Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol 1, Num 2 (jul-dic) ISSN: 2737-6249  
Obtención de vinagre de vino a partir del mucílago y exudado de cacao criollo (Theobroma Cacao L.)  
DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v1i2.0003  
OBTENCIÓN DE VINAGRE DE VINO A PARTIR DEL MUCÍLAGO  
Y EXUDADO DE CACAO CRIOLLO (THEOBROMA CACAO L.)  
OBTAINING OF WINE VINEGAR FROM THE MUCÍLAGO AND  
EXUDED FROM CREOLE COCOA (THEOBROMA CACAO L.)  
1
2
3
Vera-Loor José Edwin *; Mera-Vélez Sabina Andrea ; Morales-Paredes Carlos Augusto ;  
4
Loor-Vélez Joselyn Dayanari  
1
Universidad Técnica de Manabí, UTM. Portoviejo, Ecuador.  
Universidad Técnica de Manabí, UTM. Portoviejo, Ecuador.  
1
3
Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí, ULEAM. Manta, Ecuador.  
4
Universidad Técnica de Manabí, UTM. Portoviejo, Ecuador.  
*
Correo: josveraloor@gmail.com  
Resumen  
El presente trabajo se basa en la obtención de vinagre de vino a partir de los residuos de la  
fermentación espontánea del cacao, mediante dos procesos microbianos separados; siendo primero  
una fermentación alcohólica de los azúcares naturales presentes en el mucílago de cacao, en un  
rango de 10 a 15%, adicionando sacarosa para rectificar el contenido de sólidos solubles para la  
acción y conversión del género Saccharomyces Cerevisiae, y en segundo lugar, la fermentación  
oxidativa del alcohol obtenido; para esto se realizó la caracterización química del sustrato,  
estableciendo las condiciones óptimas para una fermentación acética con ayuda de las bacterias ácido  
acéticas. Se llevó a cabo un diseño experimental por triplicado a diferentes concentraciones (0,11;  
0
,16; 0,20) g/L cada una con y sin administración de fuente de nitrógeno, obteniendo en la  
combinación A1B1 mayor reducción de grados Brix. Se diseñó un biorreactor a escala de laboratorio  
con inyección de oxígeno (proveniente de una bomba de aire) y temperatura ambiente, empleando  
una madre de vinagre obtenida a partir de las bacterias nativas del mucílago y exudado de cacao, de  
esta forma se obtuvo un vinagre de vino de cacao con una composición de 18,8 g de ácido acético/L  
en un tiempo de 108 horas de fermentación.  
Palabras clave: cacao criollo, exudado, mucílago, Theobroma Cacao L., vinagre, vino.  
Abstract  
The present work is based on obtaining wine vinegar from the capture of the residues resulting from  
the spontaneous fermentation of cocoa, through two separate microbial processes; being first an  
alcoholic fermentation of the natural sugars present in the cocoa mucilage, in a range of 10 to 15%,  
adding sucrose to rectify the soluble solids content for the action and conversion of the genus  
Saccharomyces Cerevisiae, and secondly the fermentation oxidative of the alcohol obtained, for this  
the chemical characterization of the substrate was carried out, establishing the optimal conditions for  
acetic fermentation with the help of acetic acid bacteria. An experimental design was carried out in  
triplicate at different concentrations (0.11; 0.16; 0.20) g / L each with and without administration of a  
nitrogen source, obtaining in the A1B1 combination a greater reduction in Brix degrees, based on this,  
a laboratory-scale bioreactor with oxygen injection (from an air pump) and room temperature was  
designed, using a vinegar stem obtained from the native bacteria of the mucilage and cocoa exudate,  
in this way a cocoa wine vinegar was obtained with results of 18.8 g of acetic acid / L in a time of 108  
hours of fermentation.  
Keywords: Creole cocoa, exudate, mucilage, Theobroma Cacao L, vinegar, wine.  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 29 de marzo de 2018  
Fecha de aceptación: 18 de mayo de 2018  
Fecha de publicación: 10 de julio de 2018  
2
Vera-Loor et al., (2018)  
1
. Introducción  
necesario para la fermentación, a  
menudo hay más de lo necesario.  
Actualmente se sabe que a nivel  
comercial se aprovecha sólo la  
almendra, la cual representa un 10%  
de la masa del fruto fresco, siendo  
sus residuos implementados como  
abono. A partir de lo expuesto se  
realizó el diseño de un proceso para  
obtener vinagre de vino de los  
Según Estrella (2013) el mucílago  
provee las condiciones adecuadas  
para el proceso de fermentación y  
para la formación de las sustancias  
precursoras del sabor y aroma,  
además con su extracto líquido se  
pueden elaborar mermeladas y otros  
productos. Asimismo, Braudeau  
(2001) indica que la pulpa cuyo pH  
residuos  
resultantes  
de  
la  
es ácido se asocia a la presencia de  
ácido cítrico, lo cual constituye un  
medio favorable para las levaduras,  
por lo que su contaminación  
microbiológica se inicia rápidamente  
una vez que las habas han sido  
extraídas de las mazorcas, ya sea  
por el simple contacto con las manos  
de los trabajadores o con el material  
utilizado para el transporte y el  
tratamiento del cacao, esto debido a  
los insectos atraídos por el mucílago  
azucarado.  
fermentación espontánea del cacao,  
específicamente de mucílago y  
exudado.  
2. Metodología  
El proceso para obtener el vinagre  
de cacao parte de la fermentación  
oxidativa del vino, es decir,  
acondicionando  
el  
sustrato  
alcohólico con la inoculación de un  
cultivo madre para su posterior  
fermentación acética. Durante cada  
etapa del proceso se tomaron  
muestras para su determinación  
analítica y así tener un control sobre  
el producto obtenido.  
El vinagre (del latín «vinum acre»,  
«vino agrio») es un líquido miscible  
en agua, con sabor agrio. Este se  
obtiene mediante dos procesos  
microbiológicos independientes: (i)  
fermentación alcohólica de los  
azúcares naturales presentes en el  
2.1. Recepción de materia prima  
Para este estudio se realizó la  
captación de materia prima (Cacao  
Theobroma L.) de las zonas  
aledañas al cantón Portoviejo,  
Manabí, Ecuador, seleccionando el  
mucílago  
de  
cacao  
y
(ii)  
fermentación oxidativa del alcohol  
obtenido. Aunque el mucílago es  
3
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol 1, Num 2 (jul-dic) ISSN: 2737-6249  
Obtención de vinagre de vino a partir del mucílago y exudado de cacao criollo (Theobroma Cacao L.)  
mucílago y exudado más claro,  
limpio y libre de impurezas. Además  
de la adquisición de mazorcas de  
cacao para constatar la distribución  
porcentual másica.  
aproximadamente  
6
días, las  
bacterias produzcan una película  
celulosa en la superficie. Debido al  
bajo contenido de alcohol (2°GL), se  
añade 1mL de etanol al 94% para  
mantener en condiciones adecuadas  
a las bacterias acéticas.  
2.1.1. Diseño del reactor batch a  
escala de laboratorio  
2
.2. Diseño experimental  
Se implementaron botellas de vidrio  
de 600 mL de capacidad con  
acoplamiento de una válvula de  
aireación manipulable, facilitando el  
paso de fermentación alcohólica a  
oxidativa sin necesidad de cambiar  
de reactor. La bomba permite que el  
aire ingrese de forma continua,  
regulada y en exceso, puesto que se  
debe considerar la solubilidad del  
oxígeno, así como la formación de  
burbujas, por lo cual el exceso de  
oxígeno es necesario. Por otra parte,  
El vinagre de vino se obtuvo  
mediante dos procesos microbianos  
separados;  
(i)  
fermentación  
alcohólica de los azúcares naturales  
presentes en el mucílago de cacao,  
en un rango de al menos 10 a 15%  
adicionando sacarosa para rectificar  
el contenido de sólidos solubles para  
la acción y conversión del género  
Saccharomyces  
Cerevisiae,  
la  
levadura empleada debe activarse  
con azúcar y temperatura (35°C),  
durante 15 minutos. (ii) La  
fermentación oxidativa del alcohol  
se cuantificó la producción de CO  
mediante una trampa de NaOH.  
2
obtenido, una  
caracterización química del sustrato,  
estableciendo las condiciones  
requiere  
de  
2
.1.2. Cultivo madre como inóculo  
En la obtención del cultivo madre  
como inóculo, el exudado se deja en  
reposo en un recipiente con amplia  
superficie de contacto para la  
oxigenación y tapado con gasas para  
evitar la contaminación física del  
cultivo, el cual tiene varios días de  
fermentación natural en la cacaotera,  
óptimas para una fermentación  
acética con ayuda de las bacterias  
ácido acéticas. Se determinó el  
requerimiento de oxígeno mínimo a  
partir del cálculo de la demanda  
teórica, además de la inoculación en  
el reactor con 5mL del cultivo madre.  
para  
que,  
al  
cabo  
de  
4
Vera-Loor et al., (2018)  
2.3.  
Medición  
de  
variables  
2.3.1. Medición de rendimiento  
experimentales  
Los sistemas de fermentación  
originaron un cálculo del rendimiento  
real de este proceso, comparando la  
concentración total del vinagre  
descargado con la concentración  
total de la materia prima. En ambos  
casos, la concentración total es la  
suma de la acidez total (expresada  
en g de ácido acético/100 mL) y de la  
acidez que se espera obtener por  
transformación de alcohol presente.  
Introduciendo un factor de corrección  
para compensar las distintas formas  
de expresar las concentraciones de  
ambos productos (Llaguno & Polo,  
Para  
la  
inspección  
y
acondicionamiento de la materia  
prima, evaluaciones intermedias del  
proceso y verificación de la calidad  
del producto se aplicaron las  
siguientes técnicas.  
Tabla 1.  
Ensayos y técnicas de control  
empleadas en la presente investigación  
Ensayos / Técnicas  
Acidez Total, (como  
ácido acético) % m/v  
Acidez fija, (como ácido  
acético), % m/v  
Referencia  
AOAC* 930.35;  
INEN 341  
AOAC* 930.35  
AOAC* 930.35  
Acidez volátil, (como  
ácido acético), % m/v  
Alcohol etílico a 20 °C,  
1991).  
AOAC* 930.35;  
INEN 360  
%
v/v  
3. Resultados y discusión  
Potencial de Hidrógeno,  
pH a 20 °C  
AOAC* 981.12  
3.1. Concentración del cacao  
Determinación de ºBrix  
PCE Instruments  
AOAC, 1965, p.  
Los resultados obtenidos en la  
extracción del mucílago del fruto de  
cacao y sus partes constitutivas  
demuestran que, al incorporar estas  
materias primas no convencionales,  
es decir aprovechando un 24,48% de  
los residuos que representaron el  
Test de Fehling  
4
95  
Recuento de células en  
un líquido  
Cámara de  
Neubauer  
Clarificación de mostos  
y vinos.  
Molina, 2000  
*
Feldsine et al., (2002)  
85% del fruto, el cacao es  
aprovechado en un 21% más. Estos  
datos se reflejan en la tabla 2.  
5
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol 1, Num 2 (jul-dic) ISSN: 2737-6249  
Obtención de vinagre de vino a partir del mucílago y exudado de cacao criollo (Theobroma Cacao L.)  
Tabla 2.  
Pesos promedios del fruto de cacao y sus partes constitutivas  
Peso Cascara Mucilago  
Pepas Pepas  
Exudado  
y tripas húmedas secas  
lb)  
Muestras neto  
pura  
(lb)  
(
(lb)  
(lb)  
(lb)  
(lb)  
Cacao 1  
Cacao 2  
Cacao 3  
Cacao 4  
Cacao 5  
Total  
3
2
2,475  
1,25  
0,9  
0,375  
0,238  
0,509  
0,31  
0,15  
0,512  
0,341  
0,2  
0,12  
0,35  
0,32  
0,192  
0,4  
0,03  
0,162  
0,021  
0,008  
0,021  
0,242  
3
1,75  
1,11  
1,5  
0,6  
0,8  
0,279  
1,711  
18  
0,421  
1,624  
17  
9,36  
100  
6,025  
64  
1,382  
15  
%
3
.2. Estudio de la fermentación  
concentraciones de Saccharomyces  
cerevisiae con ausencia y presencia  
de sulfato de amonio por triplicado  
como se muestra en la tabla 3,  
dando un total de 18 unidades  
alcohólica  
3.2.1. Análisis y descripción del  
proceso  
de  
fermentación  
alcohólica  
experimentales  
que  
fueron  
Para mejorar las condiciones y  
reducir el tiempo de la fermentación  
se evalúa la mejor combinación  
sustrato-MO-fuente de nitrógeno,  
valorando la fermentación con 3  
evaluadas en función de la reducción  
de los ºBrix, con un pH controlado de  
4,5 y a temperatura ambiente.  
Tabla 3.  
Combinaciones experimentales con su respectiva codificación  
6
Vera-Loor et al., (2018)  
En la tabla 4 se muestra que la  
combinación A1B1 (0,1g/L de  
La fermentación alcohólica del  
sustrato de mucílago y exudado de  
cacao fue realizada bajo las mismas  
condiciones establecidas en la  
investigación de Villagómez (2013),  
4
(NH )  
2
SO  
4
y
0,11g/L  
Saccharomyces cerevisiae) es el  
resultado más adecuado de la  
experimentación del proceso de  
fermentación alcohólica, debido a  
una mayor reducción de los ºBrix,  
desde 11 a 7,2; además de tener una  
menor desviación estándar, por lo  
tanto, se define como la combinación  
utilizada en la elaboración del vino  
de cacao (posterior sustrato para la  
fermentación acética).  
variando  
características  
fisicoquímicas como la materia prima  
(cacao criollo), ºBrix inicial, acidez  
inicial y pH inicial.  
Se puede observar en la figura 1, el  
consumo de los azúcares reportado  
durante la fermentación alcohólica,  
no obstante, en esta curva se  
observa el consumo del sustrato  
corregido a 17 ºBrix, apreciándose  
en la gráfica la existencia de 2  
diauxias, lo que sugiere que las  
bacterias desdoblaron dos tipos de  
azúcares presentes en el mucílago,  
diferentes a la sacarosa; el mosto  
poseía inicialmente 11,8 ºBrix, y es  
justamente en el rango 11-12 ºBrix  
donde se denota irregularidad en la  
curva, eventualmente disminuye la  
tasa de consumo del sustrato,  
reduciendo finalmente su acción a  
Tabla 4.  
Resultados del diseño experimental de  
las diferentes concentraciones de  
levaduras y nutrientes  
7,8°Brix en un tiempo de 236 horas.  
7
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Obtención de vinagre de vino a partir del mucílago y exudado de cacao criollo (Theobroma Cacao L.)  
Figura 1. Cinética de fermentación alcohólica del mucílago y exudado del cacao criollo  
Por otra parte en la figura 2 se puede  
observar el comportamiento de las  
microorganismos) oscila entre las  
44-124 horas, siendo la etapa en la  
que se alcanza el mayor consumo de  
los sustratos por las levaduras antes  
de llegar a la fase estacionaria,  
levaduras  
Saccharomyces  
Cerevisiae frente al sustrato durante  
la fermentación alcohólica, en donde  
se identificó la fase de latencia  
donde  
los  
microorganismos  
(
aclimatación y adaptación de los  
mantienen un consumo mínimo  
antes de llegar a la muerte  
microbiana.  
microorganismos) comprendida ente  
las horas: 0-44; la fase exponencial  
(reproducción y crecimiento de los  
Figura 2. Cinética del crecimiento de la levadura Saccharomyces Cerevisiae durante  
la fermentación alcohólica  
8
Vera-Loor et al., (2018)  
3
.3. Coeficientes estequiométricos  
comparación con el rendimiento de  
producto (Yps) la reacción favoreció  
a la producción de biomasa, esto  
debido a la intervención de varios  
factores que influyen en el  
y rendimientos máximos  
En la tabla 5 y 6 se pueden observar  
los cálculos estequiométricos y los  
rendimientos teóricos y máximos  
termodinámicos, obtenidos a partir  
de la biomasa del proceso  
experimental de la fermentación  
alcohólica y acética. Sin embargo, en  
rendimiento  
de  
la  
biomasa,  
incluyendo la composición del medio  
y la naturaleza de las fuentes de  
nitrógeno  
y
carbono, pH  
y
temperatura.  
Tabla 5.  
Rendimientos experimentales y máximos del proceso de fermentación alcohólica  
Tabla 6.  
Rendimientos experimentales y máximos del proceso de fermentación acética  
9
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Obtención de vinagre de vino a partir del mucílago y exudado de cacao criollo (Theobroma Cacao L.)  
Cabe señalar que se obtuvo un  
rendimiento un Yps real de 1,0137 g  
producto/g sustrato. A partir de los  
el proceso, debido a la alta  
concentración de ácido acético  
obtenido, siendo necesario añadir  
agua pura para disminuir su  
concentración y así obtener un  
vinagre que se encuentre en pleno  
rendimientos obtenidos  
a
nivel  
experimental (tablas 5 y 6) se puede  
generar un balance de materia del  
proceso de elaboración del vinagre  
de vino, obteniendo un producto  
cuya concentración es de 18,8 g  
ácido acético/L.  
cumplimiento  
de  
las  
especificaciones planteadas en la  
norma INEN.  
Tabla 8.  
Características físico-químicas del  
vinagre  
Tabla 7.  
Resultados del balance de materiales  
Muestra  
Resultados  
En 450 ml durante 4 días (108 h)  
Grado Alcohólico a 20  
Compuestos  
g
mol  
0
°
C, (°GL)  
Etanol  
7,9901  
7,5947  
0,045  
0,2986  
2,812  
8,1  
0,1734  
0,2373  
0,0026  
0,0132  
0,0639  
0,1348  
0,2452  
Acidez Total (ácido  
acético) (g/L)  
2
O (consumido)  
1
8,8  
Fuente de N  
Biomasa  
pH a 20 °C  
2,5  
Acidez fija, (como  
CO  
CH  
2
1
0
,8451  
ácido acético), % m/v  
3
COOH  
Acidez volátil, (como  
ácido acético), % m/v  
2
H O  
4,4184  
,0249  
품 풑풓풐풅풖풄풕풐  
풀풑풔 풓풆풂풍 = ퟏ, ퟎퟏퟑퟕ  
품 풔풖풔풕풓풂풕풐  
∴
En otros proyectos dirigidos a la  
producción de vinagre de mucílago y  
exudado de cacao (Villagómez,  
3
.4. Análisis fisicoquímico del  
vinagre del vino de cacao  
2
013) se obtuvo un producto con  
En primera instancia y sin ninguna  
corrección en el producto obtenido  
se cumplieron 4 de los 5 parámetros  
ya descritos en la norma INEN 2296,  
grado alcohólico, pH, acidez fija, y  
acidez volátil, como se observa en la  
tabla 8. Esto hace necesaria la  
existencia de una etapa posterior en  
acidez del 3,5 g/L para 24 horas de  
proceso de acetificación usando un  
cultivo madre de vino blanco cepa  
Chardonnay Blanc marca “Doña  
Dominga”, mientras que en el  
proceso que se desarrolló en el  
presente trabajo al acetificar por 108  
horas con una madre de vinagre  
10  
Vera-Loor et al., (2018)  
obtenida a partir de las bacterias  
nativas del mucílago y exudado de  
cacao se logró una acidez total de  
cálculo de gases, biomasa y agua  
formados. Esto permitió realizar un  
estudio más profundo de los  
1
8,8 g/L, que pese al tiempo sigue  
procesos  
de  
y
fermentación  
siendo un rendimiento mucho más  
alto, aun así este factor debe ser  
analizado con mayor profundidad  
para efectos de producción masiva y  
costes económicos.  
espontánea  
evidentemente  
permitió mejorar las condiciones  
organolépticas del producto final,  
otorgándole un olor  
y
sabor  
característicos del vinagre de vino.  
Según el Manual de Bebidas  
Alcohólicas y Vinagres (1999) el vino  
se ha transformado en vinagre  
cuando su contenido de alcohol se  
ha reducido a 1ºGL, sin embargo, al  
determinar el grado alcohólico en el  
vinagre obtenido, se constató que  
carecía de grado alcohólico, lo que  
es aún mejor, pues la norma  
establece como límite superior 1°GL.  
Se determinó la cantidad óptima de  
solución de levadura en el mosto y la  
fuente de nitrógeno para bacterias  
acéticas; éstas permitieron acelerar  
y potenciar la fermentación natural  
que existe en el exudado. Por otra  
parte, la producción depende  
también  
de  
las  
propiedades  
reológicas, que en este caso están  
asociadas con el diámetro de  
partícula; en este sentido, es  
imperioso disponer de diámetros  
inferiores a 100 pm. Con mayor  
precisión, se recomienda que el  
tamaño de partícula más adecuado  
para permitir procesos óptimos de  
fluidez promedia las 25 ppm.  
4. Conclusiones  
Analógicamente, se conoce que el  
vinagre puede producirse  
directamente en un mismo proceso  
fermentativo, sin embargo, la  
implementación  
de  
la  
doble  
fermentación fue clave para el  
control de formación de sustrato  
secundario como el vino (etanol),  
Además, se logró elevar en un 36%  
el aprovechamiento del fruto, al  
producir vinagre a partir del mucílago  
que  
a
su vez formaría una  
y
exudado  
normalmente  
obteniendo un  
determinada cantidad de ácido  
acético, así como para fines  
desechados,  
aprovechamiento parcial de los  
productos agrícolas en el Ecuador y  
analíticos,  
facilitando  
los  
procedimientos de medición y el  
11  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol 1, Num 2 (jul-dic) ISSN: 2737-6249  
Obtención de vinagre de vino a partir del mucílago y exudado de cacao criollo (Theobroma Cacao L.)  
paleando consecuentemente la  
contaminación ambiental que estos  
subproductos representan.  
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Bachelor's  
de  
vinagre  
thesis,  
food  
official  
(
Universidad  
Equinoccial.  
Ciencias de la Ingeniería).  
Tecnológica  
Facultad:  
methods of analysis. Journal  
of AOAC International, 85(5),  
1187-1200.  
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