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El continuo crecimiento en el mercado de la cerveza artesanal, y el aumento del interés y las exigencias de los consumidores, han orientado los esfuerzos del sector hacia la producción de cervezas diferenciales e innovadoras. En este punto, las levaduras no convencionales, distintas de las levaduras cerveceras tradicionales S. cerevisiae (ale) y S. pastorianus (lager), han cobrado gran protagonismo como herramientas para el desarrollo de nuevos productos. De gran interés resulta la especie criotolerante S. eubayanus, aislada por primera vez en la Patagonia Argentina e identificada como uno de los parentales de la especie híbrida S. pastorianus (levadura lager). Este trabajo buscó contribuir al conocimiento sobre el comportamiento fermentativo de S. eubayanus, desarrollar cultivos iniciadores aptos para su aplicación en la industria cervecera y evaluar sus estrategias de aplicación a escala productiva. Inicialmente, cinco cepas de S. eubayanus (representativas de las cinco subpoblaciones estructuradas geográficamente) fueron ensayadas en fermentaciones a escala laboratorio evaluándose su capacidad fermentativa (velocidad de fermentación, atenuación, perfil de azúcares consumidos) y su perfil organoléptico (ésteres, alcoholes superiores, fenoles, evaluación sensorial). Las diferentes características fermentativas observadas y la producción diferencial de compuestos volátiles entre las cepas demostraron variabilidad fenotípica intraespecífica. Por su parte, la cepa CRUB 1568T fue seleccionada debido a su buen rendimiento fermentativo, moderada producción de los fenoles 4-vinilguaiacol y 4-vinilfenol, y su aporte de los ésteres frutados hexanoato y octanoato de etilo. A partir de la cepa seleccionada, se buscaron establecer las condiciones de propagación para el desarrollo de cultivos iniciadores para la producción de cerveza. Se evaluaron distintas técnicas para la determinación de la viabilidad y vitalidad de los inóculos, seleccionándose el método de tinción con violeta de metileno alcalino y las fermentaciones a escala laboratorio, respectivamente. Se seleccionó un medio de cultivo a base de extracto de malta comercial, cuya composición fue optimizada evaluando 9 factores con dos niveles, a través de un diseño experimental del tipo Plackett-Burman. Dos factores mostraron influencia significativa sobre la producción de biomasa (extracto de levadura y peptona ácida de caseína), y fueron posteriormente optimizados mediante un Diseño Central Compuesto, a través de la Metodología de Superficie Respuesta. Con el medio de cultivo optimizado (medio extracto de malta con 0,31 % p/v de extracto de levadura y 0,12 % p/v de peptona ácida de caseína) logró obtenerse una producción de biomasa igual a la del medio sin optimizar (12 g/L), pero con una reducción de costos del 40 %. Por último, se realizó el escalado de la propagación a 20 L, obteniéndose cultivos de S. eubayanus puros y de calidad, de tamaño suficiente como para inocular fermentadores de hasta 700 L. Previo al traspaso de los cultivos iniciadores al sector cervecero, se evaluó la interacción de S. eubayanus con el lúpulo. Para ello, se estudió el comportamiento fermentativo de la cepa CRUB 1568T en mostos sin lupular y lupulados, así como el impacto de la levadura en el amargor medido (IBU, por sus siglas en inglés) y en la percepción sensorial del amargor. S. eubayanus presentó tolerancia a los compuestos del lúpulo (20 y 60 IBUs), observándose incluso una velocidad de fermentación aumentada en mostos lupulados (del 34 % y 62 %, respectivamente). Por su parte, los IBUs obtenidos para cervezas fermentadas con S. eubayanus resultaron superiores que para las cepas industriales (18 % mayor), siendo esta diferencia notoria sensorialmente e incluso percibida como un amargo áspero (harsh). Estos resultados permiten adoptar criterios para su aplicación y predecir adecuadamente el perfil final de las cervezas producidas con esta levadura. Posteriormente, S. eubayanus CRUB 1568T fue ensayada a escala semi-piloto de 20-40 L en mosto cervecero, obteniéndose un comportamiento similar a lo observado a escala laboratorio. Sin embargo, cuando esta levadura salvaje se aplicó a escala productiva (1000-1500 L), mostró un bajo rendimiento de fermentación. Las fermentaciones se completaron en 20 días (prácticamente el doble de tiempo que a escala laboratorio y semi-piloto) con una atenuación promedio del 30 % (la mitad de lo observado previamente). Se decidió evaluar si un aumento en el suministro de oxígeno durante la fermentación podría ayudar a mejorar el rendimiento fermentativo a mayor escala. Se encontró una mejora en la eficiencia de la fermentación aplicando distintos regímenes de oxigenación, llegando a obtenerse fermentaciones completas en 5-7 días, con niveles de atenuación del 60 %. Este trabajo fomenta el uso de levaduras no convencionales en la elaboración de cerveza. La selección de levaduras autóctonas del ambiente representa un valioso recurso, no sólo para el desarrollo de cervezas innovadoras con mayor diferenciación productiva, sino que abre la posibilidad de otorgar un carácter regional al producto, con una consecuente mejora en la competitividad para el sector. Encontramos que la aplicación de estas levaduras en la industria requiere de un manejo diferente al de las levaduras cerveceras tradicionales, abriéndose así un punto de partida para continuar con investigación y experimentación en relación a las diferentes estrategias que se pueden abordar. The continuous growth in the craft beer market, and the increased interest and demands of consumers, have directed the efforts of brewers towards the production of differential and innovative beers. In this sense, non-conventional yeasts - other than the traditional domesticated ale (Saccharomyces cerevisiae) and lager (Saccharomyces pastorianus) yeasts - have gained attention as tools for new product development. Of great interest is the cryotolerant species S. eubayanus, isolated for the first time in Patagonia (Argentina) and identified as one of the parents of the hybrid species S. pastorianus (lager yeast). This work sought to contribute to the knowledge about the fermentative behavior of S. eubayanus, develop starter cultures suitable for the brewing industry, and evaluate different strategies for its application on a productive scale. First, five strains of S. eubayanus (representative of the five geographically structured subpopulations) were tested in laboratory-scale fermentations, evaluating their fermentation performance (fermentation rate, attenuation, sugars consumption) and their organoleptic profile (esters, higher alcohols, phenols, sensory evaluation). The different fermentative characteristics observed and the differential production of volatile compounds between the strains demonstrated intraspecific phenotypic variability of the species. The strain CRUB 1568T was selected due to its good fermentation performance, moderate production of phenols (4-vinylguaiacol and 4-vinylphenol), and its contribution of the fruity ester’s ethyl hexanoate and ethyl octanoate. From the selected strain, it was sought to establish the propagation conditions for the development of starter cultures for brewing. Different techniques were evaluated to determine the viability and vitality of the biomass produced, selecting the alkaline methylene violet staining method and laboratory-scale fermentations, respectively. A culture medium based on commercial malt extract was selected and optimized by evaluating 9 factors, with two levels for each factor, through an experimental Plackett-Burman design. Two factors showed significant influence on biomass production (yeast extract and acid casein peptone), and were later optimized by a Central Composite Design, through Response Surface Methodology. With the optimized culture medium (malt extract medium with 0.31 % w/v of yeast extract and 0.12 % w/v of acid casein peptone) it was possible to obtain a biomass production equal to that of the non-optimized medium (12 g/L), but with a 40 % a cost reduction. Finally, the propagation was scaled-up to 20 L, being able to obtain pure and quality S. eubayanus cultures, with adequate cell density to inoculate fermenters of up to 700 L. Prior to transfer the starter cultures to the brewing industry, the interaction of S. eubayanus with hops was evaluated. For this, the fermentation performance of S. eubayanus CRUB 1568T in hopped and unhopped wort was studied, as well as the impact of the yeast on the measured (IBU) and sensory perception of bitterness. S. eubayanus showed tolerance to hop compounds (20 and 60 IBUs), presenting even an increased fermentation rate in hopped worts (34 % and 62 %, respectively). On the other hand, the IBUs obtained for beers fermented with S. eubayanus were 18 % higher than for the industrial strains, with this difference being notorious sensorially and even perceived as a harsh bitterness. These results allow us to adopt criteria for the application of S. eubayanus in brewing, and adequately predict the final profile of the beers produced with this yeast. Subsequently, S. eubayanus CRUB 1568T was tested on brewing wort at a semi-pilot scale (20-40 L), observing a similar behavior to that obtained in the laboratory. Nevertheless, when this wild yeast was applied on a productive scale (1000-1500 L), it showed a poor fermentation performance. Fermentations were completed in 20 days (almost twice as long as laboratory and semi-pilot scales) with an average attenuation of 30 % (half of what was previously observed). It was decided to test whether an increase in oxygen supply during fermentation could help improve fermentation performance on a larger scale. An improvement in fermentation performance was found by applying different oxygenation regimens, achieving complete fermentations in 5-7 days, with attenuation levels of 60 %. This work encourages the use of non-conventional yeasts in brewing. The selection of native yeasts from the environment represents a valuable resource, not only for the development of innovative beers with greater productive differentiation, but also opens the possibility of conferring regional character to the product, with a consequent improvement in competitiveness. It was certainly found that the application of these yeasts in the industry requires different handling than traditional brewing yeasts, and opens a starting point for research and experimentation in relation to the different strategies that can be addressed. Fil: Burini, Julieta Amalia. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universitario Bariloche; Argentina.

117 páginas Ante la imperiosa necesidad de afianzar el crecimiento de los sistemas productivos agrícolas, es necesario crear alterativas que le permitan avanzar y superar las deficiencias en sus procesos como, por ejemplo, lo es la nutrición vegetal a partir del uso de fertilizantes de síntesis. En respuesta a lo anterior, ha surgido la agricultura orgánica como una tecnología eficaz, respetuosa del medio ambiente, económica y factible de desarrollar, que incluye la producción y uso de fertilizantes de origen microbiológico, a partir de residuos agropecuarios, para nutrir plantas, controlar plagas y enfermedades de plantas, e influir positivamente en las propiedades fisicoquímicas del suelo. Medellín

La fermentación del cacao durante el proceso de beneficio es una etapa que determina la calidad final del grano. En este sentido, este trabajo se desarrolló con 3 estudios acerca de cómo influye de la fermentación sobre algunas características finales de los granos de cacao. Los estudios se llevaron a cabo en 3 lugares geográficos diferentes. El primer se realizó en el departamento de Arauca y tuvo como objetivo identificar las principales actividades que desarrollan los agricultores de la región durante la fermentación y cómo estas actividades determinan la calidad fisicoquímica y sensorial del grano. El segundo estudio tuvo lugar en la isla de Trinidad y Tobago, allí se evaluaron dos sistemas de fermentación; un fermentador rotatorio y un cajón de madera. Por último se determinó la influencia de la frecuencia de volteo y la duración de la fermentación sobre los granos de cacao; este último estudio se hizo en la ciudad de Medellín con cacao cosechado en el municipio de San Roque-Antioquia. Abstract: The cocoa fermentation during the process of postharvest is a stage that determines the final quality of the cocoa beans. In this sense, this work was developed with 3 studies about how influences the fermentation on some final characteristics of the cocoa beans. The studies were conducted in 3 different geographic locations. The first was carried out in the department of Arauca and aimed to identify the main activities developed by farmers in the region during fermentation and how these activities determine the physical and chemical quality of the cocoa beans. The second study was done in Trinidad and Tobago Island, where two fermentation systems were evaluated; a rotary fermenter and a wooden Box fermenter. Finally, the influence of the turning frequency and the duration of the fermentation on the cacao beans were determined; this last study was done in Medellin city with cacao harvested in the San Roque-Antioquia city Maestría

En la presente tesis doctoral se ha realizado un estudio dirigido a la optimización del funcionamiento de dos biorreactores conectados en serie para la elaboración de vinagre de vino. Trabajos previos de nuestro de investigación orientados a la modelización y optimización de este proceso, sugerían la necesidad de investigar esta posibilidad como una forma de poder incrementar la productividad global del sistema al mismo tiempo que se garantizara un aprovechamiento máximo del etanol (sustrato principal en este bioproceso). Con el objetivo citado, se ha estudiado cuáles son las variables operacionales que más afectan al proceso para, tras su modelado, encontrar los valores de cada una de ellas con los que se puede conseguir una velocidad máxima de acetificación y/o una producción máxima del sistema. Estudios previos de modelado del proceso han permitido evaluar las ventajas e inconvenientes de las principales alternativas seguidas en la práctica para este fin. Esta experiencia nos ha llevado a modelar el proceso mediante una aproximación tipo “caja negra”, en concreto mediante un modelo polinómico de segundo grado. Además, se ha llevado a cabo un estudio previo sobre la disponibilidad y variación de las fuentes de nitrógeno del medio con el objetivo de tener una mínima seguridad de que los cambios que se observen al variar las condiciones operativas que se pretenden investigar, no se deban a limitaciones en este nutriente fundamental para la actividad bacteriana. Por lo tanto, y de acuerdo con los objetivos planteados: - En primer lugar se han analizado cuáles son las principales variables operacionales con las que se ha de trabajar. La conexión en serie de los dos fermentadores limita el número de grados de libertad que se tiene en el sistema; de este modo, algunas variables quedan automáticamente fijadas si se eligen otras como operacionales. En concreto, se ha encontrado que las variables de operación que han de elegirse son las siguientes: - Concentración de etanol durante la carga en el primer biorreactor (Ec1). - Concentración de etanol en el momento de la descarga en el primer biorreactor (Ed1). - Volumen descargado del primer biorreactor (Vd1). - Temperatura de trabajo en el primer biorreactor (T1). - Concentración de etanol durante la carga en el segundo biorreactor (Ec2)...

La presente investigación tuvo como objetivo evaluar los tipos de fermentadores y los diferentes tiempos de fermentación usados por los productores de cacao de la zona norte y central de la provincia de Manabí-Ecuador. Se estudiaron cuatro fermentadores: saco de yute, montón, caja de madera y tina plástica, con una capacidad para almacenar 60 kg de cacao y tiempos de fermentación de 2 a 5 días; además, se evaluó un testigo (sin fermentar). El diseño fue bloques completos al azar en arreglo factorial aditivo con tres réplicas. Los datos se analizaron mediante análisis de varianza con la prueba de Tukey al 5% de probabilidades. Se analizaron variables físicas: porcentaje de granos fermentados, violeta y pizarrosos (prueba de corte); y químicas: polifenoles (fotometría 760 nm), acidez volátil (arrastre de vapor) y teobromina-cafeína (Cromatografía Líquida de Alta resolución, HPLC). El análisis de los resultados muestra que el tiempo de fermentación a diferencia del tipo de fermentador, tuvo influencia sobre las variables físicas y químicas analizadas. El aumento del porcentaje de granos fermentados y la disminución de los granos violetas ocurrieron desde el inicio hasta el final de la fermentación. La calidad química mejora con la reducción de la concentración de compuestos alcaloides y polifenoles, lo que repercute sobre las características organolépticas del cacao tipo Nacional. De los fermentadores y los tiempos utilizados por los productores se presentan las mejores características de calidad entre los cuatro y cinco días de fermentación en cajas de madera.

This investigation had as an objective to evaluate types of fermenters and different times of fermentation used by cocoa producers from the central and north zone of Manabi province, Ecuador. Four fermenters were used: burlap sack, piles, wooden boxes and plastic vat with the ability to store 60 kilos of cocoa and fermentation times ranging from 2 to 5 days; a control was evaluated in addition (without fermentation). A Completely Randomized Blocks Design with additive factors arrangement with three replications was used. The data were analyzed using analysis of variance with Tukey test at 5% probability. Physical variables were analyzed: percentage of fermented, violet and slate (test cutting) grains; and chemical: polyphenols (photometry 760 nm), volatile acidity (steam stripping) and theobromine, caffeine (High Performance Liquid Chromatography, HPLC). The analysis of the results shows that the fermentation time unlike the type of fermenter, had an influence on the chemical and physical variables analyzed. The increased percentage of fermented beans and decreased violet grains occurred from the beginning until the end of fermentation. The chemical quality improves by reducing the concentration of alkaloid compounds and polyphenols, which impacts on the sensory characteristics of Nacional cocoa type. Of the fermenters and the times used by producers the best quality characteristics are presented between four and five days of fermentation in wooden boxes. La presente investigación tuvo como objetivo evaluar los tipos de fermentadores y los diferentes tiempos de fermentación usados por los productores de cacao de la zona norte y central de la provincia de Manabí-Ecuador. Se estudiaron cuatro fermentadores: saco de yute, montón, caja de madera y tina plástica, con una capacidad para almacenar 60 kg de cacao y tiempos de fermentación de 2 a 5 días; además, se evaluó un testigo (sin fermentar). El diseño fue bloques completos al azar en arreglo factorial aditivo con tres réplicas. Los datos se analizaron mediante análisis de varianza con la prueba de Tukey al 5% de probabilidades. Se analizaron variables físicas: porcentaje de granos fermentados, violeta y pizarrosos (prueba de corte); y químicas: polifenoles (fotometría 760 nm), acidez volátil (arrastre de vapor) y teobromina-cafeína (Cromatografía Líquida de Alta resolución, HPLC). El análisis de los resultados muestra que el tiempo de fermentación a diferencia del tipo de fermentador, tuvo influencia sobre las variables físicas y químicas analizadas. El aumento del porcentaje de granos fermentados y la disminución de los granos violetas ocurrieron desde el inicio hasta el final de la fermentación. La calidad química mejora con la reducción de la concentración de compuestos alcaloides y polifenoles, lo que repercute sobre las características organolépticas del cacao tipo Nacional. De los fermentadores y los tiempos utilizados por los productores se presentan las mejores características de calidad entre los cuatro y cinco días de fermentación en cajas de madera.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-25Bitstream added on 2014-06-13T19:32:32Z : No. of bitstreams: 1 silveira_rg_me_bauru.pdf: 2564361 bytes, checksum: 59979913e85e47f8a21eb524c379df8e (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A fermentação alcólica, processo central da indústria cervejeira é um processo que libera uma grande quantidade de calor. Sendo assim, os recipientes de fermentação devem estar equipados com instalações de refrigeração para o correto controle da temperatura. A presente pesquisa tem como objetivo a análise da troca de calor de fermentadores cilindrocônicos dotados de sistema de refrigeração direta através de serpentina meia-cana. Para a consecução desse objetivo foi necessária a elaboração de um roteiro de cálculo seguro baseado em equações e experiências encontradas em renomadas literaturas. A análise dos resultados encontrados foi realizada a partir dos valores obtidos através do programa de cálculo atualmente utilizado em uma das maiores empresas fornecedoras deste tipo de equipamento para o mercado cervejeiro, a Dedini Indústrias de Base. Constatou-se que os valores obtidos pelo roteiro apresentado na presente dissertação foram maiores do que os calculados no programa, concluindo-se que as diferenças e dificuldades de resfriamento encontradas em equipamentos semelhantes fornecidos a clientes distintos podem ter origem na quantidade de refrigerante. As estimativas para o coeficiente global de transferência de calor independem do roteiro de cálculo seguido, pois há uma variação máxima de 3,5 % nos resultados para o cálculo deste. O mesmo é verificado para as vazões mássicas de amônia requerida, onde esta variação é ainda menor (cerca de 3,0%) Alcoholic fermentation, brewery industry's central process that liberates a great amount of heat. Therefore, the fermentation containers should be equipped with cooling installations for correct temperature control. The present research aims to analyze the heat exchange in cylindroconical fermenters endowed with a halp-pipe coil direct cooling system. To achieve this objective, the elaboration of a sate calculation route based on equations and experiences found in renowned references was necessary. The validation of the results was accomplished from the values obtained through the calculation program now used in one the largest supplying companies of this kind of equipment for the brewer market, Dedini indústrias de Base. It was verified that the flow of ammonia for the cooling system obtained by the itinerary introduced in the present article was larger than the one calculated in the program, and it can be concluded that the differences and cooling difficulties found in similar equipments supplied to different customers can have origin in the amount of ammonia used in the cooling system. The values for the overal heat transfer coefficient do not depend on the calculation itinerary followed, because there is a maximum variation of 3.5% in the results for the calculation of the coeffiecient. The same is verified for the mass flows of requested ammonia, where this variation is still smaller (about 3.0%)

En este trabajo se han desarrollado algunos métodos avanzados para modelar un fermentadordedicado a la producción de levaduras. En primer lugar, se describe el proceso y su modelomatemático, explicando las razones que hacen necesario el uso de nuevas técnicas. En segundolugar, se utiliza una red neuronal en el espacio de estados (RNEE) para modelar el procesoglobalmente, dando buenos resultados para datos de validación típicos. Posteriormente se hautilizado otra técnica distinta consistente en considerar múltiples modelos lineales locales, en lacual se han estudiado dos métodos para identificar estos modelos lineales locales. En el primerose entrena una RNEE lineal para cada uno de los modelos locales, y en el segundo se linealiza elmodelo global obtenido mediante la RNEE alrededor de los puntos donde están colocados losmodelos locales. Ambos métodos dan buenos resultados, aunque el comportamiento delsegundo es mejor debido a la robustez del modelo RNEE global. In this work, some advanced methods have been developed to model a fermenter for baker syeast production. Firstly, the process and its mathematical model are described, explaining thereasons that make necessary the use of new techniques. Secondly, a state space neural network(SSNN) is used to model the process globally, giving good results for typical validation data.Then, a linear local modelling approach is presented, and two methods are considered toidentify this local models. The first one allows to train a linear SSNN for every local model, andthe second one allows to linearize the global model obtained with the SSNN around the pointswhere local models are placed. Both methods give good results, but the accuracy of the secondis better due to the robustness of the SSNN global model.