Propuesta de un modelo cinético para la fermentación semicontinua de jugo de frutos rojos para la producción de una bebida alcohólica.

Abstract

Este trabajo de investigación se enfoca en el estudio de la cinética de la reacción de fermentación en la producción de una bebida alcohólica de jugo a partir de frutos rojos, obteniendo un modelo que predice el comportamiento de formación en la fase de crecimiento y decrecimiento del etanol, los microorganismos y de los azúcares fermentables con el tiempo. Este modelo se ajusta a una formulación comercial de cuatro frutos rojos (fresa, frambuesa, mora y arándanos) con distintas concentraciones de azúcares fermentables y puede emplearse en procesos de diseño, modelado, automatización o escalamiento de equipos. La experimentación se inició con una concentración de azúcares fermentables del 25.40% (m/v) con los aportes de los frutos del 30%, 30%, 35% y 5% para arándano, fresa, mora y frambuesa, respectivamente y se obtuvo una concentración final de azúcares del 5.52% (m/v), de manera que la bebida fermentada se clasificó como de tipo seco pero, para cumplir con la demanda del mercado, se enriqueció el fermentado con azúcares para propiciar la producción de una bebida fermentada semi seca. Además, se determinó que el producto obtenido no cumple con la norma NOM-142-SSA1/SCFI-2014 al tener una concentración final de metanol de 0.013% (m/v) y una producción de etanol del 12.54% (m/v). Empleando condiciones controladas en un biorreactor automatizado BioFlo 415 y con el uso de la cepa Lalvin EC-1118, se obtuvo modelos cinéticos que predicen el comportamiento del consumo de sustratos, producción de microorganismos y formación de etanol con variaciones de 9.90%, 3.62% y 12.33% para la fase de crecimiento y con variaciones del 2.3%, 8.18% y 2.97% para la fase de muerte celular. Se recomienda utilizar otras cepas con cinéticas parecidas como la Vitileuvure LB Rouge o la cepa So Delight y determinar cuál es la que mejor se adapta al medio. También se recomienda estudiar el comportamiento con la presencia de inhibidores de crecimiento celular y comparar los resultados de dicho efecto.