ASPECTOS CINETICOS ASOCIADOS AL PROCESO DE ELABORACION DE HIDROMIELES MONOFLORALES

1,2Jos Libardo Tapiero Cuellar; 1Guillermo Salamanca Grosso 2Germn Giraldo Giraldo 1Grupo de Investigaciones Mellitopalinolgicas y Propiedades Fisicoqumicas de Alimentos. Universidad del Tolima. Ibagu Tolima Colombia.

2Maestra en Qumica. Laboratorio Diseo de Nuevos Productos. Universidad del Quindo. Armenia Quindo Colombia Email: jltapiero@gmail.com

Introduccin

.

Resultados

UNIVERSIDAD DEL TOLIMA

MELLITOPALINOLGICAS Y PROPIEDADESFISICOQUMICAS DE ALIMENTOS

INV

ES

TIG

AC

ION

ES

GRU

PO

DE

Materiales y Mtodos

En cada caso se determinaron los slidos solubles totales, pH, slidos inicos solubles, conductividad, densidad y la evolucin de la fraccin etanolica. En este caso se empleo un alcoholmetro (Varexa) de escala 0-10 y 0-25 dado en grados Gay-Lussac y CO2 por el mtodo A.O.A.C.

La hidromiel, es sin lugar a dudas la bebida fermentada ms antigua y reconocida en las diferentes culturas y civilizaciones humanas, no obstante en la actualidad el mercado est restringido solo a Europa del ste, contiene 8% -18% (v / v) de etanol. Su valor como bebida refrescante y como tnico para la salud ha hecho posible que se retomen las propiedades que se le atribuyeron en otro tiempo. La fermentacin de miel se puede utilizar para producir diferentes variedades de hidromiel, jerez, vino espumoso y vinos de fruta-miel y puede tener diferentes sabores dependiendo de la fuente floral y tipo de miel usada en la elaboracin del producto, de la adicin de aditivos y el tipo de levadura usada en el proceso. La composicin de las mieles definen la calidad del producto final. En el producto se reconocen aun propiedades vigorizantes debido al residual de azcares no fermentados y a la fraccin de etanol presente en el cuerpo de la bebida, la presencia de antioxidantes confieren a las hidromieles un valor especial que las posiciona en el mercado de productos con valor aadido. A pesar del reconocimiento de las condiciones necesarias para la elaboracin de hidromieles, los aspectos tecnolgicos de la elaboracin han abordado el problema del escalamiento. No obstante los aspectos relacionados con la cintica del proceso se desconocen; las falta de controles y monitoreo del proceso fermentativo trae como consecuencias falta de uniformidad en los productos finales, fermentaciones incompletas o excesivas, que acompaan aromas y sabores desagradables. El objetivo de ste trabajo se ha centrado en la optimizacin de hidromieles monoflorales de Eucalipto, Encenillo y Matarratn, optimizando la proporcin de agua, miel y levadura, operando un sistema discontinuo (Batch) a temperatura ambiente. En el producto final se determin la fraccin etanolica, solidos totales y solubles; acidez fija y voltil , el contenido de nitrgeno, el color (CIELab) y los atributos sensoriales de aspecto, aroma y sabor.

Materias primas

Miel Agua Cultivo

Cintica Diseo

Xss Inoculo Brix. XStATi

pH G

Gas Carbnico

Aspecto Global

ATftLat

Brx-final 24 0,7 1.0 - 1,5 24

G Vs tiempoOptimizar

Hidromiel

Muestras: En el trabajo se usaron mieles monoflorales de Eucalipto (Encenillo (Weinnmania tomentosa) y Matarratn (apicultores se las zonas de Villa Nueva (Casanare; 5o 16 16.20 LN; 71 59; 06.25 LO); Sotaquir, (Boyac; 546 8 LN; 7315 4 LO) y Mariquita (Tolima; 515 0.0 LN; 7455 0 LO).

Caracterizaciones: En la valoracin de la miel se aplicaron los mtodos armonizados de anlisis de mieles para los parmetros de humedad (Xw, g/100g); azucares reductores (XR fructosa, glucosa y sacarosa) g/100g, acidez me/Kg, total (AT,) lactnica (AL) y libre (AL); Hidroximetil furfural (HMF, mg/Kg); Color (CIELab y Pfund); actividad de agua (aw) Conductividad elctrica (C.E. mS/cm); ndice de diastasas (ID) y estudio palinolgico de verificacin del origen floral. Fermentaciones: Se usaron tres niveles de levadura 0.70, 1.00 y 1.50 g /l de sustrato. El proceso fermentativo se realiz a 25 C tras la evaluacin de las propiedades fisicoqumicas de la miel. A continuacin se prepararon los mostos con un contenido medio de 240.5 Brix. Se usaron reactores de 4 L. Se us levadura comercial. En el estudio cintico se consider el pH, acidez total (meq/l), conductividad elctrica (C.E; mS/cm), solidos solubles (Xs; g/100mL); solidos inicos solubles totales TCD (ppm); y la produccin de dixido de carbono se monitoreo usando sensor tipo VernierTM

El contenido de humedad de las mieles usadas como materia prima para la elaboracin de las hidromieles, estn en el rango 19.7 y 20.7% p/p, siendo mayor en matarratn, en la de Encenillo (20.4); el pH y la acidez total presentan diferencias significativas entre s, con 3.20 0.05 ; 3.728 0.02 y 4.02 0.02 en Matarratn, eucalipto y Encenillo respectivamente. El anlisis polnico revel plenes dominantes para Eucalyptus glbulos (>55%), Weinnmania tomentosa (>45%) y Gliricidia sepium (>56%).

Tabla 1. Parmetros fisicoqumicos asociados a las mieles monoflorales usadas en la elaboracin de hidromieles.

Las levaduras usadas como cultivo estrter requieren un proceso de adaptacin que est en funcin de las caractersticas del mosto (pH, sustrato, viscosidad, contenido de oxgeno disuelto y acidez). Los mostos constituidos por las mieles de Eucalipto, Encenillo y Matarratn diluidas a 24 Brix, presentan pHs de 4.02; 3.61 y 3.20 respectivamente, la acidez de estas mismas muestras es de 30.1; 21.0 y 32.0 meq/Kg. En las condiciones del proceso indicadas para ste trabajo y en cada uno de los mostos de mieles monoflorales presentan una graduacin alcohlica entre 11.6 y 14.2 G. la fraccin de etanol en los mostos evolucionan con el incremento de levadura. En Encenillo a 0.5 g/L de levadura (12.3) < 1.0 (13.1) < 1.5 (14.2); con Eucalipto a 0.5 (11.6) < 1.0 (12.9) < 1.5 (13.4) y Matarratn a 0.5 (11.9) < 1.0 (12.8) < 1.5 (13.4), concentraciones que no difieren significativamente (Pv >0.05) entre los grupos de hidromieles a la misma concentracin de trabajo. El proceso fermentativo en trminos cinticos, se ajusta a un modelo sigmoidal logstico (r2: 0.9959)

Parmetros Encenillo 0.5 1.0 1.5

pHo 4.020.02 4.110.08 4.220.04 A Totalo 663.9 742.5 802.2 Xso 24 0.5 24 0.5 24 0.5 pHf 3.720.03 3.020.07 3.720.03 A Totalf 1684.2 1776.1 1968.3 Xsf 11.70 0.2 10.90 0.1 9.80 0.6 !

Tomando como referencia los modelos de formacin de producto en funcin de la estequeometra y considerando la concentracin de etanol en cada una de las hidromieles evaluados en cada uno de los niveles, la cintica del proceso se ajusta a la ecuacin: Aqu, CS,0 es la concentracin del sustrato al inicio del proceso, CS,t es la concentracin del sustrato en el tiempo (t) y CS, la concentracin al final del proceso; K es la constante cintica y (n). S es la concentracin del sustrato. La representacin de log (rS) en funcin del tiempo de fermentacin proporciona la constante de velocidad. La produccin de una bebida alcohlica conocida como hidromiel se presenta como otra alternativa de utilizacin de los productos apcolas. La calidad de las hidromieles presentan condiciones sensoriales apetecibles, su cuantificacin es parte de un trabajo que est en desarrollo y sus componentes voltiles propician la necesidad de evaluar cada hidromiel como un producto diferenciado. La evolucin de etanol procede con mayor velocidad en los mostos con los niveles ms altos de levadura, el efecto de la fructosa retarda el proceso.

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Evolucin del consumo de solidos solubles A). Cambio de pH B) en el proceso de fermentacin de hidromiel de Eucalipto. 0.5 1.0 y 1.5 g/L.

Parmetros Matarratn 0.5 1.0 1.5

pHo 3.210.08 3.380.05 3.450.01 A Totalo 645.7 788.5 823.4 Xso 24 0.5 24 0.5 24 0.5 pHf 3.100.03 3.090.08 3.010.06 A Totalf 1896.3 1963.1 2233.8 Xsf 12.10 0.4 11.20 0.7 10.40 0.3 !

Parmetros Eucalipto 0.5 1.0 1.5

pHo 3.520.08 3.690.05 3.730.02 A Totalo 645.8 766.7 831.6 Xso 24 0.5 24 0.5 24 0.5 pHf 3.220.09 3.320.05 3.120.08 A Totalf 1765.2 1863.4 2007.1 Xsf 12.40 0.21 11.10 0.1 10.60 0.4 !

Parmetros Encenillo Eucalipto Matarratn aw 0,608 0.02 0.571 0.01 0.600 0.01 XS 79.60 0.10 80.3 0.30 79.10 0.5 XW 20.4 0.1 19.7 0.30 20.7 0.3 C.E. 0.520 0.001 0.747 0.01 0.207 0.02 pH 4.02 0.02 3.728 0.02 3.20 0.05 A total 30.1 0.70 34.9 0.70 32.0 0.7 XAR 69.5 0.6 72.4 0.10 69.5 0.6 Glucosa 27.10 34.70 29.50 Fructosa 42.40 36.40 40.00 L 58.10 67.00 56.10 a* 18.40 9.70 1.70 b* 81.80 69.00 47.30 Color mbar claro mbar mbar claro !

Tabla 2. Parmetros iniciales y finales asociados al proceso de fermentacion de hidromieles.