Revista Científica de Ingeniería, Industria y Arquitectura
Vol.8, Núm.15 (ene-jun 2025) ISSN: 2737-6451
Cita sugerida: Palacios-Castro, R., Chica-Chica, M., & Anchundia-Posligua,
M. (2025). Obtención de alcohol etílico a base de yuca (Manihot Esculenta
Crantz) cosechada en la Parroquia Canuto-Manabí. Revista Científica
FINIBUS – Ingeniería, Industria y Arquitectura, 8(15), 85-94.
https://doi.org/10.56124/finibus.v8i15.009
DOI: https://doi.org/10.56124/finibus.v8i15.009
Recibido: 12-07-2023 Revisado: 01-11-2024
Aceptado: 02-12-2024 Publicado: 24-01-2025
Artículo de investigación
Obtención de alcohol etílico a base de yuca (Manihot
Esculenta Crantz) cosechada en la Parroquia Canuto-
Manabí
Carlos Renato Palacios-Castro [1]
María Liceth Chica-Chica [1]
Mayerli Anchundia-Posligua[1]
[1] Instituto Superior Tecnológico Luis Arboleda Martínez (ISTLAM). Carrera Procesamiento de alimentos. Jaramijó, Ecuador.
Autor para correspondencia: c.palacios@itslam.edu.ec
Resumen
El presente estudio se enfocó en la producción de alcohol etílico (etanol) a partir del almidón de yuca (Manihot esculenta
Crantz), analizando el rendimiento y volumen de etanol bajo diferentes condiciones de procesamiento, fermentación y
destilación. Se utilizó una solución de almidón al 30% (p/v) extraído de distintas variedades de yuca, a la cual se añadieron dos
tipos de enzimas para la hidrólisis. La hidrólisis se llevó a cabo durante 24 horas, utilizando alfa-amilasa, glucoamilasa y
dextrosa. El proceso se dividió en tres etapas: extracción del almidón, hidrólisis del almidón, y fermentación de la glucosa a
etanol. El mejor tratamiento fue la suspensión de almidón dulce al 30%, con un tiempo de hidrólisis de 24 horas. Durante la
fermentación, se observaron ligeras variaciones en el pH y una disminución gradual en los valores de grados Brix. Tras la
destilación, el etanol obtenido alcanzó concentraciones superiores al 50% (v/v), con resultados como 57% en T1A y un
rendimiento del 12%, 66% en T2A con un rendimiento del 6.41%, y 70% en T4A con un rendimiento del 4.73%. Finalmente,
se logró obtener etanol de tres variedades de yuca con porcentajes de 66%, 62% y 47%, demostrando que la yuca es una materia
prima viable para la producción de etanol, con aplicaciones potenciales en diversas industrias.
Palabras Clave: almidón, hidrólisis, enzimas, fermentación, alcohol etílico.
Obtaining ethyl alcohol from cassava (Manihot Esculenta Crantz) harvested in the Canuto
Parish – Manabí
Abstract
The present study focused on the production of ethyl alcohol (ethanol) from cassava starch (Manihot esculenta Crantz),
analyzing the yield and volume of ethanol under different processing, fermentation, and distillation conditions. A 30% (w/v)
starch solution extracted from different varieties of cassava was used, to which two types of enzymes were added for hydrolysis.
The hydrolysis was carried out for 24 hours, using alpha-amylase, glucoamylase, and dextrose. The process was divided into
three stages: starch extraction, starch hydrolysis, and fermentation of glucose to ethanol. The best treatment was the 30% sweet
starch suspension, with a hydrolysis time of 24 hours. During fermentation, slight variations in pH and a gradual decrease in
Brix degree values were observed. After distillation, the obtained ethanol reached concentrations above 50% (v/v), with results
such as 57% in T1A with a yield of 12%, 66% in T2A with a yield of 6.41%, and 70% in T4A with a yield of 4.73%. Finally,
ethanol was obtained from three varieties of cassava with percentages of 66%, 62%, and 47%, demonstrating that cassava is a
viable raw material for ethanol production, with potential applications in various industries.
Keywords: starch, hydrolysis, enzymes, fermentation, ethyl alcohol.
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Obtención de alcohol etílico a base de yuca (Manihot Esculenta Crantz) cosechada en la
Parroquia Canuto-Manabí.
1. Introducción
En la República del Ecuador, la yuca se considera un
alimento básico para la seguridad alimentaria. Se trata de un
cultivo tradicional que durante siglos por los pueblos
indígenas de la Amazonía y por los agricultores de las Costa
y tierras bajas de la Sierra, con repercusiones sociales y
económicas (Atacushi, 2023). La producción global de yuca
alcanzó aproximadamente millones de toneladas de raíces
frescas en el 2020, con un rendimiento promedio 10,9 T/ha.
Los principales países que producen yuca en el mundo son:
Nigeria con 60 001,531 toneladas (13,6 %), República del
Congo con 41 014,256 toneladas (13,6 %) y Tailandia con
28 999,122 toneladas (9,6 %), juntos estos tres países
representan el 43% de la producción mundial de yuca (Saac,
2023).
En Ecuador se cultivan entre 27.000 y 30.000 hectáreas de
yuca, teniendo la provincia de Manabí una superficie total de
18.940 kilómetros cuadrados y 6.000 hectáreas de superficie
de cultivo de este tubérculo (Vinces & Vera, 2023). En
Canuto, ubicada a trece kilómetros de Chone, en la provincia
de Manabí, en la costa ecuatoriana, la yuca es uno de los
cultivos más importantes de esta provincia. En esta zona, la
mayoría de sus habitantes se dedican al cultivar, recolectar y
procesar este tubérculo. Durante el ciclo de producción que
dura aproximadamente 70 días, durante este periodo de
producción se obtienen 1.000 quintales de almidón (Jara,
2022). Las numerosas variedades cultivadas de yuca se
subdividen en dos grandes grupos, variedades amargas
(Manihot utilissima) y la variedad dulce (Manihot aipi). Esta
última crece en forma de raíces tuberosas largas, tiene una
piel fibrosa color marrón, pulpa firme. Se ha demostrado que
el color blanco-rosa contiene una mayor concentración de
sustancias venenosas, no solo en la capa exterior del
tubérculo, sino también en su pulpa. Esta concentración
suele aumentar cuando la yuca amarga se cultiva en zonas
secas, o con suelos pobres en nutrientes, aunque ninguno de
los tipos de yuca es apto para el consumo en su forma sin
procesar (Leyva, 2019).
Variedades dulces (Manihot aipi) ahora más cultivadas, cuyo
contenido de pulpa es inferior y que podrían ser consumidas
también crudas, posee componentes bajos en grasa y su alto
contenido de proteínas, lo que nos ayuda a disminuir los
niveles de colesterol; la parte interna es blanca, tiene la
cáscara delgada, conserva su color durante la cocción y se
ablanda rápidamente (El Impulso, 2017).
Manihot Esculenta Crantz, var. (Mandioca o perubiana)
posee tallos claros u oscuros, diferenciándose de los grupos
anteriores por el color de pulpa, el que puede ser amarillo,
crema o blanco cremoso. Son ejemplos de este grupo la
"Yema de huevo" "Crema" y "Amarilla'.' Estos materiales se
vienen utilizando en la zona de Santo Domingo de Los
Tsáchilas para la fabricación de snacks de yuca y chifles
(León-Pacheco et al., 2018).
La yuca (Manihot esculenta crantz) es un cultivo que tiene
gran diversidad para el mercado como consumo fresco o uso
industrial, tiene ventajas en comparación con otros cultivos
del trópico ya que se adapta a condiciones de estrés biótico
y abiótico (León-Pacheco et al., 2018). La yuca se consume
en una diversidad de forma ya sea sus raíces frescas,
procesadas de harinas (fariña) casabe, masato o chicha de
yuca, la cual sirve de alimento y pasado el cuarto día de
fermentación, como bebida alcohólica especialmente de los
Jibaros o Shuares del Ecuador (Ayón, 2017). La yuca es un
tubérculo rico en almidón, su pulpa contiene compuestos
tóxicos por lo que es crucial su procesamiento, para eliminar
estos compuestos pues contiene un glucósido cianogénico
llamado linamarina que origina ácido cianhídrico. Aparte de
ser preparaciones culinarias (cocida, frita o troceada), y su
harina, carente de gluten se emplea en la preparación de
bollerías, aglutinantes en embutidos, en la industria textil, en
la industria de pegantes, pinturas, bioetanol, entre otros
(Vinces & Vera, 2023)
Tabla 1: Características fisicoquímicas de la Yuca Fresca
(Ulloa, 2018).
ANALISIS
YUCA FRESCA
Humedad (%)
62,82 ±2,73
Aw
0,99±0,002
PH
6,10±0,090
Acidez total (%)
0,34±0,027
Grasa (%)
0,34±0,006
Textura (dureza %)
25,45±1,455
Azucares reductores (%)
0,29±0,023
Solidos solubles(brix)
4,67±0,580
El método tradicional para extraer almidón de la yuca
implica romper la pared celular para liberar los gránulos de
almidón, luego se añade agua y se filtra, separando los
gránulos de almidón suspendidos en un medio líquido. La
calidad del almidón se determina por las características
fisicoquímicas que dispone la pureza, granularidad, color,
olor, humedad, contenido de fibra, cenizas y acidez (Estrada,
2019).
La sacarificación se realiza mediante la acción de la enzima
glucoamilasa. El objetivo de esta etapa es convertir las
cadenas de azúcar largos triosas, dextrinas y maltosas
resultantes de la etapa anterior a D-glucosa, catalizando la
hidrólisis de enlaces a-(1.6) glucosídicos de las cadenas del
almidón (Ramírez, 2022). Esta última, por ser un monómero,
es fácilmente asimilable por las levaduras y se considera la
fuente de carbono estándar en estas biorreacciones. Los
hallazgos del estudio resaltan la viabilidad de los
sacarificados del almidón de yuca como medios
fermentativos prometedores para la producción de etanol
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utilizando cepas comerciales de Saccharomyces cerevisiae
(Esquivia et al., 2014).
Debido al contenido de carbohidratos complejos del
almidón, se vuelve una alternativa para la obtención de
nuevas fuentes de energía, a través de los procesos de
fermentación.
Tabla 2: Características fisicoquímicas del almidón
fermentado de yuca (Morales et al., 2012).
Parámetro
Valor
Almidón (%)
87,8±2,1
Ceniza (%)
0,05±0,02
Fibra cruda (%)
0,3±0,04
Grasa bruta (%)
0,05±0,04
Humedad (%)
10,7±0,05
pH
3.63±0,09
Proteína (%)
0,4±0,2
Actividad de agua(aw)
0,58±0,02
La fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico donde
los azúcares, principalmente hexosas, como glucosa y
fructosa, se convierten en etanol y dióxido de carbono
(López de la Maza et al., 2019).
En la fermentación alcohólica, este es el resultado de la
interacción de múltiples factores, que se pueden dividir en
tres fases: física, biológica y química, es la etapa previa a la
destilación de licores. Por lo general, dependiendo de la
eficiencia de fermentación, se obtienen mostos fermentados
con concentraciones que oscilan entre 7 y 12 % v/v de etanol
dependiendo de su rendimiento, sin embargo, además del
etanol, en este proceso también se producen otros alcoholes,
debido a diferentes interacciones (Martín & Díaz, 2020).
El destilado alcohólico surge de tener como base un
fermentado transformándolo en un producto con una
cantidad de alcohol más elevada, pero con menores
propiedades nutricionales. El proceso de destilación consiste
en calentar el líquido fermentado hasta el punto de ebullición
del etanol, (punto de ebullición menor que el agua) haciendo
así que el alcohol se evapore y condense obteniendo alcohol
de mayor pureza y concentración, dejando atrás el agua y
otros compuestos.
2. Materiales y métodos
La metodología de este trabajo de investigación utilizó
técnicas cuantitativas y cualitativas, enfocadas en un estudio
experimental realizado en el laboratorio de química y física
de la extensión de Jaramijó del Instituto Superior
Tecnológico Luis Arboleda Martínez.
Para la caracterización de la yuca, se utilizaron tres
variedades de esta materia prima, la cual para objeto de este
estudio nombraremos: A yuca dulce (Manihot aipi), B yuca
amarga (Manihot utilissima), y C yuca amarilla (mandioca).
Se determinó el contenido de humedad mediante estufa de
secado a 105°C, la presencia de almidón mediante la prueba
cualitativa de Lugol, y el contenido de cenizas mediante la
mufla a 550°C.
Para la obtención del almidón de la yuca se procedió a la
recolección de raíces frescas (Manihot esculenta crantz),
remoción de la cascará y la rallarla, para colocarla en una tela
de lienzo fino sobre un trípode y mediante el efecto de la
gravedad recoger el sobrenadante, que se secará durante un
tiempo aproximado, con el fin de obtener un polvo fino
(almidón). A este almidón se le realizo las mismas pruebas
de caracterización de la yuca.
Se utilizó una solución de 1 litro al 30% para un diseño
experimental de 5 tratamientos, los cuales se detallan a
continuación. Dando un total de 15 unidades experimentales,
evaluando su proceso de fermentación y destilación. A cada
uno de estos controles se les realizó mediciones de pH,
prueba de Lugol, grados Brix (ºBx).
Tabla 3: Variedades de almidón de yuca y tratamientos de
estudio (solución al 30% p/v.)
V. Almidón
Tratamientos
A (yuca dulce)
T1A
T2A
T3A
T4A
T5A
B (yuca amarga)
T1B
T2B
T3B
T4B
T5B
C (yuca amarilla)
T1C
T2C
T3C
T4C
T5C
En los tres tipos de almidón se obtuvieron 15 unidades
experimentales en la cual se hicieron 5 tratamientos
diferentes. T1 es el tratamiento control de la solución solo al
30%, T2 tratamiento + enzima glucoamilasa, T3 tratamiento
+ enzima alfa amilasa, T4 tratamiento + enzima alfa amilasa
+ enzima Glucoamilasa, T5 tratamiento control + dextrosa.
Condiciones de fermentación
Todas las fermentaciones se realizaron en un ambiente
controlado dentro del laboratorio a una temperatura de 20°C,
en matraces Kitasato con un volumen de 1000 ml (1L),
manteniendo condiciones anaerobias, durante los 7 días.
La levadura utilizada fue, Saccharomyces cerevisiae, el
inóculo de levadura fue de 1,5 gramos para cada tratamiento.
Al final de la fermentación se medirán mediante un
alcoholímetro graduado en v/v, el contenido de alcohol, para
evaluar que tratamiento tuvo la mayor conversión de
azucares fermentables a etanol.
Condiciones de destilación
El líquido fermentado de cada tratamiento se sometió a un
proceso de destilación simple de laboratorio, para concentrar
el alcohol etílico de la solución. Al destilado se le determinó
la concentración de alcohol, el volumen destilado y su
rendimiento.
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3. Resultados
Caracterización de la yuca
El análisis de las tres variedades de yuca mostró que la yuca
amarilla tiene el mayor contenido de humedad (67,2%) y
cenizas (0,69%), mientras que la yuca amarga presenta el pH
más alto (6,76). Los grados Brix son similares en todas las
variedades, con valores entre 6,0 y 6,2. La yuca dulce tiene
el contenido más bajo de humedad (59,2%) y cenizas
(0,60%). Se complementa el análisis con observaciones
visuales y reacción al Lugol positiva para las 3 variedades,
confirmando cualitativamente la presencia de carbohidratos
complejos.
Tabla 4: Caracterización de la yuca.
Figura 1: Comparación de variedades de yuca por parámetros.
Parámetros
Yuca dulce
Yuca amarga
Yuca amarilla
Humedad
59,2%
65,2%
67,2%
Ceniza
0,60
0,65
0,69
pH
6,02
6,76
5,83
Brix
6,2
6,1
6,0
Foto
Lugol
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Proceso de obtención del alcohol
Extracción del almidón
• Lavado y troceado.
Se lavó y retiró la corteza de la yuca, para cortarla en trozos de 4 mm aproximadamente.
• Rallado.
La pulpa se trituró en un molino rallador, para facilitar la extracción de almidón.
• Filtrado y Lavado.
La mezcla se filtra a través de un lienzo para separar el líquido del almidón, se le añadió
agua potable en una proporción de 1:2, tras homogenizarse la mezcla mediante agitación
por 10 minutos, se dejó reposar durante 16 horas en baldes plásticos a una temperatura
ambiente.
• Secado y tamizado.
El almidón sedimentado en el fondo del recipiente fue extraído, sometido a un proceso
de secado en estufa a una temperatura de 35°C durante 24 horas, obteniendo la harina de
almidón.
• Obtención del almidón.
Disolución de muestras y proceso de destilación
• Preparación y Gelatinización de la solución
Se preparó una solución al 30% en p/v de almidón, luego se homogenizó y se llevó la
solución a baño maría a una temperatura de 70-80°C durante 15 minutos. Cada
variedad de yuca tuvo 5 tratamientos.
• Enzimólisis (adición de las enzimas)
Se agregó 4 g de Glucoamilasa y 4g α-Amilasa, 4 g de α-Amilasa y Glucoamilasa y
4g de dextrosa a cada variedad de yuca, con un total 15 muestras incluyendo las
muestras control. Se dejó 24 horas en reposo.
• Fermentación
Luego a cada muestra se le añadió 1.5 g de levadura (Saccharomyces cerevisiae).
Durante un período de 7 días, se monitorio el proceso, verificando el pH, brix, y
características organolépticas.
• Destilación.
Se realizó una destilación simple separando el alcohol de la muestra, recolectándolo
en un envase de vidrio para cuantificar su volumen y concentración. Se lavó y retiró
la corteza de la yuca, para cortarla en trozos de 4 mm aproximadamente.
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Caracterización de almidón
El análisis de los almidones de yuca muestra que el almidón
dulce tiene el mayor contenido de humedad (1,807%),
seguido del amargo (1,755%) y el amarillo (1,651%). En
cuanto a cenizas, el almidón amarillo presenta el valor más
alto (0,48%), comparado con el dulce (0,1%) y el amargo
(0,3%). El pH es más alto en el almidón dulce (6,427) y más
bajo en el almidón amarillo (5,174). La prueba con Lugol fue
aplicada a los tres almidones.
Tabla 5: Caracterización del almidón
Parámetros
Almidón Dulce
Almidón Amarga
Almidón Amarilla
Humedad (%)
1,807%
1,755%
1,651%
Ceniza (%)
0,1%
0,3%
0,48%
pH
6,427
6,326
5,174
Lugol
Figura 2: Comparación de almidones de yuca por parámetros
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Fermentación
Proceso de fermentativo de 7 días utilizando levadura
Saccharomyces cerevisiae.
Se observa el T2A del tratamiento de almidón de yuca dulce
(solución + glucoamilasa), fue la que alcanzó mayor
porcentaje de alcohol siendo el 20% en (volumen/volumen).
Los tratamientos que alcanzaron valores por debajo del 10%
de alcohol en volumen, fueron descartados y no se les realizó
el proceso de destilación.
En esta gráfica se muestra los porcentajes de producción de
alcohol etílico obtenidos de tres variedades de yuca (Manihot
Esculenta Crantz) cosechadas en la Parroquia Canuto,
Chone, Manabí: Yuca Dulce (A), Yuca Amarga (B), y Yuca
Amarilla (C), sometidas a cinco tratamientos distintos (T1,
T2, T3, T4 y T5). Los resultados evidencian que el
tratamiento T2 en la variedad A (Yuca Dulce) presentó el
mayor rendimiento en la producción de alcohol etílico,
alcanzando cerca del 20%. Estos datos permiten identificar
el tipo de yuca y el tratamiento más adecuado para
maximizar la obtención de alcohol
Tabla 6: Porcentaje de Alcohol Etílico transcurrida la fermentación.
Proceso fermentativo de cada uno de los tratamientos.
A (yuca Dulce).
T1 10%
T2 20%
T3 12%
T4 11%
T510%
B (yuca Amarga).
T1 1%
T2 11%
T3 13%
T4 13%
T5 7%
C (yuca Amarilla).
T1 5%
T2 11%
T3 11%
T4 11%
T5 1%
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Figura 3: porcentajes de producción de alcohol etílico obtenidos de tres variedades de yuca
Destilación
Cada uno de los tratamientos fueron destilados por 4 horas,
con un destilador simple de laboratorio, cabe recalcar que las
condiciones de los tratamientos fueron diferentes debido a
que los volúmenes de destilación inicial fueron variables
producto del proceso de fermentación.
Tabla 7: Resultados del proceso de destilación
T1
T2
T3
T4
T5
ALC
% vol.
Vol.
destila
do
Vol.
Destil
ación
ALC
% vol.
Vol.
destila
do
Vol.
Destil
ación
ALC
% vol.
Vol.
destila
do
Vol.
de
Destil
ación
ALC
% vol.
Vol.
destila
do
Vol.
de
Destil
ación
ALC
% vol.
VOL.
destilad
o
Vol.
de
Destil
ación
A
57%
55ml
450
ml
66%
50ml
780
ml
57%
46ml
750
ml
70%
45 ml
950
ml
70%
40ml
662
ml
B
--
--
--
62%
45ml
750
ml
69 %
38ml
850
ml
70%
31ml
100
0 ml
--
--
--
C
--
--
--
47%
39 ml
700
ml
55%
35 ml
800
ml
70%
35 ml
955
ml
--
--
--
Figura 4: Porcentajes de alcohol según el tipo de yuca.
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En esta gráfica se observa como los porcentajes de alcohol
están a la par en dos tratamientos T4A Y T5A (Dulce), así
como también T4B (Amarga) y T5C (Amarilla) dan como
valor del 70% de alcohol, lo cual sugiere que estos
tratamientos producen concentraciones de alcohol
equivalentes en las distintas variedades de yuca, aunque en
rendimiento está por debajo del 3%.
Estadísticamente, se encontró un valor F calculado de
aproximadamente 1.25 y un p-valué que indica que no hay
diferencias significativas entre las muestras en general. Lo
que podemos concluir en términos generales, no hay un
tratamiento claramente superior.
Se recomienda priorizar el uso de Muestra A y B en futuros
procesos de destilación o producción para maximizar el
contenido alcohólico.
La Prueba de Tukey, para la comparación entre Muestras B
y C mostró una diferencia significativa, lo que indica que
Muestra B tiene un rendimiento superior en comparación con
Muestra C, y las comparaciones adicionales indicaron que
no había diferencias significativas entre Muestra A y
Muestra B.
4. Conclusiones
Se caracterizó como Materia prima utilizada para el alcohol
etílico, se realizaron análisis físicos y químicos (Brix, pH,
humedad, ceniza, prueba de Lugol) en la yuca (Manihot
esculenta crantz).
Se determinó el mejor tratamiento de maceración, y se
encontró que el tratamiento con yuca dulce y gluco-amilasa
alcanzó el mayor porcentaje de alcohol, que fue del 20%,
tiene un mejor desempeño en la producción de etanol en
comparación con otras variedades.
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Contribución de los autores (CRediT)
Palacios Castro, C.: Conceptualización, Análisis formal de
datos, Investigación, Metodología, Software, Recursos
materiales, Redacción-revisión y edición. Chica-Chica, M.:
Conceptualización, Investigación. Metodología, Validación,
Visualización, Redacción-borrador original. Anchundia-
Posligua, M.: Conceptualización, Investigación.
Metodología, Validación, Visualización, Redacción-
borrador original. Todos los autores han leído y aceptado la
versión publicada del manuscrito.
Conflicto de intereses
Los autores han declarado que no existe conflicto de
intereses en esta obra.
Nota del Editor
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opiniones contenidas en el documento son responsabilidad
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