Generalidades de la metodología de superficie de respuesta

Artículo 1

Artículo 2

¿Cuáles son los factores?

✓ pH

✓ Temperatura

✓Concentración de azúcar, nitrógeno y fósforo.

✓Temperatura.

¿Cuál es la variable de respuesta?

✓ Rendimiento

✓ Grado de esterificación

✓Eficiencia de fermentación

✓Concentraciones de los compuestos indicados en la NOM (Normatividad mexicana)

¿Cuál es la región de operabilidad?

✓ pH: 1,0-3,0

✓ Temperatura: 70°C - 90°C

✓ Concentración de azúcar: 8-15 °Brix ó  g/L

✓ Concentración de nitrógeno: 0-0.5 g/L

✓ Concentración de fósforo: 0-0.3 g/L

✓ Temperatura: 20°C-40°C

¿Cuáles pueden ser las razones para trazar estos límites de trabajo en los factores?

Para la extracción de pectina utilizando valores de pH entre 1 y 3, han confirmado el incremento del rendimiento.

Las temperaturas generalmente aplicadas para la extracción de pectina varían entre 40 y 100 °C. (Franco, 2015).

Azúcar: Cuando se trabaja con concentraciones elevadas de azúcar (mayor a 180 g/L) el crecimiento y la viabilidad de la levadura decrece debido al stress osmótico.

Nitrógeno: Este influye en la velocidad de fermentación y es precursor de algunos compuestos volátiles.

Fósforo: La falta de elementos como el fósforo pueden provocar una posible inhibición del crecimiento celular y esto implica una fermentación incompleta (Montañez et al, 2011).

Temperatura: Afecta el metabolismo de la levadura y como resultado se obtiene la formación de metabolitos secundarios.

¿Cómo se comportan los resultados? ¿Cuál es la función de respuesta?

La disminución del pH produce un incremento del rendimiento de la pectina extraída. Además a pH 1,3 y menor temperatura de hidrólisis el grado de esterificación es mayor, en general a pH bajos y temperaturas moderadas alcanzan grados de esterificación altos que indican la buena calidad de la pectina.

El producto proveniente de la cepa THL 018 fue el que presentó el valor máximo de aceptación y el que menos gustó fue el proveniente de la cepa THL 014.  

En cuanto a la influencia de las interacciones posibles y de los factores sobre la variable de respuesta (% Eficiencia de fermentación), la cepa THL 018 presentó mucha similitud en ambos mostos, excepto la concentración de fósforo que influyó en el mosto mixto y no en el 100% Agave.

A partir de los gráficos, ¿cuál es el efecto de cada factor en la variable de respuesta?

En la Figura 1 se verifica que cuando el pH disminuye por debajo de 1 y la temperatura entre 70 y 90°C se maximiza el rendimiento.

En la Figura 2 se verifica que cuando los valores de pH están entre 1 y 1.5 y la temperatura entre 70 y 80°C, el grado de esterificación alcanza un valor máximo de 80%.

En la Figura 3  podemos notar que para la cepa THL 118 y Mosto Mixto a medida que el nitrógeno y el azúcar aumentan la deseabilidad es mayor. Mientras que para la cepa THL 110 y Mosto Mixto la deseabilidad fue mayor con altas concentraciones de nitrógeno y bajas en azúcar.

¿El artículo evidencia alguna prueba estadística que demuestre el ajuste del modelo con respecto a los datos experimentales?

Para validar el modelo se realizó un ANOVA, determinándose el coeficiente de determinación R2. De esta manera, el valor de R2  fue muy cercano a 1 lo que indicó que el 90% de la variabilidad de los resultados de rendimiento y grado de esterificación son explicadas por los modelos.

Se utilizó MRS, utilizando mínimos cuadrados con el estadístico Statgraphics plus 4.0. Junto con el análisis de varianza ANOVA, se tomó un nivel de significancia del 0.05.