UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
CARACTERIZACIÓN FÍSICO-QUÍMICA Y MICROBIOLÓGICA
DE LAS BEBIDAS FERMENTADAS ELABORADAS EN LA
PROVINCIA DE TUNGURAHUA - ECUADOR
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERO DE ALIMENTOS
HENRY LEONARDO RIVERA PAREDES
DIRECTORA: ING. NUBIA GRIJALVA
DECLARACIÓN
Yo HENRY LEONARDO RIVERA PAREDES, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “CARACTERIZACIÓN
FÍSICO-QUÍMICA Y MICROBIOLÓGICA DE LAS BEBIDAS
FERMENTADAS ELABORADAS EN LA PROVINCIA DE TUNGURAHUA -
ECUADOR”, que, para aspirar al título de Ingeniero de Alimentos fue desarrollado por Henry Rivera, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 18 y 25.
Ing. Nubia Grijalva Vallejo
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios quien con su infinita bondad supo rodearme de personas buenas, quien guió mis pasos para poder escoger el camino correcto y me llena de bendiciones.
A la Universidad Tecnológica Equinoccial – Facultad de Ciencias de la Ingeniería – Escuela de Alimentos y a todo su cuerpo docente.
A la Ing. Nubia Grijalva, Directora de Tesis, por su gran profesionalismo, importante colaboración e infinita paciencia durante el desarrollo de este trabajo de investigación.
Especial gratitud a mis padres Leonardo y Marianita ejemplo de vida, lucha y esfuerzo quienes me brindaron su apoyo incondicional; como dejar de agradecer por los gestos más valiosos que me regalaron cada día junto con mis hermanas y mi preciosa hija María Paz ese cúmulo de amor, cariño y afecto plasmado en una sonrisa o un abrazo que se convirtió en fuente vital de mi inspiración para alcanzar el objetivo propuesto.
A mi novia Caro ya que con sus conocimientos y apoyo incondicional supo guiarme para alcanzar la meta propuesta.
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN VII
ABSTRACT VIII
1. INTRODUCCIÓN 1
2. MARCO TEÓRICO 3
2.1 FERMENTACIÓN 3
2.1.1 FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA 6
2.1.2 VARIABLES DE CONTROL EN EL PROCESO DE
FERMENTACIÓN 7
2.2 BEBIDAS ALCOHÓLICAS 8
2.2.1 DESTILACIÓN ALCOHÓLICA 9
2.3 BEBIDAS FERMENTADAS TRADICIONALES 9
2.3.1 BEBIDAS FERMENTADAS TRADICIONALES EN EL
ECUADOR 10
2.4 MICROBIOLOGÍA DE LAS BEBIDAS FERMENTADAS 23
2.4.1 MICROORGANISMOS FERMENTADORES 26
2.5 PARÁMETROS DE CALIDAD DE LOS ALIMENTOS 28
2.5.1 ASPECTOS FÍSICO-QUÍMICOS 29
3. METODOLOGÍA 31
3.1 ESTUDIO DE CAMPO 31
3.1.1 POBLACIÓN Y MUESTREO 31
ii
PÁGINA
3.2 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA 35
3.3 RECUENTO MICROBIANO 37
3.3.1 INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS 37
3.4 ANÁLISIS FÍSICO – QUÍMICOS 39
3.4.1 PH 39
3.4.2 GRADO ALCOHÓLICO 39
3.4.3 EXTRACTO SECO 39
3.4.4 ACIDEZ TOTAL, VOLÁTIL Y FIJA 40
3.4.5 ALDEHÍDOS 42
3.4.6 ÉSTERES 43
3.4.7 METANOL 44
3.5 ANÁLISIS ESTADÍSTICO 44
4. RESULTADO Y DISCUSIÓN 45
4.1 SELECCIÓN DE LAS BEBIDAS FERMENTADAS TRADICIONALES MÁS REPRESENTATIVAS DE LA PROVINCIA DE TUNGURAHUA 45 4.1.1 CONOCIMIENTO Y PREFERENCIAS DE LOS POBLADORES
DE LA PROVINCIA DE TUNGURAHUA EN RELACIÓN A
BEBIDAS FERMENTADAS TRADICIONALES 45
4.1.2 PRODUCCIÓN DE BEBIDAS FERMENTADAS
TRADICIONALES EN LA PROVINCIA DE TUNGURAHUA 49
4.2 ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO 51
4.2.1 FLORA MICROBIANA EN LA BEBIDA “SÁNDUCHE” 51 4.2.2 FLORA MICROBIANA EN LA BEBIDA “CHAGUARMISHQUE” 53 4.2.3 FLORA MICROBIANA EN LA BEBIDA “CHICHA DE UVA” 56
4.3 ANÁLISIS FÍSICO-QUÍMICOS 60
4.3.1 GRADO ALCOHÓLICO 60
iii
PÁGINA
4.3.3 ACIDEZ TOTAL, FIJA Y VOLÁTIL 62
4.3.4 ALDEHÍDOS 65
4.3.5 ÉSTERES 66
4.3.6 METANOL 67
4.3.7 AZÚCARES 68
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 70
5.1 CONCLUSIONES 70
5.2 RECOMENDACIONES 72
BIBLIOGRAFÍA 70
iv
ÍNDICE DE TABLAS
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Tabla 2.1 Definiciones según campo de aplicación de fermentación 3 Tabla 2.2 Productos finales de distintos tipos de fermentaciones
microbianas. 4
Tabla 2.3 Tipos de fermentación, identificación de productos resultantes
de acuerdo al proceso fermentativo. 5
Tabla 2.4 Factores de control en la fermentación alcohólica. 8 Tabla 2.5 Composición química proximal de la planta de cabuya 16 Tabla 2.6 Composición química proximal de la uva 19 Tabla 2.7 Composición Química de la caña de azúcar. 23 Tabla 2.8 Microorganismos y toxiinfecciones que generan 24 Tabla 2.9 Microorganismos patógenos y sus géneros más
representativos. 25
Tabla 2.10 Condiciones que diferencian a los microorganismos 26
Tabla 2.11 Tipos de acidez 30
Tabla 3.1 Población de cantones de la provincia de Tungurahua y su
número de habitantes 32
Tabla 3.2 Tamaño de la muestra según cantones para aplicación de
encuestas. 33
Tabla 3.3 Placas petrifilm y especificaciones. 36
Tabla 3.4 Interpretación de resultados placas petrifilm. 37 Tabla 4.1 Trabajos de titulación relacionados con bebidas fermentadas
tradicionales 46
Tabla 4.2 Principales bebidas fermentadas tradicionales producidas en los cantones de la Provincia de Tungurahua 50 Tabla 4.3 Recuento de microorganismos de la bebida “Sánduche” 52 Tabla 4.4 Recuento de microorganismos de la bebida “Chaguarmisque” 54 Tabla 4.5 Recuento Microbiológico de dos productores de la bebida
v
ÍNDICE DE FIGURAS
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Figura 2.1 Proceso de producción de chicha de maíz. 12 Figura 2.2 Proceso de recolección del Chaguarmishque 14
Figura 2.3 Planta de cabuya (Furcraea Andina) 15
Figura 2.4 Proceso de producción de Chicha de Uva 17
Figura 2.5 Uvas (Vitis vinífera) 18
Figura 2.6 Proceso de elaboración de Sánduche 21
Figura 2.7 Cosecha de caña de azúcar (Saccharumofficinarum). 22 Figura 3.1 Entrevistas a productores de bebidas fermentadas
tradicionales de la provincia de Tungurahua. a) Productor de Sánduche b) Productor Chaguarmisque c) Productor chicha
de uva 34
Figura 4.1 Preferencias en relación al consumo de bebidas fermentadas tradicionales en cada cantón de la Provincia de Tungurahua. 48 Figura 4.2 Bebidas más representativas de cada cantón de la Provincia
de Tungurahua. 49
Figura 4.3 Grado alcohólico de las tres bebidas evaluadas:
Chaguarmishque, Chicha de uva, Sánduche. 60 Figura 4.4 Extracto seco de las tres bebidas evaluadas 62 Figura 4.5 Acidez total de las bebidas evaluadas 63 Figura 4.6 Acidez fija de las bebidas evaluadas. 64 Figura 4.7 Acidez volátil de las bebidas fermentadas evaluadas. 65 Figura 4.8 Aldehidos presentes en las bebidas fermentadas evaluadas 66 Figura 4.9 Ésteres presentes en bebidas fermentadas evaluadas 67 Figura 4.10 Contenido de metanol en las bebidas fermentadas
evaluadas. 68
vi
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
ANEXO 1. CARTA DE ACUERDO CON EL H. GOBIERNO
PROVINCIAL DE TUNGURAHUA 79
ANEXO 2. MODELO DE ENCUESTA APLICADA 80
ANEXO 3 .DIFERENCIAS ENTRE BEBIDAS EN RECUENTO DE
AEROBIOS 81
ANEXO 4. DIFERENCIA ENTRE BEBIDAS EN RECUENTO DE
BACTERIAS ACIDO LÁCTICAS 82
ANEXO 5. DIFERENCIA ENTRE BEBIDAS EN RECUENTO DE
COLIFORMES 83
ANEXO 6. DIFERENCIA ENTRE BEBIDAS EN RECUENTO DE
ENTEROBACTERIAS 84
ANEXO 7. DIFERENCIAS ENTRE BEBIDAS EN RECUENTOS DE
MOHOS Y LEVADURAS 85
ANEXO 8. RESULTADOS FÍSICO - QUÍMICO DE BEBIDAS
ESTUDIADAS 86
ANEXO 9. RESULTADOS FÍSICO-QUÍMICOS SANDUCHE
PROVEEDOR 1 87
ANEXO 10. RESULTADOS FÍSICO-QUÍMICOS SANDUCHE
PROVEEDOR 2 88
ANEXO 11. RESULTADOS FÍSICO-QUÍMICOS CHAGUARMISHQUE
PROVEEDOR 1 89
ANEXO 12. RESULTADOS FÍSICO-QUÍMICOS CHAGUARMISHQUE
PROVEEDOR 2 90
ANEXO 13. RESULTADOS FÍSICO-QUÍMICOS CHICHA DE UVA
PROVEEDOR 1 91
ANEXO 14. RESULTADOS FÍSICO-QUÍMICOS CHICHA DE UVA
vii
RESUMEN
viii
ABSTRACT
1
1. INTRODUCCIÓN
El Ecuador cuenta con 13 etnias puras a lo largo de su extensión territorial. Los procesos migratorios internos en el país han dado lugar a mezclas de razas de poblaciones con un alto porcentaje de mestizos y como consecuencia la dispersión de cultura y costumbres por las diferentes provincias del Ecuador (UNICEF, 1993).
La provincia de Tungurahua, está situada en la región sierra del Ecuador a 2557 msnm, cuenta con una superficie de 3334 km2, entre su división territorial
está conformada por nueve cantones que son: Ambato, Baños, Cevallos, Mocha, Patate, Quero, San Pedro de Pelileo, Santiago de Píllaro, Tisaleo (Gómez, 1990).
En las fiestas religiosas indígenas del Ecuador sus etnias tienen como parte de su tradición las comidas y libaciones (bebidas), las mismas que son producidas por miembros de sus comunidades para los extensos días de fiesta; este tipo de comidas y bebidas son regularmente parte de su cultura, que fue creada por sus ancestros y que por generaciones han podido perdurar en el tiempo. En la actualidad siguen siendo parte de las festividades indígenas religiosas pero también han pasado a formar parte del abanico cultural y gastronómico de cada región (Moya, 1995).
2 así también para cualificar el valor nutricional que aportan estos alimentos (Nielsen, 2009).
El análisis microbiológico se realiza con la finalidad de poder analizar valores cuantitativos de microorganismos patógenos, es una medida que ayuda a concluir si el producto estudiado cumple con los parámetros que un alimento debe tener para ser considerado apto para el consumo humano (Mossel, Moreno, & Struijk, 2006).
Por la importancia cultural que tienen las bebidas fermentadas en el Ecuador y en la provincia de Tungurahua se ha visto la necesidad de llevar a cabo un estudio técnico para realizar un levantamiento y recopilación de información en relación a este tema, seleccionar las bebidas más representativas de la provincia y analizar su calidad microbiológica y físico química con el objetivo de determinar las condiciones en las que se expenden este tipo de productos y considerar si son aptas para su consumo.
El objetivo general de este trabajo es caracterizar de manera físico-química y microbiológica de las principales bebidas fermentadas tradicionales de la provincia de Tungurahua-Ecuador.
Los objetivos específicos son:
Identificar las principales bebidas fermentadas tradicionales que se producen en la provincia de Tungurahua.
Caracterizar microbiológicamente las principales bebidas fermentadas tradicionales de la provincia de Tungurahua.
3
2. MARCO TEÓRICO
2.1 FERMENTACIÓN
Según Tortora, Funke, & Case (2007), existen diferentes significados que se usan para describir al término fermentación, esto se puede observar en la Tabla 2.1.
Tabla 2.1 Definiciones según campo de aplicación de fermentación Aplicación Definición
General
“Cualquier descomposición de alimentos producida por microorganismos”.
“Cualquier proceso que genere bebidas alcohólicas o productos lácteos ácidos”.
Ámbito industrial “Cualquier proceso microbiano en gran escala en condiciones aerobias o anaerobias”.
Ámbito científico “Cualquier proceso metabólico liberador de energía que tenga lugar exclusivamente en condiciones anaerobias”.
(Tortora, Funke, & Case, 2007)
4 En la Tabla 2.2 se detallan los productos que se obtienen a partir de diferentes microorganismos fermentadores, en los que destacan levaduras del género
Saccharomyces en la producción de etanol.
Tabla 2.2 Productos finales de distintos tipos de fermentaciones microbianas Organismos Productos finales de fermentación
Streptococcus,
Lactobacillus,
Bacillus
Ácido Láctico
Saccharomyces
(levadura)
Etanol y CO2
Propionibacterium Ácido propiónico, ácido acético, CO2, y H2
Clostridium Acido butírico, butanol, acetona, alcohol
isopropílico, H2 Escherichia,
Salmonella
Etanol, ácido láctico, ácido succínico, ácido acético , CO2, y H2
Enterobacter Etanol, ácido láctico, ácido fórmico, butanediol,
acetoina, CO2, y H2
(Tortora, Funke, & Case, 2007)
Es muy importante conocer las rutas bioquímicas durante este proceso, ya que permiten identificar cuál es el mecanismo por el cual los azúcares sufren una conversión mediante la degradación de los compuestos orgánicos. Entre las rutas o secuencias bioquímicas más relevantes en el campo industrial se
mencionan: Glucólisis, El ciclo de Krebs y La Cadena Respiratoria (Jimenez, 1982).
5 microorganismo presente y el producto final que proporciona después del proceso fermentativo.
Tabla 2.3 Tipos de fermentación, identificación de productos resultantes de acuerdo al proceso fermentativo
Tipo de fermentación Proceso fermentativo Producto resultante
Alcohólica Se degrada la glucosa, pasa a
ser acido pirúvico por la vía
metabólica.
CO2 + 2Etanol
Acido láctica Bacterias productoras de ácido
lácticas se dividen en dos:
homolácticas(degradan glucosa
por EMP y solo obtiene ácido
láctico) y heterolácticas (son
capaces de degradar por tres
procesos que son: EMP, shunt
de la pentosa o proceso de
Enter-Doudoroff y da como
resultado una serie de
productos característicos)
Ácido láctico, ácido acético,
acido fórmico, etanol CO2 y
a veces glicerol
De ácido propiónico Fermentación llevada a cabo
por microorganismos
anaerobios
Propianato y CO2
Del ácido butírico Fermentación realizada por
bacterias anaerobias como
clostridium
Ácido acético, acido
fórmico, etanol, acido
butírico, butanol, acetona,
isopropanol, junto con una
gran cantidad de CO2 y H2
Del grupo coliforme Se genera principalmente por
familia enterobacteria quienes
degradan la glucosa en una
diversidad de productos finales
Acido fórmico, láctico,
acético, succínico
6 2.1.1 FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
La fermentación alcohólica es el principal proceso bioquímico en la etapa de transformación de azúcares, es importante la presencia inicial de oxígeno para oxidar carbono y tener como producto resultante dióxido de carbono y etanol; esta fermentación va acompañada de la liberación de energía en forma de moléculas ATP que está a disposición de las levaduras, es una energía aprovechada más no una energía libre (Vicent, Álvarez, & Zaragoza, 2006; Muller, 1964).
Los combustibles más usados para la fermentación son los azúcares, principalmente hexosas como: fructosa, glucosa, galactosa, sacarosa y que en ausencia de aire y por el trabajo de las enzimas microbianas y mediante una serie de reacciones bioquímicas se genera la reacción alcohólica que tiene como resultado la producción de alcohol.
C12H22O11 = 2C6H12O6 FERMENTACIÓN 4C2H5OH + 4CO2
Hexosa Etanol Dióxido de Carbono
(Buchner, 1987)
El rendimiento que teóricamente debería alcanzar la transformación de 1 g de glucosa es de 0,51 g de etanol y 0,49 g de CO2. En la práctica, se alcanza
como rendimiento el 90% del valor teórico, ya que aproximadamente el 10% de la glucosa se transforma en biomasa que es utilizada para suplir las necesidades energéticas que tiene la célula (Ward, 1989).
7 para que pueda ser degradado por las levaduras. Un ambiente limitado de aire es ideal para que los microorganismos aerobios no se desarrollen y no sean sus competidores directos (Ingraham & Ingraham, 1998).
2.1.2 VARIABLES DE CONTROL EN EL PROCESO DE FERMENTACIÓN
8 Tabla 2.4 Factores de control en la fermentación alcohólica
Factor Control Importancia
Concentración inicial de
azúcares
Concentración de sólidos
solubles
En condiciones osmófilas la
levadura se deshidrata y
puede producir una
plasmólisis.
Aireación Cantidad adecuada de aire
Pese a ser un proceso
anaerobio, las levaduras
necesitan oxígeno como
desencadenante inicial del
proceso y en su etapa de
crecimiento. La cantidad de
oxígeno debe ser
controlada.
pH Valores entre 3 a 6. A mayor pH se puede dar formación de glicerol
Temperatura Valores entre 15 y 35 grados Centígrados
A menor temperatura existe
mayor facilidad de obtener
un mayor grado alcohólico;
con altas temperaturas se
fermenta en menos tiempo
pero las levaduras se
agotan.
Concentración de alcohol 12-14 y 18 -20 grados
GayLussac
Depende del tipo de
levadura. A mayor grado
alcohólico a obtener, la
velocidad de fermentación
se reduce.
(Hernández, Alfaro, & Arrieta, 2003)
2.2 BEBIDAS ALCOHÓLICAS
9 & Mago, 2008). Según Dorosz (1996), el aporte del alcohol es de: “7 calorías por gramo o 5.6 calorías por grado (ml de alcohol en 100 ml de bebida)”
En el campo de las bebidas alcohólicas se definen dos tipos de licores que son los clásicos y los de carácter industrial. Los licores industriales o artificiales son el resultante de una mezcla en la que interviene alcohol, aguardiente, azúcares y sustancias aromáticas, los cuales dan la característica deseada y particular a esta clase de bebidas. Los denominados licores clásicos son producto de la fermentación, maceración e infusión, no sufren adición de sustancias industriales (Valencia, 2010).
2.2.1 DESTILACIÓN ALCOHÓLICA
La destilación es la obtención de alcohol etílico por aplicación del calor, y su fundamento básico es la volatilidad de las sustancias. En condiciones normales atmosféricas es conocido que el agua llega a su punto de ebullición a los 100 ºC y que el alcohol llega a los 78.4 ºC, por lo que al calentar una substancia hidroalcohólica, el alcohol se convierte en vapor y el agua sigue en su estado líquido; el vapor de alcohol es expuesto a temperaturas bajas para que se condense y vuelva a su estado líquido original. La destilación se puede dar partiendo de cualquier producto fermentado como por ejemplo granos, melaza, manzana, papa, caña de azúcar, entre otros (Valencia, 2010).
2.3 BEBIDAS FERMENTADAS TRADICIONALES
10 La gran cantidad de bebidas conocidas en el mundo forman parte de una tradición en su país de origen, la diferencia está en que algunas son comercializadas a nivel mundial y otras, como el caso de nuestro país, son conocidas localmente. Estos licores provienen de productos naturales que después de ser fermentados o macerados, con adición o no de azúcares y que como producto resultante se obtiene un brebaje con graduación alcohólica que supera el 15 % se las conoce como “Bebidas Espirituosas” (Rodríguez & Mago, 2008).
Las bebidas más destacadas que se producen a nivel industrial en el mundo son las que se derivan de fermentaciones no controladas de jugos de frutas o semillas maceradas y que dan como resultado bebidas con contenido alcohólico bajo; entre estos se puede citar: cerveza, vinos, champagne, sidra, entre otros (Albán & Carrasco, 2012).
2.3.1 BEBIDAS FERMENTADAS TRADICIONALES EN EL ECUADOR
2.3.1.1 Chicha de maíz
La palabra “chicha” proviene del término quichua kuna chichab, que significa “maíz”, así también existe otro término en lengua náhuatl chichiatl que la palabra chicha tiene como significado “agua fermentada”(Carbahlo, 2001).
11 La chicha de maíz requiere para su preparación como ingrediente básico la harina de Jora, la cual es un producto resultante del proceso de germinación, secado y molido de los granos de maíz, se añaden además; piña, panela, hierva luisa, naranjilla, canela que cambian de acuerdo a la comunidad que lo realiza (Ministerio de Turismo del Ecuador, 2012).
12
Disolver Hervir
INICIO
JARABE Cocinar
Enfriar Mezclar
Enfriar
Tamizar
Fermentar
CHICHA DE MAÍZ
FIN HARINA DE JORA
AGUA
MIN 65 °C 10 A 15 MIN
Panela, Naranjilla, Piña, Canela, Hiervas
5 a 15 DÍAS MAX 15 °C MAX 15 °C
MIN 65°C 8 a 10 Min
13 2.3.1.2 Chaguarmishque
Lleva este nombre debido a las características de sabor que posee y que tiene relación con la terminología usada es de la lengua quichua, cháhuar que significa maguey y mishque significa dulce. Esta bebida es resultante del proceso de extracción de la cabuya cuando la planta se encuentra en su media madurez y que se la reconoce por el tamaño que alcanza. Se obtiene una especie de agua blanca, turbia y dulce, por lo que en la antigüedad se usaba como un edulcorante natural. Indígenas y campesinos de la serranía ecuatoriana le atribuyen propiedades medicinales (Carbahlo, 2001).
14 OBSERVAR
RETIRAR
REALIZAR
RASPAR / SACAR
RETIRAR
HERVIR
ENVASAR
FERMENTAR ENFRIAR
INICIO
PLANTA EN EDAD PARA SER COSECHADA
HOJA DE CABUYA
ORIFICIO DE 5 cm
PILCHE
CHAGUARMISHQUE
CONTINUA TIEMPO DE COSECHA
NO SI
REPETIR CADA DIA
10 min
MAX 20°C
UNA A DOS SEMANAS
CHAGUARMISHQUE
FIN
15
Generalidades de la planta de cabuya (Furcraea Andina)(Agave Americana)
La cabuya negra y blanca o penco que tienen por nombres científico Agave
americana y Furcraea andina respectivamente es una planta nativa de
América que se caracteriza por poseer abundantes hojas carnosas, un tallo largo y desnudo en gran parte de su extensión, en cuya corona se encuentra una especie de candelabros y cada uno de ellos termina en una cabezuela de flores amarillas, lo que se observa en la Figura 2.3,las provincias ecuatorianas en las que se encuentran ejemplares de la planta de cabuya Furcraea Andina
son: Pichicha, Tungurahua, Carchi, Imbabura, Chimborazo, Azuay, Cañar, Loja, Manabí y Guayas (Jurado & Sarzosa, 2009).
Según la FAO (2009), la cabuya es utilizada para la fabricación de: hilos, sacos, envases, alfombras, hamacas, artesanías, para terminación de viviendas, implantación de cercas vivas, entre otros.
Figura 2.3 Planta de cabuya (Furcraea Andina)
16 obtiene sub productos como: azúcar, bebidas fermentadas y vinagre que aportan a la dieta de los consumidores (Sanchez, 1985).
Tabla 2.5 Composición química proximal de la planta de cabuya Composición química Porcentaje, en 100 g de muestra
Agua 06 - 10 %
Ceniza 2%
Resina 40 - 80 %
Aloinasglucósidos 20%
(Nava, 1995)
2.3.1.3 Chicha de uva
Es una bebida elaborada a base de uvas negras, utilizada como refresco por los habitantes de la provincia de Tungurahua, en especial por el pueblo asentado en el cantón Patate, quienes lo consumen como un licor cotidiano y muy usado en celebraciones religiosas como las festividades del “Señor del Terremoto”.
17
inicio
RECEPCIÓN MATERIA PRIMA
Limpiar
Clasificar
Extruir Calentar
Enfriar
AGUA TIBIA
MEZCLAR
MOSTO
FERMENTAR UVA
IMPURESAS AGUA
25 a 30 °C
UNA A DOS SEMANAS
CHICHA DE UVA
FIN AZUCAR
18
Generalidades de la Uva (Vitis vinífera)
La uva, conocida como el fruto de la vida por su gran leyenda histórica, como se observa en la Figura 2.5, es una planta trepadora que pertenece a la familia de las Vitáceas, y se encuentra dentro de la especie Vitis vinífera.
En su forma física, es una baya redonda que lleva una gama de colores dependiendo a la variedad que pertenezca, los colores más representativos de la uva van desde negro, blanco o verde, rojo o azulino y en ciertas variedades se identifican granos de color violáceo (Heredia M. , 2004).
Figura 2.5 Uvas (Vitis vinífera) (Diario El Hoy, 2008)
19 Tabla 2.6 Composición química proximal de la uva
UVA CANTIDAD POR 100 gr DE
PORCIÓN COMESTIBLE
Agua (g) 80.3
Energía (Kcal) 72.62
Proteínas (g) 0.63
Hidratos de carbono (g) 17.33
Lípidos (g) 0.09
Fibra total (g) 0.62
Vitaminas(mg) 22.3
Minerales(mg) 309.68
(Farran, Zamora, & Cervera, 2003)
La producción de uvas en el Ecuador es muy deficiente y de baja calidad, no cubre la demanda interna por lo que es necesario acudir a la importación desde países dedicados al cultivo de uvas como son: Chile, Perú , Colombia, Estados Unidos (Matheus, 2004).
En nuestro país existen productores de uva como es el caso de La Hacienda Maupertius que este domiciliada en la provincia de Bolívar con una capacidad productiva de 800 kilos de fruta por semana y lo realiza en una extensión de cultivo de seis hectáreas, “Viñedos del sur” es otra hacienda agroindustrial que aporta a la producción nacional de esta fruta con una extensión de siembra de nueve hectáreas (Diario El Hoy, 2008).
2.3.1.4 Sánduche
20 Antiguamente se podía adquirir dicha bebida en el trapiche de Sr. Guevara, en donde vendía los componentes por separado y cada persona las tomaba a su gusto, en la actualidad se fusionó loas tres bebidas en un solo producto y ahora se expende en kioscos a lo largo de la localidad y en bares de la zona (Guía gastronómica del Ecuador, 2013).
Para preparar esta bebida se sigue un sistema sencillo, como se observa en la Figura 2.6, se necesita como materia prima inicial caña de azúcar, de esta materia prima se derivan los tres componentes que son usados para hacer este licor.
21
INICIO
RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA
LIMPIAR
EXTRUIR
FERMETAR JUGO DE CAÑA FRESCO
MEZCLAR EXTRUIR
DESTILAR MATLA , SIDRA O MOSTO
ALCOHOL ETILICO “ PUNTAS”
CAÑA DE AZUCAR
JUGO DE CAÑA FERMENTADO
60 % jugo de caña fresco 25 % jugo caña fermentado 15 % Puro SANDUCHE
FIN RECEPCIÓN DE
MATERIA PRIMA Cereales/
frutas/ caña de azúcar
22
Caña de Azúcar (Saccharum officinarum)
Especie conocida como caña noble, es importante en el campo alimenticio por su alto contenido de sacarosa, se caracteriza por poseer tallos gruesos y pesados, tiene una altura media, entre nudos cortos, hojas anchas y frágiles como se observa en la Figura 2.7, además posee bajo contenido de fibra y tiene un sabor dulce (Subirós, 2000).
Figura 2.7 Cosecha de caña de azúcar (Saccharum officinarum). (Diario La Hora, 2011)
23 Tabla 2.7 Composición Química de la caña de azúcar
Contribuyente químico Porcentaje
En los tallos
Agua 73 – 76
Sólidos 24– 27
Sólidos solubles (°Brix) 10– 16
Fibra 11 – 16
En el jugo
Azúcares 75– 92
Sacarosa 70– 88
Glucosa 2 – 4
Fructosa 2 – 4
No azucares
Proteína 0.5 – 0.6
Almidón 0.001 – 0. 050
Gomas 0.3 – 0.6
Ceras, grasas, etc. 0.15 – 0.50
Compuestos fenólicos 0.10 – 0.80
(Made & Chen, 1977)
2.4 MICROBIOLOGÍA DE LAS BEBIDAS FERMENTADAS
24 Debido al reducido número de microorganismos aislados para su reconocimiento versus la cantidad de bebidas fermentadas tradicionales existentes en el mundo, no se ha podido desarrollar estas bebidas a nivel industrial, por lo que no se genera un aporte al enriquecimiento biotecnológico para la generación de alimentos de este tipo (García et al., 2004).
Existen numerosos microorganismos patógenos (bacterias patógenas o toxinas) que crecen en bebidas y alimentos y que puede desencadenar en gran grupo de enfermedades gastrointestinales, entre las principales incidencias de toxiinfecciones generadas por géneros causantes como se muestra en la Tabla 2.8 (Escriche y Doménech, 2006).
Tabla 2.8 Microorganismos y toxiinfecciones que generan
Género Enfermedad
Salmonella Fiebres entéricas, salmonelosis.
Campylobacter Gastroenteritis invasivas.
Staphylococcusaereus Intoxicación estafilocócica.
Bacilos aereus Cuadros eméticos o gastroenteritis.
Listeria monocytogenes Listeriosis, abortos.
Vibrio Agente productor del botulismo
E.coli Cuadros gastrointestinales
(Escriche y Doménech, 2006)
25 Tabla 2.9 Microorganismos patógenos y sus géneros más representativos
Microorganismo Género
Bacteria Neisseria, Escherichia, Salmonella, Shigela,
Pseudomonas, Bacteriolis, Vibrio,
Campylobacters, Treponenma, Leptospira,
Borellia, Yersinia, Listeria, Shigella,
Enterobacter y Citrobacter, Bacillusspp,
Clostridiumspp, Staphylococcusspp
Parásitos Trichinella, Sarcocystis, Cryptosporidium y Giardia
Toxinas Histamina, biotoxinas marinas y toxinas de setas.
Los microorganismos usan como medio para llegar a los alimentos diversos “transportes” como: aire, agua, insectos, seres humanos en su manipulación, entre otras. La mayoría de ellas basadas en aspectos higiénicos, para que se produzca la contaminación microbiana no solo es necesaria la presencia del microorganismo sino también de condiciones; intrínsecas y extrínsecas del alimento para que el microorganismo pueda desarrollarse, para que esto suceda el alimento debe tener alguno de los sustratos que el microorganismo necesite, que se encuentre expuesto a temperaturas en las que pueda desarrollarse los microorganismos nocivos (Gil 2010).
26 Tabla 2.10 Condiciones que diferencian a los microorganismos
Condiciones Tipos
Morfología, pared celular pared rígida: coco, bacilos y espirilos pared flexible: espiroquetas
Condiciones respiratorias aerobias, anaerobias facultativas, anaerobias estrictas
Motilidad, por
desplazamiento
flagelos o flagelos axiales
(Ingraham & Ingraham, 1998).
2.4.1 MICROORGANISMOS FERMENTADORES
Los microorganismos que se encargan de la fermentación debido a su gran capacidad de adaptación al medio, propagación, absorción y transformación de nutrientes llevan también el nombre de bacterias procariotas unicelulares, es decir sin núcleo y son diez veces más pequeñas que las levaduras, los más frecuentes son los perecientes al género Gluconobacter y Acetobacter ya que son capaces de actuar ante los azúcares como la glucosa que está presente en la mayoría de frutas (Pereda, 1995).
27 2.4.1.1 Fermentación por levaduras
Según Ward (1989), indica que en alrededor del 96 % de procesos de fermentación a partir de azúcares para obtener alcohol participan cepas de
Saccharomycescerevisiae o especies relacionadas, como también S. uvarum.
De las levaduras fermentadoras la que más sobresale es la del género
Saccharomyces, en particular las S.cervisiae, tiene como función principal
producir alcohol por su capacidad de asimilar la glucosa, sacarosa, maltosa, galactosa, por lo que se ha podido identificar varias cepas, no obstante pese a ser del mismo género existen diferencias en su composición física, morfológica y funcionalidad (Hernández, 2003).
El producto a obtener de una fermentación dependerá tanto de la levadura y del medio en el que se esté desarrollando (sustratos), de la cepa dependerá factores como tolerancia a la sustancia expuesta independientemente que se encuentre en altas o bajas temperaturas, capacidad y fuerza para fermentar; todas estos factores funcionan como una variable, al cambiar una de estas va a modificar el producto final (Morcillo, Cortez y García, 2013).
2.4.1.2 Fermentación por bacterias
Por otra parte las bacterias del Ácido Propiónico también son capaces de fermentar fácilmente la glucosa pero estas no pueden competir con
Enterobacterni con bacterias del ácido láctico por no ser tolerantes a
condiciones ácidas (Stainer, Ingraham, Wheelis y Painter 1992).
Entre las bacterias acido lácticas existen 16 géneros, pero de estos 12 son los que están vinculados con alimentos. Entre los más importantes son:
Enterococo, Lactococos, Estreptococos, Lactobacilos y Pediococos (Montville
28
2.5 PARÁMETROS DE CALIDAD DE LOS ALIMENTOS
Seguridad en los alimentos o conocido también como “inocuidad” va muy ligada con los tipos de riesgos que existen: físicos, químicos y biológicos, por tal motivo se define a inocuidad como la característica primordial que debe tener un alimento al ser consumido y que está libre de causar enfermedades (Espinoza, Jara, Lizarazo y Sepúlveda, 1999).
Los parámetros que se debe valorar y que aportan a un control de calidad adecuado pueden ser condiciones organolépticas, propiedades nutricionales y composición química del alimento o bebida, es importante tener en cuenta factores como: tipo de alimento, sustratos que forman parte de su composición química, tratamientos a los que está expuesta, aditivos añadidos y el producto final que se espera obtener, lo que Boatella, Codony y López (2004), lo contextualizan como “estructura de los alimentos”.
29 2.5.1 ASPECTOS FÍSICO-QUÍMICOS
La calidad de un alimento no se mide tan solo por la inocuidad que debe presentar el producto en base a control de microorganismos patógenos sino también depende de la apariencia, olor, color y sabor que posee, estos están muy ligados a las propiedades físico-químicas propias del alimento.
2.5.1.1 Grado alcohólico
Se define a grado alcohólico como el valor en gramos de alcohol puro que se obtienen de la fermentación total de azúcares contenidos en 100 gramos del producto, se expresa en grados Gay Lussac (GL) (Hidalgo, 2010).
2.5.1.2 Extracto Seco
Conjunto de substancias presentes en una muestra que no se volatilizan en ciertas reacciones físicas y se consolidan como materia seca; se expresan los resultados en gramos sobre litro (g/L) (Madrid, Madrid y Moreno, 2003).
2.5.1.3 Metanol
Conocido también como alcohol metílico (AM), tiene en su composición un sin número de compuestos sintéticos desfavorables a la salud humana. El metanol se considera un compuesto peligroso por su alta toxicidad que puede causar daños irreparables como la ceguera y en casos más ceberos la muerte (Primo, 2007; Sánchez, 2005).
2.5.1.4 Aldehído
30 olores extraños no deseados en el producto estudiado (Brown, LeMay y Bursten, 2004).
2.5.1.5 Ésteres
Los ésteres se derivan de la reacción que tienen los alcoholes o fenoles con los ácidos o sus sub productos. En los frutos y flores se encuentran ésteres de bajo peso molecular lo cual da como resultado olores agradables (Morrison y Boyd, 1987; De Anda 2005).
2.5.1.6 Acidez
Se conoce a la acidez como el valor que suma la presencia de todos los ácidos orgánicos y minerales, la acidez puede ser fija, volátil y total, lo que se observa en la Tabla 2.11, la acidez se reporta en (mg ácido acético/ 100 ml alcohol anhídrido) (NTE INEN 341, 1978; Woods, 2003).
Tabla 2.11 Tipos de acidez Tipo de acidez Descripción
Fija Cuando se presenta ácidos naturales que son propios del fruto o materia prima orgánica y puede ser: cítrico, málico y tarárico.
Volátil Mide la cantidad presente de ácido acético
Total Evalúa la cantidad de ácidos orgánicos y minerales presentes en la composición
31
3. METODOLOGÍA
3.1 ESTUDIO DE CAMPO
La investigación de campo tuvo como objetivo percibir el conocimiento y las preferencias de los pobladores de los distintos cantones de la provincia de Tungurahua acerca de las bebidas fermentadas basada en sus tradiciones, cultura, grado de importancia y/o frecuencia de consumo; en base a estos parámetros se determinó las bebidas más representativas. Para el estudio de campo se utilizó la metodología puesta en práctica por Cevallos (2010), basada en el tipo de investigación primaria, que consta de: encuestas, entrevistas con productores e investigación bibliográfica, para lo que se usó el estudio de población y muestreo con el fin de que la investigación sea lo más objetiva posible ligada a la parte técnica.
3.1.1 POBLACIÓN Y MUESTREO
32 Tabla 3.1 Población de cantones de la provincia de Tungurahua y su número
de habitantes
Cantón No. De habitantes
Ambato 159 830
Baños de agua santa 10 034
Cevallos 4 028
Mocha 3 356
Patate 6 720
Quero 9 489
Pelileo 27 327
Píllaro 18 091
Tisaleo 5 908
Para conocer el número de encuestas a aplicar por cantón se utilizó la ecuación para población finita 2.1 con la que se obtuvieron valores de tamaño de muestra para cada cantón y están presentados en Tabla 3.2.
𝑛 =𝑒2 .(𝑁−1)+ 𝑍𝑍2 .𝑁.𝑄.𝑃2 .𝑃 .𝑄 [2.1]
Donde:
Z = Nivel de confianza 95 % = 1,96 desviación típica o estándar
N= Universo = 10034 habitantes del cantón Ambato
p = 50 % población a favor
q = 50 % población en contra
33 Tabla 3.2 Tamaño de la muestra según cantones para aplicación de
encuestas
Cantón Tamaño de la muestra
Ambato 266.35
Baños de agua santa 259.89
Cevallos 250.26
Mocha 247.95
Patate 256.63
Quero 259.61
Pelileo 264.19
Píllaro 262.91
Tisaleo 255.29
34
a) b)
c)
Figura 3.1 Entrevistas a productores de bebidas fermentadas tradicionales de la provincia de Tungurahua. a) Productor de Sánduche b) Productor
Chaguarmisque c) Productor chicha de uva
3.1.2 DESCRIPCIÓN Y TOMA DE MUESTRA
35
3.2 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
La siembra y la preparación de las diluciones se realizaron en una cámara de flujo laminar marca Telstar, se realizaron análisis microbiológicos de Bacterias Acido Lácticas, Coliformes, Enterobacterias, Aerobios Mesófilos, Mohos y Levaduras. La preparación de diluciones se realizó según la norma técnica ecuatoriana INEN 1 529-2 (1999).
Se homogeneizaron 25 ml de muestra en 225 ml de diluyente (agua peptonada bufferada estéril) correspondiente a la dilución 10-1, a partir de ésta
se realizaron dos diluciones sucesivas (10-2 y 10-3). De cada dilución se tomó
una alícuota de 1ml y se inocularon placas 3M PetrifilmTM para el recuento. Se
36 Tabla 3.3 Placas petrifilm y especificaciones
Microorganismos Especificaciones de petrifilm Condiciones de incubación Rangos recomendado Bacterias ácido lácticas
Contiene nutrientes del Agar
Standard Methods, se
complementa con medio
MRS, misma que es
mezclada con caldo de
cultivo para bacterias ácido
lácticas.
48 horas a 35
grados
centígrados.
25 a 250
colonias
Coliformes
La placa contiene nutrientes
del Violeta Rojo Bilis (VRB)
y un indicador de tetrazolio
para facilitar el recuento de
colonias. El film superior
atrapa el gas producido por
la fermentación de la lactosa
propia de los coliformes.
48 horas a 35
grados
centígrados.
15 a 150
colonias
Enterobacterias
El medio para el recuento de
enterobacterias se compone
de VRB /Glucosa
48 horas a 35
grados
centígrados.
15 a 100
colonias
Aerobios
mesófilos
Contiene nutrientes del Agar
Standard Methods, y como
indicador un tinte de color
rojo que facilita el recuento
de las colonias.
48 horas a 35
grados
centígrados.
25 a 250
colonias
Mohos y
levaduras
Contiene nutrientes de “Sabhi”, dos antibióticos,
indicador de fosfatos
(BCIP), para facilitar la
numeración de colonias
tiene agente gelificante
soluble en agua fría y un
tinte indicador
3 a 5 días, a
25 grados
centígrados
37
3.3 RECUENTO MICROBIANO
Para la interpretación de resultados se siguió la metodología expuesta en el instructivo petrifilm 3M, para placas Bacterias Acido Lácticas, Coliformes, Enterobacterias, Aerobios Mesófilos se realizó lectura de estas placas a las 24 y 48 de ser inoculadas, las placas correspondientes a Mohos y Levaduras se realizó la lectura a los 3 y 5 días con la ayuda de un contador, lupa y lámpara base para recuentos de microorganismos. Mediante la interpretación de resultados y aplicación estadística se evaluó las condiciones sanitarias en que se expenden estas bebidas.
3.3.1 INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
Para la interpretación de los recuentos de cada grupo microbiano se siguieron las recomendaciones establecidas en las Guías de Interpretación 3M Petrifilm de cada tipo de placa, esto puede ser observado en la Tabla 3.4.
Tabla 3.4 Interpretación de resultados placas petrifilm
Microorganismos Especificaciones de interpretación
Presentación de
microorganismos en recuento
Bacterias acido lácticas
Se genera un halo amarillo alrededor de la colonia de color roja y producción de gas se manifiesta en una burbuja transparente en la placa, la presencia de elevados niveles de ácido ocasiona un viraje total de la placa a tonalidad amarilla.
38 Coliformes
Se debe contar todas las colonias de color rojo que estén o no acompañadas con producción de gas.
Enterobacterias
Las enterobacterias se identifican con color rojo rodeadas con una burbuja de gas y en ocasiones se presentan con un color amarillo alrededor del halo de la producción de gas.
Aerobios mesófilos
Se debe contar todas las colonias de color rojo cualquiera sea la intensidad y el tamaño de las mismas.
Mohos y levaduras
Levaduras: colonias pequeñas, de bordes definidos, de color rosa tostado a azul verdoso, aparecen abultadas (¨3D¨), de color uniforme. Mohos: colonias grandes, de bordes difusos, color variable, apariencia plana, núcleo oscuro.
39
3.4 ANÁLISIS FÍSICO – QUÍMICOS
Los análisis de: grado alcohólico, extracto seco, gravedad específica, acidez total, acidez fija, acidez volátil, aldehídos, esteres, metanol y azúcares fueron realizados en los laboratorios de LABOLAB; los resultados de los análisis certificados se encuentran en los anexos del 2 al 7.
3.4.1 pH
Al ser una muestra líquida, se homogenizó con fuerza centrífuga manual en un volumen de 20ml. El pH se midió utilizando un potenciómetro (marca Thermo, modelo OrionStar); previamente calibrado con buffer a pH 4, pH 7 y pH 10 por inmersión del electrodo en cada muestra, esto se realizó para tener más controlada la muestra (INEN 235, 2002).
3.4.2 GRADO ALCOHÓLICO
El grado alcohólico de una bebida se expresa en °GL, se obtiene realizando una destilación simple. Una vez obtenido el destilado, con ayuda del alcoholímetro Gay- Lussac se determina el grado alcohólico. Posterior a la preparación de la muestra con ayuda de la probeta donde se colocó la muestra se introduce el alcoholímetro y el termómetro manteniendo sumergidos por aproximadamente 10 minutos, se leyó la temperatura y se deja en reposo la muestra hasta que desaparezca su burbujas y poder realizar la medición del alcoholímetro. Se presentó el resultado final reportando la media aritmética de la determinación de resultados con aproximación a una centésima según (INEN 340, 1994).
3.4.3 EXTRACTO SECO
40 baño de vapor y por las diferencias de pesos, se determina el extracto seco mediante las siguientes ecuación 2.2 y 2.3 (INEN 346, 1978).
𝐸 = 20(𝑚2 − 𝑚1)
[2.2]
Donde:
E = Extracto seco, en g/1000 cm³ de muestra.
m2 = masa del vaso de precipitación tarado en gramos, antes de realizar el ensayo.
m1 = masa del vaso de precipitación con el residuo seco, en gramos.
𝐸´ =
200(𝑚2−𝑚1)𝐺
[2.3]
Donde:
E = Extracto seco, en g/1000 cm³ de muestra.
m2 = Masa del vaso de precipitación tarado en gramos, antes de realizar el ensayo.
m1 = Masa del vaso de precipitación con el residuo seco, en gramos.
G = Grado alcohólico de la muestra.
3.4.4 ACIDEZ TOTAL, VOLÁTIL Y FIJA
Determinan la acidez total y fija mediante titulación con hidróxido de sodio y por diferencia se obtiene la acidez volátil.
3.4.4.1 Acidez total
41 hervida y neutralizada, 25 ml de muestra y 5 gotas de fenolftaleína, se calculó mediante ecuación 2.4 (INEN 345, 1978).
𝐴𝑇 = 2.4 (
𝑉1𝐺)
[2.4]Donde:
AT = Acidez total.
V1 = Volumen de solución 0.1 N de hidróxido de sodio
G = Grado alcohólico de la muestra
3.4.4.2 Acidez fija
Se obtuvo de la titulación con una solución de hidróxido de sodio 0.1N a la muestra preparada: Se evaporaron a sequedad 25 ml de muestra en un crisol de porcelana sometido baño de vapor, haciendo uso de la estufa a una temperatura de 100°C, se colocó el crisol por 30 minutos, luego de esto se transfirió el residuo seco a una matraz Erlenmeyer de 500 cm³ acompañado de 25 ml de alcohol neutro y 250 cm³ de agua destilada previamente hervida y neutralizada, y en presencia de 5 gotas de fenolftaleína. Mediante la ecuación 2.5 se determinó la acidez fija (INEN 345, 1978).
𝐴𝐹 = 2.4 (
𝑉2𝐺)
[2.5]Donde:
AT = Acidez total.
V2 = Volumen de solución 0.1 N de hidróxido de sodio
42 3.4.4.3 Acidez volátil
Se determinó utilizando la ecuación 2.6, que es la diferencia de acidez total y la acidez fija.
𝐴𝑉 = 𝐴𝑇 − 𝐴𝐹
[2.6]Donde:
AV = Acidez volátil.
AT = Acidez total.
AF = Acidez fija.
3.4.5 ALDEHÍDOS
Se inició con la preparación de la muestra: se tomó 250 ml de bebida y se colocó en un matraz de destilación de 1000 ml, hay que tomar en cuenta que si el extracto seco de la muestra es menor o igual a 25 g en 100 ml de muestra se debe añadir 5 cm³ por la presencia de 10 g de sólido presente.
Luego se tomó 100 cm³ del destilado y pasó a un matraz Erlenmeyer con capacidad de 500 cm³ sumado a 100 cm³ de agua destilada y el exceso de solución de bisulfato de sodio, se dejó en reposo por 30 min previa agitación, se añadió solución de yodo en exceso y con ayuda de solución valorada de tiosulfato de sodio. El resultado se determinó usando la ecuación 2.7 (INEN 343, 1978).
𝐴𝐿 = 0.11 (
𝑉1−𝑉243 Donde:
AL = Contenido de aldehídos.
V1 = Volumen de solución de tiosulfato de sodio 0.05 N, empleado en la titulación de la muestra.
V2 = Volumen de solución de tiosulfato de sodio utilizado en ensayo blanco.
G = Grado alcohólico de la muestra.
3.4.6 ÉSTERES
Se colocó 50 cm³ de muestra previamente preparada en una matraz con capacidad 500 cm³ y neutralizó usando una preparación de NaOH 0,1 y 2 gotas de fenolftaleína como indicador, luego de esto se sumó 10 cm³ de solución hidróxido de sodio 0,1 N, se colocó el condensador de reflujo a un matraz para saponificar ésteres con ayuda de calor en el transcurso de una hora y posteriormente se enfrió a temperatura ambiente, como parte final se tituló el exceso de álcali con solución ácido clorhídrico 0,1 N en presencia de fenolftaleína como indicador, el resultado de esta serie de titulaciones se usó en la siguiente ecuación 2.8 para obtener el resultado de aldehídos presentes en la muestra (INEN 342, 1978).
𝐸 = 1,76
10𝑓1−𝑉𝑓2𝐺
[2.8]
Donde:
E = contenido de esteres, expresado como acetato de etilo, en gramos por 100 cm³ de alcohol anhídrido
44 3.4.7 METANOL
En una matraz de 200 cm³ se colocó 50 cm³ de solución de permanganato de potasio y se sometió a un baño de agua con hielo para mantener un ambiente frío, se añadió 1cm³ de muestra preparada y se dejó por treinta minutos en el baño helado; luego de esto se agregó una pequeña porción de bisulfito de sodio seco para decolorar y 1 cm³ de solución de ácido cromotrópico, también se agregó 15 cm³ de ácido sulfúrico con una agitación constante y pausada, posteriormente se sometió a un baño de agua caliente por 15 minutos con temperatura controlada entre 60 a 75 grados centígrados y se dejó enfriar. Finalmente se aforó con agua destilada hasta completar los 50 cm³, se homogenizó y se llevó a volumen con agua destilada a temperatura ambiente, se midió la absorbancia (A) a 575mm con respecto a un patrón de referencia de 5,5% de alcohol etílico dado el mismo tratamiento y se determinó usando la ecuación 2.9 (INEN 347, 1978).
𝑀 = 0,025 (
𝐴1𝐴) x𝑓
[2.9]
Donde:
M = Contenido de metanol expresado en porcentaje.
A = Absorbancia correspondiente a la muestra
A1 = Absorbancia correspondiente a la solución patrón de metanol
f = factor de dilución de la muestra.
3.5 ANÁLISIS ESTADÍSTICO
45
4. RESULTADO Y DISCUSIÓN
4.1 SELECCIÓN DE LAS BEBIDAS FERMENTADAS
TRADICIONALES MÁS REPRESENTATIVAS DE LA
PROVINCIA DE TUNGURAHUA
4.1.1 CONOCIMIENTO Y PREFERENCIAS DE LOS POBLADORES DE LA
PROVINCIA DE TUNGURAHUA EN RELACIÓN A BEBIDAS
FERMENTADAS TRADICIONALES
46 Tabla 4.1 Trabajos de titulación relacionados con bebidas fermentadas
tradicionales Trabajos de
titulación
Año Autor Resumen
“ELABORACIÓN DE VINO DE ARAZÁ (Eugeniastipitata)”
2006 Jéssica Valverde Barona.
Se elaboró un vino que tiene como materia prima arazá (Eugenia
stipitata) y como inoculo
Sacharomicesserviciae y mediante obtención de grados brix, la transmitancia y el análisis sensorial se llega a un vino de arazá deseado.
“ESTUDIO DEL VINO DE MORA DE CASTILLA
(RubusglaucusBenth) ELABORADO A TRES
PROPORCIONES DISTINTAS DE FRUTA: AGUA Y TRES NIVELES DE DULZOR.”
2012 Iván, A, Ocaña Albán
Se realizaron análisis fisicoquímicos del vino de mora de castilla a partir de la influencia de concentración de fruta, agua y distintos niveles de dulzor, y se evaluó mediante un análisis sensorial para determinar el mejor tratamiento y las mejores características.
“ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DE LOS GRADOS BRIX DEL CHAGUAR
MISHQUE PARA LA OBTENCIÓN DE UNA BEBIDA CARBONATADA TIPO
CHAMPAGNE”
2011 Patricia Marisela Hervas Paredes
Se obtuvo una bebida carbonatada tipo champagne que dentro de sus características tiene 10 GL y dióxido de carbono, esta bebida se elaboró a partir de Chaguarmisque más la adición del 8 % de azúcar.
"USO DE ZANAHORIA
AMARILLA (Daucus
carota) PARA
ELABORAR
UNA BEBIDA FERMENTADA".
2011 Eduardo Javier Morales Castro
Se obtuvo una bebida fermentada elaborada a partir de zanahoria amarilla utilizando Lactobacillusplantarum (3%) con 24 horas de fermentación.
47 desconocimiento general de la denominación técnica, existe una idea básica de la diversidad de este tipo de productos elaborados de forma artesanal disponibles en el mercado local como se muestra en la Figura 4.1.
Entre las bebidas encontradas en la zona se puede citar aquellas que proceden de fermentación directa y otras elaboradas a partir de mezclas denominadas “bebidas tipo coctel”. La base principal de las bebidas tipo coctel producidas en esta provincia es la pulpa de frutas o jugo de caña con adición de un porcentaje de aguardiente o más conocido en el medio local como “puntas”; entre estas se destacan los compuestos y los hervidos.
48 Figura 4.1 Preferencias en relación al consumo de bebidas fermentadas
49 Las bebidas más conocidas a lo largo de todos los cantones de la provincia de Tungurahua son: “Chaguarmishque”, “Sánduche”, Chicha de uva y algunos vinos que tienen como cantones de procedencia Pelileo, Baños de Agua Santa y Patate respectivamente como se observa en la Figura 4.2.
Figura 4.2 Bebidas más representativas de cada cantón de la Provincia de Tungurahua
4.1.2 PRODUCCIÓN DE BEBIDAS FERMENTADAS TRADICIONALES
EN LA PROVINCIA DE TUNGURAHUA
En todos los cantones de la provincia de Tungurahua se producen bebidas fermentadas, esto se observa en la Tabla 4.2. Las bebidas más consumidas por los pobladores son: chichas, vinos, hervidos y compuestos, se comercializan generalmente en restaurantes, cantinas y kioscos.
50 intervienen comunidades enteras, se suele compartir la bebida con visitantes propios y extraños.
En el caso de la bebida “Chaguarmishque”, esta es producida en una Organización de la Comunidad Salasaca como una fuente de ingreso importante. Extraen la materia prima tierna y la gran mayoría la venden a empresas farmacéuticas, el sobrenadante del producto que no se vende se usa para preparar el chaguarmishque fermentado.
Tabla 4.2 Principales bebidas fermentadas tradicionales producidas en los cantones de la Provincia de Tungurahua
Cantón Bebidas
fermentadas
Ingredientes
básicos
Productores
Pelileo Chawarmisque Planta Cabuya Comunidad Salasaca
Patate Chicha de uva Uvas negras
Azúcar
Agua hervida
Las Delicias de
Patate
Sra. Mariana Cisneros
Píllaro Compuestos Puntas / Fuerte
Frutas
Azúcar
Las jarras/ San
Miguelito
Píllaro San
Andrés
Chicha de Maíz Harina de Jora
Agua Naranjilla Hierbas Panela Junta parroquial San Andrés Fiestas Corpus Cristi Baños de Agua Santa
Sánduche Puntas
Jugo de caña
Azúcar
Puestos de venta
Baños
51 a los investigadores a realizar evaluaciones con la visión de colaborar al mejoramiento y la industrialización de este tipo de bebidas.
4.2 ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO
Al tratarse de productos no normalizados y que se elaboran de manera artesanal, las características microbiológicas son un indicador de la aptitud para el consumo humano, ésta determinación refleja la calidad sanitaria en la que se encuentran las bebidas ya sea por las condiciones higiénicas de materias primas o por la forma como fueron manipuladas durante su elaboración (Pascual y Calderón 2000). Todos los alimentos se ven expuestos a contaminación natural proveniente de la materia prima, del procesamiento y durante el período de almacenamiento. Debido al efecto toxicológico, la contaminación que más preocupa es la microbiológica por bacterias, mohos y levaduras (Kuklinski, 2003). Después de realizar los análisis microbiológicos se obtuvieron resultados diferentes para cada una de las bebidas en las distintas pruebas de recuentos en: enterobacterias, coliformes totales, aerobios mesófilos, bacterias ácido lácticas, mohos y levaduras. Para todas las bebidas se obtuvieron diferencias significativas entre lotes lo que reflejaría diferencias en recetas y formas de preparación.
4.2.1 FLORA MICROBIANA EN LA BEBIDA “SÁNDUCHE”
52 Tabla 4.3 Recuento de microorganismos de la bebida “Sánduche”
Microorganismo Productor 1 Productor 2
Aerobios mesófilos totales
(log UFC / ml ¹) 2.8296 a ± 0.2081 2.2380 a ± 0.2193
Mohos
(log UFC / ml ¹) 3.3620
a ± 0.2557 2.2300 b ± 0.2109
Levaduras
(log UFC / ml ¹) 2.8670 a ± 0.1381 3.1564 a ± 0.3062
Coliformes Totales
(log UFC / ml ¹) 1.9827 a ± 0.1053 2.1672 a ± 0.0880
Enterobacterias
(log UFC / ml ¹) 3.6340
a ± 0.3372 2.1206 a ± 0.1705
Acido Lácticas
(log UFC / ml ¹) 3.2409 a ± 0.3021 2.4642 a ± 0.2235
1 media ± desviación estándar (n=3)
Letras minúsculas diferentes indican diferencias significativas entre productores para un
mismo lote (p < 0.05).
El “Sánduche” es una bebida fermentada tipo coctel compuesta por Jugo de caña fresco y aproximadamente 25% de alcohol etílico, por ser una bebida preparada el momento de ser servida, la carga microbiana total de la misma está en función de la calidad del jugo y del efecto que produzca en los microorganismos presentes la adición del alcohol.
53 En cuanto al recuento de Mohos se obtuvo una media de 3.36 log UFC/ml para la bebida del Productor 1 y una media de 2.23 log UFC/ml para la bebida del productor 2. En relación a las levaduras se obtuvo un valor promedio de 3.01 log UFC/ml entre los dos productores. En relación a estos resultados se considera que el alcohol añadido al jugo de caña no hizo que disminuya la carga de levaduras presentes en el medio debido a que según Verapinto (2009), el alcohol se vuelve tóxico en las levaduras cuando el medio se encuentra superior a los 13 GL y en el caso de esta bebidas el grado alcohólico promedio fue de 10.14 GL.
En relación al recuento de Coliformes totales para la bebida del primer productor fue de 1.98 log UFC/ml y para el segundo productor 2.17 log UFC/ml. Con respecto al recuento de Enterobacterias, los resultados de los análisis reflejan una media de 3.63 log UFC/ml y 2.12 log UFC/ml para cada productor respectivamente. Los valores detectados en esta bebida para estos dos grupos microbianos, que son considerados indicadores microbiológicos de higiene, se podrían atribuir a malas prácticas de elaboración, principalmente del jugo de caña con el que se combina el aguardiente.
4.2.2 FLORA MICROBIANA EN LA BEBIDA “CHAGUARMISHQUE”
54 Tabla 4.4 Recuento de microorganismos de la bebida “Chaguarmisque”
Microorganismo Productor 1 Productor 2
Aerobios mesófilos totales
(log UFC / ml ¹) 3.1027 a ± 0.1680 3.5946 b ± 0.3441
Mohos
(log UFC / ml ¹) 2.5573 a ± 0.2310 2.9195 a ± 0.1676
Levaduras
(log UFC / ml ¹) 2.9153 a ± 0.1902 1.5069 b ± 0.1340
Coliformes Totales
(log UFC / ml ¹) 1.6077 a ± 0.1423 1.6722 a ± 0.1056
Enterobacterias
(log UFC / ml ¹) 1.5032 a ± 0.1380 1.7838 a ± 0.1524
Acido Lácticas
(log UFC / ml ¹) 3.6966 a ± 0.1280 3.8591a ± 0.0703
1 media ± desviación estándar (n=3)
Letras minúsculas diferentes indican diferencias significativas entre productores para un
mismo lote (p < 0.05).
55 En relación con el recuento de Mohos y Levaduras en la bebida Chaguarmisque, se obtuvo en Mohos un promedio de 2.7384 log UFC/ml entre los dos productores evaluados; en Levaduras se obtuvo una media de 2.9153 log UFC/ml para el productor 1 y una media de 1.5069 log UFC/ml para el productor 2. Dichos resultados concuerdan con los datos reportados en por Gassem (2002), en su estudio de una bebida fermentada de Arabia Saudita, elaborada a partir de cereales en donde se obtuvieron valores entre 3.96 y 6.29 log UFC/ml en mohos y levaduras. Por otra parte, Sánchez, et al. (2010) reportó 2.51 log UFC/ml en su estudio de una bebida tradicional de México llamada Axokot.
En cuanto a Coliformes Totales, se reportó un promedio entre productores de 1.64 log UFC/ml, éste valor difiere de los resultados de otras bebidas fermentadas en donde no se encontraron estos microorganismos. En el estudio de Sánchez, et al. (2010), no se reportó la presencia de Coliformes Totales en Axocot, bebida tradicional fermentada de México al igual que en un estudio realizado en Perú por Sotero, García, & Lessi (1996) sobre una bebida fermentada a base de Pijuayo. La presencia de éste tipo de microorganismos es indicativo de que no existió una adecuada manipulación de los alimentos durante el proceso de obtención del alimento (Olivos & Alarcón, 2004).
56 En lo referente a bacterias ácido lácticas, se reportó medias de 3.6966 log UFC/ml para el productor 1 y 3.86 log UFC/ml para el productor 2. Dichos valores son inferiores a los reportados por Gassem (2002), en su estudio microbiológico de una bebida fermentada de Arabia Saudita, en donde se obtuvo valores entre 4.10 y 8.19 log UFC/ml. Así también, son inferiores a los reportados por Tanguler & Erten (2011) de bacterias ácido lácticas encontradas en una bebida de Turquía llamada Shalgam elaborada a base de zanahoria, en donde se reportó un promedio de 6.97 log UFC/ml. Ingraham & Ingraham (1998) afirma que las bacterias ácido lácticas fermentan distintos azúcares, son las responsables de generar un sabor agradable en el alimento y que con excepción de los estreptococos, éstas bacterias son inocuas para el ser humano. La diferencia entre una y otra investigación puede atribuirse a que la materia prima de las bebidas fermentadas es diferente en cada caso, así también el tiempo de fermentación no es igual, por lo tanto los valores de bacterias ácido lácticas varían.
4.2.3 FLORA MICROBIANA EN LA BEBIDA “CHICHA DE UVA”
57 Tabla 4.5 Recuento Microbiológico de dos productores de la bebida “Chicha
de Uva”
Microorganismo Productor 1 Productor 2
Aerobios mesófilos totales
(log UFC / ml ¹) 3.3916 ± 0.2809a 2.8245 ± 0.2129a
Mohos
(log UFC / ml ¹) 2.1224 ± 0.1617a 2.6092 ± 0.2028a
Levaduras
(log UFC / ml ¹) 3.1461 ± 0.1142a 3.3117 ± 0.3015b
Coliformes Totales
(log UFC / ml ¹) 3.0126 ± 0.0987a 2.2854 ± 0.1578a
Enterobacterias
(log UFC / ml ¹) 3.0821 ± 0.2685
a 2.3925 ± 0.1416a
Acido Lácticas
(log UFC / ml ¹) 2.3607 ± 0.1848
a 2.1854 ± 0.0660a
1 media ± desviación estándar (n=3)
Letras minúsculas diferentes indican diferencias significativas entre productores para un
mismo lote (p < 0.05).
