Obtención de etanol a partir de naranja Valencia para elaborar vino espumoso

Adriana Dueñas Moreno
Diana Carolina Guzmán
María Isabel Henao
Oscar Mauricio Rodríguez
Obtención de etanol para elaborar vino espumoso
natural a partir de la naranja valencia, mediante
la implementación de modificaciones y la
aplicación de la biotecnología en el proceso
químico.

NARANJA TIPO VALENCIA
 Los cítricos pertenecen a la familia Rutaceae y se
encuentran agrupados en la subfamilia
Aurantioideae.
Citrus
 Los géneros mas importantes son: Poncirus
Fortunela.
 Las especies del genero Citrus son las mas
importantes desde el punto de vista agronómico y
representan casi la totalidad de los cítricos
cultivados.

NARANJA TIPO VALENCIA
Citrus sinensis
Naranjo dulce
Grupo Blancas

CULTIVOS PERMANENTES
Cultivo
Área plantada/
Hectáreas
Total 1.203.745
Café 672.679
Plátano 194.249
Caña 168.369
Cacao 107.027
Naranja 31.751
Mango 17.145
Banano 12.531
Naranja 31.751

CULTIVOS PERMANENTES
0
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
Area
plantada
/
Hectarea
Cultivo
Total : 1.203.745
31.751

CALENDARIO DE COSECHAS
2011
anuario estadístico de frutas y hortalizas del Ministerio de
Agricultura y Desarrollo Rural
Fuente:

PRODUCCIÓN NACIONAL DE
CÍTRICOS EN COLOMBIA (2010)
Especie
Producción
(ton)
(%)
Naranjas 228.128 49,68
Mandarinas 109.768 23,91
Limas ácidas 92.304 20,10
Tangelo Mineola 580 0,13
Tangelo Orlando 421 0,09
Toronja 196 0,04
Otros 27.754 6,04
Total 459.151 100,00
Fuente: Agronet

PRODUCCIÓN NACIONAL DE
CÍTRICOS EN COLOMBIA (2010)
Fuente: Agronet
0
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
25.91%
20.10%
0,15%0,09%0.04%
6.04%
Produccion
(ton)
Especie
49.68%

CULTIVO DE NARANJA EN EL
SUROCCIDENTE
Fuente: Encuesta Nacional Agropecuaria ENA
http://www.dane.gov.co
77%
23%
Valencia Sweety y Salustiana

SUROCCIDENTE
0%
20%
40%
60%
80%
Valencia Sweety y
Salustiana
77%
33%

META
90%
10%
Valencia Otros

META
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Valencia Otros
90%
10%

CANTIDAD DE ARBOLES
FRUTALES
Fuente: DANE – ENA 2011

CANTIDAD DE ARBOLES
FRUTALES
0
5,000,000
10,000,000
15,000,000
13.927.072
827,332 738,702 185,064

PRODUCCIÓN 2007 - 2011
Fuente: Agronet

PRODUCCIÓN 2007 - 2011
Meta
24%
Valle del
cauca
23%
Quindio
14%
Antioquia
13%
Otros
26%

SITUACIÓN PROBLEMA
Desaprovechamiento
de la naranja Valencia
Mas
importación
Menos
exportación
Calidad del
fruto
Déficit
comercial
Implicaciones
internacionales

IMPORTACIÓN DEL FRUTO
2000 - 2012
Fuente: Agronet
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
TONELADAS
AÑO
17408,1 ton
11203,3 ton

EXPORTACION DEL FRUTO
2000 - 2012
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
TONELADAS
AÑO
Fuente: Agronet
15691,39 ton
641,44 ton

CALIDAD DEL FRUTO
Lo mas importante de cualquier centro de acopio,
comercializadora o exportadora debe ser la
CALIDAD.
La calidad, en su sentido mas amplio, se puede
considerar como un compendio de calidades:
 Organoléptica
 Microbiológica
 Nutritiva
 Comercial
Fuente: NTC 4086

BALANZA COMERCIAL DE LA
NARANJA 2000 - 2010
Fuente: Agronet
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500 2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
US
$
AÑO

IMPLICACIONES
INTERNACIONALES
 Los productos de
baja calidad dañan
la reputación de la
misma, tanto en el
mercado interno
como en el
extranjero.
 La CALIDAD es un asunto internacional en
caso de exportación de los frutos.

JUSTIFICACIÓN
¿Por qué?
 Porque se hace necesario brindar una
solución al déficit comercial que presenta el
sector citrícola en Colombia.
¿Para qué?
 Para explorar una nueva alternativa de
producción agroindustrial.
¿Cómo?
 Elaborando un vino espumoso natural.

OBJETIVO GENERAL
Obtener etanol de manera
limpia y sostenible para
bebida alcohólica a partir
de la naranja Valencia
destinado a la elaboración
de vino espumoso natural
mediante la
implementación de
procesos químicos
modificados y la
aplicación de la
biotecnología en estos.

OBJETIVO AVANCE PRODUCTO
Identificar materias primas ricas en
azúcares fácilmente fermentables y por
lo tanto susceptibles, de ser utilizados
en procesos de obtención de etanol.
100 %
Modificar procesos químicos
tradicionales como alternativas de
producción para la obtención de etanol.
100%
Caracterizar los productos obtenidos
mediante los procesos químicos
modificados.
100 %
Evaluar las modificaciones
implementadas tanto en el producto
como en el proceso.
100 %
OBJETIVOS ESPECÍFICOS

NORMATIVA
 NTC 4086. Naranja Valencia.
Especificaciones.
 NTC 1588. Bebidas alcohólicas.
Vinos espumosos.
 NTC 223. Bebidas alcohólicas.
Vinos. Prácticas permitidas en
la elaboración
 NTC 4676. Etiquetado y
rotulado.

Requisitos de calidad
según NTC 4086
Análisis externo
de la fruta
Análisis interno
de la fruta
Categoría
Calibre
Color
Contenido
de jugo
SST
Acidez
Índice de
madurez

CATEGORÍA
Fuente: NTC 4086
Categoría extra Categoría I Categoría II

CALIBRE
 El peso y volumen de un fruto es un parámetro
básico de calidad que nos indica el grado de
crecimiento del mismo.
 La relación peso/volumen es un indicador de
la calidad interna del fruto, como jugosidad o
sequedad.

Madurez
Fuente: NTC 4086
Tabla de color de la naranja Valencia producida por encima de 900 m
sobre el nivel del mar.
 Determina el periodo de vida útil y la calidad
final de los frutos.

CONTENIDO DE JUGO
𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑗𝑢𝑔𝑜 =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑗𝑢𝑔𝑜 (𝑔)
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑟𝑢𝑡𝑜 (𝑔)
∗ 100
Unidades 69
Peso total 15573,22 g
Jugo obtenido 6546,09 g
= 42,03 %
El contenido de zumo
disminuye con el avance de
la maduración y el periodo
de almacenamiento.

PARÁMETRO
RANGO (NTC 4086)
RESULTADO
MÍNIMO MÁXIMO
Contenido de
jugo (%)
40 NR 42,03
ANÁLISIS INTERNO

SOLIDOS SOLUBLES TOTALES
= 10,19 °Bx
Datos obtenidos
SST 10 °Bx
Acidez 0,98 %
Método: refractométrico

PARÁMETRO
RANGO (NTC 4086)
RESULTADO
MÍNIMO MÁXIMO
Contenido de
jugo (%)
40 NR 42,03
ANÁLISIS INTERNO
SST (°Bx) 9,20 NR 10,19

ACIDEZ
Método: Titulación acido base
Datos obtenidos
Núm. Muestra % acidez
1 1,08
2 0,88
3 0,92
= 0,98 %

PARÁMETRO
RANGO (NTC 4086)
RESULTADO
MÍNIMO MÁXIMO
Contenido de
jugo (%)
40 NR 42,03
ANÁLISIS INTERNO
SST (°Bx) 9,20 NR 10,19
Acidez (%) NR 1,30 0,96

PARÁMETRO
RANGO (NTC 4086)
RESULTADO
MÍNIMO MÁXIMO
Contenido de
jugo (%)
40 NR 42,03
ANÁLISIS INTERNO
SST (°Bx) 9,20 NR 10,19
Acidez (%) NR 1,30 0,96
Índice de
madurez
(°Bx/% acidez)
7,10 NR 10,61

Glucolisis: es la vía metabólica encargada de oxidar
la glucosa con la finalidad de obtener energía para
la célula. Consiste en 10 reacciones enzimáticas
consecutivas que convierten a la glucosa en dos
moléculas de piruvato
RUTA METABÓLICA

RUTA METABÓLICA
RUTA METABÓLICA
2 Piruvato
C3H3O3
2 Acetaldehído
C2H4O
2 CO2
Glucosa
(C6H12O6)
2 Etanol
C2H6O
2 NAD+
2NADH
+ 2H+
2 + 2 Pi 2
ADP ATP
Glucolisis

Piruvato
Fermentación Ciclo de Krebs
Acética Alcohólica
Láctica
Acetato Etanol
Lactato
RUTA METABÓLICA

LEVADURA
Saccharomyces
cerevisiae
 Metabolización de
azúcares.
 Tolerancia a altas
concentraciones de
etanol y glucosa.
 En ausencia de oxígeno
produce etanol y
dióxido de carbono.

NUTRIENTES REQUERIDOS
POR LA LEVADURA
Fuente: http://alimentos.org.es/

PRUEBAS DE ADAPTACIÓN
Células vivas Multiplicación de la
levadura

DETERMINACIÓN DE PRESENCIA
DE ETANOL
Método: Espectroscopia IR
Tensión O – H
Alcohol
Tensión C – O
Alcohol primario

CARACTERIZACIÓN DEL
PRODUCTO SEGÚN NTC 1588
Contenido de alcohol
Acidez total
Metanol
Sulfatos
Cloruros
Hierro
Cobre
pH

CONTENIDO DE ALCOHOL
Método: Destilación y estimación del contenido
alcohólico por determinación de la gravedad
especifica. NTC 5113
= 0,00 %

PARÁMETRO
RANGO (NTC 1588)
RESULTADO
MÍNIMO MÁXIMO
Alcohol (%) 6 NR 8,01
CARACTERIZACIÓN DEL
PRODUCTO SEGÚN NTC 1588
Acidez total (g/dm3) 3,75 10,0 7,83
Metanol (mg/dm3) NR 1,000
Sulfatos (g/dm3) NR 2,0 0,50
Cloruros (g/dm3) NR 1,0
Hierro (mg/dm3) NR 8 2,80
Cobre (mg/dm3) NR 1,00 0,27
pH 2,8 3,5 3,37

ACIDEZ
Método: Titulación acido base. NTC 5114
Datos obtenidos
Núm. Muestra Acidez (g/dm3)
1 7,87
2 7,79
= 7,83 g/dm3

METANOL
Método: Cromatografía de gases. NTC 4118
= 0,00 mg/dm3

SULFATOS
Método: Turbidimetria.
= 0,50 g/dm3

CLORUROS
Método: Titulación potenciométrica con
electrodo de Ag/AgCl. NTC 61
= 0,00 mg/dm3

HIERRO
Método: Espectrofotometría UV-VIS NTC 5294
= 0,00 g/dm3
En
concentraciones
altas forman
compuestos
insolubles en el
vino dandole así
un color

COBRE
Método: Espectrofotometría de absorción
atómica. NTC 5295
= 0,00 g/dm3

pH
Método: Potenciométrico. NTC 5114
= 0,00

CONCLUSIONES
Con los resultados obtenidos experimentalmente
y comparándolos con las especificaciones
establecidas en la NTC 4086, se concluye que la
naranja tipo Valencia es una materia prima
óptima para la elaboración del vino espumoso
natural.
Basados en la NTC 1588, la cual establece los
requisitos y ensayos que deben cumplir los vinos
espumosos, se determinó que el vino espumoso
natural de naranja cumple con el grado alcohólico
estipulado, ya que el rango de aceptación de la
norma esta entre 6 y 14 grados alcoholimétrico y
el obtenido fue de 8 %.

CONCLUSIONES
Los resultados de los análisis realizados hasta el
momento al vino espumoso natural de naranja,
(contenido de alcohol, sulfatos, hierro y cobre) se
encuentran dentro de los límites establecidos en
la NTC 1588.

ELABORACIÓN DE VINO ESPUMOSO
NATURAL
Preparación del
mosto
Inoculación
Primera
fermentación
Segunda
fermentación
Purificación
Análisis
fisicoquí-
micos
No cumple
Si cumple
Listo para su
consumo
FIN
Filtrado
Revisar y
ajustar
parámetros

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