Elaboración de una bebida fermentada utilizando diferentes pies de cuba. Modelado matemático dinámico del proceso de fermentación

MONTIVERO, FLORENCIA; TARIFA, MARÍA CLARA; LAIGLECIA, JUAN IGNACIO

CABA

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos (CYTAL 2023); 2023

El Alto Valle de Río Negro y Neuquén es la principal zona de producción de frutas de pepita de Argentina, con gran parte de la producción destinada a la industria (jugos, sidras y otras bebidas fermentadas), la cual se encuentra en continuo crecimiento y en búsqueda de alternativas para la diferenciación de productos. Considerando esto, el objetivo de este trabajo fue el estudio de la implementación de diferentes tipos de pie de cuba con reducción en la dosis de levadura (insumo de elevado costo) en el proceso de elaboración de una bebida fermentada a base de pera, y la implementación de un modelo matemático dinámico para su potencial simulación en distintas escalas de producción. Para esto se utilizó jugo de pera como matriz a fermentar y los pies de cuba se diseñaron empleando agua y diferentes relaciones de jugo:agua. A su vez se plantearon diferentes escenarios evaluando diferentes variantes: volumen de pie de cuba (1%, 5% y 10% con respecto al volumen total a fermentar), tiempos de activación de la levadura (tradicional de 20 minutos, 8, 5, 4 y 1,5 horas), diferentes concentraciones de jugo en el pie de cuba (38%, 47% y 90% de jugo), y empleando distintas concentraciones iniciales de levadura comercial (dosis recomendada de 25 g de levadura/100 L y 12,5 g de levadura/100 L). Se evaluó el impacto de cada pie de cuba una vez inoculado en el jugo de pera realizando el control de crecimiento celular a través del recuento de levaduras en cámara de Neubauer y el control de la evolución temporal de los principales parámetros fisicoquímicos de fermentación: grados Brix, grados Baumé, temperatura y pH. Los resultados indicaron que para las fermentaciones inoculadas con un pie de cuba con 12,5 g de levadura/100 L, con tiempos de activación de 4 y 8 h y la mayor concentración de jugo (90%), el ritmo de consumo de azúcares fermentables y los tiempos de fermentación, igualaron a los ensayos tradicionales con menor período de activación. También se observó un incremento en la cantidad de levaduras al final del proceso fermentativo, alcanzando el orden de las 108 cél./ml. Una vez finalizados los ensayos a escala piloto se utilizó el pie de cuba óptimo para ajustar un modelo matemático dinámico de fermentación el cual se ajusta adecuadamente para representar la evolución de biomasa, alcohol y azúcares del caldo mediante tres ecuaciones diferenciales ordinarias. Dicho modelo matemático nos servirá para estimar el comportamiento en fermentaciones de otros caldos a escala industrial, con el objetivo de predecir el agotamiento del sustrato y finalización de la fermentación. Los resultados obtenidos sugieren que es posible la reducción del uso de levadura comercial en el proceso de elaboración de bebidas fermentadas a base de pera al implementar un pie de cuba controlado. Y además, se sientan las bases de un modelo simplificado en una plataforma de simulación libre que será posible utilizar para el diseño y control en procesos de escala piloto de esta bebida fermentada de pera.