aade azcar si es necesaria y sus debidos nutrientes que le darn firmeza en su etapa de maduracin adems de ello se utilizara esencias para dar esa caracterstica organolptica en cuanto a olor sabor y color.

IDENTIFICACION DE LOS MICROORGANISMOS IMPLICADOS El mosto de naranja obtenido tras varios procesos es un medio naturalmente >>contaminado