![](3D"03Suerodeleche_Alexandramarcatoma_archivos/image017.jpg")
Statistical analysis =
in
the production of unicellular protein from the fermentation of acid whey of
cheese factory
Jessica
Alexandra Marcatoma Tixi.[1]=
, Sonia Lourdes Rodas
Espinoza.[2]=
, Luis Heriberto Márm=
ol
Cuadrado.[3]=
, Paola Andrea Galán Robalino.[4]
Recibido:04-10-2020 / Revisado: 27-10-2020 /Aceptado: 1= 4-11-2020/ Publicado: 05-12-2020
=
Resumen
DOI:=
https://doi.org/10.3=
3262/concienciadigital.v3i4.1.1468
La investigación tuvo como objetivo determinar el rendimiento máxim=
o de
proteína unicelular en función de tres tipos de suero de leche: suero a bas=
e de
queso mozzarella, queso fresco y
requesón, tras un proceso de fermentación que utilizó levaduras del género Kluyveromyces Marxianus en conjunto con la nutrición de minerales como sulfato de amonio,
sulfato monopotásico y magnesio
Palabras
Claves: Suero
de leche, Fermentación, Proteína, Levadura, t de stude=
n,
DBCA
Abstract
The
study aimed to determine the maximum yield of unicellular protein based on
three types of whey: whey based on mozzarella cheese, fresh cheese and cott=
age
cheese, after a fermentation process that uses yeasts of the genus Kluyveromyces Marxianus i=
n conjunction
with the nutrition of minerals such as ammonium sulfate, monopotassium sulf=
ate
and magnesium. Obtaining biomass during fermentation is kept at a temperatu=
re
of 39 ° C and after 72 hours it is possible to maximize the percentage of
unicellular protein in the samples studied. The results obtained by the
Key
Words: Buttermilk, Fermentation, Protein, Yeast, t de
Introducción
En la actual=
idad
la industria láctea se posesiona como uno de los sectores más fructíferos
alrededor de la escala mundial, debido a la producción masiva de leche, des=
de
el punto de vista global la Organización de las Naciones Unidas para la Ali=
mentación
y la Agricultura (FAO) indica que la
producción ha aumentado en más del 59 por ciento, pasando de 530 millones de
toneladas en 1988 a 843 millones de toneladas en 2018, se conoce tambi=
én
según cifras del Banco Mundial que la India es el mayor productor mundial de
leche, con el 22 por ciento de la producción total, seguido por los
Estados Unidos de América, China, Pakistán y Brasil.
Según el Instituto Nacional de Estadísticas y
Censos, el 73% de la leche que se produce (3,86 millones de litros) se dest=
ina
a la comercialización y con ello a la producción mayoritaria de quesos,
mantequilla y yogurt
La producció=
n de
quesos utiliza 1,2 =
millones
de litros diarios de leche y esto origina 900 000 litros de suero, pero sol=
o un
10% se utiliza en la industria láctea.
La eliminación del su=
ero
se debe entre otros aspectos, al desconocimiento de algunos productores sob=
re
las bondades nutricionales de este subproducto
Por tal moti=
vo el objetivo de la investigación es dete=
rminar
el rendimiento máximo de proteína unicelular en función de tres tipos de su=
ero
de leche: suero a base de queso mozzarella, queso fresco y requesón, tras un proceso de fermentaci=
ón que
utiliza levaduras del género Kluyveromyces Marxianus=
en conjunto con la nutrición de minera=
les
para potenciar la presencia de proteína, con ello proponer a la industria
alimentaria, farmacéutica y cosmética la inclusión del elemento en el
procesamiento de nuevos productos y alimentos como galletas, suplementos
alimenticios, balanceados (Chacón, 2004), potenciadores de sabor de alimentos como sopas, cereales, consomé=
s,
salsas, saborizantes y como aporte funcional de productos cárnicos
Metodología
El estudio fue
cuantitativo, experimental y transversal, en función al tipo de investigaci=
ón,
manipulación de variables y línea de tiempo respectivamente. (Hernández,
Fernández y Baptista, 2014) (Patten y Newhart, 2017)
Materiales y Métodos
Se utilizó suero de l=
eche
(derivado de la elaboración de queso mozzarella, fresco y requesón), fermen=
tadores,
pHmetro (análisis de ph),
pipeta (análisis de acidez en el suero), aparato ECOMILK (lectura de proteí=
na),
brixometro (medición de azúcar en el suero),
termómetro (análisis de temperatura), incubadora de espumaflex (para
fermentación de levaduras), minerales (sulfato de amonio, sulfato monopotásico y magnesio). levaduras (Kluyveromyces
marxianus), estandariz=
adora
(para separación y obtención de proteína), bitácora para registro de las
cantidades de proteína, tubos de ensayo, asas de siembra, agar YM, papel
Las pruebas físico
químicas del suero de leche utilizó la normativa NTE INEN 2594:2011 y los
métodos de ensayo respectivos para proteína (método NTE INEN 16), cenizas (=
NTE
INEN 14), acidez (NTE INEN 13) y pH (NTE INEN 2594:2011).
Localización del estudio
El procedimiento expe=
rimental
y de análisis se desarrolló en la Planta de Lácteos “San Salvador”, Laborat=
orio
de Control de Calidad de la Universidad Nacional de Chimborazo y Laboratori=
o de
la Universidad Técnica de Ambato LA CONAL.
Procedimiento de extracción de la
proteína
Para la obtención de
proteína unicelular a partir de la fermentación de suero ácido de quesería =
se
utilizaron 40 L de suero proveniente de la elaboración de queso mozzarella,
fresco y requesón, ubicados en fermentadores para la medición de pH, acidez,
grasa. El pH fue estabilizado con ácido cítrico para obtener un valor de 4.=
5 aproximadamente, seguido se adicionó min=
erales
al suero de leche como: sulfato de amonio (1 g/L), sulfato monopotásico
(1 g/L) y magnesio (0.5 g/L), previo proceso de mezcla se realizó una
pasteurización hasta
llegar a los 65°C, el enfriamiento llegó a los 43°C y se colocó levaduras d=
el
género Kluyveromyces marxianus
para su fermentación en una incubadora a temperatura de 39 a 43 ºC por 72 horas, finalmente para la extracción de la
proteína unicelular se utilizó una estandarizadora de
10 a 15 minutos. Es importante des=
tacar
que para el experimento presente las levaduras fueron conseguidas luego de
realizar una inoculación que poseía un crecimiento total elevado de hongos =
microscópicos
unicelulares sobre la superficie inclinada del agar YM, donde se agregó
antibióticos ![](3D"03Suerodeleche_Alexandramarcatoma_archivos/image018.png")
(cloranfenicol) cada =
una
de 250mg) para inhibición de microorganismo.
Figura <=
/span>1: Diagrama de Flujo del proceso de obtención de proteína
unicelular
Diseño estadístico
El análisis del
rendimiento máximo de proteína unicelular (%) después del proceso de fermentación util=
izó
técnicas exploratorias para describir el comportamiento de las pruebas
fisicoquímicas del suero de leche y de la proteína, seguido por un estudio
bivariado que utilizó la prueba T de student para muestras relacionadas en
donde se analizó el aumento en el rendimiento de proteína unicelular luego =
del
proceso de fermentación, a través =
de un
diseño en bloques completos (DBCA) se analizó el efecto del factor tratamie=
nto
(Tipo de Suero) que contó con tres niveles: QM: Suero a base de queso
mozzarella, QF: Suero a base de queso fresco, QR: Suero a base de requesón y
factor bloque (Muestra de Suero) que contó con dos niveles: M1: muestra 1 y=
M2:
muestra 2 en el porcentaje del nutriente, además, un gráfico de medias perm=
itió
elegir el tratamiento que maximiza la cantidad de proteína unicelular. La
medición del rendimiento de proteína unicelular se garantizó tras la lectur=
a de
valores arrojados por el equipo ECOMILK.
Resultados y Discusió=
n
Previo a la adición de
minerales en el proceso de fermentación se realizaron pruebas fisicoquímica=
s del
lactosuero recién extraído de los quesos mozzarella, freso y requesón, las
características como acidez, pH y proteína cumplieron la norma de calidad N=
TE
INEN 2594:2011 como se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1: Pruebas
Fisicoquímicas de los tipos de suero de leche
|
Características=
|
QM |
QR |
QF |
Norma |
|
Acidez (% ácido láctico) |
1,35 |
0,99 |
0,81 |
0,=
16 - 0,35> |
|
pH |
5,9 |
6,35 |
5,93 |
6,8 - 4,8 |
|
Temperatura (°C) |
20,05 |
30,65 |
33,85 |
--=
---- |
|
Proteína (%) |
2,65 |
2,4 |
2,45 |
0,3 - 0,8> |
|
Cenizas (%) |
1,2 |
0,625 |
0,64 |
0,=
7 - 0,7 |
![](3D"03Suerodeleche_Alexandramarcatoma_archivos/image019.png")
El suero de queso
mozzarella presentó porcentajes superiores en cuanto a la acidez, proteína y
cenizas con valores de 1,35; 2,65 y 1,2 respectivamente, este resultado mos=
tró
que el tratamiento es rico en nutrientes y minerales, los niveles de pH var=
iaron
en los tres tipos de suero y fue a través de la aplicación de ácido cítrico=
que
se logró obtener un pH bajo, óptimo para la fermentación de las levaduras. =
Por
otro lado, los niveles de temperatura se ajustaron a los rangos establecidos
para el proceso de incubación (20°C a 39°C).
La Tabla 2 de las
características físicoquímicas luego del proces=
o de
estandarización que consiste en separar el suero (líquido) del medio sólido
(proteína unicelular) evidenció que el suero líquido perdió nutrientes debi=
do a
la desmineralización del producto.
Tabla =
2:<=
/span> Pruebas
Fisicoquímicas luego de la extracción de la proteína unicelular
|
Características=
|
QM |
QR |
QF |
Norma |
|
Acidez (% ácido láctico) |
1,52=
|
1,=
14 |
0,=
99 |
0,=
16 - 0,35> |
|
pH |
3,8 |
4,25 |
4,8 |
6,8 - 4,8 |
|
Temperatura (°C) |
31=
,35 |
30=
,5 |
32=
,5 |
--=
---- |
|
Proteína (%) |
6,95 |
6,41 |
10,4 |
0,3 - 0,8> |
|
Cenizas (%) |
0,=
20 |
0,=
3 |
0,=
44 |
0,=
7 - 0,7 |
Además, se observó qu=
e el
mayor porcentaje de acidez (1,52) se encontró en el suero de queso mozzarel=
la,
la proteína se maximizó en el suero de queso fresco con 1.02% y la menor
cantidad de cenizas se encontró en el suero de queso mozzarella (0.205%). L=
os
niveles de pH se encontraron dentro de los rangos correspondientes a un pH
ácido que oscila de 4 a 5 y los niveles de temperatura fueron propios del p=
roceso
de incubación (20°C a 39°C).
La fermentación del m=
edio
sólido que inició con la adición de minerales y levaduras en las dos muestr=
as (p
value muestra 1 =3D 0,028 / p value
muestra 2 =3D 0,017) consiguió aumentar el rendimiento de proteína unicelul=
ar en
los tres tratamientos.
Tabla =
3: Rendimiento =
de
proteína unicelular
|
Tratamiento =
|
Muestra 1 |
Muestra 2 |
||
|
Sin minerales |
Con minerales <= o:p> |
Sin minerales |
Con minerales <= o:p> |
|
|
QM |
2,7 |
5,02 |
2,6 |
8,88 |
|
QR |
2,4 |
10,6 |
2,4 |
2,22 |
|
QF |
2,5 |
10,4 |
2,4 |
10,4 |
Tabla =
4: Intervalo de
confianza del rendimiento de proteína unicelular según el tratamiento
|
Tratamiento =
|
Rendimiento
promedio de proteína |
Desviación Está=
ndar
del Rendimiento promedio de proteína |
IC |
|
|
QM |
6,95 |
2,72 |
4,23 - 9,67 |
|
|
QR |
6,41 |
5,92 |
0,49 - 12,33 |
|
|
QF |
10,4 |
0=
|
10,4 |
La proteína unicelular deriva=
da del
suero de queso mozzarella presentó un intervalo de rendimiento de [4,23 – 9=
,67]%,
superior a 7,65% hallado por
Seguido, se determinó el efec=
to
del tipo de suero y muestra sobre la cantidad de proteína unicelular observ=
ada
tras la aplicación del método de Kjeldahl
al esperar que al menos una de las cantidades promedio de
proteína cambie, por su parte la Tabla 3 mostró que no existen diferencias
significativas en el rendimiento de proteína extraída en función del tipo de
suero y muestra ya que los valores p (0,64; 0,32) fueron superiores a una
significancia del 5%
Tabla =
3: Análisis de =
Varianza
del Tipo de Suero y Muestra
|
Origen |
Tipo III de suma de cuadrados |
gl |
Media cuadrática |
F |
Sig. |
|
Mo=
delo
corregido |
24595,833a |
3 |
8198,611 |
1,480 |
,428 |
|
In=
tersección |
175788,167 |
1 |
175788,167 |
31,734 |
,030 |
|
Mu=
estra |
1633,500 |
1 |
1633,500 |
,295 |
,642 |
|
Tipo_de_suero |
22962,333 |
2 |
11481,167 |
2,073 |
,325 |
|
Er=
ror |
11079,000 |
2 |
5539,500 |
|
|
|
To=
tal |
211463,000 |
6 |
|
|
|
|
To=
tal
corregido |
35674,833 |
5 |
|
|
|
|
|
Sin embargo, a
través de un gráfico de medias se pudo observar que el suero de queso fresco
fue el tratamiento que mayor rendimiento promedio de proteína unicelular de=
rivó
de la extracción (10,4%).
![](3D"03Suerodeleche_Alexandramarcatoma_archivos/image020.jpg")
Figura 2: Medias margin=
ales
de cantidad de proteína extraída
Conclusiones
· Al fermentar el suero de queso mozzarella, requesón y fresco con levaduras y minerales se maximizó el rendimiento de proteína unicelular, durante el proceso el tipo de suero y las muestras seleccionadas no generaron efectos de incremento del producto, sin embargo = fue el suero derivado del queso fresco el que mayor rendimiento de proteína presentó con un 10,4%.
· =
El
porcentaje de proteína encontrado permitirá a la industria alimenticia
utilizarlo como elemento esencial para la elaboración de suplementos y
balanceados, a la industria cosmética para fusionar con productos que coady=
uven
en la pérdida de peso y aumento de masa muscular. En el área de la salud su
consumo aportará una mejora en el funcionamiento del organismo por la alta
cantidad de aminoácidos que contiene, además, de aportar en el crecimiento =
del
ser humano.
· El uso de este suero en la industria ayuda a disminuir la carga contaminante de los efluentes y contribuye al sector lác= teo de pequeñas y medianas empresas, en el incremento de ingresos al generar un beneficio de un desecho inutilizado.
Referencias
Bibliográficas
Chacón, A. (2004). Perspectivas actuales de la
proteína unicelular SCP en la agricultura y la industria. Redalyc, 8=
-12.
Chacón, A. (2004). Perspectivas
actuales de la proteina unicelular SCP en la agricultura y la industria . <=
i>Agronomia
mesoamericana , 2-4.
Comercio, E. (26 de 11 de 2018).
Industria usa el 10% del suero de la leche que se produce en el país. págs.
1-2.
Crespo, C. F., Carrasco, L. V.,
Aimacaña, N. R., & Chávez, G. A. (septiembre de 2019). Dinámica de los
pequeños productores de leche en la Sierra centro de Ecuador. LA GRANJA.
Revista de Ciencias de la Vida, 30(2). doi:https://doi.org/10.17163/lgr=
.n30.2019.0
FAO. (28 de Octubre de 2020).
García, V., Sanchez, R., &
Ramón, T. (2018). Suero de leche la ciencia detras de su rescate. En V. Gar=
cía,
R. Sanchez, & T. Ramón, Suero de leche la ciencia detras de su resca=
te
(págs. 15-48). Guayaquil: Grupo Compás.
INEC. (2016). Encuesta de
Superficie y Produccion Agropecuaria Continua.
INEN, N. (04 de 01 de 2013).
Obtenido de Leche determinación de proteínas:
https://archive.org/details/ec.nte.0016.1984/mode/2up
INEN, NTE. (04 de 01 de 2013).
Obtenido de Determinación de sólidos totales y cenizas:
https://archive.org/details/ec.nte.0014.1984
Luque, A. (2018). Repositorio=
de
la Universidad Cátolica del Ecuador . Obtenido de
https://repositorio.pucesa.edu.ec/handle/123456789/2605
Luque, M. (2010). Estructura y
propiedades de las proteinas. Obtenido de
https://www.uv.es/tunon/pdf_doc/proteinas_09.pdf
NTE, I. (05 de 01 de 2013). Obte=
nido
de https://archive.org/details/ec.nte.2594.2011/page/n7/mode/2up
Pais, J., Nuñez, J., Lara, M.,
Rivera, L., Trujillo, L., & Cuaran, M. (2017). Valorización del suero de
leche: Una visión desde la biotecnología. Revista Bionatura.<=
span
style=3D'mso-no-proof:yes'>
Poveda. (2013). Suero lácteo,
generalidades y potencial uso como fuente de calcio de alta biodisponibilid=
ad. Scielo,
6.
Poveda. (2013). Suero lácteo,
generalidades y potencial uso como fuente de calcio de alta biodisponibilid=
ad. Scielo,
6.
Poveda, E. (2013). Suero lácteo,
generalidades y potencial uso como fuente de calcio de alta biodisponibilid=
ad. Scielo,
4-5.
Taron, A., Perez, J., &
Martinez, J. (2012). Obtención de proteína unicelular a partir de lactosuer=
o . Redalyc,
2-4.
Unam. (20 de 06 de 2010). Dep=
artamento
de la facultad de quimica UNAM. Obtenido de
http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/PROTEINAS(CLASIFICACION)_20610.pdf=
Zambrano, D., & Lopez, E.
(2018). La industria de lácteos de Riobamba – Ecuador: dinámicas en la econ=
omía
local. ResearchGate, 1-2.
Zumbado, W. (2005). Repositor= io . Obtenido de http://repositorio.sibdi.ucr.ac.cr:8080/jspui/bitstream/123456789/422/1/255= 81.pdf
![3Deditorial1.png](3D"03Suerodeleche_Alexandramarcatoma_archivos/image021.jpg")
PARA CITAR EL ARTÍCULO INDEXADO.
<= span lang=3DES-EC>Marcatoma Tixi, J. A., Rodas Espinoza, S. L., Mármol Cuadrado, L. H., & Galán Robalino,= P. A. (2020). Análisis estadístico en la producción de proteína unicelular a partir de la fermentación del suero ácido de quesería. ConcienciaDigital, 3(4.1), 34-45. https://doi= .org/10.33262/concienciadigital.v3i4.1.1468
![3Deditorial1.png](3D"03Suerodeleche_Alexandramarcatoma_archivos/image022.jpg")
El
artículo que se publica es de exclusiva responsabilidad de los autores y no
necesariamente reflejan el pensamiento de la Revista Conciencia Digital.
El artículo queda en
propiedad de la revista y, por tanto, su publicación parcial y/o total en o=
tro
medio tiene que ser autorizado por el director de la Revista Conciencia Digital.
![3D"logo_catalogo3b.jpg"](3D"03Suerodeleche_Alexandramarcatoma_archivos/image023.jpg")
![](3D"03Suerodeleche_Alexandramarcatoma_archivos/image024.jpg")