MODELADO MATEMÁTICO DE LA PRODUCCIÓN DE CALDO BASE DE SIDRA CON LEVADURAS NORDPATAGÓNICAS: ANÁLISIS DEL EFECTO DEL NIVEL DE NITRÓGENO INICIAL Y ESPECIE DE LEVADURA MEDIANTE PARÁMETROS DE AJUSTE

COLETTO MAURICIO; NEME FRANCO; BLAMEY PABLO; BONGIOVANI NATALIA; ROCHA PARRA ANDRES FELIPE; LOPES CHRISTIAN

Buenos Aires

Congreso; XVIII CONGRESO ARGENTINO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS; 2023

Asociación Argentina de Tecnólogos Alimentarios

La simulación de la fermentación alcohólica con modelos matemáticos resultan de gran utilidad, pues permiten no solo visualizar y predecir la evolución de las principales variables de la fermentación bajo diferentes condiciones de proceso, sino también analizar y comparar el comportamiento de las levaduras a través de parámetros de ajuste vinculados al metabolismo celular. En este trabajo fue analizada la respuesta de dos diferentes especies de levaduras nordpatagónicas (Saccharomyces eubayanus NPCC 1292 y Saccharomyces uvarum NPCC 1420) y una levadura comercial (Saccharomyces cerevisiae de Zymaflore® Spark), bajo dos condiciones de nitrógeno inicial (sin y con el agregado de 53 mg/L de amonio, como fosfato diamónico), en mosto de manzana Granny Smith (~14ºBx). El modelo matemático posee cuatro ecuaciones diferenciales de balances de materia para cada una de las variables medidas (biomasa, nitrógeno asimilable, azúcares y etanol), donde las tasas volumétricas de reacción contemplan submodelos cinéticos específicos. Estos poseen parámetros ajustables, entre ellos, 𝛽mx (tasa específica máxima de formación de etanol), k1 (vinculado a la conversión de azúcares en etanol), y k2 (vinculado al empleo de nitrógeno para el crecimiento celular).Los valores de k2 revelaron diferencias significativas en dicho parámetro entre las especies de levadura y las concentraciones iniciales de nitrógeno. Estos variaron entre 4,9 y 54,6 gB/mgN, siendo el menor para S. uvarum. k1 ha mostrado diferencias significativas entre los valores respecto a la especie, aunque sin efecto significativo del nivel inicial de nitrógeno. Saccharomyces uvarum resultó más ineficiente para la conversión de azúcares en etanol (k1~0,29 gE/gS en contraste con k1>~0,34 gE/gS para las otras especies), sugiriendo mayor asimilación de azúcares en relación con la cantidad de etanol formado, lo que indicaría la formación de otros productos. Esto se encuentra en línea con la literatura donde fueron observadas diferencias en la producción de glicerol y acetaldehído, con una menor producción en S. eubayanus en comparación con S. uvarum.Experimentalmente, se ha observado que el consumo de azúcares totales y formación de etanol es ligeramente más rápido en tratamientos con suplemento de nitrógeno. Ello se vio reflejado en los valores de 𝛽mx, siendo mayores en estos casos. La especie de levadura tiene efectos significativos sobre 𝛽mx, siendo S. uvarum la más veloz en la formación de etanol (~0,77 gE/(gB.h) contra valores