Evaluación de la viabilidad técnica de la producción de bioetanol a partir de papa china (Colocasia esculenta) en Pastaza, Ecuador
Evaluation of the technical feasibility of bioethanol production from Chinese Taro (Colocasia esculenta) in Pastaza, Ecuador
DOI:
https://doi.org/10.56712/latam.v6i4.4568Palabras clave:
colocasia esculenta, biocombustible, sacarificación-fermentación simultáneas (SSF, bioetanol, sostenibilidad ambiental, energías renovablesResumen
Ante la creciente dependencia de los combustibles fósiles y sus impactos ambientales, la producción de biocombustibles se plantea como una alternativa sostenible para fortalecer la autosuficiencia energética y fomentar el desarrollo rural. En este estudio, tuvo como objetivo evaluar la viabilidad de producir bioetanol a partir de Colocasia esculenta, una biomasa subutilizada con alto contenido de almidón. Las muestras fueron recolectadas en San Vicente (Km 31, vía Puyo-Tena, Pastaza) y procesadas en los laboratorios de la Universidad Estatal Amazónica. La metodología empleada se basó en el sistema de sacarificación-fermentación simultánea (SSF), utilizando levaduras específicas, como SafAle WB-06 (Saccharomyces cerevisiae var. diastaticus) y Fermivin CHAMPION (Saccharomyces cerevisiae ex. bayanus), controlando variables clave para optimizar el proceso. Los resultados indicaron que la producción de bioetanol es técnicamente viable, logrando un rendimiento de 33.3°GL, lo que evidencia una conversión eficiente de los azúcares fermentables. Este estudio no solo demuestra el potencial de la Colocasia esculenta como materia prima para la producción de bioetanol, sino que también resalta su contribución a la sostenibilidad ambiental y al impulso de fuentes de energía renovables en la región.Descargas
Citas
Aboubakar, A., et al. (2008). Physicochemical, thermal properties and microstructure of six varieties of taro (Colocasia esculenta L. Schott) flours and starches. Journal of Food Engineering, 86(2), 294–305. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2007.10.006
Acán Acán, A. (2020). Efecto de la temperatura y pH sobre el proceso industrial para la obtención de bioetanol por hidrólisis enzimática a partir de Colocasia esculenta (Papa china) [Tesis de licenciatura, Universidad Politécnica Salesiana]. http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/14502/1/20T01361.PDF
Acosta, J. C., Alzate, L., & Ruiz, A. A. (2020). Enzymatic hydrolysis of wheat starch for glucose syrup production. DYNA (Colombia), 87(214), 173–182. https://doi.org/10.15446/DYNA.V87N214.82669
Aguilar Romero, D. A. (2019). Determinación del potencial energético de la biomasa residual de cultivos de banano en el cantón Machala, El Oro, Ecuador [Tesis de licenciatura, Universidad Politécnica Salesiana]. https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/18090/1/UPS-CT008600.pdf
Alvarado Ludeña, G. R. (2021). Obtención de bioetanol a partir del bagazo de la caña de azúcar mediante hidrólisis enzimática [Tesis de licenciatura, Universidad Politécnica Salesiana]. http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/21229
Alvarado-Santiago, F. de J., et al. (2024). Análisis cualitativo de extractos fitoquímicos de la Calahuala (Phlebodium aureum), como alternativa de un aprovechamiento sustentable. Revista Huella Científica, 1, 92–107. https://huellacientifica.villahermosa.tecnm.mx/huella_cientifica/article/view/20
AOAC. (2023). Official methods of analysis of AOAC INTERNATIONAL (22nd ed.). Oxford University Press.
Arici, M., et al. (2016). Physicochemical and nutritional properties of taro (Colocasia esculenta L. Schott) flour as affected by drying temperature and air velocity. LWT, 74, 434–440. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2016.08.006
Beerland Store. (n.d.). Beerland Store. Retrieved February 12, 2025, from http://www.beerlandstore.com
Bisson, L. F. (1999). Stuck and sluggish fermentations. American Journal of Enology and Viticulture, 50(1), 107–119. https://doi.org/10.5344/ajev.1999.50.1.107
Blanco P, A., Quicazán S, M., & Cuenca Q, M. (2012). Efecto de algunas fuentes de nitrógeno en la fermentación alcohólica de miel. Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal, 19, 234–236. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=169823914069
Bradbury, J. H., & Holloway, W. D. (1988). Chemistry of tropical root crops: significance for nutrition and agriculture in the Pacific. Australian Centre for Agricultural Research.
Caicedo, W. O. (2013). Tubérculos de papa china (Colocasia esculenta (L,) Schott) como una fuente energética tropical para alimentar cerdos. Revista Computarizada de Producción Porcina, 20. https://acortar.link/dhkD5d
Cali Palacios, G. (2021). Plan de marketing digital para reactivar el sector económico del cantón Santa Clara, provincia de Pastaza [Tesis de licenciatura, Universidad Politécnica Salesiana]. http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/15393/1/42T00606.pdf
Calle, J., Benavent-Gil, Y., & Rosell, C. M. (2020). Development of gluten free breads from Colocasia esculenta flour blended with hydrocolloids and enzymes. Food Hydrocolloids, 98, 105243. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.105243
Caro Hernández, O. C. (2025). Estudio de propiedades fisicoquímicas, compuestos bioactivos y atributos de calidad en botanas de camote (Ipomoea batatas (L.) Lam.) horneadas [Tesis de licenciatura, Universidad Autónoma de Sinaloa]. http://repositorio.uas.edu.mx/jspui/handle/DGB_UAS/917
Castaño, H. I., & Mejía, C. E. (2008). Ethanol production from cassava starch using the process strategy simultaneous saccharification-fermentation. Vitae, 15, 251–258. http://www.scielo.org.co/scielo.php?pid=S0121-40042008000200007&script=sci_abstract
Castillo, J. S., & Tenganán, D. A. (2024). Desarrollo de un sistema de monitoreo y control de una destiladora de bioetanol [Tesis de licenciatura, Universidad Mariana]. https://hdl.handle.net/20.500.14112/28346
Chauvet, M., & Gonzáles, R. L. (2008). Biocombustibles y cultivos biofarmacéuticos: ¿oportunidades o amenazas? El Cotidiano, 147, 51–61. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=32514707
Chuiza, M. R., Haro, C. V., & Brito, H. L. (2021). Identificación de las variables de proceso óptimas para la producción del almidón de papa china (Colocasia esculenta). Revista científica Dominio de las ciencias, 7(1), 837–848. https://doi.org/10.23857/dc.v7i1.1680
Constitución del República del Ecuador. (2008). Constitución del República del Ecuador 2008. https://www.defensa.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2021/02/Constitucion-de-la-Republica-del-Ecuador_act_ene-2021.pdf
Cuevas, R., & Bravo, I. (2021). Producción de combustibles renovables. Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnología, 16(30), 1e–50e. https://doi.org/10.22201/ceiich.24485691e.2023.30.69635
Decreto Ejecutivo 675. (2015). Decreto 675 - Dispónese que la gasolina ECOPAÍS estará compuesta por un porcentaje de hasta el 10% de bioetanol anhidro, grado carburante, y la diferencia por naftas necesarias para alcanzar el número de octanos que establece la correspondiente norma INEN aplicable. 512-Primer Suplemento. https://vlex.ec/vid/disponese-gasolina-ecopais-compuesta-583918334
Delgado Noboa, J. W. (2023). Producción de etanol anhidro a partir de la fermentación de residuos de cacao para uso como biocombustible [Tesis de licenciatura, Universidad de Zaragoza]. http://zaguan.unizar.es
Enologica Vason. (2016). Sulfato de amonio nutriente para levadura composición. Enologica Vason. https://www.vason.com/index.cfm/es/
Enríquez, M. Á., & Ojeda, G. L. (2020). Evaluación bromatológica de dietas alimenticias, con la inclusión de harina de plátano de rechazo. REVISTA ESPAMCIENCIA, 11(1), 12–18. https://doi.org/10.51
Espinoza, G. E., & Pérez, B. A. (2019). Comportamiento térmico de la Colocasia esculenta (Papa china) [Tesis de licenciatura, Universidad del Azuay]. http://dspace.uazuay.edu.ec/handle/datos/869
Faerron, C. A., & Mora, W. (2023). Progresividad o regresividad en las políticas públicas y la agenda internacional de Costa Rica en materia ambiental. [Tesis de licenciatura]. https://hdl.handle.net/20.500.12337/8589
Fleet, G. H. (2008). Wine yeasts for the future. FEMS Yeast Research, 8(7), 979–995. https://doi.org/10.1111/j.1567-1364.2008.00427.x
Guerrero, E. I., & Yépez, A. C. (2018). Elaboración de una bebida alcohólica destilada a partir de yuca (Manihot esculenta) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza) [Tesis de licenciatura, Universidad San Francisco de Quito]. https://repositorio.usfq.edu.ec/bitstream/23000/7471/1/138951.pdf
Gutiérrez, S. E. (2009). Obtención de bioetanol a partir del mangocriollo del Istmo de Tehuantepec [Tesis de licenciatura, Universidad del Istmo]. https://es.scribd.com/document/225266983/Obtencion-de-Bio-Etaol-Mango
Hendek Ertop, M., Atasoy, R., & Akin, Ş. S. (2019). Evaluation of taro [Colocasia Esculenta (L.) Schott] flour as a hydrocolloid on the physicochemical, rheological, and sensorial properties of milk pudding. Journal of Food Processing and Preservation, 43(10). https://doi.org/10.1111/jfpp.14103
Huacho, I. F., Rodríguez, A. I., & Brito, H. L. (2021). Síntesis de un polímero biodegradable a base de la yuca (Manihot esculenta Crantz). Dominio de las Ciencias, 7(1), 216–232. https://doi.org/10.23857/dc.v7i1.1701
Huayta Mamani, B. W. (2021). Obtención de bioetanol por hidrólisis enzimática del almidón de papa cardenal. Revista Facultativa de Divulgación Científica, 2, 35–47. https://dicyt.uajms.edu.bo/revistas/index.php/ciencia-sur/article/view/744/744
Jiménez, K., et al. (2019). Characterization of batatas flours and starches (Ipomoea batatas Lam.) from the Colombian Caribbean coast. Revista U.D.C.A Actualidad and Divulgacion Cientifica, 22(1). https://doi.org/10.31910/rudca.v22.n1.2019.1185
Loor-Ponce, D. (2020). Obtención de alcohol etílico a partir de dos variedades de cabuya: alternativa para su industrialización. Revista Científica INGENIAR: Ingeniería, Tecnología e Investigación, 1(1), 2–16. https://doi.org/10.46296/ig.v1i1.0001
Lorenzo, C. (2012). La configuración del perfil de la política exterior en biocombustibles de Argentina. Revista Mural Internacional. https://acortar.link/8V1jyl
Montenegro, E. C., & Pérez, Y. del R. (2016). Obtención de bioetanol por hidrólisis enzimática y fermentación a partir de almidón de vituca (Colocasia esculenta) Lambayeque, 2015 [Tesis de licenciatura]. https://hdl.handle.net/20.500.12802/3190
Moreno, M. E., et al. (2020). Formulación de un pegamento a base de dextrina y pectina obtenidas de residuos vegetales. Revista ULA, 15(1), 13–22. www.saber.ula.ve/avancesenquimica
Parra Pérez, J. B. (2019). Obtención de biofilm a partir del almidón de zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza) y de camote (Ipomoea batatas) como alternativa al uso de material plástico derivado de petróleo [Tesis de licenciatura, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo]. http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/13808
Patel, K., & Singh, S. K. (2024). Sustainable waste management: a comprehensive life cycle assessment of bioethanol production from agricultural and municipal waste. Environmental Science and Pollution Research, 31(39), 51431–51446. https://doi.org/10.1007/s11356-024-34612-z
Peña, S. E., & López, J. E. (2020). Desarrollo sostenible y oportunidad de aprendizaje de las biorrefinerías: Una alternativa de la biomasa. Revista de Ciencias Sociales, XXVI(2), 401–413. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=7599953
Pillco Cochán, C. J., Guzmán Loayza, D., & Cuéllar Bautista, J. E. (2021). Composición fisicoquímica y análisis proximal del fruto de Sofaique “Geoffroea decorticans (Hook. et Arn.)” procedente de la región Ica-Perú. Revista de la Sociedad Química del Perú, 87(1), 14–25. https://doi.org/10.37761/rsqp.v87i1.319
Plan de Desarrollo Turístico. (2021). Plan de desarrollo turístico del cantón Santa Clara periodo 2022-2026. https://amevirtual.gob.ec/wp-content/uploads/2023/03/Plan-Final-de-Turismo-Santa-Clara-2022_compressed.pdf
Ponce, J. M., & Gonzales, G. A. (2024). Desarrollo de un destilador automatizado para la producción de etanol de yuca para su uso y aplicación como biocombustible en el sector de energías renovables [Tesis de licenciatura, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas]. https://repositorioacademico.upc.edu.pe/bitstream/handle/10757/683329/Gonzales_GG.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Praputri, E., & Sundari, E. (2019). Production of bioethanol from Colocasia esculenta (L.) Schott (Talas Liar) by hydrolysis process. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 543, p. 012056). Institute of Physics Publishing. https://doi.org/10.1088/1757-899X/543/1/012056
Reynolds, M. A., Uribe, S., & López, J. A. (2019). Cuantificación energética del proceso de producción de maíz para la generación de etanol de primera y segunda generación. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, 1, 602–610.
Rios, E. P., & Zelada, H. M. (2017). Determinación del rendimiento de glucosa por hidrólisis enzimática de almidones de yuca (Manihot esculenta), camote (Ipomoea batatas) y papa (Solanum tuberosum) [Tesis de licenciatura, Universidad Nacional Pedro Ruíz Gallo]. https://repositorio.unprg.edu.pe/handle/20.500.12893/1061
Roca Jusmet, J. (2022). La política climática y los combustibles fósiles: una perspectiva desde la oferta. Journal of Critical Economics, 34, 9. https://doi.org/10.1007/s13399-022-02974-4
Rosalina, et al. (2022). Bioethanol production using Taro roots waste (Colocasia esculenta) from Bogor Indonesia and analysis of chemical compounds. RASAYAN Journal of Chemistry, 15(2), 870–874. https://doi.org/10.31788/RJC.2022.1526575
Tapia Zarate, K. M. (2024). Influencia de la temperatura, tiempo y dosis de HCl para la obtención de jarabe de glucosa a partir de los residuos de la papa Canchán [Tesis de licenciatura, Universidad Nacional del Centro de Perú]. http://hdl.handle.net/20.500.12894/11165
Tenkolu, G. A., Kuffi, K. D., & Gindaba, G. T. (2024). Optimization of fermentation condition in bioethanol production from waste potato and product characterization. Biomass Conversion and Biorefinery, 14(4), 5205–5223. https://doi.org/10.1007/s13399-022-02974-4
Tirado, D. F., Montero, P. M., & Acevedo, D. (2015). Estudio comparativo de métodos empleados para la determinación de humedad de varias matrices alimentarias. Información Tecnológica, 26(2), 3–10. https://doi.org/10.4067/S0718-07642015000200002
Tondini, F., Onetto, C. A., & Jiranek, V. (2020). Early adaptation strategies of Saccharomyces cerevisiae and Torulaspora delbrueckii to co-inoculation in high sugar grape must-like media. Food Microbiology, 90, 103463. https://doi.org/10.1016/j.fm.2020.103463
Torrent Espinoza, G. (2021). Retrospectiva y prospectiva del desarrollo de las generaciones de biocombustibles. Ciencia y Tecnología, 21, 53–63. https://doi.org/10.18682/cyt.vi21.2593
Tortoló, K., et al. (2023). Replacement of the nitrogen source in the fermentation process of Candida utilis at laboratory scale. Revista Centro Azúcar, 50. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_serial&pid=2223-4861&lng=es&nrm=iso
Valle-Rodríguez, J. O., Córdova, J. A., & Díaz-Montano, D. M. Influencia de la adición de nutrientes al jugo de Agave tequilana, en la fermentación con Kloeckera africana [Tesis de licenciatura]. https://smbb.mx/congresos%20smbb/acapulco09/TRABAJOS/AREA_X/CX-21.pdf
Verbelen, P. J., et al. (2009). The role of oxygen in yeast metabolism during high cell density brewery fermentations. Applied Microbiology and Biotechnology, 82(6), 1143–1156. https://doi.org/10.1007/s00253-009-1909-8
Villa, M. P., Crespo-Berti, L. A., & Cruz, J. I. (2021). Biocombustibles, una alternativa ecológica para el desarrollo sostenible en el Ecuador provincia de Imbabura. Revista Dilemas Contemporáneos: Educación, Política y Valores, 8. https://doi.org/10.46377/dilemas.v8i.2719
Walker, G. M., & Walker, R. S. K. (2018). Enhancing yeast alcoholic fermentations. In Advances in Applied Microbiology (pp. 87–129). https://doi.org/10.1016/bs.aambs.2018.05.003
Wang, S., et al. (2020). Starch structure, functionality and application in foods. 1. Singapore: Springer Singapore. ISBN 978-981-15-0621-5.
Zambrano, E., et al. (2022). Sistemas aplicados al cambio de matriz productiva de combustibles fósiles por biocombustibles en el Ecuador. Revista Ibérica de Sistemas e Tecnologias de Informação, 413–423. https://www.proquest.com/openview/83e29c5c76280fbb1c79bb6144dbf990/1?pq-origsite=g
Zhang, Y., & Chen, Q. (2020). Improving measurement of reducing sugar content in carbonated beverages using Fehling’s reagent. Emerging Investigators, 2. https://pdfs.semanticscholar.org/29a0/4c6da031c77a8c61eb13bbe3cc1f1368b3cb.pdf
Zubair, M. W., et al. (2023). Functional profile and encapsulating properties of Colocasia esculenta (Taro). Food Science & Nutrition, 11(6), 2440–2449. https://doi.org/10.1002/fsn3.3357