Docsity
Docsity

Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes

Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity


Consigue puntos base para descargar
Consigue puntos base para descargar

Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium


Orientación Universidad
Orientación Universidad

Producción de vino de litchi, Guías, Proyectos, Investigaciones de Nanotecnología

Explica una breve introducción sobre el papel fundamental que tiene la nanotecnología en los procesos de biológicos con la finalidad de obtener un producto de interés para el ser humano, siendo la producción de vino, en este caso, vino de litchi, a partir de microorganismos.

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2019/2020

Subido el 11/01/2022

-Xochitl_
-Xochitl_ 🇲🇽

5

(2)

4 documentos

1 / 32

Toggle sidebar

Esta página no es visible en la vista previa

¡No te pierdas las partes importantes!

bg1
POZA RICA DE HGO, VER.
20/JUNIO/2021
INSTITUTO TECNOLÓGICO
SUPERIOR DE POZA RICA
DOCENTE: M.C. DAVID CRUZ ALEJANDRE
MATERIA: BIOPROCESOS
INGENIERÍA EN NANOTECNOLOGÍA ”A”
PRESENTA:
176P0781
176P0786
176P0787
176P0796
TEMA: “Obtención de vino de litchi mediante
fermentación alcohólica a partir de la levadura
Saccharomyces cerevisiae”
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
pf16
pf17
pf18
pf19
pf1a
pf1b
pf1c
pf1d
pf1e
pf1f
pf20

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Producción de vino de litchi y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Nanotecnología solo en Docsity!

POZA RICA DE HGO, VER. 20 /JUNIO/202 1

INSTITUTO TECNOLÓGICO

SUPERIOR DE POZA RICA

DOCENTE: M.C. DAVID CRUZ ALEJANDRE

MATERIA: BIOPROCESOS

INGENIERÍA EN NANOTECNOLOGÍA 8° ”A” PRESENTA: ALARCON HERNANDEZ MELINA ABIGAIL DOLORES RODRIGUEZ XOCHITL YAZMIN FERNANDEZ DEL ANGEL KAREN ARLETH RAMIREZ CRUZ LUIS ARTURO

176P

176P

176P

176P

TEMA: “Obtención de vino de litchi mediante

fermentación alcohólica a partir de la levadura

Saccharomyces cerevisiae”

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN Desde miles de años se han usado procesos de fermentación realizados por el hombre, con la finalidad de conservar alimentos o producir bebidas con sabor, aroma y textura específicas, entre esos productos se encuentra el yogurt, queso, cerveza, vino, entre otros. El litchi es una drupa de forma redonda, ovoide, acorazonada e incluso arriñonada, es un fruto que forma parte de la familia Sapindaceae , la parte comestible de la fruta es una estructura denominada botánicamente arilo, se forma a partir de células que deviene meristemáticamente en el funículo (pedúnculo de la semilla) y en la parte exterior de las túnicas exteriores. Se consume como fruta fresca, aunque su utilidad puede ser en la obtención de vinos. Según la Organización Internacional del Vino (OIV) define el Vino como el producto obtenido exclusivamente por fermentación alcohólica, total o parcial, de uva fresca, estrujada o no, o de mosto de uva o de otras frutas comestibles. Esta definición implica que en esencia el vino es el resultado de la fermentación de los azúcares, tanto glucosa como fructosa, presentes en el mosto de cualquier fruta. El cultivo de esta fruta cubre actualmente el 90% de las superficies de los cultivos en el mundo, mientras que el 10% restante son variedades no viníferas utilizadas generalmente como frutas de mesa. El etanol es un compuesto químico, conocido como alcohol etílico que se da en condiciones normales de presión y temperatura como un líquido incoloro, es una sustancia psicoactiva, volátil que está presente en diversas bebidas fermentadas, siendo el principal tipo de alcohol presente en las bebidas alcohólicas, como el vino (alrededor de un 13 %), la cerveza (5 %), los licores (hasta un 50 %) o los aguardientes (hasta un 70%) [1]. En 2017, la producción mundial de etanol fue de 102 mil millones de litros, siendo Estados Unidos el mayor productor (58%), seguido de Brasil (26%). Por otra parte, las levaduras son microorganismos eucariotas, unicelulares clasificados como miembros del reino Hongos. Estos microorganismos, y en particular, Saccharomyces cerevisiae , son de gran importancia económica, social y para la salud en la cultura humana. Se han utilizado para producir bebidas alcohólicas (como cerveza y vino) y fermentar la masa de pan durante milenios.

En la actualidad y con las técnicas modernas de análisis se han reportado algunos de las propiedades que se atribuyen a este vino de litchi como: que es estimulante del apetito, es digestivo, retarda el envejecimiento, es calmante, fortificante del organismo en general, reduce el estrés, previene enfermedades cardíacas , además se ha encontrado la presencia de minerales como el potasio, el cobre y el hierro, aunque también calcio, fósforo, magnesio, manganeso, azufre y selenio, contiene vitamina C por lo que se suele recomendar tomar una copa diaria. Por lo anteriormente mencionado, en el desarrollo de esta investigación se establece como objetivo, obtener vino partir de la fermentación alcohólica de la uva mediante el empleo de Saccharomyces cerevisiae , como agente bilógico para el consumo humano.

1.2 Justificación El vino es una bebida habitual de la dieta mediterránea y la menor incidencia de enfermedades cardiovasculares en esta zona, ha generado un gran interés entre los investigadores por esta bebida. A la hora de elegir entre las bebidas alcohólicas, el vino de litchi puede ser más saludable que otros, muchos estudios a través de los años han demostrado una relación positiva entre beber vino moderadamente y una buena salud cardíaca. De acuerdo con la Asociación Americana del Corazón (AHA), el resveratrol, un antioxidante en el vino, puede reducir la presión arterial e incrementar los niveles de colesterol, las procianidinas encontradas en el vino ayudan a mantener los vasos sanguíneos saludables. Sin embargo, es importante notar que tomar demasiado alcohol puede causar presión arterial alta y arritmia o un ritmo cardíaco irregular [ 3 ]. Todo esto se concluyó luego de revisar varios estudios que afirman que una copa de vino al día ayuda a prevenir muchas enfermedades cardiovasculares, tanto en los hombres como en las mujeres, gracias a su alto contenido en ponifenoles. También sirve para tratar dolencias y trastornos tales como: la diabetes, la demencia o la osteoporosis, por su efecto antioxidante [ 4 ]. Gracias a la evolución sobre el proceso de la elaboración de vino de litchi, ahora se pude realizar su producción a través de un bioproceso el cual no solo facilita su fabricación, sino que también permite una mayor calidad, presentación y sabor, todos estos cambios conllevan la necesidad de un análisis y control de calidad acorde a las exigencias del mercado actual por lo cual decidimos realizar la investigación de este bioproceso que nos permitirá conocer los avances biotecnológicos en procesos tradicionales

1.3 Objetivos de la investigación 1.3.1 Objetivo general “Implementar un bioproceso en la obtención de vino de litchi mediante fermentación anaerobia utilizando la levadura Saccharomyces cerevisiae”. 1.3.2 Objetivos específicos

  • Identificar las características del litchi que proporciona beneficios como sustratos de fermentación.
  • Evaluar la calidad del litchi que se utilizará para el bioproceso.
  • Analizar y comprender el proceso de fermentación del litchi.
  • Crear un biorreactor para llevar a cabo el proceso de fermentación del litchi.
  • Medir los cambios de pH durante un proceso de fermentación,
  • Evaluar la cantidad y calidad del vino obtenido.

CAPÍTULO 2

2 .1 Aspectos generales del Litchi Chinensis

El litchi ( Litchi chinensis Sonn .) pertenece a la familia de Sapindaceae , que comprende 140 géneros y 1,500 especies [ 4 ]. Existen tres subespecies de litchi:

  • Litchi chinensis Sonn., ssp. chinensis , de importancia internacional.
  • Litchi chinensis Sonn., ssp. philippensis (Radlk.) Leenh ., se encuentra en Filipinas y tiene frutos no comestibles.
  • Litchi chinensis Sonn., ssp. javanensis Leenh. es ocasionalmente cultivado en Indochina y en el Oeste de Java y tiene frutos similares al ssp. Chinensis. Las diferentes variedades comerciales de litchi se clasifican por varias características agronómicas: la época de recolección, el tipo de crecimiento del árbol, y las características del fruto. Entre las más importantes están las siguientes:
  • Bengal: Es una variedad temprana, con un árbol moderadamente vigoroso y que da frutos de forma acorazonada, de unos 20g de peso medio. Son de color rojo brillante y de buena calidad.
  • Brewster: Se trata de una variedad muy temprana, que desarrolla un árbol grande y vigoroso. Los frutos son elípticos, de unos 19g y de color rojo brillante. Presenta una calidad aceptable, aunque de sabor ácido.
  • Floridian: Es una variedad similar a la Brewster, aunque con frutos de menor tamaño. Haak Yip: Es un árbol de vigor medio, ancho pero compacto. Su fruto es ovoide, con un peso medio de 17g y la piel es de color rojo mate. Presenta una calidad muy buena.
  • Kway May Pink: Está variedad da frutos de forma redondeada de unos 22g de peso. El color es rosado. El árbol es de vigor medio y porte erecto.
  • No Mai Chee Late: Variedad tardía que forma un árbol vigoroso. El fruto es acorazonado, con un color variable entre el amarillo y el rojo brillante. Presenta una calidad excelente.
  • Salathiel: Es otra variedad tardía que da árboles pequeños y compactos. Forma frutos ovoides de unos 15-18g. La piel es gruesa, de color amarillo a rojo intenso. El sabor es muy bueno.
  • Tai So: Da un árbol muy vigoroso de copa abierta, con una producción temprana. El fruto es ovoide a acorazonado, de unos 24g. El color de la piel es rojo brillante, aunque se oscurece en la madurez. El sabor es ácido-dulce.
  • Wai Chee: Se trata de una variedad muy tardía con una planta de vigor medio y aspecto compacto. El fruto es redondo y algo pequeño, 17g. Cuando madura se vuelve rojo con un tinte amarillo. Presenta un sabor dulce. 2.1.1 Descripción Botánica Es un árbol frutal tropical originario del sur de China. Es el único representante del género Litchi. Es relativamente de poca altura, normalmente alcanza los 10-12 metros (fig. 1). No obstante, existen algunos ejemplares de más de 20 m después de una edad de 25 años. El árbol tiene tendencia a formar una copa redonda, densa, compacta y simétrica, presentando en todo tiempo un intenso aspecto verde y en épocas de cosecha parece de ornato por el contraste con el intenso brillo rojo de sus frutas. El tronco es grueso, recto y corto, y la corteza tiene un color morrón o café obscuro. Figura. 1. Árbol de Litchi chinensis (Jarrín, S. 2010).

Los frutos son producidos en grupos sueltos, desde 2 a 30 litchis. Es importante que estos maduren en el árbol, para alcanzar un mejor sabor, para lo cual son necesarios de 60 a 90 días después de la floración. La estación de producción en Florida y México, va de mediados de mayo a principios de julio, dependiendo de la variedad y de la zona productora. El fruto del litchi es una drupa de forma redonda, ovoide, acorazonada e incluso arriñonada (fig. 2). Su tamaño es variable, pero llega a alcanzar hasta 5 cm de largo y hasta 4 cm de diámetro; con un peso entre 12 y 25 g. La cubierta externa del fruto (pericarpio) es delgada, coriácea, dura y quebradiza, es verde en el fruto inmaduro, pero adquiere un color rojizo brillante e incluso es amarilla o verde en algunos casos. Está cubierta posee protuberancias angulares poco pronunciadas. Cuando comienza a secarse, la piel cambia a un color marrón sucio y se torna mucho más quebradiza. Es una fruta altamente perecedera y delicada y su calidad puede deteriorarse rápidamente si no se almacena debidamente, especialmente en un lugar seco y fresco. La parte comestible de la fruta es una estructura denominada botánicamente arilo, se forma a partir de células que deviene meristemáticamente en el funículo (pedúnculo de la semilla) y en la parte exterior de las túnicas exteriores. Crece de forma continua alrededor de la semilla, mientras el fruto se desarrolla, pero se separa fácilmente tanto de la semilla como del pericarpio. El arilo tiene su pulpa de color normalmente blanco (fig. 2), en algunos casos tendiendo a rosado, con una consistencia jugosa similar a la de la uva fresca y con un aroma agradable, subácido-dulce [ 5 , 7 ]. Figura 2. Partes de la fruta del Litchi (Jarrín, S. 2010).

La semilla, brillante, marrón oscuro, casi de color café, es de forma ovoide a oblonga midiendo entre 1 y 2 cm de longitud y entre 6 y 12 mm de ancho (fig. 2). Comprende, aproximadamente, el 10-18% del peso del fruto. Las semillas abortadas, "semillas lengua de pollo" son pequeñas y arrugadas, no viables y representan en este caso cerca del 4% del peso del fruto. Los frutos con semillas abortadas son un poco más pequeños que los de semilla normal. En consecuencia, son preferidos, pues contienen una mayor proporción de pulpa [ 5 , 7 ]. 2.1.2 Cultivo El litchi está adaptado a las zonas subtropicales que presentan un verano cálido e invierno con una temperatura más baja, sin llegar a la presencia de heladas. Es un frutal que se adapta mejor a bajas altitudes, como las zonas costeras y cercanas a los ríos, en donde se tiene una alta humedad [ 8 ]. Una humedad relativa mayor al 75% ayuda a una mejor floración y cuajado de los frutos. El rango óptimo para el crecimiento del árbol del litchi está entre 20 y 30 oC, con un mínimo para el crecimiento vegetativo de 15 a 16 oC. A diferencia de lo anterior para favorecer la floración es recomendable una temperatura de invierno entre 8 y 10 oC, para contraponer un poco la alternancia de la producción [ 9 ]. Los vientos fuertes son una limitante importante, debido al débil sistema de raíces que presenta este frutal, ocasionan rajamiento de la corteza así como daño a las hojas nuevas de las plantaciones jóvenes. En general, el litchi se puede cultivar en diferentes tipos de suelo, prefiriendo los suelos de aluvión, se adapta mejor a suelos profundos, de buen drenaje (tolera como máximo 15 días en pequeñas inundaciones), fértiles y con un pH entre 5.5 y 6.5, es decir moderadamente ácidos [ 10 ]. Las raíces del litchi se desarrollan mejor cuando se encuentran asociadas con hongos micorrizicos, por lo que es necesario inocular de las micorrizas antes de establecer la planta en el terreno definitivo (puede ser tierra, en donde ya estuvo plantada esta misma especie).

El litchi tiene un valor calórico en torno a las 65 calorías por cada 100 g y es una fuente apreciable de vitamina C, pero las cantidades difieren mucho entre cultivares y varían entre 40.2 y 90 mg consumiendo 100 g de esta fruta. El litchi no es una fuente apreciable de tiamina, rivoflavina, calcio, fósforo o hierro, aunque contiene cantidades importantes de potasio. Carece totalmente de provitamina A y sólo algunos cultivares son buena fuente de niacina [ 5 , 7 ]. El Cuadro 1 compara el valor nutritivo del litchi con otras frutas tropicales. El litchi, como cualquier frutal, requiere de ciertas prácticas culturales para obtener los rendimientos deseados. Tabla 1. Valor nutritivo del litchi con otras frutas tropicales (Su, D., Zhang, R. 2016)

2.3 Beneficios y propiedades del Litchi chinensis

Por su contenido de vitamina C, están especialmente recomendados para quienes tienen un mayor riesgo de sufrir carencias de dicha vitamina: personas que no toleran los cítricos, el pimiento u otros vegetales, que son fuente casi exclusiva de vitamina C. La Vitamina C cumple además una acción antioxidante; inhibe la oxidación del llamado "mal colesterol" (LDL-c), impidiendo que este se deposite en las paredes de los vasos sanguíneos. Además, por riqueza en potasio, bajo aporte de sodio y contenido de antioxidantes resultan muy recomendables para aquellas personas que sufren de hipertensión arterial o afecciones de vasos sanguíneos y corazón y para reducir el riesgo de enfermedades. También tiene grandes propiedades antioxidantes y antiinflamatorias debido a su contenido de vitamina C y flavonoides (quercitina, kaempferol), con lo que contribuye al fortalecimiento del sistema inmunológico y reducir el riesgo de enfermedades del corazón, Parkinson, Alzheimer y cáncer, así como a retrasar el proceso de envejecimiento. El lichi contiene una gran cantidad de fibra soluble. Esta fibra permite una mejor descarga fecal, aumentando el volumen en las heces. Además, ayuda de forma positiva a los movimientos peristálticos de los intestinos. Así mismo, el lichi estimula los jugos digestivos lo que permite una mejor absorción de proteínas,hidratos de carbono y lípidos. De igual forma, alivia los síntomas del estreñimiento. La pulpa del litchi contiene grandes cantidades de compuestos fenólicos y tiene actividades antioxidantes. En un estudio realizado en animales, los fenólicos en la pulpa del lichi ayudaron a proteger contra la lesión hepática inducida por el estrés, al modular la disfunción mitocondrial. Los investigadores concluyeron: “Por esa razón, la pulpa del lichi puede ser un biofactor funcional para mitigar el estrés oxidativo”. [ 12 ]

Los costos de producción de una hectárea de litchi, con densidad de 100 plantas/ha a una distancia de 10m x 10m son de $5,444.00 considerando también mantenimiento de equipo y otros costos como renta del terreno, depreciación del equipo y costo financiero de inversión al 25% anual. Los costos en esta zona ordenados de acuerdo a los conceptos contemplados son: otros costos casi 41% del total, la fertilización 15.5%, la cosecha 13%, el mantenimiento del equipo 12.7%, el control de malezas 9.7%, el control de plagas y enfermedades 6.8% y finalmente la poda de formación 1.1%. La mano de obra empleada, es de sólo 28 jornales/ha, igual al 1 4% del total de los costos. La práctica que demanda mayor cantidad de mano de obra es la cosecha y posteriormente el control de malezas. Los precios unitarios (kg) del litchi son mejores en comparación con los obtenidos por los cultivos tradicionales como naranja, limón, mandarina, plátano, café y caña de azúcar, independientemente de las inversiones que en particular corresponden a cada uno, llegando a tener precios mayores de $20.00/kg, expendiéndose en la propia huerta, a centros comerciales de la región, así como a diversos compradores que cuentan con capital para su comercialización en las grandes ciudades de nuestro país y el extranjero.

2.6 Levaduras en la fermentación

Se denomina levadura o fermento a cualquiera de los diversos organismos eucariotas, clasificados como hongos microscópicos unicelulares, que son importantes por su capacidad para realizar la descomposición mediante fermentación de diversos cuerpos orgánicos, principalmente los azúcares o hidratos de carbono, produciendo distintas sustancias [1 3 ]. Las levaduras por medio de un proceso bioquímico denominado fermentación alcohólica transforman los azúcares del mosto en etanol, dióxido de carbono y otros compuestos químicos y con ello se transforma el mosto en vino. La definición clásica de microorganismo, considera que es un organismo microscópico constituido por una sola célula o agrupación de células. Se consideran como tales a las bacterias (levaduras y hongos filamentosos muy pequeños), e incluye también a los virus, aunque la estructura de ellos es más simple y no llega a conformar una célula. Las levaduras para los procesos fermentativos Saccharomyces cerevisiae y la Saccharomyces ellipsoideus. Con estas se produce el pan, el vino y la mayoría de las demás bebidas alcohólicas, aunque la más utilizada actualmente es la Saccharomyces cerevisiae [1 3 ]. 2.6.1 Levadura Saccharomyces cerevisiae La levadura Saccharomyces cerevisiae , es la especie de mayor uso en la industria vinícola. Se describe normalmente como un anaerobio facultativo, de modo que crece tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas, es capaz de emplear un amplio rango de sustratos entre mono-, di-, y oligo-sacáridos, así como etanol, acetato, glicerol y hasta lactatos; siendo la glucosa su fuente de carbón preferida, la cual metaboliza a etanol mediante la ruta EMP y el metabolismo anaeróbico del piruvato. Este organismo se conoce también como la levadura de panadería, ya que es necesario agregarla a la masa que se utiliza para preparar el pan para que este esponje o levante; de hecho, el término levadura proviene del latín levare, que significa levantar.