XII Congreso nacional de la Asociación de Técnicos Azucareros de Guatemala

Relación del contenido de los azucares reductores con otros

parámetros de evaluación en los

jugos de pre-cosecha.

Agosto de 2011

Lic. Oscar Monzón

Generalidad del cultivo de la caña de azúcar

• La caña es un ser vivo y susceptible a los factoresque la rodean. La caña presenta un marco devida que se repite zafra tras zafra.

• Los factores que influyen a la caña para llegar a su madurez son:– El clima y el ambiente

– La presencia de otros seres vivos (plagas y otros)

– Los trabajos culturales realizados por el hombre (selección de variedades, mejoramiento de suelo, riego, drenaje, aplicación de insumos, etc.)

Generalidad del cultivo de la caña de azúcar (2):

• Este marco de vida es afectado y definido, enalta proporción, por las condiciones climáticasy ambientales, las que lo desplazan haciavalores deseables (mayor contenido deazúcar) o hacia valores no deseables (menorcontenido de azúcar).

• Las practicas culturales realizadas por elhombre lo que hacen es:– Potencializar el desplazamiento deseable

– Minimizar el desplazamiento no deseable

Clasificación de los azucares presentes en

la caña:

• La caña de azúcar dentro de su composicióntiene a la sacarosa como su azúcarpredominante y en segundo termino, losazucares reductores.

• La glucosa y la fructosa, que son los azucaresque se obtienen de la inversión o hidrólisis dela sacarosa, son los que representan al grupode azucares reductores presentes en la caña.

Clasificación de los azucares presentes en la caña:

• El nombre de azucares reductores se debe a quetanto la glucosa como la fructosa al reaccionarcon soluciones de cobre II, en medio alcalino y encaliente, lo reducen a cobre I.

• Esta reacción de reducción del cobre fuedescubierta por el químico Fehling en el año de1848 y nombro a los azucares que tenían esacapacidad de reacción como azucares reductores.

• La sacarosa no presenta esta capacidad dereacción y por ello se clasifica como un azúcar noreductor.

Evaluación de los azucares reductores en el jugo de caña:

• Para conocer el contenido de azucares reductores en lacaña o en jugo se analizan por medio de 2 metodologías:– Por volumetría (uso de bureta y soluciones Fehling) y,– Por cromatografía (uso de instrumental y estándares).

• Cuando los azucares reductores se analizan porvolumetría se conoce la cantidad total de ellos mientrasque cuando se analiza por cromatografía se conoce lacantidad de cada uno de ellos y al sumarlos se conoce sutotal.

• Cada uno de estos métodos tiene sus ventajas ydesventajas, siendo la principal ventaja del método porvolumetría su bajo costo y su facilidad deimplementación.

Punto de madurez de la caña

• La caña como todo ser vivo tiene un procesode crecimiento y alcanza su punto demadurez, que para fines de la industriaazucarera, es el periodo en el que la cantidadde sacarosa presente en ella alcanza su mayorvalor.

• Este aumento de sacarosa, lleva a la par unproceso de disminución de la cantidad deazucares reductores.

Puntos de evaluación de la caña para conocer su comportamiento zafra a zafra

• Para conocer el comportamiento y labúsqueda del punto de madurez de la caña, seanaliza el contenido de sus distintoscomponentes en sus puntos operativos deevaluación, siendo estos:– Pre-cosecha

– Pre-quema (se puede decir que este punto deevaluación corresponde al ultimo punto deevaluación de pre-cosecha)

– Cosecha

Evaluación en la Pre-cosecha:

• La evaluación de la caña en pre-cosecha permiteconocer su comportamiento conforme avanzahacia su punto de madurez por aumento de suedad, por la sequia del ambiente, por ladiferencia de temperaturas mínima y máxima,por la aplicación de madurantes y otros factoresespecíficos para las distintas áreas de cultivo.

• La edad, la sequia y la diferencia de temperaturason los parámetros que llevan a la caña a sumadurez natural.

Parámetros de evaluación en Pre-cosecha

• Para la evaluación de la caña en la pre-cosechase evalúan distintos parámetros, siendo losmas frecuentes desde el aspectofisicoquímico:– Brix jugo y brix caña

– Pol jugo y pol caña

– Azucares reductores jugo

– Humedad caña

– Fibra caña

– Porcentaje jugo caña

Parámetros de evaluación en Pre-cosecha

• De las evaluaciones de los parámetrosanteriores se obtienen algunas relaciones deutilidad siendo, algunas de ellas, lassiguientes:

– Pureza = Pol * 100 / brix

– Glucobrix = Azucares reductores * 100 / brix

– Coeficiente glucósido = Azucares reductores * 100 / pol

– El glucobrix también se conoce como glucorate

Relación del glucobrix con otros parámetros evaluados en la caña

• Para facilidad de interpretación y relación delcontenido de azucares reductores con otrosparámetros se utiliza la figura del Glucobrix.

• En esta presentación se relaciona elcomportamiento del glucobrix, determinadoanalíticamente, con otros parámetros de la cañaen la evaluación de pre-cosecha de 3 zafras:– Zafra 2008-2009

– Zafra 2009-2010

– Zafra 2010-2011

Relación del glucobrix con otros parámetros evaluados en la caña

• Los parámetros con los que se presenta en estaplatica la relación del glucobrix son:– Brix jugo

– Pureza jugo

– Pol caña en libras / tonelada

– % Jugo prensa

– % Azucares reductores jugo

– Además de los parámetros anteriores es posible relacionarlo con otros parámetros como, por ejemplo, % fibra caña. % humedad caña.

Datos y Relaciones de los distintos parámetros con el Glucobrix de las

pre-cosechas de las zafras 2008-2009, 2009-2010, 2010-2011

Zafra 2008-2009

Rango glucobrix

Cantidad

de datos

Glucobrix

jugo Brix jugo

Pureza

jugo

% Jugo

prensa

Pol caña en

libras por

tonelada

% Azucares

reductores

en jugo

De 0.30 a 1.25 461 1.19 22.52 91.21 71.49 328.66 0.27

De 1.25 a 1.40 519 1.33 21.22 90.70 72.11 310.97 0.28

De 1.40 a 1.60 393 1.50 20.88 90.34 71.92 304.94 0.31

De 1.60 a 2.00 481 1.78 20.70 89.96 72.28 302.37 0.37

De 2.00 a 2.70 408 2.33 19.70 89.26 72.79 287.14 0.46

De 2.70 a 4.00 358 3.26 18.70 87.53 73.23 268.77 0.61

De 4.00 a 7.00 205 5.01 16.92 84.71 74.52 238.25 0.84

De 7.00 a mas 37 8.34 15.29 80.80 76.47 209.13 1.29

Rango de 0.30 a

4.00 unidades de

glucobrix

Relación de cambio:

Unidades del

parámetro por

unidad de glucobrix -1.58 -1.67 0.76 -25.34 0.17

Rango de 0.30 a

7.00 unidades de

glucobrix -1.29 -1.65 0.73 -21.40 0.15

Tipo de relación Inversa Inversa Directa Inversa Directa

Zafra 2009-2010

Rango glucobrix

Cantidad

de datos

Glucobrix

jugo Brix jugo

Pureza

jugo

% Jugo

prensa

Pol caña en

libras por

tonelada

% Azucares

reductores

en jugo

De 0.30 a 1.25 286 1.16 22.90 89.93 71.63 328.98 0.26

De 1.25 a 1.40 276 1.33 21.47 90.61 72.56 313.15 0.29

De 1.40 a 1.60 263 1.50 21.10 90.22 72.62 306.86 0.32

De 1.60 a 2.00 339 1.78 20.40 89.74 72.93 296.44 0.36

De 2.00 a 2.70 312 2.32 19.87 88.94 72.92 287.44 0.46

De 2.70 a 4.00 331 3.30 18.74 87.73 73.80 269.55 0.62

De 4.00 a 7.00 321 5.24 16.59 85.09 74.51 234.25 0.86

De 7.00 a mas 120 8.72 14.39 80.16 75.53 194.30 1.25

Rango de 0.30 a

4.00 unidades de

glucobrix

Relación de cambio:

Unidades del

parámetro por

unidad de glucobrix -1.66 -1.25 0.79 -24.78 0.17

Rango de 0.30 a

7.00 unidades de

glucobrix -1.35 -1.31 0.59 -21.07 0.15

Tipo de relación Inversa Inversa Directa Inversa Directa

Zafra 2010-2011

Rango glucobrix

Cantidad

de datos

Glucobrix

jugo Brix jugo

Pureza

jugo

% Jugo

prensa

Pol caña en

libras por

tonelada

% Azucares

reductores

en jugo

De 0.30 a 1.25 311 1.08 21.43 91.55 71.09 308.41 0.23

De 1.25 a 1.40 153 1.32 20.70 90.82 71.78 298.05 0.27

De 1.40 a 1.60 158 1.50 20.49 90.46 71.72 293.66 0.31

De 1.60 a 2.00 240 1.80 20.19 90.14 71.76 288.86 0.36

De 2.00 a 2.70 256 2.34 19.62 89.31 72.21 279.99 0.46

De 2.70 a 4.00 305 3.26 18.69 88.35 72.44 265.08 0.61

De 4.00 a 7.00 381 5.25 16.59 85.23 73.22 229.48 0.87

De 7.00 a mas 118 8.54 13.88 79.82 74.82 183.76 1.18

Rango de 0.30 a

4.00 unidades de

glucobrix

Relación de cambio:

Unidades del

parámetro por

unidad de glucobrix -1.16 -1.39 0.52 -18.52 0.17

Rango de 0.30 a

7.00 unidades de

glucobrix -1.09 -1.44 0.44 -17.91 0.15

Tipo de relación Inversa Inversa Directa Inversa Directa

Integración de los datos de las 3 zafras:

Rango glucobrix

Cantidad

de datos

Glucobrix

jugo Brix jugo

Pureza

jugo

% Jugo

prensa

Pol caña en

libras por

tonelada

% Azucares

reductores

en jugo

De 0.30 a 1.25 1058 1.15 22.30 90.96 71.41 322.79 0.26

De 1.25 a 1.40 948 1.33 21.21 90.69 72.19 309.52 0.28

De 1.40 a 1.60 814 1.50 20.88 90.33 72.11 303.37 0.31

De 1.60 a 2.00 1060 1.78 20.49 89.93 72.37 297.41 0.37

De 2.00 a 2.70 976 2.33 19.73 89.17 72.68 285.36 0.46

De 2.70 a 4.00 994 3.27 18.71 87.85 73.18 267.90 0.61

De 4.00 a 7.00 907 5.19 16.67 85.06 73.97 233.15 0.86

De 7.00 a mas 275 8.59 14.29 80.10 75.36 191.78 1.22

Total general 7032

Rango de 0.30 a

4.00 unidades de

glucobrix

Relación de cambio:

Unidades del

parámetro por unidad

de glucobrix -1.50 -1.46 0.69 -23.63 0.17

Rango de 0.30 a

7.00 unidades de

glucobrix -1.26 -1.45 0.55 -20.61 0.15

Tipo de relación Inversa Inversa Directa Inversa Directa

Gráficos de la relación del Glucobrix con otros parámetros de evaluación

de la pre-cosecha para los datos integrados de las 3 zafras:

Brix jugo

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

20.00

22.00

24.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00

Glucobrix jugo

Relación Glucobrix en precosechas Z. 08-09, 09-10 y 10-11 con: Brix jugo

Pureza jugo

75.00

77.00

79.00

81.00

83.00

85.00

87.00

89.00

91.00

93.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00

Glucobrix jugo

Relación Glucobrix en precosechas Z. 08-09, 09-10 y 10-11 con: Pureza jugo

180.00

200.00

220.00

240.00

260.00

280.00

300.00

320.00

340.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00

Glucobrix jugo

Relación Glucobrix en precosechas Z. 08-09, 09-10 y 10-11 con: Pol caña en libras por tonelada

Pol caña en libras / tonelada

% Jugo prensa

70.00

71.00

72.00

73.00

74.00

75.00

76.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00

Glucobrix jugo

Relación Glucobrix en precosechas Z. 08-09, 09-10 y 10-11 con: % Jugo prensa

% Azucares reductores

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00

Glucobrix jugo

Relación Glucobrix en precosechas Z. 08-09, 09-10 y 10-11 con: % Azucares reductores en jugo

Ecuaciones de calculo para estimar el contenido de azucares reductores en un jugo a partir de su pureza

• Como se observa en los datos analíticos de las pre-cosechasevaluadas existe un equilibrio y proporcionalidad entre losdistintos compuestos que constituyen la caña.

• Con base a ello, se pueden calcular ecuaciones de relaciónpara estimar a partir de un valor conocido de unparámetro, el valor de otro.

• Existen una diversidad de ecuaciones, sin embargo, hay queestar claros que las ecuaciones que se obtienen de ununiverso al ser trasladadas a otro universo, presentaran unadesviación mayor que la desviación que se presenta alaplicarlas al universo del cual se obtuvieron.

Ecuaciones de calculo para estimar el contenido de azucares reductores en un jugo a partir de su pureza

• La recomendación para conocer los valores analíticos esrealizar siempre las evaluaciones y utilizar las ecuacionespara estimar valores de referencia.

• Consecana, instituto brasileño, sugiere para el calculo deAzucares reductores en el jugo a partir de la Pureza delmismo, las ecuaciones siguientes:

– Azucares reductores en caña quemada = -0.0343 *pureza jugo + 3.6410

– Azucares reductores en caña verde = -0.1049 * purezajugo + 9.9408

Ecuaciones Azucares reductores a partir de la Pureza

de jugo (rango de 0.30 a 4.00 de Glucobrix) y Consecana:

Punto

evaluación

Pendient

e

Constante o

intercepto Correlación

Pre-cosecha Zafra 08-09

% Azucares

reductores = -0.0985 x Pureza jugo 9.2344 -0.9911

Pre-cosecha Zafra 09-10

% Azucares

reductores = -0.1232 x Pureza jugo 11.4169 -0.9627

Pre-cosecha Zafra 10-11

% Azucares

reductores = -0.1207 x Pureza jugo 11.2455 -0.9874

Pre-cosecha

3 zafra

anteriores

% Azucares

reductores = -0.1156 x Pureza jugo 10.7629 -0.9990

Caña verde Consecana

% Azucares

reductores = -0.1049 x Pureza jugo 9.9408

Caña

quemada Consecana

% Azucares

reductores = -0.0343 x Pureza jugo 3.6410

• Como ejemplo se presentan los valores de Azucares reductores que se obtendrían con las anteriores ecuaciones para un jugo con Pureza de 88:

Para una pureza de jugo de > 88.00

Ecuación según: % Azucares reductores

Pre-cosecha, caña verde

Zafra 08-09 0.56

Zafra 09-10 0.57

Zafra 10-11 0.63

Consecana, caña verde 0.71

Consecana, caña quemada 0.62

Proporcionalidad del Glucobrix y efecto en el proceso industrial:

• El aumento de glucobrix en el jugo de caña afecta elproceso de fabricación ya que limita la recuperaciónde azúcar y favorece la formación de miel final.

• Como un valor macro, por cada una unidad deincremento de glucobrix, se incrementa laproducción de miel final en 1 galón por tonelada decaña.

• Cada operación industrial tiene su valor propio segúnsu periodo operativo y tipo de azúcar producido.

Proporcionalidad del Glucobrix y efecto en el proceso industrial:

• EL glucobrix presenta una proporcionalidaddirecta con los valores no deseables de la caña.– Azucares reductores

– % Jugo prensa y % de humedad de caña

– % Fibra caña

• El glucobrix presenta una proporcionalidadinversa con los valores deseables de la caña:– Brix jugo

– Pureza jugo

– Pol caña

Felicitando a ATAGUA por la organización de este XII Congreso Nacional y esperando que lo compartido sea de utilidad.

Agradeciendo su atención y deseándoles éxitos en sus labores y proyectos de vida.

Atentamente,

Oscar Monzón