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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN DE LA FACULTAD DE

INGENIERIA QUIMICA

INFORME FINAL DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

“EVALUACIÓN DE LOS HIDROLIZADOS DE TALLOS DE

BROCOLI POR MEDIO ÁCIDO Y ENZIMÁTICO COMO

SUSTRATO PREBIÓTICO PARA LOS LACTOBACILLUS

ACIDOPHILUS”

AUTOR: ING. ALBERTINA DÍAZ GUTIÉRREZ

PERIODO DE EJECUCIÓN: Del 1 de noviembre del 2014 al 30 de junio de 2016

Resolución Rectoral N° 853-2014-R

CALLAO - PERÚ

2016

1

CAPÍTULO I

ÍNDICE

CAPÍTULO I ÍNDICE ________________________________________ 1

TABLA DE CONTENIDOS ________________________________________ 1

ÍNDICE DE CUADROS __________________________________________ 8

ÍNDICE DE TABLAS _____________________________________ 9

ÍNDICE DE FIGURAS _____________________________________ 12

ÍNDICE DE GRÁFICAS ___________________________________ 15

CAPÍTULO II RESUMEN y ABSTRACT ________________________ 16

RESUMEN ___________________________________________________ 17

ABSTRACT __________________________________________________ 17

CAPITULO III INTRODUCCIÓN ______________________________ 19

CAPITULO IV MARCO TEÓRICO _____________________________ 22

4.1 Los tallos de brócoli _________________________________ 22

4.1.1 Brócoli _________________________________________________ 22

4.1.2 La composición del brócoli fresco ____________________________ 23

4.1.3 Variedades de brócoli _____________________________________ 24

4.1.4 Beneficios del brócoli _____________________________________ 27

4.1.5 Tallos de brócoli _________________________________________ 28

4.2 Material lignocelulósica ______________________________ 30

4.3 Pre tratamientos del material lignocelulosa _______________ 33

4.3.1 Metodos de Pre-tratamientos _______________________________ 34

4.4 Hidrólisis _________________________________________ 38

2

4.4.1 Hidrólisis acida __________________________________________ 38

4.4.2 Hidrolisis enzimático ______________________________________ 40

4.5 Viabilidad de sustratos _______________________________ 41

4.5.1 Sustrato celulósico _______________________________________ 41

4.6 Crecimiento Bacteriano ______________________________ 42

4.6.1 Efecto de los factores ambientales sobre el crecimiento bacteriano _ 46

4.6.2 Velocidad de crecimiento __________________________________ 46

4.6.3 Efecto de la concentración de nutrientes sobre la velocidad de

crecimiento _____________________________________________ 47

4.6.4 Tratamiento de los datos en la fase exponencial de crecimiento ____ 48

4.6.5 Escala de medición de microorganismos Mac –Farlan (UFC). _____ 48

4.7 Bacterias productoras de ácido láctico (BAL) _____________ 49

4.7.1 Mecanismos de acción de las BAL ___________________________ 50

4.7.2 Bacterias lácticas probióticos _______________________________ 50

4.7.3 Efecto Lactobacillus acidophilus _____________________________ 51

4.7.4 Efecto de la temperatura en el crecimiento de la cepa de

Lactobacillus. ___________________________________________ 52

4.7.5 Efecto de la concentración de inóculo en el crecimiento de la cepa

Lactobacillus. ___________________________________________ 53

4.7.6 Influencia del medio en la reacción. __________________________ 53

4.8 Prebióticos y probióticos _____________________________ 53

4.8.1 Prebióticos _____________________________________________ 53

4.8.2 Probióticos _____________________________________________ 54

4.8.3 Importancia de los probióticos ______________________________ 55

4.8.4 Efectos benéficos de los probióticos _________________________ 55

CAPITULO V MATERIALES Y MÉTODOS ______________________ 57

3

5.1 Equipos, Materiales y Reactivos de Laboratorio ___________ 57

5.1.1 Equipos ________________________________________________ 57

5.1.2 Materiales ______________________________________________ 57

5.1.3 Reactivos ______________________________________________ 58

5.1.4 Medios de cultivo ________________________________________ 59

5.1.5 Implementos de protección _________________________________ 59

5.1.6 Muestras _______________________________________________ 59

5.2 Población y muestra de la investigación _________________ 59

5.2.1 Población ______________________________________________ 59

5.2.2 Muestra ________________________________________________ 59

5.3 Técnicas, procedimientos e instrumentos de recolección de datos

60

5.3.1 Selección y acondicionamiento de los tallos de brócoli. ___________ 60

5.3.2 Análisis bromatológicos de los tallos de brócoli. ________________ 61

5.3.3 Métodos para el pre-tratamiento de los tallos de brócoli. __________ 63

5.3.4 Hidrolisis acida de los tallos de brócoli. _______________________ 64

5.3.5 Hidrolisis enzimática de los tallos de brócoli. ___________________ 64

5.3.6 Activación y obtención del inóculo de Lactobacillus acidophilus. ____ 65

5.3.7 Inoculación de inoculo de Lactobacillus acidophilus en los hidrolizados

de tallos de brócoli. _______________________________________ 65

5.4 Técnicas de análisis y métodos estadísticos ______________ 66

5.4.1 Técnicas de análisis ______________________________________ 66

5.4.2 Métodos estadísticos _____________________________________ 76

5.5 Metodología _______________________________________ 76

5.5.1 Cuantificación de tallos presentes en el brócoli _________________ 76

5.5.2 Preparación de la muestra para los análisis bromatológicos. ______ 77

4

5.5.3 Pre-tratamiento de los tallos de brócoli. _______________________ 78

5.5.4 Hidrolisis de la fracción celulósica de los tallos de brócoli _________ 79

5.5.5 Activación y obtención del inóculo de Lactobacillus acidophilus. ____ 81

5.5.6 Inoculación del Lactobacillus acidophilus en los hidrolizados de tallos

de brócoli. ______________________________________________ 82

5.5.7 Determinación de la viabilidad de poblaciones del Lactobacillus

acidophilus en los hidrolizados. _____________________________ 83

CAPITULO VI RESULTADOS ________________________________ 84

6.1 Generación porcentual de residuo de brócoli _____________ 84

6.2 Identificación de los tallos de brócoli ____________________ 84

6.2.1 Análisis del porcentaje de humedad de los tallos de brócoli en base

húmeda y en base seca ___________________________________ 85

6.2.2 Análisis del porcentaje de ceniza en tallos de brócoli, base seca ___ 85

6.2.3 Análisis del porcentaje de proteína en tallos de brócoli, base seca __ 85

6.2.4 Análisis del porcentaje de Nitrógeno Asimilable en tallos de brócoli,

base húmeda ___________________________________________ 85

6.2.5 Análisis de Azucares Reductores en tallos de brócoli, base húmeda __ 86

6.3 Evaluación de la relación residuo/agua para el pretratamiento de

las muestras de los tallos de brócoli. ___________________________ 86

6.4 Pretratamiento ácido a 115°C y 15 min para muestras de los

tallos de brócoli. ___________________________________________ 86

6.5 Análisis de la hidrólisis ácida al 2%, 3%, 4% y 5% en muestras

pretratadas de tallos de brócoli a 40°C y 120°C. __________________ 88

6.6 Análisis de la hidrólisis enzimática con α-amilasa en muestras

pretratadas de tallos de brócoli a 37 °C _________________________ 89

5

6.7 Análisis del crecimiento del lactobacillus acidophilus (𝟏𝟎𝟓

UFC/mL) en los hidrolizados ácidos en muestras pretratadas de los tallos

de brócoli. _______________________________________________ 90

6.7.1 Análisis del crecimiento bacteriano en hidrólizados ácidos de los

lactobacillus acidophilus por azucares reductores. ______________ 90

6.7.2 Análisis del crecimiento bacteriano en sustratos de hidrolizados ácidos

de los lactobacillus acidophilus por recuento en placa. ___________ 90

6.8 Análisis del crecimiento del lactobacillus acidophilus (𝟏𝟎𝟓

UFC/mL) en hidrolizados enzimáticos en muestras pretratadas de los

tallos de brócoli. ___________________________________________ 93

6.8.1 Análisis del crecimiento bacteriano en hidrólizados enzimáticos de los

lactobacillus acidophilus por azucares reductores _______________ 93

6.8.2 Análisis del crecimiento bacteriano en hidrólizados enzimáticos de los

lactobacillus acidophilus por recuento de UFC/mL en placa. _______ 94

CAPITULO VII DISCUSIÓN _________________________________ 102

CAPITULO VIII REFERENCIALES ___________________________ 112

CAPITULO IX APÉNDICE __________________________________ 120

9.1 El tallo de brócoli, componente porcentual del brócoli ______ 120

9.2 Determinación del % de Humedad de los tallos de brócoli __ 121

9.2.1 Determinación de humedad de muestra fresca ________________ 121

9.2.2 Determinación de humedad de muestra en base seca __________ 123

9.3 Determinación del % de ceniza de los tallos de brócoli _____ 124

9.4 Determinación del % de proteína total en tallos de brócoli __ 125

9.5 Determinación del Nitrógeno Asimilable en tallos de brócoli _ 126

9.6 Determinación del Azucares reductores en tallos de brócoli _ 127

9.7 Evaluación del pretratamiento de los tallos de brócoli ______ 129

6

9.7.1 Evaluación de la relación residuo/agua para el pretratamiento de las

muestras de los tallos de brócoli. ___________________________ 129

9.7.2 Pretratamiento ácido a 115°C y 15 min en las muestras de los tallos de

brócoli. _______________________________________________ 130

9.7.3 Evaluación del grado de remoción de lignina (GRL) del pretratamiento

ácido en muestras de los tallos de brócoli ____________________ 131

9.8 Evaluación de la hidrólisis ácida de los tallos de brócoli ____ 132

9.8.1 Evaluación de la hidrólisis al 2% de ácido en muestras de los tallos de

brócoli a 40°C y 120°C. __________________________________ 133

9.8.2 Evaluación de la hidrólisis al 3 % de ácido en muestras de los tallos de

brócoli a 40°C y 120°C. __________________________________ 134

9.8.3 Evaluación de la hidrólisis al 4% de ácido en muestras de los tallos de

brócoli a 40°C y 120°C. __________________________________ 135

9.8.4 Evaluación de la hidrólisis al 5 % de ácido en muestras de los tallos de

brócoli a 40°C y 120°C. __________________________________ 136

9.8.5 Evaluación de la hidrólisis ácida al 2%, 3%, 4% y 5% en muestras de

los tallos de brócoli a 40°C y 120°C. ________________________ 137

9.9 Evaluación de la hidrólisis enzimática con α-amilasa de los tallos

de brócoli _______________________________________________ 138

9.10 Evaluación del crecimiento del lactobacillus acidophilus en

hidrolizado ácido de los tallos de brócoli _______________________ 139

9.10.1 Evaluación del crecimiento bacteriano en hidrólizados ácidos de los

lactobacillus acidophilus por azucares reductores ______________ 139

9.10.2 Evaluación del crecimiento bacteriano en sustrato de hidrolizados

ácidos de los lactobacillus acidophilus por recuento en placa. ____ 140

9.11 Evaluación del crecimiento del lactobacillus acidophillus en

hidrolizado enzimático de los tallos de brócoli en hidrolizado enzimático a

37°C 142

7

9.11.1 Crecimiento del lactobacillus acidophillus en hidrolizado enzimático

de los tallos de brócoli a 10mL (B1) _________________________ 142

CAPITULO X ____________________________________________ 146

ANEXOS _______________________________________________ 146

10.2 Glosario _________________________________________ 149

10.3 “Avaluación de las xantofilas en mostaza, coliflor y bróculi”. _ 150

10.4 Relación entre el grado BRIX/ índice de refracción/azúcar __ 151

10.5 Procedimiento: Determinación de proteínas en los tallos de

brócoli. 152

10.6 Procedimiento: Preparación de sustrato a partir de los tallos de

brócoli 155

10.7 Informe N° 1: Análisis espectrofotométrico de azucares

reductores en muestras de los tallos de brócoli __________________ 157

8

ÍNDICE DE CUADROS

CUADRO N° 4.1: COMPOSICIÓN DEL BRÓCOLI CRUDO _____________ 23

CUADRO Nº 4.2: MINERALES EN EL TALLO DE BRÓCOLI (BIMI Y

PARTHENÓN) __________________________________________ 25

CUADRO N° 4.3: HUMEDAD, PROTEÍNA TOTAL Y FIBRA DIETÉTICA DE

DIFERENTES PARTES DE BRÓCOLI PARTHENÓN (P) Y BIMI (B) 26

CUADRO N° 4.4: COMPOSICIÓN BROMATOLÓGICA DEL BRÓCOLI Y

AVENA ________________________________________________ 29

CUADRO N° 4.5: CONTENIDO EN CELULOSA, HEMICELULOSA Y

LIGNINA _______________________________________________ 33

CUADRO N°4.6: BENEFICIOS EN LA SALUD ATRIBUIDOS ALOS

PROBIOTICOS __________________________________________ 55

CUADRO Nº 6.1: PORCENTAJE EN PESO DE LOS TALLOS EN EL

BROCOLI ______________________________________________ 84

CUADRO Nº 6.2: CARACTERISTICAS DE LOS TALLOS DE BRÓCOLI EN

MUESTRAS HUMEDAS Y SECAS __________________________ 86

CUADRO N° 6.3: TIEMPO DE LATENCIA DEL LACTOBACILLUS

ACIDOPHILLUS EN HIDROLIZADO ÁCIDO ___________________ 92

CUADRO N° 6.4: VELOCIDAD MÁXIMA DE CRECIMIENTO DEL

LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS EN LOS HIDROLIZADOS

ÁCIDOS _______________________________________________ 93

9


ACIDOPHILUS EN LOS HIDROLIZADOS ENZIMÁTICOS CON LA

CONCENTRACION DE B1 _________________________________ 96



ENZIMATICOS PARA EL TRATAMIENTO DE B1 _______________ 96



CONCENTRACION DE B2 _________________________________ 98



ENZIMATICOS PARA EL TRATAMIENTO DE B2 _______________ 98



CONCENTRACION DE B3 ________________________________ 100



ENZIMATICOS PARA EL TRATAMIENTO DE B3 ______________ 101

CUADRO N° 6.11: PARÁMETROS DE CRECIMIENTO COMPARATIVO _ 101

CUADRO N° 9.1: DETERMINACIÓN DEL PESO DE LAS DIFERENTES

PARTES DEL BRÓCOLI _________________________________ 121

CUADRO N° 10.1: COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA HARINA EN EL

MATERIAL FOLIAR DE BRÓCULI __________________________ 150

10

ÍNDICE DE TABLAS

TABLA N° 4.1: CRECIMIENTO DE UNA CÉLULA (BACTERIA) __________ 44

TABLA N° 6.1: GRADO DE REMOCIÓN DE LA LIGNINA POR

TRATAMIENTO ÁCIDO EN MUESTRAS DE LOS TALLOS DE

BRÓCOLI, 30g/100 mL a 115°C por 15 min. ___________________ 87

TABLA Nº 6.2: GRADO DE HIDRÓLISIS ÁCIDA EN MUESTRAS

PRETRATADAS DE TALLOS DE BRÓCOLI A 40°C Y 120 °C _____ 89

TABLA Nº 6.3: GRADO DE HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA α-AMILASA EN

MUESTRAS PRETRATADAS DE TALLOS DE BRÓCOLI A 37 °C __ 89

TABLA Nº 6.4: AZUCARES REDUCTORES TOTALES EN EL PROCESO DE

CRECIMIENTO DE LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS EN

HIDRÓLIZADOS ENZIMÁTICOS DE LOSTALLOS DE BRÓCOLI __ 94

TABLA N° 9.1: PRODUCCIÓN PORCENTUAL DE RESIDUO DE

BRÓCOLI _____________________________________________ 120

TABLA N° 9.2: DETERMINACIÓN DEL % DE HUMEDAD DE MUESTRAS DE

TALLOS DE BRÓCOLI, BASE HÚMEDA _____________________ 121

TABLA N° 9.3: PORCENTAJE DE HUMEDAD DE MUESTRAS DE TALLOS

DE BRÓCOLI, BASE HÚMEDA ____________________________ 123

TABLA N° 9.4: DETERMINACIÓN DEL % DE HUMEDAD DE MUESTRAS DE

TALLOS DE BRÓCOLI, BASE SECA _______________________ 123

TABLA N° 9.5: PORCENTAJE DE HUMEDAD DE MUESTRAS DE TALLOS

DE BRÓCOLI, BASE SECA _______________________________ 124

TABLA N° 9.6: DETERMINACIÓN DE CENIZA: MUESTRAS DE TALLOS DE

BRÓCOLI, BASE SECA. _________________________________ 125

TABLA N° 9.7: PORCENTAJE DE PROTEÍNA EN MUESTRAS DE TALLOS

DE BRÓCOLI, BASE SECA _______________________________ 126

11

TABLA N° 9.8: DETERMINACIÓN DE NITRÓGENO FACILMENTE

ASIMILABLE EN MUESTRAS DE TALLOS DE BRÓCOLI _______ 126

TABLA N° 9.9: DETERMINACIÓN DE AZUCARES REDUCTORES EN

MUESTRAS DE TALLOS DE BRÓCOLI _____________________ 129

TABLA N° 9.10: RELACIÓN PESO DE TALLOS DE BRÓCOLI/ 200 mL

AGUA, A 115 °C POR 15 min ______________________________ 130

TABLA N° 9.11: CONCENTRACIÓN DE AZUCARES EN MUESTRAS DE

TALLOS DE BRÓCOLI CON PRETRATAMIENTO ÁCIDO A 115 °C Y

15 min ________________________________________________ 131

TABLA N° 9.12: GRADO DE REMOCIÓN DE LA LIGNINA POR

TRATAMIENTO ÁCIDO EN MUESTRAS DE LOS TALLOS DE

BRÓCOLI, 30g/100 mL a 115°C por 15 min. __________________ 132

TABLA Nº 9.13: HIDRÓLISIS ÁCIDA AL 2 % EN MUESTRAS PRETRATADAS

DE TALLOS DE BRÓCOLI A 40 °C Y 120 °C. _________________ 133

TABLA Nº 9.14: GRADO DE HIDRÓLISIS ÁCIDA AL 2 % EN MUESTRAS

PRETRATADAS DE TALLOS DE BRÓCOLI A 40°C Y 120 °C ____ 134


DE TALLOS DE BRÓCOLI A 40°C Y 120°C. __________________ 134


PRETRATADAS DE TALLOS DE BRÓCOLI A 40°C Y 120°C ____ 135


DE TALLOS DE BRÓCOLI A 40 °C Y 120°C. _________________ 135




DE TALLOS DE BRÓCOLI A 40 °C Y 120 °C. _________________ 136



12

TABLA Nº 9.21: VARIACIÓN DE AZUCARES REDUCTORES TOTALES EN

EL PROCESO DE HIDRÓLISIS ÁCIDO AL 2%, 3%, 4% Y 5% DE LOS

TALLOS DE BRÓCOLI ___________________________________ 137

TABLA Nº 9.22: HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA CON α-AMILASA EN MUESTRAS

PRETRATADAS DE TALLOS DE BRÓCOLI A 37°C. ___________ 138

TABLA N° 9.23: AZUCARES REDUCTORES TOTALES EN EL PROCESO

DE CRECIMIENTO DE LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS EN

HIDRÓLIZADOS ÁCIDOS DE TALLOS DE BRÓCOLI __________ 140

TABLA N° 9.24: CRECIMIENTO DEL LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS (UFC

/ml) EN HIDROLIZADO ÁCIDO ____________________________ 141

TABLA N° 9.25: CURVA DE CRECIMIENTO DEL LACTOBACILLUS

ACIDOPHILUS (Log UFC /ml) EN HIDROLIZADO ÁCIDO _______ 142


ACIDOPHILUS (UFC /mL) EN HIDROLIZADO ENZIMÁTICO CON 1

mL, 1.5 mL Y 2 mL DE ALFA-AMILASA PARA EL TRATAMIENTO DE

B1 ___________________________________________________ 142


ACIDOPHILLUS EN HIDROLIZADO ENZIMÁTICO CON 10 ml (B1) 143


ACIDOPHILUS (UFC /ml) EN HIDROLIZADO ENZIMÁTICO CON 1 ml,

1.5 ml Y 2 ml DE ALFA-AMILASA PARA EL TRATAMIENTO DE

B2 ___________________________________________________ 143


ACIDOPHILUS (Log UFC /ml) EN HIDROLIZADO ENZIMÁTICO

CON 1 ml, 1.5 ml Y 2 ml DE ALFA-AMILASA PARA EL

TRATAMIENTO DE B2 ___________________________________ 144


ACIDOPHILUS (UFC /ml) EN HIDROLIZADO ENZIMÁTICO CON 1

ml, 1.5 ml Y 2 ml DE ALFA-AMILASA PARA EL TRATAMIENTO DE

B3 ___________________________________________________ 144

13


ACIDOPHILUS (Log UFC /ml) EN HIDROLIZADO ENZIMÁTICO CON

1 ml, 1.5 ml Y 2 ml DE ALFA-AMILASA PARA EL TRATAMIENTO DE

B3 ___________________________________________________ 145

TABLA N° 9.32: VELOCIDAD MÁXIMA DE CRECIMIENTO DEL

LACTOBACILLUS ACIDOPHILLUS, 105 UFC/mL EN HIDROLIZADOS

ENZIMÁTICOS A CONCENTRACIÓN DE 10/3 EN RELACIÓN L/S 145

TABLA N° 10.1: LECTURA DE AZUCARES REDUCTORES EN MUESTRAS

FRESCAS DE LOS TALLOS DE BRÓCOLI ___________________ 157

14

ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA N° 4.1: PARTES DEL BRÓCOLI ___________________________ 22

FIGURA N° 4.2: VARIEDADES DE BRÓCOLI (BIMI Y PARTHENÓN) _____ 25

FIGURA Nº 4.3: TALLOS DE BRÓCOLI ____________________________ 28

FIGURA N° 4.4: MATRIZ LIGNOCELULOSICA _______________________ 31

FIGURA N° 4.5: PRINCIPALES COMPONENTES DE LA BIOMASA

LIGNOCELULOSICA _____________________________________ 31

FIGURA: N° 4.6: EFECTO DE LA CONCENTRACION DE NUTRIENTES

SOBRE LA VELOCIDAD DE CRECIMIENTO __________________ 47

FIGURA N° 4.7: FASES DE LA CURVA DE CRECIMIENTO DE LA

POBLACION ____________________________________________ 48

FIGURA: N° 4.8: ESCALA DE MEDICIÓN MAC –FARLAN (UFC) ________ 49

FIGURA N° 5.1 MUESTRAS DE TALLOS DE BROCOLI _______________ 60

FIGURA N°5.2 DETERMINACIÓN DE CENIZAS _____________________ 61

FIGURA N°5.3 MUESTRAS EN DIGESTIÓN: A 400ºC Y 60 MINUTOS -

DESTILADOR ___________________________________________ 62

FIGURA Nº 5.4 DETERMINACIÓN DE HUMEDAD DE LAS MUESTRAS DE

TALLOS DE BROCOLI ____________________________________ 66

FIGURA N° 5.5 DIGESTIÓN DE LA MUESTRA, PARA DETERMINAR

PROTEÍNAS EN MUESTRAS DE TALLOS DE BRÓCOLI. ________ 69

FIGURA N° 5.6 DESTILACIÓN Y TITULACIÓN DE LA MUESTRA

DIGESTADA, PARA DETERMINAR PROTEÍNAS EN MUESTRAS DE

TALLOS DE BRÓCOLI. ___________________________________ 70

FIGURA Nº 5.7 MUESTRAS PATRÓN PARA LA DETERMINACIÓN DE

AZÚCAR EN LAS MUESTRAS DE TALLOS DE BRÓCOLI. _______ 73

FIGURA Nº 5.8 MUESTRAS DE TALLOS DE BROCOLI CON REACTIVO DE

SOMOGYI-NELSON HERVIDAS POR 20 MIN PARA AGREGAR 1 ml

DEL REACTIVO ARSENOMOLÍBDATO ______________________ 74

FIGURA N° 5.9 MUESTRA DE BROCOLI ___________________________ 77

FIGURA N° 5.10 SECADO DE LAS MUESTRAS DE TALLOS DE

BRÓCOLI. ______________________________________________ 78

15

FIGURA N° 5.11 AUTOCLAVADO DE LOS ENVASES CON MUESTRAS DE

TALLOS DE BROCOLI ____________________________________ 79

FIGURA N° 5.12 MUESTRAS DE TALLOS DE BROCOLI HIDROLIZADAS

ENZIMATICAMENTE _____________________________________ 81

FIGURA Nº 7.1 HUMEDAD, PROTEÍNA TOTAL Y FIBRA DIETÉTICA DE

DIFERENTES PARTES DE BRÓCOLI PARTHENON ¡Error! Marcador

no definido.

FIGURA N° 7.2 COMPOSICIÓN BROMATOLÓGICA DEL BRÓCOLI Y

AVENA _________________________ ¡Error! Marcador no definido.

FIGURA Nº 7.3 COMPOSICIÓN BROMATOLÓGICA DEL BRÓCOLI Y

AVENA. _________________________ ¡Error! Marcador no definido.

16

ÍNDICE DE GRAFICAS

Gráfica Nº 4.1 _________________________________________________ 45

GRÁFICA Nº 6.1: AZUCARES REDUCTORES EN MUESTRAS DE TALLOS

DE BRÓCOLI CON PRETRATAMIENTO ÁCIDO DE 0.0, 10, 20 Y 30

mL, A 115 °C Y 15 min ____________________________________ 88

GRÁFICA N° 6.2: CURVA DE CRECIMIENTO DE LACTOBACILLUS

ACIDOPHILUS EN HIDROLIZADOS POR EL MÉTODO ÁCIDO DE

LOS TALLOS DE BRÓCOLI ________________________________ 92


ACIDOPHILUS EN HIDROLIZADOS ENZIMÁTICOS PARA 10 mL DE







LOS TALLOS DE BRÓCOLI _______________________________ 100

GRÁFICA N° 9.1: CURVA PATRÓN: AZUCARES REDUCTORES, MÉTODO

SOMOGYI Y NELSON ___________________________________ 128


SOMOGYI Y NELSON ___________________________________ 160


SOMOGYI Y NELSON ___________________________________ 165

17

CAPÍTULO II

RESUMEN y ABSTRACT

RESUMEN

Los residuos vegetales como los tallos de brócoli (Brassica oleácea) se generan

en la industria y el comercio, representan casi el 50% del peso del producto; la

variedad Parthenón es el que se cultiva en Perú. El objetivo de la presente

investigación fue evaluar los sustratos obtenidos por la hidrólisis ácida y

enzimática de la fracción lignocelulósica de los tallos de brócoli y su viabilidad

para el crecimiento de lactobacillus acidophillus. La identificación de la humedad

en base fresca y base seca es de 92.67% y 10.46% respectivamente, el

contenido de ceniza (BS) es 20.04%, proteína en (BH) 2.61% y en (BS) de

20.93%, contenido de nitrógeno asimilable 120.33mg/L y azúcares reductores

1.4076g/L; se utilizó ácido sulfúrico para 10mL, 20mL y 30mL de 0.5N/50ml de

agua, para la hidrólisis ácida con ácido sulfúrico al 2%, 3%, 4% y 5% y la hidrólisis

enzimática con 1mL, 1.5mL y 2mL de enzimas α-amilasa incubadas a 37°C; la

viabilidad de los sustratos de los tallos de brócoli para los lactobacillus

acidophilus, se evaluaron comparativamente por la velocidad de crecimiento de

las UFC y el tiempo de latencia para los hidrolizados ácidos y los hidrolizados

enzimáticos. La relación para muestra de los tallos de brócoli es 30g/100mL de

agua; el pre-tratamiento usando 10mL de ácido sulfúrico 0.5N/50mL es el más

adecuado asociado a la hidrólisis ácida al 2%, la muestra (B1. 2%) tiene un

tiempo de latencia de 9.4 horas y velocidad máxima de crecimiento 0.222 (ℎ−1), la

asimilación de la bacteria no es mayor al 60%, concentraciones superiores al 3%

de H2SO4 inhiben el crecimiento bacteriano. El sustrato de la hidrólisis enzimática

pre-tratada con 30mL de ácido sulfúrico 0.5N/50mL, es el más adecuado cuando

se usa 1.5mL de enzimas α-amilasa, (B3. 1.5mL) tiene un tiempo de latencia de

11 horas y una velocidad máxima de crecimiento de 0.265 (ℎ−1), la asimilación

láctica llega al 90% para estos hidrolizados. Se concluye que la hidrólisis

enzimática de los tallos de brócoli es mucho más viable para los lactobacillus

acidophilus.

18

ABSTRACT

Plant residues such as stalks of broccoli (Brassica Oleacea) are generated

in industry and commerce, they represent for almost 50% of the product

weight; Parthenón variety is grown in Peru. The aim of this research was to

evaluate the substrates obtained by acid hydrolysis and enzymatic from

lignocellulosic fraction of the broccoli stalks and viability for the growth of

lactobacillus acidophilus. The identification of moisture in fresh base and

dry base is 92.67% and 10.46% respectively, the ash content (DB) is

20.04%, protein (WB) 2.61% and (DB) of 20.93%, assimilable nitrogen

content 120.33mg/L and reducing sugars 1.4076g/L; sample of 30g/100mL

was used for the processes of pretreatment with sulfuric acid to 10mL, 20mL

and 30mL of 0.5N/50ml of water to acid hydrolysis with sulfuric acid 2%,

3%, 4% and 5 % and enzymatic hydrolysis with 1 mL, 1.5 mL and 2 mL of

α-amylase enzymes incubated at 37°C; the viability of substrates from

broccoli stalks for lactobacillus acidophilus, were assessed comparatively

by the growth rate of CFU and the latency time for the acid hydrolysates and

enzymatic hydrolysates:

The relation of broccoli stalks sample is 30g/100mL water; the pre-treatment

using 10mL of 0.5N/50mL sulfuric acid is the most suitable asociated to acid

hydrolysis at 2%, the sample (B1. 2%) has a latency time of 9.4 hours and

maximum growth rate 0.222(ℎ−1), the assimilation of the bacterium is not

greater than 60%, concentrations above 3% H2SO4 inhibits bacterial growth.

The enzymatic hydrolysis substrate pre-treated with 30mL of 0.5N/50mL

sulfuric acid, it is best when used 1.5mL α-amylase enzyme, (B3. 1.5mL)

has a latency period of 11 hours and one maximum growth rate 0.265(ℎ−1),

lactic assimilation reaches 90% for these hydrolysates. It is concluded that

the enzymatic hydrolysis of the stalks of broccoli is much more viable for

lactobacillus acidophilus.

instituto de investigaciÓn de la facultad … · ingenieria quimica informe final del proyecto de...

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