Evaluación de estrategias químicas para mitigar la pérdida de sacarosa en caña de azúcar postcosecha
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Date
2025-12-11
Authors
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Publisher
Universidad Santiago de Cali
Abstract
La cosecha mecanizada de la caña de azúcar, aunque eficiente, genera daños físicos en los tallos que favorecen la proliferación microbiana entre el corte y la molienda, provocando pérdidas de sacarosa y afectando la calidad industrial del jugo. Con el fin de mitigar estas pérdidas, se evaluó el efecto antimicrobiano de distintos tratamientos químicos de uso seguro en la industria alimentaria: cloruro de benzalconio (amonio cuaternario de acción tensioactiva), peróxido de hidrógeno (agente oxidante), metasilicato de sodio (agente alcalino inorgánico), agua electrolizada (agente oxidante) y ácido peracético (peróxido orgánico oxidante). Se realizaron ensayos in vitro por difusión en agar tipo antibiograma y pruebas cuantitativas de suspensión (NTC 5150) para determinar su eficacia frente a bacterias ácido lácticas, ácido lácticas productoras de exopolisacáridos, ácido acéticas y levaduras. Los resultados mostraron que el cloruro de benzalconio (≥0,1%) y el peróxido de hidrógeno (≥2%) fueron los tratamientos más efectivos, con halos de inhibición superiores a 40 mm y reducciones ≥6 log₁₀ UFC/mL, mientras que el ácido peracético, el metasilicato de sodio y el agua electrolizada presentaron actividad limitada (IE ≤ 2). Por lo anterior, solo el cloruro de benzalconio y el peróxido de hidrógeno fueron evaluados a escala de laboratorio en tallos troceados bajo condiciones simuladas de cosecha mecanizada. Los cuales inhibieron la pérdida de sacarosa, así como la acumulación de dextranas (<400 ppm/brix) y manitol (<2250 ppm/brix) durante las primeras 6 horas postcosecha. Estos resultados evidencian que el cloruro de benzalconio y el peróxido de hidrógeno, son alternativas químicas viables para mitigar el deterioro microbiano y preservar la calidad industrial de la caña durante entre el corte y la molienda.
Description
Mechanized sugarcane harvesting, while efficient, causes physical damage to the stalks, promoting microbial proliferation between cutting and milling. This leads to sucrose losses and negatively impacts the industrial quality of the juice. To mitigate these losses, the antimicrobial effect of various chemical treatments safe for use in the food industry was evaluated: benzalkonium chloride (a quaternary ammonium surfactant), hydrogen peroxide (an oxidizing agent), sodium metasilicate (an inorganic alkaline agent), electrolyzed water (an oxidizing agent), and peracetic acid (an organic peroxide oxidizing agent). In vitro agar diffusion assays (antibiogram) and quantitative suspension tests (NTC 5150) were performed to determine their efficacy against lactic acid bacteria, exopolysaccharide-producing lactic acid bacteria, acetic acid bacteria, and yeasts. The results showed that benzalkonium chloride (≥0.1%) and hydrogen peroxide (≥2%) were the most effective treatments, with inhibition halos greater than 40 mm and reductions ≥6 log₁₀ CFU/mL, while peracetic acid, sodium metasilicate and electrolyzed water showed limited activity (IE ≤ 2). Therefore, only benzalkonium chloride and hydrogen peroxide were evaluated at a laboratory scale on chopped stalks under simulated mechanized harvesting conditions. These compounds inhibited sucrose loss, as well as the accumulation of dextrans (<400 ppm/Brix), and mannitol (<2250 ppm/Brix) during the first six hours post-harvest. These results demonstrate that benzalkonium chloride and hydrogen peroxide are viable chemical alternatives for mitigating microbial spoilage and preserving the industrial quality of sugarcane between cutting and milling.
Keywords
Pérdida de sacarosa, Control microbiano, Actividad antimicrobiana, Caña de azúcar, Cosecha mecanizada
Citation
Ocampo Valderrama, D. (2025). Evaluación de estrategias químicas para mitigar la pérdida de sacarosa en caña de azúcar postcosecha [Tesis de pregrado, Universidad Santiago de Cali]. Repositorio Institucional USC.