obtención de licores destilados a partir de frutos

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Obtención de licores destilados a partir de frutos exóticos

nacionales

Danna Milena Marín Mena 201615476, John Mario Díaz Bautista 201415523

Asesor: Nicolás Ríos Ratkovich

Departamento de Ingeniería Química, Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia

RESUMEN La destilación artesanal es una práctica popular en las regiones del caribe y el pacífico colombiano, allí se

encuentran productos destilados como el chirrinche, viche, tomaseca, entre muchos otros. Sin embargo, estos

productos no presentan registro sanitario ni cuentan con un proceso estandarizado obteniendo bebidas con

múltiples variaciones sensoriales debido a la materia prima usada, al igual que pueden presentar contenidos

variables y no permisibles de etanol, metanol, plomo y cobre. Por tanto, es necesario una mejora en el

proceso, especialmente considerando que Colombia tiene una gran diversidad de frutos que pueden ser

utilizados como materia prima para la obtención de licores. Considerando lo anterior, se realizó un análisis

del proceso para la obtención de destilados frutales y diferentes tipos de gin a partir de materia prima exótica

colombiana y de uso cotidiano. Se obtuvo destilados frutales de higos y gulupa con un contenido alcohólico

de 20 % v/v, licor de miel con 32 % v/v y ginebras de 40 % v/v; los cuales fueron evaluados bajo estándares

organolépticos de la chef y sommelier Laura Hernández Espinoza, directora de la fundación FunLeo.

Finalmente, se estimó que cada uno de los destilados es replicable y reproducible contando con un alto

potencial comercial y social debido a la materia prima seleccionada.

KEYWORDS: Alcohol, Cabeza, Corazón, Cola, Colombia, Destilación, Fermentación, Frutas exóticas,

Grados brix.

NOMENCLATURA

°Bx Grados brix

NA No aplica o no se ha llevado a cabo

% v/v Porcentaje volumen/volumen

TR Tiempo de retención

ºC Grados Celsius

T Temperatura

atm Medida de presión (atmósfera)

ppm Partes por millón

1. INTRODUCCIÓN

La destilación es una operación unitaria de transferencia de masa que consiste en separar los componentes que

forman mezclas líquidas miscibles aprovechando las diferencias de puntos de ebullición. Esta técnica de

separación consiste en calentar la mezcla hasta la evaporación de los compuestos más volátiles mientras los

fondos líquidos contienen los compuestos menos volátiles, llevándose a cabo de manera industrial en columnas

de destilación donde el líquido cae por gravedad a la etapa inferior mientras el vapor asciende a la etapa superior.

De esta manera, las corrientes líquida y gaseosa se mezclan en cada etapa para transferir masa y llegar al

equilibrio, por lo que los compuestos menos volátiles en el vapor se condensan mientras los compuestos más

volátiles en el líquido se evaporan. Esta operación es ampliamente utilizada en la industria en las áreas

petroquímicas, farmacológicas, alimentarias, de salud y belleza, entre otros. Adicionalmente, se han incluido

algunos elementos o técnicas para maximizar la eficiencia de la operación con la inclusión de campanas de

burbujeo, platos perforados, reflujo, precalentamiento de la alimentación y la adaptación del proceso de

destilación a un proceso continuo [1].

La destilación no es una técnica nueva, su origen se remonta al antiguo Egipto, donde el agua se potabilizaba

al calentar agua de mar en calderos cubiertos para luego recoger el condensado. Y, con el paso del tiempo, el

alambique surge gracias a los alquimistas griegos como equipo estandarizado para la obtención de esencias y

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sustancias medicinales, sin embargo, la técnica era bastante limitada dado que desconocían la existencia de los

disolventes y el ácido más fuerte conocido era el vinagre, por tanto, no era posible recuperar compuestos de

bajo punto de ebullición como el alcohol a pesar de ya conocerse bebidas alcohólicas como el vino y la cerveza.

Años después, se adicionó el condensador y se mejoró la técnica al controlar la temperatura de salida del

alambique, así pues, obtener sustancias de bajo punto de ebullición como el etanol [1] y otros alcoholes fue

posible. Desde entonces, la producción de bebidas alcohólicas ha crecido enormemente manteniéndose hasta la

actualidad como una de las industrias que genera mayores utilidades a nivel mundial.

La destilación de licores en su mayoría es antecedida por un proceso de fermentación alcohólica, este último es

el resultado de las interacciones de diversas variables que se pueden agrupar en 3 fases: química, física y

biológica [2]. La primera fase está relacionada directamente con la composición de mosto inicial, esta

composición depende de la cantidad de azucares presentes en la materia prima debido al tipo de fruta, su

preparación o de la combinación de estas. La Ilustración 1 muestra la ruta metabólica general de la fermentación

alcohólica, cabe destacar que la fructosa es un isómero de la glucosa y, por otro lado, en algunos casos es

necesario un proceso de hidrólisis previo que permita romper los enlaces de diferentes polisacáridos, por

ejemplo, almidón e inulina (principales agentes fermentativos de bebidas como el vodka o el tequila), que

permita liberar las moléculas de glucosa y así seguir la ruta general.

Ilustración 1. Ruta de fermentación alcohólica [3].

La segunda fase, física, refiere a lo relacionado con las condiciones tecnológicas y de control de proceso, y

teniendo en cuenta las preferencias tanto del consumidor habitual y expertos en bebidas destiladas, se sabe que

en ambos casos se busca una bebida sin sólidos suspendidos con un perfil aromático y buen sabor en boca. Esto

requiere un proceso previo de filtrado del mosto, puesto que al eliminar los sólidos se evitan características

desagradables en el mosto fermentado, por otro lado, el control de la temperatura permite una mejor expresión

de las sustancias volátiles aromáticas contribuyendo así a obtener un mosto con características propias de la

materia prima inicial, igualmente es necesario controlar el aire en el tanque de fermentación, esto implica un

diseño especial (si se desea optimizar el proceso), ya que estos gases oxidan y provocan la ralentización de la

fermentación, inicios lentos y paradas frecuentes del proceso fermentativo [2]. Por último, la fase biológica

implica las interacciones entre las diferentes cepas de levaduras presentes en el mosto, los problemas de

optimización pueden tener su origen en las diferentes fases, sin embargo, en cualquier caso, la población de

levaduras se ve disminuida debido en gran parte a la producción de sustancias tóxicas como ácidos y ésteres

que son sintetizadas por ellas mismas.

Generalmente, luego del proceso se obtienen mostos fermentados con concentraciones que van desde 7 al 12%

v/v de etanol dependiendo del rendimiento de la fermentación. Sin embargo, en este proceso también se

producen otros alcoholes además del etanol debido a las diferentes interacciones ya mencionadas, de manera

que no todo el mosto es de interés y se hace necesaria la separación de los compuestos resultantes.

La destilación del mosto se lleva a cabo aumentando la temperatura de este y mediante los diferentes puntos de

ebullición, cada compuesto se volatiliza dependiendo de la temperatura alcanzada, mediante este proceso se

separan los alcoholes deseados del resto de compuestos controlando la temperatura y conduciendo los vapores

a través de un serpentín, donde se baja la temperatura ya que pasa a través de un condensador y se obtiene el

compuesto de interés en fase liquida, tal como muestra a grandes rasgos la Ilustración 2.

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Ilustración 2. Representación gráfica del proceso de destilación [4]

En la industria licorera, la separación de estos compuestos se conoce con el nombre de cortes, estos se separan

en: cabeza, corazón y cola, siendo la cabeza el primer destilado cuyo rango de temperatura es T <70°C la cual

cuenta con los alcoholes más volátiles, entre ellos el metanol; el corazón, el segundo corte el cual tiene el

compuesto de interés (etanol) tiene un rango de temperatura de 70°C < T< 80°C y la cola es la última fracción

de destilado con los compuestos menos volátiles como el conjunto de alcoholes de alto peso molecular llamados

aceites de fusel (propanol, butanol, etc.) que en su gran mayoría son causantes de la resaca y se volatilizan a

temperaturas 80°C < T [5].

El compuesto de interés que se encuentra en el corazón del destilado es el etanol, este es un líquido incoloro,

volátil con un olor característico y sabor picante cuyo punto de ebullición a 1 atm se encuentra a 78,3 °C. Al

igual que el etanol, el metanol cuenta con las mismas propiedades organolépticas, sin embargo, su punto de

ebullición a 1 atm es 65,5 °C, por esto, se debe tener un buen control en la temperatura a la hora de realizar los

cortes anteriormente mencionados. Especialmente, porque el principal peligro del metanol se debe a su

oxidación en ácido fórmico, esta oxidación se sabe que puede ser inhibida por etanol pues este es metabolizado

de manera muy específica y desintoxica al organismo de metanol por medio de la respiración. Por otro lado,

dado que el corazón se obtiene a temperaturas cercanas al punto de ebullición del etanol, es importante

mencionar que la concentración de este aumenta significativamente pues teóricamente es la única sustancia que

se volatiliza; esta concentración depende de la tecnología con la que se cuente ya que con diferentes alambiques

se pueden lograr mejores corazones y concentraciones más altas, sin embargo, se podrá obtener hasta una

concentración de 95,5 % v/v (a 1 atm) debido a que allí se encuentra el punto azeotrópico de esta mezcla, en

este punto la sustancia se comporta como si fuera una sustancia pura e inmiscible, es decir que su punto de rocío

y burbuja son iguales y no es posible separar la sustancia, cabe aclarar que concentraciones más altas son

posibles, sin embargo requieren un alto coste energético y tecnológico.

El uso de los alambiques de cobre, por ejemplo, aún se encuentra vigente e incluso es utilizado en la producción

de las bebidas más reconocidas como el coñac o Armagnac. Sin embargo, algunas industrias lo han sustituido

por equipos de acero inoxidable al ceder a las presiones del mercado y, si bien estos últimos equipos son más

eficientes, se ven afectadas las características organolépticas del destilado [5]. Para entender esto, es importante

añadir el concepto de congéneres, siendo aquellos compuestos presentes en el mosto en muy pequeñas

cantidades (diferentes a los alcoholes), generados principalmente por la fermentación y cuya proporción

depende de las condiciones de fermentación y calidad de las materias primas. En la ¡Error! No se encuentra

el origen de la referencia. se listan algunos de ellos con sus respectivos puntos de ebullición:

Tabla 1. Congéneres principales con su respectivo punto de ebullición a 1 atm.

Congéneres Punto de ebullición (°C)

Etanal 20,2

Acetona 56,5

Acetato de etilo 77,1

2-propanol 82,0

1-propanol 97,1

Isobutanol 108,0

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Congéneres Punto de ebullición (°C)

1-butanol 117,7

Ácido acético 117,9

2-metil-1-butanol 125,7

1-pentanol 131,2

3-metil-1-butanol 131,2

Lactato de etilo 151,0

Furfural 161,7

Octanoato de etilo 206,0

Decanato de etilo 241,0

Según se observa y de acuerdo con los puntos de ebullición, los congéneres se presentan en los tres cortes:

cabeza, corazón y cola ya que estos se volatilizan en el rango de temperatura de cada corte. De manera que, en

la destilación en alambique la fracción de corazón suele contener cabezas tardías y colas tempranas, con lo cual

cambia la relación resultante de agua/alcohol/congéneres en el destilado que a su vez aportan ciertas

características organolépticas a las bebidas alcohólicas, siendo esta la insignia de la destilación en alambique.

De hecho, tal es su complejidad, que según un estudio se encontraron alrededor de 500 diferentes compuestos

en los whiskys escoceses, de los cuales alrededor de 400 afectaban las propiedades organolépticas de la bebida

[5].

Adicionalmente, para el contexto nacional se debe tener en cuenta la diversidad topográfica con la que cuenta

Colombia. Su ubicación geográfica es muy favorable ya que se encuentra en la zona ecuatorial, lo que implica

alta pluviosidad y condiciones climáticas constantes a lo largo del año. A raíz de toda esta riqueza emergen

ecosistemas que cuentan con diversidad biótica donde se pueden encontrar múltiples frutos exóticos y materia

prima básica para la producción de bebidas alcohólicas. De hecho, la destilación artesanal de bebidas como el

chirrinche, ñeque, viche, entre muchas otras, son populares en las zonas del Pacífico y Caribe colombiano, no

obstante, dada la informalidad de la producción, estos productos no poseen registro sanitario del Instituto

Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos (INVIMA) ni cumplen con las normas del Instituto

Colombiano de Normas Técnicas (ICONTEC). Además, al ser procesos sin estandarizar, los niveles de alcohol

son variables en estos productos. Según estudios realizados a diferentes variedades de ñeque, se encontró que

el contenido de metanol no superaba el máximo permitido por la ley colombiana, pero el contenido de etanol

presentó una alta variabilidad además de un contenido por debajo de lo permitido según la norma colombiana;

adicional a esto, los contenidos de plomo y cobre superaban los límites permitidos según la legislación (NTC

410 de 1999) [6]. Por lo tanto, hay una gran oportunidad de mejora con la producción de destilados artesanales

a partir de frutas colombianas, generando productos de valor agregado e ingresos a pequeños productores

agrícolas. De manera que, el objetivo del presente trabajo es estandarizar el proceso para la obtención de licores

destilados a partir del análisis de diferentes frutos exóticos locales, examinando el rendimiento de la

fermentación y la viabilidad económica del producto destilado en el mercado actual.

2. MATERIALES Y METODOS Para la obtención de los diferentes destilados y el aprovechamiento de los recursos, el proyecto se desarrolla en

dos partes, una fase inicial que consiste en una preselección e identificación de los diferentes rendimientos de

fermentación en cada una de las frutas; y tras un análisis organoléptico, teniendo en cuenta los datos obtenidos,

se procede a la segunda fase del proyecto, la destilación. Para la realización del proyecto se hizo uso de los

siguientes materiales.

Botellas de vidrio de 250 y 1000 ml

Sellos con trampas de aire

Refractómetro digital

Refractómetro análogo

Bidones de 30l

Levadura Red Star DADY (Distillers Active Dry Yeast)

5

Alambique de acero inoxidable

Chiller

Licuadora Oster

Colador

2.1 Primera fase: Selección

Esta fase consiste en realizar una investigación sobre la disponibilidad de ciertos frutos en los mercados

campesinos de la ciudad, identificando las mejores temporadas para la compra (época de cosecha), y analizando

el contenido teórico de azúcares con el que cuenta cada una de ellas, en este sentido se seleccionaron los

productos mostrados en la Ilustración 3:

Ilustración 3 Productos seleccionados

Agraz

• Vaccinium meridionale swartz.

• Zona andina (2000 a 3000 msnm).

• pH 2 a 2.5.

Anón

• Annona squamosa L.

• Zona tropical y valles interandinos (<1500 msnm)

• pH 3.6

Curuba

• Passiflora mollissima Bailey

• Zona andina (1800 - 2500 msnm).

• pH de 3.37.

Gulupa

• Passiflora Edulis Sims.

• Zona Andina (1800-2500 msnm)

• pH 2.88

Higo

• Opuntia Ficus Indica

• Zonas áridas y semiáridas

• pH 5.1 a 5.34

Mangostino

• Garcinia Mangostana L.

• Zona tropical (<500 msnm)

• pH 3.52

Miel

• Predomina la fructuosa (34% - 48%) y la glucosa (25% - 46%)

Níspero

• Manilkara Achras

• Costa Atlántica (<600 msnm)

• pH 4.7 a 5.1

Pomarrosa

• Sizigium Jambos (L.)

• 1200 a 2200 msnm

• pH 4.2 a 4.5

Tomate de árbol

• Solanaceae betaceum

• Zona Andina central (1200 a 2200 msnm)

• pH 3.8

Zanahoria

• Daucus Carota

• 300 a 2900 msnm

• pH 5.62 a 6.91

Zapote

• Pouteria Sapota Jacq.

• Zona tropical (<1400 msnm)

• pH 5.5 a 6.5

6

Una vez analizadas las diferentes materias primas se sigue el proceso mostrado en la Ilustración 4 para cada

una de estas con el objetivo de analizar los datos de azúcares fermentados y alcohol producido a lo largo de 9

días (en cada caso), y así ajustar mediante un polinomio los datos obtenidos y predecir el comportamiento de la

fermentación, seleccionando el tiempo óptimo de fermentación para cada una de las materias primas y los

mejores prospectos para un lote piloto de destilación.

Ilustración 4. Metodología para la recolección de datos

Es importante mencionar que la levadura DADY fue seleccionada para cada uno de los envases puesto que es

altamente tolerante al alcohol, produciendo fermentos por encima del 15% v/v y es la levadura comercial más

popular para procesos de destilación, esta levadura se mantuvo constante a lo largo de todos los experimentos

realizados en el presente documento siguiendo la proporción recomendada por el fabricante de 1g:1l (1 g de

levadura por litro de mosto).

Dado que uno de los productos de la fermentación alcohólica es el CO2, es necesario sellar las botellas con un

sistema que libere la presión ya que a través del tiempo la presión ejercida por este gas producido puede hacer

estallar las botellas en caso de estar completamente cerradas. Teniendo en cuenta lo anterior, se diseñó un

sistema de trampa de aire (air lock) como el mostrado en la Ilustración 5, el cual tiene dos finalidades, satisfacer

la liberación de este gas e impedir que el aire entre al sistema puesto que esto optimiza y favorece la

fermentación. Este diseño consiste en una manguera enroscada conectada a la tapa de la botella, dentro de la

cual se adicionará un líquido que impida el flujo libre de aire, sin embargo, debido a la producción de gas y a

la presión interna ejercida por este, el líquido permitirá el paso de burbujas de CO2 a medida que el sistema lo

requiera.

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Ilustración 5 Diseño de trampa de aire

Una vez llevada a cabo la toma de datos anterior se analizaron las propiedades organolépticas del mosto

fermentado comparándolas con las propiedades de la fruta madura, seleccionando los mejores prospectos en

sabor, aroma y rendimiento de la fermentación, estos fueron: tomate de árbol, higos, gulupa y mangostino. Por

otro lado, se opta por realizar diferentes mezclas e infusiones con especies herbáceas autóctonas de la región

como: manzanilla, ruda, citronela, limonaria, hierbabuena, laurel y romero de páramo para diseñar ginebras con

fermento de miel de caña y alcohol neutro como base. Es importante resaltar que el tiempo óptimo para la

fermentación de las frutas seleccionadas se estimó en 3 semanas.

2.2 Segunda fase: Destilación piloto

Dado que se busca obtener en promedio 2l de corazón por cada uno de los licores con %v/v>40 y teniendo en

cuenta las eficiencias mostradas (ver anexos), en el caso de la frutas, se requerirán en promedio 20 kg de cada

una de ellas, por lo que es necesario contactar con asociaciones de campesinos cuyo precio por kg sea menor y

optimizar los costos del experimento, para ello se contacta con APAVE (Asociación de productores

agropecuarios con visión y emprendimiento). Por otro lado, se busca analizar cada producto con diferentes

variaciones y seleccionar las mejores combinaciones, para ello se asoció con la fundación FunLeo y el

restaurante Cava y Leo, quienes en adelante catarán y evaluarán cada uno de los productos presentados en pro

de obtener licores con un alto perfil aromático y de sabor, adicionalmente se sugirió por parte del restaurante

producir destilados de miel, pomarrosa y mucílago de cacao como parte experimental del restaurante, para ello

se siguieron los siguientes pasos:

2.2.1 Alistamiento

En este paso, se compran diferentes mieles comerciales y se recoge la fruta proporcionada por APAVE. Una

vez dispuesta en el laboratorio, se lava para limpiar impurezas y se procede a cocinar y pelar según sea el caso

de estudio, como se representa en la Tabla 2.

Tabla 2 Diseño experimental previo

Fruta

Cocinado Pelado

Tomate de árbol x -

Higos - x

Granadilla - x

Gulupa - x

Miel NA NA

Dado que pueden existir cadenas de fructosa unidas entre sí, se requiere romper los enlaces para liberar las

moléculas y facilitar la fermentación, por ello se evaluará la diferencia entre el producto cocinado y sin cocinar,

dependiendo el caso. Adicionalmente, para los higos se desea analizar las propiedades de la cáscara de forma

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independiente por lo cual, la cáscara fue separada y se le realizó el mismo tratamiento de las demás frutas, a

continuación, se prepara el mosto de la miel diluyendo esta con agua, así mismo para las frutas se licuaron las

pulpas y las cáscaras y se embotellaron los mostos en bidones para su posterior proceso de fermentación. Es

importante resaltar que debido a la temporada del año (segundo semestre) y a pesar de los esfuerzos en conjunto

no fue posible obtener mangostino, pomarrosa y mucílago de cacao en la cantidad requerida.

Por otro lado, se configuran los diferentes ingredientes para la obtención de las ginebras, los ingredientes y las

cantidades usadas se presentan en la Tabla 3, dado que este licor se realiza con alcohol neutro y no es necesario

el proceso de fermentación.

Tabla 3 Recetas usadas para la realización de las diferentes ginebras

Ing

red

ien

tes

[g]

Licores [40% v/v]

Hierbas

de

páramo

1

Hierbas

de

páramo

2

Hierbas

de

páramo

3

Hierbas

de

páramo

4

Gin

1

Gin

2

Gin

3

Gin

E

Gin

4

Gin

5

Enebro x 20 40 15 30 40 30 10 70 60

Laurel 186 100 40 40 x x x x 5 45

Romero 209 80 50 15 x x 15 x 15 50

Coriandro x x x x 15 20 x 9 70 10

Cardamomo x x x x 3 3 2 x 6 x

Pimienta

Negra x x x x 5 5 x 1 x x

Dulce x x x x 5 5 x 1 x x

Rosada x x x x 5 5 x 1 x x

Manzanilla x x x x 4 1 x x x x

Cidrón x x x x 5 6 x x x x

Citronela x x x x 10 10 x 1 x x

Jengibre x x x x 2 1 x x x x

Hierbabuena x x x x 6 6 5 x x x

Flores de Jamaica x x x x 6 6 x x x x

Anís x x x x x x x 1 2 x

Canela x x x x 0,6 0,6 x x x x

Cáscara de lulo x x x x x x 16 2 x x

Naranja x x x x x x 17 2 x x

Angélica x x x x x x x 2 x x

Lavanda x x x x x x x 1 x x

Nuez moscada x x x x x x x 8 x x

Alcaravea x x x x x x x 2 x x

Hojas de coca x x x x x x x x 5 x

Comino x x x x x x x x x 40

Cáscara de manzana

verde x x x x x x x x x 400

Los ingredientes presentados se seleccionaron basándose en los aromas característicos de cada uno y su

disponibilidad en las plazas de mercado, cabe resaltar que la gran mayoría son usados en la cocina tradicional

colombiana en infusiones aromáticas y repostería.

9

Los destilados se produjeron en diferentes lotes y dependiendo de los comentarios y características particulares

se cambiaba la composición y se presentaban en el lote posterior, la Tabla 3 muestra el total de las recetas

presentadas.

2.2.2 Fermentación

Para la fermentación alcohólica de los diferentes tipos de mosto frutal se añadió la levadura (DADY) de acuerdo

a la proporción requerida en cada caso, por otro lado, en promedio cada bidón pesó alrededor de 12 kg; dado

que el contenido de agua es mayoritario en el mosto se asume que su densidad es igual a la del agua por lo que

por cada 12 kg de mosto se agregaron 18 g de levadura. Antes de adicionar esta, fue necesario activarla, para

este proceso se requiere un beaker donde se adiciona la levadura, con un poco de mosto (el cual contiene

fructosa) y agua a 30°C esto con el fin de facilitar la fermentación dentro de los bidones, estos fueron sellados

con la misma trampa de aire artesanal, anteriormente mencionada y se dejaron fermentando por el tiempo

sugerido (3 semanas).

2.2.3 Destilación

En este proceso, se lleva a cabo además de la destilación de los mostos de cada fruta, destilaciones con diferentes

hierbas y especias mediante infusiones y destilaciones por arrastre con alcohol neutro siguiendo las recetas

presentadas en la tabla 3. Para el caso frutal, una vez concluidas las semanas de fermentación, se coloca el

líquido en las ollas de destilación. Allí, con ayuda de un multiparámetro se mide el pH, con un refractómetro

análogo la cantidad de alcohol producida para su posterior análisis y se sella la olla para iniciar el proceso de

destilación.

Es importante hablar sobre el montaje para llevar a cabo este proceso, este consta de una olla de destilación de

acero inoxidable y un chiller Thermo Haake phoenix II p2-c50p cuya temperatura de reciclo y refrigeración

será de 5°C con un diferencial de 1°C. El montaje descrito se observa en la Ilustración 6.

Ilustración 6 Montaje de las ollas de destilación (1. Ollas o caldera – 2. Cabeza - 3. Chiller – 4. Capucha o cabeza – 5.

Condensador – 6. Salida de refrigerante – 7. Entrada de refrigerante. 8. Salida del destilado)

Del montaje cabe resaltar que las corrientes del líquido refrigerante entran al condensador mediante una

configuración contracorriente, esto permite que la trasferencia de calor entre este líquido y los vapores de

alcoholes que entran al condensador sea mejor, debido a que el gradiente de temperatura tiende a permanecer

constante a lo largo del serpentín condensando más rápido los vapores. Los compuestos volátiles que salen

dependerán del punto de ebullición que el mosto alcance dentro de la olla, teniendo en cuenta esto, se podrá

separar el destilado en los tres diferentes cortes (cabeza, corazón y cola).

2.2.4 Caracterización de metanol

La determinación de metanol en los licores obtenidos se realizó por cromatografía de gases con inyección

automática, un único análisis por muestra, de acuerdo con el siguiente procedimiento con el método de patrón

externo:

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-Proceso de calibración: Se prepararon soluciones de metanol de diferentes graduaciones (Tabla 4) para la

construcción de la curva de calibración y la determinación del tiempo de retención del metanol.

Tabla 4 Concentración de metanol en las soluciones de calibración para cromatografía de gases

Soluciones de calibración para la curva de metanol

Muestra Concentración (ppm)

1 4,43

2 7,92

3 792

4 15840

-Preparación de las muestras problema: Se realizó una doble filtración a las muestras problema, previo al

proceso de cromatografía, que consistieron en una filtración al vacío y una filtración de jeringa con membrana.

Posteriormente, se trasladaron las muestras a viales para el correspondiente análisis cromatográfico. A

continuación, se presentan los parámetros utilizados en el cromatógrafo de gases:

INYECTOR

Tipo de inyección: Fraccionada

Temperatura: 250,0 °C

Flujo: Helio (gas portador) 2,43 ml/min

Flujo total de la columna: 126,8 ml/min

Presión: 84,8 kPa

COLUMNA

Máxima temperatura: 300,0 °C

Longitud de la columna: 30,0 m

Diámetro interno de la columna: 0,32 mm

HORNO DE LA COLUMNA

Temperatura de columna inicial de 60 °C con una rampa de temperatura de 5 °C/min hasta alcanzar una

temperatura de 95°C, que se mantiene por un minuto.

DETECTOR

Temperatura: 270,0 °C

Flujos: Helio 15,0 ml/min

Hidrógeno 40,0 ml/min

Aire seco 400,0 ml/min

2.3 Residuos y valor agregado

En primer lugar, es indispensable analizar el camino que ha tenido la materia prima desde la obtención de las

frutas o hierbas, hasta el destilado final. Con esto en mente se sabe que en cada operación se generan diversos

residuos, como cáscara y material orgánico que sirve de abono, así como mosto sobrante del proceso de

destilación cuyos componentes no se lograron separar, al igual que cabezas y colas destiladas que se desechan.

Sin embargo, ¿Qué se puede hacer con estos desechos? ¿Pueden servir de abono sin generar daño ambiental?

¿Se le puede dar un valor agregado? Para responder a estas preguntas se crearon varios grupos de investigación

cuyo objetivo era identificar y analizar los diferentes desechos dando solución a las preguntas planteadas, estos

diferentes proyectos son los siguientes:

2.3.1 Mosto

Usualmente, los desechos de industrias licoreras establecidas son incinerados o utilizados en la alimentación de

ganado, a pesar de que los mostos frutales se caracterizan por poseer un contenido significativo de polifenoles

siendo compuestos de gran interés en industrias diferentes como la farmacéutica.

Los polifenoles son fitoquímicos poli hidroxilados y constituyen una amplia variedad de compuestos con

estructuras similares, los cuales se clasifican en flavonoides, ácidos fenólicos, etilbenceno, lignanos y alcoholes

fenólicos [7], ellos tienen efectos positivos sobre la salud humana ya que estos disminuyen la incidencia de

enfermedades cardiovasculares mejorando el perfil lipídico, reforzando el sistema inmunológico y atenuando

la oxidación de lipoproteínas. [8]. Para extraer e identificar eficazmente los polifenoles del mosto es necesario

un proceso de extracción, este dependerá del solvente, la estructura química, temperatura, tiempo de extracción,

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método y presencia de otras sustancias. Existen diversos métodos como, la extracción asistida por microondas,

extracción ultrasónica, extracción por reflujo térmico, extracción soxhlet, entre otras. No obstante, se utilizará

el método de extracción convencional líquido-líquido [7] a una temperatura de 50°C determinando los

polifenoles por medio del método Fiolin-Ciocalteu, para lo cual se realizó una curva de calibración con

soluciones estándar de ácido gálico, midiendo en un espectrofotómetro UV-cercano visible [9].

Para ello se emplearon dos tipos de mosto residuales: Los resultantes del proceso de fermentación y tras el

proceso de destilación en el proceso del tomate de árbol. Estos estuvieron almacenados a 4°C por

aproximadamente 4 días. Una vez pasado este tiempo, se introdujeron en un horno a 50°C por 24 horas, con el

fin de evaporar la mayor cantidad de agua y demás sustancias líquidas no deseadas en las muestras.

3. RESULTADOS

Cada lote producido fue presentado en el restaurante Leo para obtener una opinión más profesional y diseñar

mejoras de proceso y producto, en la Tabla 5 se compilan los principales comentarios e impresiones de cada

uno de los licores producidos.

Tabla 5 Impresiones y sensaciones organolépticas del producto final

Licor Impresiones restaurante Impresiones equipo de destilación

Higo pulpa

Un licor muy aromático y elegante

que extrae lo mejor de la fruta, sin

embargo, agradaría más contenido

alcohólico

El contenido alcohólico del destilado final

oscila el 20% v/v, sensación acuosa propia

del bajo contenido alcohólico, licor muy

aromático. De 20 kg de materia prima inicial

se obtuvo 1 L de producto final.

Higo cáscara

Tiene un perfil muy aromático: tierra,

cáscara. Sin embargo, se pierde su

sabor en boca a pesar de que cuenta

con una buena acidez

El contenido alcohólico del destilado final

oscila los 5%v/v, esto ya que la cáscara tiene

poca fructosa fermentable y se esperaban

concentraciones de ese orden, sin embargo,

es más aromático que la pulpa. Solo se

obtuvo 300 ml de destilado final

Granadilla

Es un licor complejo, tiene un sabor

en boca especial, sin embargo no

sabe a la fruta y su sabor es

desconocido

Sabor desagradable, aroma extraño, similar a

productos del mercado hechos

artificialmente. El contenido alcohólico fue

de 15% v/v, se esperaba mayor conversión de

etanol. De 20 kg de materia prima inicial se

obtuvieron 400 ml de producto final.

Gulupa

Aroma exquisito, a pesar de que no

se siente en boca lo mismo que en

nariz, el contenido alcohólico tiene

trazas de la fruta muy delicadas.

Agradaría si tuviera mayor contenido

alcohólico para su posterior uso en

coctelería, sin embargo está muy bien

y funciona puro.

Destilado muy aromático cuyo sabor en boca

es acuoso y muy suave, su contenido

alcohólico oscila el 21% v/v. De 20 kg de

materia prima inicial se obtuvo 1 L de

producto final.

Tomate de árbol Aroma a quemado, no fue necesario

probarlo

El mosto fermentado presentó una gran

viscosidad razón por la cual las burbujas

generadas al fondo de la olla no pudieron

escapar creando una costra de mosto

quemado, lo cual dañó todo el destilado

puesto que este salió con un aroma

desagradable, teniendo en cuenta que el

destilado contaba con un contenido

alcohólico de 7% v/v, se opta por descartarlo

inmediatamente ya que al hidratar el mosto

esta concentración será menor.

12


Hierbas de

páramo 1

Sus sabores "te transportan al

paramo", algo muy innovador con un

buen comportamiento en boca y

nariz.

Aromas y sabores particulares, muestra

transparencia en el producto final, fue

necesario diluir con agua hasta obtener una

concentración deseada cercana al 35% v/v ya

que el destilado superaba el 80% v/v y la

sensación alcohólica era muy agresiva.

Comportamientos esperados teniendo en

cuenta que su base fue etanol neutro.

Hierbas de

páramo 2

El romero está muy desequilibrado,

aroma agresivo a etanol. Presenta

más cuerpo que “Hierbas de páramo

1”, pero no es tan delicado.


turbiedad en el producto final, fue necesario

diluir con agua hasta obtener una

concentración deseada cercana al 35%v/v ya

que el destilado superaba el 80%v/v y la




Hierbas de

páramo 3

Al tener menos enebro que el anterior

se resaltan los sabores de las hierbas

de páramo, agrada más al paladar.


turbiedad en el producto final, fue necesario

diluir con agua hasta obtener una

concentración deseada cercana al 35%v/v ya

que el destilado superaba el 80%v/v y la




Hierbas de

páramo 4

El balance de los ingredientes tiene

sabores similares al curry, el más

elegante de la línea de páramo. Por

otro lado, se desea reemplazar el

enebro con bayas de páramo,

llamadas comúnmente diamantes

para hacer un destilado con materia

prima 100% nacional.









Gin 1

La manzanilla fue muy invasiva, la

combinación canela/jengibre lo hace

más agresivo en boca, sin embargo

gustó la sensación y los sabores que

se pueden resaltar, tiene gran

potencial.

Sabor de la manzanilla muy invasivo,

muestra transparencia en el producto final,

fue necesario diluir con agua hasta obtener

una concentración deseada cercana al 35%

v/v ya que el destilado superaba el 80% v/v y

la sensación alcohólica era muy agresiva.



Gin 2

Una ginebra similar a la anterior con

los sabores más balanceados lo que le

da un perfil más elegante, sin

embargo la canela es molesta en

boca, se sugiere quitarla.

Sabores más balanceados y poco invasivos,



una concentración deseada cercana al

35%v/v ya que el destilado superaba el

80%v/v y la sensación alcohólica era muy

agresiva. Comportamientos esperados

teniendo en cuenta que su base fue etanol

neutro.

13


Gin 3

Tiene sabores similares al cointreau

francés, sin embargo con los demás

ingredientes le añade sabores

particulares y únicos que representan

un gran potencial para su uso en

coctelería.

Sabor amargo que fue tornándose dulce al

dejar respirar el producto, bastante agradable,








Gin E

Los sabores están desequilibrados,

demasiada nuez moscada. Sería

interesante añadir sabores de

chocolate.

Sabor de la nuez predominante, sin embargo,

muy agradable al paladar, muestra







cuenta que su base fue etanol neutro. Se

realizaron procesos de infusión por arrastre

buscando disminuir la sensación alcohólica.

Gin 4

La primera impresión muestra un

sabor desbalanceado con exceso de

coriandro, sin embargo, muestra un

carácter sabanero y representa los

sabores autóctonos de la región.

Sabor del coriandro muy invasivo, muestra







cuenta que su base fue etanol neutro. El

sabor se acentúa tras dejar respirar el

producto.

Gin 5

El comino es predominante en nariz,

no vale la pena ya que no genera

atracción hacia él.

Sabor del comino en extremo invasivo,








Licor de miel

A pesar de que la miel no es

Premium, es una gran idea ya que no

existe en el mercado, se recomienda

destilarla con miel de mejor calidad.

Sabor muy dulce, bastante agradable en nariz

y en boca. El contenido alcohólico del

destilado oscilaba el 60% v/v, se esperaba un

alto contenido alcohólico puesto que la miel

cuenta con altos contenidos de glucosa y

sacarosa. La sensación alcohólica se

mantiene en diferentes concentraciones, se

recomienda diluir el destilado con agua hasta

35% v/v ya que la sensación es similar.

CROMATOGRAFIA

El metanol puede encontrarse de forma natural en las bebidas alcohólicas y no sólo por la adulteración

fraudulenta de estas; siendo entonces un componente natural durante el proceso de fermentación, especialmente

en los licores a base de frutas presumiblemente por la hidrólisis de materias pépticas [10]. Por tanto,

considerando su toxicidad aún en pequeñas dosis, que pueden derivar en trastornos oculares e incluso la muerte,

14

es necesario determinar si los licores cumplen con la legislación pertinente (NTC 410 de 1999) y no exceden el

máximo permitido de 1000 ppm. A continuación, la Tabla 6 presenta los parámetros obtenidos para la curva de

calibración de metanol, la cual registró un R2 de 0,9994 y se determinó un tiempo de retención de 1,79 min.

Tabla 6 Parámetros obtenidos de la curva de calibración de metanol

Muestra Conc. metanol (ppm) Área Pendiente Intersección con el eje R2 TR (min)

1 4,43 13860

32,98 22389,58 0,9994 1,79 2 7,92 26205

3 792 53898

4 15840 544483

A partir de esta información, es posible diferenciar el metanol del etanol en los cromatogramas dado que ambos

presentan tiempos de retención cercanos. Seguidamente, al analizar los cromatogramas obtenidos, todos

presentaron picos de metanol apenas perceptibles en un tiempo de retención promedio de 1,72 min, con

excepción del licor de miel en el cual no se detectaron trazas de metanol. Adicionalmente, los resultados de

cromatografía presentaron picos de buena resolución con una base delgada y un mínimo de ruido, que puede

evidenciarse en la Gráfica 1, que corresponde al cromatograma del licor de higo (todos los cromatogramas

pueden encontrarse en anexos).

Gráfica 1 Cromatograma del licor de higo

Sin embargo, al comparar los cromatogramas con la curva de calibración se obtienen concentraciones negativas

para los licores (Tabla ), lo cual se debe a que la medición de área de los licores se encontró por fuera del rango

de la curva de calibración tal como se observa en la Gráfica 2. Y, si bien esto impide conocer la concentración

exacta de metanol presente, permite determinar que los licores cumplen con la legislación (NTC 410 de 1999)

con creces al estar por debajo del límite inferior de la curva de calibración, lo que indica que los licores presentan

una concentración de metanol inferior a 4,43 ppm. Además, se observó que este comportamiento es comparable

al de un licor comercial, específicamente del Aguardiente Líder tapa azul de la Industria de Licores de Boyacá,

también representado en la gráfica mencionada. Sin embargo, para trabajo futuro, se recomienda construir una

15

nueva curva de calibración de metanol para concentraciones inferiores a 4,43 ppm en un rango tal que abarque

la medición de área de los licores y así determinar el contenido de metanol presente en los destilados.

Tabla 7 Concentración de metanol en los licores producidos

Muestra

Conc.

Metanol

(ppm)

Área

Tiempo de

retención

(min)

Granadilla -601,221 2470 1,721

Gulupa -616,853 1954 1,726

Higo -594,095 2705 1,718

Hierbas de páramo 1 -586,611 2952 1,731

Ron -600,379 2498 1,718

Licor de miel - - -

Licor comercial -627,098 1616 1,719

Gráfica 2 Curva de calibración de metanol comparada con los resultados cromatográficos de los licores evaluados y el

máximo valor permitido por la legislación

Cabe resaltar que, si bien se produjeron diferentes recetas de gin, sólo se analizó una receta por cromatografía

de gases. De manera que esta medida se considera representativa para todos los gin producidos, considerando

que se utilizó la misma base alcohólica para todos ellos, etanol de grado alimenticio al 40%v/v. Adicionalmente,

cabe aclarar que el valor máximo permitido de 1000 ppm corresponde a la restricción impuesta a destilados de

frutas, para el gin se exige una concentración de metanol que no supere los 100 ppm y para el ron el máximo

exigido son 300 ppm [11], los cuales se cumplen ya que, como se mencionó con anterioridad, todos los licores

presentaron una concentración de metanol inferior a 4,43 ppm.

16

SUBPRODUCTOS

Con respecto a los desechos, se tomaron diferentes mediciones de °Bx y pH tal como se observa en la Tabla

con el objetivo de comparar los diferentes mostos

Tabla 8 Caracterización del mosto antes y después de la fermentación

Fruta Mosto antes de fermentar Mosto fermentado

Brix pH Brix pH % ABV

Tomate de Árbol 5,5 3,52 3,5 5 7

Higos 14,2 5,7 - - 8

Granadilla 14,4 4,6 4,7 5,15 13

Gulupa 14,2 3 NA NA NA

Es importante resaltar que estas medidas solo se tomaron a los mostos fermentables, ya que es en ellos donde

se llevan a cabo las diferentes reacciones y se generan compuestos diferentes, por lo que los diferentes tipos de

ginebra no fueron tomados en cuenta para esta medición. Como se observa, los °Brix se redujeron en todos los

casos, comportamiento claramente esperado debido a que el componente que se consume en la fermentación es

la fructosa y la cantidad de azúcares se reducen a medida que avanza la reacción, igualmente, el contenido

alcohólico refleja la producción de alcohol y el consumo de azúcar en cada caso, por otro lado, el aumento del

pH sugiere un buen proceso fermentativo, debido a las trampas de aire que impidieron el paso de aire, evitando

así el aumento de subproductos indeseados como ésteres y ácidos, que generalmente se deben a procesos

fermentativos poco óptimos.

Antes de mencionar los resultados obtenidos con la experimentación de los mostos, es de gran importancia

mencionar las falencias de formulaciones previas de la metodología que se encontraron durante la investigación.

Inicialmente, se pensó secar las dos muestras de mosto de tomate de árbol (antes y después de fermentar) en un

horno a 120°C, no obstante, el procesamiento puede perjudicar la composición de los polifenoles existentes en

el mosto. Esto se debe a que los polifenoles se degradan a temperaturas superiores a 70ºC, perdiendo su

identidad química. Por tal razón, se optó por filtrar al vacío el mosto, como alternativa de remoción de agua y

humedad sin cambiar la temperatura. Sin embargo, al realizar el procedimiento se encontró resultados

ineficientes donde la gran mayoría del agua del mosto se mantenía incorporada a él y poca agua fue removida.

En este caso, el factor fundamental es el tamaño de partícula que tiene el mosto de tomate de árbol, el cual

produjo un taponamiento y aglomeración del filtro usado. Específicamente, el tamaño de partícula tiene un

diámetro más grande que el poro del filtro y por tal razón no permitió el paso del agua, aunque se presente un

vacío que la desplace. Teniendo en cuenta esto se decidió por un tercer método de remoción de humedad con

aire caliente por convección forzada. Al dejar las muestras en un horno de convección forzada a 50°C por toda

la noche se observó que hubo una parcial evaporación del agua en el mosto. No obstante, aún se contaba con

una gran cantidad de mosto con alto contenido de agua. Aunque, el último procedimiento no resultó tener una

buena eficiencia con respecto a la remoción de agua, sí presenta una gran diferencia respecto a los otros métodos

de extracción de humedad. Una forma para optimizar la remoción de humedad por el método de aire caliente

por convección forzada es disponer del mosto en bandejas y esparcirla para generar una capa delgada de mosto

y así aumentar el área de evaporación de agua. Lo anterior optimizaría la difusión del agua en el aire al poseer

mayor área de contacto.

Con respecto a la extracción sólido/líquido-líquido, al poner en contacto los solventes propuestos a las muestras

de mosto, se evidenció un rápido desprendimiento del pigmento de las partículas de celulosa del mosto por

parte del Etanol y las mezclas de Etanol-Metanol. Esto se debe a que el colorante amarillo se debe a los

carotenos que contiene la pulpa del tomate de árbol y son extraídos por solventes polares proteicos. Tanto el

etanol como el metanol son solventes polares proteicos que cuentan con enlaces O-H que interactúan

fuertemente con los radicales O-H de los carotenoides. Es por esta razón que la solubilidad de los carotenoides

es más afín con estos dos disolventes que en la matriz (parte sólida del mosto). Por el contrario, la Acetona no

evidenció ningún cambio de color en su solución al contacto con el mosto. Dado que la Acetona es un disolvente

17

polar aprótico el cual tiene una polaridad asimétrica pero no cuenta con radicales O-H, lo que genera una baja

solubilidad de los carotenoides en el solvente debido a que no son compatibles [12].

Paralelo al proceso de extracción, se realizó una curva de calibración usando ácido gálico como sustrato objetivo

con el fin de realizar una regresión lineal para calcular la concentración de polifenoles según la absorbancia

registrada. El método usado en la curva de calibración es basado en la ley de Beer-Lambert que correlaciona

una longitud de onda especifica con la cantidad de material que se interpone en su transmisión. Es decir, que el

material disuelto en el medio absorberá más luz transmitida por la onda y a medida que se absorbe más, se

entiende que habrá mayor cantidad del compuesto. Ahora bien, el ácido gálico y los polifenoles presentan una

alta absorbancia de luz al estar en presencia de una longitud de onda de 765 nm, la gráfica 3 muestra el

comportamiento y la línea de tendencia para la calibración de ácido gálico.

Gráfica 3. Curva de calibración de ácido gálico

Para cuantificar los polifenoles en cada una de las muestras, se considera la ecuación de la recta de calibrado

mostrada en la Grafica 3, la cual es la siguiente:

𝑦 = 0,0024𝑥 − 0,0017 (1)

Donde 𝑦 es la absorbancia de la solución diluida, y 𝑥 corresponde a los mg de ácido gálico /Litro de ácido

gálico. Por lo tanto, al calcular el valor de 𝑥 para cada una de las absorbancias obtenidas se determina la

concentración de ácido gálico en cada una de las muestras como se observa en la ecuación 2.

𝑥 [𝑚𝑔 𝑑𝑒 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑔á𝑙𝑖𝑐𝑜

𝐿𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑔á𝑙𝑖𝑐𝑜] =

𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 + 0,0017

0,0024 (2)

Posteriormente, para expresar los resultados en mg de ácido gálico por 100 gramos de muestra (mosto de tomate

de árbol), es decir, para determinar el porcentaje equivalente de ácido gálico en la muestra de interés, el cual es

proporcional a la cantidad de grupos fenólicos presentes, se empleó la relación (3), en donde se considera: La

concentración de ácido gálico calculada, la cantidad en gramos de disolvente empleado en la extracción de cada

muestra y la cantidad en gramos de mosto tomadas para el análisis.

𝑚𝑔 𝑑𝑒 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑔á𝑙𝑖𝑐𝑜

100𝑔 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑠𝑡𝑜=

𝑚𝑔 𝑑𝑒 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑔á𝑙𝑖𝑐𝑜

1700𝑔 𝑑𝑒 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑔á𝑙𝑖𝑐𝑜∗

𝑔 𝑑𝑒 𝑑𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒

10𝑔 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑠𝑡𝑜∗ 100% (3)

A continuación, en la gráfica 4 y 5 se ilustra el porcentaje equivalente de poli fenoles en la muestra presente

antes del proceso de destilación y los resultantes una vez finalizado el proceso de destilación, respectivamente.

18

En donde, además se muestran los resultados obtenidos, luego de 20, 40 y 60 minutos de extracción con los 3

diferentes disolventes empleados. Las grafica se representan la cantidad de polifenoles por cada 100 gramos de

mosto. Desde una perspectiva general, se puede evidenciar que se extrae mayor cantidad de polifenoles en cada

uno de los solventes en el mosto recogido antes del proceso de destilación. Esto se debe a la misma

descomposición que sufren los polifenoles por temperatura en el proceso de destilación.

Ahora bien, los resultados de extracción también muestran que el solvente con mayor capacidad de extracción

durante el tiempo estudiado es el Etanol. Debido a que el Etanol tiene mayor capacidad de extracción de los

compuestos poli fenólicos, dado la afinidad que estos tienen por componentes orgánicos polares como el etanol.

Adicionalmente, los polifenoles son más estables a pH bajos, la condición ácida ayuda a los polifenoles a

mantenerse neutros, por lo que se extraen fácilmente en disolventes orgánicos. De igual manera, resultan

mayores cantidades de polifenoles cuando el tiempo de extracción es mayor, esto se debe a que, al incrementar

el tiempo, mayor cantidad de polifenoles se separan o aíslan del mosto, quedando mayor cantidad de estos en

el disolvente empleado, favoreciendo el proceso extractivo.

Por otro lado, se decidió realizar el proceso extractivo a una temperatura de 50°C y no a temperatura ambiente

(20°C), debido a que a medida que aumenta la temperatura, el tejido vegetal comienza a liberar su contenido

interno en el medio. Además, el calor permite que las paredes de las células sean permeables, provocando el

aumento de los coeficientes de solubilidad y difusión de los compuestos a extraer y una disminución de la

viscosidad del disolvente. De esta forma, se facilita así su paso a través de la masa del sustrato, lo cual, permite

obtener mejores resultados. Sin embargo, el proceso extractivo es ineficiente e inadecuado a temperaturas

mayores de 70°C, debido a que los polifenoles empiezan a degradarse.

En cuanto a la selectividad, cabe resaltar que estudios anteriores sobre el método Folin-Ciocalteau han reportado

fenómenos de interferencia para la cuantificación de polifenoles totales, como la formación de compuestos

intermedios durante el proceso. Entre los cuales se destacan: Algunos ácidos orgánicos, bases nitrogenadas,

Gráfica 4. Cantidad de polifenoles en 100 g de mosto antes de la

destilación

Gráfica 5. Cantidad de polifenoles en 100 g de mosto después de

la destilación

19

aminas aromáticas, aminoácidos, cationes metálicos, entre otros. No obstante, el método es ampliamente

empleado por su simplicidad y reproductibilidad. Sin embargo, es importante considerar dicho error asociado a

la técnica de Folin-Ciocalteau empleada.

ANÁLISIS ECONÓMICO

A partir de la retroalimentación obtenida de los sommeliers del Restaurante Cava y Leo, se concluyó que los

siguientes licores junto al grado alcohólico deseado (Tabla 5) presentan las características organolépticas

apropiadas para obtener un producto innovador y de calidad con miras de comercialización al público.

Tabla 5 Grados de alcohol alcanzados con los productos

Licores exitosos Grado alcohólico (%v/v)

Higos 20%

Gulupa 20%

Licor de miel 40%

Hierbas de páramo 4 40%

Gin 3 40%

Gin 4 40%

Seguidamente, considerando la entrada de estos productos al mercado, se realiza un análisis económico

considerando la inversión inicial en equipos y enseres (CAPEX) y costos operacionales de materia prima,

servicios públicos, además de renta y mano de obra (OPEX); los cuales se pueden encontrar en anexos.

Adicionalmente, cabe aclarar que para dicha cotización se tuvieron en cuenta las siguientes consideraciones

para una producción mensual de 300 botellas:

Para la inversión se consideró la adquisición de un destilador de cobre de importación considerando

que, al ofrecer un producto premium, se espera producir destilados que extraigan la esencia de la

materia prima con propiedades organolépticas y sensoriales de gran complejidad, de ahí la adquisición

del equipo.

Con excepción del destilador de cobre, todos los demás equipos y enseres se cotizaron con proveedores

nacionales.

Los costos de materia prima, específicamente de frutas, corresponden a aquellos costos incurridos

durante el proyecto en el segundo semestre del año. De manera que, estos pueden variar y se encuentran

sujetos a las temporadas de cosecha de las respectivas frutas.

Los gastos en servicios públicos se modelaron con un simulador de consumo doméstico para una zona

de estrato 4. Sin embargo, considerando que el consumo es de tipo industrial y que depende de los

equipos adquiridos, es necesario rectificar dichos valores de acuerdo a los consumos de la maquinaria.

El costo de arriendo se encuentra sujeto a cambios dado que varía según la zona de ubicación.

Los costos por mano de obra (salario) se calcularon considerando un operario para la producción de

los destilados.

A partir de lo anterior, teniendo en cuenta que se deben cubrir los gastos operacionales, así como la inversión

inicial, se calculó el precio de venta de los licores exitosos, según se observa en la Tabla 6, tomando una utilidad

del 30%, característica de la industria licorera.

20

Tabla 6 Precios de venta por producto

Licores exitosos Precio de venta (COP)

Higos $ 204.298

Gulupa $ 134.585

Licor de miel $ 145.252

Hierbas de páramo 4 $ 57.502

Gin 3 $ 51.002

Gin 4 $ 51.002

Cabe resaltar que el cálculo de precio de venta se puede encontrar con mayor detalle en anexos. Adicionalmente,

no se consideró que los productos de menor costo de producción como los gin soportaran los productos de

mayor costo de producción como los licores de fruta. Lo anterior se debe a que, inicialmente, no se cuenta con

una producción masiva, además de que sería una decisión que no aportaría rentabilidad al proyecto, ya que los

licores de fruta son uno de los productos de mayor atractivo al ser un campo poco explorado en la región. Por

otra parte, en los diálogos con la sommelier del Restaurante Cava y Leo, se verificó que los destilados

producidos presentan precios acordes a un producto premium innovador.

Gráfica 6. Escenarios de proyección.

Finalmente, se realizó un análisis de proyección considerando los siguientes tres escenarios:

Opción 1: Una producción de 60 botellas mensuales de todas las referencias.

Opción 2: Una producción de 30 botellas mensuales de todas las referencias.

Opción 3: Una producción de 60 botellas mensuales de dos referencias, una de alto perfil (Higos) y

una de bajo perfil (Hierbas de páramo).

Dichas proyecciones pueden evidenciarse en la Gráfica 6, donde se observa que los tres escenarios son

favorables y tan sólo en el primer año de operación se logra cubrir la deuda ya que en el escenario más favorable

(Opción 1) la deuda tan sólo representa el 3% de la utilidad neta del primer año, y para los demás escenarios

representa el 7% y el 8% respectivamente. De manera que, aún en el escenario más desfavorable se presenta un

-$ 12.477.075

$ 387.346.706 $ 402.256.695

$ 417.739.226 $ 433.816.287

$ 450.510.707

$ 173.996.520 $ 180.713.861 $ 187.689.148 $ 194.932.286 $ 202.453.560

$ 149.142.307 $ 154.905.246 $ 160.889.482 $ 167.103.513 $ 173.556.162

-$ 14.000.000

$ 36.000.000

$ 86.000.000

$ 136.000.000

$ 186.000.000

$ 236.000.000

$ 286.000.000

$ 336.000.000

$ 386.000.000

$ 436.000.000

0 1 2 3 4 5

CO

P

Año

Opción 1 Opción 2 Opción 3

21

panorama satisfactorio en el ámbito financiero al reportar un retorno de inversión a corto plazo y una cuantiosa

utilidad neta en los primeros años de operación.

4. CONCLUSIONES

La cantidad de metanol en los licores producidos se encuentran por debajo del nivel máximo permitido

al presentar concentraciones inferiores a 4,43 ppm. Sin embargo, se desconoce la cantidad exacta de

metanol por lo cual se recomienda la construcción de una nueva curva de calibración en un intervalo

inferior a 4,43 ppm. Cabe resaltar que, en el caso particular del licor de miel, esta no presento trazas

de metanol.

La comercialización de los productos señalados como exitosos por el Restaurante Cava y Leo es

rentable y satisfactoria con una inversión inicial que tan sólo representa entre el 3% y 8% de la utilidad

neta del primer año de operación, indicando así un retorno de inversión a corto plazo con una utilidad

neta cuantiosa.

Se extrajeron polifenoles bajo condiciones de temperatura constante a través de diferentes disolventes

polares con resultados esperados. Dentro de los solventes, el más eficiente en la extracción es el Etanol

por su gran afinidad polar con estos compuestos. También, se dedujo que, entre más tiempo de

residencia del mosto dentro de los solventes, se obtiene mayor cantidad de polifenoles gracias a que

hay mayor tiempo de arrastre y difusión del solvente. Por último, la experimentación mostró mayor

extracción de polifenoles en el mosto sólido antes de la destilación. Siguiendo esta lógica, se puede

recomendar a las destilerías artesanales separar las partículas sólidas del mosto antes de la destilación

para su uso en la extracción de polifenoles y darle un valor agregado a este residuo.

El proyecto contribuyó a enriquecer las técnicas de aprovechamiento de residuos frutales en el ámbito

académico. No obstante, existen infinidad de alternativas de investigación para dar mayor valor

agregado a los residuos producidos por la destilación artesanal. Siguiendo esta línea de investigación,

se recomienda investigar diferentes temperaturas de extracción dado que este solo se limitó a una

temperatura de 50°C. También, se puede profundizar en la extracción de colorantes del mosto de

tomate de árbol y en las demás frutas utilizadas en este gremio. Adicionalmente, existen varios

métodos de extracción para la obtención de polifenoles, estos incluyen la extracción asistida por

microondas, extracción ultrasónica, extracción por reflujo térmico, extracción soxhlet, entre otras.

Todo esto con el fin de generar alternativas de producción de polifenoles y generar un proceso

ambientalmente amigable y rentable para el mercado de destilados artesanales.

5. TRABAJO FUTURO

Como trabajo a futuro se recomienda el uso y estudio de diferentes clases de levadura, así como variaciones

en las condiciones de pH y temperatura para evaluar el efecto de estos parámetros sobre el proceso de

fermentación y un posible aumento en el rendimiento del proceso. Por otro lado, analizar la incidencia que

tienen el material y el diseño de diferentes tipos de destiladores (acero inoxidable y alambiques de cobre),

para así entender el impacto de este último en las propiedades organolépticas de los destilados. Y, en tal

caso, se recomienda a su vez, análisis de cobre en los productos según la debida reglamentación. Por último,

con el fin de continuar innovando de la mano de la fundación FunLeo se recomienda el uso de materia

prima poco estudiada en el mercado de las bebidas destiladas tales como: tamarindo, cassabanana, pitaya,

agraz, anón, curuba, mangostino, níspero y zapote.

6. REFERENCIAS

[1] A. Valiente Banderas, «Historia de la destilación,» Educación Química, vol. 7, nº 2, 1995.

[2] P. Santamaría, R. López, E. García-Escudero y R. Gutierrez, «Influencia de la temperatura en la

fermentación alcólica,» Universidad de la Rioja, 1995.

[3] A. Porto, «Fermentación del piruvato a etanol y CO2,» 25 de febrero de 2013.

[4] G. J. J. RUIZ, «CONSTRUCCIÓN DE UN PROTOTIPO DE UNA PLANTA PORTÁTIL PARA

PRODUCCIÓN DE BIOETANOL HIDRATADO,» Medellin, 2009.

22

[5] J. Íñiguez, «Algunas consideraciones teórico-prácticas sobre la destilación intermitente en alambique

simple de mostos fermentados y ordinarios,» Revista Ingeniería Primero, nº 17, pp. 31-51, 2010.

[6] D. Tirado, D. Acevedo y P. Montero, «Caracterización del ñeque, bebida alcohólica elaborada

artesanalmente en la Costa Caribe Colombiana,» Información tecnológica, vol. 26, nº 5, 2015.

[7] K. D. H. M. U. Rajbhar, «Polyphenols: Methods of extraction.,» Sci. Revs. Chem. Commun., 2015.

[8] M. M. M. A. Quiñones, «Los polifenoles, compuestos de origen natural con efectos saludables sobre el

sistema cardiovascular,» Departamento de Farmacología, Universidad Complutense, Madrid, 2012.

[9] N. H. Piñeros y C. A. Cusva, «Extracción de polifenoles a partir de residuos de la producción de licor

artesanal de tomate de árbol (Solanum Betaceum),» Departamento de Ingeniería Química, Universidad

de los Andes, Bogotá, 2019.

[10] J. Simal Lozano, Aplicación de la cromatografía en fase de vapor al análisis de aguardientes y licores,

tesis doctoral: Universidad de Santiago, 1964.

[11] República de Colombia, Reglamento técnico sobre los requisitos sanitarios que se deben cumplir para

la fabricación, elaboración, hidratación, envase, almacenamiento, disribución, transporte,

comercialización, expendio, exportación e importación de bebidas alcohólicas, 1994/365 , Decreto 11

de febrero de 1994.

[12] D. T. Y. R. W. Nossa, «Determinación del contenido de polifenoles y actividad antioxidante de los

extractos polares de comfrey,» Revista cubana de plantas medicinales, La Habana, Cuba, 2016.

[13] D. Miranda, G. Fischer, C. Carranza, S. Manitskiy, F. Casierra, W. Piedrahíta y L. E. Flórez, Cultivo,

poscosecha y comercialización de las pasifloráceas en Colombia: maracuyá, granadilla, gulupa y

curuba, Bogotá: Ruben's Impresores Editores, 2009.

[14] D. Chaparro, M. Maldonado y M. C. Franco, «Características nutricionales y antioxidantes de la fruta

curuba larga,» Perspectivas en nutrición humana, vol. 16, nº 2, pp. 203-212, 2014.

[15] I. Pinzón, G. Fischer y G. Corredor, «Determinación de los estados de madurez del fruto de la gulupa

(Passilora edulis Sims.),» Agronomía Colombiana, vol. 25, nº 1, pp. 83-95, 2007.

[16] S. Chaparro, R. Márquez, J. Sánchez, M. Vargas y J. Gil, «Extracción de pectina del fruto del higo y su

aplicación en un dulce de piña,» Actualidad & Divulgación Científica, vol. 18, nº 2, pp. 435-443, 2015.

[17] C. E. Reina, Manejo postcosecha y evaluación de calidad para la zanahoria que se comercializa en la

ciudad de Neiva, Neiva: Facultad de Ingeniería, Universidad Surcolombiana, 1997.

[18] J. Morera, «Unidad de Recursos Genéticos, CATIE/GTZ,» [En línea]. Available:

http://www.fao.org/tempref/GI/Reserved/FTP_FaoRlc/old/prior/segalim/prodalim/prodveg/cdrom/conte

nido/libro09/Cap2_7.htm.

ANEXOS

23

Ex

perim

ento

s

Casca

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118

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112

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24

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7,5

8,56

54,7

28

COTIZACIÓN DE INVERSIÓN Y GASTOS OPERACIONALES

TIPO MATERIAL CANTIDAD PRECIO

PRECIO

UNITARIO UNIDAD

EQUIPO BALANZA (300 kg) 1

$

199.400

$

199.400 Und

EQUIPO BALANZA (40 kg) 0

$

85.900

$

- Und

EQUIPO CHILLER 1

$

5.600.000

$

5.600.000 Und

EQUIPO DESTILADOR COBRE 45L 1

$

2.517.375

$

2.517.375 Und

EQUIPO ESTUFA 1P ELECTRICA 0

$

75.000

$

- Und

EQUIPO ESTUFA 2P A GAS 0

$

450.000

$

- Und

EQUIPO

LICUADORA INDUSTRIAL

15L 1

$

1.025.600

$

1.025.600 Und

MENAJE AIRLOCK 10

$

7.000

$

70.000 Und

MENAJE ALMACENAMIENTO (60 L) 5

$

120.000

$

600.000 Und

MENAJE COLADOR INOX 0

$

120.000

$

- Und

MENAJE COLADOR PLASTICO 2

$

30.000

$

60.000 Und

MENAJE CUCHILLO 2

$

27.000

$

54.000 Und

29

COTIZACIÓN DE INVERSIÓN Y GASTOS OPERACIONALES

TIPO MATERIAL CANTIDAD PRECIO

PRECIO

UNITARIO UNIDAD

MENAJE EMBUDO INOX 9cm 1

$

78.000

$

78.000 Und

MENAJE

ESCURRIDOR BOTELLAS

(45 BOTELLAS) 0

$

120.000

$

- Und

MENAJE FERMENTADOR (60 L) 10

$

120.000

$

1.200.000 Und

MENAJE LAVADOR BOTELLAS 0

$

110.000

$

- Und

MENAJE MESA ACERO INOX 1

$

944.900

$

944.900 Und

MENAJE TABLA DE CORTAR 2

$

63.900

$

127.800 Und

MP ÁCIDO CÍTRICO 500

$

80.000

$

160 g

MP AGUA MINERAL 20000

$

12.000

$

0,6 mL

MP ALCOHOL 20000

$

100.000

$

5 mL

MP BOTELLA VIDRIO 750 mL 12

$

192.000

$

16.000 Und

MP ENEBRO 250

$

40.000

$

160 g

MP GULUPA 20

$

85.000

$

4.250 kg

MP HIERBAS 1

$

10.000

$

10.000

MP HIERBAS DE PÁRAMO 40

$

100.000

$

2.500

MP HIGO 20

$

150.000

$

7.500 kg

MP LEVADURA 500

$

150.000

$

300 g

MP MIEL DE BOSQUE 800

$

28.800

$

36 g

PERSONAL SALARIO 300

$

1.750.000

$

5.833 -

SERVICIOS AGUA 300

$

56.167

$

187 -

SERVICIOS ARRIENDO 300

$

1.080.000

$

3.600 -

SERVICIOS GAS 300

$

75.916

$

253 -

SERVICIOS GASOLINA 1

$

2.449

$

2.449 L

SERVICIOS LUZ 300

$

188.605

$

629 -

PRECIO DE VENTA POR PRODUCTO

GINEBRA GULUPA

MATERIAL CANTIDAD CU TOTAL MATERIAL CANTIDA

D CU TOTAL

AGUA MINERAL 450 mL $ 1 $ 270 GULUPA 16,5 kg $ 4.250 $ 70.125

ALCOHOL 300 mL $ 5 $ 1.500 LEVADURA 15 g $ 300 $ 4.500

30

PRECIO DE VENTA POR PRODUCTO

GINEBRA GULUPA


D CU TOTAL

BOTELLA VIDRIO 750 mL 1 Und $ 16.000 $ 16.000 ÁCIDO CÍTRICO 15 g $ 160 $ 2.400

ARRIENDO - $ 3.600 ARRIENDO - $ 3.600

GAS m³ $ 253 GAS m³ $ 253

LUZ kWh $ 629 LUZ kWh $ 629

SALARIO - $ 5.833 SALARIO - $ 5.833

TOTAL COSTO $ 39.232 TOTAL COSTO $ 103.527

UTILIDAD 30% $ 11.770 UTILIDAD 30% $ 31.058

PRECIO VENTA $ 51.002 PRECIO VENTA $ 134.585

HIERBAS DE PÁRAMO HIGO


D CU TOTAL

AGUA MINERAL 450 mL $ 1 $ 270 HIGO 16,5 kg $ 7.500 $ 123.750

ALCOHOL 300 mL $ 5 $ 1.500 LEVADURA 15 g $ 300 $ 4.500

BOTELLA VIDRIO 750 mL 1 Und $ 16.000 $ 16.000 ÁCIDO CÍTRICO 15 g $ 160 $ 2.400

ENEBRO 6 g $ 160 $ 960 BOTELLA VIDRIO 750 mL 1 Und $ 16.000 $ 16.000

HIERBAS DE PÁRAMO 6 g $ 2.500 $ 15.000 AGUA m³ $ 187

AGUA m³ $ 187 ARRIENDO - $ 3.600

ARRIENDO - $ 3.600 GAS m³ $ 253

GAS m³ $ 253 LUZ kWh $ 629

LUZ kWh $ 629 SALARIO - $ 5.833

SALARIO - $ 5.833

TOTAL COSTO $ 44.232 TOTAL COSTO $ 157.152

UTILIDAD 30% $ 13.270 UTILIDAD 30% $ 47.146

PRECIO VENTA $ 57.502 PRECIO VENTA $ 204.298

MIEL

MATERIAL CANTIDAD CU TOTAL

MIEL DE BOSQUE 2310 g $ 36 $ 83.160

LEVADURA 6 g $ 300 $ 1.800

AGUA MINERAL 450 g $ 1 $ 270

BOTELLA VIDRIO 750 mL 1 Und $ 16.000 $ 16.000

AGUA m³ $ 187

ARRIENDO - $ 3.600

GAS m³ $ 253

LUZ kWh $ 629

SALARIO - $ 5.833 TOTAL COSTO $ 111.732

UTILIDAD 30% $ 33.520

PRECIO VENTA $ 145.252

obtención de licores destilados a partir de frutos

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