Universidad de Guayaquil
Facultad de Ingeniería Química
Carrera de Ingeniería Química
Trabajo de titulación:
“Evaluación de la viabilidad del queso fresco obtenido a partir de
leche entera de cabra empleando un microorganismo probiótico
como el lactobacillus acidophilus”.
Autores:
Atilio Genaro Escobar Miranda
Juliana Gabriela Suárez Gordón
Tutora:
Ing. Carmen Llerena Ramirez, Msc.
GUAYAQUIL- ECUADOR
Diciembre 2016
CARATULA
II
DEDICATORIA
Lo dedico a Dios por haberme dado vida y salud en todo este tiempo y hoy
me permita estar aquí con mis seres querido disfrutando un logro más en
mi vida.
Se lo dedico a mi familia, en especial a mi madre por haberme dado la
oportunidad de superarme en la vida que a pesar de todos los momentos
difíciles que atravesamos siempre estuvo para mí y ahora me toca a mí
estar siempre para ella.
Se lo dedico a mis tíos que también han sido padre y madre para mí,
siempre enseñándome lo bueno, lo que no se aprende en un pupitre, los
valores de la vida y que cuando más los necesite siempre estuvieron para
mí.
Por ultimo este logro me lo dedico, ya que fui lo suficientemente valiente
para afrontar todos los problemas durante estos 5 años, pero que con
ayuda de mis seres queridos antes mencionados pude alcanzarlo.
Autor: Atilio Escobar Miranda
III
DEDICATORIA
Este trabajo se lo dedico a Dios por guiarme en el camino correcto y por
día a día darme muchas fuerzas para seguir adelante.
A mi madre por ser la mujer que me hace sentir llena de orgullo, TE AMO
y no hay manera de devolverte todo lo que has hecho por mí, esta tesis es
un logro en mi vida y tú has sido gran parte de esto, gracias por brindarme
todo tu amor.
A mi hermana por siempre darme su apoyo incondicional.
A mi familia por aportar grandes cosas en mi vida, por apoyarme en
momentos de dificultades, por brindarme su confianza.
A mis amigos por hacer de mis días diferentes y regalarme su cariño.
Autor: Juliana Suarez Gordon
IV
AGRADECIMIENTO
Le agradezco a Dios por sobre todas las cosas que a pesar de no ser una
persona ejemplar he sido bendecido por todo lo que me ha dado.
A mi madre, la señora Amada Miranda Berón porque a pesar de todos los
problemas y todo lo que ha vivido me permitió llegar hasta aquí y poder
tener una formación profesional, gracias madre por todo.
Les agradezco a todos mis amigos, que siempre han estado conmigo
apoyándome en las buenas y en las malas, siempre los recuerdos
carismáticos y buenas personas, por su apoyo en momentos que
necesitaba.
Les agradezco a mis mejores amigos Michael Chávez y Juliana Suarez por
siempre estar conmigo y permitirme conocerlos en este camino que la vida,
gracias por todo el cariño, confianza, generosidad que me han ofrecido
durante todos estos años.
También le agradezco a mi tutora Ing. Carmen Llerena Ramírez, MSc. y a
todos los docentes que en estos 5 años me formaron como profesional.
Autor: Atilio Escobar Miranda
V
AGRADECIMIENTO
Le agradezco a Dios por guiarme en el buen camino, por llenarme de salud,
paz y sabiduría, sin el nada sería posible.
A mi madre por ser una persona incondicional en mi vida gracias a su apoyo
y consejos he llegado a realizar la más grande de mis metas, sabiendo que
jamás existirá una forma de agradecer una vida de lucha, sacrificio y
esfuerzo constante, solo deseo que entiendas que el logro mío, es logro
tuyo, que mi esfuerzo es inspirado en ti, y que mi único ideal eres tú.
A mi hermana que a pesar de ser polos opuestos me brinda su cariño, sé
que puedo contar siempre con ella y agradecerle por darme uno de los
mejores regalos que tengo en la vida que son mis sobrinas a las cuales
quiero con toda mi vida.
A mis abuelitas por ser las más consentidoras y cariñosas, a mis tíos por
ser un pilar fundamental en mí vida, a mis primos por brindarme una
infancia muy bonita de momentos únicos y especiales.
A mi compañero de tesis y uno de mis mejores amigos por hacer de este
proyecto una buena experiencia y brindarme su amistad y cariño en este
tiempo.
A mis amigos y compañeros por hacer de esos días de universidad
momentos bonitos, porque sé que puedo contar con ellos siempre.
Autor: Juliana Suárez Gordón
VI
DERECHOS DE AUTORIA
Atilio Genaro Escobar Miranda y Juliana Gabriela Suarez Gordon, declaramos bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría, que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional, y que hemos consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. A través de la presente declaración cedemos los derechos de propiedad intelectual a la UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL - FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual y su reglamento.
Atilio Genaro Escobar Miranda Juliana Gabriela Suarez Gordon
VII
CERTIFICACION DE TUTOR
Ing. Carmen Llerena Ramírez MSc. Certifico haber tutelado el trabajo de titulación “Evaluación de la vida útil del queso fresco obtenido a partir de leche entera de cabra empleando un microorganismo probiótico como el lactobacillus acidophilus”. Que ha sido desarrollada por Atilio Genaro Escobar Miranda y Juliana Gabriela Suarez Gordon previa la obtención del título de ingeniero en Químico, de acuerdo al REGLAMENTO PARA LA ELABORACION DE TESIS DE GRADO DE TERCER NIVEL DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL, FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA.
Ing. Carmen Llerena Ramírez MSc.
VIII
RESUMEN
El objetivo del presente trabajo fue evaluar la vida útil del queso fresco de
cabra con probióticos como lo es el lactobacillus acidophilus en co-cultivo
con las BAL del yogurt garantizando así 21 días para su consumo sin
presentar problemas organolépticos en el queso ya que al utilizar estos
cultivos en concentración 1:9 aumentó la viabilidad del producto. Se
realizaron análisis microbiológicos durante los días de vida útil y no hubo
presencia de organismos patógenos que puedan afectar las propiedades
del producto final. Los análisis realizados determinaron que el queso fresco
de cabra con probióticos cumplía con los requisitos establecidos en la
norma INEN 2395 ya que al realizar el conteo obtuvimos como resultado
1.7 x 1010 sobrepasando así el mínimo establecido que es de 106, dando
así a nuestro producto final la garantía de ser un alimento probiotico. En los
análisis fisicoquímicos realizados al queso fresco de cabra probiotico dieron
como resultados un 57.04% en el contenido de humedad y un 32.67% en
el contenido de grasa en extracto seco, cumpliendo así los requisitos
establecidos en la norma INEN 1528 para quesos frescos no madurados.
Los análisis sensoriales realizados pudieron determinar que nuestro queso
fresco de cabra probiótico tiene aceptabilidad en el consumidor,
clasificándolo en la escala de “Me gusta” según las encuestas realizadas.
Palabras Claves: Viabilidad, queso fresco, leche entera, microorganismo
probiótico, lactobacillus acidophilus.
IX
ABSTRACT
The objective of the present study was to evaluate the useful life of the fresh
goat cheese with probiotics as it is lactobacillus acidophilus in co-culture
with the BAL of the yogurt thus ensuring 21 days for consumption without
presenting organoleptic cheese problems since using these crops in
concentration 1:9 increased the viability of the product. Microbiological
analyses were carried out during the days of shelf life and there was no
presence of pathogenic organisms that may affect the properties of the final
product. Analyses determined that the fresh goat cheese with probiotics met
the requirements set out in the standard INEN 2395 since to do the count
we got as a result 1.7 x 1010 thus exceeding the minimum which is 106,
giving our final product guaranteed to be a probiotic food. In
physicochemical analyses to the cheese of goat probiotic as results gave a
57.04% moisture content and a 32.67% fat in dry extract content, thus
fulfilling the requirements laid down in standard INEN 1528 for the not
ripened fresh cheese. Sensory analyses might determine that our cheese
of goat probiotic has acceptability in the consumer, classifying it in the scale
of "like" according to the surveys.
Keywords: Viability, fresh cheese, whole milk, probiotic microorganism,
lactobacillus acidophilus.
X
ÍNDICE DE CONTENIDO
CARATULA ................................................................................................. I
DEDICATORIA .......................................................................................... II
DEDICATORIA ......................................................................................... III
AGRADECIMIENTO ................................................................................. IV
AGRADECIMIENTO .................................................................................. V
DERECHOS DE AUTORIA ....................................................................... VI
CERTIFICACION DE TUTOR .................................................................. VII
RESUMEN .............................................................................................. VIII
ABSTRACT ............................................................................................... IX
INTRODUCCIÓN ....................................................................................... 1
CAPÍTULO I ............................................................................................... 2
1.1 Tema .................................................................................................... 2
1.2 Planteamiento de problema ................................................................. 2
1.3 Formulación del problema.................................................................... 3
1.4 Limitación del estudio .......................................................................... 3
1.5 Alcance del trabajo .............................................................................. 3
1.6 Objetivos .............................................................................................. 4
1.6.1 Objetivo General ............................................................................... 4
1.6.2 Objetivos Específicos ........................................................................ 4
1.7 Idea a defender .................................................................................... 4
1.8 Preguntas a responder ........................................................................ 5
1.9 Justificación del problema .................................................................... 5
1.10 Hipótesis ............................................................................................ 6
1.11 Variables ............................................................................................ 6
1.12 Operacionalizacion de variables ........................................................ 7
CAPÍTULO II .............................................................................................. 9
2. Marco teórico ......................................................................................... 9
2.1 Cabra ................................................................................................... 9
2.1.1 Raza anglo-nubian ............................................................................ 9
2.1.2 Población mundial caprina .............................................................. 10
2.1.3 Población caprina en el Ecuador .................................................... 11
2.2 Leche de cabra .................................................................................. 12
2.2.1 Historia ............................................................................................ 12
2.2.2 Producción mundial de la leche ...................................................... 13
2.2.3 Producción de leche caprina en el Ecuador .................................... 14
XI
2.2.4 Composición de la leche de cabra y aspectos nutricionales ........... 14
2.2.5 Grasas ............................................................................................ 15
2.2.6 Proteínas ......................................................................................... 15
2.2.7 Lactosa ........................................................................................... 16
2.2.8 Vitaminas y minerales ..................................................................... 16
2.2.9 Cenizas ........................................................................................... 17
2.2.10 Solidos totales ............................................................................... 18
2.3 Microflora intestinal ............................................................................ 18
2.3.1 Funciones de la microflora intestinal ............................................... 18
2.4 Los probióticos ................................................................................... 19
2.4.1 Historia ............................................................................................ 19
2.4.2 Efecto que los probióticos tienen en la salud .................................. 19
2.4.3 Microrganismos probióticos ............................................................ 20
2.4.4 Viabilidad de microorganismos probióticos ..................................... 23
2.4.4.1 Resistencia a medios ácidos ........................................................ 23
2.4.4.2 Resistencia en concentración 3% de sales biliares ..................... 24
2.5 Lactobacillus acidophilus ................................................................... 25
2.5.1 Historia ............................................................................................ 26
2.5.2 Beneficios del Lactobacillus Acidophilus ......................................... 26
2.6 Queso ................................................................................................ 27
2.6.1 Historia ............................................................................................ 27
2.6.2 Producción mundial de queso fresco de cabra ............................... 27
2.6.3 Producción de queso fresco de cabra en Ecuador ......................... 28
2.6.4 Características del queso fresco de cabra ...................................... 28
2.6.5 Composición del queso fresco de cabra ......................................... 28
2.6.6 Nutrientes presentes en el queso de cabra..................................... 29
2.6.7 Contenido de grasas ....................................................................... 30
2.6.7 Contenido de proteínas ................................................................... 30
2.6.8 Contenido de humedad ................................................................... 31
CAPÍTULO III ........................................................................................... 32
3. Metodología de la investigación ........................................................... 32
3.1 Tipos de enfoques metodológicos ..................................................... 32
3.1.1 Diseño de la investigación .............................................................. 33
3.2 Enfoque cualitativo ............................................................................. 33
3.2.1 Métodos y técnicas ......................................................................... 33
3.2.2 Métodos de análisis ........................................................................ 33
XII
3.3 Calidad del producto .......................................................................... 35
3.4 Experimentación ................................................................................ 36
3.4.1 Diseño Experimental ....................................................................... 36
3.4.1.1 Pruebas Preliminares ................................................................... 36
3.4.2 Materiales, equipos e instrumentación ............................................ 37
3.5 Diseño y Descripción del Proceso ..................................................... 40
3.6 Ingeniería de proceso ........................................................................ 42
3.6.1 Diagrama de flujo de proceso. ........................................................ 43
CAPÍTULO IV ........................................................................................... 45
4. Análisis y discusión de resultados. ...................................................... 45
4.1 Balance de materia y energía. ........................................................... 45
4.1.1 Balance de materia. ........................................................................ 45
4.2 Análisis y discusión ............................................................................ 52
4.2.1 Calidad de la leche entera pasteurizada de cabra .......................... 52
4.2.2 Ensayos experimentales preliminares del proceso ......................... 53
4.2.3 Proceso de inoculación ................................................................... 54
4.2.4 Elaboración de queso fresco probiótico .......................................... 56
4.2.5 Resultados de conteo de microorganismos probióticos en el
queso fresco de cabra..................................................................... 60
4.2.6 Caracterización y análisis fisicoquímicos del queso fresco de
cabra probiótico .............................................................................. 61
4.2.7 Prueba de viabilidad ..................................................................... 62
4.2.8 Capacidad de Inhibición de patógenos ........................................... 63
4.3 Resultados de análisis sensorial ........................................................ 64
4.4 Vida Útil.............................................................................................. 65
CONCLUSIONES .................................................................................... 68
RECOMENDACIONES ............................................................................ 69
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................ 70
ANEXOS .................................................................................................. 71
XIII
Índice de tablas
Tabla 1: Operacionalización de la variable independiente ......................... 7
Tabla 2: Operacionalización de la variable dependiente ............................ 8
Tabla 3: Características de la raza anglo-nubian ..................................... 10
Tabla 4: Población caprina en regiones del Ecuador. .............................. 12
Tabla 5: Productores mundiales de leche caprina .................................. 13
Tabla 6: Composición promedio de los nutrientes básicos de la leche
de cabra, vaca, oveja y humana ................................................ 14
Tabla 7: Composición de vitaminas en la leche de cabra ........................ 17
Tabla 8: Composición de minerales en la leche de cabra ........................ 17
Tabla 9: Principales microorganismos utilizados como probióticos y su
efecto sobre el consumidor ........................................................ 22
Tabla 10: Tolerancia o crecimiento de los lactobacilos a pH 3 y 3 % de
bilis .......................................................................................... 25
Tabla 11: Clasificación taxonómica de lactobacillus acidophilus ............. 26
Tabla 12: Comparación de la composición de quesos frescos ................ 29
Tabla 13: Clasificación de quesos según su contenido de grasa ............ 30
Tabla 14: Tipos o clases de quesos según su contenido de humedad .... 31
Tabla 15: Requisitos fisicoquímicos y microbiológicos para leches
fermentadas ............................................................................. 34
Tabla 16: Requisitos fisicoquímicos y microbiológicos para quesos
frescos ..................................................................................... 34
Tabla 17: Parámetros de control fisicoquímico para leche de cabra
realizados en la empresa privada (Toni S.A) ........................... 35
Tabla 18: Promedio de análisis fisicoquímicos de materia prima durante
4 meses ................................................................................... 53
Tabla 19: Análisis microbiológico de la leche entera cruda
y pasteurizada de cabra ........................................................... 54
Tabla 20: Análisis microbiológico de la leche descremada cruda y
pasteurizada de cabra .............................................................. 54
Tabla 21: Datos para la inoculación de l. bulgaricus/ s. termophilus ........ 55
Tabla 22: Datos para la inoculación de l. acidophilus .............................. 56
Tabla 23: Variación de enzima (cuajo) en el proceso de coagulación ..... 57
Tabla 24: Rendimientos con dosis optima de enzima en la leche del
proceso para elaboración del queso fresco probiótico ............. 57
Tabla 25: Concentración de cloruro de sodio en queso fresco de cabra . 58
Tabla 26: Porcentaje de suero no recuperado en prensado .................... 59
Tabla 27: Conteo de microorganismos probióticos en el queso fresco
de cabra. .................................................................................. 60
Tabla 28: Resultados análisis fisicoquímicos del queso fresco de cabra
probiótico ................................................................................. 61
Tabla 29: Resultado de tolerancia al acido .............................................. 62
Tabla 30: Resultados prueba de tolerancia a la bilis ................................ 63
XIV
Tabla 31: Resultados de inhibición de patógenos.................................... 63
Tabla 32: Resultados de test hedónico del análisis sensorial. ................. 64
Tabla 33: Resultados de test descriptivo del análisis sensorial. .............. 65
Tabla 34: Evaluación vida útil de queso probiótico .................................. 66
Índice de figuras
Figura 1: Inventario mundial caprino por continente, 2012 ...................... 11
Figura 2: Principales países de América en población caprina, 2012 ..... 11
Índice de Gráficas
Gráfica 1: Descenso de pH promedio vs tiempo en inoculación de l.
bulgaricus/ s. termophilus. ...................................................... 55
Gráfica 2: Descenso de pH promedio vs tiempo en inoculación de l.
acidophilus. ............................................................................. 56
Gráfica 3: Curva de pH durante 21 días de almacenamiento del queso
probiótico de leche entera de cabra. ....................................... 67
1
INTRODUCCIÓN
El concepto de alimento ha pasado de considerarse desde un punto de
vista nutritivo y organoléptico a tener una connotación de beneficio para la
salud como demanda de una nutrición óptima. El consumidor exige
alimentos cada vez más saludables y que le aportan beneficios por encima
del valor nutricional que poseen. En la actualidad existen muchos
productos lácteos derivados de la leche de vacuna consumidos por el
hombre que contienen un alto contenido de lactosa y no contiene una
cantidad elevada de proteínas y aminoácidos esenciales. En el Ecuador
existe una producción de leche vacuna de 5.5 millones de litros de leche
diariamente según la AGSO (asociación de ganaderos de la sierra y
oriente), y un tercio de la producción láctea se dedica a la elaboración de
queso en todo el Ecuador. Sin embargo, existen otras alternativas en la
ganadería como los productos lácteos elaborados a partir de la leche
caprina ya que ha convertido poco a poco en un alimento natural cuyo
consumo ha aumentado en los últimos años en nuestro país ya que ofrece
un menor contenido de caseína y por eso se la considera una leche hipo
alergénica, además contiene oligosacáridos que al llegar al intestino grueso
actúan como prebióticos ayudando en el desarrollo de la flora probiótica
gracias a esto se fortalece el sistema inmunológico. Debido a estas
características que contiene la leche caprina se elabora productos lácteos
como el queso fresco para consumo del mismo, porque contiene beneficios
a destacar como lo son: su alto contenido de nutrientes (vitamina A, D y K,
riboflavina, potasio, fosforo, hierro, niacina y tiamina), es de fácil digestión,
contienen menos calorías, colesterol y grasas puesto que la leche de cabra
tiene menos partículas grasas que la leche de cabra. Sin embargo, dicho
producto carece de estudios sensoriales que ponga la evidencia las
posibles diferencias generadas por el proceso de elaboración, pero sobre
todo las variaciones a nivel fisicoquímico y sensorial.
2
CAPÍTULO I
1.1 TEMA
Evaluación de la vida útil del queso fresco obtenido a partir de leche entera
caprina empleando un microorganismo probiótico como el lactobacillus
acidophilus.
1.2 PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA
La leche caprina y sus derivados son alimentos que han recibido en los
últimos años una gran atención mundial. En Ecuador su producción
también ha ido aumentando considerablemente, aunque uno de los
principales problemas para dar lugar al desarrollo a esta investigación es
su precio, donde el litro se vende en dos dólares a pie de finca, es decir
superior al precio de la leche de vaca., de igual manera se presenta que
existe un bajo consumo de la leche caprina debido a sus características
sensoriales a las que no están acostumbrados los consumidores.
Otro problema, en Ecuador se elabora muchos productos lácteos a partir
de la leche de leche vacuna que actualmente causan problemas como:
flatulencia, diarrea, estómago hinchado o calambres estomacales los
cuales son provocados por la intolerancia a lactosa que tiene la misma, la
poca disponibilidad y conocimientos sobre los estudios en la leche caprina
en el Ecuador ha limitado su desarrollo y consumo de nuevas alternativas
con propiedades más beneficiosas para la salud. En este estudio
proponemos evaluar la modelación de los métodos para la elaboración de
queso fresco a partir de la leche caprina, para aportar con la matriz
productiva.
3
1.3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Cómo evaluar la vida útil de un queso fresco elaborado a partir de leche
de cabra con un microorganismo probiótico, y determinar las
composiciones físico-químicas y microbiológicas de nuestro alimento
basándonos en la norma INEN?
1.4 LIMITACIÓN DEL ESTUDIO
Limitación académica:
Campo: Alimentos / Industria láctea.
Área: Ingeniería Química.
Aspecto: Queso probiótico.
Limitación temporal:
Tiempo de Investigación: 7meses.
Limitación conceptual:
Falta de estudios en la elaboración y evaluación de un queso fresco
probiótico.
Limitación espacial:
El presente proyecto de investigación se ejecutó en los laboratorios de
biotecnología en la facultad de Ingeniería Química de la Universidad de
Guayaquil, aplicando los conocimientos primarios de medios de bacterias
adquiridos por el Tutor y catedráticos de la carrera.
1.5 ALCANCE DEL TRABAJO
En esta investigación se determinará la elaboración de un queso fresco
probiótico de leche caprina mediante cultivos lactobacillus acidophilus para
poder determinar la vida útil.
4
1.6 OBJETIVOS
1.6.1 OBJETIVO GENERAL
Evaluar la vida útil de un queso probiótico elaborado a partir de leche entera
caprina empleando un microorganismo probiótico y establecer una opción
diferente.
1.6.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Evaluar la técnica más adecuada para obtener un mayor rendimiento
en el queso fresco a partir de leche entera de cabra.
Evaluar la composición química del queso fresco basándonos en el
contenido de grasas, humedad, cloruro de sodio, requisitos
microbiológicos y la aceptabilidad mediante análisis sensorial de
nuestro producto basándonos en la norma general para quesos
frescos no madurados. INEN 1528 (2012).
Evaluar la viabilidad del queso fresco mediante un seguimiento
temporal realizando análisis microbiológicos, determinación de
análisis físico-químicos y seguimientos fotográficos.
1.7 IDEA A DEFENDER
El queso es uno de los principales productos agrícolas del mundo. Según
la organización para la alimentación y la agricultura FAO. En el Ecuador
existe una gran evolución en el consumo de este producto lácteo, es por
eso que se eligió hacer un producto lácteo a partir de la leche de cabra ya
que contiene aminoácidos esenciales, sus componentes fortalecen el
sistema inmunológico y al agregar este fermento prebiótico actúa sobre el
sistema gastrointestinal compitiendo con los patógenos.
El queso como tal presenta una serie de ventajas el pH es mayor, la matriz
es más compacta lo que hace que exista una mayor exclusión de oxígeno,
5
por tanto, genera una atmosfera más anaerobia, mayor contenido de grasa.
(castro, 2006)
Los alimentos funcionales probióticos además de su gran valor nutritivo
intrínseco, nos va ayudar a mantener el estado de salud general del
organismo. Por todas las características antes mencionadas estos
productos podrían alcanzar gran aceptación en el mercado ecuatoriano.
Este trabajo investigativo pretender disponer una técnica adecuada para la
elaboración de un queso fresco, empleando métodos de conservación que
cumplan con las normas establecidas para obtener un producto de buena
calidad y que sea óptimo para el consumo humano.
1.8 PREGUNTAS A RESPONDER
¿Resultará agradable al consumidor el queso fresco probiótico a partir de
leche caprina?
¿Cuál será la vida útil del queso con un fermento probiótico?
¿Actualmente existe una producción del queso de leche de cabra con un
probiótico?
¿Cuál es el valor nutritivo que presentara este producto?
¿Cuáles serán los análisis sensoriales aceptables para el producto?
1.9 JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA
En la actualidad observamos que a nivel nacional se producen quesos, pero
sin adición de probióticos, además la mayoría de las marcas no emplea
leche de cabra, la empresa Pampilla, produce queso fresco a partir de leche
caprina pero no emplea la bacteria Lactobacillus acidophilus. es capaz de
crear ácido láctico a partir de la fermentación de azúcares de la leche
(lactosa). Su capacidad de hacer esto ayuda el proceso de la digestión de
los alimentos. Dado que el nivel de acidez se incrementa, se puede ayudar
a fomentar la absorción de minerales y calcio, y ofrecer niveles bajos de
pH. Además, L. acidophilus produce peróxido de hidrógeno que puede
ayudar a suprimir los patógenos.
6
1.10 HIPÓTESIS
¿Incorporar leche fermentada con L. acidophilus en el proceso de
elaboración de queso permite obtener un producto probiótico?
1.11 VARIABLES
Variable Independiente: Leche Entera de Cabra, Leche descremada de
cabra.
Variable Dependiente: Queso Fresco, Fermento Probiótico
7
1.12 OPERACIONALIZACION DE VARIABLES
TABLA 1: OPERACIONALIZACIÓN DE LA VARIABLE INDEPENDIENTE
Tipo de variable Variable Subvariable Definición Etapa Instrumento de
medición
Independientes leche entera
de cabra
pH:inicial,durante el proceso y final
Es una medida de la acidez o alcalinidad de
una solución
recepción e incubación
pH metro
Temperatura
Es una magnitud física que refleja la cantidad de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto
o del ambiente.
pasteurización y almacenamiento
Termómetro
Acidez: inicial, durante el proceso y final
Propiedad que indica si una solución acuosa es acida o
básica
recepción e incubación
Buretra
Coliformes totales / E. coli
Aceptabilidad de un producto alimenticio basada en ausencia
de microorganismo
Almacenamiento Petrifilm
Mohos y Levaduras Almacenamiento Petriffilm
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suárez
8
TABLA 2: OPERACIONALIZACIÓN DE LA VARIABLE DEPENDIENTE
Tipo de variable
Variable Subvariable Definicion Etapa Instrumento de medición
Dependientes Queso freso,Fermento Probiotico
Grasa Se caracteriza por estar compuesta por ácidos grasos y glicerina.
Recepcion, Almacenamiento
Norma INEN 64 y lactisheck
Humedad Cantidad de agua que se encuentra presente en un sólido.
Almacenamiento Estufa
pH:inicial,durante el proceso y final
Medida de la acidez o alcalinidad de una solución.
Recepcion, Almacenamiento
pHmetro
Temperatura Es una magnitud física que refleja la cantidad de calor.
Pasteurizacion, incubación e inoculación
Termometro
Acidez:inicial,durante el proceso y final
Propiedad que indica si una solución acuosa es acida o básica.
Recepcion, inoculación
Buretra
Tiempo Magnitud obtenida por la diferencia entre dos estados temporales o dos instantes.
Incubacion, almacenamiento
Cronometro
conteo probotico Es un adjetivo que se aplica a ciertos microorganismos presentes en la flora intestinal. El término
Almacenamiento Agar MRS
Coliformes totales / E. coli Aceptabilidad de un producto alimenticio
basada en ausencia de microorganismo
Almacenamiento Petrifilm
Mohos y Levaduras Almacenamiento Petriffilm
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suárez
9
CAPÍTULO II
2. MARCO TEÓRICO
2.1 CABRA
Es un animal de pequeña talla, con cuernos arqueados, muy ágil y
adaptado a saltar y escalar. Su distribución es amplia y se encuentra en
todo el mundo, principalmente en las zonas montañosas.
La cabra es criada por su leche (usada frecuentemente en la producción de
quesos) carne, piel y pelo.
Hay gran cantidad de razas caprinas, las más conocidas entre ellas son:
alpina, sanen, angora, cachemira, cabra enana, anglo-nubiana, bóer, entre
otras.
2.1.1 RAZA ANGLO-NUBIAN
Esta raza se originó en Inglaterra al cruzar cabras inglesas con cabras
orientales con orejas caídas que provenían de lugares como Egipto, India,
Abisinia y Nubia (ver tabla 3). Es una raza de doble propósito usada para
carne y leche con producciones entre 700-900 kilos de leche por lactancia
y con un alto porcentaje de materia grasa (4,5%). Esta raza es una de las
más grandes y pesadas, llegando los machos a pesar 140 kilos, es de
carácter dócil, apacible, tranquilo y familiar. Se adapta bien a condiciones
de calor y es muy usada en regiones tropicales para aumentar la
producción de carne y leche de las razas locales (UNIVERSIDAD
CATOLICA, 2001).
10
TABLA 3: CARACTERÍSTICAS DE LA RAZA ANGLO-NUBIAN
Raza Anglo-Nubian
País de origen Inglaterra
Perfil facial Convexo
Color Crema a negro
Peso del macho (Kg)A 72
Peso de la hembra (Kg)A 60
Natalidad B 1.8
Producción de leche (kg) 732
Días de lactancia 305
Proteína % 3.7
Grasa % 4.8
Peso del cabrito (Kg)C 10 – 12
Reproducción No estacional
Aptitud Carne – leche
Clima Tropical subhúmedo, templado
Sistema idóneo Extensivo, intensivo
A=peso en edad adulta
B=número de cabritos por parto
C=peso a los 30 días de nacido
Fuente: (Gonzalez, 2009).
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
2.1.2 POBLACIÓN MUNDIAL CAPRINA
De una población mundial de 996, 120,851 de cabras Asia y África tienen
el 59.7 y 34.6%, respectivamente; el continente americano tiene el 3.6% de
la población mundial y Oceanía es el continente que menos cabras tiene
(0.4%) (ver figura 1).
De los 35, 996,320 de cabras existentes (en 2012) en el continente
americano, casi la mitad se concentra en México y Brasil, los principales
productores; Argentina tiene el 12% de la población de cabras del
continente (ver figura 2). (ARELLANO GONZALEZ , 2013).
11
Figura 1: Inventario mundial caprino por continente, 2012
FIGURA 2: PRINCIPALES PAÍSES DE AMÉRICA EN POBLACIÓN CAPRINA, 2012
Fuente: (ARELLANO GONZALEZ , 2013).
2.1.3 POBLACIÓN CAPRINA EN EL ECUADOR
Las primeras cabras en el Ecuador llegaron en el año 1536 y las razas más
predominantes son: anglo-nubia, alpina, francesa, granada, murciana y
Málaga de España localizadas en sectores tropicales, subtropicales, secos
con sistema de crianza. (Ivan chavez, 2013).
En la tabla 4 se muestra el contenido sobre la población caprina en las
diversas regiones del Ecuador en base a una encuesta de superficie y
producción agropecuaria continua en el año 2015 realizada por el instituto
nacional de estadísticas censo INEC, tomando como referencia una
población total de 27102 de cabezas de ganado de caprino.
12
TABLA 4: POBLACIÓN CAPRINA EN REGIONES DEL ECUADOR.
Población caprina Número de cabezas Porcentaje
Número total de cabeza 27102 100
Región Sierra 16210 59.81
Región costa 10088 37.22
Región oriente 804 2.97
Fuente: (INEC, 2015).
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
2.2 LECHE DE CABRA
A nivel mundial, la leche de cabra es consumida principalmente como un
fluido sin que medie una trasformación de la misma en otros derivados
lácteos, razón por la cual sus características primitivas son muy importantes
a nivel nutricional. Se ha estimado que existen más personas en el planeta
que consumen leche de cabra, que las que consumen cualquier otro tipo
de leche.
Más allá de sus posibilidades económicas y de su uso para llenar las
necesidades nutricionales, la leche de cabra posee cualidades que la hacen
apropiadas para niños, adultos y madres que amamantan, entre las que se
puede citar sus propiedades nutracéuticas y anti alergénicas.
En niños que presentan mal nutrición por mala alimentación o lactancia
deficiente, la leche de cabra ha demostrado ser un sustituto superior de la
leche de vaca. (CHACÓN VILLALOBOS, 2005).
2.2.1 HISTORIA
La cabra probablemente fue el primer rumiante en ser domesticado, hace
aproximadamente 7000 años en las montañas del Zagreb, entre las
fronteras de Irán e Irak. Desde la más remota antigüedad, la cabra ha
aportado al humano carne y leche para alimentarse, piel y pelo para
confeccionar su vestimenta, e incluso inspiración poética y religiosa. En la
literatura antigua del Medio Oriente y Europa son frecuentes las referencias
a las cabras asociadas con objetos de culto; así, entre los griegos, Amaltea
fue la cabra nodriza de Zeus. La cubierta del tabernáculo se tejió con pelo
de cabra en recuerdo de la aparición de Yahveh a Moisés en el monte Sinaí,
13
acompañada de rayos y truenos. La cabra pertenece a la tribu Caprini de
la familia Bovide, del sub orden Ruminantia (Gonzalez, 2009).
2.2.2 PRODUCCIÓN MUNDIAL DE LA LECHE
La mayoría de las cabras lecheras se encuentran en los países en
desarrollo, los programas de mejoramiento se concentran en Europa y
América del Norte (ver tabla 5). La selección genética de las cabras
lecheras ha dado lugar a aumentos considerables de los rendimientos y a
períodos de lactancia más prolongados. Por consiguiente, las razas de
cabras lecheras especializadas utilizadas en los países desarrollados
tienen un mayor potencial genético para la producción de leche que las
razas utilizadas en los países en desarrollo. En los últimos decenios, las
razas especializadas se han exportado a muchos países en desarrollo y se
han cruzado con las razas locales en un intento por mejorar la producción
de leche (FAO, 2016).
TABLA 5: PRODUCTORES MUNDIALES DE LECHE CAPRINA
Fuente: (ARELLANO GONZALEZ , 2013).
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
Países con mayor producción de leche de cabra, 2012 (toneladas)
PAIS TONELADA
India 4850000
Bangladesh 2608000
Sudan (ex) 1532000
Pakistán 779000
Mali 715000
Francia 624016
Somalia 500000
España 443625
Grecia 407000
Turquía 369429
Níger 288974
Indonesia 282000
China, Continental 275000
Mexico 155636
Brasil 150000
Otros 1634935
14
2.2.3 PRODUCCIÓN DE LECHE CAPRINA EN EL ECUADOR
Aunque en Ecuador es desconocida la valiosa propiedad de la leche de
cabra existen empresas que han decidido emprender el reto e iniciar la
actividad de producción de la leche de cabra con tecnología de punta para
garantizar calidad e higiene a los consumidores. En el Ecuador existe una
producción aproximada de 3000 toneladas de leche caprina por año
(FAOSTAT, 2013).
2.2.4 COMPOSICIÓN DE LA LECHE DE CABRA Y ASPECTOS NUTRICIONALES La composición nutricional de la leche caprina difiere de las otras especies
y se caracteriza por sus altos tenores de grasa y proteína, así como por su
mayor digestibilidad. El conocimiento de los componentes de la leche de
cabra es fundamental para el desarrollo de la industria caprina, ya que
finalmente de la calidad nutricional que tenga el producto, dependerán en
gran medida el rendimiento, la productividad y la aceptación por parte del
consumidor.
La composición de la leche de cabra es diferente a la del ganado ovino,
bovino y a la leche humana (ver tabla 6).
TABLA 6: COMPOSICIÓN PROMEDIO DE LOS NUTRIENTES BÁSICOS DE LA LECHE
DE CABRA, VACA, OVEJA Y HUMANA
Composición promedio de los nutrientes básicos de la leche de cabra, vaca, oveja y humana
Composición cabra oveja Vaca Humana
Grasa % 3.8 7.9 3.6 4
Solidos no grasos % 8.9 12 9 8.9
Lactosa % 4.1 4.9 4.7 6.9
Proteína% 3.4 6.2 3.2 1.2
Caseína% 2.4 4.2 2.6 0.4
Albumina, globulina % 0.6 1 0.6 0.7
N no proteico % 0.4 0.8 0.2 0.5
Cenizas 0.8 0.9 0.7 0.3
Calorías/100ml 70 105 69 68
Fuente: (Oswaldo Bedoya Mejía, 2012).
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
15
2.2.5 GRASAS
Uno de los aspectos de su composición más interesantes ligados a la leche
de cabra, es el que se refiere a la naturaleza de su grasa. La leche de cabra
presenta una grasa cuyo contenido en los llamados triglicéridos de cadena
media (MCT), triglicéridos formados por ácidos grasos cuya cadena
carbonada tiene entre 6 y 14 átomos de carbono, alcanzan normalmente,
un porcentaje mayor de 30%, a diferencia de la leche de vaca que no
alcanza de estos compuestos más del 20%. Estos MCT muestran un
interés particular desde incluso un punto de vista terapéutico, a causa de
su utilidad en determinadas enfermedades metabólicas.
En efecto los MCT se caracterizan por seguir en el organismo una vía de
utilización metabólica distinta de los triglicéridos de cadena larga, ya que
los ácidos grasos libres derivados de su hidrolisis, pueden ser absorbidos
sin reesterificación, pasando directamente al sistema porta, siendo de esa
manera transportados al hígado y tejidos periféricos. Su bajo peso
molecular e hidrosolubilidad, facilitan la acción de las enzimas digestivos,
haciendo que su hidrolisis sea más rápida y completa que la de los
triglicéridos de cadena larga y, a diferencia de estos, la digestión de los
MCT comienza a producirse en el estómago, ya que la lipasa gástrica,
prácticamente sin acción sobre los triglicéridos de cadena larga, inicia la
hidrolisis de los MCT, la que será completada por la li[asa pancreática, a
un ritmo cinco veces superior a la hidrolisis de los triglicéridos de cadena
larga. (Cevallos, 2007).
2.2.6 PROTEÍNAS
Unos de los componentes de la leche de cualquier especie más importante
desde el punto de vista nutritivo son la protenias. Como componentes de la
proteína láctea existen seis productos genéticos de la glándula mamaria de
carácter mayoritario: αs1-CN, αs2-CN, β-CN, las k-Caseínas, β-
lactoglobulina y α-lactoalbuminas todos los cuáles exhiben poliformismo
genético, puesto que son productos de genes autosomales, alelicos y
codominantes. En relación con la leche cabra existe un poliformismo
genético ligado a la composición de su proteína en razón de la presencia
en mayor o menor cantidad, o incluso ausencia de la αs1-CN, aspecto de
singular interés, ya que es capaz de determinar la calidad tecnológica de
esta leche, así como clases diferentes: nivel nulo (O), ausencia total de αs1-
CN, niveles bajos (F, D), niveles altos (A, B, C) e intermedios (E).
16
Los aspectos de composición y comportamiento tecnológico más
importante ligados a la presencia de αs1-CN en la leche de cabra, son:
Mayor contenido de solidos totales.
Mayor contenido de proteínas.
Mayor contenido de caseínas.
Mayor rendimiento de queso.
Mayor tiempo de coagulación.
Mayor resistencia de calor.
Mayor firmeza del coagulo a los 30 minutos.
Mayor valor de pH. (Cevallos, 2007).
2.2.7 LACTOSA
Al mismo tiempo, la leche de cabra contiene una menor proporción de
lactosa que la de la vaca, aproximadamente un 1 % menos, “pero al tener
mayor digestibilidad puede ser tolerada por algunos individuos con
intolerancia a este azúcar de la leche”. (Granada, 2011).
2.2.8 VITAMINAS Y MINERALES
El contenido de vitaminas y minerales de leche de cabra y leche de vaca
es semejante pero la leche de cabra contiene 13 por ciento más calcio, 47
por ciento más vitamina A (responsable de su coloración más blanca), 134
por ciento más potasio, y tres veces más ácido nicotínico. Es también
cuatro veces más altas en cobre. La leche de la cabra contiene también 27
por ciento más del selenio. Sin embargo, la leche de la vaca contiene cinco
veces más de vitamina B-12 respecto a la leche de cabra y diez veces más
de ácido de fólico.
En las siguientes tablas (Tablas 7 y 8) podemos observar su composición
de vitaminas y minerales.
17
TABLA 7: COMPOSICIÓN DE VITAMINAS EN LA LECHE DE CABRA
Vitaminas Leche de cabra
Vitamina A (I.U.) 191
Vitamina D (I.U) 2.3
Tiamina (mg) 0.05
Rivoflavina (mg) 0.12
Ácido Nicotínico (mg) 0.2
Ácido Pantoténico (mg) -
Vitamina B6 (mg) 0.001
Ácido Fólico (mcg) 0.2
Biotina (mcg) 1.5
Vitamina B12 (mcg) 0.002
Vitamina C (mg) 2
Fuente: (capraispana, 2015).
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
TABLA 8: COMPOSICIÓN DE MINERALES EN LA LECHE DE CABRA
Minerales Leche de cabra
Calcio (mg) 130
Fosforo (mg) 159
Magnesio (mg) 16
Potasio (mg) 181
Sodio (mg) 41
Hierro (mg) 0.05
Cobre (mg) 0.04
Yodo (mg) 0 Magnesio (mg) 8
Zinc (mg) 0
Fuente: (capraispana, 2015)
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
2.2.9 CENIZAS
Es el producto resultante de la incineración de los sólidos totales de la leche
mediante procedimientos normalizados. (INEN, 1984).
18
2.2.10 SOLIDOS TOTALES
Es el producto resultante de la desecación de la leche mediante
procedimientos normales. (INEN, 1984).
2.3 MICROFLORA INTESTINAL
A lo largo del tracto digestivo se puede encontrar diversos microorganismos
en diferentes proporciones. El conteo de bacterias en el contenido gástrico
y el intestino delgado alcanza valores de 103-104 organismos/g como
máximo, a causa del pH bajo por la secreción de jugos pancreáticos y la
bilis, además del paso acelerado de los alimentos. Por el contrario, el
intestino grueso es un ecosistema numerosamente por diversos
microorganismos, con colonias que llegan a 1011-1012 organismos/g.
Principalmente se albergan en el colon, y se puede encontrar en su mayoría
bacterias, casi todas anaerobias, pero también virus y levaduras, que se
han adaptado a la vida en las superficies mucosas o en la luz del intestino,
Aquí, el transito del alimento es lento, permitiendo que los microorganismo
tengan el tiempo para fermentar los sustratos disponibles que provienen de
la dieta y de su paso a través de otros órganos, y así proliferar. (Concepcion
Aguilera, 2008).
2.3.1 FUNCIONES DE LA MICROFLORA INTESTINAL
El papel principal de la microflora intestinal es la recuperación de energía a
partir de la fermentación de los carbohidratos que no han sido digeridos en
los órganos digestivos anteriores al intestino grueso. Los principales
sustratos que se fermentan son los almidones que logran llegar al colon,
así como carbohidratos no digeribles, tales como la celulosa, hemicelulosa,
pectinas y gomas. Se fermentan carbohidratos como oligosacáridos no
digeribles, algunos azucares y alcoholes. Además, proteínas y aminoácidos
como elastina, colágeno y albumina, pueden favorecer el crecimiento de
las colonias bacterianas. (Zambrano, 2010).
19
2.4 LOS PROBIÓTICOS
Los probióticos son microorganismos vivos (bacterias u hongos) que se
encuentran en sus intestinos. Probióticos similares están disponibles en
algunos alimentos y suplementos dietéticos. Los probióticos son a veces
llamados microorganismos "buenos" o "saludables". Se cree que estos
ayudan a mantener saludable al aparato digestivo y limitan el crecimiento
de bacterias "malas" o "dañinas" (FamilyDoctor, 2015).
Nuestro sistema digestivo está colonizado por toda una serie de bacterias
que forman un grupo complejo llamado microbiota intestinal. Estas
bacterias viven en simbiosis con nuestro intestino en un delicado equilibrio,
que puede verse afectado por la alimentación, el estrés, las enfermedades,
o algunos medicamentos. Los probióticos están destinados a mejorar la
población de bacterias beneficiosas intestinales que se encuentran en el
intestino, ya que promueven su desarrollo. Al crecer en el intestino y
adherirse a la mucosa intestinal, evitan que otras bacterias dañinas se
implanten y ejerzan sus funciones negativas, actuando como una barrera
que evita la colonización del intestino por gérmenes patógenos (Bernácer,
2016).
2.4.1 HISTORIA
El término probiótico es una palabra relativamente nueva que significa “a
favor de la vida” y actualmente se utiliza para designar las bacterias que
tienen efectos beneficiosos para los seres humanos y los animales. La
observación original de la función positiva desempeñada por algunas
bacterias se atribuye a Eli Metchnikoff, ruso galardonado con el premio
Nobel por sus trabajos en el Instituto Pasteur a comienzos del siglo pasado,
que afirmó que "la dependencia de los microbios intestinales con respecto
a los alimentos hace posible adoptar medidas para modificar la flora de
nuestro organismo y sustituir los microbios nocivos por microbios útiles"
(Araya, 2006).
2.4.2 EFECTO QUE LOS PROBIÓTICOS TIENEN EN LA SALUD
Estimulación de la respuesta inmunitaria.
20
Mejora el equilibrio de la microflora intestinal tanto inocua como patógena;
mientras se encuentre en un adecuado balance, no se manifiesta efectos
patógenos.
Mejora en la digestión de la lactosa gracias a que o lactobacilos y
bifidobacterias poseen una actividad enzimática (lactosa) que permite la
digestión del azúcar, así mejora también la tolerancia a este componente
de la leche atenuando los síntomas que provoca.
Disminución de sustancias cancerígenas que se producen en el colon.
Como ejemplo, las bifidobacterias pueden desdoblar las nitrosaminas que
proviene de nitritos contenidos en alimentos, y los lactobacilos reducen la
biotransformación de las sales biliares, cuyo producto genera cáncer de
colon.
Tratamiento en patologías gastrointestinales y terapia antibiótica
controlando Rotavirus, clostridium difficile, ulceras causadas por
helicobacter pylori, Actúan mediante la competencia por nutrientes y
espacio, acidificando el colon o produciendo sustancias antibióticas activas
frente a estos patógenos, que impiden la multiplicación de patógenos y la
producción de sus toxinas.
Reducción del colesterol por tres vías: utilizan el colesterol del intestino
disminuyendo la adsorción, aumentan la excreción de sales biliares, o
produciendo ácidos grasos volátiles en el colon que interfieren en el
metabolismo de los lípidos en el hígado (Hui, 2007).
2.4.3 MICRORGANISMOS PROBIÓTICOS
La mayoría de los microorganismos probióticos para uso en humanos se
hallan dentro del grupo de las bacterias lácticas, del género Lactobacillus,
Streptococcus y Bifidobacterium. Los lactobscilus son una población
dominante en el intestino delgado, mientras que las Bifidobacterias lo son
en el colon (Victoria, 2004).
Un tema muy importante en el ambiento de los alimentos funcionales
probióticos es el de la viabilidad de los microorganismos durante su tránsito
por el tracto digestivo. Este se ve afectado por sus condiciones de baja
acidez, el tiempo de exposición al pH acido de la mucosa gastrointestinal y
a la acción de sales biliares. Es por esto que al escoger un microorganismo
probiótico para ser añadido en un alimento, requiere pasar por ciertas
pruebas, entre las cuales están: resistencia a la acidez gástrica y sales
biliares, adherencia al mucus y células epiteliales, habilidad para reducir la
adhesión de la flora competitiva, actividad antimicrobiana que favorezca el
21
desplazamiento de patógenos y, por último, la capacidad para hidrolizar las
sales biliares (Luz Castro, 2006).
Los microorganismos que no son parte de la flora intestinal normal y solo
están de transito por el intestino como por ejemplo Lactobacillus bulgaricus,
aunque tengan potencia probiotico, tienen dificultades en la colonización, y
van desapareciendo cuando se suspende la ingesta; por el contrario, los
propios como el lactobacillus acidophilus o lactobacillus casei, permanecen
y se reproducen en el intestino, colonizando de manera permanente una
vez suministrada (Victoria, 2004) (Gomez, 2003).
En la tabla 9 se pueden apreciar las especies de microorganismos más
utilizados con fines funcionales. También se resumen algunos de los
beneficios, propios de cada bacteria, que confieren al individuo consumidor,
todos con respaldos científicos.
22
TABLA 9: PRINCIPALES MICROORGANISMOS UTILIZADOS COMO PROBIÓTICOS Y SU EFECTO SOBRE EL CONSUMIDOR
Fuente: (Y. Sanz, 2003).
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
Genero Especie Efecto
Lactobacillus
Acidophilus
Reducción de la diarrea asociada con antibióticos inhibición de las bacterias patógenas,actividad antimicrobiana contra clostridium sporodenes. Adherencia a células
intestinales humanas.
casei Shirota Reducción de la diarrea por Rotavirus.Tratamiento contra cáncer.
Disminución de actividad enzimática de las heces fecales.
Paracasei Actividad antimicrobiana contra S aureus.
Plantarum Reducción de los síntomas del colon irritable. Reducción del colesterol LDL.
rhamnosus GG Reduccion de la diarrea por Rotavirus. Inmunomodulacion. Reduccion de la inflamación
por colon irritable. Tratamiento y prevención de las alergias
Bifidobacterium
Breve Reducción de los sintomas del colon irritable.
Bifidum Reduce la duración de la diarrea. Aumento de la respuesta inmune.
Longum Reducción de los síntomas del colon irritable. Inhibición de E. coli.
Lactis Tratamiento de la alergia. Modulación de la respuesta inmune. Reducción de la diarrea por Rotavirus y de la incidencia de la diarrea del viajero.
OTROS
Saccharomyces
Boulardii
Prevención de diarrea asociada con antibióticos y diarrea del viajero. Reduction de la inflammation por colon irritable
23
2.4.4 VIABILIDAD DE MICROORGANISMOS PROBIÓTICOS
Por esta razón la viabilidad de probióticos representa un parámetro clave
para el desarrollo de los alimentos funcionales (aquellos que además de
destacarse por sus cualidades nutricionales, aportan beneficios adicionales
para la salud) en que se implican, porque para ello la cantidad de células
requeridas para producir beneficios terapéuticos debe encontrase entre
106 a 109 viables por gramo de alimento es aceptado según la Norma INEN
y puede variar en función de la cepa. Se menciona que existen factores
responsables de la pérdida de la viabilidad de los microorganismos
probióticos como: acidez del producto, ácido producido durante el periodo
de almacenamiento en refrigeración, nivel de oxígeno en el producto,
permeabilidad del oxígeno a través del envasado, sensibilidad a sustancias
antimicrobianas producidas por bacterias del yogur, y carencia de
nutrientes en la leche (Dave & Shah, 1997).
Por lo tanto, las bacterias que van a ser empleadas en la alimentación como
probióticas deben ser seleccionadas en base a una serie de requisitos que
deben cumplir de acuerdo a la guía para la evaluación sistemática de
probióticos en alimentos publicada en el año 2002 por la FAO en conjunto
con la OMS (Cándida, 2009) y entre ellas tenemos las pruebas in vitro:
2.4.4.1 RESISTENCIA A MEDIOS ÁCIDOS
Se refiere a la supervivencia que posee la bacteria probiótica a la acidez
gástrica durante su paso a través de un alimento por el estómago, cual se
encuentra a un pH de 2,5 debido a las secreciones de jugos gástricos como
medio de defensa a la mayoría de microorganismos ingeridos, donde la
simulación en vitro de la cepa aislada en caldo MRS, se realiza ajustándola
en un pH de 2 o 3 con ácido clorhídrico al 0,1 N, y al finalizar se hace el
respectivo contaje celular a tiempo cero y a las tres horas
24
El porcentaje de resistencia de las cepas a pH ácido fue calculado por la
siguiente ecuación:
% R a pH = Log [(UFC/ml) MRS pH 3,0] X 100
Log (UFC/ml) MRS pH 6,5
Es decir, la fracción representada entre el total de células viables después
de los tratamientos y el número inicial de microorganismos inoculadas.
2.4.4.2 RESISTENCIA EN CONCENTRACIÓN 3% DE SALES BILIARES
Se refiere a su supervivencia de los probióticos a los efectos de los ácidos
biliares que son sintetizados en el hígado a partir del colesterol y secretados
por la vesícula biliar hacia el duodeno, realizada a través del aislamiento de
la cepa probiótica en caldo MRS y a 3% de bilis de buey deshidratada, al
finalizar se hace el respectivo contaje celular] a tiempo cero y a las tres
horas.
Para calcular el porcentaje de resistencia de las cepas a bilis bovina
resolveremos la siguiente ecuación:
% R bilis= Log [(UFC/ml) MRS + 0,3 % de bilis] X 100
Log (UFC/ml) MRS pH 6,5
A continuación, en la tabla 10 se muestran los porcentajes de supervivencia
de algunas cepas probióticas de lactobacillus a través de dos pruebas
gástricas simuladas in vitro:
25
TABLA 10: TOLERANCIA O CRECIMIENTO DE LOS LACTOBACILOS A PH 3 Y 3 %
DE BILIS
Cepa % sobrevivencia a
pH 3 % sobrevivencia a
3 % de bilis
L.plantarum 1 64,3 35,0
L.plantarum 4 83,3 40,0
L.plantarum 20 93,4 100a,0
L.plantarum 37 36,4 100a,0
L.plantarum 50 91,0 100a,0
L.plantarum 58 0,4 100a,0
L.paracasei ssp paracasei 23
91,7 100a,0
L.paracasei ssp paracasei 90
44,0 100a,0
L.pentosus 67 8,7 100a,0
L.brevis 11 3,6 100a,0
A: crecimiento bacteriano en las condiciones ensayadas
Fuente: (Cándida, 2009).
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
2.5 LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS
La especie Lactobacillus acidophilus o thermobacterium intestinale es una
de las más conocidas y estudiadas del genero lactobacillus (ver tabla 11).
Es una bacteria comensal que habita normalmente en el ser humano, a lo
largo del tracto digestivo y en la vagina, sin causar enfermedad. Es un
microaerofilo homofermentativo pues produce exclusivamente ácido láctico
y peróxido de hidrogeno. En la industria láctea se lo utiliza para la
fabricación de leche y yogur acidofilos. Este producto es consumido por
individuos que padecen intolerancia a la lactosa, afección que la padecen
cerca del 75% de la población mundial. El nombre del microorganismo esta
dado debido a que es una de las bacterias que pueden crecer en pH bajo,
es decir ácido (de un pH de 3 a 4,5), y se desarrolla a temperatura óptima
de 45ºC. También absorbe la lactosa y metaboliza formando ácido láctico,
esta bacteria puede ser eliminada por calor, humedad, o luz solar directa.
(Zambrano, 2010).
26
TABLA 11: CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA DE LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS
Dominio Bacteria
Filum Firmicutes
Clase Bacilli
Orden Lactobacillales
Familia Lactobacillaceae
Genero Lactobacillus
Especie L. acidophilus
Fuente: (Zambrano, 2010).
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
2.5.1 HISTORIA
El lactobacillus acidophilus fue descubierto en el 1900 por Ernst Moro. El
Dr. Moro era un pediatra que estudió cuidadosamente pacientes niños,
teniendo un montón de tiempo para investigar trastornos gastrointestinales.
Él también tenía una mano en el importante descubrimiento de Escherichia
coli (E. coli), que es una bacteria muy dañina. Si no fuera por el
descubrimiento del médico austriaco de la bacteria L. acidophilus, no
entenderíamos actualmente esta especie homofermentativas y sus efectos
positivos que puede tener hacia los seres humanos y otros mamíferos
(Herbwisdon, 2016).
2.5.2 BENEFICIOS DEL LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS
El Lactobacillus Acidophilus es una bacteria "amiga" para nuestro
organismo que lo que hace es ayudar a digerir la comida, absorber
nutrientes y luchar contra otras bacterias enemigas, las cuales pueden
provocarnos varios tipos de malestar intestinal que pueden traducirse en
dolores recurrentes de estómago, gases o fuertes ardores.
Algunos de los beneficios Del Lactobacillus Acidophilus son:
Protege el estómago.
No existen conflictos si se toma con otras vitaminas o minerales.
Ayuda a descomponer las toxinas.
Ayuda a producir la Vitamina B y Vitamina K.
27
Ayuda a mantener la presión arterial en su nivel más óptimo.
Aumenta nuestra absorción de calcio.
Reduce la intolerancia a la lactosa, algo muy positivo ya
que actualmente hay muchas personas padecen intolerancia a la
lactosa.
Ayuda a prevenir la diarrea producida por algunos antibióticos.
(Nutrimi, 2015).
2.6 QUESO
Es un alimento con un gran valor nutricional, que se constituye como un
alimento importante en la dieta del hombre. Actualmente, el queso es uno
de los productos lácteos que más se consumen en todo el mundo, así como
del que mayor cantidad de variedades se conocen. La elaboración de
queso generalmente involucra la concentración de la grasa y caseína de la
leche por la coagulación enzimática. (Cordoba, 2008).
2.6.1 HISTORIA
Los primeros quesos de cabra datan de 7000 años antes de Cristo, cuando
el hombre prehistórico se hace sedentario. Por tanto, sería el ancestro de
todos los quesos. A lo largo de la civilización greco-romana, la cabra se
adaptó bien a los paisajes áridos de la cuenca mediterránea. Nómadas, las
cabras llegan al sur de la Galia, mucho antes que los romanos.
Cuando Charles Martel detiene a los Moros en Poitiers, muchos de ellos se
quedan y continúan con la cría de sus cabras.
En la Edad Media, los quesos de cabra servían de moneda de cambio y
alimentaban a los peregrinos en los caminos de Santiago de Compostela.
(Eurial, 2016).
2.6.2 PRODUCCIÓN MUNDIAL DE QUESO FRESCO DE CABRA
La producción mundial de queso de hechos con leche de vaca, es de 10
millones de toneladas anuales y una cantidad equivalente corresponde a
quesos de leche ovina y caprina, muy difundidos en muchos países. Los
EE.UU. encabezan la nómina de productores, con el 20% del total mundial.
(Ortiz & Chacha, 2006).
28
2.6.3 PRODUCCIÓN DE QUESO FRESCO DE CABRA EN ECUADOR
Según el servicio de asesoría al exportador (SAE) en el ecuador se exporta
aproximadamente 366.14 toneladas de queso fresco de cabra no siendo
tan representativo ya que la producción de leche de cabra se acerca a las
3000 toneladas y es distribuida en varios tipos de consumo como leche
condensada, yogurt y queso crema. (SAE, 2013)
2.6.4 CARACTERÍSTICAS DEL QUESO FRESCO DE CABRA
El queso de cabra suele tener un sabor más acido que el resto de quesos,
fruto de su mayor contenido en ácidos grasos caproico, caprico y caprilico.
Pueden ser tiernos, curados o semicurados. Las formas de los quesos son
muy variadas, (redondos, cuadrados, cilíndricos, etc.). Suelen ser más
cremosos y más blandos que los quesos de vaca. La combinación de leche
de vaca y leche de cabra convierte a este queso en mantecoso y suave. La
leche de vaca proporciona la suavidad, mientras que la leche de cabra les
otorga su mayor contenido en grasa que los hace más cremosos. Su sabor
es fuerte, al igual que su olor, dado que desprenden un aroma típico de
cabra. (Botanical, 2016)
2.6.5 COMPOSICIÓN DEL QUESO FRESCO DE CABRA
Entre los principales componentes de la leche, encontramos agua, hidratos
de carbono (lactosa), lípidos (MG, materia grasa), proteínas, sales
minerales, vitaminas, ácidos orgánicos, enzimas, gases y flora microbiana.
Los valores medios de los componentes químicos pertenecientes a las
leches de las especies vaca, oveja, cabra y búfala figuran en la tabla 12
sobre la composición química de las leches de las distintas especies
lecheras en 100 g de leche.
29
TABLA 12: COMPARACIÓN DE LA COMPOSICIÓN DE QUESOS FRESCOS
componentes (g) vaca oveja cabra Búfala
Agua 87.70 81,69 87,1 82,9
Lactosa 4,7 7,27 4,6 4,7
Lípidos 3,6 7,51 4,3 7,5
Sust. Nitro 3,3 5,62 3.30 4,8
Caseínas 2,7 4,3 2,47 3,84
Prot.del suero 0,42 1,06 0,56 n/d
Nitrógeno no proteico 0,18 0,27 0,27 n/d
Sales minerals 0,7 0,91 0,7 0,81
Vitaminas trazas trazas trazas Trazas
Enzimas trazas trazas trazas Trazas
Gas disuelto (%vol.) 5 n/d n/d n/d
Extracto seco 12,3 18,31 12,9 17,8
Fuente: (Ministerio de la agricultuta, 2016)
Elaborado: Atilio Escobar y Juliana Suarez
2.6.6 NUTRIENTES PRESENTES EN EL QUESO DE CABRA
El queso de cabra aporta muchos nutrientes como son los siguientes:
Triptófano
Fósforo
Riboflavina o vitamina B2 (que juega un papel importante en la
producción de energía del cuerpo).
Potasio (ayuda a prevenir la presión arterial alta y protege contra la
arteriosclerosis).
La leche de cabra puede contener un 25 por ciento más vitamina B-
6 que la de vaca.
El porcentaje de vitamina A es 47% más alto en la leche de cabra.
Tiene tres veces más niacina y cuatro veces más cobre.
La leche de cabra contiene también un 27 por ciento más de selenio
antioxidante que la leche de vaca. (andalucía, 2016).
30
2.6.7 CONTENIDO DE GRASAS
Los quesos son alimentos fuente de proteínas de origen animal y, además,
poseen importante cantidad de calcio, un mineral que no puede faltar en la
dieta diaria, pero si no escogemos adecuadamente, los quesos también
pueden aportar mucha grasa, por eso, a continuación de mostramos estos
alimentos agrupados según su contenido de grasa. Por cada 100 gramos
de queso podemos clasificar en desnatados a aquellos que poseen menos
de 10% de grasa, en magros a aquellos que tienen entre 10 y 24,9% de
grasa, en semigrasos a aquellos que tienen entre 25 y 29,9% de lípidos en
su composición y a los que poseen más de un 30% de grasa los
consideraremos grasos ver tabla 13.
TABLA 13: CLASIFICACIÓN DE QUESOS SEGÚN SU CONTENIDO DE GRASA
% Grasa Variedades de queso
<10% Requeson, queso para untar desnatado, queso tipo petit
10-24,9%
Camembert, queso bolo, cheddar, queso de cabra fresco, queso fresco,
mozarella, queso de burgos
25-29,9% Queso azul, queso manchego, gouda, queso brie, parmesano
>30%
Queso curado, gruyere, gorgonzola, roquefort, queso de cabrales, queso
idiazábal, queso de tetilla, queso para untar
Fuente: (Gottau, 2011).
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
2.6.7 CONTENIDO DE PROTEÍNAS
Dado que el interés de la leche de cabra, radica esencialmente, en que
constituye una leche industrial, que se deriva en su mayor parte a la
industria de transformación, especialmente para la fabricación de queso,
las proteínas más interesantes resultan ser las caseínas, proteínas
coagulables, que determinan el rendimiento de fabricación indicado y, por
tanto, la calidad de la leche en cuestión. (Cevallos, 2007).
31
2.6.8 CONTENIDO DE HUMEDAD
Los quesos frescos tienen un alto contenido en humedad y no han sufrido
un proceso de maduración, por lo que suelen tener sabor a leche fresca o
leche acidificada. Su consistencia suele ser pastosa y su color banco.
(Conocimientos, 2013).
Según el instituto ecuatoriano de normalización, la norma general para
quesos frescos no madurados clasifica a los quesos por su contenido de
humedad.
A continuación, podemos observar en la tabla 14 la clasificación según el
tipo o clases de queso fresco.
TABLA 14: TIPOS O CLASES DE QUESOS SEGÚN SU CONTENIDO DE HUMEDAD
Tipo o clase % de humedad
Semiduro duro 55
Duro 40
Semiblando 65
Blando 80
Fuente: (INEN63, 1974).
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
32
CAPÍTULO III
3. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
3.1 TIPOS DE ENFOQUES METODOLÓGICOS
Nuestra investigación está basada a un enfoque de tipo cuantitativo,
probando la hipótesis planteada a través de la recolección y análisis de los
datos medidos a lo largo de nuestro estudio apoyándose en herramientas
estadísticas y numéricas que a su vez está ligada a ser cualitativa al
apoyarse en la aceptabilidad de la persona al degustar el producto final.
La investigación de nuestro trabajo de titulación se realizará en cuatro
etapas definidas; la primera consistirá en la caracterización y control de la
materia prima a través de pruebas fisicoquímicas y microbiológicas,
además de la determinación de sus características sensoriales.
Luego a la aprobación de las propiedades fisicoquímicas iniciales de la
leche se llevó a un proceso de fermentación láctica a una concentración
recomendada de bacterias inoculadas realizado por Natasha Suescum y
Carolyn Loor en su proyecto de titulación de la facultad de Ingeniería
Química de la Universidad de Guayaquil sobre la viabilidad de las bacterias
probióticas: L. Acidophilus, en leche descremada de cabra a través de su
recuento en placa y las variables de acidez y pH.
Posteriormente se procederá a la elaboración del queso fresco probiótico
agregando las bacterias inoculadas en leche descremada de cabra.
Finalmente se realizaron análisis del producto obtenido, que comprenden
en ensayos: fisicoquímicos, microbiológicos, competencia y viabilidad y la
elaboración de un panel sensorial basado en herramientas estadísticas
para comprobar su aceptación.
33
3.1.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
Nuestro trabajo se realizó bajo dos diseños de investigación:
Investigación Documental
A través de la recopilación de diferentes documentos y fuentes
bibliográficas como inicios de la investigación de nuestro proyecto de
titulación.
Investigación Experimental
Por medio del control de las variables del estudio experimental en el
laboratorio para la posterior obtención de los resultados y conclusiones.
3.2 ENFOQUE CUALITATIVO
3.2.1 MÉTODOS Y TÉCNICAS
Conjunto de procedimientos para el desarrollo experimental que permita
cumplir con los objetivos planteados
3.2.2 MÉTODOS DE ANÁLISIS
En las tablas 15, 16 y 17 se muestra los requisitos fisicoquímicos y
microbiológicos que deben cumplir la materia prima y producto final con
su respectiva Norma o método empleado.
34
TABLA 15: REQUISITOS FISICOQUÍMICOS Y MICROBIOLÓGICOS PARA LECHES
FERMENTADAS
Fuente: INEN 2623
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
TABLA 16: REQUISITOS FISICOQUÍMICOS Y MICROBIOLÓGICOS PARA QUESOS
FRESCOS
Fuente: INEN 2623
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
Requisitos Norma /Método
Densidad INEN 11 Grasa INEN 12
Acidez Titulable INEN 13 Solidos Totales Formula de Richmond
Recuento de Salmonella AOAC 967.25 Recuento de Coliformes y E. Coli AOAC 991.14
Recuento de Mohos y Levaduras AOAC 997.02
Requisitos Norma/Método
Humedad INEN 63
Grasa INEN 64
Recuento de Enterobacteriaceae NTE INEN 1529-13
Recuento de Coliformes y E. Coli AOAC 991.14
Recuento de Mohos y levaduras AOAC 997.02
35
TABLA 17: PARÁMETROS DE CONTROL FISICOQUÍMICO PARA LECHE DE CABRA
REALIZADOS EN LA EMPRESA PRIVADA (TONI S.A)
Prueba o ensayo Método de ensayo
Densidad relativa a 20°C. INEN 11
Ph Potenciómetro
Acidez láctica INEN 13
Sólidos Totales INEN 14
Punto de congelación INEN 15
Proteínas INEN 16
Grasa INEN 12
Tiempo de reductase INEN 018
Prueba de alcohol INEN 1500
Conservantes INEN 1500
Adulterantes INEN 1500
Neutralizantes INEN 1500
Fuente: INEN 2623 y empresa privada (TONI S.A)
3.3 CALIDAD DEL PRODUCTO
En esta investigación garantiza al producto obtenido calidad, cumpliendo
con las normativas nacionales vigentes Norma técnica ecuatoriana (NTE
INEN 2395:2011-07) para leche fermentada y (NTE INEN 1528:2012)
para quesos frescos no madurados. Esta norma aplica a los productos
procesados que se expenden para consumo directo con la finalidad de
prevenir los riesgos para salud y la vida de las personas así evitar
prácticas que puedan inducir a error o engaño al consumidor.
Se realizaron análisis microbiológico y análisis físico químico para
demostrar que el producto está cumpliendo con lo establecido dentro de
esta norma durante su tiempo de vida útil recomendado de 21 días a
partir de su elaboración y almacenamiento.
36
3.4 EXPERIMENTACIÓN
En esta investigación se realizará 4 pruebas experimentales en las cuales
varia la cantidad de enzima (cuajo) y el pH.
3.4.1 DISEÑO EXPERIMENTAL
El diseño experimental que se usara en esta investigación implicara 2
niveles, la primera conllevara la variación de concentración de la enzima
mediante revisión bibliográfica y ficha técnica del producto empleado: 0,5–
1–1,5–2%, con la muestra que se obtuvo mayor rendimiento se le agregara
el inóculo en concentración 1:9 con los BAL del yogur y el L. acidóphilus
donde se alcanzara un pH 6 – 5,6.
3.4.1.1 PRUEBAS PRELIMINARES
RECEPCIÓN Y CONTROL DE LA MATERIA PRIMA
La leche se la obtuvo por medio de la Finca Young Living, dedicada a la
producción lechera y extracción de aceites esenciales, la misma que está
ubicada en el cantón Chungón de la provincia Guayas. La materia prima
fue transportada en un recipiente de acero inoxidable a temperatura
adecuada hasta su almacenamiento en el instituto de investigaciones de
la Universidad de Guayaquil. Las muestras recibidas fueron analizadas
durante cuatro meses (marzo-junio).
ANÁLISIS
En el laboratorio del instituto de investigaciones de la Universidad de
Guayaquil se hizo la medición de la leche de cabra en litros;
inmediatamente se procedió con la toma de una muestra de 500 ml de
materia prima, a continuación, se realizaron los análisis básicos
requeridos para la leche cruda: densidad, acidez Titulable, grasa, sólidos
totales verificando la temperatura al momento del análisis mediante el
método de lacticheck y las normativas INEN con ayuda de la empresa
Toni S.A ver (Anexo 1 y 2).
37
3.4.2 MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTACIÓN
A continuación, se presentan los materiales, equipos e instrumentación
empleados durante la etapa experimental de este proyecto de titulación,
los mismos que se encuentran en el Instituto de investigación y tecnología
(FIQ).
Equipos:
Para determinación de densidad
Stomacher
Calentador
Lacticheck
Para determinación de Contenido de Grasa
Centrífuga
Baño María
Rallo
Para determinación de contenido de humedad
Estufa
Balanza analítica
Desecador
Para elaboración de queso probiótico.
Balanza
Sellador al vacío
Para recuento de Enterobactereaceae, Coliformes Totales / E. Coli,
Mohos y Levaduras
Balanza
Stomacher
Autoclave
Estufa/ Incubadora
Contador de Colonias
Para recuento de Bacterias: Lactobacillus Bulgaricus y
streptococcus thermophilus y Bacteria Probiótica: Lactobacillus
Acidophilus
Balanza
38
Stomacher
Autoclave
Estufa / Incubadora
Contador de Colonias
Baño María termorregulador
PH metro
Prueba Viabilidad: tolerancia a ácido y tolerancia a bilis
Balanza
Autoclave
Estufa / Incubadora
Contador de Colonias
Baño María termorregulador
PH metro
Materiales:
Para determinación de densidad
Leche entera de Cabra
Probeta graduada de 500 ml
Para determinación de Contenido de Grasa
Leche entera de cabra
Butirómetro Gerber
Dos Pipetas Aforada de 1 ml
Dos Pipetas Aforada de 10 ml
Ácido Sulfúrico
Alcohol Amílico
Agua Destilado
Para determinación de contenido de humedad
Capsula de porcelana
Varilla de vidrio
Arena silícea
Para determinación de Acidez Titulable
Leche entera de Cabra
Fenolftaleína
Solución de Hidróxido de Sodio 0.1 N
39
Vaso de precipitación de 100 ml
Bureta
Pipeta de 10 ml
Para la elaboración del queso fresco probiótico
Moldes
Liencillo
Recipiente de aluminio
Espátulas
Cuajo
Sal
Para recuento de Enterobacteriaceae, Coliformes Totales / E. Coli,
Mohos y Levaduras
Leche entera de Cabra Cruda o Pasteurizada
Queso con probioticos.
Solución de agua de Peptona 0,1%
Petrifilm correspondiente a cada microorganismo
Alcohol
Agua destilada
Fundas para análisis microbiológicos esterilizadas
Probeta de 500 ml
Vidrio reloj
Espátulas esterilizadas
Tubos graduados con 9 ml
Matraz Aforado de 1000 ml
Pipetas de 1 y 10 ml
Algodón
Fósforos
Para recuento de Bacterias: Lactobacillus Bulgaricus y
streptococcus thermophilus y Bacteria Probiótica: Lactobacillus
Acidophilus
Queso con probioticos
Placas de Petri de 100 mm de diámetro
Probeta de 500 ml
Matraz Aforado de 1000 ml
Pipetas de 1 y 10 ml
Fundas para análisis microbiológicos esterilizadas
40
Láminas portaobjetos.
Espátulas estériles
Tubos graduados con 9ml
Algodón
Fósforos
Instrumentación:
Para determinación de densidad
Termo-lactodensímetro
Para determinación de Contenido de Grasa
Termómetro
Para elaboración de queso probiótico
Termómetro
Para recuento de Enterobacteriaceae, Coliformes Totales / E. Coli,
Mohos y Levaduras
Cronómetro
Para recuento de Bacterias: Lactobacillus Bulgaricus y
streptococcus thermophilus y Bacteria Probiótica: Lactobacillus
Acidophilus
Cronómetro
3.5 DISEÑO Y DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
RECEPCIÓN
La leche se debe recibir en rangos de temperatura de 4 a 10 ºC y
proviene de cabras sanas y limpias.
FILTRACIÓN
Mediante un método físico se procede a filtrar la leche para eliminar las
impurezas que puede existir en la leche al momento del ordeño.
41
PASTEURIZACIÓN
Una vez determinada la calidad de la leche entera y descremada de cabra
de raza Anglo Nubia, se procedió a la pasteurización de la misma, mediante
calentamiento de la materia prima con circulación de agua caliente,
manteniendo la agitación constante evitando que la caseína se precipite al
fondo del recipiente, controlando la temperatura hasta llegar a 65 º C,
entonces mantenerla por 30 minutos, con el fin de reducir la carga
microbiana como: levaduras, mohos y bacterias.
ENFRIAMIENTO
La leche de cabra pasteurizada recibió un choque térmico por circulación
de agua refrigerada; hasta alcanzar la temperatura de 4ºC evitando así la
proliferación de bacterias dañinas.
INOCULACIÓN DE CULTIVOS INICIADORES
Para la preparación del cultivo madre o inoculo se procede a colocar la
leche descremada de cabra a 43 ºC procedemos a agregar 1 g de cultivo
liofilizado L. Acidophilus y 1 gramo de S. termófilus / L. bulgaricus, en la
incubadora, para controlar el crecimiento de los cultivos iniciadores se
controla cada 30 minutos y se colectaron muestras de 20 ml, de leche de
cabra de cada tratamiento en vasos de precipitación, en seguida se
determinó la acidez titulable y PH, esta valoración se repitió cada 30
minutos
COAGULACIÓN
Procedemos a agregarle el cultivo iniciador a cinco litros de leche entera de
cabra, se le adiciona la enzima hasta alcanzar una temperatura óptima para
evitar la dureza del coagulo lo agitamos durante 1 minuto y se deja reposar
durante 45 minutos.
CORTE Y DESUERADO
Después de los 45 minutos de haber actuado la enzima se procede a
realizar el corte y desuerado del mismo en forma de cubo de 1 cm, se deja
reposar durante 15 minutos hasta que expulse el suero.
42
SALADO
Separamos el suero de la cuajada manualmente con la ayuda de un colador
y procedemos a agregar la sal de mesa mezclando hasta obtener
homogeneidad en toda la cuajada.
MOLDEADO Y PRENSADO
Al terminar el proceso de salado, la cuajada se coloca en moldes redondos
elaborados en PVC con perforaciones, colocando una tela de liencillo hasta
que se drene el lacto suero que se encuentra en el coágulo.
Luego del moldeado se procede a someter la cuajada a prensado en los
moldes.
EMPAQUE Y ALMACENAMIENTO
Para el almacenamiento del queso se cubre con un film plástico sellado al
vacío para prevenir cualquier tipo de contaminación microbiano. Se debe
almacenar a una temperatura de 4 ºC ±2, especialmente los que contienen
microorganismos para garantizar su supervivencia y estabilidad del mismo.
3.6 INGENIERÍA DE PROCESO
Durante la elaboración del queso se aplicó la metodología descrita a
continuación en el diagrama de flujo
43
3.6.1 DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO.
Descenso de pH
4.7
Suero
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
Pasteurización de leche descremada
Calentamiento (T=62-65 °C; 30 min)
Estabilización
Inoculación: Adición de cultivo
L. acidophilus (T=43°C)
A
Inoculacion
Inoculacion
Inoculación: Adición de cultivo
ST / L. bulg. (T=43°C)
Refrigeración y estabilización
temperatura (4-8 °C)
Pasteurización de leche entera
Calentamiento (T=62-65 °C; 30 min)
Enfriamient0 (T=7 °C)
Refrigeración (4-8 °C)
Coagulación
Temperatura (38°C; 40-45min)
Moldeo
Corte la cuajada
Desuerado
Prensado
Almacenamiento
Recepción de leche cruda entera y descremada
Tratamiento térmico
Calentamiento (T=62-65 °C; 30min)
Enfriamiento (T=45 °C)
Salado 2.2%
Inoculación: Adición de cultivos iniciadores de
L. acidophilus y ST/L. bulg. en cocultivo.(T=43°C)
44
Preparación del cultivo iniciador o inóculo
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez.
Almacenamiento. t= 10°C
Toma de muestras de leche
descremada pasteurizada. Muestras de 200mL.
Tratamiento térmico. T= 62-65 °C; 30 minutos.
Adición de L.
Acidophilus
Adición de ST. / L.
bulg.
T= 43°C T= 43°C
T= 43°C Incubación Incubación T= 43°C
Mediciones de pH cada 30 minutos
hasta alcanzar pH= 4.70
45
CAPÍTULO IV
4. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS.
4.1 BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA.
4.1.1 BALANCE DE MATERIA.
Recepción de materia prima
Calculo de la masa de leche entera de cabra:
V leche = 5000 cm3 (5 L) m leche = leche x V leche
Leche= 1,033 g/cm3 m leche = (1,033 g/cm3) (5 000 cm3)
Pasteurización de la materia prima a 65 °C durante 30 minutos.
5165 g de
leche
5165 g de
leche Recepción
Pasteurización 5165 g de
leche 5154,70 g de
leche
0,2 % evaporada
m leche= 5165 g
10,30 g de leche
E = S
46
Masa leche total = m leche evaporada + m leche pasteurizada
m leche Pasteurizada = 5165 g leche – 0,002 (5165 g leche)
Análisis de control de la materia prima
Cálculo de Volumen necesario de leche para elaborar cultivos Starters:
Relación 1:9 = (2.5% de Cultivo + 22,5% de cultivo de bacteria probiótica
lactobacillus acidophilus).
V de cultivo L. acidophilus = 5000 cm3 (0,225) = 1125 cm3 de leche
V de cultivo tradicional yogurt = 5000 cm3 (0,025) = 125 cm3 de leche
Elaboración de cultivos Madres o Starters
Cálculo de la masa de leche destinada para cultivo L. acidophilus:
m leche = leche x V leche
m leche = (1,033 g/cm3) (1125cm3)
m leche pasteurizada = 5154,70 g
Volumen total de leche a inocular (Vtli)= 1800 cm3
Cultivo L.
acidophilus
6 gr de cultivo Liofilizado
1162.125 g
de leche
m leche=1162,125
g
1168.125 g de
leche + cultivo
47
Cálculo de la masa de leche destinada para cultivo tradicional del yogurt:
m leche = leche x V leche
m leche = (1,033 g/cm3) (125 cm3)
Incubación de los cultivos Madres o Starters
Tratamiento térmico a leche a inocular 65°C durante 30 minutos
E = S
Cultivo tradicional
del yogurt
1,5 g de cultivo
Liofilizado
129,125 g
de leche
130,625 g
de leche
m leche= 129,125 g
Cultivo L.
acidophilus
1162,125 g de
leche + cultivo
1162,125 g de
leche cultivada
Cultivo tradicional
del yogurt
129,125 g de
leche + cultivo
129,125 g de
leche cultivada
Tratamiento
térmico
1859,4 g de
leche
1855.68 g
de leche
0,2 % evaporada
3,72 g de leche
E = S
48
masa leche para inocular = m leche evaporada + m leche con
tratamiento
m leche con tratamiento = 1859,4 g de leche– 0,002 (1859,4 g leche)
Cálculo de masa total de leche para el proceso:
m leche = leche x V leche
m leche = (1,033 g/cm3) (1250 cm3)
Balance de materia del queso
36.6 g de Sal
E = S
4806.25 g de
lactosuero
m leche con tratamiento térmico = 1855,68 g
E = S
m leche= 1291.25 g
Queso 5165 g de
leche
1291.25 g de cultivo
1650 g de
cuajada
Mezclado 1650 g de
cuajada
1686.6 g de
Queso
49
Masa de queso
Masa de queso = cuajada + sal
Masa de queso = 1650 g de cuajada + 36.6 g de sal
Calculo de la masa total de queso
Masa total de queso = Masa de queso – masa de suero
Masa total de queso = 1686.6 g de queso – (0.04) 1686.6 g queso
Rendimiento del queso
Peso total = Peso de leche entera + Peso de leche inoculada + sal
Peso total = 5165 g + 1291.25 g + 36.6 g
1686.6 g de
Queso
4% de suero no
recuperado
67.5 g de suero
1619.1 g de
queso Prensado
E = S
Masa total de queso = 1619.1 g
Masa de queso = 1686.6 g de queso
Peso total = 6492.85 g
50
Rendimiento del queso = Peso del queso x 100
Peso total
Rendimiento del queso = 1619.1 g x 100
6492.85 g
4.1.2 BALANCE DE ENERGÍA
Cantidad de vapor necesario para elevar la temperatura de la leche
desde 4 °C a 65 °C.
En pasteurización de la leche entera cruda de cabra
Q ganado = Q leche Cp leche = 0,916 Kcal/ Kg °C (A. Barderas)
Q perdido= Q vapor m leche = 5,165 Kg
HV = 646 Kcal/ Kg y Hl = 120,3 Kcal/ Kg, cuyas lecturas se realizaron en
steam tables a temperatura de 100 °C.
Q leche = Q vapor
m leche x Cp leche x Δ T = m vapor x (HV—Hl)
𝐦 𝐯𝐚𝐩𝐨𝐫 = 5,165 𝐾𝑔 𝑥 0,916
KcalKg °C 𝑥 (65 − 4)°C
(646 − 120,3) Kcal/ Kg
m vapor = 0,7289 Kg
Rendimiento del queso = 24.94 %
51
En tratamiento térmico de la leche pasteurizada entera de cabra a
inocular.
m leche = 1,855 Kg
Q leche = Q vapor
m leche x Cp leche x Δ T = m vapor x (HV—Hl)
𝐦 𝐯𝐚𝐩𝐨𝐫 = 1,855𝐾𝑔 𝑥 0,916
KcalKg °C 𝑥 (65 − 4)°C
(646 − 120,3) Kcal/ Kg
Cantidad de agua necesaria para reducir la temperatura de la leche de
65 °C a la temperatura de crecimiento de cada bacteria.
Enfriamiento de leche para cultivo madre de L. acidophilus.
Q ganado = Q H2O Fría Cp leche = 0,916 Kcal/ Kg °C
Q perdido= Q leche caliente Cp H2O = 1 Kcal/ Kg °C
m leche = (1125 cm3) (1,033 g / cm3) = 1162,125 g x 1 𝐾𝑔
1000 𝑔
m leche = 1,162 Kg
Q H2O Fría = Q leche caliente
m H2O x Cp H2O x Δ T = m leche x Cp leche x Δ T
𝐦 𝐇𝟐𝐎 = 1,162𝐾𝑔 𝑥 0,916
KcalKg °C 𝑥 (65 − 43)°C
1KcalKg °C 𝑥 (43 − 4)°C
m vapor = 0,1971 Kg
52
Enfriamiento de leche para cultivo madre tradicional de yogurt
m leche = (125 cm3) (1,033 g / cm3 ) = 129.125 g x 1 𝐾𝑔
1000 𝑔
m leche = 0,1291 Kg
Q H2O Fría = Q leche caliente
m H2O x Cp H2O x Δ T = m leche x Cp leche x Δ T
𝐦 𝐇𝟐𝐎 = 0,1291 𝐾𝑔 𝑥 0,916
KcalKg °C 𝑥 (65 − 43)°C
1KcalKg °C 𝑥 (43 − 4)°C
4.2 ANÁLISIS Y DISCUSIÓN
4.2.1 CALIDAD DE LA LECHE ENTERA PASTEURIZADA DE CABRA
La materia prima previamente pasteurizada fue sometida a control de calidad en los laboratorios de la industria láctea TONI S.A (Anexo 1 y 2) para los cuales se siguió la norma INEN 2623, para leche entera pasteurizada de cabra. Se evaluaron los parámetros promedios de 4 controles fisicoquímico citados en la norma antes mencionada como los son: porcentaje de grasas, sólidos no grasos, densidad, punto crioscopico, y proteínas empleando el método rápido con el equipo Lacticheck.
m H20 = 0,600 Kg
m H20 = 0,0667 Kg
53
TABLA 18: PROMEDIO DE ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS DE MATERIA PRIMA
DURANTE 4 MESES
Parámetros N Lacticheck Toni INEN 2623
MIN MAX
GRASA %(fracción de masa)
4 5,7 5,53 3,50 -
SNG %(fracción de masa)
4 9,18 9,81 8,25 -
DENSIDAD 4 1.028 1.033 1,03 1,04
PTO. DE CONGELACION
(mC)
4 -557 -576 - 53
PROTEÍNA %(fracción de masa)
4 4 4,12 3,40 3,7
Fuente: Lacticheck e industria lácteas Toni S.A
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
En la tabla 18 se presenta los resultados de los análisis fisicoquímicos
realizados en los meses de marzo-junio cumpliendo en su mayoría con la
normativa en ambos métodos como el lacticheck y los usados en los
laboratorios de industrias lácteas Toni S.A donde no encontramos
diferencias significativas en los cinco controles realizados, como
observación tenemos que en el porcentaje de proteínas no cumple con lo
establecido con la norma INEN 2623 ya que observamos un mayor
contenido de proteínas pasando el máximo permitido que es 3,7% y nuestra
leche con un valor mayor a 4%, pero se la encuentra beneficiosa ya que se
considera un alimento proteico.
4.2.2 ENSAYOS EXPERIMENTALES PRELIMINARES DEL PROCESO
Después de los análisis fisicoquímicos realizados a nuestra materia prima
se procedió a pasteurizar por lote sometiéndola a un tratamiento térmico de
65°C por 30 minutos establecido en la norma INEN 2623 con el fin de
reducir los agentes patógenos. En las tablas 19 y 20 observamos los
resultados de los análisis microbiológicos promedios realizados durante los
4 meses, obteniendo así un resultado con el 100% de reducción por muerte
térmica.
54
TABLA 19: ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DE LA LECHE ENTERA CRUDA Y
PASTEURIZADA DE CABRA
Agentes Patógenos
Leche Cruda
Leche Pasteurizada
% de Reducción por muerte Térmica
Escherichia Coli
13x103 0 100
Coliformes totales
110 x103 0 100
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
TABLA 20: ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DE LA LECHE DESCREMADA CRUDA Y
PASTEURIZADA DE CABRA
Agentes Patógenos
Leche Cruda
Leche Pasteurizada
% de Reducción por muerte Térmica
Escherichia Coli
14x103 0 100
Coliformes totales
151x103 0 100
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
Tras haber llevado un adecuado proceso de pasteurización en nuestra
materia prima se comprobó que a lo largo de la experimentación el número
de microorganismos vivos reduce en un 100% la muerte térmica de
microorganismos patógenos.
4.2.3 PROCESO DE INOCULACIÓN
Luego de analizar las propiedades fisicoquímicas y microbiológicas de la
leche garantizando la inocuidad de nuestro alimento se procedió a la
elaboración de los cultivos iniciadores. Para el proceso de inoculación se
emplea leche descremada de cabra. En las tablas 21 y 22 se presentan las
dosificaciones empleadas para la preparación de cultivos tanto de L.
Bulgaricus / S. Termophilus y L. acidophilus. Y a continuación las gráficas
1 y 2 representan un promedio del descenso de pH tanto para las muestras
NCB (Bulg/ ST) y NC (L. acidophilus) respectivamente.
55
TABLA 21: DATOS PARA LA INOCULACIÓN DE L. BULGARICUS/ S. TERMOPHILUS
Temperatura de incubación 43°C
Dosificación 1.5g
Muestras NCB
Vol. Total de muestras 200ml
Tiempo de inoculación 1h30min
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
GRÁFICA 1: DESCENSO DE PH PROMEDIO VS TIEMPO EN INOCULACIÓN DE L. BULGARICUS/ S. TERMOPHILUS.
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
En el grafico 1 podemos observar el descenso de pH generado por la
producción de ácido láctico que permite alcanzar un pH de 4,7 el cual
servirá de cultivo iniciador para la elaboración de nuestro queso probiótico.
Empleando el mismo procedimiento para la inoculación del BAL del yogur,
se activó el L. acidophilus tomando en consideración las siguientes
condiciones de trabajo.
6,1
5,53
5,16
4,7
0 30 60 90
pH
Tiempo
Descenso de pH promedio vs Tiempo
BULG/ST
56
TABLA 22: DATOS PARA LA INOCULACIÓN DE L. ACIDOPHILUS
Temperatura de incubación 43°C
Dosificación 1.0g
Muestras NCB
Vol. Total de muestras 200ml
Tiempo de inoculación 2h30min
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
GRÁFICA 2: DESCENSO DE PH PROMEDIO VS TIEMPO EN INOCULACIÓN DE L. ACIDOPHILUS.
Elaborado: Atilio Escobar y Juliana Suarez
Como podemos observar en la gráfica 2 en la relación con la gráfica 1, los
tiempos de descenso del pH varían en función de cada bacteria
notándose que el tiempo de inoculación para BAL del yogur es 1h30
mientras que en la inoculación del L. acidophilus es 2h30.
4.2.4 ELABORACIÓN DE QUESO FRESCO PROBIÓTICO
Luego preparar los cultivos iniciadores procedemos a la elaboración de
nuestro queso fresco probiótico, añadiendo este a una cantidad de 5lt leche
entera pasteurizada para el proceso y seguiremos el protocolo establecido
en nuestra investigación.
6,11
5,73
5,355,1
4,88 4,78 4,68
0 30 60 90 120 135 150
pH
Tiempo
Descenso de pH promedio vs Tiempo
Acidophilus
57
COAGULACIÓN
En este proceso se estableció como variante la cantidad de enzima
utilizada para el proceso de coagulación para obtener la dosis indicada y
alcanzar un mejor rendimiento en la elaboración de nuestro queso fresco
antes de agregar nuestros cultivos iniciadores.
TABLA 23: VARIACIÓN DE ENZIMA (CUAJO) EN EL PROCESO DE COAGULACIÓN
Cantidad de cuajo (ml)
Cantidad de leche
(g)
Peso del queso
(g)
Rendimiento %
0.5
5165
967 18,72
1 1131 21,89
1.5 1290 24,97
2 1500 29,04
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
En la tabla 23 podemos observar que la dosis indicada para los 5 litros de leche es de 2 ml de enzima (cuajo) porque obtuvimos un mayor rendimiento en relación de peso del queso que obtuvimos sin agregar el cultivo madre.
Luego de haber determinado la dosis de enzima con la cual obtuvimos el mejor rendimiento se procede a coagular nuestra leche entera de cabra con el cultivo madre para la preparación de nuestro queso fresco de probiótico.
TABLA 24: RENDIMIENTOS CON DOSIS OPTIMA DE ENZIMA EN LA LECHE DEL
PROCESO PARA ELABORACIÓN DEL QUESO FRESCO PROBIÓTICO
Muestras (replicas)
Cantidad de cuajo
(ml)
Cantidad de leche para el proceso (g)
Peso del queso (g)
Rendimiento %
1
2 6456,25
1575.7 24,26
2 1600.3 24,64
3 1619.1 24,94
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
Podemos observar en la tabla 24 los rendimientos obtenidos mediante
nuestra investigación en la elaboración de nuestro queso fresco probiótico
que no existe diferencia superior al 1% en los rendimientos que oscila entre
el 24 y 25%. El tiempo de proceso que se considera para esta prueba la
58
cual fue efectuada por triplicado es de 45 minutos, antes de realizar el corte
y desuerado.
CORTE Y DESUERADO
Luego de pasar por el proceso de coagulación y al transcurrir el tiempo de
45 minutos se realiza el corte. Este proceso se llevó acabo manualmente
con una espátula esterilizada en el cual se rompe la cuajada en granos con
un tamaño que depende del tipo de queso que deseamos elaborar. Para
nuestro queso fresco se deben realizar cortes de 1 a 2 cm lo más
homogénea posible. El corte es un paso fundamental para la elaboración
de nuestro queso ya que mientras más fino sea, tendrá menor contenido
de humedad, el desuerado será más intenso y nuestro queso será duro. Al
realizar el corte nos ayuda a expulsar el suero por aumento de la superficie
y así poder separar ambas fases. El tiempo de desuerado q fue empleado
en esta investigación es de aproximadamente 15 minutos.
SALADO
Luego de separar las dos fases, la cuajada se procede a salar por adición
directa de cloruro de sodio en concentración del 2,2% para nuestro queso
de cabra probiótico. Según los requisitos fisicoquímicos de la normativa
INEN 2622 para quesos frescos de cabras se establece un porcentaje
máximo de cloruro de sodio del 4% en función al peso de la cuajada.
TABLA 25: CONCENTRACIÓN DE CLORURO DE SODIO EN QUESO FRESCO DE
CABRA
Muestras Peso de cuajada
(g)
Cantidad de sal 2.17%
Peso del queso (g)
INEN 2622 Máximo %
1 1607.6 35.6 1643,2
4 2 1631.6 36.2 1667.8
3 1650.0 36.6 1686.6
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
En la tabla 25 podemos observar el proceso de adición de sal el que se
efectúo por triplicado, para todos los casos la cantidad de sal empleada
para la elaboración de nuestro queso fresco de cabra, es de 2.2% la cual
59
se emplea en base al peso de nuestra cuajada que obtenemos luego de
haber separado el suero.
MOLDEADO Y PRENSADO
En esta etapa de la elaboración del queso se procede a dar forma a nuestra
cuajada mediante moldes y con ayuda de una tela para poder filtrar el suero
restante al ejercer un prensado mediante presión manual. En este proceso
tenemos una segunda perdida de suero, aunque no es significativa en
respecto al proceso de desuerado, y que no se podrá recuperar para la
elaboración de un subproducto como lo es el queso ricotta a partir del suero
resultante de nuestro queso.
TABLA 26: PORCENTAJE DE SUERO NO RECUPERADO EN PRENSADO
Muestras Peso sin
prensar (g) % de suero no
recuperado Peso del suero (g)
Peso total del queso fresco
(g)
1 1686.6
4
67.5 1619.1*
2 1667.8 67.5 1600.3
3 1643,2 67.5 1575.7
Nota: El resultado señalado con un * representa la muestra con mayor
rendimiento.
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
En la tabla 26 podemos observar la cantidad de suero que no se recupera
pasa a ser desechada y no se considera para otro tipo de derivados lácteos.
Como el proceso de prensado fue manual solo se consideró el porcentaje
de perdida en el queso con mayor rendimiento, por la diferencia de la
cuajada con el peso final de nuestro queso, observando q tuvimos una
pérdida del 4%.
60
EMPAQUE Y ALMACENAMIENTO
Para el empaque de nuestro queso fresco de cabra probiótico fue de gran
consideración el usar un film plástico y sellar al vacío para así conservar y
prolongar su vida útil siendo esto uno de los objetivos principales de nuestro
proyecto de titulación, limita el desarrollo de los microorganismos que
causan su descomposición y evita el deterioro químico de tipo oxidativo y
enzimático que provoca la presencia de oxígeno. Se debe almacenar a una
temperatura de 4ºC ±2, especialmente los que contienen microorganismos
probióticos para garantizar su supervivencia y estabilidad del mismo. Luego
se procederá a realizar el conteo de probiótico y la vida útil después de un
día de almacenamiento de nuestro queso fresco de cabra para garantizar
la inocuidad de nuestro alimento y su consumo.
4.2.5 RESULTADOS DE CONTEO DE MICROORGANISMOS PROBIÓTICOS EN EL QUESO FRESCO DE CABRA
Luego de haber almacenado durante un día a 4 ºC nuestro queso fresco de
cabra se procede a realizar el conteo de microorganismos probióticos para
certificar que nuestro alimento elaborado en el proyecto de titulación es
considerado probiótico. Los resultados del conteo de bacterias en el
producto terminado con Lactobacillus acidophilus en las concentraciones
de co-cultivo con las BAL de yogur de 1:9, fueron efectuados bajo el método
De Man Rogosaand Sharpe en los Laboratorios AVVE (ANEXO 5) los
cuales cumplen con los requisitos establecidos en la normativa INEN 2395.
TABLA 27: CONTEO DE MICROORGANISMOS PROBIÓTICOS EN EL QUESO FRESCO
DE CABRA.
Parámetros Unidad Resultados INEN 2395 Requisitos
MIN
Método de referencia
Bacterias probióticas
UFC/g 1.7 x 1010 106 DE MAN,
ROGOSAAND SHARPE
Fuente: Laboratorios AVVE
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
61
Los resultados obtenidos nos indica que la concentración en 1:9 de
Lactobacillus acidophilus en co-cultivo con las BAL de yogur cumplen con
lo establecido de la normativa INEN 2395 (ver tabla 27). Podemos observar
que nuestro queso fresco de cabra es considerado un alimento probiótico
superando el mínimo indicado en la norma antes mencionada.
4.2.6 CARACTERIZACIÓN Y ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS DEL QUESO FRESCO DE CABRA PROBIÓTICO
Para caracterizar nuestro queso se realizó dos análisis fisicoquímicos que
nos ayudaran a determinar qué tipo de queso obtendríamos bajo las
normativas general para quesos frescos no madurados INEN 1528 y así
comprobar que cumplen con lo establecido para su consumo y
comercialización. Los análisis fueron realizados en el laboratorio acreditado
AVVE (Anexo 5) para garantizar con exactitud los resultados obtenidos.
TABLA 28: RESULTADOS ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS DEL QUESO FRESCO DE
CABRA PROBIÓTICO
Parámetros Unidad Resultados Incertidumbre INEN 1528 Requisitos MIN - MAX
Método de
referencia
Humedad g% 57,04 ±1,14 - 65 INEN 63
Grasa exp Extracto
Seco g% 32,67 ± 0,33 20 - INEN 64
Fuente: Laboratorios AVVE
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
En la tabla 28 podemos observar los resultados de los dos análisis
realizados a nuestro queso fresco que son; contenido de humedad y grasa.
Teniendo como método de referencia la INEN 63 y 64 en donde podemos
observar que cumplen con los mínimos y máximos permitidos para quesos
frescos no madurados. En el contenido de humedad el resultado fue de
57.04% considerado un queso semiblando según la norma INEN 1528 y en
el contenido de grasa expresado en extracto seco se obtuvo un 32.67% que
es clasificado como un queso semidescremado o bajo en grasas como lo
indica la norma.
62
4.2.7 PRUEBA DE VIABILIDAD
Tolerancia al ácido clorhídrico
Para el análisis de la tolerancia al ácido las muestras en concentración
1:9 se pusieron en contacto a dos diferentes pH y se sembraron en dos
disoluciones para lograr efectuar recuentos de los microorganismos
sobrevivientes. Estos análisis fueron realizados en los laboratorios de
bioquímica de la universidad del Azuay.
TABLA 29: RESULTADO DE TOLERANCIA AL ACIDO
Concentración Numero de
M.O iniciales UFC/g
pH 2 UFC/g
pH 3 UFC/g
% de supervivencia
1:9 1,8x1010 175x101 1600x104 70.24%
Fuente: Universidad del Azuay, Laboratorio de Bioquímica.
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
En la tabla 29 se muestran los resultados del conteo para la concentración 1:9 ajustadas a diferentes pH. Estas muestras de inoculo fueron probadas en medios ajustados a pH 2 y 3 para la elaboración del queso probiótico con un porcentaje de células viables en cantidades cercanas al 71% de supervivencia. De acuerdo al resultado este microorganismo presenta alta tolerancia y esto califica al producto como un producto probiótico.
Tolerancia a la bilis
En la prueba de tolerancia a la bilis para la muestra de leche inoculada se utilizó una disolución. Se observó una alta supervivencia de probiótico con logaritmos de hasta 1010 en leche inoculada de cabra.
63
TABLA 30: RESULTADOS PRUEBA DE TOLERANCIA A LA BILIS
Relación de cocultivo
Numero de M.O iniciales
RECUENTO %
supervivencia
1:9 1,8x1010 331x105 73.3%
Fuente: Universidad del Azuay, Laboratorio de Bioquímica.
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
En la tabla 30 se obtuvo un porcentaje de resistencia de las cepas de BAL de hasta el 73.3%. De esta manera, se demostró la capacidad de supervivencia de las bacterias en las sales biliares.
4.2.8 CAPACIDAD DE INHIBICIÓN DE PATÓGENOS
Luego de 48 horas de efectuada la prueba de tolerancia al ácido se evaluó el comportamiento de las cepas probióticas a través de la medición de los halos de inhibición de hasta 10mm. En la tabla 30 el signo + indica que el microorganismo tiene efecto de inhibición frente a los patógenos empleados en la prueba.
TABLA 31: RESULTADOS DE INHIBICIÓN DE PATÓGENOS
Muestra S. Aureus E. Coli Listeria M. Salmonella
1:9 + + + +
Fuente: Universidad del Azuay, Laboratorio de Bioquímica.
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
Se puede apreciar que, en la concentración estudiada, los promedios de los halos de inhibición están por encima de los 10 mm mínimos, siendo esta mayor para S. Aureus (10mm). Esta medición de halos de hasta 10 mm representa a una actividad antagónica positiva ya que el probiótico empleado inhibe el crecimiento de los microorganismos patógenos mencionados en la tabla 31.
64
4.3 RESULTADOS DE ANÁLISIS SENSORIAL
Debido a que la dosificación (1:9) durante el conteo de microorganismos probióticos superaron ampliamente el requisito de la norma INEN 2395, tras analizarse la viabilidad del producto (tolerancia al ácido, tolerancia a la bilis e inhibición de patógenos), se procede a realizar los análisis sensoriales a nuestro queso fresco probiótico de leche de cabra. El análisis sensorial u organoléptico al producto terminado se llevó a cabo el día 19 de septiembre del 2016, un día después de haber procesado el queso fresco probiótico tras su almacenamiento en refrigeración. Dicho análisis contó con dos etapas distintas para cada producto ya que se utilizó una marca comercial de queso de cabra (la pampilla) elaborada en el país. A la marca comercial la asignamos como muestra A y a nuestro queso probiótico como muestra B, en donde en cada una se realizaron tanto el test hedónico como al análisis descriptivo. La evaluación estuvo conformada por 30 estudiantes de ingeniería química, hombres y mujeres de edades entre los 17 y 22 años, en instalaciones climatizadas y de condiciones favorables. Los estudiantes recibieron una capacitación previa (Anexo 4) referente a evaluaciones sensoriales por parte de la directora del proyecto.
TABLA 32: RESULTADOS DE TEST HEDÓNICO DEL ANÁLISIS SENSORIAL.
Muestra N Mínimo Máximo Media D.E Varianza
Queso pampilla
(A)
30 1,00 7,00 5,233 0,858 0,736
Queso probiótico
(B)
30 1,00 7,00 4,867 0,937 0,878
Software empleado: Excel 2016
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
Según los resultados obtenidos en el test hedónico (ver tabla 32) podemos observar como respuesta un promedio de 5,23 para el queso comercial y 4,86 para el queso probiótico elaborado en esta investigación que indica que ambas están en la escala de “Me gusta” (ANEXO 3, 4) por parte de los evaluadores evidenciando así la aceptabilidad de nuestro queso probiótico al no tener una diferencia significativa con una probabilidad del 95% con la marca comercial. Ambos productos fueron evaluados en etapas distintas sin que los consumidores tuviesen conocimiento de su naturaleza.
65
Para el análisis descriptivo las características a evaluar fueron las siguientes: textura, aroma, color, olor característico a queso, olor acido, olor rancio, sabor y grumosidad para ambos quesos.
TABLA 33: RESULTADOS DE TEST DESCRIPTIVO DEL ANÁLISIS SENSORIAL.
Características N Muestra A
(Pampilla)
Muestra B
(Q. Probiótico)
Textura 30 8,3 6,7
Aroma 30 8,1 7,1
Color 30 8,6 7,9
Olor característico al
queso 30 8,1 7,9
Olor acido 30 2,5 2,7
Olor rancio 30 2,1 2,7
Sabor 30 8,4 7,3
Grumosidad 30 2,9 2,9
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
En la tabla 33 observamos que en las características de ambos quesos no
hay muchas diferencias significativas, solo observamos en la textura una
diferencia notable entre el queso comercial y nuestro queso probiótico esto
debido al prensado de nuestro producto que se realiza manualmente. En
este test se hizo una calificación con valores de 1 como mínimo y 10 como
máximo (ANEXO 4) así dando como terminado el análisis sensorial con una
aceptabilidad en sus características organolépticas.
4.4 VIDA ÚTIL
Luego de un día de almacenado, nuestro queso probiótico fue sometido a
varios análisis para la evaluación de la vida útil de este alimento mediante
métodos microbiológicos, toma de pH, olor y seguimiento fotográfico
66
(Anexo 6). En la tabla 34 pueden encontrarse los resultados de la
evaluación al producto terminado que se procesó el 19 de septiembre del
2016, la misma en la que se emplearon petrifilms para inspección de
mohos, levaduras, E. coli y coliformes totales.
TABLA 34: EVALUACIÓN VIDA ÚTIL DE QUESO PROBIÓTICO
t °C Día Muestra Ph Olor E.
Coli
Coli.
totales
Mohos y
Levaduras
4
1 1 5,65 √ - - -
7 2 5,46 √ - - -
14 3 5,28 √ - - -
21 4 5,26 √ - - -
Elaborado por: Atilio Escobar y Juliana Suarez
Nota: "√" significa que el producto no presentaba enranciamiento. Sin
embargo, se fue perdiendo el olor característico del queso. "-" significa
ausencia.
67
GRÁFICA 3: CURVA DE PH DURANTE 21 DÍAS DE ALMACENAMIENTO DEL QUESO
PROBIÓTICO DE LECHE ENTERA DE CABRA.
Podemos observar en la gráfica 3 los resultados obtenidos a lo largo de los
21 días de evaluación un descenso de pH, esto se debe a la presencia de
cultivos lácteos y en consecuencia a la producción de ácido láctico de la
fermentación de la lactosa hasta el día 14 que se empieza a estabilizar el
pH hasta el día 21. A su vez en dicho tiempo se evidenció la pérdida del
olor característico de queso fresco sin que esto significase el
enranciamiento del producto. La ausencia de E. Coli, coliformes totales,
mohos o levaduras se evidenció evaluando nuestro producto al día 1, 7, 14
y 21 de haber sido elaborado, y es así que se establece una vida de útil
para el queso probiótico de leche entera de cabra de 21 días.
5,65
5,46
5,28 5,26
1 7 14 21
ph
Dia
Descenso de pH vs el tiempo
pH
68
CONCLUSIONES
En la determinación del rendimiento del queso de cabra con
probióticos obtuvimos un resultado de 24.94% el cual es aceptable
ya que para este análisis se realizaron variaciones en la cantidad de
enzima hasta obtener la dosis indicada y pH al aumentar la
producción de ácido láctico por medio de los cultivos iniciadores.
Los resultados fisicoquímicos y microbiológicos realizados al queso
de cabra con probióticos determinaron que cumplen con lo
establecido en la norma INEN 1528. En la determinación de
humedad se clasifico al producto como un queso semiblando, en el
contenido de grasa obtuvimos un tipo de queso semidescremado o
bajo en grasas y medio en sal por su contenido de cloruro de sodio.
Los tests sensoriales realizados en la presente investigación
confirmo que el queso de cabra con probióticos posee
características aceptables para el consumidor al igual que el queso
comercial (la Pampilla) empleado en esta investigación para su
comparación con nuestro producto.
En los resultados expuestos para determinar la viabilidad de nuestro
producto pudimos garantizar que el tratamiento recomendado en la
bibliografía fue factible para la ausencia de patógenos que
involucren la inocuidad y el deterioro de la vida útil del producto.
69
RECOMENDACIONES
Para la preparación de los cultivos iniciadores se debe tener en la
incubadora una temperatura de 43°C para que el tiempo de
inoculación sea eficiente.
Se recomienda calibrar el pH-metro con solución de buffer 4, 7 y 10
para obtener una lectura adecuada ya que es un parámetro
importante al momento de inoculación de las bacterias probiótica.
Al momento de pasteurizar la leche no dejar que la temperatura pase
los 65°C durante 30 minutos ya que esto provocaría que la grasa de
la leche se adhiera a las paredes del recipiente.
Para obtener una mejor consistencia al momento de elaborar el
producto final se recomienda utilizar cloruro de calcio.
70
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74
ANEXOS
ANEXO A: ANÁLISIS DE LECHE ENTERA PASTEURIZADA
TONICORP LABORATORIO DE LECHE
INFORME DE ANALISIS DE LECHE DE CABRA
FECHA: Guayaquil, 03 de Junio de 2016.
DATOS
SOLICITADO POR: Ing. María Elena Berrones
MUESTRA LECHE ENTERA PASTEURIZADA
FECHA DE RECEPCION 03/05/2016
FECHA DE ANALISIS 03/06/2016
REQUISITOS RESULTADOS RANGOS DE ACEPTACION
Prueba de estabilidad (alcohol) Positivo
pH 6.58
% Acidez Láctica 16.47°D
Densidad g/ml 1.033
% Proteína 4.12
% Grasa 5.33
% Sólidos Totales 14.81
% Sólidos No grasos 9.81
% Lactosa 4.97
Temperatura de Recepción 5
Antibiótico Betalactámico negativo
Antibiótico Tetraciclínico negativo
Sulfas negativo
Crioscopia 576mC
Células Somáticas N/A
Tiempo de Reductasa 5 HORAS
Adulterantes negativo
Conservantes negativo
Neutralizantes negativo
Color cumple
Olor N/A
Recuento de microorganismos N/A
Atentamente,
Paola Toapanta Taipe.
Analista de Control de Calidad - Laboratorio de Leche.
ANEXO B: ANÁLISIS DE LECHE DESCREMADA PASTEURIZADA
TONICORP LABORATORIO DE LECHE
INFORME DE ANALISIS DE LECHE DE CABRA
FECHA: Guayaquil, 03 de Junio de 2016.
DATOS
SOLICITADO POR: Ing. María Elena Berrones
MUESTRA LECHE DESCREMADA PASTEURIZADA
FECHA DE RECEPCION 03/05/2016
FECHA DE ANALISIS 03/06/2016
REQUISITOS RESULTADOS RANGOS DE ACEPTACION
Prueba de estabilidad (alcohol) Positivo
pH 6.57
% Acidez Láctica 16.56°D
Densidad g/ml 1.037
% Proteína 4.29
% Grasa 0.34
% Sólidos Totales 10.34
% Sólidos No grasos 10.13
% Lactosa 5.07
Temperatura de Recepción 5
Antibiótico Betalactámico Negativo
Antibiótico Tetraciclínico Negativo
Sulfas Negativo
Crioscopia 575mC
Células Somáticas N/A
Tiempo de Reductasa 05H00
Adulterantes Negativo
Conservantes Negativo
Neutralizantes Negativo
Color Cumple
Olor N/A
Recuento de microorganismos N/A
Atentamente,
Paola Toapanta Taipe.
Analista de Control de Calidad - Laboratorio de Leche.
ANEXO C: ESTADÍSTICA DE ANÁLISIS SENSORIAL HEDÓNICO
CALCULO DE LA MEDIA Y SUMATORIA (XI-MEDIA) ².
n muestra A muestra B (xi-media)
A (xi-media)
B (xi-media) ²A (xi-media) ²B
1 7 6 1,7667 1,1333 3,1211 1,2844
2 7 6 1,7667 1,1333 3,1211 1,2844
3 6 6 0,7667 1,1333 0,5878 1,2844
4 6 6 0,7667 1,1333 0,5878 1,2844
5 6 6 0,7667 1,1333 0,5878 1,2844
6 6 6 0,7667 1,1333 0,5878 1,2844
7 6 6 0,7667 1,1333 0,5878 1,2844
8 6 5 0,7667 0,1333 0,5878 0,0178
9 6 5 0,7667 0,1333 0,5878 0,0178
10 6 5 0,7667 0,1333 0,5878 0,0178
11 5 5 -0,2333 0,1333 0,0544 0,0178
12 5 5 -0,2333 0,1333 0,0544 0,0178
13 5 5 -0,2333 0,1333 0,0544 0,0178
14 5 5 -0,2333 0,1333 0,0544 0,0178
15 5 5 -0,2333 0,1333 0,0544 0,0178
16 5 5 -0,2333 0,1333 0,0544 0,0178
17 5 5 -0,2333 0,1333 0,0544 0,0178
18 5 5 -0,2333 0,1333 0,0544 0,0178
19 5 5 -0,2333 0,1333 0,0544 0,0178
20 5 5 -0,2333 0,1333 0,0544 0,0178
21 5 5 -0,2333 0,1333 0,0544 0,0178
22 5 5 -0,2333 0,1333 0,0544 0,0178
23 5 5 -0,2333 0,1333 0,0544 0,0178
24 5 4 -0,2333 -0,8667 0,0544 0,7511
25 5 4 -0,2333 -0,8667 0,0544 0,7511
26 5 4 -0,2333 -0,8667 0,0544 0,7511
27 4 3 -1,2333 -1,8667 1,5211 3,4844
28 4 3 -1,2333 -1,8667 1,5211 3,4844
29 4 3 -1,2333 -1,8667 1,5211 3,4844
30 3 3 -2,2333 -1,8667 4,9878 3,4844
sumatoria 157 146 21,3667 25,4667
media 5,233333333 4,866666667
Resultado varianza y desviación estándar
muestra A
varianza desv. Estand
0,737 0,858
muestra B
varianza desv. Estand
0,878 0,937
ANEXO D: MODELO DE FICHA UTILIZADA EN ANÁLISIS SENSORIAL
TEST DE EVALUACION SENSORIAL
Tipo: Diferencia Nombre: ______________
Método: Comparaciones múltiples Fecha: ____________________
Procedimiento utilizado para la degustación de las muestras en el Análisis
Sensorial
1. Evaluar las 2 muestras y calificar en las fichas entregadas a cada uno de
los jueces.
2. Tomar la primera muestra y colocarla entre las mandíbulas. Ejercer una
ligera fuerza lo más controlada posible para analizar la dureza.
3. En seguida masticar cuatro o cinco veces, colocar la muestra entre el
paladar y la lengua, aspirar aire por la boca y eliminar por la nariz para
evaluar el aroma.
4. Finalmente, tragar la muestra tomando unos segundos para saborear.
Enjuagar la boca con el agua y después de 30 segundos continuar con la segunda
muestra del estudio siguiendo el, mismo procedimiento de la degustación.
Calificar.
Test Hedónico
Puntaje Escala Respuesta de evaluadores
(MUESTRA A)
Respuesta de evaluadores
(MUESTRA B)
7 Me gusta en extremo
6 Me gusta mucho
5 Me gusta
4 Me es indiferente
3 Me disgusta
2 Me disgusta mucho
1 Me disgusta en extremo
El cuadro de características será calificado del 1 al 10 según su
criterio siendo 1 el valor mínimo y 10 el valor máximo.
Ejemplo:
Si al probar el producto usted detecta cierta acidez, pero esta no es muy
fuerte, exprese su respuesta así:
Test descriptivo
Características Muestra A Muestra B
Textura (Dureza)
Aroma (Agradable)
Color (Atractivo)
Olor característico al Queso
Olor ácido
Olor rancio
Sabor (Agradable)
Grumosidad
Anexo E: Análisis Físico-Químico y conteo probiótico de Avve
ANEXO F: EVIDENCIA FOTOGRÁFICA
Preparación de cultivos iniciadores.
Pesado de cultivos liofilizados Adición de cultivos en leche
Adición de cultivos en leche descremada Homogenizado
Elaboración del queso fresco de cabra probiotico
Adicion de enzima (cuajo) Proceso de cuajado
Corte Desuerado
Moldeado Prensado
Sellado al vacío Empaquetado
Análisis microbiológicos
Preparación de diluciones Adición de diluciones en Film
Conteo de E.coli Conteo de enterobacterias
Conteo Mohos y levaduras