La Taberna Del Duende

Que Es La Vinificación Del Vino?

• Ramón Cortés
• 17.01.2023
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Definición de vinificación – 1.f. Fermentación del mosto de la uva, o transformación del zumo de esta en vino. RAE.1. La elaboración del vino o vinificación es el conjunto de procesos que lleva al mosto (zumo de la vitis vinifera a una bebida alcohólica denominada vino).

• El proceso principal por el que ocurre esta transformación es la fermentación alcohólica,
• La elaboración del vino comienza con el prensado de las uvas para la obtanción del mosto y acaba exactamente en las operaciones de embotellado.
• Los procesos que llevan a la fermentación del mosto, así como las reacciones durante la maduración son muy diversas y dan el “caracter” propio al vino.

La ciencia encargada de la elaboración y estudio de los atributos del vino se denomina enología, Wikipedia.

¿Qué significa la vinificación?

La elaboración del vino o vinificación es el conjunto de procesos que transforman el mosto en una bebida alcohólica denominada vino. ​ El proceso principal por el que ocurre esta transformación es la fermentación alcohólica.

¿Cómo se llama el proceso de hacer vino?

Maceración y fermentación alcohólica – Se mantendrán a temperatura controlada macerando durante unos días. Este proceso de maceración es de gran importancia, ya que además de permitir la fermentación, propicia que el mosto adquiera su color, así como otras características, a través del contacto con los pigmentos propios de los hollejos.

Tanto el color como la estructura final del vino vendrán determinados por estos elementos que aporta el hollejo: antocianos, taninos, etc. Posteriormente, en estos mismos depósitos y a través de las propias levaduras presentes de forma natural en la piel de las uvas, comienza el proceso de fermentación.

Se denomina fermentación alcohólica ya que en ella, el azúcar de las uvas termina transformándose en alcohol etílico. Durante este proceso de fermentación, el dióxido de carbono sube hacia la superficie produciendo un burbujeo y arrastrando consigo las partes sólidas de la mezcla.

1. Por este efecto se crea en la superficie lo que se conoce como el sombrero : una capa sólida compuesta por hollejos, pulpa y pepitas que flotan sobre el mosto.
2. Para facilitar que las partes sólidas sigan en contacto con el mosto se llevan a cabo las labores de remontado : la extracción del mosto por la parte inferior del depósito para reintroducirlo por arriba, regando el sombrero; y de bazuqueo : romper el sombrero de forma manual con la ayuda de una vara o bazuqueador para que se mezcle con el mosto.

El objetivo de ambos trabajos es que los hollejos transfieran ciertas propiedades al vino. Este proceso dura, según el tipo de vino que se pretende elaborar, entre 10 y 14 días, y debe transcurrir a temperaturas no superiores a 29 ºC. Al pasar este tiempo, se produce el descube, mediante el cual se transfiere el líquido a otro depósito.

¿Qué es lo que produce la transformación del vino?

La fermentación es la transformación bioquímica que conduce a la conversión del mosto en vino por la acción de las levaduras. – En la elaboración del vino, la temperatura y la velocidad de la fermentación son factores importantes, así como los niveles de oxígeno presentes en el mosto al inicio de la fermentación.

La fermentación del vino se da en diversas fases, hablaremos de que hay varios tipos de fermentación. Explicamos 3 tipos de fermentación, basándonos en la vinificación de vinos tintos. En primer lugar, tiene lugar la fermentación alcohólica. Se produce de forma espontánea o conducida con levaduras seleccionadas durante el proceso de fermentación de los azúcares contenidos en el mosto o en el zumo de uvas, glucosa o fructosa, que fundamentalmente se transforman en alcohol etílico (etanol) y anhídrido carbónico (gas carbónico).

Para que la fermentación alcohólic a se realice en buenas condiciones es preciso mantener un control sobre la temperatura. Una temperatura elevada acelera la fermentación, pero el grado alcohólico del vino obtenido será menor. Por contra, una fermentación a baja temperatura culminará con vinos con mayor concentración alcohólica.

La fermentación alcohólica, que dura entre nueve y doce días a temperatura controlada, nunca superior a 30ºC, pues entonces las levaduras comenzarían a morir deteniendose el proceso fermentativo. Cuando el proceso termina se descuban los depósitos y se prensa el hollejo, mediante prensa vertical. Cada vino procedente de cada prensado vuelve siempre a su descubado original para así mantener fielmente sus características.

Terminado el proceso anterior, el vino permanece un tiempo en estado estacionario y pasados unos días comienza una nueva actividad que se conoce con el nombre de fermentación maloláctica, realizada por bacterias lácticas y que propicia el acabado final del vino.

Esta fermentación es un proceso altamente complejo y del que depende la calidad del vino. Las Denominaciones de Origen o diferentes bodegas utilizan sus aprendizajes y fórmulas, aunque todo el proceso en sí todavía está lleno de dudas y controversias, aunque algunos detalles como una buena elección de cepas de levaduras y bacterias que deben ser compatibles, siguen siendo fundamentales.

Con la fermentación maloláctica, los vinos tintos pierden acidez y ganan en suavidad por la sustitución del ácido málico (sensación de verdor y dureza) por ácido láctico (sensación más suave). Además, el color se modifica hacia tonos menos vivos y el aroma gana en matices y complejidad.

1. Los expertos opinan que de entre todas las posibilidades, la fermentación maloláctica del vino en barrica es la que mejores resultados proporciona.
2. De hecho, las bacterias lácticas reaccionan con algunas sustancias solubles presentes en las barricas de roble por lo que se consigue un mayor número de aromas que mejorar sustancialmente la calidad del vino.

La fermentación maloláctica es especialmente importante en la elaboración de vinos tintos, mientras que en los blancos y en dulces su realización depende de otros factores (acidez, crianza en barrica, grado de afrutado). Una vez alcanzado una graduación alcohólica de aproximadamente 15%vol., el alcohol destruye a las levaduras y el proceso fermentativo finaliza.

El azúcar residual permanece en el vino confiriéndole un sabor dulce. Por último, existe un tipo de fermentación que los expertos denominan maceración carbónica, Es un proceso independiente del anteriormente descrito y en general es el método seguido para la obtención de los denominados “vinos del año o cosecheros”.

Consiste en encubar directamente la vendimia, por tanto, se realiza con los racimos enteros, sin tan siquiera estrujarlos y a temperaturas relativamente elevadas. En las uvas enteras en situación de ausencia de oxígeno, se produce una fermentación intracelular, mediante fenómenos metabólicos provocados por sus propias encimas.

¿Cuántos grados de alcohol tiene la uva?

Tendrá un contenido en alcohol entre 13 y 23 % vol. y una densidad mínima de 6° Baume. Tierno: es la mistela procedente de uva soleada con un contenido mínimo de 350 gramos por litro de azúcares y un grado alcohólico comprendido entre los 13 y 23% vol.

¿Cómo se le llama a la uva fermentada?

4- En términos generales el mosto se compone de: 2 – Azúcares: Son azúcares naturales y son glucosa y fructosa, son el alimento de las levaduras para realizar el proceso de la fermentacion, transformándose en alcohol.

¿Cómo se llama el zumo de la uva sin fermentar?

MOSTO: Es el jugo de uva SIN fermentar, cuando la fruta sale de la prensa, con alto contenido de azúcar y SIN alcohol. Contiene diversos elementos de la uva como por ejemplo el hollejo, las semillas, etc.

¿Cuánto dura la fermentación alcohólica?

Vendimia 2015 – 6. Fermentación alcohólica Una vez que el mosto está limpio el siguiente paso es la fermentación alcohólica. Esta fermentación la llevan a cabo las levaduras, nuestros aliados microscópicos, que consumen los azúcares del mosto para producir alcohol y gas carbónico.

1. La fermentación alcohólica dura en torno a 21 días y durante este proceso la temperatura se controla electrónicamente para que se mantenga entre 16 y 18 ºC.
2. Esto es posible gracias a las camisas que rodean los depósitos que permiten la circulación de agua fría a través de ellas.
3. Durante la fermentación alcohólica se mide constantemente la densidad.

El mosto, rico en azúcares, tiene una densidad elevada de 1,090 g/mL y el vino, por tener alcohol, más baja siendo lo normal sobre 0,992 g/mL. Con estas mediciones diarias de densidad se hace el seguimiento de la fermentación. Una vez terminada, se deja que las lías gruesas vayan cayendo por su propio peso y el vino se limpie poco a poco.

Posteriormente, se trasiega el vino aunque no esté completamente limpio ya que en suspensión todavía hay restos de las levaduras que han muerto y que caen más lentamente. Estas son las lías finas que se dejan en el vino para que sigan rompiendo y liberando compuestos que consiguen que el vino tenga más volumen en boca.

Paco & Lola permanece un mínimo de 3 meses en sus lías finas y se remonta periódicamente para que éstas sigan en suspensión y rompan, aportando más compuestos al vino. Fermentación alcohólica Medición de la densidad : Vendimia 2015 – 6. Fermentación alcohólica

¿Cómo se conoce la edad de un vino?

Claves para descubrir la edad de un vino por su color La edad del vino es un dato que podemos conocer con tan sólo mirar el vino en la copa. El oscurecimiento en los vinos puede deberse principalmente a dos factores, un mal almacenamiento del vino o a la crianza del vino en madera. En el primer caso, el estacionamiento en bodega del vino a temperaturas más altas de las convenientes o con excesiva luz, pueden producir un oscurecimiento del vino, ofreciendo un color terroso y apagado donde, probablemente el vino se encuentre avinagrado.

En el caso de crianza en barrica durante más de 6 meses, el contacto con la madera puede oscurecer el vino a tonos castaños en tintos y ámbar en blancos. Un vino blanco envejecido correctamente en depósito y posteriormente en botella, evolucionará a tonos amarillo dorado o amarillo oro. Sin embargo, defectos al margen, la clave para determinar la edad del vino está en el color amarillo.

La vista ha de buscar el amarillo, que es el indicio de edad. Todos los vinos, blancos, rosados y tintos, tienen tanino que, al envejecer pasa de incoloro a amarillo y llega hasta dorado; es la clave para determinar la edad del vino con la vista. Todos los vinos tienen una base incolora y otra amarilla. Los tintos y rosados tienen color rojo y morado de la uva tinta; este color rojo son losantocianos, que se destruyen con la edad (primero el morado y después el rojo). Por tanto, para apreciar el amarillo en los tintos hay que mirar el borde, inclinando la copa, para conseguir poco espesor de vino. De la conjunción de estas evoluciones puede deducirse la edad. Esto es fácil en blancos, muy fácil en rosados y en tintos en sus cuatro primeros años y difícil a más edad. También resulta difícil los primeros años en blancos.

Otros factores Sin embargo, además de los mencionados defectos del vino (un blanco dorado puede indicar que está oxidado y no envejecido, por ejemplo) es necesario observar el color del vino con cierta cultura enológica de la región vinícola para aproximarse con más precisión.Por ejemplo, en una escala de color de vinos de Rioja:2004 – 2003 – 2002 – 2001 – 2000

Puede parecer el 2004, por deficiente maduración, más viejo que el 03; y el 02 por blancura más evolucionado que el 01. En estos casos aroma y paladar pueden secundar y complementar los aspectos cromáticos. En todo cado, la mejor orientación en la edad es la del color. : Claves para descubrir la edad de un vino por su color

¿Cómo se madura el vino?

El vino pasa por dos procesos de envejecimiento: en barrica y en botella. De este modo, la última fase en el proceso de elaboración del producto es su maduración una vez embotellado, En este punto final, la bebida terminará de desarrollarse y ganará en complejidad y matices. Se trata de una etapa muy importante, ya que, si las condiciones no son óptimas, se puede echar a perder todo el trabajo que se ha realizado anteriormente, el envejecimiento en barrica, las fermentaciones, la selección y vendimia de las uvas todo habrá sido en vano.

Por este motivo, no solo es importante la supervisión del proceso como tal. También hay que prestar atención a los materiales utilizados: vidrio y corcho tienen que ser de alta calidad. De otro modo, el vino puede sufrir inconvenientes como la llamada enfermedad de la botella o reducción, un proceso por el que la bebida desarrolla malos olores debido a la falta de oxigenación.

El corcho debe ser lo suficientemente poroso como para que el vino no deje de estar en contacto con el oxígeno, pero, al mismo tiempo, ha de protegerlo para que no se oxide. El término medio solo se consigue recurriendo a fabricantes de calidad, como es el caso de los proveedores de Bodegas Raíz de Guzmán.

• La maduración en botella es el único periodo en el que el enólogo ya no puede comprobar en qué estado se encuentra el vino.
• El experto debe controlar cada detalle de las fases anteriores y, en base a sus conocimientos, decidir cuál es el momento óptimo para el embotellado.
• Para ello, no solo debe pensar en cómo se encuentra la bebida en un momento determinado, también debe tener en cuenta cómo va a ser su evolución en botella,

Así, el enólogo ha de prever de qué manera se va a comportar el vino una vez embotellado y tomar sus decisiones en base a lo que esté buscando sin perder de vista sus previsiones.

¿Cuál es la levadura que más alcohol produce?

Estudios e investigaciones recientes Fermentación alcohólica: Una opción para la producción de energía renovable a partir de desechos agrícolas Alcoholic fermentation: An option for renewable energy production from agricultural residues H.J. Vázquez 1 y O.

Dacosta 2 1 Departamento de Sistemas, Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco, México E–mails: [email protected] 2 Oficina de Consejo, Desarrollo y Transferencia Tecnológica, Dijon, Francia E–mails: [email protected] Recibido: abril de 2006 Aceptado: mayo de 2007 Resumen La biotecnología ofrece diversas opciones para la generación de energías renovables.

Una de ellas es la producción de bioetanol, el cual se obtiene mediante fermentación. El bioetanol se usa en la preparación de carburantes para vehículos automotores. En este artículo se presenta una propuesta para la obtención de este combustible mediante una unidad de fermentación piloto experimental de 100 litros.

1. Los resultados de nuestros ensayos, en rendimiento y productividad, son similares a los de otros laboratorios si se considera que esta unidad piloto funciona en condiciones no estériles, lo que representa como ventaja un ahorro de energía no despreciable.
2. Además, la tecnología no requiere conocimientos especializados para su realización y estaría al alcance de grupos campesinos mexicanos.

Descriptores: Biotecnología, alcohol, energías renovables, vehículos. Abstract Biotechnology offers several options for generating renewable energy. One of these technologies consists on producing bioethanol by fermentation. Bioethanol is manly used to prepare fuel for motor vehicles.

This paper presents a proposal to produce such as fuels with a hundred liters experimental fermentation pilot unit. Results derived from essays are similar, in terms of yield and productivity, to those presented by other systems, if we take into account that our unit works under non sterile conditions, which represents significant energy savings.

This technology does not require specialized knowledge for its construction and it would accesible to groups of mexican farmers. Key words: Biotechnology, alcohol, energies renewable, vehicles. Introducción En los últimos años, en México se ha destacado la urgencia de realizar reformas estructurales que permitan un mayor desarrollo para enfrentar las necesidades que la globalización que la economía trae consigo.

El sector energético es uno de los campos en los que se resalta la importancia de efectuar cambios y mejoras. Sin embargo, por ser un bien de interés público, las dificultades de cambio se explican por la gran rigidez en las políticas y reglamentos que regulan los procesos de producción, almacenamiento, transporte y distribución de energía; principalmente de energías no renovables,

Sin embargo, es importante buscar otras soluciones orientadas más al desarrollo de sistemas eficientes en cuanto al consumo de energía y a la búsqueda de nuevas fuentes de energía, que limitarse al cambio de políticas y reglamentos de explotación, de lo que queda, de las fuentes de energía no renovables existentes (Maurice, 2007).

1. En general, las fuentes de energía, se clasifican como renovables y no renovables.
2. Entre las primeras se encuentra la energía eólica, hidráulica, geotérmica, maremotriz, solar y las energías de la biomasa (bioetanol, combustión directa de biomasa leñosa, combustión con gasificación, la pirolisis y la producción de gas por biodigestión anaeróbica.).

Dentro de las energías no renovables se encuentra el petróleo, el gas natural (metano) y la energía nuclear; siendo el petróleo la principal fuente de energía en México, a diferencia de la nuclear, cuya producción es muy limitada, pues cuenta con una potencia efectiva instalada de 1,365 MW.

En lo que respecta a las energías renovables, en México existe potencial para el desarrollo de fuentes de energía de esta naturaleza (Secretaría de Energía, 2005). En el plan publicado por la Secretaría de Energía (SENER) se proporcionan los siguientes datos sobre la capacidad que México tiene en tal aspecto: – Energías de la biomasa generadas a partir de residuos (desechos sólidos municipales, residuos agropecuarios, de bosques, etcétera) o a partir de biogás, producido por fermentación anaeróbica en plantas de tratamiento de aguas.

La cantidad de residuos sólidos municipales se estima en el país en 90,000 toneladas diarias, con lo que se podrían generar aproximadamente 150 MW. – La capacidad potencial de las fuentes de energía hidráulica se evalúan superiores a 3000 MW. En cuanto a la energía llamada “mini–hidráulica” se estima que existe potencial para lograr una capacidad media de 400 MW.

• En lo que respecta a la generación de electricidad a partir de energía solar, la potencia instalada de sistemas fotovoltaicos se incrementó de 7.1 MW en 1993 a 13 MW en 2000, representando en promedio una tasa de crecimiento anual de 9.3%.
• Para el año 2012, se esperan en el país 30 MW instalados y 18 GWh/año de energía producida.

– En materia de energía eólica o energía cinética del viento no existe una evaluación precisa del potencial que hay en el país; sin embargo, se estima superior a los 5,000 MW. – Finalmente, con relación a la energía geotérmica se valora un potencial de 2,400 MW.

• Cabe señalar que en el plan publicado por la Secretaría de Energía, consideran energías maduras la hidroelectricidad y la geotermia, las cuales, en conjunto, representaron 25.4% de la capacidad del Sistema Eléctrico Nacional en 2002.
• Una de las fuentes de energía que poco se menciona en los proyectos nacionales y que ha demostrado su factibilidad en otras regiones del mundo, es la producción de etanol.

Desde el punto de vista industrial, trabajar en la producción de dicho producto es fundamental, pues el etanol no sólo es una fuente de energía sino una materia prima importante en la industria (química, farmacéutica, agroalimentaria, etc.) Entre los principales usos del etanol está la preparación de carburantes para vehículos automotores.

El etanol permite un aumento del índice de octano, y por lo tanto, la reducción del consumo y reducción de la contaminación (10 a 15 % menos de monóxido de carbono e hidrocarburos). El etanol se puede mezclar con la gasolina sin plomo de un 10 % a un 25 % sin dificultad. En ciertos motores, se ha logrado incorporar hasta en un 100 % (Verdesio, 2003), (Almeida, 2006).

El etanol podría así, sustituir al metil terbutil éter (MTBE), producto oxigenante con el que se reformulan las gasolinas en México desde 1989, y que ha permitido reducir las emisiones de CO 2, Esta acción es muy importante pues el MTBE, por ser un compuesto muy estable, de baja degradación y muy soluble en agua, ha resultado ser un contaminante de aguas subterráneas (Nava, 2006).

1. Por otro lado, en algunas regiones, su uso ha disminuido por los riesgos que éste puede representar para la salud, ya que ha sido clasificado como potencialmente carcinógeno, (Lemire, 2004), (EPA, 2007).
2. Una de las opciones para producir etanol es por fermentación a partir de materias primas ricas en carbohidratos (azúcar, almidón, celulosa, etcétera).

Por tal razón, es común designar al etanol obtenido por esta vía “bioetanol”. Entre estas materias primas se encuentran las frutas y vegetales como la caña de azúcar y la remolacha, los cereales (trigo, maíz, sorgo), los tubérculos (papas, yuca) y en general, materias provenientes de ligno–celulosas o de residuos orgánicos.

El primer programa masivo de energías renovables a nivel mundial de producción de bioetanol a partir de caña de azúcar, se inició en Brasil en 1975 (Verdesio, 2003). Hasta 1989, el programa se apoyó en políticas públicas de beneficios económicos e incentivos fiscales para ayudar al desarrollo industrial de esta tecnología.

La producción se estabilizó desde entonces en 11 a 16 mil millones de litros por año. Sin embargo, al reducirse los subsidios y debido al importante desarrollo del país, tal programa no ha logrado ser suficiente ni ha podido responder a las grandes demandas de energía en Brasil; lo cual no significa que el proyecto haya fracasado, ya que las importaciones de energía hubiesen sido mucho más importantes sin la producción del bioetanol (Almeida, 2006),

Programas similares se han iniciado en Austria, Canadá, Francia, Alemania, España, Suecia y Estados Unidos. En este último el bioetanol se obtiene a partir del maíz (Coalición Americana por el Etanol, 2006) y en Francia a partir de la remolacha y del trigo (Instituto Francés del Petróleo, 2006). Ahí se estima un costo de producción de bioetanol de 0.38 euro/litro y de 18 euros por Gigajoule.

La productividad se estima entre 70 y 75 hectolitros de etanol por hectárea cultivada con remolacha y alrededor de 35 hectolitros de etanol por hectárea cultivada con trigo. El etanol aporta aproximadamente 28 mega–joules por kilo (una tonelada de bioetanol equivale aproximadamente a un volumen de 1.25 metros cúbicos, es decir, 12.5 hectolitros).

• En Francia, el consumo llega apenas al 1%, pero se estima que llegará al 5.75 % para el año 2010.
• Según la Agencia Internacional de Energía (AIE, 2006), el potencial de esta fuente de energía es considerable, pues se calcula que el bioetanol podría sustituir un 25% de la gasolina utilizada como combustible en el año 2025.

Con los datos preliminares aquí expuestos, es necesario apuntar que el objetivo del presente escrito es presentar los principios que se han utilizado para producir etanol por fermentación alcohólica a partir de melazas 1 y los resultados de un sistema piloto, en el cual participó el autor (Vázquez, 1993), diseñado en la Estación de Microbiología, hoy la Plataforma de Predesarrollo en Biotecnología (PPB) en Dijón, Francia.

Es un proyecto en el que la tecnología es relativamente simple y es la base de desarrollo de instalaciones reales y operacionales con capacidad para producir hasta 300.000 hl/año (Instituto Francés del Petróleo, 2006). Su impulso en México parece factible, además que representaría una oportunidad para diversificar las actividades de producción energética y agrícola del país; y una oportunidad para el desarrollo del campo.

La fermentación alcohólica La fermentación alcohólica es una bioreacción que permite degradar azúcares en alcohol y dióxido de carbono. La conversión se representa mediante la ecuación:,(1) Las principales responsables de esta transformación son las levaduras. La Saccharomyces cerevisiae, es la especie de levadura usada con más frecuencia. Por supuesto que existen estudios para producir alcohol con otros hongos y bacterias, como la Zymomonas mobilis, pero la explotación a nivel industrial es mínima.

A pesar de parecer, a nivel estequiométrico, una transformación simple, la secuencia de transformaciones para degradar la glucosa hasta dos moléculas de alcohol y dos moléculas de bióxido de carbono es un proceso muy complejo, pues al mismo tiempo la levadura utiliza la glucosa y nutrientes adi cionales para reproducirse.

Para evaluar esta transformación, se usa el rendimiento biomasa/producto y el rendimiento producto/ substrato. – Rendimiento biomasa/substrato (Yx/s): es la cantidad de levadura producida por cantidad de substrato consumido. – Rendimiento substrato/producto (Yp/s): es la cantidad de producto sintetizado por cantidad de substrato consumido.

1. El rendimiento teórico estequiométrico para la transformación de glucosa en etanol es de 0.511 g de etanol y 0.489 g de CO 2 por 1 g de glucosa.
2. Este valor fue cuantificado por Gay Lussac.
3. En la realidad es difícil lograr este rendimiento, porque como se señaló anteriormente, la levadura utiliza la glucosa para la producción de otros metabolitos.

El rendimiento experimental varía entre 90% y 95% del teórico, es decir, de 0.469 a 0.485 g/g. Los rendimientos en la industria varían entre 87 y 93% del rendimiento teórico (Boudarel, 1984). Otro parámetro importante es la productividad (g/h/l), la cual se define como la cantidad de etanol producido por unidad de tiempo y de volumen.

• Los parámetros aquí mencionados se definen con relación a la fase y al modo de funcionamiento del bioreactor o fermentador (Figura 1),
• Por lo general, un bioreactor es un recipiente cilíndrico de doble pared, de vidrio o de acero inoxidable (para el control de la temperatura y esterilización en línea), cubierto de una platina de acero inoxidable.

La platina está dotada de entradas y salidas que permiten agregar substratos, nutrientes y substancias como ácidos o bases, extraer productos, o bien, hacer mediciones en línea. La platina permite acoplar un sistema de agitación para mantener la homogeneidad y facilitar, en su caso, la transferencia de oxígeno y nutrientes.

1. El Bioreactor es el elemento central para la realización de la fermentación alcohólica.
2. Existen diversas opciones para disponer de esta tecnología; por ejemplo, construir una instalación simple (Make your own fuel, 2006) hasta la adquisición de una instalación completa con especificaciones técnicas adecuadas a las características concretas del proceso.

Entre estas dos opciones existen múltiples posibilidades caracterizadas por diferentes precios, volúmenes, tecnologías, modos de funcionamiento (discontinuo, fed batch, continuo, cascada), etc. (Monte et al., 2003), (Bailey, 1986). La elección depende de los recursos económicos disponibles y del interés por desarrollar una tecnología propia.

A continuación, se expone una breve descripción del proceso de fermentación alcohólica diseñado en la Plataforma de Predesarrollo en Biotecnología (PPB) en Dijon, Francia Proceso de fermentación alcohólica a partir de melazas: Resultados de pruebas piloto en volúmenes de 100 litros Desde hace varios años, existe el interés (Boudarel, 1984) por diseñar tecnologías de bajo costo que permitan producir bioetanol a partir de desechos o subproductos de origen agrícola; es así que se construyó una instalación piloto de fermentación de 100 litros, acoplada a una unidad de destilación.

El objetivo fue realizar estudios de factibilidad y prueba para la obtención de etanol a partir de melazas. La instalación permite realizar la fermentación en modo continuo y en condiciones no estériles, manteniendo concentraciones elevadas de levaduras. La instalación integra cuatro subsistemas: Reserva de melazas (Mn): Recipiente de forma cilíndrica dotado de un sistema de agitación y de un sistema de calentamiento. Una balanza mide la pérdida de peso, permitiendo así calcular la cantidad de melazas que se envía al bioreactor Bioreactor (A): Recipiente de forma cilíndrica, en acero inoxidable, equipado con sistemas de medida, de entrada (para las melazas (Fm), agua (Fe), vinasas, ácido y sosa)]; y de salida (para el cultivo fermentado, para la evacuación del aire, para la evacuación del dióxido de carbono y evacuación de las levaduras en exceso).

Un motor permite agitar el líquido evitando así la formación de gradientes de concentración y temperatura. Decantador (E): Un recipiente de forma cónica que permite la recuperación en continuo de las levaduras para concentrarlas (Bidault, 1985). El medio de cultivo fermentado se evacúa y luego se recupera en un depósito de recolección, para ser enviado a la columna de destilación.

A medida que se requiere, las levaduras se reciclan al birreactor. Columna de destilación (L) : La columna de destilación permite separar, por evaporación, el etanol del cultivo de fermentación. Las vinasas, que resultan de la destilación, se reciclan para consumir el azúcar residual.

1. En la tabla 1 se presentan resultados (promedio) de ensayos con la unidad piloto de 100 litros, y se observa que el tiempo de fermentación varía entre 8 y 25 horas dependiendo del modo de funcionamiento.
2. En el caso de operar el proceso en discontinuo, el tiempo de fermentación aumenta, debido a la necesidad de producir levadura en cantidad suficiente para transformar el azúcar de las melazas.

Sin embargo, se logra obtener una concentración de etanol mayor que en otros modos de operación. La concentración de etanol raramente sobrepasa el límite de 9°GL 2, Para lograr estos resultados se utilizó el algoritmo de optimización secuencial Simplex modificado (Nedler and Mead, 1965), supervisado por un sistema experto (Vázquez, 1993).

Al comparar estos resultados con ensayos de otros sistemas de fermentación se observa lo siguiente: En sistemas que funcionan en modo discontinuo (Miniac, 1984) se logran obtener concentraciones finales de alcohol entre 8 y 12° GL y rendimientos estequiométricos entre 80 y 90%. En modo discontinuo la productividad es baja, entre 1 y 2.5 g/l/h.

La productividad aumenta en función de la tasa de crecimiento de levaduras, pero disminuye por la inhibición de azúcar y del mismo alcohol). Las cifras obtenidas con nuestra unidad piloto de 100 litros son semejantes. En ensayos con la unidad piloto de 100 litros en modo continuo, resulta una menor concentración de etanol; sin embargo, en el caso de reciclaje de vinasas los resultados son muy similares a ensayos realizados en otros laboratorios (Tabla 2),

Antes de concluir acerca de la factibilidad de esta propuesta, es importante considerar que la unidad de 100 litros funciona en un ambiente no estéril, y que otros microorganismos compiten por el azúcar, disminuyendo la productividad, lo cual podría parecer una restricción importante; sin embargo, en condiciones no estériles el costo de producción se reduce considerablemente porque no se requiere consumo de energía para esterilizar y eliminar los contaminantes.

La esterilización requiere grandes cantidades de energía y su uso reduciría el interés de producir etanol por esta vía. El uso de la unidad piloto para la producción de etanol a partir de otros desechos o productos agrícolas (azúcar de caña, almidón de trigo, almidón de maíz, papa, sorgo, yuca o cualquier producto de origen vegetal) no debe presentar problemas en la medida en que la materia pueda presentarse en forma líquida, contenga azúcares transformables y no presente substancias inhibidoras para el funcionamiento de la levadura.

• Perspectivas y conclusiones La biotecnología ofrece diversas opciones para la generación de energías renovables.
• Dentro de las ventajas más importantes encontramos su carácter sustentable, la garantía de mantener la seguridad y diversidad del suministro energético y la posibilidad de obtener servicios de energía sin impacto ambiental.

Una de estas energías renovables, obtenidas por vía biotecnológica, es el bioetanol. Producto que presenta en varios países un interés creciente, pues su uso es posible como carburante de sistemas de transporte (Greencarcongress, 2006). No obstante, diversos análisis económicos muestran que en un ambiente competitivo, la producción de bioetanol está en desventaja por los costos de obtención de materias primas y el consumo de energía para separar el etanol por destilación.

Por ejemplo, un estudio de costos de plantas de producción de bioetanol indica que un 40 a 60% de los costos dependen de la materia prima; entre un 10 y 16 % dependen del consumo de energía, y entre un 14 y 20%, son costos de capital (Schulze and Kreen, 2006). Con relación al consumo de energía, existe la posibilidad de ahorrar ésta usando sistemas de destilación que usan la energía solar (Jorapur et al., 1991), otra opción es evitar el uso de energía para esterilizar el substrato como se propone en el presente trabajo.

A pesar de las desventajas de tipo económico, existen otras perspectivas, entre ellas la de proteger nuestros recursos y reducir el impacto ambiental (Sudarsan et al., 2006). Desde ese punto de vista, el bioetanol presenta ventajas, pues su uso en vehículos de transporte reduciría de manera importante las emisiones de SO2, CO2, residuos de hidrocarburos y, al mismo tiempo, permitiría una reducción del efecto invernadero (Marleix, 2004).

Aunque esta ventaja hay que tomarla con reserva, pues resultados con el uso de modelos de simulación, muestran que el uso de etanol a gran escala no mejoraría la calidad del aire en forma significativa e incluso, concluyen que su uso masivo causaría más problemas en el ambiente y en la salud (Jacobson, 2007).

Cabe señalar que la producción de etanol por fermentación es una tecnología limpia, relativamente simple y fácil de desarrollar. Su producción en bioreactor, aunque compleja desde el punto de vista bioquímico, no requiere de conocimientos especializados para su realización.

Sin embargo, no hay que olvidar la importancia de contar con cepas de levadura adecuadas, por ejemplo, cepas floculantes, con resistencia a altas concentraciones de etanol y resistencia a las bacterias. En México, existen diversos centros de investigación como la UNAM, la UAM y el IPN con personal altamente capacitado en la selección de microorganismos, para ellos no representaría gran problema la obtención de cepas de levaduras apropiadas.

Para concluir, es importante puntualizar que en este trabajo se propone la producción de etanol a partir de desechos, subproductos, coproductos y de productos agrícolas de baja demanda, con el objeto de añadir valor agregado a éstos, generar nuevos empleos para mitigar la pobreza de numerosos grupos de campesinos mexicanos y diversificar la producción de energía, favoreciendo el desarrollo sustentable en beneficio directo de los habitantes en zonas rurales.

Por supuesto que es importante considerar otros aspectos a nivel global, con el fin de evitar otros problemas derivados de perspectivas unilaterales como la de aumentar sólo la “eficiencia económica” (Sarukhán, 2007), sin considerar aspectos sociales y ambientales. Por ejemplo, la producción masiva de cultivos destinados al etanol puede provocar problemas de deforestación o reducir alimentos provenientes de cereales como el trigo o el maíz.

La deforestación por su parte, provocaría una reducción importante de la diversidad biológica, así como una disminución de las funciones de regulación de los recursos acuíferos. Los fertilizantes y pesticidas usados para lograr el cultivo intensivo, además de contaminar suelos y aguas, serían también una causa más de las emisiones de gases contaminantes en forma de dióxido de nitrógeno y metano (Cahier Francais, 2007).

• La competencia entre la producción de cereales destinados a la energía y los reservados a la alimentación provocaría un aumento desmedido de precios en detrimento de la población.
• Sin considerar, en el caso de uso de cereales OGM, la incertidumbre que provocaría su liberación en el ambiente.
• Agradecimientos Héctor Javier Vázquez agradece al Prof.

Henri Blachere y al Dr. Alain Durand el gran apoyo para realizar este trabajo durante diferentes estancias en la Estación de Microbiología y en la Plataforma de Predesarrollo en Biotecnología (PPB). El Profesor Blachère, uno de los principales pioneros en el desarrollo de la Biotecnología en Francia, fue director de la Estación de Microbiología, hoy PPB del Instituto Nacional de Investigaciones Agronómicas (INRA), Profesor del Instituto Nacional de Agronomía, Paris Grignon, (INA PG) Francia y fundador de las empresas de fabricación de equipo de fermentación Biolafitte e Inceltech.

El Dr. Durand es, hoy en día, el director de la PPB. El autor también agradece a la Región Bourgogne, Francia, quien a través de la Asociación “BOURGOGNE TECHNOLOGIES A.R.D.T.”, le otorgó el apoyo financiero (1989–1991) para el desarrollo de un Sistema Experto destinado al control y optimización de la instalación Piloto 100 l.

También, agradece a la UAM Azcapotzalco por los permisos y licencias, sin goce de sueldo, otorgadas para realizar este proyecto. Finalmente, agradecemos al Prof. Jaime Grabinsky Steider del Departamento de Ciencias Básicas e Ingeniería, UAM Azcapotzalco y a la Lic.

• Mitzi Pérez Alcázar de la División CSH, UAM Xochimilco, su apoyo y sugerencias para mejorar la lectura de éste documento.
• Notas 1 Las melazas son desechos de las industrias de producción de azúcar a partir de la remolacha.2 °GL significa Grados Guy Lussac.
• Un grado GL equivale a 12 litros de alcohol por cada 100 litros de medio de cultivo.

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Realizó la licenciatura en ingeniería bioquímica en la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del IPN. La Universidad de Pennsylvania le otorgó los grados de maestro en ciencias en bioingeniería e ingeniería en sistemas. En la Universidad de Tecnología de Compiegne (UTC) en Francia, logró el grado de doctorado en ingeniería de procesos.

La Escuela Nacional de Estadística y Análisis de l Información (ENSAI), de l’INSEE Francia, le concedió el grado de maestro en ciencias en estadística. Durante su estancia en Francia, colaboró con el Instituto Nacional de Investigaciones Agronómicas (INRA), en Dijón, donde trabajó en la construcción y automatización de sistemas de fermentación.

En México, es profesor investigador en el Departamento de Sistemas de la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco y responsable del Cuerpo Académico Análisis y Manejo de Información. Ophélia Dacosta. Realizó sus estudios de licenciatura y posgrado en la Universidad de Lisboa, Portugal, la Universidad de Borgoña y en la Sorbona, Francia.

Desde 1993, es consultora experta en Portugal, Francia y en la Unión Europea.

¿Cómo sale el alcohol de la uva?

¿Por qué el zumo de uva se transforma en vino? La vinificación es el proceso mediante el cual la uva se transforma en vino. Este proceso difiere mucho según el lugar en el que nos encontremos, las tradiciones de elaboración o el tipo de vino que se realice. Sin embargo, todos los grandes vinos, sean blancos, tintos, rosados, del norte o del sur, responden siempre a unos patrones generales en su elaboración.

• De todos estos procesos, es la fermentación alcohólica la que se considera cómo el más importante y determinante en la elaboración del vino.
• El proceso de fermentación ha sido durante mucho tiempo misterioso e incluso milagroso, de hecho, incluso hoy día muy poca gente conoce el proceso microbiótico completo que ocurre en una cuba de vino durante la fermentación.

De manera simple podemos decir que la fermentación es la gran transformación de zumo de uva a vino. Se produce cuando una serie de hongos (levaduras naturales) se comen los azúcares que contiene el mosto, liberando alcohol y gas. En el pasado, antes de conocer los descubrimientos de Pasteur, se interpretaba la fermentación como un proceso de descomposición natural o químico del mosto como materia.

• Pasteur demostró que la fermentación se produce por medio de las levaduras cuando éstas viven sin aire, transformando el azúcar del mosto en alcohol y gas carbónico.
• Químicamente, su formula se expresa: Glucosa (2C 6 H 12 O 6 ) = Alcohol (C 2 H 6 O) + Gas Carbónico (CO 2 ) Esta fórmula se cumple al 90%, puesto que en realidad en la fermentación además se liberan un gran número de sustancias en cantidades ínfimas.

Cuando se produce la fermentación, el zumo pierde su sabor dulce y se vuelve ácido. En el proceso de fermentación, el mosto se enturbia, se calienta y desprende gas, de hecho, la fermentación se ha comparado siempre con una ebullición. La propia palabra “fermentación” proviene del latín “fervere” (hervir).

¿QUIÉN REALIZA ESTE PROCESO? La fermentación alcohólica se realiza gracias a unos pequeños seres vivos denominados levaduras que son unos hongos microscópicos que se encuentran en estado natural en la capa superficial del suelo de los viñedos y actúan como verdaderos agentes de la fermentación. Existen muchas familias de levaduras que pueden producir vino, como las silvestres Candida, Klöckera/Hanseniaspora, Metschnikowiaceae, Pichia y Zygosaccharomyces, o la popular cultivada Saccharomyces cerevisiae.

Las levaduras se encuentran en invierno en la parte superficial del suelo de los viñedos, en verano, por medio de los insectos, el viento y el polvo de los arados, son transportados hasta los racimos. Las levaduras se encuentran ya en la uva madura en el momento de la recolección (mediante una capa cerosa denominada pruina) y son transportadas con la fruta a la cuba de prensado.

1. Además, existen otras levaduras que se encuentran ya proliferando en la cestas o cajas en las que son transportados los racimos y en la propia cuba de vino.
2. Un hecho curioso es el número de hongos que se encuentran en un mosto en proceso de fermentación, pudiendo encontrarse poblaciones de levaduras muy densas, del orden de 80000 a 120000 por milímetro cúbico, es decir, en una gota de vino en fermentación puede haber cinco millones de hongos.

En cuanto a la vinificación, aproximadamente se produce 1 grado alcohólico por cada 17 gramos de azúcar contenidos en el mosto. Así, un mosto con 221 gramos/litro daría lugar a un vino con 13 grados ( 13º ). La fermentación finaliza cuando los hongos “comen” todo el azúcar contenido en el mosto, y cesa la ebullición.

En las bodegas esto se determina con los clásicos ‘pesamostos’ o ‘densímetros’. No obstante, siempre quedará una pequeña parte de azúcares sin metabolizar denominado azúcar residual. En algunos casos, en función del tipo de vino que se desea elaborar, las bodegas detienen la fermentación deliberadamente enfriando rápidamente la cuba para lograr un vino con mayor azúcar residual y por tanto más dulce.

EL CONTROL HUMANO EN LA FERMENTACIÓN La parte humana más importante en todo el proceso consiste en vigilar la fermentación, que se reduce principalmente al control de la densidad y la temperatura. El control de la densidad nos indica la cantidad de azúcar que queda en el mosto.

• Así, se tratará de un vino seco (menos de 5gr.
• Por litro), semiseco (entre 15-30 gr.
• Por litro) o dulce (más de 50gr.
• Por litro).
• Para obtener vinos dulces o semisecos, hay que detener el proceso de fermentación, que se puede hacer mediante procedimientos químicos, añadiendo anhídrido sulfuroso (sulfitos) o bien mediante procedimientos manuales o físicos, enfriando el líquido en el momento en que el contenido de azúcar es el deseado.

Se controla, por tanto, el proceso temporal de la fermentación y la velocidad de transformación, es decir lo que dura y la velocidad a la que “comen” los hongos. El control de la temperatura es aún más importante, ya que nos indica el final de la fermentación.

1. Un aumento de temperatura, indica la muerte de los hongos por falta de azúcar.
2. La duración de la fermentación y del encubado varía según el tipo de vino que se elabora, el tipo de levaduras y la velocidad de fermentación.
3. Esta velocidad será decisiva para la determinación del cuerpo, astringencia, evolución y longevidad del vino.

Así, los encubados largos y pacientes son propios de vendimias lentas, de acidez elevada y fermentación a temperatura moderada, lo que permite obtener vinos con cuerpo, adecuados para la guarda o conservación y que mejoran con la crianza. Los encubados cortos se aplican en vendimias rápidas, con uvas muy maduras y fermentación a temperaturas altas, lo que origina vinos ligeros, suaves y en consecuencia de consumo corto o rápido.

• Es importante señalar, que la duración de la fermentación es independiente del tipo de vino, es decir podemos encontrarnos vinos tintos de rápido consumo por una fermentación rápida y vinos blancos de fermentación lenta y consumo tardío.
• Tampoco hay que confundir la duración de fermentación con la calidad del vino.

Otras manipulaciones realizadas por el hombre para obtener diferentes tipos de vino son la chaptalización y la acidulación. La chaptalización o aumento de grado alcohólico del vino, que recibe su nombre a Jean Antoine Chaptal, ministro Francés Napoleónico que popularizó la técnica, consiste en añadir azúcar durante la fermentación para que la levaduras liberen mayor etílico y el vino consiga una mayor graduación.

Por otro lado la acidulación, sería el procedimiento de añadir mayor ácido tartárico al vino antes de la fermentación. En las regiones cálidas el aumento de acidez se realiza añadiendo ácido cítrico tras la fermentación. Durante la fermentación la manipulación humana más habitual es el control de la temperatura (18ºC-20ºC), regulada normalmente mediante refrigeración de la cuba, evitando las bajadas bruscas que podrían detener el proceso.

La fase final de la fermentación es la denominada fermentación maloláctica, el ácido málico pasa a ácido láctico, dando una mayor suavidad, esta fermentación es más acentuada en el caso de los vinos que se someten a crianza. Una vez realizada la fermentación, algunos vinos blancos se dejan algún tiempo sobre sus “lías” (heces, desechos o restos sólidos de la fermentación producidos por los hongos) para aumentar su sabor.

1. LA FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA Una vez finalizada la fermentación alcohólica ya tenemos el vino nuevo, que tras un periodo de algunos meses termina de fermentar los pocos azúcares que siempre quedan tras la fermentación principal.
2. Finalmente se termina de hacer este vino nuevo con el desarrollo de una segunda fermentación: la fermentación maloláctica.

La fermentación maloláctica es fundamental para la calidad del vino, especialmente en los vinos tintos (se tratará con más detalle en el capítulo de elaboración de vinos tintos). Básicamente consiste en la transformación de todo o parte del ácido málico procedente de la uva en ácido láctico y anhídrido carbónico.