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Se fermentaron jugos de naranja (natural, JN, o pasteurizado, JP) con S. cerevisiae a pHs (3,5 ó 4,0), temperaturas de fermentación (10 ó 20°C) y de maduración (10 ó 20°C). Se determinaron azúcares reductores directos (ARD) y totales (ART), N-amínico y recuento microscópico durante 4 etapas: inicial, fermentación, envasado y maduración (4 meses). Al final también se determinaron azúcares y etanol. Los ARD y ART decrecieron durante la fermentación en ambos mostos; el N-amínico también disminuyó, permaneciendo luego casi constante. El recuento de levaduras fue 2×106/mL (JN) y 7×106/mL (JP). En los envasados se detectó fructosa (80-100%) y glucosa (<20%) pero no sacarosa. El etanol alcanzó 60-80 g/L (JN) y 80-85 g/L (JP). Durante la maduración, los azúcares y el N-amínico aumentaron levemente, el etanol disminuyó en JN pero incrementó levemente en JP. El recuento de levaduras disminuyó.
Durante la fermentación, las levaduras asimilaron casi la totalidad de azúcares y del N-amínico para crecer; luego durante la producción de etanol no hubo casi cambios hasta el envasado, produciéndose su lisis.
Introducción
El objetivo del presente trabajo fue caracterizar la fermentación alcohólica de jugo de naranja usando una S. cerevisiae aislada de la fruta, aplicando el siguiente diseño experimental:
- a) Dos sustratos (jugo de naranja natural y jugo de naranja pasteurizado).
- b) Dos pHs del mosto (3,5 y 4,0).
- c) Dos temperaturas de fermentación (10 y 20oC).
- d) Dos temperaturas de maduración (10y 20oC).
Microorganismo usado para la vinificación de mostos de naranja
Microorganismo usado para la vinificación de mostos de naranja Saccharomyces cerevisiae, levadura autóctona aislada y seleccionada a partir de jugo fermentado de naranjas (Hours et al. 2005).
Preparación de mostos de diferentes jugos de naranja
Mosto de jugo natural de naranja
La variedad de naranja seleccionada para la obtención del jugo fue la W.Navel, con un índice de madurez (oBrix/% acidez) de 12. Se procesaron en planta piloto aproximadamente 600 kg de fruta (lavada pero no encerada) procedente de un empaque de la zona. Luego de la recepción, la fruta se volvió a lavar en mesa lavadora con circulación de agua a los efectos de disminuir la población microbiana de la superficie. El jugo se obtuvo con extractora FMC, modelo FS BR 1. Se filtró con malla metálica (tamiz ASTM #18), se recolectó en un tanque pulmón y se ajustó a 20 oBrix con sacarosa (azúcar comercial) para incrementar la graduación alcohólica del vino a obtener. Luego se añadieron 150 ppm de KHSO 3 (INV, 1994, Resolución No 281/85) a los efectos de mantener la dosis de SO 2 libre entre 30 y 40 ppm, valores necesarios para una buena conservación de los vinos blancos (Menegazzo Gómez, 1978). Esta dosis se recomienda para mostos con un pH @ 3,5.
El mosto así preparado se dividió en dos partes. A una mitad se le ajustó el pH a 4 con CaCO 3 . Se usó este compuesto a fin de facilitar la sedimentación de la borra una vez finalizada la fermentación (INV, 1994, Resolución No 281/85) y la otra mitad se mantuvo al pH del jugo natural (» 3,5). El mosto estandarizado fue distribuido en 8 damajuanas de vidrio color verde, de 30 l de capacidad: 4 damajuanas con mosto a pH: 4,0 y 4 damajuanas con mosto a pH: 3,5 (sin ajuste de pH).
Mosto de jugo de naranja pasteurizado
El jugo pasteurizado se preparó mediante tratamiento térmico (90oC, 3,5 min) del jugo natural recién exprimido, en un intercambiador de calor en planta piloto. Posteriormente se añadió 100 ppm de KHSO 3 . Se eligió esta dosis por considerar que el tratamiento térmico minimiza los riesgos de alteración microbiana y, por lo tanto, la función principal que debería cumplir el SO 2 sería la de antioxidante.
El mosto de jugo de naranja pasteurizado, una vez hechos los ajustes correspondientes según el protocolo seguido para el mosto de jugo natural, se distribuyó también en 8 damajuanas de vidrio color verde, de 30 l de capacidad: 4 damajuanas con mosto a pH: 4,0 y 4 damajuanas con mosto a pH: 3,5.
Precultivo
Para la fermentación se utilizó el método de precultivo o «pie de cuba». El precultivo se preparó de acuerdo al siguiente procedimiento: se distribuyeron 2 l de cada jugo con un contenido de hasta 70 g/l de azúcares reductores directos, adicionados de 10 g/l de (NH 4 ) 2 HPO 4 , a razón de 500 ml en 4 Erlenmeyers de 1l. Se trataron a vapor fluente durante 30 min. Se enfriaron hasta temperatura ambiente y se inocularon en condiciones asépticas: con 200 mg de S. cerevisiae (biomasa con 48% de humedad). Se incubaron a 25 ± 2oC durante 24 h. Finalizada la incubación, se realizó un análisis microbiológico siguiendo la técnica de coloración vital con azul de metileno, recuento microscópico en cámara de Neubaüer y vitalidad del cultivo.
Fermentación primaria de los mostos
Las damajuanas de 30 l fueron inoculadas con el precultivo, a razón de 2 l por cada 100 l de mosto a fermentar. Durante las primeras 24 h se cubrieron con una gasa fina, a fin de facilitar un crecimiento aeróbico de las levaduras, que ocurre hasta el agotamiento del O 2 disuelto en el mosto. Finalmente, se sellaron con cierre hidráulico y se incubaron a 10 y 20oC, respectivamente.
Primer trasiego
A los 10 días de iniciado el proceso de fermentación, cuando ya no se observó desprendimiento de CO 2 , se efectuó el primer trasiego para separar las borras del sobrenadante. El trasiego se realizó por caída natural del vino a damajuanas limpias y previamente enjuagadas con una solución de KHSO 3 al 1%. Estos recipientes se sellaron con cierre hidráulico y se continuó con la incubación a 10 y a 20oC, respectivamente.
Las muestras para analizar se tomaron en condiciones asépticas, impidiendo la entrada de aire por aumento de la presión en el interior de las damajuanas para homogeneizar el contenido y lograr la representatividad de las mismas. Los ensayos realizados por triplicado que se detallan a continuación., también fueron realizados sobre los mostos de jugo natural y jugo pasteurizado:
- - Azúcares reductores directos y totales. Método de Lane y Eynon (Ting y Rouseff, 1986).
- - Nitrógeno amínico: Expresado en mg/100 mL jugo (Ting y Rouseff, 1986).
- - Recuento directo de levaduras y diferenciación de otros microorganismos por observación microscópica en fresco.
- - Prueba de viabilidad de células de levaduras con azul de metileno.
Segundo trasiego y envasado
Luego del primer trasiego, a los 45 días del inicio de la fermentación, se realizó un segundo trasiego, fraccionándose inmediatamente los productos de los 16 ensayos en botellas de vidrio color verde de 750 ml, que se cubrieron con tapones de corcho semi-microparticulado aglomerado.
El producto así obtenido se llamó «vino joven». En esta etapa se realizó un nuevo muestreo para los ensayos anteriormente citados (por triplicado) incorporando además, los siguientes:
- - Graduación alcohólica (Enzymatische BioAnalytik, Roche).
- - Sacarosa, glucosa, fructosa (Enzymatische BioAnalytik, Roche).
Maduración
Después del envasado, se procedió al almacenamiento a dos temperaturas 10oC y 20oC. A esta etapa se la denominó «maduración o envejecimiento de los vinos de naranja», realizándose un nuevo muestreo para los ensayos previamente citados.
Conclusion
Se concluyó que durante la fermentación tumultuosa las levaduras usaron casi la totalidad de los azúcares y del N-amínico para crecer; luego, coincidiendo con la producción de etanol, permanecieron en estado estacionario hasta el embotellado, produciéndose una lisis que pudo haber sido la causa del ligero incremento de los azúcares y del N-amínico. El apreciable consumo de los mismos y la producción de etanol durante la fermentación a 10oC y pH 4,0 hacen suponer que éstos son el pH y temperatura óptimos de proceso para la levadura autóctona.
Referencias bibliográficas
- HOURS, R.A.; FERREYRA, M.M.; SCHVAB, M.C.; GERARD, L.M.; ZAPATA, L.M.; DAVIES, C.V. (2005). Caracterización fisicoquímica y microbiológica de jugos de naranja destinados a vinificación, en: Ciencia, Docencia y Tecnología 31: 219-239.
- INV. Instituto Nacional de Vitivinicultura. República Argentina (1994). Prácticas Enológicas Lícitas y Resoluciones Reglamentarias. En: http://www.inv.gov.ar/normativas.php?ind=1
- TING, S.V.; ROUSEFF, R.L. (1986). Citrus fruits and their products: Analysis and Technology. New York: Dekker.
Autoría
Ferreyra, María M.**; Schvab, María del C.**; Gerard, Liliana M.**; Zapata, Luz M.**; Davies, Cristina V.**; Hours Roque A.***
*) Paper presenting parcial results from research project UNER # 8029, 2004-2006, directed by R. A. Hours, Faculty of Food Sciences, National University of Entre Rios (UNER), funded by SYCTFRH, UNER; submitted in June 2009, admitted in October2009.**) Faculty of Food Sciences, UNER, Concordia (Argentina).***) Faculty of Food Sciences, UNER, Concordia (Argentina); CINDEFI, Faculty of Exact Sciences, National University of La Plata, La Plata (Argentina). hours@biotec.org.ar
Ciencia, Docencia y Tecnología No 39, Año XX, noviembre de 2009