I

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARRERA INGENIERÍA QUÍMICA

EVALUACIÓN DEL EFECTO PROBIÓTICO (PRUEBAS DE VIABILIDAD Y ANTAGONISMO IN

VITRO) DEL L.PLANTARUM EN QUESO CREMA DE CABRA.

AUTORES

CELIA MARÍA ALEJANDRO LÓPEZ

SAMUEL ENOC ESPINOZA VELIZ

TUTORA: ING. CARMEN EMPERATRIZ LLERENA MSC.

GUAYAQUIL, SEPTIEMBRE DEL 2017

II

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

TESIS PRESENTADA COMO REQUISITO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE

INGENIERO QUÍMICO

‘’EVALUACIÓN DEL EFECTO PROBIÓTICO (PRUEBAS DE VIABILIDAD Y ANTAGONISMO

IN VITRO) DEL L. PLANTARUM EN QUESO CREMA DE CABRA. ’’

AUTORES

CELIA MARÍA ALEJANDRO LÓPEZ

SAMUEL ENOC ESPINOZA VELIZ

TUTORA: ING. CARMEN EMPERATRIZ LLERENA MSC.

GUAYAQUIL, SEPTIEMBRRE DEL 2017

III

DERECHOS DE AUTORIA

Celia María Alejandro López y Samuel Enoc Espinoza Veliz declaramos bajo jurado 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

incluyen en este documento.

A través de la presente declaración cedemos los derechos de propiedad intelectual a la

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL – FACULTAD DE INGENIRIA QUIMICA, según lo

establecido por la ley de Propiedad Intelectual y su reglamento.

_________________________ ________________________

Celia María Alejandro López Samuel Enoc Espinoza Veliz

IV

CERTIFICADO DE TUTOR

Ing. MSc. Carmen Emperatriz Llerena Ramírez. Certifica haber tutelado la tesis

“Evaluación del efecto probiótico (pruebas de viabilidad y antagonismos in vitro) del

L.plantarum en queso crema de cabra”, que ha sido desarrollada por Celia María

Alejandro López y Samuel Enoc Espinoza Veliz, Previo a la obtención del título de

Ingeniero 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. MSc. Carmen Emperatriz Llerena Ramírez

V

ANÁLISIS DE SIMILITUD DEL TRABAJO DE TITULACIÓN, PROGRAMA

“URKUND”

https://secure.urkund.com/view/30260461-568767-

672706#q1bKLVayijY30jE31jE30TE31TE3i9VRKs5Mz8tMy0xOzEtOVbIy0DMwsDAzMrQwsTAxNDM3MzexqAUA

https://secure.urkund.com/view/30260461-568767-672706#q1bKLVayijY30jE31jE30TE31TE3i9VRKs5Mz8tMy0xOzEtOVbIy0DMwsDAzMrQwsTAxNDM3MzexqAUAhttps://secure.urkund.com/view/30260461-568767-672706#q1bKLVayijY30jE31jE30TE31TE3i9VRKs5Mz8tMy0xOzEtOVbIy0DMwsDAzMrQwsTAxNDM3MzexqAUAhttps://secure.urkund.com/view/30260461-568767-672706#q1bKLVayijY30jE31jE30TE31TE3i9VRKs5Mz8tMy0xOzEtOVbIy0DMwsDAzMrQwsTAxNDM3MzexqAUA

VI

DEDICATORIA

Este proyecto de titulación se lo dedico principalmente a mi madre Celia López Jiménez y a mi

padre Vicente Alejandro Escobar por siempre apoyarme.

Elaborado por: Celia Alejandro López

VII

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por darme la sabiduría adecuada para realizar este proyecto de titulación a mi

mami Celia López Jiménez y mi padre Vicente Alejandro Escobar por apoyarme y aconsejarme

siempre lo mejor, también agradezco a mis seres querido que siempre estuvieron animándome.

Agradezco también a mi compañero de tesis Samuel Espinoza por la paciencia y amistad

brindada, y finalmente a mi tutora la Ingeniera Carmen Llerena por brindarnos sus

conocimientos y su apoyo incondicional

Elaborado: Celia Alejando López

VIII

DEDICATORIA

Dedico este proyecto de titulación en primer lugar a Dios, seguido a mis dos grandes pilares

como lo son mis padres Gina Veliz y Diógenes Espinoza que se esforzaron mucho para poder

permitirme alcanzar esta meta y a mi familia en general de los cuales siempre he recibido un

apoyo incondicional.

Elaborado por: Samuel Enoc Espinoza Veliz

IX

AGRADECIMIENTO

Mi agradecimiento eternamente a Dios, creo y es más, estoy seguro que sin su sabiduría, sin su

guía, sin su ayuda no habría llegado a estas instancias.

A mis padres por todo el esfuerzo que hicieron por mí, por buscar la manera de darme todo lo

que necesitaba, por creer en que podía llegar a la meta, muchas gracias.

Gracias a mi familia porque ellos siempre creyeron en mí, porque siempre vieron en mí a alguien

que podía cumplir sus sueños.

Gracias a mi amigos, los de siempre, la ayuda de ellos ha significado mucho también en todo

este proceso, gracias.

A mi tutora Ing. Carmen Llerena por su apoyo diario, por todos sus conocimientos,

orientaciones, sugerencias, risas, por todo.

Finalmente, gracias a mi compañera de proyecto Celia Alejandro por su amistad y por haber

accedido a emprender esta aventura de desarrollar esta investigación conmigo.

Elaborado por: Samuel Enoc Espinoza Veliz

X

INDICE GENERAL

DERECHOS DE AUTORIA ................................................................................................... III

CERTIFICADO DE TUTOR ................................................................................................... IV

ANÁLISIS DE SIMILITUD DEL TRABAJO DE TITULACIÓN, PROGRAMA

“URKUND” .............................................................................................................................. V

DEDICATORIA ...................................................................................................................... VI

AGRADECIMIENTO ............................................................................................................. VII

DEDICATORIA ................................................................................................................... VIII

AGRADECIMIENTO .............................................................................................................. IX

INDICE GENERAL .................................................................................................................. X

INDICE DE TABLAS ......................................................................................................... XVII

INDICE DE GRÁFICOS ...................................................................................................... XIX

INDICE DE ANEXOS .......................................................................................................... XIX

RESUMEN .............................................................................................................................. XX

ABSTRACT .......................................................................................................................... XXI

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... XXII

CAPITULO I: EL PROBLEMA DE INVESTIGACION ......................................................... 1

1.1 Tema ................................................................................................................................. 1

XI

1.2 Planteamiento del problema ............................................................................................. 1

1.3 Formulación del problema ............................................................................................... 2

1.4 Limitación del Estudio.................................................................................................. 3

1.4.1 Académica: ............................................................................................................ 3

1.4.2 Temporales: ........................................................................................................... 3

1.4.3 Espaciales: ............................................................................................................. 3

1.5 Objetivos de la investigación ........................................................................................... 4

1.5.1 Objetivo General ....................................................................................................... 4

1.5.2 Objetivo Especifico ................................................................................................... 4

1.6 Justificación del estudio................................................................................................ 5

1.6.1 Justificación teórica ............................................................................................... 5

1.6.2 Justificación metodológica .................................................................................... 6

1.6.3 Justificación práctica ............................................................................................. 6

1.7 Hipótesis ....................................................................................................................... 7

1.8 Variables ....................................................................................................................... 7

1.8.1 Independiente: ....................................................................................................... 7

1.8.2 Dependiente:.......................................................................................................... 7

1.9 Operacionalización de las variables ............................................................................. 8

CAPITULO II: MARCO TEÓRICO ....................................................................................... 10

2.1 La Cabra ......................................................................................................................... 10

XII

2.1.1 Población mundial caprina .................................................................................. 10

2.1.2 Población Caprina en Ecuador ............................................................................ 11

2.2 Razas de cabras ........................................................................................................... 12

2.2.1 Clasificación de razas de cabra según aptitud productiva. .................................. 12

2.3 Cabra Lechera (Anglo Nubian) .................................................................................. 13

2.3.1 Clasificación Científica (Anglo nubian). ............................................................ 14

2.4 Leche de Cabra ........................................................................................................... 14

2.4.1 Método de conservación de la leche de cabra. .................................................... 15

2.5 Producción de leche de cabra en el Ecuador .............................................................. 15

2.6 Propiedades de la leche de cabra ................................................................................ 16

2.6.1 Propiedades fisicoquímicas de la leche de cabra. ............................................... 16

2.6.2 Composición Nutricional de la leche de cabra. ................................................... 17

2.6.3 pH. ....................................................................................................................... 18

2.6.4 Acidez.................................................................................................................. 18

2.6.5 Proteína de la leche de cabra ............................................................................... 19

2.6.6 Grasa de la leche de Cabra .................................................................................. 19

2.6.7 Sólidos Totales .................................................................................................... 20

2.6.8 Cenizas ................................................................................................................ 20

2.6.9 Lactosa ................................................................................................................ 21

2.7 Definición del queso crema ........................................................................................ 21

XIII

2.7.1 Clasificación del queso de acuerdo a características físicas. ............................. 22

2.7.2 Propiedades del queso crema. ............................................................................. 22

2.7.3 Coagulación del queso crema .............................................................................. 23

2.8 Bacterias Acido Lácticas ............................................................................................ 23

2.8.1 Clasificación de las bacterias Acido Lácticas ..................................................... 24

2.9 Cultivos lácticos para queso crema ........................................................................... 25

2.9.1 Los lactobacillus. ................................................................................................. 25

2.9.2 Lactococcus lactis subesp lactis y Lactococcus lactis subesp Cremoris. ............ 26

2.10 Cuajo ....................................................................................................................... 26

2.10.1 El cuajo y su efecto en las partículas de la caseina ......................................... 27

2.10.2 Líquido / Rennet Chymax Extra (CHY-MAX® M) ...................................... 27

2.11 Microorganismos Probióticos ................................................................................. 28

2.11.1 Microorganismos probióticos en el tracto gastrointestinal. ............................. 30

2.11.2 Mecanismo de acción de microorganismos probióticos. ................................. 30

2.11.3 Prevención de infecciones intestinales. ........................................................... 31

2.12 Lactobacillus plantarum .......................................................................................... 32

2.12.1 Propiedades Funcionales del Lactobacillus Plantarum ................................... 33

2.13 Evaluación Sensorial ............................................................................................... 34

2.13.1 Pruebas afectivas o hedónicas. ........................................................................ 34

2.13.2 Discriminativas. ............................................................................................... 35

XIV

2.13.3 Prueba descriptiva. ........................................................................................... 36

2.13.4 Análisis de la varianza (ANOVA). .................................................................. 37

CAPITULO III: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ............................................. 38

3.1 Tipo de investigación.................................................................................................. 38

3.2 Métodos científicos empleados en la investigación ................................................... 38

3.2.1 Métodos teóricos. ................................................................................................ 38

3.2.2 Método experimental........................................................................................... 38

3.2.3 Método Sintético. ................................................................................................ 39

3.2.4 Métodos estadísticos. .......................................................................................... 39

3.3 Técnicas ...................................................................................................................... 39

3.3.1 Observación Participativa- Evaluación sensorial ................................................ 39

3.3.2 Evaluación sensorial: Métodos afectivos. ........................................................... 39

3.4 Materiales y métodos .................................................................................................. 41

3.4.1 Para la materia prima........................................................................................... 41

3.4.2 Para el producto final. ......................................................................................... 43

3.5 Diseño experimental de la investigación .................................................................... 43

3.5.1 Evaluación de la viabilidad de la bacteria probiótica L. plantarum y Lactococcus.

44

3.6 Desarrollo del queso crema ........................................................................................ 46

3.6.1 Materiales y equipos............................................................................................ 46

XV

3.7 Ingeniería de proceso .................................................................................................. 47

3.7.1 Elaboración del producto. ................................................................................... 47

3.8 Diagrama de flujo ....................................................................................................... 50

CAPITULO IV: ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ......................................... 52

4.1 Balance de materia y energía ...................................................................................... 52

4.1.1 Balance de materia. ............................................................................................. 52

4.1.2 Balance de energía. ............................................................................................. 57

4.2 Resultados y análisis experimentales ......................................................................... 58

4.2.1 Análisis de leche entera y descremada de cabra. ................................................ 58

4.3 Desarrollo del cultivo iniciador y del L. plantarum ................................................... 62

4.3.1 Activación del cultivo iniciador. ......................................................................... 63

4.3.2 Activación del cultivo probiótico L. plantarum. ................................................. 66

4.4 Evaluación de la viabilidad de la bacteria probiótica L. plantarum en queso crema . 70

4.4.1 Conteo de microorganismos probióticos en queso crema. .................................. 70

4.4.2 Resultados de prueba de tolerancia al ácido........................................................ 71

4.4.3 Resultados de prueba de tolerancia a la bilis....................................................... 72

4.4.4 Resultados de prueba de inhibición de patógenos. .............................................. 73

4.5 Análisis sensorial ........................................................................................................ 74

4.5.1 Prueba Hedónica (de afectividad). ...................................................................... 74

4.5.2 Prueba Descriptiva. ............................................................................................. 75

XVI

4.6 Estabilidad .................................................................................................................. 78

4.6.1 Control de pH y olor............................................................................................ 79

4.6.2 Recuento de microorganismos probióticos durante estabilidad 15 días. ............ 80

4.6.3 Análisis físico-químico del queso crema. ........................................................... 81

4.6.4 Análisis microbiológico del queso crema. .......................................................... 82

CAPÍTULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................. 84

5.1 Conclusiones ............................................................................................................... 84

5.2 Recomendaciones ....................................................................................................... 85

Bibliografía .............................................................................................................................. 87

ANEXOS .................................................................................................................................. 92

file:///I:/TESISMODEON/TESISCOMPLETA.docx%23_Toc493620053

XVII

INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Operacionalización de las variables ............................................................................. 8

Tabla 2 Clasificación científica de la cabra Anglo- nubian .................................................... 14

Tabla 3 Composición promedio de los nutrientes básicos en leche de cabra, oveja, vaca y

humana ..................................................................................................................................... 17

Tabla 4 Microorganismos probioticos ..................................................................................... 29

Tabla 5 Categoría de interpretación a los antimicrobianos ..................................................... 46

Tabla 6 Datos fisicoquímicos promedios de la leche entera pasteurizada de cabra obtenidos

de un Laboratorio externo de lácteos analizada durante la evaluación de dos lotes. ............... 59

Tabla 7 Análisis microbiológico promedio de leche entera cruda y pasteurizada de cabra en

UFC/ml ..................................................................................................................................... 61

Tabla 8 Análisis microbiológico promedio de leche descremada cruda y pasteurizada de

cabra en UFC/ml ...................................................................................................................... 62

Tabla 9 Datos de crecimiento bacteriano promedio en activación del cultivo iniciador ....... 63

Tabla 10 Datos de activación del cultivo iniciador ................................................................ 65

Tabla 11 Datos de crecimiento microbiano en activación del cultivo probiótico l. plantarum

....................................................................................................................................................... 67

Tabla 12 Datos activación cultivo L. plantarum ..................................................................... 68

Tabla 13 Viabilidad de microorganismos probióticos en queso crema de cabra ................... 70

Tabla 14 Porcentaje de supervivencia a pH ácido 2 y 3 ......................................................... 71

Tabla 15 Porcentaje de supervivencia a la bilis ..................................................................... 72

XVIII

Tabla 16 Inhibición de patógenos ........................................................................................... 73

Tabla 17 Datos estadísticos de prueba de afectividad o hedónica ......................................... 75

Tabla 18 Datos estadísticos de prueba descriptiva ................................................................. 76

Tabla 19 Comparación de datos obtenidos en la prueba descriptiva del análisis sensorial .. 77

Tabla 20 Evaluación de estabilidad (pH y olor) para queso crema probiótico en

concentraciones 1:7 y 1:8 durante un tiempo de 15 días de almacenamiento a 4ºC .............. 79

Tabla 21 viabilidad de bacterias probióticas sembradas en agar MRS durante estabilidad del

queso crema de cada concentración ........................................................................................ 80

Tabla 22 Resultados de análisis físico-químicos del queso crema probiótico de cabra a los 15

dìas. .......................................................................................................................................... 82

Tabla 23 Control microbiológico queso crema ...................................................................... 83

XIX

INDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1. Curva de crecimiento bacteriano cultivo iniciador.. ............................................... 64

Gráfico 2 Cambio de pH del cultivo iniciador. ........................................................................ 65

Gráfico 3 Medición de acidez (ºD) vs tiempo. ......................................................................... 66

Gráfico 4 Curva de crecimiento de cultivo probiótico L. plantarum.. ..................................... 67

Gráfico 5 Cambio de pH activación del cultivo L. plantarum ................................................. 69

Gráfico 6 Medición de Acidez (ºD) vs Tiempo cultivo probiótico L. plantarum .................... 69

Gráfico 7 Curva de pH durante 15 días de almacenamiento del queso crema probiótico. ...... 79

Gráfico 8 Viabilidad del L. plantarum en queso crema de cabra ............................................. 81

INDICE DE ANEXOS

Anexo 1. Resultados de materia prima ................................................................................... 93

Anexo 2 activación de cultivo iniciador y cultivo probiótico. ................................................ 98

Anexo 3. Resultados de análisis de viabilidad y capacidad competitiva de la bacteria

probiótica l. Plantarum .......................................................................................................... 101

Anexo 4. Evaluación sensorial .............................................................................................. 102

Anexo 5 Elaboración del queso crema. ................................................................................. 104

Anexo 6 Viabilidad del queso crema. .................................................................................... 106

Anexo 7 Análisis sensorial ..................................................................................................... 109

XX

RESUMEN

La elaboración de queso crema probiótico de leche de cabra ofrece al mercado innovación

puesto que estos productos lácteos son reconocidos como funcionales. El objetivo de este

proyecto fue elaborar y a su vez realizar las distintas evaluaciones que demuestren que el queso

crema probiótico es viable durante 15 días en refrigeración a 4ºC luego de su elaboración. El

proceso implicó varias etapas, se llevó un registro de pH al final de la coagulación. Se calculó el

rendimiento del queso crema en relación a la cantidad de leche utilizada para el proceso y la

viabilidad del Lactobacillus plantarum se mantuvo del orden de 108. El queso crema fue

amasado manualmente y salado al 1% en función del peso de la cuajada, presentó un porcentaje

de grasa del 13,2%. Por otra parte, mediante pruebas in vitro como la simulación de las

condiciones gastrointestinales como tolerancia a medios ácidos (pH2 y pH3), tolerancia a la bilis

de buey al 2% y la prueba de inhibición de patógenos, se comparó entre las concentraciones 1:7

y 1:8 con el fin de establecer la resistencia de la bacteria probiótica usada en esta investigación.

Luego de evaluar la viabilidad de ambas muestras se escogió la relación 1:8 la cual presentó una

mejor viabilidad y mejor aceptación en la evaluación sensorial. Hasta el final de la investigación

el queso crema conservaba sus características sensoriales.

Palabras clave: queso crema, Lactobacillus plantarum, viabilidad, probiótico, alimento

funcional.

XXI

ABSTRACT

The preparation of probiotic cream cheese of goat´s milk offers innovation to the market since

these dairy products are recognized as functional. The main objective of this project was to

process and in turn, perform the different evaluations that show that the probiotic cream cheese is

viable for 15 days after its production. The process involved several stages, a pH register was

taken at the end of the coagulation period. The yield of the cream cheese was calculated in

relation to the amount of milk used for the process and the viability of L. plantarum remained

according to the order of 108. The cream cheese was kneaded manually and salted to 1%

depending on the curd weight, presented a 13% fat percentage. On the other hand, through vitro

tests such as the simulation of gastrointestinal conditions including the tolerance to acidic

medium (pH2 and pH3), tolerance to ox bile in a 2% and the test of inhibition of pathogens, the

concentrations between 1:7 and 1: 8 could be compared in order to establish the resistance of the

probiotic bacteria used in this investigation. After evaluating the viability of both samples, the

ratio 1:8 was chosen as its results showed a better viability and acceptance in the sensory

evaluation. Until the end of the research cream cheese retained its sensory characteristics.

Key words: cream cheese, Lactobacillus plantarum, viability, probiotic, functional food.

XXII

INTRODUCCIÓN

A lo largo del tiempo la sociedad en general solo se ha enfocado en consumir productos

lácteos derivados de la leche de vaca como lo son la propia leche, quesos, mantequilla, yogurts

entre otros productos. Pero dichos derivados poseen un alto contenido de lactosa y no poseen una

cantidad elevada de proteínas y aminoácidos esenciales. El consumidor de hoy demanda

alimentos que sean mucho más saludables y por ende aporten mayor valor nutricional al

organismo. Según la AGSO (asociación de ganaderos de la sierra y oriente), en nuestro país

existe una producción de leche vacuna de aproximadamente 5.5 millones de litros de leche

diariamente y un tercio de la producción láctea se dedica a la elaboración de queso en todo el

Ecuador. Otra de las alternativas y que por lo visto no se ha explotado en su totalidad puesto que

no es muy demandada por el hombre y por ende no existe una considerable producción es la

leche de cabra. La leche caprina es considerada como alimento funcional al comprobarse que

ésta aporta mayor cantidad de vitaminas B6 y B12, Calcio, Selenio, Zinc, ácidos grasos

esenciales. Pérez (2010). Es un alimento que ayuda a combatir distintas enfermedades como la

leucemia, osteoporosis, diabetes, enfermedades digestivas, neurodegenerativas y alergias.

Debido a estas características el objetivo de este trabajo es elaborar y caracterizar queso crema

probiótico a base de leche de cabra, con el fin de obtener un producto novedoso, relativamente

alto en grasa y al mismo tiempo brinde beneficios a la salud.

1

CAPITULO I: EL PROBLEMA DE INVESTIGACION

1.1 Tema

Evaluación del efecto probiótico (pruebas de viabilidad y antagonismo in vitro) del L.

plantarum en queso crema de cabra.

1.2 Planteamiento del problema

El cambio de la matriz productiva mediante la promoción de desarrollo tecnificado de ganado

caprino a nivel del área rural del Ecuador permitirá fomentar el uso de la leche de cabra para

procesar valores agregados como son los quesos, entre ellos se pretende el diseño de nuevos

productos mediante el uso de probióticos, en cocultivo con el Lactococcus sub. lactis y

Lactococcus sub. cremoris.

La leche es el ingrediente principal en la preparación de productos queseros, la única leche

que ha sido usada por años en nuestro país es la leche vacuna pero últimamente ha estado

resurgiendo otra interesante opción de leche que puede ser usada para el mismo fin y que además

contribuye de manera positiva al organismo humano y esa es la leche de cabra; aunque ya se

empieza a comercializarse en pequeñas cantidades y en diversas poblaciones del país y poco a

poco comienza a industrializarse.

2

Los lácteos son ideales para adicionar dentro de ellos ingredientes que los conviertan en

importantes alimentos funcionales debido a que por sus características son excelentes para la

actividad de bacterias benéficas para la salud; una opción para el consumo de este alimento es un

derivado lácteo que nutra el organismo y que además de esto lleve como parte de su constitución

microorganismos con actividad probiótica, los que contribuirán de manera positiva en la salud

de los consumidores. Uno de estos microorganismos probióticos es el Lactobacillus plantarum el

cual se ha demostrado presenta mayor actividad antagónica haciéndole frente a microorganismos

patógenos dentro del organismo humano.

El presente trabajo propone en primera instancia elaborar un queso crema probiótico (L.

plantarum) de leche de cabra en cocultivo con L. cremoris y L. lactis y desarrollar dentro del

mismo una simbiosis óptima para luego de esto evaluar su viabilidad y, lograr que el producto

sea apto para todo el público y mucho más para personas que presentan algún tipo de patología

ya que este producto cuenta con características potenciales positivas para la flora intestinal y

además sea acorde a lo que plantea el Plan Nacional del Buen Vivir (Art. 13), con el propósito de

contribuir a la producción de calidad y competitividad de productos ecuatorianos; y aportar al

cambio de la Matriz Productiva del Ecuador.

1.3 Formulación del problema

¿Cuáles son los factores que afectan la viabilidad del L. plantarum en el queso crema de cabra?

3

1.4 Limitación del Estudio

1.4.1 Académica:

Campo: Alimentos/Industria láctea.

Área: Ingeniería Química.

Aspecto: Coagulación acido-cuajo.

1.4.2 Temporales:

Duración del trabajo experimental: 6 meses

1.4.3 Espaciales:

Laboratorios de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad de Guayaquil.

Supervisión a cargo de la tutora de tesis, investigadores de la carrera.

Delimitación geográfica:

Universidad de Guayaquil – Facultad de Ingeniería Química.

Cdla. Universitaria "Salvador Allende", Malecón del Salado entre Av. Delta y Av. Kennedy.

Coordenadas: 2°11′00″S 79°53′45″O

http://tools.wmflabs.org/geohack/geohack.php?language=es&pagename=Universidad_de_Guayaquil&params=-2.18341_N_-79.8958_E_type:edu

4

1.5 Objetivos de la investigación

1.5.1 Objetivo General

Evaluar el efecto probiótico del L.plantarum en co-cultivo con el Lactococcus lactis subsp.

Lactis y Lactococcus lactis subsp. Cremoris, mediante las pruebas de viabilidad y antagonismo

in vitro del queso crema de cabra y su estabilidad durante 15 días.

1.5.2 Objetivo Especifico

Caracterizar las propiedades fisicoquímicas y microbiológicas de la leche de cabra

entera cruda y pasteurizada (65ºC por 30 min) (NTE-INEN-2624, 2012), (NTE-

INEN-2623, 2012) para el proceso del queso crema con L. platarum en co-cultivo con

Lactococcus lactis subsp. Lactis y Lactococcus lactis subsp. cremoris en diferentes

concentraciones (1:7 y 1:8) evaluando los mejores rendimientos.

Evaluar la viabilidad de los cultivos iniciadores y de las mezclas, la capacidad de

resistir la barrera gástrica (prueba del ácido clorhídrico y de la bilis) mediante pruebas

in vitro.

Caracterizar el queso crema mediante las pruebas físicos químicos, microbiológicos

del producto final, la prueba de antagonismo y las pruebas sensoriales de las mezclas

propuestas como producto terminado para la evaluación de la aceptación del mismo

5

por el consumidor final y se analizó sensorialmente mediante prueba descriptiva los

atributos característicos de este tipo de productos.

Evaluar la estabilidad del producto final durante 15 días en refrigeración a 4ºC, en las

variables pH, olor, viabilidad comprobando que los parámetros cumplen con la

norma.(NTE INEN 1528:2012, 2012).

1.6 Justificación del estudio

1.6.1 Justificación teórica

La leche de cabra destaca por poseer propiedades nutricionales mayores a las que posee la

leche que comúnmente se consume a diario (La cabra verde, 2010), es beneficiosa para prevenir

y curar enfermedades tales como la diabetes ya que los ácidos grasos insaturados conduce a

niveles normales de colesterol, y efectivamente mejora la inmunidad, que es muy importante

para las personas con diabetes y la desmineralización ósea, tiene mayor cantidad de Zinc y

Selenio que son de mucha importancia para prevención de enfermedades neurodegenerativas.

(Perez, 2010). Y los probióticos son un suplemento alimentario de bacterias vivas que al

ingerirse afectan de manera favorable al equilibrio microbiano intestinal. (Yegani, 2010).

6

1.6.2 Justificación metodológica

Se hace importante realizar este estudio de investigación formativa para que se dé a conocer

cuán importante es la leche de cabra para el organismo humano desarrollando un nuevo

producto: queso crema probiótico a base de leche cabra, evaluando la competencia microbiana

que este ejercerá al ser un producto que contiene bacterias vivas dentro de su constitución

contribuyendo así al equilibrio de la flora intestinal, que cuente con la aceptación del público en

general. Para la realización de este trabajo se requirió la aplicación de técnicas y métodos para

caracterizar las materias prima, las mezclas y el producto terminado. Esta investigación es de

tipo cuantitativo experimental y se ha elaborado a partir de información existente, juicio común y

la opinión de personas que tienen experiencia en este tipo de trabajos.

1.6.3 Justificación práctica

La leche de cabra es un producto que en el Ecuador es subutilizado ya que es empleado de

manera mínima en algunas zonas del país y aunque últimamente ya existe cierto conocimiento en

las personas de los aportes nutricionales y de los efectos terapéuticos de la misma en la salud y

por ello es consumida en ciertas partes, pero aun así la producción de este recurso no ha logrado

constituirse en un renglón importante de la actividad primaria. Prácticamente en todo el país ya

existen hatos de caprinos, pero la producción muestra marcadas características regionales

relacionadas con su entorno ecológico, sus sistemas de producción y aspectos de mercado.

7

1.7 Hipótesis

¿Es posible desarrollar un queso crema probiótico a partir de la leche de cabra con buena

aceptación sensorial y que cumpla con su función dentro de la flora intestinal?

1.8 Variables

1.8.1 Independiente:

Formulación.

Composición química de la materia prima

1.8.2 Dependiente:

Producto terminado

Estabilidad

Análisis sensorial.

Viabilidad

Barrera gástrica

Antagonismo

8

1.9 Operacionalización de las variables

Tabla 1

Operacionalización de las variables

Variable

Independiente

Conceptualización

Indicador mediciones

Formulación

Diferentes proporciones de

ingredientes en el queso

crema

Porcentaje de la

bacteria

Porcentaje del cuajo

Composición química

de la materia prima

Proporciones de

componente químicos en

la materia prima

%Ph

% de Alcohol

%grasa

%de proteínas

Variable

Dependiente

Conceptualización

Indicador

Producto terminado

Concentración de los cultivos

en el queso crema

pH

acidez

% Humedad

Estabilidad

Saber la durabilidad de

nuestro producto

Presencia de

microorganismos

coliformes (Escherichia

coli)

Recuento de hongos y

9

levaduras

Viabilidad Crecimiento bacteriano Crecimiento

bacterianos en las

placas con agar MRS

Barrera gástrica Si los probioticos pasan el

porcentaje de resistencia a la

bilis

Crecimiento bacteriano

Antagonismo Inhibición a las bacterias Halos de inhibición de

7 mm +/- 2

Análisis Sensorial Selección de la mejor

formulación

Alta aceptabilidad del

público

10

CAPITULO II: MARCO TEÓRICO

2.1 La Cabra

Es considerada como un mamífero doméstico rumiante con características tales como: un

metro de altura, ligera, esbelta, pelo corto, áspera y a menudo rojizo, cuernos huecos, grandes,

esquinados, y vueltos hacia atrás, un mechón de pelos largos colgante de la mandíbula inferior y

cola muy corta. (Asociación de la Real Academias de la Lengua española, 2014).

2.1.1 Población mundial caprina

Alrededor del 95 por ciento de la población caprina mundial se encuentra en Asia, África y

América Latina. Asia representa la mayor parte, con aproximadamente el 60 por ciento del total.

Las cabras lecheras se crían en su mayor parte en la región mediterránea, Asia meridional y

partes de América Latina y África., los principales productores de leche de cabra son la India,

Bangladesh y Pakistán.

En la India, más del 90 por ciento de los pequeños rumiantes pertenecen a agricultores sin

tierra o marginales. Los rendimientos lecheros medios de las cabras varían considerablemente

entre los principales países productores de leche. En Bangladesh, el rendimiento medio de

producción de leche de cabra es de aproximadamente 80 kilogramos por año, mientras que en la

India y Pakistán es de más de 140 kilogramos por año. (FAO, 2015).

11

2.1.2 Población Caprina en Ecuador

El instituto nacional de estadísticas y censos INEC manifiesta que en el país existen alrededor

de 104. 026 cabezas de ganado caprino, siendo Loja la primera provincia productora con un

73,10 % de la producción nacional, seguida de Santa Elena con 6,19 %, Guayas con 4,17 %, 2

Manabí con 4,13 % y Chimborazo con 3,66 %. Estas son las cinco primeras provincias

productoras de cabras. Basado en esta información la península posee 6 436 unidades de cabezas

de ganado caprino, siendo la zona norte la principal productora de esta especie animal. (Riofrío,

Larrea, & José, 2013).

Las razas predominantes en Ecuador son Anglo Nubian, Criolla, Boer y Saanen. En la región

de La Sierra se encuentran los cuatro genotipos de cabras, mientras que en La Costa únicamente

existe la Anglo-Nubian y la Criolla. En la región Oriente e Insular se localiza la Criolla.

(Pesántez & Hernández, 2014)

El Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca (MAGAP) trabaja con

capricultores de las parroquias Carcabón y Chacras, del cantón Arenillas, en labores de

reproducción de ganando caprino con fines de mejoramiento genético. El MAGAP entregó,

mediante convenio, un macho “boer”, raza altamente productora de carne, destinado a brindar

servicios de reproducción en la zona.

Jonathan Franco, técnico del Programa Nacional de Cárnicos, indicó que el caprino se encuentra

en la parroquia Carcabón, en el predio de Luder Honores, donde se inició un programa de

“monta controlada”. Romel Chiriboga, director Provincial del MAGAP en El Oro, informó que

el propósito de la introducción de esta raza uruguaya es lograr el cruce con las hembras mestizas

12

de la zona, para obtener un mejoramiento genético y aumentar la producción de carne.

(Ministerio de agricultura, ganaderia, acuacultura y pesca, 2013)

2.2 Razas de cabras

Existen diferentes razas de cabras que se encuentran distribuidas por el mundo excepto en las

regiones árticas. Hay por lo menos sesenta razas reconocidas en el mundo.

Las formas de clasificación de los caprinos son múltiples pero la más completa es según su

aptitud productiva. (Ciget, 2012)

Hay que fijarse en las características físicas para poder distinguir mejor las razas las cuales son:

Color del cuerpo en especial la cara, oreja y extremidades.

Pelaje

Tamaño e inclinación de las orejas

Presencia de cuernos

2.2.1 Clasificación de razas de cabra según aptitud productiva.

2.2.1.1 Razas Lecheras.

Existen diversos tipos los cuales son: Mancha, Saanen y Toggenburg

13

2.2.1.2 Razas de Carnes.

La razas de carnes son: Boer y Española.

2.2.1.3 Razas de Carne y Leche.

Este tipo de cabra se la conoce como: Anglo-Nubian.

2.2.1.4 Razas de Fibra.

Este tipo de cabra se la conoce como: Angora. (Ciget, 2012)

2.3 Cabra Lechera (Anglo Nubian)

El Anglo-Nubian es una raza grande de la cabra conocida para su contenido alto de la

mantequilla en leche y estimada por los productores del queso fino. Desarrollado en Gran

Bretaña a partir de excelente stock de ordeño y cruzado con cabras de Oriente Medio y Norte de

África, la nariz romana, colores sorprendentes y orejas colgantes hacen que la raza sea

reconocible al instante.

Las Nubian son notables en poder tratar con temperaturas tan bajas como -18 ° C así como en

áreas muy calientes, secas. Ellos domestican muy fácilmente con sus propietarios y hacer

mascotas cariñosas. De hecho, los nubios aman la interacción humana tanto, que van a llamar y

14

seguir a su dueño en cualquier lugar. El gran tamaño de Nubian lo convierte en un animal de

doble propósito muy útil. (Manual del Productor Caprino ACPA, 2013)

2.3.1 Clasificación Científica (Anglo nubian).

En la siguiente tabla que anexa constara de la clasificación científica de la raza anglo nubian

la cual será utilizada para la obtención de la leche

Tabla 2

Clasificación científica de la cabra Anglo- nubian

Clasificación Cientifica

Nombre Científico Capra aegagrus

Reino Animalia

Filo Chordata

Familia Bovidae

Nota: (Reyniel, 2013) Elaborador por: autores.

2.4 Leche de Cabra

La leche de cabra es una alternativa mucho más sana por que posee más propiedades

beneficiosas para la salud que la de vaca debido a esto muchos países e Industrias han decido

implementar productos con esta leche, porque estos pueden ser consumidos por grupos que

presentan alergias, diabéticos y personas con intolerancia a los lácteos del ganado bovino.

(Edward, 2012)

15

2.4.1 Método de conservación de la leche de cabra.

Entre los tipos de pasteurización tenemos: LTLT (Low Temperature Long Time) basado en

el calentamiento de la leche a 63°C por 30 minutos que puede ser realizado en una olla o

marmita , HTST (High Temperature Short Time) donde se calienta a 72°C por 15 segundos con

un posterior enfriado a 10°C en equipos de flujo continuo y por último el proceso UHT (Ultra

High Temperature) donde la leche es sometida a temperaturas de 130 a 140°C por 2 a 3

segundos de manera continua , eliminando la mayor cantidad de microorganismos que tenga la

leche cruda lo cual reduce la vida útil del producto final.(Ganadera, 2014). El tratamiento

térmico al que debe someterse la leche destinada a la elaboración del yogur es de 85 °C durante

30 min ,90-95 °C a 10 minutos ó 120 °C de 2 a 3 segundos que corresponden a una

pasteurización alta cuyo objetivo es la destrucción de microrganismos patógenos , aumento de la

estabilidad del coagulo y disminución de la sinéresis durante su almacenamiento debido a los

efectos del calor sobre las proteínas lácteas al unir la β-lactoglobulina y la K-caseína que

aumentan su propiedad hidrofílica. (Shelly & Lagarriga, 2004) otros factores que influyen en la

conservación de la leche como luz, calor y oxígeno, por este motivo, una vez abierto el envase

debe mantenerse la leche en la nevera, bien tapada para evitar que absorba olores de otros

alimentos. (Chavarría, 2013).

2.5 Producción de leche de cabra en el Ecuador

Aunque en Ecuador todavía se desconoce la valiosa propiedad de los subproductos que se

obtienen de las cabras, empresas nacionales empiezan a emprender el reto de procesar leche

caprina con tecnología que permita garantizar su calidad. Un ejemplo de ello es La Pampilla,

16

empresa quiteña con una producción estimada de 1500 litros/ mes y que factura alrededor de

USD 8000 mensuales por la comercialización de sus productos. (Agronegocios del Ecuador ,

2011). En el Ecuador existe una producción aproximada de 3000 toneladas de leche caprina por

año (FAOSTAT, 2013).

2.6 Propiedades de la leche de cabra

La leche de cabra y sus productos derivados tienen efectos benéficos sobre la salud humana,

ya que es menos alergénica y posee mayor digestibilidad. En la leche los componentes que más

varían son las proteínas y las grasas. En cuanto a proteínas la leche de cabra contiene cantidades

muy bajas de α caseína s1, principal proteína se la leche bovina y reconocido alérgeno, siendo la

caseína y la caseína s2 las fracciones mayoritarias en leche de cabra. La grasa en la leche de

cabra presenta una mejor distribución en la emulsión de lípidos y una proporción más alta

de ácidos grasos de cadena corta, lo que le confiere una mayor digestibilidad. (Grisales &

Bedoya, 2016)

2.6.1 Propiedades fisicoquímicas de la leche de cabra.

La leche de cabra es de color blanco mate, debido a que no contiene caroteno, la viscosidad de

la misma es más baja que la de vaca. La grasa de la leche de cabra tiene dos características

importantes en la elaboración de productos de la leche. La primera de ellas es el tamaño de los

glóbulos de grasa en la leche de cabra en comparación con los de la leche de vaca. En la de cabra

hay una mayor proporción de glóbulos de grasa de menos de 5 µm (80 %), mientras que en la de

vaca la proporción es de un 60 %. (Silanikove & et, 2010)

17

2.6.2 Composición Nutricional de la leche de cabra.

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 (tabla N 2), pero puede variar por múltiples factores, entre ellos, tipo de

alimentación, medioambiente, manejo, sistema productivo, etapa de lactancia e inclusive, estado

sanitario de los animales . Sin embargo, el estudio de cada componente y el conocimiento de los

valores promedio de cada uno de ellos permiten una mejor comprensión alrededor de la

producción de leche caprina. (Park, 2006)

Tabla 3

Composición promedio de los nutrientes básicos en leche de cabra, oveja, vaca 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

Proteínas % 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

Nota. Fuente: (Park, 2006)

18

2.6.3 pH.

La acidez natural de la leche o su concentración en iones hidrogeno se expresa con el símbolo

de pH. Del pH depende fundamentalmente la estabilidad de las caseína generalmente la leche

tiene una reacción iónica próxima a la neutralidad, concretamente la leche de cabra tiene una

reacción ligeramente acida, con un pH entre 6.3 a 6.8.

El pH suele variar en función de la fase de lactación de la alimentación y con la raza. También

hemos de tener en cuenta que el pH puede varias con las burbujas de gas carbónico desprendido

después del ordeno durante el transporte de la leche. (Quiles & Hebia, 2012)

2.6.4 Acidez

La acidez de valoración en la suma de cuatro reacciones, las tres primeras forman la

denominada “Acidez natural” y la cuarta la “Acidez desarrollada’.

La acidez natural es debido en primer lugar a las caseínas (2/5 de la acidez natural), en segundo

lugar a los minerales y a los ácidos orgánicos (2/5 de la acidez natural) y por último, a las

reacciones secundarias de los fosfatos (1/5 de la acidez natural).

Por su parte la acidez desarrollada es consecuencia del ácido láctico y de otros ácidos

procedentes de la degradación microbiana de la lactosa.

Por norma general la acidez de expresa en grados Dornic (°D) (1°D=0.1mg de ácido láctico en

un litro de leche. (Quiles & Hebia, 2012)

19

2.6.5 Proteína de la leche de cabra

La leche contiene cientos de tipos de proteínas, la mayoría de ellas en muy pequeñas

cantidades. Estas pueden ser clasificadas de varias formas, de acuerdo con sus propiedades

físicas o químicas, así como también con sus funciones biológicas. Entre las principales

proteínas presentes en la leche de los mamíferos se encuentran la αs1-CN,αs2-CN, B-CN, β-CN

y las k-Caseínas, indispensables para el aprovechamiento industrial de los productos lácteos; se

encuentran valores promedio de proteína en la leche de cabra de 4,5%, superiores a los valores

para ganado bovino (3,3%), pero inferiores a los del ganado ovino (5,8%).

Por otra parte, las inmunoglo-bulinas presentes en la leche de cabra son muy similares a las

observadas en la leche de vaca, y se encuentran siempre en mayores cantidades durante las fases

iniciales de la lactancia, principalmente en el calostro. (Valderrama, 2006)

2.6.6 Grasa de la leche de Cabra

El componente lipídico es reconocido como el más importante de la leche en términos de

costo, de nutrición y de características físicas y sensoriales del producto. Dentro del componente

lipídico, los triglicéridos representan cerca del 98%, pero en la leche de cabra también se

encuentran algunos lípidos simples como los diacilgliceroles y los ésteres de colesterol, así como

fosfolípidos y compuestos liposolubles como los esteroles y el colesterol.

Los lípidos en la leche de cabra se encuentran de manera abundante en forma de glóbulos con un

tamaño de menos de 3 µm, lo cual permite una mayor digestibilidad y una mayor eficiencia en el

metabolismo lipídico comparado con la leche de vaca ; en este sentido la grasa de la leche

20

caprina no contiene aglutinina, que es una proteína encargada de concentrar los glóbulos grasos

para generar estructuras más complejas y de mayores dimensiones, y por esta razón los glóbulos

permanecen dispersos y pueden ser atacados más fácilmente por las enzimas digestivas.

(Valderrama, 2006)

2.6.7 Sólidos Totales

Esta propiedad fisicoquímica nos indica el porcentaje restante del 10 al 15% restante de la

composición de la leche conformada principalmente por lactosa. Grasa, proteína y minerales,

debido a que el agua constituye el 85 o 90% del lácteo, los sólidos totales aumentan durante la

fase de lactancia (Oprean, Iancu, Stan, & Traşcă, 2011).

Es considerado además como el componente más importante para la venta de leche a las

empresas industrializadoras de lácteos que fijan el precio de a pago al productor en función de

una leche con 12.57% de sólidos totales. (Pilco, 2014).

2.6.8 Cenizas

El contenido de cenizas en la leche es el producto resultante de la incineración de sus sólidos

totales a través de procedimientos normalizados. (Pilco, 2014)

21

2.6.9 Lactosa

El contenido de lactosa es bajo en la leche de cabra en comparación con la leche de otras

especies animales (aproximadamente de 1% a 13% menos que la de vaca y hasta 41% menos que

la humana), lo cual está directamente relacionado con que esta leche presente menos problemas

asociados con la intolerancia. El contenido de amino azúcares asociados a la lactoferrina en

algunas razas de cabras muy difundidas como la Saanen puede alcanzar hasta un 2,1%

(Villalobos, 2007)

La lactosa en la leche de cabra se encuentra en bajas concentraciones comparado con otras

especies animales. Tan solo 3.8 g/L a diferencia de los 4.8 g/L presentes en la leche de vaca

(Cervantes, 2006). Lo anterior puede ayudar en ciertos casos en los cuales se es intolerante a la

lactosa, al presentar mayor digestibilidad y absorción en el intestino

2.7 Definición del queso crema

Es el queso no madurado ni escaldado con un contenido relativamente alto de grasa, de textura

homogénea, cremosa, no granulada, preparado solamente con crema o mezclada con leche

cuajada con cultivos lácticos y opcionales se permite el uso de enzimas adicionales en los

cultivos lácticos. (NTE INEN 1528 - 2012, 2012)

22

2.7.1 Clasificación del queso de acuerdo a características físicas.

Basado en la norma (NTE INEN 1528 - 2012, 2012) de acuerdo a su composición y

características físicas el producto, se clasifica en:

Según el contenido de humedad,

a) Duro

b) Semiduro

c) Semiblando

d) Blando

2.7.2 Propiedades del queso crema.

El queso crema de cabra es considerado un producto de alto valor nutricional y sano, asociado

a la alta digestibilidad y asimilación de los productos lácteos caprinos por tener, glóbulos de

grasa pequeños y mayor cantidad de vitamina A, calcio, potasio, cobre, magnesio y fósforo en

comparación a la leche de vaca. La leche de cabra contiene un mayor porcentaje de ácidos grasos

de cadena corta que intervienen en el sabor del queso, como butírico, caproico, cáprico y

caprílico en comparación a la leche de vaca (>17% vs 5%), los cuales le confieren al queso

sabores diferentes y atractivos para los consumidores, por ello, contribuyen cada vez más a

mejorar la economía de productores y a incrementar el aporte de nutrientes de los consumidores.

(Maracay, 2010)

23

2.7.3 Coagulación del queso crema

El queso crema es un queso fresco, en el cual se usan cultivos lácticos para formar una

cuajada ácida, de cuerpo suave. La cuajada formada después de la acción de los cultivos no se

corta, sino que se rompe por agitación. Este queso tiene un alto contenido de grasa.

En la preparación del queso crema por el método tradicional se emplea una mezcla que contiene

como mínimo 10-11% de materia grasa, además, de los sólidos no grasos de la leche, para lo cual

se estandariza leche con crema hasta obtener el nivel de grasa requerido. La mezcla así obtenida

es sometida a pasteurización 71° C por 30 minutos. Esta temperatura es mayor que la usada

usualmente con el fin de volver la cuajada más suave. Después de la pasteurización la mezcla se

enfría hasta 32° C, luego se agrega 1% de cultivo normal y cuajo en una proporción de 30 veces

menos cantidad que la usada en quesos prensados. Para dosificarlo disuelva un cuarto de pasta de

cuajo en un litro de agua y de esa solución coloque 130 mL a 40 litros de leche. Luego se deja en

reposo a 22° C durante 16 horas, tiempo en el que se forma una cuajada suave, a partir de la cual

se elabora el queso crema. (Ofelia García, 2010)

2.8 Bacterias Acido Lácticas

Se tratan de un grupo de bacterias fisiológicamente uniformes, de pared Gram-positiva, no

formadoras de esporas que poseen forma de cocos o bacilos de longitud variable y de un grosor

de 0,5-0,8 µm. Del tipo anaeróbicas facultativas al carecer de actividad respiratoria por falta de

la enzima citocromo catalasa.

24

Las BAL son generalmente aerotolerantes, al encontrarse en ambientes ricos en nutrientes,

incluyendo la leche y productos de la leche, vegetales y plantas, cereales, carne y productos de la

carne. (Herrera, 2006)

2.8.1 Clasificación de las bacterias Acido Lácticas

Las bacterias acido lácticas con respecto a las temperaturas en que se desarrollan se clasifican

en: mesófilos que crecen entre 25-30 °C y termófilos, cuyo rango de temperatura se encuentra

entre 40-44 °C. (Olivera, 2011)

Desde el punto de vista Filogenético se han definido doce géneros de bacterias lácticas y estos

son: Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Pediococcus, Vagococcus,

Enterococcus, Aerococcus, Tetragenococcus, Carnobacterium, Alloicoccus y Weissella.

(Olivera, 2011)

En los años 1919-1920 Orla-Jensen clasificó las bacterias ácido-lácticas en dos grupos según

sus características bioquímicas en: homofermentativas y heterofermentativas. Luego Lyhs en el

año 2002 divide las BAL en tres grupos de acuerdo con sus características fermentativas en: las

homofermentativas estrictas, heterofermentativas estrictas, y las heterofermentativas facultativas.

Las BAL homofermentativas estrictas degradan las hexosas exclusivamente a ácido láctico y

no fermentan las pentosas o el gluconato, en cambio las de tipo heterofermentativas estrictas

degradan las hexosas a ácido láctico, ácido acético, etanol y CO2 y las pentosas a ácido láctico y

ácido acético. Por ultimo tenemos que las heterofermentativas facultativas fermentan las hexosas

a ácido láctico y puede producir CO2 a partir del gluconato, pero no de la glucosa. (Herrera,

2006).

25

2.9 Cultivos lácticos para queso crema

Distintos tipos de cultivos hacen que un queso tenga un sabor u otro en este caso usaremos los

cultivos mesofilos.

Desarrollo de acidez

Las bacterias lácticas utilizan la lactosa de la leche como fuente de energía y la transforman

en ácido láctico y pequeñas cantidades de otras sustancias como ácido acético, ácido fórmico y

anhídrido carbónico (CO2).

Compuestos de aroma y sabor

Algunas bacterias lácticas producen pequeñas cantidades de acetaldehído y di acetilo por la

fermentación de los citratos, otorgando sabor y aroma agradable. Además producen anhídrido

carbónico, que van a formar los ojos de algunos quesos y el carácter espumosos en algunas

leches fermentadas. (Puentes, 2012)

2.9.1 Los lactobacillus.

El género Lactobacillus está comprendida por bacterias en forma bacilar de 0,5 – 1,2 x 1,0 – 10,0

μm, comúnmente se asocian en cadenas cortas, son anaerobias facultativas ó microaerófilas,

catalasa y citocromo negativos. Excepcionalmente pueden poseer motilidad, se mueven

ayudados por flagelos peritricos. Los lactobacilos son auxótrofos quimioorganotróficos,

26

necesitan medios complejos para su crecimiento, degradan la sacarosa para producir lactato. La

temperatura óptima de crecimiento de los lactobacilos está entre 30 – 40 °C. Su hábitat natural es

variado pudiéndolos encontrar en el aparato gastrointestinal de mamíferos y aves, incluyen

alimentos de origen vegetal y animal (Waldir, Mojmír, Karel, Elena, & Egoavi, 2007)

2.9.2 Lactococcus lactis subesp lactis y Lactococcus lactis subesp Cremoris.

Siendo estas especies las más estudiadas por su capacidad de producir y excretar una familia

de pequeños poli péptidos de 3500 Da, frecuentemente en forma de dímeros o de tetrámeros

considerados antibióticos. Estos poli péptidos reciben el nombre de nisina (por N estreptococci

inhibiting substance) y diplococina respectivamente. Su modo de acción se restringe a bacterias

gram positivas, actúa también como células vegetativas impidiendo la germinación de las

esporas de bacterias como bacillus y clostridium. (Leveau & Bouix, 2000)

2.10 Cuajo

Esta propiedad es la que se utiliza en la producción de queso, el cual es básicamente la

cuajada posteriormente tratada. Por ello, el único proceso estrictamente necesario en su

producción es el cuajado. Las formas más comunes de realizar la separación de la leche en

cuajada y suero son la acidificación (fermentación por bacterias lácticas) y la adición de cuajo.

Mediante la primera forma se suelen obtener los quesos frescos, mientras que añadiendo también

cuajo los quesos son más duros, secos y curados. En cualquier caso, la cuajada es posteriormente

27

cortada en pequeñas secciones y calentada para facilitar la extracción del suero. A continuación

se añade a un molde donde será prensada perdiendo así humedad y adquiriendo mayor

consistencia. Le sigue el tratamiento con sal (salmuera o sal sólida) que mejorará su

conservación y resaltará su aroma y textura. Dependiendo del tipo de queso se aplican un gran

número de técnicas específicas, que dan las características finales al sabor y a la textura.

(Ibarlucea & López, 2008)

2.10.1 El cuajo y su efecto en las partículas de la caseina

Al añadir el cuajo a la leche, gracias al pH ácido de ésta (6,6), la quimosina es activa y

hidroliza el enlace Phe– Met(106) de la kappa-caseína. La proteína queda partida en dos

fragmentos: uno insoluble (1-105) que se mantiene en la micela, y otro soluble (106-169) que es

eliminado de ésta. En presencia de iones calcio, las micelas modificadas se agregan entre si

formando una red tridimensional llamada paracaseína, que precipita. La leche queda así separada

en cuajada y suero. (Ibarlucea & López, 2008)

2.10.2 Líquido / Rennet Chymax Extra (CHY-MAX® M)

CHY-MAX® M es una Quimosina Producida por Fermentación (FPC) de segunda generación

que ofrece una coagulación de leche de alta especificidad, combinada con una actividad

http://www.chr-hansen.es/productos/enzimas/introduccion-a-las-enzimas-lacteas/coagulantes/quimosina-producida-por-fermentacion.html

28

proteolítica reducida. La enzima aporta numerosos beneficios a los fabricantes de queso que

varían de acuerdo con la aplicación.

Bajo coste en uso

Dosis reducida

Aumento de rendimiento

Textura y sabor mejorados

Reducción del amargor

Mejora en la manipulación

Mayor valor del suero

Mejor control de proceso

Emisiones de CO2 reducidas

2.11 Microorganismos Probióticos

Son microorganismos vivos que se encuentran en algunos productos alimentarios o

suplementos, y cuyo consumo en cantidades suficientes puede ser beneficioso para la salud. Los

probióticos contribuyen al mantenimiento de un equilibrio saludable de bacterias dentro del

tracto gastrointestinal. (Europeo, 2009) , a diferencia de los prebióticos que estimulan el

desarrollo de las bacterias beneficiosas en el colón.

En la siguiente tabla se muestran las principales bacterias y microrganismos probióticos más

importantes:

http://www.chr-hansen.com/news-media/singlenews/choose-the-right-coagulant-and-reduce-your-carbon-footprint-in-cheese-production.html?__utma=124844248.757171669.1483564753.1483564753.1483564753.1&__utmb=124844248.0.10.1483564753&__utmc=124844248&__utmx=-&__utmz=124844248.1483564753.1.1.utmcsr=google|utmccn=(organic)|utmcmd=organic|utmctr=(not%20provided)&__utmv=-&__utmk=197101100&__utma=124844248.757171669.1483564753.1483564753.1483564753.1&__utmb=124844248.1.10.1483564753&__utmc=124844248&__utmx=-&__utmz=124844248.1483564753.1.1.utmcsr=google|utmccn=(organic)|utmcmd=organic|utmctr=(not%20provided)&__utmv=124844248.|1=user-type=guest=1%5e2=language=spanish=1&__utmk=122072843&__utma=124844248.757171669.1483564753.1483564753.1483564753.1&__utmb=124844248.2.10.1483564753&__utmc=124844248&__utmx=-&__utmz=124844248.1483564753.1.1.utmcsr=google|utmccn=(organic)|utmcmd=organic|utmctr=(not%20provided)&__utmv=124844248.|1=user-type=guest=1%5e2=language=spanish=1&__utmk=133597070

29

Tabla 4

Microorganismos probioticos

Nota. Fuente: (Rentero, 2009)

Lactobacillus Bifidobacterium Otras especies

Acidophilus Adolescentes Enterococcus

Faecalis

Brevis Animalis

Lactococcus Lactis Casei

Delbrueckii Subsp.

Bulgaricus

Bifidum Leuconostoc

Mesenteroides

Fermentum Infantis Pediococcus

Acidilactici Gasseri

Helveticus Lactis Sacharomyces

Boulardii Lactis

Paracasei Longum Streptococcus

Thermophilus Plantarum

30

2.11.1 Microorganismos probióticos en el tracto gastrointestinal.

La colonización de microorganismos probióticos en el tracto intestinal inicia al momento en

que el ser humano se alimenta con leche materna por primera vez y poseen en su microflora al

menos un 90% de Lactobacillus sp. Y Bifidobacterium, mientras que aquellos que son

alimentados con fórmulas tienen únicamente entre un 40% a 60% de dichos microorganismos en

su intestino. Así encontramos en tracto intestinal de un adulto micoorganismos viables

distribuidos de la siguiente manera:

En el estómago y duodeno en cantidad de 101 a 10

4 UFC/ml conformado por especies de

Lactobacillus, Streptococcus, Candida, Helicobacter Pylori y Veillonella.

En el yeyuno e íleon, de 104 a 10

8 UFC/ml con Lactobacillus, Streptococcus, Eubacterium,

bacteroides, Bifidobacterium, Veillonella, Fusobacterium, Streptococcus, Enterococcus y

Candida.

Por ultimo en el colon en orden de 109 a 10

12 UFC/ml con las especies Bacteroides, Eubacterium,

Bifidobacterium, Streptococcus, Propionibacterium, Enterococcus, Peptococcus,

Enterobacteriaceae, Veillonella, Lactobacillus, Actinomyces, Staphylococcus. (Fernández, 2013)

2.11.2 Mecanismo de acción de microorganismos probióticos.

Producción de ácidos grasos de cadena corta

Disminución de PH menor a un valor de 4, lo cual no es tolerado por determinados

gérmenes.

Inducir el hipo respuesta a los antígenos alimentarios.

31

Cambios en la actividad enzimática: al aumentar la lactasa y glicosidasa, pero disminuye

la nitroreductasa, B-glucuronidasa, azoreductasa.

Efecto competitivo con otras bacterias ocupantes al inhibir su crecimiento o competencia

por nutrientes.

Capacidad de adhesión sirviendo de barrera a la mucosa competiendo además con

patógenos en la adhesión al epitelio.

Capacidad de secreción de lactobacilos y bacterias bífidas de antibióticos naturales

(lactocinas, helveticinas, curvacinas, nicinas y bifidocinas)

Inmuno modulador: mediante la activación de los macrófagos locales para que aumenten

la presentación de antígenos a los linfocitos B y aumenten la producción de

inmunoglobulina A (IgA) secretora, tanto local como sistémicamente. (Gastroenterology,

2011)

2.11.3 Prevención de infecciones intestinales.

Las bacteria probioticas ejercen efectos antagonistas sobre el crecimiento de patógenos tales

como Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium, Yersinia enterocolitica y Clostridium

perfringens. Las bacterias probióticas aumentan la resistencia contra patógenos intestinales a

través de mecanismos antimicrobianos. Estos incluyen la colonización competitiva y la

producción de ácidos orgánicos, tales como ácidos lácticos y acéticos, bacteriocinas y otros

metabolitos primarios, tales como peróxido de hidrógeno, dióxido de carbono y diacetilo. Por

colonización competitiva, las bacterias probióticas inhiben la adhesión de patógenos

gastrointestinales a la mucosa intestinal. La producción de ácidos orgánicos, tales como ácidos

lácticos y acéticos, por las bacterias probióticas disminuye el pH intestinal y por lo tanto inhibe

32

el crecimiento de patógenos. Estos ácidos orgánicos también aumentan el peristaltismo,

eliminando indirectamente patógenos acelerando su velocidad de tránsito a través del intestino.

El peróxido de hidrógeno producido por lactobacilos puede funcionar a través del sistema de

lactoperoxidasas-tiocianato, en el que el peróxido de hidrógeno oxida el tiocianato para liberar

ácido cianhídrico, lo cual es perjudicial para los patógenos transmitidos por los alimentos.

Dióxido de carbono y diacetil sintetizado por bacterias de ácido láctico inhiben el crecimiento de

patógenos. Numerosas bacteriocinas, tales como nisina, lactobrevina, acidofilina, acidolina,

lactobacilina, lactocidina y lactolina, han sido reportadas como producidas por lactobacilos. Las

bacteriocinas son activas contra una amplia gama de agentes patógenos de origen alimentario,

dependiendo de su especificidad. (Chin, 2000)

2.12 Lactobacillus plantarum

Lactobacillus plantarum son bacterias homofermentativas, metabólicamente muy flexible y

versátil, se encuentran en muchos nichos ambientales, y con amplias aplicaciones, por ejemplo,

como una cultivo iniciador en vegetales y la carne las fermentaciones; como probiótico para los

seres humanos y animales, y últimamente como un vehículo de entrega para compuestos

terapéuticos. Lactobacillus plantarum difiere del resto de especies Lactobacillus en los siguientes

aspectos (Maria, 2012)

1. Posee un genoma relativamente grande con numerosos genes que codifican su capacidad de

adaptación a diversas condiciones.

2. Puede fermentar gran cantidad de carbohidratos.

33

3. Requiere una alta concentración de manganeso para su crecimiento, y lo acumula de

manera intracelular. El manganeso provee a Lactobacillus plantarum de una defensa frente al

estrés oxidativo.

4. Tiene una alta tolerancia al pH bajo lo que implica que frecuentemente predomine en

fermentaciones ácido lácticas espontáneas e incluso, sea capaz de sobrevivir a través del tracto

gastrointestinal humano.

Es ampliamente utilizada como estárter en productos vegetales o animales, como probiótico

para humanos debido a sus actividades de mejora de la salud y últimamente como un vehículo

para la producción de compuestos terapéuticos (Mercerier y colaboradores, 2003). Lactobacillus

plantarum se está mostrando como una especie de gran interés dada su capacidad de ejercer de

cultivo iniciador, es decir, es capaz de fermentar las materias primas con eficacia, incluyendo

matrices de origen vegetal, y además, muchas cepas presentan probada capacidad probiótica.

(Maria, 2012)

2.12.1 Propiedades Funcionales del Lactobacillus plantarum

La capacidad de adherirse a las barreras biológicas es una característica potencialmente

interesante con respecto a las características probioticas propuestos, tales como la colonización

de la superficie intestinal y la exclusión competitiva de patógenos. Se han demostrado

propiedades adhesivas in vitro de cepas potencialmente probióticas de L. plantarum utilizando

líneas de células epiteliales intestinales humanas derivadas del carcinoma de colon, tales como

células Caco-2 y HT-29. En particular, se ha demostrado que dentro de L. Plantarum, se incluyen

tanto cepas adhesivas como no adhesivas. (Smith, 2012)

34

2.13 Evaluación Sensorial

La evaluación sensorial es el de la caracterización y análisis de aceptación o rechazo de un

alimento por parte del catador o consumidor, de acuerdo a las sensaciones experimentadas desde

el mismo momento que lo observa y después que lo consume. Es necesario tener en cuenta que

esas percepciones dependen del individuo, del espacio y del tiempo principalmente. También es

considerada simplemente como: el análisis de las propiedades sensoriales, se refiere a la

medición y cuantificación de los productos alimenticios o materias primas evaluados por medio

de los cinco sentidos. La palabra sensorial se deriva del latín sensus, que significa sentido. Para

obtener los resultados e interpretaciones, la evaluación sensorial se apoya en otras disciplinas

como la química, las matemáticas, la psicología y la fisiología entre otras. (Elizabeth, 2005)

2.13.1 Pruebas afectivas o hedónicas.

Las pruebas afectivas o hedónicas se refieren al grado de preferencia y aceptabilidad de un

producto. Este tipo de pruebas nos permiten no sólo establecer si hay diferencias entre muestras,

sino el sentido o magnitud de la misma. Esto nos permite mantener o modificar la característica

diferencial.

Dentro de las pruebas afectivas o hedónicas podemos encontrar: pruebas de preferencia

(preferencia pareada y categorías de preferencia) y pruebas de aceptabilidad. Muchas veces se

confunden el término preferencia con aceptabilidad, sin embargo son terminologías diferentes.

Aceptabilidad se refiere al grado de gusto o disgusto de una persona sobre un producto. Se basa

en una escala de medición de una persona y su comportamiento. Mientras que preferencia se

35

refiere a la elección entre varios productos sobre la base del agrado o desagrado. Se basa en la

elección de una persona entre un conjunto de alternativas (dos o más productos).

Cuando se usan dos productos se refiere a una prueba pareada. Cuando se usan dos o más

productos se refieren a una prueba de ranking. Comúnmente se utilizan pruebas hedónicas para

evaluar la preferencia y/o aceptabilidad de un producto. (Maria Reyna, 2007)

2.13.2 Discriminativas.

Las pruebas discriminatorias se usan para detectar diferencias aunque no necesariamente

detectan el tipo de diferencia encontrada. Generalmente se usa cuando queremos introducir un

nuevo producto y queremos saber si este es diferente al anterior, si la población detecta la

diferencia. Si las muestras son perceptiblemente diferentes no se aplica esta técnica, las

diferencias deben ser sutiles.

Existen distintos tipos de pruebas discriminativas; algunas buscan establecer si hay o no

diferencia entre dos muestras, independientemente de la razón por la cual se podría generar esta.

Por otro lado, también existen pruebas de diferencia que identifican un atributo o característica

como la fuente de posible diferencia (e.g. dulzura, amargor, sabor a cocido). La estrategia

cognitiva para cada prueba es diferente, por tanto su eficacia para encontrar diferencias varía,

aún cuando la diferencia real entre dos muestras sea constante.

Las pruebas discriminativas son concebidas como pruebas simples, sin embargo, la teoría

asociada a éstas las hace más complejas de lo que se considera inicialmente. Las pruebas

36

discriminativas son ampliamente utilizadas en la academia y en la industria, en los

procedimientos de control de calidad, en el estudio del impacto por cambios en la formulación o

el proceso, así como en la habilidad de los consumidores para discriminar entre dos productos

similares. (Maria Reyna, 2007)

2.13.3 Prueba descriptiva.

Constituyen una de las metodologías más importantes y sofisticadas del análisis sensorial. El

análisis se basa en la detección y la descripción de los aspectos sensoriales cualitativos y

cuantitativos, por grupos de personas entrenadas y estandarizadas. Los panelistas deben dar

valores cuantitativos proporcionales a la intensidad que perciban de cada uno de los atributos

evaluados durante el análisis descriptivo. Dentro de las pruebas descriptivas se puede encontrar

pruebas de: perfil del sabor, perfil de textura y análisis cuantitativo (estimación magnitiva,

grados o porcentajes, valoración de atributos). El objetivo de las pruebas es obtener

especificaciones cuantitativas, a través de su descripción de aspectos importantes del producto

que se está evaluando. A través de este método se ayuda a identificar ingredientes esenciales y

variables del proceso o cómo difiere el producto en aspectos sensoriales específicos. Asimismo

determina cuáles de los atributos son más importantes para la aceptabilidad. Los atributos están

pre-definidos y se presentan en grados o escalas. (Maria Reyna, 2007)

37

2.13.4 Análisis de la varianza (ANOVA).

El Análisis de la Varianza puede contemplarse como un caso especial de la modelización

econométrica, donde el conjunto de variables explicativas son variables ficticias y la variable

dependiente es de tipo continuo. En tales situaciones la estimación del modelo significa la

realización de un análisis de la varianza clásica (ANOVA), de amplia tradición en los estudios y

diseños experimentales. Una ampliación a este planteamiento es cuando se dispone de una

variable de control que nos permite corregir el resultado del experimento mediante el análisis de

la co-variación con la variable a estudiar. (Otero, Sánchez, & Moral, 2005)

38

CAPITULO III: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

3.1 Tipo de investigación

Investigación experimental aplicando el método científico, dichos procedimientos se

realizaron en el Instituto de Investigaciones tecnológicas de la Facultad de Ingeniería Química

de la Universidad de Guayaquil.

3.2 Métodos científicos empleados en la investigación

3.2.1 Métodos teóricos.

Como Inductivo – Deductivo. Métodos que se realizaron a partir de la búsqueda de

información bibliográfica en libros, revistas, navegación en Internet y otros.

3.2.2 Método experimental

Se utilizó la experimentación para la elaboración de la formulación del producto: queso

crema probiótico, análisis físico-químicos y microbiológicos; pruebas de afectividad métodos

afectivos para conocer el grado de aceptación del producto; además del método observación o

método empírico, en el momento de ver el comportamiento del producto.

39

3.2.3 Método Sintético.

Se sintetizaron los resultados obtenidos de la investigación, es decir, se formuló un breve

resumen.

3.2.4 Métodos estadísticos.

Estadística descriptiva, análisis de varianza mediante un ANOVA mediante el uso del

software IBM SPSS Statistics 24.

3.3 Técnicas

Las técnicas que se aplicaron fueron: observación participativa.

3.3.1 Observación Participativa- Evaluación sensorial

Técnica en donde existe una relación directa con el objeto de estudio, que además de ser

observada puede ser palpada. En la presente investigación se empleó en la elaboración de queso

crema probiótico.

3.3.2 Evaluación sensorial: Métodos afectivos.

Pruebas escalares. Las pruebas escalares de tipo afectiva son las que se utilizan con el

propósito de conocer el nivel de agrado o desagrado de un producto, esto es en qué medida el

mismo gusta o no.

40

Pruebas de aceptación. Esta prueba tiene como objetivo conocer de acuerdo a un criterio

sensorial si la muestra que se presenta es aceptada o no por los consumidores. Se realizan con

personas no seleccionadas ni entrenadas, las que constituyen los denominados ‘jueces afectivos’

quienes no tienen que conocer el porqué del estudio que se realiza, sino entender el

procedimiento de la prueba y responder a ella. Pueden utilizarse de 25 a 30 jueces. Se emplea

una escala hedónica en donde se evalúa el grado de aceptación del producto, como se detalla a

continuación.

Escala hedónica

7. Me gusta muchísimo

6. Me gusta mucho

5. Me gusta

4. Ni me gusta, ni me disgusta

3. Me disgusta

2. Me disgusta mucho

1. me disgusta mucho

Pruebas discriminativas. Las pruebas discriminatorias permiten comparar dos o más

productos, e incluso estimar el tamaño de la diferencia. De manera general son sencillas y de

gran utilidad práctica.

En esta investigación los parámetros a evaluar son:

Color (color blanco – color crema)

Olor ácido (acidez débil – acidez intensa)

Olor rancio (enranciamiento presente – enranciamiento ausente)

41

Sabor ácido (acidez débil – acidez intensa)

Sabor salado (Intenso – característico)

Textura (No presenta untabilidad – untable)

Apariencia general (Mala – buena)

3.4 Materiales y métodos

3.4.1 Para la materia prima.

Leche de cabra

Se utilizará leche de cabras cruza Anglo-nubian con la criolla proveniente de la hacienda del

Dr. Young Living ubicada en Chongón – Guayaquil - Ecuador. Se obtiene de hembras sanas y es

entregada por lotes aplicando el método de muestreo (NTE INEN-ISO 707, 2014) en dos lotes.

Y debe cumplir con los parámetros descrit