Determinación de ácidos orgánicos volátiles producidos en el proceso de fermentación alcohólica por el método de cromatografía de gases - FID

Abstract

En la búsqueda de nuevas alternativas energéticas, la obtención de biocombustibles generados de productos o subproductos agrícolas ha dinamizado las regiones agrícolas del país, intensificando monocultivos en forma masiva e inversión en la infraestructura física y generación de conocimiento sobre los procesos agroindustriales para producir biocombustibles, en este caso el alcohol etílico que además es utilizado en la elaboración de compuestos químicos y bebidas alcohólicas de interés comercial, generando nuevas oportunidades de trabajo en la industria y el campo. Este es el caso del Valle del Cauca, región de cultivo masivo de caña de azúcar, donde se pretende producir la mayor cantidad de alcohol etílico combustible para suplir la demanda del país en lo referente a biocombustible. La fermentación Etanólica se realiza en presencia de la levadura Saccharomyces Cerevisiae, este es un proceso biotecnológico complejo de las mieles de caña de azúcar, mediante el cual se obtiene alcohol etílico, este proceso genera además de alcohol etílico acidez volátil o ácidos orgánicos volátiles que son los responsables de inhibir el crecimiento de la levadura afectando de forma letal su desarrollo celular e incidiendo en las propiedades del producto final. Entre estos ácidos orgánicos volátiles (AOV) se encuentran el ácido acético, propiónico, butírico y valérico generados en el proceso de fermentación continua de los azúcares. Para determinar y cuantificar con exactitud los AOV que afectan el proceso fermentativo en la destilería del Ingenio Mayagüez S.A se desarrollaron tres métodos de análisis por cromatografía de gases-FID para las diferentes muestras y se evalúa su concentración en las jornadas, mañana y tarde para conocer la acidez volátil generada en el proceso. Se implementó un método de análisis para altas concentraciones de AOV en materias primas (mieles, mezclas de mieles y vino), un método de bajas concentraciones de AOV para evaluar mostos fermentados y finalmente un método de cuantificación individual para cada uno de los ácidos orgánicos volátiles con el fin de realizar un seguimiento detallado de la acidez volátil en el proceso fermentativo. Se encontró que en las materias primas hay altas concentraciones de AOV que pueden inhibir el crecimiento de la levadura y afectar el proceso de fermentación, los rangos de concentraciones encontrados oscilan entre 300-2500ppm, 100-300ppm, 50-200ppm, 20-150ppm para ácido acético, propiónico, butírico y valérico respectivamente. Mientras que en el proceso fermentativo y tanque de vino los valores oscilan entre 50-500ppm, 20-250ppm, 20-200ppm y 20-100ppm para ácido acético, propiónico, butírico y valérico respectivamente. Según los rangos encontrados de AOV en el proceso fermentativo se establece que la implementación y el uso de los métodos cromatográficos permiten la determinación y cuantificación temprana y confiable de ácidos orgánicos y el seguimiento de la acidez volátil por jornadas, siendo una herramienta importante para el correcto desarrollo del proceso fermentativo en la destilería del Ingenio Mayagüez S.A.