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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América) FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA Escuela Profesional de Ingeniería Química

TRABAJO ENCARGADO

TEMA:

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO

CURSO:

BIOTECNOLOGÍA

DOCENTE:

Dr. RAYMUNDO ERAZO ERAZO

INTEGRANTES:

CAYCHO QUIÑONES, JOSÉ ANTONIO CHAPILLIQUÉN EGAS, DIEGO ERNESTO ESPINAL SAMANIEGO, JEAN JORGE VILCARROMERO CHOCACA, KEILY

FECHA DE ENTREGA:

20 DE NOVIEMBRE DEL 2017

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO

ÍNDICE I)

RESUMEN .............................................................................................................................. 3

II)

INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 4

III)

OBJETIVOS ......................................................................................................................... 5

IV)

PRINCIPIOS TEÓRICOS ....................................................................................................... 6

V)

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ......................................................................................... 9

VI)

DISCUSIÓN DE RESULTADOS ........................................................................................... 13

VII)

CONCLUSIONES ............................................................................................................... 14

VIII)

RECOMENDACIONES ....................................................................................................... 15

IX)

BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 16

X)

CUESTIONARIO .................................................................................................................... 17

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO

I)

RESUMEN

El presente trabajo se realizó en el Laboratorio de Química Orgánica de la Facultad de Química e Ingeniería Química de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos y muestra el procedimiento para llevar a cabo la fermentación de uvas borgoña para la obtención de vino tinto. Se llevó a cabo la preparación del inóculo y se realizó el desgranado y estrujado de la uva, se filtró y colocó el jugo de uva y parte del hollejo en una damajuana, además de sulfato de amonio y fosfato dipotásico para crear condiciones aptas para el crecimiento de la levadura, se echó el inóculo y se colocó un tapón con air-lock para evitar la entrada de aire y permitir la salida de dióxido de carbono. Finalmente, tras exactamente una semana de fermentación se separó el vino de la levadura, se esterilizó y se enfrío, luego se echaron diferentes clarificantes para eliminar la turbidez del vino.

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO

II)

INTRODUCCIÓN

Las bebidas alcohólicas siempre han sido un elemento social muy importante desde la antigüedad, tanto el vino (uvas fermentadas), como la cerveza (cebada malteada fermentada) y la sidra (manzanas fermentadas), entre otras. Sin embargo, la obtención de bebidas alcohólicas, a pesar de poder ser llevada a cabo de manera sencilla siguiendo una receta y mejorándola por ensayo error, presenta una compleja gama de aspectos biotecnológicos, microbiológicos e ingenieriles, cuyo entendimiento facilita y optimiza la obtención de bebidas alcohólicas, además de tener una dependencia directa con la calidad final de estas bebidas. Es así que, tras haber desarrollado conocimientos teóricos en el curso de Biotecnología, es menester llevar estos conocimientos a la práctica y poder desarrollar una biorreacción de fermentación, siendo seleccionadas las uvas como materia prima y fuente de estudio para obtener vino tras una fermentación alcohólica.

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO

III)

OBJETIVOS

Conocer el procedimiento para llevar a cabo la fermentación alcohólica del jugo de uva borgoña para la obtención de vino tinto. Conocer el procedimiento para el cultivo de levadura y su adecuado uso. Identificar el uso de compuestos químicos para el control de calidad del vino.

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO

IV)

PRINCIPIOS TEÓRICOS

Fermentación: La fermentación una transformación catabólica de oxidación incompleta que convierte moléculas complejas (sustrato) en moléculas más simples (producto) mediante la intervención de un microorganismo, además de liberar calor. Existen diferentes tipos de fermentación dependiendo del producto obtenido, por ejemplo: -Fermentación acética  Forma ácido acético -Fermentación alcohólica  Forma alcohol -Fermentación láctica  Forma ácido láctico Fermentación alcohólica: La fermentación alcohólica es un tipo de fermentación anaerobia en la cual, una fuente de hidrato de carbono (glucosa, maltosa, dextrosa, etc.) se transforma en alcohol etílico y dióxido de carbono por acción de un microorganismo, comúnmente una levadura del género Saccharomyces. Esta fermentación es usualmente utilizada para la obtención de bebidas alcohólicas como vinos, cervezas, sidras, etc.

Uva: La uva es una fruta dulce que crece en racimos, tiene un alto contenido de azúcares, además proteínas, vitaminas y otros compuestos beneficiosos para la salud, existen diferentes tipos de uvas, como blancas, negras, amarillas, púrpuras, etc.

Figura 1: Variedades de uvas (Extraído de http://alimentossaludables.mercola.com/uvas.html)

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO Se puede utilizar para consumir directamente, así también como para elaborar diferentes productos como vino, pisco, vinagre, etc. La composición de esta fruta depende de la variedad, a continuación, se presenta un cuadro con las dos variedades más comunes.

Tabla 1: Composición de uva blanca y negra en 100 gramos

Uva blanca

Uva negra

Calorías

63

67

Hidratos de carbono (g)

16,1

15,5

Fibra (g)

0,9

0,4

Potasio (mg)

250

320

Magnesio (mg)

10

4

Calcio (mg)

17

4

Vitamina B6 (mg)

0,1

0,1

Provitamina A (µg)

3

3

Ácido fólico (µg)

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26

(Extraído de http://frutas.consumer.es/uva/propiedades)

Vino: El vino es una bebida alcohólica de origen europeo que resulta de la fermentación de uva (particularmente la especie Vitis vinífera), pero de gran consumo en Sudamérica y en todo el mundo en general. La ciencia que estudia la elaboración del vino se le denomina enología, mientras que se denomina ampelología al estudio de la vid. El contenido de alcohol del vino varía según el tipo de vino a elaborar, pero varía entre 7 a 18 grados de alcohol en volumen. Una clasificación general de los vinos se hace según su color, el cual depende de la uva utilizada, es así que se tiene: -Vino tinto: Elaborado con uvas tintas, la fermentación se realiza con el jugo de uva y el hollejo o cáscara de uva. -Vino blanco: Elaborado con uvas blancas, la fermentación se realiza únicamente con el jugo de uva.

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO El proceso de elaboración de vino se basa en 3 pasos principales: -La obtención del mosto de uva. -La fermentación y obtención de etanol -La adecuación final (esterilización, pasteurización, etc.) Un proceso más detallado se muestra a continuación:

Figura 2: Diagrama de flujo para la elaboración de vino (extraído de http://julian.olmo.en.eresmas.net/PAGINASDE/Ed4it.htm)

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO

V)

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Preparar 20ml de cultivo (semilla), en un Erlenmeyer de 250ml conteniendo: glucosa 1%, peptona de caseína 0.5%, extracto de levadura 0.3%, sulfato de amonio 0.3%, fosfato dipotásico 0.3%, pH 4 – 4.5 e inocular con 2 o 3 azadas del cultivo puro e incubar a 28 – 30ªC por 24 a 48 horas.

2. Traer el día de la práctica 5 a 6kg de uva madura de preferencia. 3. Lavar con abundante agua de caño y desgranar.

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO 4. Prensar la uva suavemente evitando moler las pepas. Realice el estrujado de las uvas. El estrujado se puede realizar a mano, para luego poder colar el jugo de la uva, reteniendo en el tamiz la parte sólida del racimo.

5. El hollejo de grano de uva posee una gran carga de microorganismos adheridos a él. Para que se realice la fermentación alcohólica y se transforme el azúcar del grano en el alcohol del futuro vino, hace falta la presencia de un tipo de microorganismos llamados levaduras.

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO 6. Al mosto de uva, se le agrega sulfato de amonio 0.25%, fosfato dipotásico 0.15%. Llenar el frasco con medio de cultivo en cantidad suficiente para dejar espacio libre entre la boca y el medio para facilitar el crecimiento de la biomasa y crear las condiciones de anaerobios requeridas para el proceso con el cultivo obtenido.

7. Para evitar la proliferación de otros organismos indeseables, se utiliza la adición de sales sulfurosas y en particular de meta bisulfito de potasio. 8. Inocular y fermentar de 3 a 7 días. Cuando la fermentación esté llegando a su fin, no habrá desprendimiento de anhídrido carbónico. Una forma de detectar el anhídrido carbónico es introducir un fósforo encendido por la boca de la damajuana, si el fósforo se apaga es porque aún existe anhídrido carbónico dentro.

9. Finalizada la fermentación, se procede a pasteurizar a 50 – 55ªC por 15 minutos. 10. Clarificar con clara de huevo por una o dos semanas, o por el método químico.

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO MATERIALES USADOS: -

Una olla Cocinilla eléctrica

-

Coladores

-

Damajuana

-

Reactivos químicos Termómetro

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO

VI)

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

-El procedimiento de elaboración de vino es relativamente sencillo en aspectos mecánicos, sin embargo, se debe tener cuidado con las semillas de uva, los cuales poseen taninos que otorgan amargor indeseado al vino; se debe utilizar un tapón con airlock para evitar la oxidación del vino, así como su contaminación por fuentes externas; la esterilización del vino debe llevarse a cabo de manera rigurosa, puesto que una temperatura muy elevada puede generar pérdidas de volátiles, componentes aromáticos del vino. -El medio de cultivo para la propagación de levadura y para su posterior crecimiento celular debe poseer diferentes componentes, como el sustrato de hidrato de carbono, así también como fuentes de nitrógeno, azufre, fósforo, etc., además de poseer una temperatura y pH adecuado dependiendo de la actividad de la levadura. -Debido a que el jugo de uva no tiene los componentes adecuados para un buen crecimiento celular, fue necesario añadir sales de sulfato de amonio y fosfato dipotásico. -Para evitar fuentes de contaminación biológicas además de una posible oxidación del vino, se añadió metabisulfito de potasio, el cual se convierte en dióxido de azufre, componente con propiedades antimicrobianas, antisépticas y antioxidantes. -La eliminación de la turbidez del vino se lleva a cabo utilizando clarificantes, es necesario que la mayor cantidad de proteínas (fuente de turbidez) sean extraídas del vino, pues los restos de levadura presentes en el vino pueden utilizar estas proteínas y formar ácidos grasos, los cuales brindan amargor al vino.

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO

VII) CONCLUSIONES -Tras haber seguido las indicaciones del protocolo, se pudo llevar exitosamente la fermentación alcohólica de las uvas, obteniendo vino. -La levadura debe tener un adecuado medio de cultivo para una fermentación adecuada. -El sulfato de amonio y el fosfato dipotásico sirven para que se lleve a cabo un adecuado crecimiento celular; el metabisulfito de potasio ayuda a evitar la contaminación en el vino, mientras que los clarificantes eliminan la turbidez en el vino.

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO

VIII) RECOMENDACIONES -Para la filtración del jugo de uva, se podría usar otro medio filtrante en vez de coladores, por ejemplo, tela tocuyo. -Los materiales utilizados deben ser esterilizados con etanol para evitar una posible fuente de contaminación, aun así, se utilice el metabisulfito. -Se podría añadir una fuente de azúcar diferente al jugo de uva para poder obtener mayor grado de alcohol en el vino.

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO

IX)

BIBLIOGRAFÍA

-Fermentación. URL: https://quimica.laguia2000.com/general/fermentacion -Fermentación alcoholica.php

alcohólica.

URL:

https://www.tempeh.info/es/fermentacion-

-El SO2 en los vinos. URL: http://www.comenge.com/blog/enologia/el-so2-en-losvinos.html -Feduchy, E. 1955. Clarificación de vinos. Instituto Nacional de Investigaciones Agronómicas, Madrid.

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: PRODUCCIÓN DE VINO

X)

CUESTIONARIO

1. ¿Cómo funciona la esterilización por sulfitación? El metabisulfito de potasio adicionado al vino se convierte en SO2 por la acción fermentadora de la levadura, el cual es útil por su función antimicrobiana, antiséptica y antioxidante. Sin embargo, si el vino posee SO2 en altas dosis, puede ser perjudicial para la salud. 2. ¿Cuál es la razón por la cual se debe evitar triturar las pepas? Las pepas o semillas de las uvas contienen sustancias orgánicas llamadas taninos, los cuales poseen un sabor amargo y astringente al paladar humano, lo que afecta negativamente a la calidad del vino. 3. ¿Cuál o cuáles son los elementos que se encuentran en el hollejo y da color al vino? También llamado bagazo, es el conjunto de pieles, pulpas, semillas o tallo de la fruta, es básicamente, la materia sólida que se obtiene luego de prensar la uva. La importancia del hollejo es que contienen la mayor parte del color y del aroma, influyendo de forma decisiva en el sabor del vino y en el proceso de fermentación, aportando agua ácido málico y tartárico, sales, tanino, materia colorante, aromas, etc. 4. ¿Cuáles son las bondades que hoy en día se sabe del vino para la salud humana? Existen diferentes bondades del vino para la salud humana, sin embargo, las más importantes son las siguientes: -

Proporciona protección contra las enfermedades coronarias, contra accidentes cerebrovasculares isquémicos y aterosclerosis. Aumenta el nivel de lipoproteínas en la sangre. Tiene acción antibacteriana y antihistamínica. Contiene vitaminas que favorecen a la piel. Reducen la tensión arterial y el nivel de insulina en la sangre.

5. ¿A qué se denomina pie de cuba? El pie de cuba es una técnica de preparación que se realiza antes de las primeras vendimias. El objetivo es crear una población inicial de levaduras, que tras ser añadidas al resto de los depósitos permita el arranque de la fermentación del mosto contenido en ellos, en un menor tiempo que si no fueran adicionados.

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