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ESTUDIO DE ESTABILIDAD DE MELADO DE JUGO DE SORGO Durán, M. 1, 2 ; Ruiz, M. 1 ; Zossi, S. 1 ; Cárdenas G. 1 ; Romero, E.R. 1 ; Gusils, C. 1,2 1 Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres. Av. Williams Cross 3250. Las T alitas - Tucumán CP4101. Email: [email protected] . 2 CONICET 40 50 60 70 0 3 6 9 12 B x ( m / m ) A F T ( m / v ) Dias Bx AFT 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 0 3 6 9 12 L o g U F C / m l Dias 89.49 89.98 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 Mdo 60 Bx + Jug o Mdo 60 BX + Agua E f i c i e n c i a ( % ) a)- 46.13 45.97 30.00 34.00 38.00 42.00 46.00 50.00 Mdo 60 Bx + J ugo Mdo 60 BX + Agua g e t a n o l / 1 0 0 g A R T b)- INTRODUCCIÓN El Petróleo aporta la fracción individual más grande de la matriz energética mundial, representando alrededor del 37.2 % del total de energía utilizada (Key Word Energy Stat istics, 2010). Sin embargo, para la mayoría de los países en desarrollo como Argentina, gran parte de este petróleo tiene que ser importado, lo que contribuye mayoritariamente al déficit comercial. Así, la búsqueda de nuevas fuentes de combustibles renovables para el transporte no solo abordaría el problema asociado a la alta dependencia del petróleo en países en desarrollo, sino también el impulso del desarrollo de los mismos. Una fuente alternativa de energía renovable es el sorgo alcoholero, cultivo C 4 de la familia de las gramíneas, originario de África. El sorgo, cultivo que también incluye grano y fibra, se caracteriza por una alta eficiencia fotosintética. Se lo considera un cultivo agrícola resistente a las sequías, debido a su capacidad de permanecer en estado latente durante los períodos más secos (Santos y Bressan, 1986; Woods, 2000). Otros autores lo consideran como el complemento ideal para la caña de azúcar en la producción de bioetanol y bioelectricidad. (Durães, 2011; Romero et al., 2012), ya que no solo es fuente de azúcares, sino también aporta biomasa lignocelulósica apta para la generación de vapor y electricidad (Romero et al., 2012). OBJETIVO En este trabajo se evaluó la estabilidad de melados de jugo de sorgo clarificado, concentrados al vacio a 60ºBrix y su aplicación en la producción de etanol. MATERIALES Y MÉTODOS Se utilizaron materiales de sorgo sacarífero, Sorghum bicolor (L.) Moench, cosechados en los meses de abril y mayo del 2012. Los mismos se prensaron con un 20% de imbibición de modo de obtener un jugo semejante al jugo mixto obtenido en el trapiche. El jugo mixto se clarificó por calentamiento a ebullición y posterior decantación durante 60 min. El clarificado se concentró en un rotavapor (65mmHg de vacío y 68ºC), hasta obtener melados de 60 Brix. Estos fueron conservados a temperatura ambiente (T min =24.8ºC, T max =31.5ºC) durante 12 días, tomando muestras cada 3 días para realizar las siguientes determinaciones: Azucares fermentescibles totales (AFT). En las muestras de melado estacionado, y de fermentación (mosto de alimentación y final de fermentación) se determinó la concentración de AFT por HPLC en un equipo provisto de bomba cuaternaria, inyector Allience modelo 2695 y detector de índice de refracción, empleando una columna Sugar Pack Waters, (fase móvil H 2 O +0.05 g/l EDTA; temperatura de columna 85ºC, temperatura de detector 45ºC y caudal 0.5ml/min). Porcentaje de levaduras. Se determinó por centrifugación de 10ml de mosto fermentado durante 10min a 3.000rpm (Fermentec, 2003). Recuento de aerobios mesófilos totales (AMT), hongos y levaduras . En las muestras de jarabe o jarabe diluido se realizaron recuentos de microorganismos por metodologías oficiales (ICUMSA, 1998a; ICUMSA, 1998b). Condiciones de fermentación Las fermentaciones se llevaron a cabo con levaduras comerciales, en un porcentaje de 7-8% (aproximadamente 10 8 UFC/ml) con 12hs de incubación a 30ºC. Las alimentaciones ensayadas fueron melado diluido con agua o con jugo mixto, ajustados a una AFT aproximado de 14 g/100ml. Análisis de Datos Las determinaciones analíticas se realizaron en un laboratorio certificado bajo Norma ISO 9001: 2008, cumpliendo con los lineamientos para asegurar la calidad del dato analítico. El análisis estadístico de los datos se efectuó mediante análisis de la varianza, con un diseño totalmente al azar, usando el software INFOST AT 2008. La comparación de medias se llevó a cabo con el test de Tuckey a un nivel de confianza del 95%. RESULTADOS Sólidos Disueltos y AFT En los 12 días que duró la experiencia no se observaron variación en los valores de s ólidos disueltos (Br0069x) y AFT de los melados ( Figura 1). Estos resultados muestran el efecto de las altas concentraciones de azúcares y la posible inhibición sobre la actividad microbiana. Figura 1: Determinación de sólidos disueltos (Brix) y azúcares fermentescibles totales (AFT) en melados de 60ºBx Recuento de AMT, hongos y levaduras En la concentración evaluada, se observó una inhibición del crecimiento durante la experiencia (Figura 2). La ausencia de levaduras en los concentrados es una característica que beneficia la producción de etanol, debido a los efectos negativos de las levaduras salvajes; esto se puede deber al efecto térmico de los procesos de clarificación y concentración. Figura 2: Recuento de AMT ( ) y Hongos ( ) en melados de 60°Bx Eficiencia fermentativa No se observa diferencias significativas ( p<0.05) entre los valores de eficiencia y rendimiento, al emplear los melados diluidos con agua o jugo ( Figura 3a y b). Los valores de eficiencia y rendimiento fermentativos que se obtuvieron fueron similares a los determinados en jugos mixtos clarificados sin concentrar ya reportados (Duran et al., 2013). CONCLUSIONES La metodología de conservación de jugo (concentración al vacío) permitió obtener un melado estable a temperatura ambiente, lo cual podría deberse principalmente a un efecto inhibitorio sobre la actividad microbiana. Además, cuando se realizó la dilución de estos melados con agua o jugos mixtos clarificados de sorgos para ensayos de fermentaciones alcohólicas, se lograron valores de eficiencias y rendimientos similares a los obtenidos con jugos frescos de sorgo. Por estos resultados, se puede concluir que la concentración al vacío de jugos de sorgo, es una metodología adecuada para la conservación de los mismos hasta su utilización como alimentación para la fermentación alcohólica. REFERENCIAS Da Silva L, Bernardino C, Ré F, Furtado C, Amorim H. 2003. Métodos analíticos para o controle da producao da acucar e alcool. Fermentec ltda. 3° Edição. Durães, F O M. 2011. Sorgo sacarino: desenvolvimento de tecnología agronômica. Agro energía em revista. Brasília, DF , ano 2, n. 3, p. 7. Durán M, Dantur K, Romero R, Cardenas G, Gusils C. 2013. Capacidad fermentativa en sorgo dulce por levaduras seleccionadas tolerantes a altas concentraciones de etanol y azúcar. II Congreso Microbiología Agrícola y Ambiental. Revista Argentina de Microbiología; 45, pág. 190. International Commision for Uniform of Sugar Analysis (ICUMSA, 1998a); Determinación de recuento de bacterias mesófilas totales en productos azucarados refinados por método de plaqueo (GS2/3-43); Verlag Dr. Albert Bartens KG, Germany. International Commision for Uniform of Sugar Analysis (ICUMSA, 1998b);); Determinación de Hongos y Levaduras (GS2/3-47); Verlag Dr. Albert Bartens KG, Germany. International Commision for Uniform of Sugar Analysis (ICUMSA, 2000); Determinación de cenizas sulfatadas en jugo de caña (GS3/4/7/8- 11); Verlag Dr. Albert Bartens KG, Germany. Key World Energy Statistics 2010. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY . Planalsucar. 1980. Curso de fermenteiro. Teoria e prática de fermentação. Prog. Nac. de Melhoramento de cana-de-açúcar. Romero R, Cárdenas J, Ruiz M, Casen S, Fernández P, Ducca A, Zossi S, De Boeck G, Gusils C, Tonatto J, Medina M, Roque C y Scandaliaris J. 2012. Integración del sorgo azucarado a la cadena de aprovechamiento bioenergético de la caña de azúcar en Tucumán, R. Argentina. A vance Agroindu strial; 33, pág. 13-17. Woods, J. 2000. Integrating Sweet sorghum and sugarcane for bioenergy: Modelling the potential for electricity and ethanol production in SE Zimbabwe, Ph.D. Thesis, King_s College, London. Figura 3: Fermentación de melados de sorgo diluidos con agua o jugo a) eficiencia; b) rendimiento.
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ESTUDIO DE ESTABILIDAD DE MELADO DE JUGO DE SORGODurn, M.1, 2; Ruiz, M.1; Zossi, S.1; Crdenas G.1; Romero, E.R.1; Gusils, C.1,21Estacin Experimental Agroindustrial Obispo Colombres. Av. Williams Cross 3250. Las Talitas - Tucumn CP4101.Email: [email protected]. 2CONICETINTRODUCCIN
El Petrleo aporta la fraccin individual ms grande de la matriz energtica mundial, representando alrededor del 37.2 % del total de energa utilizada (Key Word Energy Statistics, 2010). Sin embargo, para la mayora de los pases en desarrollo como Argentina, gran parte de este petrleo tiene que ser importado, lo que contribuye mayoritariamente al dficit comercial.As, la bsqueda de nuevas fuentes de combustibles renovables para el transporte no solo abordara el problema asociado a la alta dependencia del petrleo en pases en desarrollo, sino tambin el impulso del desarrollo de los mismos.Una fuente alternativa de energa renovable es el sorgo alcoholero, cultivo C4 de la familia de las gramneas, originario de frica. El sorgo, cultivo que tambin incluye grano y fibra, se caracteriza por una alta eficiencia fotosinttica. Se lo considera un cultivo agrcola resistente a las sequas, debido a su capacidad de permanecer en estado latente durante los perodos ms secos (Santos y Bressan, 1986; Woods, 2000). Otros autores lo consideran como el complemento ideal para la caa de azcar en la produccin de bioetanol y bioelectricidad. (Dures, 2011; Romero et al., 2012), ya que no solo es fuente de azcares, sino tambin aporta biomasa lignocelulsica apta para la generacin de vapor y electricidad (Romero et al., 2012).OBJETIVO
En este trabajo se evalu la estabilidad de melados de jugo de sorgo clarificado, concentrados al vacio a 60Brix y su aplicacin en la produccin de etanol.MATERIALES Y MTODOS
Se utilizaron materiales de sorgo sacarfero, Sorghum bicolor (L.) Moench, cosechados en los meses de abril y mayo del 2012. Los mismos se prensaron con un 20% de imbibicin de modo de obtener un jugo semejante al jugo mixto obtenido en el trapiche.El jugo mixto se clarific por calentamiento a ebullicin y posterior decantacin durante 60 min. El clarificado se concentr en un rotavapor (65mmHg de vaco y 68C), hasta obtener melados de 60Brix. Estos fueron conservados a temperatura ambiente (Tmin=24.8C, Tmax=31.5C) durante 12 das, tomando muestras cada 3 das para realizar las siguientes determinaciones:Azucares fermentescibles totales (AFT). En las muestras de melado estacionado, y de fermentacin (mosto de alimentacin y final de fermentacin) se determin la concentracin de AFT por HPLC en un equipo provisto de bomba cuaternaria, inyector Allience modelo 2695 y detector de ndice de refraccin, empleando una columna Sugar Pack Waters, (fase mvil H2O +0.05 g/l EDTA; temperatura de columna 85C, temperatura de detector 45C y caudal 0.5ml/min).Porcentaje de levaduras. Se determin por centrifugacin de 10ml de mosto fermentado durante 10min a 3.000rpm (Fermentec, 2003).Recuento de aerobios mesfilos totales (AMT), hongos y levaduras. En las muestras de jarabe o jarabe diluido se realizaron recuentos de microorganismos por metodologas oficiales (ICUMSA, 1998a; ICUMSA, 1998b).Condiciones de fermentacinLas fermentaciones se llevaron a cabo con levaduras comerciales, en un porcentaje de 7-8% (aproximadamente 108 UFC/ml) con 12hs de incubacin a 30C. Las alimentaciones ensayadas fueron melado diluido con agua o con jugo mixto, ajustados a una AFT aproximado de 14 g/100ml.Anlisis de DatosLas determinaciones analticas se realizaron en un laboratorio certificado bajo Norma ISO 9001: 2008, cumpliendo con los lineamientos para asegurar la calidad del dato analtico. El anlisis estadstico de los datos se efectu mediante anlisis de la varianza, con un diseo totalmente al azar, usando el software INFOSTAT 2008. La comparacin de medias se llev a cabo con el test de Tuckey a un nivel de confianza del 95%.
RESULTADOS
Slidos Disueltos y AFTEn los 12 das que dur la experiencia no se observaron variacin en los valores de slidos disueltos (Br0069x) y AFT de los melados (Figura 1). Estos resultados muestran el efecto de las altas concentraciones de azcares y la posible inhibicin sobre la actividad microbiana.Figura 1: Determinacin de slidos disueltos (Brix) y azcares fermentescibles totales (AFT) en melados de 60BxRecuento de AMT, hongos y levadurasEn la concentracin evaluada, se observ una inhibicin del crecimiento durante la experiencia (Figura 2). La ausencia de levaduras en los concentrados es una caracterstica que beneficia la produccin de etanol, debido a los efectos negativos de las levaduras salvajes; esto se puede deber al efecto trmico de los procesos de clarificacin y concentracin.Figura 2: Recuento de AMT ( ) y Hongos ( ) en melados de 60BxEficiencia fermentativaNo se observa diferencias significativas (p
