UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIALrepositorio.ute.edu.ec/bitstream/123456789/4950/1/47764_1.pdf · Correcciones a efectuar cuando los grados Brix se hayan determinado ... a diferentes

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS

ESTUDIO TECNOLÓGICO DE LA PULPA DE SANDÍA PARA

LA ELABORACIÓN DE VINO

TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO

DE INGENIERO DE ALIMENTOS

GALO DAVID SALVADOR PALADINES

DIRECTOR: ING. MANUEL CORONEL

Quito, agosto, 2011

© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2011

Reservados todos los derechos de reproducción.

AGRADECIMIENTO

Agradezco a la Universidad Tecnológica Equinoccial por haberme acogido en sus

aulas y brindado el conocimiento tanto teórico como práctico a través de su

departamento docente, el mismo que he desarrollado en la presente tesis.

De manera muy cordial brindo un agradecimiento al Ing. Jorge Viteri Moya

MBA.-MSc. Decano de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería por su apoyo

incondicional durante mi carrera; a mi Director de Tesis, Ing. Manuel Coronel, quien

con su sabiduría me ha dado las directrices para obtener los mejores resultados en mi

tesis.

Doy gracias a Dios por haberme dejado alcanzar mis más anhelados sueños, a mis

padres María del Carmen Paladines y Galo Salvador García por estar apoyándome y

aconsejándome en todos mis pasos y superar los errores en mi vida, a mis hermanos

Karina Salvador y Gabriel Salvador que siempre están para animarme y brindarme

su amistad y apoyo.

A mis Primos Junior, José, Juan y a su madre Teresa Paladines gracias a ellos por

creer en mí y siempre estar apoyándome en la realización de mis sueños.

A mis Abuelitos en especial a Carmela García y la difunta Rosario Vega a quienes

agradezco porque me han inculcado valores que aprovecharé en mi vida.

DEDICATORIA

Dedico esta Tesis a Dios y a mis padres por brindarme el

privilegio de poder estudiar y formarme profesionalmente y

en especial por ser una persona de bien, con valores y

principios para desempeñarme cada día de mi vida así

como el decidido apoyo que me han dado en las buenas o en

las peores situaciones que me ha tocado vivir, siempre están

ahí presentes incondicionalmente y he podido superarlas.

¡Gracias! Por darme la vida.

¡Les agradezco con todo mi corazón!

¡Gracias, Dios y queridos Padres. !

i

ÍNDICE DECONTENIDO

PÁGINA

RESUMEN viii

SUMMARY ix

1. INTRODUCCIÓN 1

1.1. OBJETIVOS 2

1.1.1. OBJETIVO GENERAL 2

1.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 2

2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 3

2.1. CARACTERIZACIÓN DE LA SANDÍA 3

2.2. PROPIEDADES FÍSICO - QUÍMICAS DE LA SANDÍA 5

2.2.1. TAMAÑO Y PESO 5

2.2.2. COLOR 6

2.2.3. SABOR 6

2.2.4. TEXTURA 7

2.2.5. AROMA 7

2.2.6. SAPIDEZ 8

2.2.7. PH Y ACIDEZ TOTAL DE LA SANDÍA 9

2.2.8. SÓLIDOS SOLUBLES 10

2.3. COSECHA, POST- COSECHA, PRODUCCIÓN 10

2.3.1. COSECHA 10

2.3.2. POST- COSECHA 11

2.3.3. PRODUCCIÓN 11

2.3.4. MADUREZ DE LA PULPA DE SANDÍA 12

2.4. CLASIFICACIÓN DE VARIEDADES DE SANDÍAS 13

2.4.1. SANDÍAS DIPLOIDES 14

2.4.2. SANDÍAS TRIPLOIDES 15

ii

2.5. ASPECTOS MICROBIOLÓGICOS Y REQUERIMIENTOS DE LA SANDÍA 16

2.5.1. GENERALIDADES MICROBIOLOGICAS 16

2.5.2. REQUERIMIENTOS GENERALES 17

2.5.3. DEFECTOS LEVES EN LA SANDÍA 18

2.6. PARAMETROS DE ACONDICIONAMIENTO DE MOSTOS 19

2.6.1.AJUSTE DE SÓLIDOS SOLUBLES (BRIX) CON GRADO DE ALCOHOL PROBABLE

EN RELACIÓN A LA TEMPERATURA 19

2.6.2. PH Y ACIDEZ TOTAL 21

2.6.3. DIÓXIDO DE AZUFRE O ANHIDRIDO SULFUROSO (SO2). 22

2.6.4. LAS LEVADURAS 23

2.6.5. LA TEMPERATURA 24

2.7. FERMENTACIÓN DE VINOS 24

2.7.1. FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA 25

2.7.1.1. Grado alcohólico 26

2.7.1.2. Acidez volátil en los vinos 26

2.7.1.3. Anhídrido sulfuroso total y libre en los vinos 27

2.7.1.4. Glicerina en vinos 27

2.7.1.5. Metanol en vinos 28

3. METODOLOGÍA 31

3.1. MATERIA PRIMA 31

3.1.2. PROCESO DE ELABORACIÓN DE VINO 33

3.2. MÉTODOS DE ANÁLISIS 37

4. RESULTADOS Y DISCUSIONES 40

4.1. CARACTERIZACIÓN DE LA SANDÍA 40

4.2. PROCESO DE ELABORACIÓN DEL VINO DE SANDÍA 43

4.2.1. CINÉTICA DE FERMENTACIÓN O AGOTAMIENTO DE SUSTRATO MOSTO

DE SANDÍA 43

4.2.2. GRADO ALCOHÓLICO PROBABLE 46

4.3. CARACTERIZACIÓN QUIMICA DEL VINO DE SANDIA 48

iii

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 49

5.1. CONCLUSIONES 49

5.2. RECOMENDACIONES 50

BIBLIOGRAFÍA 51

ANEXOS 55

iv

ÍNDICE DE TABLAS

PÁGINA

Tabla 1. Composición química de la sandía por cada 100 g de parte comestible 4

Tabla 2. Principales compuestos volátiles del aromade la sandía 8

Tabla 3. Sapidez de la sandía (Citrulluslanatus) en 100 gramos 9

Tabla 4. Requerimientos físico – químicos de la sandías, de acuerdo con su

estado de madurez 12

Tabla 5. Variedades de sandías 14

Tabla 6. Ajuste de mostos en ºBrix para formación de grado alcohólico probable 20

Tabla 7. Correcciones a efectuar cuando los grados Brix se hayan determinado

temperatura diferente a 20ºC 21

Tabla 8. Análisis químicos y métodos para el vino de sandia en LABOLAB 39

Tabla 9.Caracteristicas quimicas de las sandias en plazas de distribución de

Quito 40

Tabla 10. Análisis físicos – químicos de de la sandía en el Mercado de la Ofelia 41

Tabla 11. Análisis de Índice de madurez de la sandía del Mercado de la Ofelia 42

Tabla 12. Agotamiento de sustrato (ºBrix) vs tiempo a diferentes temperaturas. 45

Tabla 13. Grado alcohólico probable del vino de sandía vs tiempo a

diferentes temperaturas 47

Tabla 14. Caracterización quimica del vino de sandía 48

v

ÍNDICE DE FIGURAS

PÁGINA

Figura 1. Fermentación alcohólica 25

Figura 2. Esquema de biorreactor 32

Figura 3. Esquema de proceso de vino de fruta 33

Figura 4. Cinética de fermentación a diferentes temperaturas 45

Figura 5. Grado alcohólico probable a diferentes temperaturas 47

vi

ÍNDICE DE ANEXOS

PÁGINA

ANEXO 1. 55

Ecuación de regresión lineal para el intervalo de 0 a 30 ºBrix

ANEXO 2. 56

Requisitos químicos para vinos de frutas Norma Técnica Ecuatoriana

NTE INEN (374:1987).

ANEXO 3. 57

Tabla de ácidos presentes en conservas vegetales Norma Técnica

Ecuatoriana NTE INEN(381:1985).

ANEXO 4. 58

Registro de toma de datos en muestras en el mercado de la Ofelia

ANEXO 5. 59

Registro de toma de datos en muestras en el mercado Iñaquito

ANEXO 6. 60

Registro de toma de datos en muestras en el mercado Central

ANEXO 7. 61

Registro de toma de datos en muestras en el mercado Mayorista

ANEXO 8. 62

Registro de toma de datos en muestras en el mercado San Roque

vii

ANEXO 9. 63

Resultados de análisis químico de mosto fermentado de sandía por

Laboratorio certificado LABOLAB.

ANEXO 10. 64

Gráfica de medias y 95 % de Fisher LDS, Agotamiento de sólidos solubles

(ºBrix), a diferentes niveles de temperaturas.

ANEXO 11. 65

Gráfica de medias y 95 % de Fisher LDS, Grado alcohólico probable (ºGL), a

diferentes niveles de temperaturas.

ANEXO 12. 66

Fotos de elaboración de vino de sandía

viii

RESUMEN

El objetivo de este trabajo es el estudio tecnológico de la pulpa de sandía para la

elaboración de vino.

Para esto, previamente se seleccionó las sandías variedad diploide con semilla, de las

distintas zonas de abastecimiento de Quito.

Luego se realizó la caracterización físico-química de la sandía para que sobre la base

de estos resultados, acondicionar el mosto considerando un ºBrix de 23 y un pH de

3.8 de tal manera que presente las condiciones requeridas para la fermentación

Para la fermentación se añadió levadura (Saccharomyces cerevisiae.), y se efectuó a

tres temperaturas (18, 22, 24 ºC) para 12 días, obteniendo la cinética de sólidos

solubles y también se calculó el grado alcohólico probable resultante.

Posteriormente se realizó el análisis químico del vino de sandía, cuyos resultados se

compararon con los requerimientos de la norma INEN 374 (1987), verificando que el

vino elaborado con sandia posee las características especificadas.

ix

SUMMARY

The aim of this work is the technology study of watermelon pulp to winemaking.

For this, previously was selected diploid watermelon seeded variety was selected in

different supply places of Quito.

Then watermelon was performed physic-chemical characterization for based on the

results to proceed with the , considering soluble solid of 23 ºBrix and pH of 3.8, so as

to present the conditions required for fermentation.

In the fermentation was added the yeast (Saccharomyces cerevisiae), and it three

temperatures (18, 22, 24 ºC) for 12 days, giving the kinetics of soluble solid and also

calculate the resulting probable alcoholic.

After chemical analysis was performed of watermelon wine, the results were compared with

Standard Requirements INEN 374 (1987), verifying that the wine made using the

watermelon met all the parameters

1. INTRODUCCIÓN

1

1. INTRODUCCIÓN

La elaboración de vinos de frutas es una forma de desarrollar la Agroindustria en

algunos países que han aprovechado la diversidad de frutas y los beneficios tecnológicos

para la elaboración de un vino. Mediante la fermentación se puede brindar otro valor

agregado a las frutas.

Las condiciones agroclimáticas (temperaturas, aire, suelo) y características

organolépticas de las frutas (pH, sólidos solubles, acidez), son factores imprescindibles

que influyen en la elaboración y calidad de vinos de frutas.

Según la Norma INEN 374 (1987),define al vino de fruta como “La elaboración de un

mosto fermentado de una fruta sea naranja, mora o sandía durante su proceso no debe

adicionarse agua en ningún momento, pudiéndose adicionar ácidos minerales,

colorantes, edulcorantes (permitidos solo en vinos compuestos), preservantes, excepto

aditivos no autorizados”.

El Ecuador es productor en sus provincias costeras de sandías que han generado ingresos

tanto en mercado local y mercado exterior.

El desarrollo Agro-industrial en el paísde sandíashan sido satisfactorio con productos

dando un valor agregado a esta fruta y aprovechamiento de sus características para

estudios o para su industrialización.

2

1.1. OBJETIVOS

Se plantean los siguientes objetivos, tanto generales como específicos.

1.1.1. OBJETIVO GENERAL

Realizar el estudio tecnológico de la pulpa de sandía (Citrillun lanatus), variedad

diploide con semillas, con la finalidad de elaboración de vino como base de las normas

INEN.

1.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Caracterizarla pulpa de la sandía con fines enológicos.

Acondicionar el mosto previo a su fermentación.

Determinar la cinética de la fermentación y grado alcohólico probable a

diferentes temperaturas 18ºC, 22ºC y 24ºC, con un contenido inicial de mosto de

23 ºBrix.

2. REVISION BIBLIOGRÁFICA

3

2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

En este capítulo se describen las características de la pulpa de sandía y parámetros que

se consideran para el estudio de elaboración de vino.

2.1. CARACTERIZACIÓN DE LA SANDÍA

La Norma INEN 1751 (1996), define a la sandía de la familia Cucurbitáceas proveniente

de la planta anual, herbácea y rastrera, su nombre científico Citrullus lanatus,

(Sinónimos: Citrullus vulgaris Schard).

La sandía tiene forma oblonga o lobular, que puede tener diferentes tamaños y variar su

color en la corteza externa desde un color verde claro , pasando por rayado a casi negro

que protege de forma adecuada a la pulpa, la cual se caracteriza por tener un sabor dulce

desde un color amarillento a un rojo intenso, si que esta afecte sus características

organolépticas (Maroto, García, & Gómez, 2002).

La sandía es un fruto que crece de una planta rastrera, en temperaturas altas de clima

templado-cálido. La temperatura óptima del suelo para que ocurra la germinación es de

15.5ºC; durante 5 a 6 días que a temperatura menor de 10ºC y mayores de 35ºC detienen

su crecimiento (Ávila, 2004).

4

Togores (2003),expone que la sandía está compuesta de varios componentes como se

detallan en la tabla 1, donde compuestos beneficiosos como el licopeno y antioxidantes

ayudan a las sandías a mantener sus características organolépticas intactas por mayor

tiempo.

Tabla 1. Composición química de la sandía por cada 100 g de parte comestible

Agua (%) 93

Energía (kcal) 25 - 37.36

Proteína (g) 0.40 – 0.60

Grasas (g) 0.2

Carbohidratos (g) 6.4

Calcio (mg) 7

Fósforo (mg) 10.0

Hierro (mg) 0.5

Vitamina A (U.I) 590

Vitamina B (mg) 0.02

Vitamina B2

(mg) 0.03

Niacina (mg) 0.2

Vitamina C (mg) 7

Potasio (mg) 100

Sodio (mg) 1

5

2.2. PROPIEDADES FÍSICO - QUÍMICAS DE LA SANDÍA

Se detallan las principales propiedades físico – químicas de la sandía como son:

Tamaño y peso;

Color;

Sabor;

Textura;

Aroma;

Sapidez;

pH y acidez total;

0Brix.

2.2.1. TAMAÑO Y PESO

El diámetro ecuatorial en cm de las sandías según la Norma INEN 2 005 (2009),

considera como sandías grandes >25, sandías medianas 25 -20, y pequeñas < 20,

medidas con un calibrados o una regla flexible.

La masa de la sandía según la Norma INEN 2 005 (2009), se determina mediante el uso

de una balanza con lectura en gramos teniendo como referencia las masas promedios

siguientes en kg: la sandía grande 3 – 4 kg, mediana >2 – 3, la pequeña<2.

6

2.2.2. COLOR

Maroto (1995) describe esta característica de la sandía de la forma siguiente; su color en

la parte externa varía entre verde oscuro, verde claro o amarillo, su pulpa tiene una

coloración rojiza o rosada, también se encuentran diseminadas numerosas semillas

negras y otras que no poseen estas semillas dependiendo de la variedad que sea la

sandía.

2.2.3. SABOR

Al exponer a condiciones adecuadas la pulpa de sandía, al ambiente no pierde su sabor

característico muy dulce y agradable (Maroto, et al., 2002)

Se describen como ácidos que contribuyen al sabor: ácido málico, cítrico, oxálico,

ascórbico (Macías, 2010).

La sandía posee como ácido de referencia el ácido málico 0.067gramos por mili-

equivalente, como derivada de frutas con semilla o huesillos expuesta por la norma

(INEN 381, 1985).

7

2.2.4. TEXTURA

La textura de la pulpa es fina, carnosa, acuosa puesto que de ella la mayoría de la fruta

tiene gran cantidad de agua, es rica en fructosa (azúcar de la fruta),(USDA, 2008).

Su corteza es lisa, dura y protege a la pulpa de la fruta de los factores externos que la

puedan contaminar y afectar(Maroto, et al., 2002).

2.2.5. AROMA

El aroma es producido por compuestos volátiles que se dan en la madurez de la sandía,

como son los aldehídos alifáticos, esteres y otros, que se detallan en la tabla 2. El aroma

que desprende la sandía fresca y madura es uno de los factores importantes para valorar

a la fruta y saber si sus características organolépticas son las adecuadas(Pujádo, 2009).

8

Tabla 2. Principales compuestos volátiles del aroma de la sandía (Pujádo, 2009).

Esteres Aldehídos alifáticos

Isoamil acetato 2-4 dinitrofenilhidrazona de acetaldehído

Hexil acetato ( E )-2-decenal

Octil acetato ( E )-2-nonenal

Etil acetato ( E )-2-octenal

2-3 butanodial acetato ( E )-2.4- decadienal

Benzil acetato Decanal

Etilhexanoato Alcoholes

Etil benzoato Feniletil alcohol

Etilmeristato Decanol

2.2.6. SAPIDEZ

Está constituida por compuestos no volátiles como son los azúcares y los ácidos

presentes en la fruta fresca y madura.

En la documentación de la USDA (2008) se expone que los principales azúcares que se

encuentran en esta fruta son la sacarosa, glucosa y la fructosa responsables del sabor

dulce. Se detalla en la tabla 3.

9

Tabla 3. Sapidez de la sandía (Citrullus lanatus) en 100 gramos(USDA, 2008).

Sacarosa (g) 1.21

Glucosa (dextrosa ) (g) 1.58

Fructosa (g) 3.36

Lactosa (g) 0

Maltosa (g) 0.6

Galactosa (g) 0

Total

Azucares Totales (g) 6.72

2.2.7. PH Y ACIDEZ TOTAL DE LA SANDÍA

La Norma INEN 2325 (2002) define como indicativo de acidez o alcalinidad de una

solución acuosa, el logarítmico negativo de la concentración de iones hidrógeno en

moles por litro (molaridad).

La sandía presenta como ácido de referencia al ácido málico de 0,067 gramos por mili-

equivalente y descrita como fruta con semilla o huesillos(INEN, 381: 1985-12).

La medición del pH es importante para establecer parámetros de conservación de una

fruta y someterla a los procesos de fabricación de alimentos(Harold & Kirk., 1996).

La Norma INEN 341 (1978) define a la acidez total como la suma de los ácidos

valorables obtenida cuando se lleva la bebida alcohólica a neutralización (pH 7) con la

10

adición de una solución alcalina, el contenido de acidez puede variar durante el

almacenamiento de acuerdo con la madurez y la temperatura.

2.2.8. SÓLIDOS SOLUBLES

La Norma INEN 380 (1985) define sólidos solubles expresados en grados Brix en una

solución acuosa, a medida que se efectúa el proceso de maduración, estos cambian

dependiendo de factores importante como tiempo y temperatura.

La cantidad de sólidos solubles de la sandía es aproximadamente de 6,4 en fruta

fresca(Shalit & Lastochikon, 2001).

La Norma INEN 2 005 (2009), expone que sólidos solubles totales (ºBrix), de una sandía

comercial, se consideran de un rango de 10 a 12ºBrix como máximo.

2.3. COSECHA, POST- COSECHA, PRODUCCIÓN

Descripción breve de la producción, cosecha y post- cosecha de la sandía.

2.3.1. COSECHA

La sandía es una planta bastante resistente a la sequía, no obstante los mejores

rendimientos y calidad del fruto se obtienen en regadío, tomando en cuenta el correcto

manejo y humedad del suelo donde se siembra(Maroto, 1995).

11

Se pueden tomar varios parámetros como:

Correcto manejo y control de agentes químicos, físicos o plagas, los plaguicidas

en los suelos de cosecha pueden afectarla (Macías, 2010).

Controlar que su superficie no tenga cortes o golpes profundos (INEN,

1750:1994).

Controlar los frutos que sean simétricos y uniformes(Maroto, 1995).

2.3.2. POST- COSECHA

Se recomienda una temperatura óptima de almacenamiento 5 ºC con un aproximado de

7 - 15 días, también son propensas a tener cambios en su rendimientos cuando son

transportadas a los mercados cuando son comercializadas contrarrestando esto con una

temperatura de 7.2 ºC (Segura, 2001).

La sandia al no ser un producto climatérico, debe ser comercializada durante los 20 días

después de su cosecha (INEN 2 005, 2009).

2.3.3. PRODUCCIÓN

En el Ecuador se tiene constancia del cultivo de sandía en la región de la Costa, el III

Censo Agropecuario realizado en el 2000, expone que la provincia con mayor

superficie cultivada de sandía es Guayas con un 49%, en segundo lugar se encuentra

Manabí con 44%, seguida de la Los Ríos y Galápagos que tienen una participación de

3% y 1 % respectivamente; y otras provincias el 3 %(Macías, 2010).

12

La producción de sandías del año 2000 al 2002 no ha variado sin tener cambios en gran

medida en los últimos años que se distribuyen entre agricultores individual con

promedio de 25,81 toneladas y agricultores asociados promedio de 273 toneladas por

superficie sembrada( hectárea ), que distribuyen tanto para el mercado local y mercado

externo (Albán,et al., 2009).

2.3.4. MADUREZ DE LA PULPA DE SANDÍA

El estado de madurez de las sandías destinadas a la comercialización debe cumplir con

ciertos requisitos indicados en la tabla 4.

Tabla 4. Requerimientos físico – químicos de la sandías, de acuerdo con su estado de

madurez (INEN 2 005, 2009).

REQUERIMIENTOS

Estado de Madurez

Método de ensayo

Acidez titulable % ( ácido cítrico) 0.13 NTE INEN 381

Sólidos solubles totales, ºBrix 10 – 12 NTE INEN 380

La Norma INEN 1751 (1996) expone los siguientes puntos en los cuales se podrá medir

la madurez de una fruta fresca:

1.- Subjetivo: color, número de días de plena floración a cosecha y otros.

2.- Objetivo: presión, dimensional, pH, almidón, azúcar y otros.

13

Maroto, et al, (2002) plantea como indicadores de madurez de la sandía los siguientes

puntos:

• Cuando al golpear el fruto se escucha un sonido apagado.

• Mediciones de pH, ºBrix.

• Una coloración amarillenta en la parte inferior del fruto.

• Aberturas profundas en la superficie de la cáscara.

• En los extremos del fruto (el zarcillo), debe ser de color café oscuro.

Se puede aplicar para el índice de madurez de una fruta la ecuación 1. Esta considera la

relación entre ºBrix y la acidez total (Maroto, et al; 2002).

(1)

2.4. CLASIFICACIÓN DE VARIEDADES DE SANDÍAS

Las variedades de sandía dependen en su mayoría de la forma de la fruta, también por la

coloración de la pulpa, el período de maduración, por la superficie de la fruta, por ello se

ha considerado tomar en cuenta el parámetro de la composición de la fruta para su

estudio, como se observara en la tabla 5 (Maroto, et al., 2002).

14

Tabla 5.Variedades de sandías(Maroto, et al., 2002).

DIPLOIDES TRIPLOIDES

Con semilla

Sin semilla

Tipo de corteza rayada

Tipo de corteza rayada

Con semilla

Sin semilla

2.4.1. SANDÍAS DIPLOIDES

Descripción de la variedad de sandía diploide.

2.4.1.1. Variedad de sandía verde con semilla

Es una variedad que se encuentra con mayor facilidad y consumida en nuestro país, sus

características son el presentar una corteza oscura, gruesa, ligeramente ovalada, que

recubre a la pulpa roja, carnosa, con semillas en su interior con una cantidad de 90% a

93% de agua dependiendo de la madurez en lugares húmedos – cálidos

(Maroto, et al., 2002).

15

2.4.1.2. Variedad de sandía rayada con semilla

Es una variedad de sandía de llamativa superficie rayada, de tamaño y pulpa carnosa

más rosada que las demás, refrescantes y dulces (Maroto, et al., 2002).

2.4.2. SANDÍAS TRIPLOIDES

Descripción de la variedad de sandía triploide o sin semilla.

2.4.2.1. Variedad de sandía verde sin semilla

Maroto, et al, (2002), describen a este tipo de sandías, que en su exterior no cambian su

corteza tanto como las oscuras y las rayadas. Se caracterizan por producir menos polen

que las otras variedades; falta de germinación, por ello en las plantaciones comerciales

se deben intercalar con un polen diploide a fin de obtener una superficie fructificación.

2.4.2.2. Variedad de sandía rayada sin semilla

Esta variedad de sandía que se ha posicionado en el mercado exterior, por su mayor

germinación a una temperatura adecuada diferente a las otras variedades, durante su

desarrollo. Para los agricultores es más fácil distinguirlas por su corteza rayada(Maroto,

et al., 2002).

16

Avila (2004) discute que esta variedad no es muy común en nuestro país ya que para su

crecimiento se necesitaría trabajar en la polinización de esta sandía como se lo hace en

España que posee técnicas especializadas para su cultivo.

2.5. ASPECTOS MICROBIOLÓGICOS Y REQUERIMIENTOS

GENERALESDE LA SANDÍA.

Se describen aspectos microbiológicos y requerimientos generales de calidad en la

sandía.

2.5.1. GENERALIDADES MICROBIOLOGICAS

Es indispensable el control microbiológico de la sandía especialmente en la cosecha, ya

que la mayoría de bacterias, hongos, plagas son las que afectan a su calidad.La

concentración de plaguicidas no deben superar los límites máximos establecidos por el

Codex Alimentarius, volumen 2 y el FDA, parte. 193(INEN, 2337:2008).

Algunos aspectos o enfermedades que sufren las sandías en la etapa de cosecha como

son: manchas circulares en diferentes tonos de verde en el fruto, ocasionados, manchas

amarillas otra sintomatología del virus CMV y otros virus por el mal manejo del suelo,

el agua en el riego de los sembríos, plaguicidas no autorizados o mal controlados

(Mansour & Musa, 1993).

17

2.5.2. REQUERIMIENTOS GENERALES

En la Norma INEN 2 005 (2009) hace referencia independientemente del calibre de la

sandía, otra clasificación de la sandía dentro del Ecuador que se describe a continuación:

Grado extra. Este grado indica que la sandía es de buena calidad para ello debe

cumplir los requerimientos generales descritos en la Norma. Su color y forma

deben ser característicos de la variedad. No deben presentar defectos que afecten

al producto.

Requerimientos generales para la sandía que son:

Deben estar enteras.

Tener forma característica de la variedad de sandía

Estar sanos (libres de ataques de insectos y/o enfermedades que demeriten la

calidad interna del fruto).

Estar libres de humedad externa anormal producida por mal manejo en las etapas

de pos-cosecha (recolección, acopio, selección, clasificación, adecuación

empaque, transporte).

Estar exentas de cualquier olor y/o sabor extraño (provenientes de otros

productos).

Presentar aspecto fresco y consistente firme.

18

Grado l. Presenta un grado de calidad medio pero cumple con tener el color y la

forma característicos de la variedad, con leves defectos pero que no afectan al

producto.

Grado II. Este grado comprende las sandías que no pueden clasificarse en las

categorías anteriores, pero satisfacen los requerimientos mínimos especificados

como: estado de conservación y presentación.

2.5.3. DEFECTOS LEVES EN LA SANDÍA

La Norma INEN 2005 (2009), establece como defectos leves en la sandía cuando no

exceden del 10 % del área total del fruto los siguientes puntos:

Defectos en la forma ligero magullamiento;

Defectos en la coloración (un color pálido en el sector de contacto con el suelo

durante el crecimiento de la fruta, no se considera defectuoso);

Ligeras cicatrices o fisuras profundas que no afecten la pulpa de la fruta y se

encuentren secas;

Manchas en la piel debido a roce o manejo.

19

2.6. PARAMETROS DE ACONDICIONAMIENTO DE MOSTOS

La Norma INEN 338 (1992), define como mosto “liquido de origen vegetal que contiene

sustancias amiláceas o azucaradas susceptibles de transformarse en alcohol por

fermentación”.

El acondicionamiento del mosto es un etapa del proceso fermentativo que tiene la

finalidad de preparar la materia prima y adecuarla (convertirla en mosto), para que

llegue a la fermentación en las mejores condiciones. Se trata de evitar que durante el

proceso fermentativo componentes propios del fruto y microbiológicas condicionen a las

etapas posteriores (Fernández, 2002).

Se presentan los parámetros de acondicionamiento de un mosto para la elaboración de

vino.

2.6.1. AJUSTE DE SÓLIDOS SOLUBLES (BRIX) CON GRADO

ALCOHÓLICO PROBABLE EN RELACIÓN A LA

TEMPERATURA

La Norma INEN 340 (1994), establece que el grado probable que alcanzará el vino se

calcula a partir del contenido en azúcares, teniendo en cuenta la tasa de transformación

que oscila entre 16 y 17 gramos por litro de azúcares por cada grado alcohólico con un

mínimo de 5 a 18 ºGL a temperatura de 20 ºC.

20

Arozarena (2009) propone que se toman en cuenta factores como el tipo de levaduras, la

temperatura de fermentación, la composición del mosto en nutrientes diferentes a los

azúcares fermentables.

Se expone la tabla 6, la relación de los ºBrix con la formación de grado de alcohol

probable en vinos de frutas(Arozarena, 2009).

Tabla 6. Ajuste de mostos en ºBrix para formación de grado alcohólico

probable(Arozarena, 2009).

ºBrix

% (sacarosa w/w)

CONSUMIDOS

Densidad

(g/mL)

Azúcar

(g/L) Grado alcohólico probable (ºGL)

10 1.039 82.2 4.9

12 1.047 103.6 6.2

14 1.056 125.1 7.4

16 1.064 147.0 8.73

18 1.073 169.3 10.1

20 1.082 191.9 11.4

22 1.091 214.8 12.8

23 1.098 215.1 13

24 1.100 216.6 14.2

26 1.110 261.1 15.5

Arozarena (2009), sugiere corregir los datos experimentales con la tabla 7 para

temperatura distinta de 20 ºC.

21

Tabla 7. Correcciones a efectuar cuando los ºBrix se hayan determinado a una

temperatura diferente a 20ºC (Arozarena, 2009).

Sacarosa (g/ 100g de producto)

T (ºC)

5 10 15 20 30 40 50 60 70 75

Restar

15 0.25 0.27 0.31 0.31 0.34 0.35 0.36 0.37 0.36 0.36

16 0.21 0.23 0.27 0.27 0.29 0.29 0.31 0.32 0.31 0.23

17 0.16 0.18 1.2 0.2 0.22 0.22 0.23 0.23 0.2 0.17

18 0.11 0.12 0.14 0.15 0.16 0.16 0.15 0.12 0.12 0.09

19 0.06 0.07 0.08 0.08 0.08 0.08 0.09 0.08 0.07 0.05

Sumar

21 0.06 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07

22 0.12 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14

23 0.18 0.2 0.2 0.21 0.21 0.21 0.21 0.22 0.22 0.22

24 0.24 0.26 0.26 0.27 0.28 0.28 0.28 0.28 0.29 0.29

25 0.3 0.32 0.32 0.34 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.37

2.6.2. pH Y ACIDEZ TOTAL

Togores (2003), considera la acidez total y el pH como parámetros importantes a lo

largo del proceso de elaboración de cualquier vino.

Hay una relación inversa entre el pH y la acidez total es decir; que a medida que

aumenta el pH, se observa una disminución de acidez total, como consecuencia de los

cambios que se producen en algunas sustancias tales como hidratos de carbono, ácidos,

taninos, y productos orgánicos volátiles; los cambios producidos por los ácidos se

caracterizan principalmente por un empobrecimiento notable de los ácidos,

22

orgánicos causando disminución en el sabor, la disminución de ácido málico en

derivados de frutas con semilla o huesillos(Herrero & Guardia, 1992).

Los pH óptimos que se sugiere para la elaboración de vinos de frutas es de 3.3 a 3.8

como también un rango recomendable de 4.0 a 4.2 (Arozarena, 2009).

Se sugiere que la acidez para vinos de frutas debe ser de 0.5 -0.65 % (m/m) o 0.55- 0.70

% (m/v) y un acidez mínima de 0.3 – 0.4 % (m/m) o 0.33- 0.44 % (m/v) como ácido

(Arozarena, 2009).

2.6.3. DIÓXIDO DE AZUFRE O ANHIDRIDO SULFUROSO (SO2).

El anhídrido sulfuroso, llamado también dióxido de azufre SO2, es el aditivo más

ampliamente utilizando en vinificación(Salton 2000).

Este compuesto químico cumple varias acciones en el acondicionamiento de mostos

para la elaboración de vinos como se describe a continuación:

Antimicrobiano.

Ofrece protección al mosto para que esté inhibido de cualquier microorganismo que

pueda crecer durante la fermentación dando una ventaja a las levaduras dentro del

mosto.

23

Ambiente óptimo.

Proporciona a las levaduras, que son microorganismos anaerobios (sin oxígeno) el

ambiente para que puedan desarrollarse ya que el anhídrido sulfuroso tiene la función de

absorber el oxígeno que pueda encontrarse en los recipientes protegiendo al mosto de

diversas oxidaciones, y conservando sus aromas de mejor manera.

Grainger & Tattersall (2005) sugieren añadir anhídrido sulfuroso cuando el mosto está

en contacto con el oxígeno del medio exterior.

2.6.4. LAS LEVADURAS

Togores (2003) propone como levadura más utilizada para fines enológicos a la especie

Saccharomyces cerevisiae, hongo unicelular eucariota de 2-10 μm de tamaño– que suele

ser el principal responsable de la fermentación alcohólica y de la generación de aromas

secundarios en el vino.

Grainger & Tattersall (2005) exponen que la fermentación no se realizará correctamente

por encima de 35ºC, por cuando alcanza esta temperatura, la actividad de las levaduras

cesa e incluso éstas mueren y menores a 10 ºC, las levaduras no tiene un ambiente

óptimo para su desarrollo.

24

2.6.5. LA TEMPERATURA

La temperatura es una factor importante que interviene en la elaboración de vinos de

frutas, a mayores temperaturas la velocidad de consumo de nutrientes puede mejorar,

como también a menores temperaturas las características sensoriales pueden bajar

(Arozarena, 2009).

Togores (2003), señala que la temperatura puede influir en la producción de algunos

compuestos secundarios en varios tipos de vinos como: alcoholes superiores, ácidos

grasos, metanol entre otros, puedan presentar en su composición final.

2.7. FERMENTACIÓN DE VINOS

Es la transformación de un mosto preparado en condiciones adecuadas con la adición de

microorganismos, tales como la Saccharomyces cerevisiae, para la producción de

alcohol principalmente.

La fermentación es un proceso bioquímico que provoca un cambio radical en la

composición del mosto y que afecta a sus propiedades físicas y químicas hasta

convertirlo en un líquido de un gran riqueza sensorial por la diversidad de componentes

(Fernández, 2002).

Las fermentaciones que se producen sobre los alimentos se utiliza la acción controlada

de microorganismos seleccionados para modificar la textura, conservarlos

25

o producir ácidos o alcohol y desarrollar en ellos aromas que aumenten su calidad

(Benavent, 1997).

2.7.1. FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

Fernández (2002) define la fermentación alcohólica como el proceso en que la glucosa

es transformada por un microorganismo en etanol y en una serie de productos con

especiales cualidades sensoriales (olor, sabor), desprendimiento de gas carbónico (CO2)

y de calor.

La fermentación alcohólica se puede resumir en la figura 1:

Figura 1. Fermentación alcohólica (Fernández, 2002)

Fernández (2002) expone que se puede remediar el exceso o deficiencia de alguno de los

componentes del vino, con el fin de mejorar el aspecto, equilibrar sus características

organolépticas y evitar alteraciones fisicoquímicas y biológicas, siendo la corrección

más compleja la acidez, con aditivos como ácido cítrico, acido tartárico u otros para

vinos.

26

Entre los aspectos a considerarse en la etapa de fermentación en vinos son:

Grado alcohólico

Acidez volátil en vinos

Anhídrido sulfuroso total, combinado y libre en los vinos

Glicerina en los vinos

2.7.1.1. Grado alcohólico

La Norma INEN 374 (1987), de “Vinos de Frutas“, establece un intervalo de graduación

alcohólica de 5º a 18ºGL.

Benavent (1999) propone la ecuación 2, para el cálculo de grado alcohólico probable.

(2)

2.7.1.2. Acidez volátil en los vinos

Arozarena (2009) expone que la acidez volátil es un parámetro básico de seguridad

dentro del control de la fermentación de un vino, y recomienda como máximo 2.0 g / L.

como ácido acético.

27

De igual forma la Norma INEN 374 (1987) expone que el requerimiento de acidez

volátil de un vino de fruta no pase del máximo del valor antes mencionado.

2.7.1.3. Anhídrido sulfuroso total y libre en los vinos

La Norma INEN 357 (1978-04), establece como anhídrido sulfuroso total a la suma de

anhídrido sulfuroso que se encuentra libre, más el anhídrido sulfuroso que se presenta

formando parte de los compuestos orgánicos e inorgánicos.

Este aditivo es esencial para vinos, debido a sus propiedades antimicrobianas y

antioxidantes, este se añade en las diversas etapas a lo largo del proceso de elaboración,

y una vez combinado el mosto en fermentación y el anhídrido sulfuroso, el resto

permanece libre (anhídrido sulfuroso libre), siendo este el que mantiene sus propiedades

y características de un vino (Blouin & Peynaud, 2004).

La Norma INEN 374 (1987) expone como requerimiento para vinos de frutas como

máximo 0.04 g /L de anhídrido sulfuroso libre y 0.32 g/ L de anhídrido sulfuroso total.

2.7.1.4. Glicerina en vinos

Para dar un dulzor y suavidad (esencialmente la viscosidad) del líquido la glicerina es un

componente utilizado en la elaboración de del vino.

28

La formación de “lagrimas”, después de mover la copa, indica presencia de glicerina en

un vino (Atkins, 2007).

2.7.1.5. Metanol en vinos

Sanchez (2005), expone en su investigación que el metanol de formulación (CH3OH) se

hace llamar alcohol "de madera" ya que originalmente se obtenía de la destilación de

esta materia prima en ausencia de aire y actualmente puede presentarse por la

introducción de gas natural, carbón, madera e incluso residuos orgánicos y se caracteriza

por ser incoloro.

Durante la fermentación en jugos azucarados para elaboración de bebidas alcohólicas se

produce una mínima cantidad de metanol y otros compuestos volátiles que lo podrían

alterar sus características o bien ser tóxico (Klaassen, et al., 2001).

González (2010), expone que los compuestos secundarios se pueden generar en

cualquier etapa pero con mayor presencia en la etapa de la fermentación alcohólica

como: esteres, alcoholes, aldehídos, ácidos, compuestos de azufre, etc.

De estos compuestos los alcoholes y los esteres son los más importantes

cuantitativamente, los volátiles mayoritarios se encuentran en cantidades mínimas, en la

que se encuentran el metanol, acetato de etilo y alcoholes superiores, que pueden ser

tóxicos (González, 2010).

29

El metanol se presenta también durante la fermentación alcohólica por la

desesterificación de las pectinas presentes en las frutas pero este proceso se interrumpe

mediante el ajuste del pH a 4 (Klaassen, et al., 2001; Lajolo, 2006).

La Norma INEN 374 (1987) establece como un máximo de metanol como requisito

para un vino de fruta de 0.02mL por 100mL de alcohol anhidro.

2.7.1.6. La temperatura en la fermentación alcohólica

Uno de los factores importantes en la fermentación alcohólica es la temperatura, ya que

a niveles elevados, se tiene una fermentación rápida pero no se obtiene los mismos

resultados con una lenta fermentación, donde puede producir menos alcohol y más

cantidad de compuestos secundarios, que pueden afectar en la calidad del vino(Mesas &

Alegre, 1999).

30

2.7.1.7. Cinética de fermentación

Togores (2003), sugiere que la Cinética de fermentación se debe medir periódicamente

la concentración de compuestos sintetizados o bien el control de la disminución de

azúcares del mosto, o también por densimetría.

Grainger & Tattersall (2005) plantean otros parámetros en la Cinética de fermentación

como control de temperatura, que tiene relación directa con la actividad de las levaduras

ya que las están pueden dejar de trabajar si las temperaturas superan los 35ºC.

La temperatura es una variable que condiciona la cinética fermentativa para el desarrollo

de las levaduras por lo que se establecido rangos de temperaturas según el tipo de vino y

criterio del enólogo, siendo por lo general entre 14-18ºC para blancos o rosados, 22-

26ºC para los tintos jóvenes, y 26-30ºC para los tintos con crianza en madera.

Temperaturas inferiores a 10ºC pueden comprometer ralentizar demasiado la cinética

fermentativa (Lobera, 2008).

3. METODOLOGÍA

31

3. METODOLOGÍA

Se describen los procedimientos y métodos utilizados para la elaboración de vino de

sandía.

3.1. MATERIA PRIMA

Se realizó un estudio previo en 3 zonas de la ciudad de Quito donde se comercializa la

sandía Citrulluns lanatus variedad diploide con semilla, y estas son:

Zona norte: Mercado de Ofelia

Zona centro: Mercado de Iñaquito, Mercado Central

Zona sur: Mercador Mayorista y Mercado San Roque

El lote mínimo de ensayo fue de 5 unidades de cada plaza mencionada, según la Norma

(INEN, 1750:1994).

Se realizó el análisis físico-químico de las sandías tomando en cuenta como requisitos la

calidad exterior e índice de madurez mencionados en la Norma (INEN 2005, 2009).

Se tomó en cuenta el precio de las sandías como indicador de rentabilidad en la

selección de materia prima.

El rango de peso de la sandía según la Norma INEN 2005 (2009), expone como fruta

grande de 3 – 5 kg, lo cual se tomó para evaluar las sandías.

32

3.1.1. DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS

Para la extracción de la pulpa de la sandía se utilizó un extractor eléctrico marca

Juice Booster de 600 watts de potencia.

Para la fermentación del mosto de sandía se construyó un biorreactor, a escala de

laboratorio, cuyas características se indican en la figura 2.

Figura 2.Esquema del Biorreactor.

1. Biorreactor de plástico polietileno para alimentos, 2. Sistema de control

De temperatura, 3.Tuberíade polietileno, 4. Válvula

El sistema de control de temperatura, marca Aquarium Hearter, modelo AL-

2201, 50 watts; hasta 40⁰C.

Para mantener la temperatura a 6 ºC, se utilizó una refrigeradora Whirpool, en las

etapas de refrigeración y clarificación.

33

3.1.2. PROCESO DE ELABORACIÓN DE VINO

Para la elaboración de vino de sandía, se utilizaron las frutas seleccionadas de acuerdo a

la calidad requerida y con menor costo económico, y el proceso aplicado se describe en

la figura 3:

Figura 3. Esquema del proceso de elaboración de vino de sandía.

RECEPCIÓN

SELECCIÓN Y

LAVADO

EXTRACCIÓN DE

LA PULPA

ACONDICIONAMIENTO

DE MOSTO

FERMENTACIÓN

TRASIEGO

CLARIFICACION

ENVASADO

AGUA CLORADA

AZUCAR

LEVADURA

ADITIVOS

SO2

RESIDUOS

34

3.1.2.1 Extracción de la pulpa de sandía

Se extrajo la pulpa de sandía con el extractor eléctrico antes mencionado, cumpliendocon la

exigencia: “debe ser puro y libre de semillas, exento de olores o sabores extraños u

objetables conservando sus características sensoriales propias de la fruta de cual procede”

(INEN 2337, 2008).

3.1.2.2 Acondicionamiento de mosto

Se acondicionó los sólidos solubles de las pulpas de sandias seleccionadas a

23ºBrix,añadiendo sacarosa (azúcar refinada), considerando la tabla 6 para alcanzar un

grado alcohólico probable, no fue necesario adicionar agua.

Se aplicó la ecuación 3para alcanzar los sólidos solubles requeridos(Arozarena, 2009).

Azúcar (100%) + Fruta (%) = Mosto (% sólido soluble requerido)(3)

Para ajustar el pH de las pulpasde sandías se añadió ácido cítrico hasta conseguir el pH

de 3.8, óptimo para la elaboración de vinos de frutas como (Arozarena, 2009).

Se añadió anhídrido sulfuroso en una cantidad de 0.08 g/L en el acordonamiento de

mosto (Ribereaun-Gayon, 2002).

35

Se preparó levadura, marca Levapan, seca Saccharomyces cerevisiae, en la cantidad de

0.15 g/L para mosto acondicionado, tomando 50 mL del mosto en vaso de precipitación

y se activó la levadura a 20ºC (Arozarena, 2009).

3.1.2.3 Fermentación

La fermentación del mosto acondicionado se los efectuó en los biorreactores

construidos, inició cuando se añadió las levaduras activadas y se extendió por un periodo

de 12 días, donde se obtuvo los grados de alcohol que exige la Norma para vinos de

frutas y características aceptables. Para detener el proceso de fermentación se almacenó

en refrigeración, luego del respectivo trasiego.

Los mostos fueron expuestos a 3 niveles de temperaturas,18, 22 y24 ºC, tomado como el

parámetro de condicionamiento de la cinética de fermentación.

Los grados alcohólicos se dedujeron a partir de su relación con el contenido de sólidos

soluble residuales (ºBrix), utilizando con la ecuación 4, los valores de a y b utilizados se

obtuvieron del Anexo 1(Arozarena, 2009).

(4)

Donde:

y = grado alcohólico probable (% vol)

b = constante para grado alcohólico (0. 673)

x =grados Brix residuales,

a = constante para grado alcohólico (-1.991).

36

3.1.2.4. Trasiego

Se efectuó la separación del líquido de los sólidos decantados, trasvasando el vino del

biorreactor a otro vacío, cuidando que no se mezclen los sólidos precipitados, que se

acumulan al fondo del recipiente.

Se añadió al vino 0.02 g/L de anhídrido sulfuroso (20 ppm)a cada biorreactor, para evitar

cambios perjudiciales (Grainger & Tattersall, 2005).

3.1.2.5. Clarificación

Para clarificar el vino obtenido y, después del trasiego se almacenó a refrigeración por un

tiempo de 3 días. Enseguida se realizó un nuevo trasiego antes del envasado.

3.1.2.6. Envasado y sellado

El vino obtenido se envasó en botellas de vidrio, color verde oscuro de 750 mL,

previamente lavadas y esterilizadas sumergiéndolos en agua a ebullición (95°C) durante 10

minutos.

El sellado se realizó manualmente con corchos, esterilizados en un mechero por varios

segundos (Colquichagua, 1998).

37

3.2. MÉTODOS DE ANÁLISIS

En la materia prima se realizaron los siguientes análisis:

Análisis de sólidos solubles: se aplicó el método refracto-métrico, utilizando el

refractómetro Stanley RF330 de intervalo de 0 a 30 expresada en grados Brix,

por triplicado(INEN, 380:1985-12).

Análisis de pH: Se utilizó el método potenciométrico, con un pH-metro digital,

marca Beckham, por duplicado(INEN, 381: 1985-12).

Determinación de acidez total: Se realizó por el método de titulación con una

solución patrón de NaOH (0.1N) expresada en ácido málico para productos

líquidos aplicando la ecuación 5 (INEN, 381: 1985-12).

(5)

Donde:

A = g de ácido en 1000 ml de producto,

V1 = mL de NaOH usados para la titulación de la alícuota,

N = normalidad de la solución de NaOH (0.1 N),

M = peso molecular de ácido considerado como referencia

V2 = volumen de la alícuota tomando para análisis.

38

Peso total y peso pulpa. La fruta entera y su pulpa se pesaron en una balanza

digital, marca UWE con capacidad máxima de 30 kg.

Rendimiento de pulpa. Se aplicó la ecuación 6de rendimiento de una pulpa

expuesto por (Arozarena, 2009).

(6)

Índice de Madurez. La relación entre el contenido de sólidos solubles

expresados en ºBrix y la acidez total de la fruta (Maroto, et al, 2002).

Durante los 12 días de fermentación, se controló este proceso determinando el contenido

de sólidos solubles, cada día, calculando su respectivo grado alcohólico probable. Estos

datos sirvieron para establecerla Cinética de fermentación y agotamiento de sustrato

(azucares residuales y azúcares consumidos).

Al producto final se le realizó los análisis químicos con un volumen total de 1500 mL,

como mínimo, destinadas a un laboratorio de análisis considerando por la norma de

muestreo de bebidas alcohólicas (INEN 339, 1994).

39

Se presentan en la tabla 8, los análisis químicos requeridos por la norma para vinos de

frutas (INEN 374, 1987); estos análisis se efectuaron en el laboratorio certificado

LABOLAB.

Tabla 8.Análisis químicos y métodos empleados para el vino de sandía en LABOLAB.

ANALITOS MÉTODOS

Grado Alcohólico ( 20 C ) GL NTE INEN 360

Acidez Total (g / 1000mL ácido málico) NTE INEN 341

Acidez volátil (g / 1000 mL ácido acético) NTE INEN 341

Anhídrido Sulfuroso Total ( g / 1000 mL) NTE INEN 356

Anhídrido Sulfuroso libre ( g / 1000 mL) NTE INEN 357

Metanol ( mL / 100 mL) NTE INEN 347

3.2.1. DISEÑO EXPERIMENTAL

Para el proceso de fermentación se aplicó un diseño unifactorial, en el cuál la variable

independiente fue la temperatura, en tres niveles (18, 22 y 24 ºC); la variable

dependiente fue el contenido de sólidos solubles del mosto.

Se realizó 3 repeticiones con cada nivel de la variable temperatura.

Los resultados obtenidos se evaluaron por el análisis de varianza, utilizando el programa

estadístico Statgraphics Centurion XV.

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

40

4. RESULTADOS Y DISCUSIONES

Después de aplicar la metodología antes mencionada, se obtuvieron los siguientes

resultados.

4.1. CARACTERIZACIÓN DE LA SANDÍA

Los resultados de la caracterización de la sandía, aplicando lo descrito en el numeral

3.1. se presentan en la tabla 9.

Tabla 9. Características de las sandías en las diferentes plazas de distribución en la

ciudad de Quito

PLAZAS

PESO

PROMEDIO

kg.

PRECIO

ESTIMADO

USD.

CALIDAD

EXTERNA

GRADOS

INDICE DE

MADUREZ

Mercado de la

Ofelia

4 0.70a

3.6 0.89 a

EXTRA

66.78

Mercado de

Iñaquito

4.4 0.42a

3.9 0.41a

EXTRA

66.33

Mercado Central 3.9 0.44

b 2.6 0.54

b I 64.81

Mercado

Mayorista

3.5 0.36b 2.5 0.35

b I 63.61

Mercado San

Roque

4.2 0.69a

2.9 0.41ab

I 62.40

Letras diferentes en la misma columna indica que existe diferencia estadísticamente significativa (P<0.05)

Se seleccionaron las muestras del mercado de la Ofelia porque cumple los parámetros de

peso, índice de madurez de la fruta con un 67 % y su calidad externa

41

fue de Grado Extra como de calidad superior. El precio fue un parámetro importante

que se consideró para esta decisión, con un promedio de 3.6 dólares.

4.1.1. ANÁLISIS FÍSICO-QUÍMICO DE PULPAS DE SANDÍA DEL

MERCADO DE LA OFELIA

En la tabla 10se detallan los resultados del análisis físicos-químico de la materia prima

seleccionada, aplicado la metodología indicada en el numeral 3.2.

Tabla 10.Análisis físicos – químicos de la pulpa de sandía del Mercado de la Ofelia.

PARAMETROS MUESTRAS Promedio desviación estándar

1 2 3 4 5

Peso total

Kg 3.5 4.3 5.00 3.2 4.00 4 0.70

Peso pulpa

Kg 2.6 2.2 3.2 3.6 2.1 2.7 0.65

Rendimiento

kg / kg 0.63 0.52 0.60 0.78 0.51 0.60 0.11

pH 5.4 5.64 5.6 5.37 5.15 5.4 0.19

Grados Brix 8.5 8.2 8 8.5 8.8 8.4 0.32

Acidez 0.12 0.13 0.13 0.12 0.13 0.12 0.01

El peso total de la sandía tiene un promedio de4 kg, con lo que está cumpliendo lo

estipulado enlas especificaciones de la norma (INEN 2 005,2009).

El valor de pH determinado fue de 5.4, pero como el pH óptimo es de 3.8, fue necesario

considerar este valor para el acondicionamiento del mosto.

42

La cantidad de sólidos solubles de la pulpa de sandía fue de 8.4 ºBrix, que es un valor

menor a lo requerido en la norma INEN 2 005 (2009), por lo que fue necesario

considerar este valor para la adición de sacarosa.

La acidez de la pulpa de sandía fué de 0.13g ácido/L, con lo que cumple los requisitos de

la Norma, que establece la acidez de la sandía de 0.13 gramos de ácido en 1000mL.

En cuanto el rendimiento de la pulpa de sandía fué del 60%, principalmente por la gran

cantidad de corteza que tiene la fruta.

El índice de madurez (IM) promedio de la pulpa de sandía que se comercializa en el

Mercado de la Ofelia fue67%, calculado con la ecuación 1, los valores de las

repeticiones se presentan en la tabla 11.

Tabla 11.Análisis de Índice de madurez de pulpa de sandía del Mercado de la Ofelia.

REPETICIONES ÍNDICE DE MADUREZ

1 70.80

2 63.07

3 61.53

4 70.83

5 67.69

PROMEDIO 66.78

43

4.2. PROCESO DE ELABORACIÓN DEL VINO DE SANDÍA

El vino de sandía se elaboró de acuerdo a lo descrito en el numeral 3.1.2, el

acondicionamiento del mosto se efectuó de acuerdo a lo indicado en el numeral 3.1.2.2

y se aplicó el diseño experimental propuesto en el numeral 3.2.2. Con estas condiciones

de fermentación se calculó la cinética de la fermentación del mosto y la evolución del

grado alcohólico probable que iba adquiriendo el mosto.

4.2.1. CINÉTICA DE FERMENTACIÓN O AGOTAMIENTO DE

SUSTRATO MOSTO DE SANDÍA

La cinética de la fermentación del mosto de sandía durante los 12 días se presenta en la

figura 4; en esta se puede observar el contenido de sólidos solubles residuales en el

mosto a las temperaturas bajas de 18 y 22 ºC, presentando un comportamiento similar,

hasta el día 8, a partir de este día el mosto que de 22ºC reduce su consumo de sólidos

solubles en el día 10, estabilizándose nuevamente alrededor de 7.6 ºBrix.

En la curva para 24ºC la velocidad de agotamiento delos sólidos solubles es mayor que

las otras dos temperaturas, terminando a los 12 días de la fermentación un contenido

residual de 7.3 ºBrix.

En la tabla 12 se presenta el contenido de sólidos solubles consumidos en la

fermentación y los residuales en el mosto fermentado de sandía, a las tres temperaturas

empleadas en el proceso. Estos valores evaluados con el análisis de varianza, no

44

presentaron diferencias significativas estadísticamente. Con lo que se puede deducir que

para este mosto de sandía, acondicionado a 23ºBrix inicial, el contenido de sólidos

solubles residuales al final de los 12 días no tiene influencia de la temperatura, a pesar

que Lobera (2008), expone la influencia de la temperatura radica en un intervalo para

cada tipo de vino, y no es un valor exacto de temperatura. Con lo que el vino de sandía

presenta un comportamiento similar al tipo de vino blanco.

La cantidad de azúcares consumidos promedio obtenido fue de 15.33ºBrix durante el

tiempo de fermentación, se pueden estimar los grados alcohólicos realizando la ecuación

2, numeral 2.7.1.1, ya que algunos vinos con mayor contenido de azúcar residual son

perceptible en la degustación y no se podría apreciar el grado alcohólico esperado.

45

Figura 4. Cinética de fermentación a diferentes temperaturas

Tabla 12.- Agotamiento de sustrato (ºBrix) vs tiempo a diferentes temperaturas.

Letras iguales en la misma columna indica que no existe diferencia estadísticamente significativa (P<0.05)

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Solid

os

solu

ble

s

( B

rix

)

Tiempo ( dias )

agotamiento del sustrato a T =18 C

agotamiento del sustrato a T =22 C

agotamiento del sustrato a T =24 C

TEMPERATURAS BRIX RESIDUALES BRIX CONSUMIDOS

18ºC 7.67 0.58

a 15.33 5.99

22ºC 8.0 0.00

a 15 5.49

24 ºC 7.33 0.58

a 15.67 5.83

46

4.2.2. GRADO ALCOHÓLICO PROBABLE

El ajuste de sólidos solubles (ºBrix) realizado al mosto de sandia con relación al grado

alcohólico probable de la tabla 6, empleada por Arozarena (2009), no llego a los grados

alcohólicos esperados de 13 ºGL, durante la fermentación presentando un menor grado

alcohólico.

El crecimiento de la curvas de grados alcohólicos probables durante el proceso de

fermentación del mosto se presenta en la figura 4, aplicando la ecuación 4 del numeral

3.1.2.3, corregidos con la tabla 7, donde se aprecia un incremento para la temperatura 24

ºC terminando su proceso de fermentación con un valor de 9.47 ºGL que las otras

temperaturas de 18 y 22 ºCque presentaron grados alcohólicos similares, considerando

que todas presentaron el requerimiento de grado alcohólico mínimo de la norma INEN

374 (1987), para vinos de frutas como se observa en la tabla 13.

47

Figura 5. Grado alcohólico probable a las diferentes temperaturas

Tabla 13. Grado alcohólico probable del vino de sandía vs tiempo a diferentes

temperaturas.

Las letras diferentes en la misma columna indican que existe diferencia estadísticamente

Significativa (P<0.05).

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

GR

AD

OS

ALC

OH

OLI

CO

S (

GL)

Tiempo ( dias )

Grado alcoholico a T = 18 C

Grado alcoholico a T = 22 C

Grado alcoholico a T = 24 C

TEMPERATURAS FACTOR DE

CORRECCIÓN

ºGL

probable

18ºC

- 0.5 8.51 0.09

a

22ºC

+ 0.14 8.68 0.08

a

24 ºC

+ 0.27 9.47 0.49

b

48

4.3. CARACTERIZACIÓN QUÍMICADEL VINO DE SANDIA.

Al finalizar el proceso de fermentación el vino de sandía pasó a la etapa siguiente que

fue trasiego detallado en el numeral 3.1.2.4, para proseguir a la clarificación a 6 ºC por

un tiempo de 3 días para luego ser envasado expuestos en los numerales 3.1.2.5, 3.1.2.6,

respectivamente.

Concluido el proceso de elaboración del vino de sandía se tomó una muestra

representativa de 1.5mL , del producto final para proseguir con el análisis químico con

la colaboración del laboratorio certificado, tomando en cuenta los requisitos que

establece de la norma INEN 374 (1987), como se observa en la tabla 14.

Los aspectos químicos manifestados para evaluar a los vinos, mencionados en el

numeral 2.6.2, alucen a la conservación de las propiedades y las características de un

vino.

Tabla 14.Caracterización química de vino de sandía

Análisis

Realizados Vino de sandía

Norma

Min – Max Unidades

Grado alcohólico a 20 ºC 9.38 5 - 18 ºGL

Acidez Volátil como ácido acético 2.1 2.0 gL.1

Acidez Total como acido málico 6.73 4.0 –16 gL.1

Metanol 0.02 0.02

mL

/ 100mL

Alcohol anhidro

Anhídrido Sulfuroso total 0.17 0.34 gL.1

Anhídrido Sulfuroso libre 0.01 0.32 gL.1

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

49

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Una vez culminado el presente trabajo y después de analizar los resultados obtenidos se

puede extraer las siguientes conclusiones y recomendaciones.

5.1. CONCLUSIONES

Las características físico-químicas de las sandías adquiridas en los mercados de

Quito, no presentaron diferencia estadísticamente significativa entre ellas, pero

se decidió utilizar las sandías del mercado de la Ofelia por su precio y facilidad

de acceso al mercado.

La caracterización química de la pulpa de sandía, indicó que es una fruta con

bajo contenido de sólidos solubles, por lo que fue necesario acondicionar el

mosto, previo a la fermentación para que este factor no sea un limitante en la

producción de alcohol.

La temperaturas tomadas en cuenta produjeron una fermentación rápida y

estableciéndose en un mínimo de azucares residuales.

La caracterización química del vino de sandías, presentó que los parámetros

evaluados se encuentran en lo requerido por la Norma INEN 374 (1987) para

vinos de frutas.

Los biorreactores a nivel de laboratorio, construidos para este trabajo,

permitieron obtener un vino de sandía, con una calidad química que cumplió lo

requerido por la norma de vinos.

50

5.2. RECOMENDACIONES

Realizar un estudio de vida útil del vino de sandía, con miras a una posible

industrialización del mismo.

Efectuar un estudio de aceptabilidad sensorial con consumidores de vino, para

evaluar su calidad sensorial.

Realizar un estudio de prefactibilidad, para determinar la viabilidad industrial del

vino de sandía, para en el futuro sea de consumo masivo.

Aplicar nuevas tecnologías en el proceso de clarificación, tales como la micro-

filtración tangencial.

Al tener anhídrido sulfuroso total en cantidades bajas y una acidez total alta se

sugiere que se incremente hasta en un 20 % de la cantidad utilizada en la etapa

de fermentación, con el objeto de reducir el grado de la acetificación por

presencia de bacterias extrañas y mejorar la calidad del vino.

Estudiar el aislamiento de cepas de levaduras adaptadas al mosto de sandía.

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51

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ANEXOS

55

ANEXO 1.

DETERMINACIONES FÍSICA – QUÍMICAS DEL

CONTENIDO EN AZÚCARES Y DEL GRADO PROBABLE

DE ALCOHOL (% VOL.) DE MOSTOS CON LA

ECUACIÓN DE REGRESIÓN LINEAL (Y = B ·X + A)

PARA EL INTERVALO DE 0 A 30 ºBRIX DE VINOS DE

FRUTAS.

y x a b

Azúcares ºBrix 11.329 -33.467

Azúcares Baumé 20.037 -30627

Azúcares Masa volumétrica 2526.392 -2541.626

Grado alcohólico Azúcares 0.0594 -1.9918

Grado alcohólico ºBrix 0.6732

Grado alcohólico ºBrix 0.5809 -1.8217

Grado alcohólico Baumé 1.1905

Grado alcohólico Baumé 1.0396 -151.04

Grado alcohólico Masa volumétrica 150.13

ºBrix Baumé 1.7894 --------

ºBrix Masa volumétrica 222.908 -221.292

ºBrix Azúcares 0.088 2.959

Baumé ºBrix 0.5588 ----------

Baumé Masa volumétrica 126.036 -12.,264

Baumé Azúcares 0.050 1.532

Masa volumétrica ºBrix 0.00448 0.99281

Masa volumétrica Baumé 0.00793 0.99395

Masa volumétrico Azúcares 0.0004 1.0060

56

ANEXO 2

NORMA INEN, BEBIDAS ALCOHOLICAS, VINOS DE

FRUTAS, REQUISITOS.

Requerimientos Unidad Mínimo Máximo Método de ensayo

Grado alcohólico a 20 ºC ºGL 5 18 INEN 360

Acidez volátil como acido acético g/L - 2.0 INEN 341

Acidez total como acido málico g/L 4.0 16 INEN 341

Metanol * Trazas 0.02 INEN 347

Cenizas g/L 1.4 - INEN 348

Alcalinidad de las cenizas meg/L 1.4 - INEN 1547

Cloruros, como cloruro de sodio g/L - 2.0 INEN 353

glicerina ** 1.0 10 INEN 355

Anhídrido sulfuroso libre g/L - 0.34 INEN 356

Anhídrido sulfuroso total g/L - 0.32 INEN 357

*= mL por 100 cm3 de alcohol anhidro

**= g por 100 g de alcohol anhidro

57

ANEXO 3

NORMA INEN, CONSERVAS VEGETALES,

DETERMINACION DE ACIDEZ TTULABLE, METODO

POTENCIOMETRO DE REFERENCIA.

58

ANEXO 4

REGISTRO DE TOMA DE DATOS EN MUESTRAS EN EL

MERCADO DE LA OFELIA

PLAZAS

MUESTRAS

MERCADO DE LA OFELIA

1 2 3 4 5

ºBrix 8.5 8.2 8 8.5 8.8

ACIDEZ

g/L 0.12 0.13 0.13 0.12 0.13

CALIDAD

Grados

GRADO

EXTRA

GRADO

EXTRA

GRADO

EXTRA

GRADO

EXTRA

GRADO

EXTRA

PRECIO

UDS 3 4 5 4 3

PESO

Kg 3.5 4.3 5.01 3.2 4.01

59

ANEXO 5

REGISTRO DE TOMA DE DATOS EN MUESTRAS EN EL

MERCADO DE IÑAQUITO

PLAZAS

MUESTRAS

MERCADO IÑAQUITO

1 2 3 4 5

ºBrix 6.8 7.5 8 7

6.6

Acidez

g/L 0.12 0.09 0.12 0.1 0.12

Calidad

Grados

GRADO

EXTRA

GRADO

EXTRA

GRADO

EXTRA

GRADO

EXTRA

GRADO

EXTRA

Precio

USD 3.5 4 4.5 3.5 4

Peso

Kg 4 4.5 5 4 4.5

60

ANEXO 6

REGISTRO DE TOMA DE DATOS EN MUESTRAS EN EL

MERCADO CENTRAL

PLAZAS

MUESTRAS

MERCADO CENTRAL

1 2 3 4 5

ºBrix 6.5 7 7 6 6.5

Acidez

g/L 0.08 0.09 0.12 0.11 0.12

Calidad

Grados I I EXTRA I I

Precio

USD 2 3 3 2 3

Peso

Kg 3.5 4.4 4.2 3.4 4.1

61

ANEXO 7

REGISTRO DE TOMA DE DATOS EN MUESTRAS EN EL

MERCADO MAYORISTA

PLAZAS

MUESTRAS

MERCADO MAYORISTA

1 2 3 4 5

ºBrix 7 7 7 6 7

Acidez

g/L 0.11 0.09 0.12 0.12 0.12

Calidad

Grados I I I I I

Precio

USD 2 2.5 2.5 2.5 3

Peso

Kg 3 3.5 3.3 3.5 4

62

ANEXO 8

REGISTRO DE TOMA DE DATOS EN MUESTRAS EN EL

MERCADO SAN ROQUE

PLAZAS

MUESTRAS

MERCADO SAN ROQUE

1 2 3 4 5

ºBrix 6.5 7 6 7 6

Acidez

g/L 0.1 0.09 0.12 0.12 0.12

Calidad

Grados I I I I I

Precio

USD 3 2.5 3.5 3 2.5

Peso

Kg 4.7 3.5 5 4.4 3.5

63

ANEXO 9

ANÁLISIS QUÍMICO DEL LABORATORIO LABOLAB.

64

ANEXO 10

GRÁFICA DE MEDIAS Y 95 % DE FISHER LDS,

AGOTAMIENTO SÓLIDOS SOLUBLES (ºBRIX), A

DIFERENTES NIVELES DE TEMPERATURA

18 22 24

Medias y 95,0% de Fisher LSD

Temperaturas

13

13,4

13,8

14,2

14,6

15

15,4

Brix

65

ANEXO 11

GRÁFICA DE MEDIAS Y 95 % DE FISHER LDS, GRADO

ALCOHÓLICO PROBABLE (ºGL), A DIFERENTES

NIVELES DE TEMPERATURA.

18 22 24

Medias y 95,0% de Fisher LSD

TEMPERATURAS

2,9

3,4

3,9

4,4

4,9

5,4

GR

AD

O A

LC

OH

OLIC

O P

RO

BA

BLE

66

ANEXO 12

FOTOS DE ELABORACIÓN DE VINO.

Figura 12.1. Preparación de mosto de s sandía.

Figura 12.2. Preparación de mosto de s sandía.

67

Figura 12.3. Fermentación de mosto de sandía.

Figura 12.4.Vino de sandía.