Revista Científica Multidisciplinaria Arbitrada YACHASUN. Volumen 3, Número 5 (jul-dic) ISSN: 2697-3456  
Obtención de alcohol a partir de la fermentación anaerobia del mosto de uva  
OBTENCIÓN DE ALCOHOL A PARTIR DE LA FERMENTACIÓN  
ANAEROBIA DEL MOSTO DE UVA  
OBTAINING ALCOHOL FROM THE ANAEROBIC  
FERMENTATION OF THE MUST OF GRAPE  
1
2
3
Alcívar-Bravo Andrés *; Barreiro-Cobeña Jandry ; Navia-Mendoza Jennifer ;  
4
5
Velásquez-Bazurto Selena ; Vinces-Muñoz Walker  
1,2,3,4,5Estudiantes de Ingeniería Química de la Facultad de Ciencias Matemáticas,  
Físicas y Químicas, Universidad Técnica de Manabí. Área de Tecnología, Programa  
de Ingeniería Química, Ingeniería de los Bioprocesos. Portoviejo, Ecuador.  
*Correo: aalcivar3448@utm.edu.ec  
Resumen  
Este trabajo tiene como objetivo principal obtener etanol mediante fermentación alcohólica  
aplicando procesos biotecnológicos; debido a su alto contenido en azucares se emplea el mosto  
de uva como sustrato y la levadura Saccharomyces cerevisiae como agente biológico para  
completar la fermentación, debido a que, este microorganismo ha sido probado en  
investigaciones anteriores mostrando una elevada tolerancia al etanol. Se tuvo en cuenta  
variables como el pH, tiempo de fermentación, los grados Brix, formación de biomasa, entre  
-
1
-1  
otros. Los rendimientos de etanol y biomasa fueron de 0,483 gg y 0,069 gg , respectivamente,  
además se establecieron las dimensiones del reactor en la escala industrial asumiendo una  
producción de 30L de etanol.  
Palabras clave: etanol, fermentación, mosto de uva.  
Abstract  
This work has as main objective to obtain ethanol by means of alcoholic fermentation applying  
biotechnological processes; due to its high sugar content, grape must is used as a substrate and  
Saccharomyces cerevisiae yeast as a biological agent to complete the fermentation, because this  
microorganism has been tested in previous investigations showing a high tolerance to ethanol.  
Variables such as pH, fermentation time, Brix degrees, biomass formation, among others, were  
-1  
taken into account. The yields of ethanol and biomass were 0.483 gg and 0.069 gg  
-
1
respectively; the dimensions of the reactor on the industrial scale were established assuming a  
production of 30L of ethanol.  
Keywords: ethanol, fermentation, grape must.  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 06 de mayo de 2019  
Fecha de aceptación: 24 de junio de 2019  
Fecha de publicación: 10 de julio de 2019  
1
Alcívar-Bravo Andrés et al., (2019)  
1
. Introducción  
En 2017, la producción mundial de  
etanol fue de 102 mil millones de  
litros, siendo Estados Unidos el  
mayor productor (58%), seguido de  
Brasil (26%) (Suárez et al., 2016).  
Desde miles de años se han usado  
procesos de fermentación realizados  
por el hombre, con la finalidad de  
conservar alimentos o producir  
bebidas con sabor, aroma y textura  
específicas, entre esos productos se  
encuentra el yogurt, queso, cerveza,  
vino, entre otros. El vino es una  
bebida obtenida por fermentación  
alcohólica en condiciones enológicas  
de variedades de Vitis vinífera  
únicamente; el cultivo de estas vides  
cubre actualmente el 90% de las  
superficies de los viñedos en el  
mundo, mientras que el 10%  
restante son variedades no viníferas  
utilizadas generalmente como frutas  
de mesa (Miño, Herrera, & Martos,  
Las levaduras son microorganismos  
eucariotas, unicelulares clasificados  
como miembros del reino Hongos.  
Estos microorganismos,  
y
en  
particular, Saccharomyces  
cerevisiae, son de gran importancia  
económica, social y para la salud en  
la cultura humana. Se han utilizado  
para producir bebidas alcohólicas  
(como cerveza y vino) y fermentar la  
masa de pan durante milenios. Hoy  
en día, se han descrito otros usos  
para S. cerevisiae, incluida la  
producción de bioetanol como  
combustible, mediante procesos de  
fermentación alcohólica (Suárez et  
al., 2016).  
2007).  
El etanol es un compuesto químico,  
conocido como alcohol etílico que se  
da en condiciones normales de  
presión y temperatura como un  
líquido incoloro, es una sustancia  
psicoactiva, volátil que está presente  
en diversas bebidas fermentadas,  
siendo el principal tipo de alcohol  
presente en las bebidas alcohólicas,  
como el vino (alrededor de un 13 %),  
la cerveza (5 %), los licores (hasta un  
Por lo anteriormente mencionado; en  
el plan  
investigativo se establece como  
objetivo de investigación  
desarrollo  
de  
este  
y
experimentación, obtener etanol a  
partir de la fermentación alcohólica  
del mosto de uva, mediante el  
empleo  
de  
Saccharomyces  
cerevisiae como agente biológico y  
determinar la cantidad de producto  
que se puede obtener a escala de  
5
0 %) o los aguardientes (hasta un  
0 %) (Arosemena et al., 2016).  
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Obtención de alcohol a partir de la fermentación anaerobia del mosto de uva  
laboratorio, así como el diseño del  
reactor.  
2.3 Diseño experimental  
Se inocularon recipientes que  
contenían 1 L de mosto con la  
cantidad correspondiente del inóculo  
2. Materiales y métodos  
2.1 Preparación del sustrato  
de Saccharomyces cerevisiae. A  
Para la fermentación alcohólica del  
vino de uva, se empleó uva  
procedente del mercado municipal  
del cantón Tosagua, como sustrato,  
se procedió a realizar la selección de  
las frutas de acuerdo a sus  
características físicas, es decir, que  
no presentasen anomalías visibles o  
que el tiempo de maduración se  
haya extendido de lo debido;  
posteriormente se dispusieron a  
lavar, prensar manualmente y filtrar  
mediante una malla metálica para  
separar la piel y las semillas. Los  
grados Brix iniciales fueron 22.2.  
cada mosto se le agregó 1,8 g hL-1  
de sulfato de amonio (coadyuvante  
de fermentación alcohólica). Los  
envases se mantuvieron obturados  
con válvula de agua para producir  
condiciones  
de  
anaerobiosis,  
además se incorporó otro orificio con  
una válvula que permitió la toma de  
muestra diaria de los grados Brix. Se  
iniciaron simultáneamente todas las  
fermentaciones  
en  
cámara  
isotérmica de 24ºC, y en condiciones  
escazas de luz. Cada una de las  
experiencias se realizó por triplicado.  
La fermentación se da por concluida  
cuando el grado Brix sea constante  
durante 48 a 72 h.  
2.2 Preparación del inóculo  
Se empleó la levadura  
2
.4. Grados Brix  
Saccharomyces cerevisiae como  
agente biológico para el proceso  
fermentativo del mosto de uva, para  
ello se utilizó 0,2340g que fue  
activada con 0,5L de agua destilada  
a temperatura de 37ºC a 40ºC  
durante 30 min. Esta suspensión de  
levadura fue utilizada como inóculo  
para el proceso fermentativo.  
Los grados Brix son una variable  
fundamental del proceso  
fermentativo, estos se midieron  
diariamente para conocer si el  
desdoblamiento de los azúcares en  
alcohol y gas carbónico se está  
produciendo, así como también,  
verificar si al final de la fermentación  
queda  
azúcar  
residual  
para  
3
Alcívar-Bravo Andrés et al., (2019)  
fermentar y realizar los ajustes  
correspondientes.  
0,09N, para ello se empleó  
fenolftaleína como indicador.  
Las mediciones se realizaron  
mediante el uso de un refractómetro  
En la determinación del contenido de  
biomasa se incluyó también la  
(
Hoyos, et al., 2010).  
.5. Determinación de etanol  
El alcohol producto de  
levadura  
empleada  
para  
la  
fermentación.  
2
2.8. Diseño del biorreactor  
la  
fermentación alcohólica del mosto se  
determinó mediante el empleo de un  
refractómetro, este resultado se  
expresa en porcentaje volumétrico.  
Un biorreactor es un recipiente o  
sistema que mantiene un ambiente  
biológicamente activo. En algunos  
casos, un biorreactor es un  
recipiente en el que se lleva a cabo  
un proceso químico que involucra  
2.6 Determinación de biomasa  
Las determinaciones de biomasa se  
realizan con la técnica de peso seco,  
las células se separan del líquido  
bien por filtración, posteriormente se  
proceden a secar en una estufa a  
organismos  
o
sustancias  
bioquímicamente activas derivadas  
de dichos organismos; para el diseño  
del correspondiente biorreactor a  
escala industrial se llevó a cabo una  
serie de operaciones asumiendo un  
volumen de etanol a obtener para  
establecer así las dimensiones del  
reactor, el tipo de impelente, la  
120ºC durante 30 minutos. La  
principal desventaja de esta técnica  
es que su determinación incluye no  
sólo microorganismos activos sino  
microorganismos muertos, material  
inerte, polímeros extracelulares y  
materia orgánica adsorbida (Arnaiz,  
potencia  
y
principalmente, el  
volumen de mosto a emplear para la  
obtención del mismo.  
2015).  
3. Resultados y discusión  
2
.7 Determinación de dióxido de  
El mosto de uva tiene un ºBrix inicial  
de 16,8, para aumentar su contenido  
de azúcar se añadieron 227g de  
azúcar fermentable teniendo como  
resultado un Brix inicial de 22,2.  
carbono  
El dióxido de carbono resultado de la  
fermentación se lo determinó  
mediante titulación con NaOH al  
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Obtención de alcohol a partir de la fermentación anaerobia del mosto de uva  
Los valores de pH también fueron los  
2
teniendo 0,244 mol de CO formado  
durante la reacción.  
indicados  
para  
iniciar  
uvas  
las  
de  
fermentaciones  
con  
El rendimiento experimental del  
proceso en función de la producción  
de etanol respecto al consumo de  
sacarosa fue 0,483; mientras que el  
rendimiento teórico fue 0,5384. La  
tabla 2 muestra el balance de  
materiales del proceso químico.  
variedades viníferas, el pH inicial del  
mosto fue 4,6, siendo el rango entre  
3
y 5 el recomendado para  
variedades de Vitis vinífera (Rosier,  
008).  
2
Tabla 1.  
Datos de consumo de sustrato y  
valores de pH  
Tabla 2.  
Balance de materiales  
En la actualidad se han realizado  
estudios de cinética para la  
producción de etanol empleando la  
levadura S. Cerevisiae, donde se  
han registrado valores de 50,5 g/L a  
las 24 h, partiendo de 100 g/L con un  
rendimiento del 97,2 %, en  
condiciones de fermentación, que  
han permitido conocer el tiempo en  
el que se consume el sustrato, así  
como la producción de etanol  
Figura 1. Cinética de consumo del  
sustrato  
Los grados brix y el contenido de  
alcohol  
fueron  
determinados  
utilizando refractómetros, con lo cual  
se obtiene que los grados brix  
descendieron a 5ºbrix, el contenido  
(Suárez, Garrido, & Guevara, 2016).  
A nivel estequiométrico, la secuencia  
de transformaciones para degradar  
la glucosa hasta dos moléculas de  
alcohol y dos moléculas de bióxido  
de carbono es un proceso muy  
complejo, pues al mismo tiempo la  
de alcohol fue de 12% v/v. El CO  
2
producido durante los días de  
fermentación se determinó mediante  
titulación con NaOH al 0,09N usando  
como  
indicador  
fenolftaleína,  
5
Alcívar-Bravo Andrés et al., (2019)  
levadura utiliza la glucosa  
y
necesario emplear 88,35 gr de  
etanol; dicho proceso requiere de  
una velocidad de agitación de 1,67s-  
nutrientes  
reproducirse. Para evaluar esta  
transformación, se usa el  
rendimiento biomasa/producto y el  
rendimiento producto/ sustrato  
Boudarel, 1984).  
adicionales  
para  
1
y una potencia de 5100,52 kW, es  
decir se trata de un proceso  
exotérmico, esto significa que la  
reacción está cediendo o liberando  
calor a los alrededores, por lo que  
(
El  
rendimiento  
experimental  
aumenta  
su  
energía  
interna.  
obtenido al finalizar el proceso  
Finalmente, es importante, controlar  
el tiempo de fermentación, puesto  
que, si el período es menor, la  
fermentación será incompleta y se  
-
1
fermentativo fue de 0,483 gg , este  
valor se encuentra bastante cercano  
al  
rendimiento teórico  
establecido  
estequiométrico  
y
desperdicia  
una  
considerable  
cuantificado por Gay Lussac, mismo  
que establece que para la  
transformación de glucosa en etanol  
se obtienen 0,511 g de etanol y 0,489  
cantidad de alcohol, porque en el  
mosto queda todavía azúcar  
fermentable. Así mismo, el tiempo  
excesivo conduce a la pérdida de  
alcohol por formación de ácido  
acético y por evaporación.  
2
g de CO por 1 g de glucosa. En la  
realidad es difícil lograr este  
rendimiento, porque como se señaló  
anteriormente, la levadura utiliza la  
glucosa para la producción de otros  
Conclusiones  
Se obtuvo un rendimiento de etanol  
a partir del mosto de uva de 0,49gg-  
metabolitos.  
El  
rendimiento  
experimental varía entre 90% y 95%  
del teórico, es decir, de 0,469 a 0,485  
g/g. Los rendimientos en la industria  
1,  
según los resultados teóricos  
presentados por Gay Lusac,  
obteniéndose un 90% de etanol  
varían entre 87  
y
93% del  
concluyendo así que el mosto de uva  
es un sustrato que presenta  
condiciones óptimas para llevar a  
cabo la formación de alcohol etílico a  
partir de un inóculo compuesto por  
Saccharomyces cerevisiae.  
rendimiento teórico (Vázquez &  
Dacosta, 2007). En base a los  
resultados obtenidos se determinó  
que el flujo es de régimen turbulento  
y para lograr la homogenización de  
todo el caldo fermentativo es  
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Revista Científica Multidisciplinaria Arbitrada YACHASUN. Volumen 3, Número 5 (jul-dic) ISSN: 2697-3456  
Obtención de alcohol a partir de la fermentación anaerobia del mosto de uva  
Agradecimientos  
Thèse de Doctorat, Université  
de Dijon, Francia.  
A nuestra alma mater Universidad  
Técnica de Manabí por permitirnos  
desenvolver ampliamente en el  
Hoyos, J. L., Urbano, F. E., Villada,  
H. S., Mosquera, S. A., &  
Navia,  
Determinación de parámetros  
fermentativos para la  
D.  
P.  
(2010).  
ámbito  
agradecimiento al Ing. Ernesto  
Rosero PhD, catedrático de  
estudiantil.  
Especial  
formulación y obtención de  
alcohol de vino de naranja  
(
8
Citrus sinensis). SCIELO.org,  
(1), 27-30.  
Ingeniería de los Bioprocesos, por  
contribuir con sus conocimientos de  
manera profesional en todos los  
aspectos relacionados con el  
presente artículo.  
Miño, J., Herrera, J., & Martos, M.  
2007). Micro vinificación tipo  
blush de uvas misioneras., VI  
Congreso Científico  
(
y
Tecnológico de la FCEQyN.  
UNaM, Posadas Misiones  
Argentina, 367-370.  
Bibliografía  
Arnaiz, C. (2015). Determinación de  
la biomasa en procesos  
biológicos. Tecnología del  
agua, 45-52.  
Rosier, J. P. (2008). Manual de  
elaboração de vinho para  
pequeñas cantinas., 2ed.  
Florianópolis: EPAGRI. 72.  
Arosemena, R., Castillo, A., Castillo,  
M., Castillo, V., Chen, R.,  
Fuentes, A., & Jaramillo, B.  
Suárez, C., Garrido, N., & Guevara,  
C.  
(2016).  
Levadura  
(
2016). Obtención de etanol a  
Saccharomyces cerevisiae y  
la producción de alcohol.  
ICIDCA.  
base de la savia de la palma  
de corozo Attalea Butyracea.  
Universidad Tecnológica de  
Panamá, Ingeniería Industrial.  
Vázquez, H., & Dacosta, O. (2007).  
Fermentación alcohólica: Una  
opción para la producción de  
Boudarel, M. (1984). Contribution á  
l'étude de la Fermentation  
Alcoolique á partir de jus de  
energía.  
Ingeniería.  
Investigación y Tecnología,  
VIII (4), 249- 259.  
Betteraves  
avec.  
Saccharomyces cerevisiae.  
.
7