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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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.

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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.

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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.

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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

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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

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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

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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

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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

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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.

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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.

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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.

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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,

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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.

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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

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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

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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

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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).

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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).

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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.

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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,

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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

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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

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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).

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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.

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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).

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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).

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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.

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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

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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.

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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

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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

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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:

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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).

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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.

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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).

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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.

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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).

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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).

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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

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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.

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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.

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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

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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.

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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).

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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

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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

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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

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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.

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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.

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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

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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)

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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 %

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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

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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

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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.

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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.

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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

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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

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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

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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

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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%.

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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

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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.

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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.

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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.

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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.

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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

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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.

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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

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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.

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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.

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ANEXOS

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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.

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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.

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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

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muestra A

varianza desv. Estand

0,737 0,858

muestra B

varianza desv. Estand

0,878 0,937

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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.

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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

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Anexo E: Análisis Físico-Químico y conteo probiótico de Avve

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ANEXO F: EVIDENCIA FOTOGRÁFICA

Preparación de cultivos iniciadores.

Pesado de cultivos liofilizados Adición de cultivos en leche

Adición de cultivos en leche descremada Homogenizado

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Elaboración del queso fresco de cabra probiotico

Adicion de enzima (cuajo) Proceso de cuajado

Corte Desuerado

Moldeado Prensado

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Sellado al vacío Empaquetado

Análisis microbiológicos

Preparación de diluciones Adición de diluciones en Film

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Conteo de E.coli Conteo de enterobacterias

Conteo Mohos y levaduras