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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AGROINDUSTRÍA
DESARROLLO DE LECHE DE SOYA EN POLVO CON UN INGREDIENTE FUNCIONAL POR MEDIO DE LA
MICROENCAPSULACIÓN DE CULTIVOS PROBIÓTICOS (LACTOBACILLUS CASEI 01) UTILIZANDO EL MÉTODO DE
SECADO POR ASPERSIÓN
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO(A) QUÍMICO
MAYRA MARITZA MOLINA RAMÓN
DIRECTOR: Dra. Jenny Cumandá Ruales Nájera
Quito, noviembre 2016
©Escuela Politécnica Nacional (2016)
Reservados todos los derechos de reproducción.
DECLARACIÓN
Yo, Mayra Molina, declaro que el trabajo aquí escrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. La Escuela Politécnica Nacional puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por La ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
____________________________ Mayra Maritza Molina Ramón
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Mayra Molina, bajo mi supervisión.
______________________ Dra. Jenny Ruales
DIRECTORA DEL PROYECTO
AGRADECIMIENTOS
“Puede que mi mente y mi cuerpo se destruyan, pero tengo a Dios que es la roca que amo;
él es todo lo que necesito en mi vida.”
Salmos 73:26
Agradezco a Dios que su amor infinito derramó sobre mí y mi familia.
A mi padre que su esfuerzo y cariño, me dio la oportunidad de salir adelante, que su ejemplo
me enseñó a nunca desfallecer, a ser mejor persona y una gran profesional cada día, ser
primero en todo. Que los valores de responsabilidad, puntualidad deben ser característicos
en nosotros.
A mi madre que lo dio todo por nosotros, su amor, su cuidado y su ejemplo de lucha
constante, que no existen imposibles en la vida. Su enseñanza de amor a la familia y el
respeto, sobre todo el amor a Dios.
Agradezco a mis hijos Matías y José Daniel, por sus pequeños detalles de amor que han
hecho de cada día momentos inolvidables. A mi pequeño Maty que fue mi motivo para
seguir adelante, que durante todo este tiempo, él fue mi compañerito constante, que cada
momento con él es único, por enseñarme a ser una madre especial.
A mi hermano Pepe por su apoyo, los momentos compartidos, y ahora que tienes tu hogar
que todo sea bendición en tu vida hermano querido.
Agradezco a un angelito divino que me cuida desde el cielo, mi Abuelita Lilia, que nos
inculco que como mujeres podemos salir adelante que no existe imposible para nosotras y
nunca desmayar. El infinito amor a Dios y la entrega a él.
En especial agradecimiento a la Dra. Jenny Ruales y Dra. Almudena García, por su apoyo
contante, por creer en este proyecto. Me llevo mucho conocimiento y enseñanzas de su parte
no solo en lo académico sino en lo personal. Gracias por todo.
Agradezco a las Ing. Mayra, Ing. Silvia, Ing. Verónica, Quim. Paola y Dra. Barrera por
su apoyo y confianza.
A mis profesores de la carrera en especial Ing. Albuja, Ing. Aldás, Ing. Mose, Ing.
Florinella, Ing. Parreño y Ing. Mera por guiarme académicamente, y en muchos casos por
su apoyo y comprensión.
A mis adorados amigos Lili, Nadia; Crix, Ely y Juan Pablo, por su apoyo, consejos, por los
momentos compartidos con alegría, por estar en los momentos más difíciles, la dulzura de
su amistad lleno mi corazón en muchos momentos.
Un agradecimiento especial a Lili, mija linda que más que mi amiga una hermana, tu apoyo,
tus consejos, tu ayuda en todo instante, que la vida te llene de bendiciones.
A Naty por su amistad, consejos y su ayuda constante en la realización de este proyecto.
A mis mosqueteras Magy y Normita por cuidarme y entenderme en los momentos más
difíciles de mi vida.
A Paola por su confianza su apoyo en este camino de la tesis, y por ello nació una linda
amistad. En las buenas y malas amiga.
A Joy y Edu, gracias porque en muchas ocasiones me brindaron su ayuda.
A mis radicales Jessy, Sarita, Magy, Crix, Ely, Lili, Naty, Normita, Maica, divinas
amigas, gracias por hacer agradable este camino en la EPN.
A mis amigos del DECAB, Grace, Lucy, Gaby, José, Darwin, Wladimir, Danilo y Maribel,
por los momentos compartidos, por cada detalle de alegría y motivación.
Agradezco a una persona especial EFAT que me entrego todo y fue mi fortaleza en los
momentos más difíciles, secando mis lágrimas y curando mis heridas, devolviéndome la luz,
por enseñarme un nuevo significado de la vida.
DEDICATORIA
Todo el esfuerzo de mi vida los dedico a ustedes
mis adorados hijos Matías y José
Daniel, mis amores verdaderos
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN X
INTRODUCCIÓN XII
1. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 1
1.1 Alimentos probióticos 1
1.1.1 Antecedentes y definición de un alimento probiótico 1
1.1.2 Productos no lacteos que contienen probióticos 3
1.1.2.1 Soya 4
1.1.3 Los probióticos 7
1.1.3.1 Clasificación 9
1.1.3.2 Lactobacilum 9
1.1.3.3 Bifidobacterium 12
1.1.3.4 Beneficios en la salud 13
1.1.3.5 Beneficios en la salud de niños con TEA 15
1.2 Métodos de microencapsulación 18
1.2.1 Biopolímeros utilizados en la encapsulación 18
1.2.1.1Gomas 20
1.2.1.2Pectina 20
1.2.2 Principales métodos de microencapsulación 21
1.2.2.1 Secado por aspersión 22
1.2.2.2 Extrusión 24
1.2.2.3 Coacervación 24
1.2.2.4 Secado por enfriamiento/congelamiento 25
1.2.2.5 Emulsificación 26
1.2.3 Aplicación de microencapsulación de probióticos 27
2 PARTE EXPERIMENTAL 29
2.1 Métodos 30 2.1.1 Métodos de diluciones seriadas y siembra en caja petri 31
2.1.2 Método de siembra en caja petri 32
2.2 Determinación de los principales componentes de la leche de soya producida
a base del grano entero 32
ii
2.3 Evaluación de la viabilidad de los probióticos Lactobacillus casei 01
microencapsulados mediante secado por aspersión 34
2.3.1 Obtención de probióticos y determinación de cantidad
microbiana 34
2.3.2 Preparación de probióticos para el proceso de secado 34
2.3.3 Proceso de microencapsulación mediante secado por aspersión 35
2.3.4 Estabilidad del producto 36
2.4 Caracterización de la leche de soya en polvo con los probióticos
Lactobacillus casei 01 microencapsulados 37
2.5 Evaluación de la calidad sensorial de la leche de soya con probióticos
Lactobacillus casei 01 microencapsulados 37
2.6 Diseño del proceso de secado para la producción de leche de soya
en polvo con probióticos Lactobacillus casei 01 microencapsulados 38
3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN 40
3.1 Resultados de la determinación de los principales componentes de la
leche de soya producida a partir del grano entero 40
3.1.1 Comparación con otras leches de origen vegetal 43
3.2 Resultados de la evaluación de la viabilidad de los probióticos
Lactobacillus casei 01 microencapsulados mediante secado por aspersión 44
3.2.1 Determinación de cantidad microbiana de los probióticos
liofilizados 44
3.2.2 Proceso de activación e incubación 45
3.2.3 Proceso de microencapsulación mediante secado por aspersión 47
3.2.3.1 Análisis de supervivencia del cultivo probióticos
Lactobacillus casei 01 48
3.2.3.2 Análisis del porcentaje de humedad 50
3.2.3.3 Análisis del rendimiento 54
3.2.4 Análisis de estabilidad del producto 56
3.3 Resultados de la caracterización de la leche de soya en polvo con los
probióticos Lactobacillus casei 01 microencapsulados 60
iii
3.4 Resultados de la evaluación la calidad sensorial de la leche de soya con
probióticos Lactobacillus casei 01 microencapsulados 62 3.4.1 Apariencia 64
3.4.2 Color crema amarillento 65
3.4.3 Aroma a grano 67
3.4.4 Sabor a soya 69
3.4.5 Textura 70
3.4.6 Presencia de sabores extraños 72
3.5 Resultados del diseño del proceso de secado para la producción de
leche de soya en polvo con probióticos Lactobacillus casei 01
microencapsulados 74
3.5.1 Condiciones de entrada de la leche de soya líquida 75
3.5.1.1 Tanques de alimentación 76
3.5.1.2 Sistema de transporte de la leche de soya líquida 77
3.5.1.3 Tuberías de transporte 78
3.5.2 Características del aire para el secado 78
3.5.3 Propiedades requeridas del producto 78
3.5.3.1 Dimensionamiento de la cámara de secado 79
3.5.4 Estimación de costos 82
4 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 85
4.1 Conclusiones 85
4.2 Recomendaciones 86
BIBLIOGRAFÍA 87
ANEXOS 99
iv
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1.1. Subproductos de soya utilizados como alimentos portadores
de probióticos 5
Tabla 1.2. Microorganismos usados como probióticos 12
Tabla 1.3. Descripción de biopolímeros usados en para encapsulación de
compuestos bioáctivos. 19
Tabla 1.4. Métodos de microencapsulación y materiales de recubrimiento
utilizados 21
Tabla 1.5. Principales retos de los probióticos para su industrialización
en alimentos 27
Tabla 3.1. Resultados de la composición de leche de soya y requisitos de
la norma INEN 10:2012 para leche pasteurizada 40
Tabla 3.2. Características físicas y químicas de la leche de soya natural fluida 41
Tabla 3.3. Contaje microbiológico de la leche de soya 41
Tabla 3.4. Requisitos microbiológicos para leche pasteurizada 42
Tabla 3.5. Criterios microbiológicos para la leche de soya natural 42
Tabla 3.6. Composición de leche de soya obtenida y leche de quinua 43
Tabla 3.7. Composición de leche de soya y leche de almendras 43
Tabla 3.8. Contaje de cultivo Lactobacillus casei 01 liofilizados y
activados 44
Tabla 3.9. Contaje de cultivo Lactobacillus casei 01 después del
proceso de Incubación 45
v
Tabla 3.10. Resumen estadístico para contaje 46
Tabla 3.11. Resultados de ensayos de secado de leche de soya con probióticos
L. casei 01 microencapsulados 48
Tabla 3.12 Análisis de varianza para contaje L. casei 01 - Suma de cuadrados
tipo III 49
Tabla 3.13. Análisis de varianza para % Humedad- Suma de cuadrados
tipo III 51
Tabla 3.14. Análisis de varianza para % Rendimiento - Suma de
cuadrados tipo III 55
Tabla 3.15. Contenido de humedad, porcentaje de proteína, cenizas y tamaño
de partícula de las muestras de leche de soya con probióticos
L. casei 01 microencapsulados. 61
Tabla 3.16. Resultados de la evaluación sensorial para muestras de los
tratamientos A1B1T2, A2 B1T2 y leche de soya sin probióticos 63
Tabla 3.17. Análisis ANOVA para apariencia por muestras 64
Tabla 3.18. Análisis ANOVA para color crema amarillento por muestras 66
Tabla 3.19. Análisis ANOVA para aroma (grano) por muestras 68
Tabla 3.20. Análisis ANOVA para sabor soya por muestras 69
Tabla 3.21. ANOVA para textura por muestras 71
Tabla 3.22. ANOVA para presencia de sabores extraños por muestras 73
Tabla 3.23. Dimensiones del tanque de almacenamiento 76
Tabla 3.24. Especificaciones de la bomba seleccionada 77
Tabla 3.25. Característica de las tuberías para el transporte de la leche de soya 78
Tabla 3.26. Característica de aire seco para el secado 78
vi
Tabla 3.27. Condiciones del secado y dimensiones de la cámara
de secado 79
Tabla 3.28. Costos de materia prima 82
Tabla 3.29. Costos de insumos empleados 82
Tabla 3.30 Costos de producción anuales 83
Tabla 3.31 Ingresos por ventas 83
Tabla 3.32. Precios de leches de soya en polvo 84
Tabla AVI.1. Parámetros del proyecto 122
vii
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1.1 Esquema ilustrativo del proceso de microencapsulación mediante
secado por apersión 23
Figura 2.1. Diagrama de proceso de microencapsulación de probióticos L.
casei 01 en leche de soya 30
Figura 2.2. Metodología de diluciones seriadas 31
Figura 3.1. Valores de medias del contaje de probióticos liofilizados y activados
en el proceso de incubación 46
Figura 3.2. Supervivencia del probiótico L. casei 01 en los diferentes
tratamientos 50
Figura 3.3. Interacción de concentración – flujo en la humedad e Interacción de
concentración – flujo en la Humedad 52
Figura 3.4. Porcentaje de humedad de muestras en los diferentes tratamientos 53
Figura 3.5. Rendimientos de secado en los diferentes tratamientos 55
Figura 3.6. Viabilidad de la muestra A1B1T2 durante almacenamiento de 21
días 57
Figura 3.7 Viabilidad de la muestra A2B1T2 durante almacenamiento de 21 días 58
Figura 3.8 Tasa de mortalidad de Lactobacillus casei 01 durante almacenamiento
de 21 días, en muestras de tratamientos A1B1T2- A2B1T2 60
Figura 3.9. Gráfico de medias de la medida de apariencia para cada uno de los
niveles de muestras 65
Figura 3.10. Gráfico de medias de los valores de color amarillento para cada uno
de los niveles de muestras 67
Figura 3.11. Gráfico de medias de las medidas de aroma a grano de soya para
viii
cada uno de los niveles de muestras 68
Figura 3.12. Gráfico de medias de valores de sabor a soya para cada uno de los
niveles de muestras 70
Figura 3.13. Gráfico de medias de valores de sabor a soya para cada uno de los
niveles de muestras 72
Figura 3.14. Gráfico de medias de valores de presencia de sabores extraños para
cada uno de los niveles de muestras 73
Figura 3.15. Diagrama del proceso para la obtención de leche de soya en polvo con
probióticos L.casei 01 microencapsulados 75
Figura 3.16. Esquema del taque de alimentación Catálogo 76
Figura 3.17. Esquema de la bomba seleccionada 77
Figura 3.18. Diagrama PFD para la obtención de leche de soya en polvo con
probióticos L. casei 01 microencapsulados mediante secado por
aspersión 80
Figura 3.19. Diagrama PID para la obtención de leche de soya en polvo con
probióticos L. casei 01 microencapsulados mediante secado por
aspersión 81
Figura AIV.1. Variables de la cámara de secado 114
Figura AV.2. Esquema del sistema de agitación 118
Figura AV.3. Esquema de la alimentación al secador por aspersión 119
ix
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
ANEXO I
Hoja técnica de Lactobacillus casei 01 100
ANEXO II
Método de determinación de tamaño de partícula LANUM-EPN 104
ANEXO III
Formato del test de evaluación sensorial 105
ANEXO IV
Ejemplo de balance de masa y energía 107
ANEXO V
Dimensionamiento de equipos 117
ANEXOS VI
Ejemplo de cálculo de costos 122
x
RESUMEN
El objetivo de este trabajo fue desarrollar un alimento funcional constituido por leche
de soya en polvo con microencapsulados del probiótico Lactobacillus casei 01.
Se obtuvo la leche de soya (Glycine max), mediante el proceso de extracción por
licuado y calor. Se determinó el contenido de sólidos totales, proteina, grasa total y
se realizó una caracterización microbiológica, cuyos resultados cumplieron con los
requerimientos de las Normas INEN 10:2012 y COGUANOR NTG 34031. Luego
se realizó una incubación en leche de soya a 37 ºC durante 18 h, almacenándose
el cultivo obtenido en solución salina 0,9 %. Posteriormente, se realizó el proceso
de secado por aspersión de la solución constituida por leche de soya, el probiótico
L. casei 01 y material encapsulante, a una presión de 5 kg /cm2. Para el proceso de
se estableció un diseño experimental de 23, donde se analizó el efecto de la
temperatura de entrada (T1= 80 ºC y T2 = 100 ºC), el porcentaje de material
encapsulante constituida por goma arábiga y pectina en una relación 2:1 (A1= 7,5
% y A2= 10 %) y el flujo de alimentación (B1= 6 mL / min y B2= 10 mL / min) sobre
la supervivencia de probiótico, porcentaje de humedad, y rendimiento del proceso.
Se observó una reducción de hasta 3 unidades logarítmicas de L. casei 01, una
variación del contenido de humedad entre 5,37 – 11,98 % y un rendimiento del
proceso comprendido entre 39,37 – 62,42 %.
Los mejores resultados se obtuvieron en las muestras de los tratamientos A1B1T2
(7,5 %; 6 mL/min; 100 °C) - A2 B1T2 (10 %; 6 mL/min; 100 °C), los cuales cumplieron
con una viabilidad de microorganismos mayor de 10 7 UFC/g, porcentaje de
humedad del 5 %. Se determinó el porcentaje de proteína del producto final cuyo
valor fue de 26,8 ± 0,2. El tamaño de partícula de las muestras fue de 1,5 µm de
diámetro. El porcentaje de cenizas fue menor al valor mínimo de 6,5 %,
considerado por Norma NTE INEN 298:2011.
Se realizó un análisis sensorial de los mejores tratamientos, los resultados
demostraron que la presencia de microencapsulados de probióticos no afectó a
ninguna característica sensorial del producto final.
xi
El diseño del proceso de secado se realizó en base a una producción de 150 kg/
día. El proceso se consideró batch. El producto final de acuerdo a la estimación de
costos para un kilogramo es de 17,03 USD.
xii
INTRODUCCIÓN
Actualmente existe una preferencia en alimentos con probióticos no lácteos, dado
que en algunas investigaciones se destaca su beneficio a la salud de sus
consumidores. Para que exista algún tipo de beneficio la cantidad mínima de
consumo es de 10 6 UFC/g, pero la supervivencia de estos microorganismos se ve
afectada por varios factores, en especial temperatura y pH, lo que hace complicado
la ingesta necesaria de estos microorganismo, siendo actualmente un reto
tecnológico mantener su funcionalidad en alimentos (Olagnero et al., 2007, pp. 27
– 29; De Vrese y Schrezenmeir, 2008, p.7).
En la industria alimenticia se conoce de productos lácteos con probióticos
adicionados del género de Lactobacillus y Bifidobacterium. Esto se debe a que
estos géneros tienen mayor supervivencia en procesos a altas temperaturas, en el
caso de la especie Lactobacillus casei o paracasei, pueden soportar temperaturas
de hasta 150 ºC en procesos de microencapsulación por secado por aspersión
(Montes, 2013, p.22).
La microencapsulación por secado por aspersión es una tecnología utilizada a gran
escala. En la industria resulta más conveniente el método secado por aspersión
que por liofilización, debido a su fácil manejo, disponibilidad de los equipos y su alta
rentabilidad. Esta tecnología en la actualidad es de mucho interés y se define como
un proceso de recubrimiento de principios activos (probióticos, minerales,
vitaminas, fitoesteroles, enzimas de ácidos grasos y antioxidantes). El objetivo de
este proceso es evitar la degradación de los compuestos bioactivos y lograr
mantener su funcionalidad, para su aplicación en alimentos o medicamentos
(Telang y Thorat, 2010, p. 1449).
Actualmente el consumo de alimentos no lácteos con probióticos tiene mayor
demanda, en especial alimentos de fácil almacenamiento y consumo. La mayoría
de productos que no son lácteos provienen de los derivados de cereales y frutas
(De Vrese y Schrezenmeir, 2008, p. 29).
1
1. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
1.1 ALIMENTOS PROBIÓTICOS
1.1.1 ANTECEDENTES Y DEFINICIÓN DE UN ALIMENTO PROBIÓTICO
Se conoce que a través de la historia ya se tenían alimentos con presencia de
microorganismos que se usaban terapéuticamente. Algunos productos como el
kéfir, kumis, leben, y dahi también se obtenían de la fermentación mucho antes de
conocer la existencia de los microorganismos, los cuales fueron descubiertos por
Leeuwenhoek en 1683 y Louis Pasteur en 1857, quienes aislaron las bacterias del
ácido láctico de la leche (Makinen, Berger, Bel- Rhlid y Ananta, 2012, p. 356).
En busca de mejorar la alimentación, las industrias alimenticias recurren a múltiples
investigaciones y estudios en el campo de los microorganismos para introducir
alimentos cada vez más nutritivos y saludables para el ser humano. El concepto de
alimentos sanos y nutritivos nace de la preocupación de diseñar productos
altamente sustanciosos, donde la actual tecnología trabaja en la modificación de
alimentos o a su vez en la introducción de otros ingredientes como los probióticos,
prebióticos, oligoelementos, etc. En este sentido, empresas del sector alimenticio
se han centrado en investigar los probióticos y su funcionamiento en el organismo
humano, además de diseñar productos aptos para el cuidado de la flora microbiana
de los individuos (Makinen et al., 2012, pp. 357-362).
Según la Organización Mundial de la Salud (FAO / OMS, 2001) cuando los
probióticos se consumen en cantidades apropiadas resultan positivos y muy
beneficiosos para la salud humana.
Los alimentos probióticos dependen en gran medida del sinergismo durante el
proceso de cultivo y de fermentación para obtener un producto estable y adecuado
para el consumo. Es indispensable que estos microorganismos se encuentren
viables y activos en el alimento, y en el sistema gastrointestinal para garantizar su
potencial resultado benéfico en el consumidor (Olagnero et al., 2007, pp. 22 - 26).
2
El organismo del ser humano está adaptado a la ingesta de microorganismos, por
lo cual hoy es posible trabajar con productos cargados de bacterias beneficiosas
para la salud (Olveira y González, 2007, pp. 27 - 31).
Se dice que hace 6 000 A.C los probióticos se han incorporado al consumo diario
mediante alimentos fermentados, y que en el siglo XX cuando se dejó de consumir
en países industrializados provocó muchos problemas gastrointestinales. Estas
bacterias han ido cambiando el panorama de la alimentación hasta que hoy se ha
considerado fundamental en la nutrición de las personas por sus grandes beneficios
(Makinen et al., 2012, p. 356).
Las ventajas de consumir alimentos con probióticos son notorias en personas con
problemas intestinales, como el estreñimiento o el síndrome de colón irritado, donde
se evidencia que la ingesta de microorganismos produce cambios notables en su
salud. Tanto las cepas de Lactobacillus como de Bifidobacterias han provocado
mejoría en pacientes con colitis ulcerosa a través del empleo de leches fermentadas
con estas cepas (Fung, Lye, Lim, Kuan y Liong, 2011, p. 140)
Para Olagnero et al. (2007) es necesario que los nutricionistas valoren los alimentos
probióticos en función de una dieta equilibrada y diversificada, que por un lado se
aprovechen los nutrientes y por otro se purifique el sistema digestivo a través de
este método. Asimismo, mencionan que se debe investigar mayormente en otras
cepas de microorganismos para establecer sus beneficios, ya que uno de las
ventajas de estos agentes es el de prevenir enfermedades (p. 30).
En cuanto al proceso para la obtención de un alimento probiótico seguido por
Ramón Vidal (2006), el investigador indica que se debe iniciar con la búsqueda de
un probiótico resistente y beneficioso para la salud humana. Para ello, los pasos a
seguir son:
Definir una huella genética de la cepa
Evaluar la resistencia al pH ácido y a las sales biliares, capacidad de
adherencia al mucus intestinal.
3
Analizar el perfil de resistencia a antibióticos y la posible producción de
determinados metabolitos indeseados.
Optimizar la producción de una cepa probiótica.
Definir parámetros de crecimiento y conservación para cada cepa probiótica.
Definir la fase de cultivo (recolección de la biomasa)
Establecer la vida útil del probiótico como ingrediente alimentario.
Selección de la matriz alimentaria y dispersión homogénea en el seno del
alimento (p. 50).
El proceso anterior puede variar tanto en productos sólidos como líquidos, por lo
que es indispensable seleccionar una adecuada técnica de dispersión de los
probióticos en el alimento, para analizar las condiciones de almacenamiento y
comercialización mediante la estabilidad del producto y el comportamiento de los
probióticos.
1.1.2 PRODUCTOS NO LACTEOS QUE CONTIENEN PROBIÓTICOS
Cuando se habla de alimentos probióticos se los relaciona directamente con
productos lácteos, pues tradicionalmente son añadidos al yogurt, quesos y leches
saborizadas. Éstos alimentos probióticos pueden presentar inconvenientes en los
consumidores no sanos o con intolerancias por su alto contenido de lactosa y grasa,
esto hace inaccesible el consumo de probióticos mediante estos productos (Rivera
y Gallardo, 2010, p.1).
En la actualidad existe un aumento de la demanda de alimentos no lácteos con
probióticos, y otros productos que contienen probióticos que ya se encuentran en
el mercado como suplementos en forma de comprimidos, cápsulas y preparaciones
liofilizadas por ejemplo Multibionta, Enterogermina, Reuterina, UltraLevure,
Florastor (De Vrese y Schrezenmeir, 2001, pp. 6, 29).
Para la conservación de los productos no lácteos como los cereales, frutas,
verduras, legumbres y carnes se emplea como técnica, la fermentación. Se utilizan
4
microorganismos como levaduras, bacterias acido lácticas (BAL) y hongos que
algunos de ellos poseen características probióticas (Rivera y Gallardo, 2010, p. 4).
1.1.2.1 Soya
La soya es una leguminosa conocida por ser una fuente económica de proteínas y
calorías para el consumo humano. Está libre de colesterol, por lo que es muy
utilizado en dietas para consumidores se sufren de intolerancia a la lactosa. La
proteína de la soya contiene aminoácidos que juegan un papel importante a la salud
humana, estos aminoácidos esenciales son isoleucina, leucina, lisina, metionina,
triptófano, valina e histidina. Las desventajas de los productos de soya son el sabor
a grano vegetal y su contenido de rafinosa y estaquiosa que produce flatulencia. La
fermentación ha sido una opción tradicional para aumentar la digestibilidad de los
productos de soja y hacerlos más apetecibles. Los productos de soya previenen
enfermedades crónica tales como desordenes en la menopausia, el cáncer, la
aterosclerosis, y osteoporosis (Liu, Li, Yang, Liang y Wang, 2006, p.417).
La soya también contiene moderadas cantidades de ingredientes bioactivos tales
como isoflavonas, se ha demostrado que su consumo tiene algunos beneficios
terapéuticos que incluyen prevención del cáncer de mama y enfermedades
cardiovasculares, por lo que en los últimos años el consumo de productos a base
de soya ha aumentado notablemente. Actualmente, se evalúa la eficacia de los
productos a base de soya como un portador potencial de probióticos, algunos de
estos productos se describen en la Tabla 1.1 (Yeo, Ewe, Tham, y Liong, 2011, p.
201).
5
Tabla 1.1. Subproductos de soya utilizados como alimentos portadores de probióticos
Productos de Soya Probiótico Viabilidad del probiótico
Leche de soya
Lactobacillus,
Bifidobacterium,
Streptococcus thermophillus
>106 UFC/ mL después de la
fermentación
Leche de soya L. acidophilus, L. casei,
Bifidobacterium
Rango entre 107 a 108 UFC/
mL después de la
fermentación
Leche de soya L.acidophilus y L. gasseri >108 UFC/mL después de la
fermentación
Queso crema de soya L. acidophilus
>107 UFC/ g más de 20 días
de almacenamiento a 4 y 25
°C
Tofufa , un postre asiático
hecho con soya L. bulgaricus, L. fermentum
>106 UFC/ g almacenado 9
días a 4 y 25 °C
Yoghurt de soya L. acidophilus, B. lactis, L.
paracasei
>108 UFC/mL se mantuvo
consistente después de 28 días
de almacenamiento a 4 °C (Yeo et al. 2011, p. 201)
La soya contiene 40 % de proteína incluyendo péptidos y aminoácidos esencial que
pudiera soportar la proliferación de los probióticos como Lactobacillus y
Bifidobacterium (Rivera y Gallardo, 2011, p. 7; De Luna, 2007, p. 37).
Los productos a base de soya pueden actuar como un buen portador para los
probióticos debido al pH natural de la soya y el alto contenido de carbono y
nitrógeno. La presencia de sacarosa y azúcares simples en la leche de soya
favorece el crecimiento de probióticos en donde la sacarosa, la glucosa y la fructosa
son apenas detectables tras la fermentación Además, el crecimiento de probióticos
en productos a base de soya también podría atribuirse a su capacidad para
metabolizar oligosacáridos de soya tales como rafinosa y estaquiosa durante la
fermentación (Yeo et al., 2011, p. 201)
La leche de soya es un buen sustrato para las bacterias probióticas, sugieren que
podrían crecer mejor con cultivos de yogur de soya. De acuerdo a supervivencia
las bacterias que mejor se de desarrollan en la leche de soya son las especies de
Lactobacillus: L. casei, L. helveticus, L. Fermenti, L. fermentum, Lb. reuteri, y L.
acidophilus (Rivera y Gallardo, 2011, p. 7).
6
Una de las principales desventajas de los productos con probióticos es la calidad
sensorial y aceptabilidad. Los consumidores prefieren alimentos sin probióticos que
aquellos que los contienen. Por ejemplo el yogur de soya sin probióticos recibió
mayor aceptación que el que si posee probióticos. La estabilidad de los probióticos
durante el almacenamiento es esencial en la determinación de la vida útil de los
productos y esto sigue siendo un reto en la producción de productos de soya como
un portador de los probióticos. También se ha observado que en los productos de
soya almacenado a mayor tiempo existe una reducción general en el crecimiento
de los probióticos, esto se debe probablemente a la acumulación de ácidos
orgánicos y la reducción de suministro de carbohidratos en el caso de leche de soya
(Yeo et al., 2011, p. 201).
Productos de soya en el Ecuador
De acuerdo a las cifras del III Censo Nacional Agropecuario las principales
provincias productoras de soya son Los Ríos y el Guayas. Se registra que 54 350
hectáreas sembradas corresponden al grano de soya donde el 96% de superficie
sembrada se encuentra en la provincia de Los Ríos (Moreno y Salvador, 2015, p.1).
En Ecuador el grano de soya es utilizado principalmente en alimentos balanceados,
en una composición de 15 - 20 %, en forma de pasta de soya. El grano de soya es
transformado en un mayor porcentaje a pasta de soya esto es el 70 % del grano,
se considera que el 18 % es utilizado para aceite y el 12 % es para elaboración de
leche, carne o harinas. Pero actualmente uno de los productos de soya que está
teniendo mayor acogida es la leche de soya, los consumidores que prefieren este
producto de forma deshidratada son aquellos que necesitan dietas especiales por
salud, adultos mayores y aquellos que buscan una dieta vegetariana (Proexport
Colombia, 2004, p. 14)
7
1.1.3 LOS PROBIÓTICOS
Se conoce que históricamente los beneficios del consumo de probióticos fueron ya
identificados por los hebreos aproximadamente 6 000 AC, una versión del antiguo
testamento adjudica que la longevidad de Abraham era por el consumo de leche
fermentada, además en el siglo 76 A.C. el historiador romano Plinio había
recomendado el consumo de ciertos lácteos para tratar enfermedades intestinales.
Sin embargo, fue en 1907 que el concepto de probióticos nació a través Elie
Metchnikoff, quien identificó por primera vez estos microorganismos que se
encontraban en los lácteos fermentados. La postulación de Metchnikoff, nace por
sus observaciones de que el consumo de alimentos fermentados daba lugar a la
prolongación de la vida (Olveira y González, 2007 p. 26; Makinen et al., 2012, p.
356).
Los probióticos son ahora entendidos como microorganismos vivos. Según la FAO
/ OMS de acuerdo a los estudios de Metchnikoff y Tissiera, como posteriormente el
de Fuller en 1989 entiende que es un “suplemento dietético a base de
microorganismos vivos que afecta beneficiosamente al huésped mejorando su
equilibrio intestinal” (FAO / OMS, 2001, p. 3).
Olveira y González (2007) describen que los probióticos hacen referencia a la
existencia de microorganismos viables en productos, que en cantidades adecuadas
pueden alterar la microflora en algún compartimiento del huésped (por implantación
o colonización) produciendo efectos benéficos (p. 27)
Desde sus inicios los probióticos son investigados para conocer las bondades e
impactos en el organismo de los individuos que lo iniciaron y que hoy se ha dado
pasó a su industrialización. Se tienen varias definiciones de probióticos descritos
en Astiasarán, Lasheras, Ariño, y Martínez (2003):
“Suplementos para la alimentación que contienen microorganismos vivos
con efecto beneficioso para los animales ya que incrementa la flora
microbiana intestinal”.
8
“Microoganismo viable o mezcla de cultivos de microorganismo, que
utilizados por el hombre o los animales producen una mejora de las
propiedades inherentes de la microbiota”.
“Una preparación de microorganismos que contiene células vivas o
suspendidas y sus metabolitos, que ayuda a mejorar el balance microbiano
y enzimático o estimular los mecanismos inmunes” (p.63).
El desarrollo de estos conceptos surge a partir de la preocupación de comprender
su función dentro de las formas de alimentación del ser humano, para lo cual han
desarrollado múltiples productos que logren tener nutrientes y una capacidad de
proteger la flora intestinal. Todas las definiciones se basan en los diferentes aportes
al ser humano hasta definirlo como microorganismos vivos que ayudan a mejorar
la digestión humana.
Por su parte Olagnero et al. (2007), describe que los factores extrínsecos de los
probióticos para que puedan sobrevivir deben basarse en:
El pH (derivado del proceso de fermentación)
oxígeno disuelto (especialmente para bifidobacterias)
interacciones antagónicas entre especies
composición química del medio de cultivo
concentración final de azúcares (aumento de la presión osmótica)
prácticas de inoculación (momento adecuado para el agregado del cultivo
probiótico)
temperatura y duración de la fermentación
condiciones de almacenamiento del producto (p. 26).
Las condiciones descritas son necesarias para que el probiótico pueda mantenerse
estable, y por lo cual las industrias puedan generar cultivos aptos para el consumo
humano. Se deben también considerar los factores intrínsecos, como aquellas
características que le permitan adaptarse al sistema digestivo del huésped
(Olagnero et al., 2007, p. 26).
9
De las Cacigas y Blanco (2002), explican sobre los factores específicos para que
un microorganismo pueda cumplir con la función de protección en el sistema
digestivo, establecida dicha funcionalidad con los postulados de Huchetson: ser
habitante normal del intestino, tener un tiempo corto de reproducción, ser capaz de
producir compuestos antimicrobiano y ser estable durante el proceso de
producción, comercialización y distribución para que pueda llegar vivo al intestino.
Los probióticos cumplen con los postulados de Huchetson, logrando estimular y
proteger el sistema digestivo por lo que son considerados como bioprotectores o
bioprofilácticos (p. 65).
1.1.3.1 Clasificación
De acuerdo con De Vrese y Schrezenmeir (2008), las bacterias se agrupan en dos
géneros: Lactobacillus y Bifidobacterium, conocidas como BAL debido a que tienen
la capacidad de convertir los hidratos de carbono en ácido láctico que constituyen
una parte importante de la microflora intestinal normal en animales y seres
humanos (p. 6).
1.1.3.2 Lactobacillus
Pertenecen a las BAL, se describen como microorganismos anaerobios, son de la
especies de bacterias catalasa-negativos, capaces de producir ácido láctico como
principal producto final de la fermentación de hidratos de carbono (Olagnero et al.,
2007, p. 27; Chenoll, Carmen y Aznar, 2006, p. 389)
Morfológicamente los Lactobacillus, se presentan como microorganismos en forma
de barra pero también pueden aparecer en forma circular, por lo que se denominan
Cocobacilos, no forman esporas y requieren de medios enriquecidos para crecer.
Considerando su composición de bases del ADN del genoma, por lo general
10
muestran un contenido de GC (Contenido de guanina-citosina) de entre 32 y 51%
en moles (Otieno, 2011, p.19).
Se encuentran en entornos en donde los hidratos de carbono están disponibles,
tales como alimentos (productos lácteos, carne fermentada, pastas ácidas,
verduras, frutas, bebidas), sistema respiratorio y gastrointestinal también en
conductos genitales de los seres humanos y los animales, y en las aguas residuales
y material vegetal (Otieno, 2011, p.19).
Tienen la capacidad de adherirse a la mucosa y a las paredes intestinales donde
producen sustancias bactericidas, es decir, que protegen al organismo entre ellos
bacterias patógenas.
Por ejemplo Lactobacillus casei es capaz de colonizar el epitelio intestinal, y en
consecuencia, de delimitar el área de adherencia al intestino de otros
microorganismos patógenos, es decir, que tiene una capacidad de controlar las
posibles infecciones intestinales. Otros estudios indican que los probióticos podrían
beneficiar a los recién nacidos viene de un ensayo en humanos con 2,5 x108
Lactobacillus acidophilus vivo (Reid, Jass, Sebulsky y Mc Cormick, 2003, p. 659).
De las 106 especies válidamente descritas, sólo 56 especies del género
Lactobacillus se han identificado hasta la fecha. A partir de este grupo, las especies
de Lactobacilos siendo ampliamente utilizado como probióticos.
Lactobacillus casei
Lactobacillus casei es una bacteria de ácido láctico (BAL) usado en la producción
de muchos alimentos fermentados y productos de alimentación, es decir, como
cultivos ácido productores, iniciadores para la fermentación de la leche, y utilizados
para mejorar el desarrollo del sabor en varios quesos (Nezhad, Hussain y Britz,
2015, p.743). Por otra parte, esta especie comprende cepas explotadas
11
comercialmente como cultivos probióticos que tiene un efecto beneficioso sobre la
fisiología intestinal y la salud humana.
Diferentes cepas del grupo Lactobacillus casei han sido ampliamente estudiadas
con respecto a sus propiedades promotoras de la salud. Varios funciones
beneficiosas para el organismo humano se han atribuido con el consumo regular
de productos alimenticios que contienen estas cepas. Lactobacillus casei es uno de
los microorganismos más comúnmente usados para aplicaciones en productos
alimenticios probióticos (Buriti y Saad, 2007, p.373).
La respuesta de adaptación del grupo Lactobacillus casei para condiciones
adversas, incluyendo el pH bajo, sales biliares, alta presión osmótica, alta y baja
temperatura y el estrés oxidativo ha sido investigado recientemente. La
comprensión y la manipulación de los mecanismos de respuesta al estrés pueden
ser interesantes tanto desde el punto de vista científico como tecnológico. Por lo
tanto, el desarrollo de nuevas estrategias para promover la adaptación en estrés
para los BAL podría mejorar la supervivencia en estados de tensión y mejorar las
propiedades funcionales y las propiedades tecnológicas de los alimentos
fermentados (Reale, Renzo, Zotta, Preziuso, Boscaino, Ianniello, Storti, Tremonte
y Coppola., 2016, p. 622).
Un ejemplo claro del beneficio de estos microrganismos del genero L. casei es, L.
casei ATCC 393 es una cepa muy estudiada con numerosos potencial probiótico y
características que promueven la salud, tales como la eliminación del colesterol, la
actividad contra la proliferación de células cancerosas y la reducción del riesgo de
osteoporosis. L. casei ATCC 393 se ha utilizado con éxito para la producción de
varios productos lácteos como la leche fermentada, queso y el yogurt (Dimitrellou,
Kandylis, Petrović, Dimitrijević, Lević, Nedović, Kourkoutas, 2016, p. 169).
12
1.1.3.3 Bifidobacterium
Son microorganismos que constituyen una parte importante de la microflora
intestinal normal en los seres humanos, a lo largo de la vida, se las puede ubicar
en el intestino humano y se desarrollan a partir del nacimiento. El número de
Bifidobacterium en el colon de los adultos es de 1010 a 1011 UFC/gramo, pero este
número disminuye con la edad. Sin embargo, las que predominan en el colon son
las Eubacterium, Clostridium y Bacteroides. Estas producen las enzimas B para
mejorar la intolerancia a la lactosa o impedir la producción de bacterias como E.
Coli y Shigelia.
El aumento de la concentración de las Bifidobacterium en la microflora intestinal
incrementa la concentración de ácidos orgánicos (láctico y acético), esto permite la
estimulación del peristaltismo del intestino con lo que contribuye a la regularización
del tránsito intestinal lento (Olagnero et al., 2007, p. 27).
La clasificación establecida permite identificar las características de los probióticos
más conocidos y conocer sus ventajas frente al consumo humano. De estas, las
más conocidas son los L. acidophilus, L. casei y B. spp, sin embargo, otras bacterias
y algunas levaduras pueden tener también propiedades probióticas. En la Tabla
1.2, se describen varios ejemplos de microorganismos usados como probióticos.
Tabla 1.2. Microorganismos usados como probióticos
Lactobacillia Bifidobacteria Otros
L. acidophilus-grupo B. longum (BB536)
B. longum (SP 07/3) Enterococcus faecalis b
L. acidophilus (LA-5) B. bifidum (MF 20/5) Enterococcus faecium c
L.crispatus (L. acidophilus
“Gilliland”) B. infantis Lactococcus lactis
L. johnsonnii (LA1) B. animalis (B. animalis ssp.
lactis BB- 12)
L. gasseri (PA 16/8) B. adolescentis Streptococcus thermophiles
Propionibacteria
L. casei – group B. breve E.colic (E. coli “Nissle 1917”)
L. (para) casei
(L. casei) “shirota”
(L. casei “defensis”)
Sporolactobac. Inulinus c
13
Tabla 1.2. Microorganismos usados como probióticos (Continuación…)
a Los nombres comerciales de cepas específicas se describe entre paréntesis b Se utiliza principalmente en preparaciones farmacéuticas c Se utiliza principalmente en la cría de animales d Re-clasificado como una cepa de S. cerevisiae (De Vrese y Schrezenmeir, 2008, p. 7)
1.1.3.4 Beneficios en la salud
El consumo de probióticos provee ventajas en la salud humana, pues de acuerdo
con Olagnero et al. (2007), las propiedades benéficas pueden resumirse en
concordancia con las investigaciones realizadas con diferentes cepas de
microorganismos, entre estos: intolerancia a la lactosa, efecto inmunomodulador,
efecto gastro-protector, regulación del tránsito intestinal, actividad antagónica
contra rotavirus, prevención de reacciones alérgicas, prevención del cáncer,
hipocolesterolémicos y efectos cardioprotectores (p.29).
Intolerancia a la lactosa
El desarrollo más destacado son los productos lácteos fermentados, a través de
microorganismos BAL, que tienen la capacidad de realizar una predigestión de los
compuestos más pesados de la leche como lactosa y caseína. La ingesta de estos
productos lácteos permite a sus consumidores una mejor digestión de la lactosa
evitando los síntomas de intolerancia a la lactosa por su mala absorción, debido a
una actividad insuficiente de la enzima β-galactosidasa en el intestino delgado. Este
efecto se fundamenta principalmente en el hecho de que productos de leche
fermentada con bacterias vivas contienen β-galactosidasa microbiana que
sobreviven al paso a través del estómago, para ser finalmente liberada en el
intestino delgado para apoyar la hidrólisis de lactosa (De Vrese y Schrezenmeir,
2008, p.12; Olagnero et al., 2007, p. 29; Fung et al., 2011, p.146).
Lactobacillia Bifidobacteria Otros
L. rhamnosus (LGG) Spore of Bacillus cereus “toyoi”
L. reuteri
L. plantarum (299 and 299v) Saccharomyces boulardii d
14
Además, el consumo de Streptococcus thermophilus o Lactobacillus casei defensis,
hace que durante su tránsito en el organismo también son capaces de realizar la
hidrólisis de lactosa (De Vrese y Schrezenmeir, 2008, p. 12).
Efecto gastroprotector
Se ha demostrado que algunos probióticos del género Lactobacillus actúan en
contra de la bacteria Helicobacter pylori, causante de infecciones y úlceras
estomacales, debido a la producción elevada de ácido láctico en el estómago,
actuando como mecanismos de defensa para proteger la mucosa gástrica
(Olagnero et al., 2007, p. 29).
Actividad antagónica contra rotavirus
Se usa probióticos para los tratamientos de las enfermedades diarreicas debido a
virus o infecciones bacterianas o trastornos de la microflora intestinal. Los
resultados favorables se encuentran en casos de diarreas provocadas por rotavirus
y la inducida por antibióticos o en intolerancia a la lactosa, cuyos resultados son
favorables (Fung et al., 2011, p.141; De Vrese y Schrezenmeir, 2008, pp. 14 y 15).
Prevención del Cáncer
Una dieta equilibrada basada en el consumo frecuente de productos que contengan
probióticos posibilita mejorar la calidad de vida y prevenir cáncer especialmente
carcinoma de colon, siendo durante décadas el cáncer más frecuente del tracto
intestinal en las naciones industriales occidentales. Por lo que se recomienda la
ingesta de Lactobacillus y en especial L. casei shirota como tratamiento preventivo
reduciendo el riesgo de contraer cáncer de vejiga en la población (De Vrese y
Schrezenmeir, 2008, p. 19).
A los probióticos y productos lácteos probióticos, se les atribuye propiedades
antimutagénicos. También demuestran un fortalecimiento del sistema
15
inmunológico. La relevancia de estos mecanismos de acción sobre el riesgo de
cáncer no es conocido por su difícil investigación en seres humanos. Son
necesarios más datos epidemiológicos y más estudios en humanos utilizando
marcadores internacionalmente reconocidos. (Fung et al., 2011, p.154; De Vrese y
Schrezenmeir, 2008, p. 20)
1.1.3.5 Beneficios en la salud de niños con TEA
El Trastorno del Espectro Autista o TEA se define como un conjunto de trastornos
del neurodesarrollo que dificultan su relación con el entorno y el lenguaje tanto en
la comprensión como expresión del mismo y que afecta a 1 de cada 250 niños, de
los cuales el 80 % son varones (Horvath y Perman, 2012, p. 251; González, 2005,
p. 36 ).
Los niños que tienen TEA presentan varios grados de severidad, es decir, pueden
poseer varias características dentro de su grupo evolutivo, pero también dependen
de las condiciones individuales. Sus síntomas pueden manifestarse entre los 6
meses y los 3 años, para lo cual se requiere una evaluación previa para determinar
que el infante tenga o no el trastorno. Para ello, es importante que los niños se
sometan a una estimulación temprana para reducir las dificultades o a su vez
intervenir en los procesos de aprendizaje de su entorno (Adams, Johansen, Powell,
Quig y Rubin, 2011, p. 1; Knivsberg, Ludvig, Nodland, y Hoien, 2014, p. 224).
En recientes investigaciones se ha determinado que existe una relación entre la
microbiota intestinal que puebla el tracto gastrointestinal que influye en el
comportamiento social y emocional del niño con autismo (Adams et al., 2011, p. 1;
Knivsberg et al., 2014, p. 224).
González (2005), explica que los niños autistas presentan un cuadro severo en
cuanto a problemas digestivos como alergias o infecciones virales, y síntomas
como: pirosis, diarrea crónica, flatulencia, sialorrea, vómitos, regurgitaciones,
16
pérdida de peso, irritabilidad, disentería, estreñimiento. Síntomas que inciden en su
comportamiento como la agresividad o varias molestias (p. 37).
Por lo descrito anteriormente, varios médicos y especialistas fomentan el uso de
probióticos como tratamiento de estas enfermedades severas y una dieta libre de
gluten, caseína, colorantes y persevantes. Los probióticos se convierten en el mejor
aliado nutritivo y saludable para el niño autista. Además el consumo frecuente de
probióticos permite regular su flora intestinal y combatir las infecciones intestinales
(Bravo, Pieper, Forsythe, Kunse, Dinan, Bienenstock y Cryan, 2012, p. 667)
Para Georges Mouton (2004), es indispensable el consumo de probióticos no solo
para proteger el sistema gastrointestinal sino para sanar el cerebro. Por tanto existe
una gran conexión entre el cerebro y el sistema digestivo (p. 3).
Existe lo que se considera medicina alternativa o medicina funcional se describe
sobre un equilibrio del ecosistema intestinal, para restablecer este equilibro existen
varias estrategias utilizadas, desde el enfoque de la medicina funcional, entre las
que destacan: productos fungicidas naturales, probióticos, enzimas digestivas,
factores de permeabilidad intestinal y soporte para la desintoxicación hepática
(Mouton, 2004, p. 2)
Los beneficios de los probióticos, tienen un mayor impacto en la salud de los niños
con TEA ya que sus propiedades permiten mejorar el sistema gastrointestinal y
mejorar sustancialmente la calidad de vida de estos niños. Sin embargo, dependerá
de la dieta alimenticia para tener mejores resultados, pues el consumo frecuente
de probióticos y alimentos saludables tiene la capacidad de generar las estructuras
cognitivas en niños con TEA (Mouton, 2004, p. 2; Defilippis 2012, pp. 15-16).
Dieta libre de gluten y caseína
La intervención de una dieta alimenticia para niños con autismo es una
investigación relativamente nueva. Pese a ello, en el estudio de Knivsberg et al.
17
(2014), se ha demostrado que los efectos de una dieta saludable libre de gluten y
caseína permite mejorar la salud de los niños con autismo (p. 26).
Para la nutricionista Defilippis (2012), este tipo de dieta no representa la cura del
autismo, ya que aún falta una respuesta médica, sin embargo mejora la salud del
niño. Las recomendaciones que se deben tomar en cuenta antes de iniciar esta
dieta, es necesaria la consulta médica con un nutricionista. En el protocolo de la
dieta se sugiere además las instrucciones:
Excluir los alimentos que contengan caseína
Entre seis y ochos semanas, se puede empezar a retirar el gluten
Es beneficioso reemplazar los alimentos en forma paulatina.
La supresión brusca de la caseína y del gluten puede provocar un síndrome
de abstinencia.
Hay que aceptar que la dieta es difícil de aplicar y que los resultados no se
verán antes de seis semanas.
Mientras menor sea la edad del paciente, con mayor rapidez se verán los
resultados terapéuticos.
La dieta debe ser variada, es decir consumir durante el día mayormente frutas y
verduras de fácil digestión. También es indispensable el consumo de productos con
probióticos (pp. 15-16).
En el estudio realizado por un grupo de investigadores y nutricionistas en niños con
autismo, la introducción de una dieta libre de gluten y caseína puede modificar la
conducta de estos, donde el 86,75% presentan mejoras a nivel digestivo y el 60%
en cada uno de los síntomas como hiperactividad, interacción social y contacto
ocular (Audisio, Laguzzi, Leal, Herrera, Carranza, y Cliento, 2013, p. 39). Los
resultados encontrados revelan el valor significativo de una dieta sin gluten ya que
se han evidenciado muchas mejoras en los niños con autismo.
La leche de soya funciona como un alimento altamente nutritivo y saludable para
niños con autismo. La soya es el mayor sustituto en una dieta libre de gluten y libre
18
de caseína, debido a la diversidad de productos que se pueden elaborar con ella.
También es una excelente fuente de proteínas que contiene: glycina, enzimas,
vitaminas, carbohidratos y minerales (Yeo et al., 2011, p. 201). Las propiedades de
los productos de soya fueron descritas anteriormente en el 1121.
1.2 MÉTODOS DE MICROENCAPSULACIÓN
De acuerdo con Manojlovic, Nedovic, Kailasapathy y Zuidam, (2010), la técnica
microencapsulación se define como un proceso de recubrimiento de principios
activos (probióticos, minerales, vitaminas, fitoesteroles, enzimas, ácidos grasos y
antioxidantes), para evitar procesos de degradación y mantener su funcionalidad,
para su aplicación en alimentos o medicamentos. Los principales factores que
influyen en una degradación de los principios activos son provocados por procesos
con altas temperaturas, desecación y cizalla (p. 272).
Esta tecnología permite trabajar con diversos microorganismos como los
probióticos, dado que el material encapsulado se protege de factores como el calor
y la humedad, mediante barreras físicas (Manojlovic et al., 2010, p. 272).
Por su parte Villena, Morales, Gallardo y Ruiz (2009), explican que este proceso
ayuda a que los materiales sensibles resistan las condiciones de procesamiento y
almacenamiento, mejorando las propiedades sensoriales y de apariencia. En el
caso de los probióticos los protege de bacteriófagos y de aquellas condiciones
adversas, haciendo que los micoorganismos sean más resistentes y puedan
beneficiar el estado de salud a sus consumidores (p. 44).
1.2.1 BIOPOLÍMEROS UTILIZADOS EN LA ENCAPSULACIÓN
De acuerdo a la investigación reportada por García y López (2012), biopolímeros
son utilizados en diversos campos como en medicina, alimentos y en las industrias
farmacéuticas, son extraídos de diferentes orígenes, entre los cuales se ubican:
19
Origen vegetal: Lípidos, hidrocoloides, proteínas y polisacáridos.
Origen animal: Colágeno y gelatina.
Origen marino: Algas y quitosano.
Origen microbiano: Ácido poliláctico y polihidroxialcanoatos (p. 87).
En la Tabla 1.3 se encuentra una descripción de los polímeros usados para
microencapsulación.
Tabla 1.3. Descripción de biopolímeros usados para encapsulación de compuestos
bioactivos.
Biopolímero Descripción
Alginato
Es un biolpolímero que se deriva de algas marinas constituido por ácidos D-
manurónico y L. gulurónico. Tienen un alto contenido de geles más rígidos y de
mayor porosidad. Es utilizado para la formación de matrices en la industria de
alimentos por su seguridad y bajo costo.
Almidón
El almidón es un polisacárido que tiene un gran número de
unidades de glucosa unidas entre sí por enlaces glucosídicos. El
almidón resistente es almidón que no es digerido por las
enzimas pancreáticas (amilasas) en el intestino delgado, lo que
permite proporcionar una buena característica de entrega de
forma total y permite una mejor liberación de las células
bacterianas en el intestino grueso. Además, tiene una
funcionalidad de prebiótico y finalmente, el almidón resistente
es una superficie ideal para la adherencia de la células
probióticas a los gránulos de almidón.
Quitosano
Es un polisacárido lineal compuesto de glucosamina unidades
que pueden polimerizarse por medio de una formación de
reticulación en presencia de aniones y polianiones. Este
componente tiene no mostrado una buena eficacia para
aumentar la viabilidad celular mediante encapsulación y se usan
preferiblemente como una capa, pero no como una cápsula
Gelatina
Es un biopolímero que se deriva de la piel de cerdo, huesos y cueros de animales
bovinos. Posee una proteína que logran fusionar por debajo de la temperatura
corporal. Es utilizada en todas las industrias alimenticias y mayormente en
farmacéuticas, cosméticas.
Gomas
Entre las gomas que tienen un alto peso molecular, producen diferentes tipos de
geles que al combinarse con otros materiales pueden encontrarse: goma xantana,
arábiga y k-carregenina
Pectina La pectina al igual que los polisacáridos tiene un alto peso molecular formado de
tejidos vegetales como las frutas (Burgain, Gaiani, Linder, y Scher, 2011, p.471; García y López, 2012, p. 86)
20
1.2.1.1 Gomas
Las gomas es un polisacárido microbiano derivado de Pseudomonaselodea que
está constituido por una unidad de repetición de cuatro monómeros que son la
glucosa, ácido glucurónico, glucosa y ramnosa (Burgain, Gaiani, Linder, y Scher,
2011, p.471).
Goma xantana: Se lo conoce como hetero-polisacárido ya que es producido
por la bacteria xanthomonas campestris, y es utilizada como agente
estabilizador o emulsionante (García y López, 2012, p. 86)
Goma arábiga. Es un hetero-polisacárido formado por moléculas D-
galactosa, provienen del exudado de la Acacia de Senegal, tiene la
capacidad de absorber superficies lipófilicas y actúa como coloide protector
y es considerado un buen agente formador de cápsulas y películas. Es un
compuesto muy utilizado en procesos de secado por aspersión y que a
mayor cantidad incrementa la protección de la encapsulación (García y
López, 2012, pp. 90-91).
Goma carragenina: es un polímero natural que se utiliza comúnmente en la
industria alimenticia. La tecnología utilizada para el compuesto requiere una
temperatura comprendida entre 40 y 50 °C en la que las células se añaden
a la solución de polímero, y por enfriamiento de la mezcla a temperatura
ambiente, se produce la gelificación y, a continuación, las micropartículas se
estabilizan mediante la adición de iones de potasio. La encapsulación de
células probióticas en perlas g-carragenina mantiene las bacterias en un
estado viable, pero los geles producidos son frágiles y no son capaces de
soportar tensiones (Burgain et al., 2011, p.471).
1.2.1.2 Pectina
La pectina al igual que los polisacáridos tiene un alto peso molecular, es un
componente principal de la pared celular en las plantas, que tiene importancia en
21
el control del crecimiento celular y la defensa contra las invasiones de
microorganismos. Las pectinas se componen de un ácido α-D-galacturónico, que
son interrumpidos por un único residuo de α-L-ramnose. Una diferencia importante
entre las pectinas es su contenido en ésteres metílicos (Wher, Menzies y Blamey,
2004, p.375).
Este compuesto se ha utilizado para cubrir frutos y componentes bioactivos. En el
estudio de García y López (2012), se menciona que se microencapsula caseína
mediante este material logrando así enmascarar su sabor y protegerlo de la
humedad. Al encapsular L. casei, y hacer las perlas de pectina, se tiene mayor
supervivencia en el producto y en la simulación de digestión (p. 92).
1.2.2 PRINCIPALES MÉTODOS DE MICROENCAPSULACIÓN
Para la microencapsulación de compuestos bioáctivos existe una variedad de
métodos, para la selección del proceso de microencapsulación depende de las
propiedades (físicas y químicas) de núcleo y del material de revestimiento, además
de la aplicación de los ingredientes alimentarios. En la Tabla 1.4 se describen
diversos métodos utilizados para la preparación de los sistemas alimentarios
microencapsulados.
Tabla 1.4. Métodos de microencapsulación y materiales de recubrimiento utilizados
Técnicas de encapsulación Biopolímeros
Secado por aspersión
Maltodextrina, goma arábiga, diferentes proteínas,
caseinato de sodio, polisacárido de soya soluble, goma
de mezquite.
Inclusión molecular β-ciclodextrina
Coacervación Gelatina, polifosfato de sodio, goma arábiga.
Extrusión Maltodextrina, azúcar simple o almidón modificado.
Secado por enfriamiento/congelamiento Aceites vegetales hidrogenados o aceites vegetales de
bajo punto de fusión
(García y López, 2012, p. 86)
22
1.2.2.1 Secado por aspersión
El secado por aspersión se utiliza en la industria alimenticia desde finales de 1950
para proporcionar aceites de sabor, y dar protección contra la degradación a la
oxidación, además para convertir los líquidos en polvos.
Este proceso es la técnica de microencapsulación más utilizada en la industria
alimentaria y se utiliza típicamente para la preparación de aditivos alimentarios,
secos, debido a que el proceso es económico; flexible, y ofrece una gran variación
en la matriz de microencapsulación; produce partículas de buena calidad
atomizándolas en forma de gotas muy pequeñas en un medio de secado por calor
(Villena et al., 2009, p. 44; Desai y Park, 2005, p.1367).
En este método, el material para la encapsulación se homogeneiza con el material
de soporte en una proporción diferente. La mezcla es entonces alimentada a un
secador por pulverización y atomizada con una rueda de boquilla o de tipo rueca.
El agua se evapora por el aire caliente en contacto el material atomizado. Las
microcápsulas se recogen después de que caen al fondo del secador, por lo que se
resume en las siguientes etapas: a) preparación de la solución encapsuladora con
el material encapsulante y el material a encapsular; y b) atomización y
deshidratación de partículas atomizadas mediante el proceso de secado por
aspersión (Guevara y Jiménez, 2008, p. 40; Desai y Park, 2005, p.1367). El proceso
de microencapsulación mediante el método de secado por aspersión se puede
observar en la Figura 1.1.
23
Figura 1.1 Esquema ilustrativo del proceso de microencapsulación mediante secado por
aspersión (Cuaspud, 2015, p. 22)
Los beneficios del proceso de secado por aspersión son la disponibilidad de
equipos, bajo costo de producción, existe una buena retención de compuestos
volátiles, el producto final tienen una buena estabilidad y la producción a gran
escala se da en modo continuo (Parra, 2011, p. 2679). Además es muy utilizado
para la microoencapsulación de probióticos, mantiene la viabilidad de los
microorganismos en el producto seco (Villena et al., 2009, p. 44).
En el desarrollo de probióticos microencapsulados este proceso puede cumplir con
una condición de secado óptimo, es decir mantener la actividad y viabilidad del
probiótico durante todo el período de almacenamiento, así como en el tracto
digestivo humano. Sin embargo, su capacidad de supervivencia dependerá de la
técnica de operación tales como la temperatura de secado, materiales de soporte
y otras condiciones de almacenamiento (Kingwatee, Apichartsrangkoon, Chaikham,
Worametrachanon, Techarung, y Pankasemsuk, 2015, p.849).
24
Las investigaciones donde se ha utilizado el método de secado por pulverización
para microencapsulación de probióticos con éxito de Lactobacillus se ha informado
de un número de diferentes cepas incluyendo L. casei, L. curvatus, L. acidophilus,
L. rhamnosus (Cai, Thaler, Liu, Wang, y Qiao, 2012, p.2769)
1.2.2.2 Extrusión
La extrusión es una técnica física, consiste en la bioencapsulación del probiótico
usando hidrocoloides (alginato y carragenina) como material encapsulador. La
técnica describe la proyección de la solución que contiene las bacterias a través de
una boquilla a alta presión, la formación de gotitas se produce de forma controlada
(a diferencia del secado por pulverización), la técnica es conocida como formación
de perlas. El uso de flujo coaxial o con campo electrostático es otra técnica común
para formar gotitas. La extrusión es un método sencillo y barato que utiliza un
funcionamiento suave que no causa ningún daño al probiótico y da una viabilidad
alta del mismo (Burgain et al., 2011, p. 474; Chávarri, Marañón y Villarán, 2012, p.
514).
La tecnología no implica disolventes nocivos y puede ser hecho bajo condiciones
aeróbicas y anaeróbicas. La desventaja más importante de este método es que es
difícil de usar en producciones a gran escalar debido a la lenta formación de las
microperlas (Burgain et al., 2011, p. 474).
1.2.2.3 Coacervación
Se define como método físico químico que logra separar los componentes mediante
las siguientes etapas (Villena et al., 2009, p. 45):
Formación de un sistema de tres fases químicas (líquida, material y
cobertura o de pared).
25
Deposición del material polimérico líquido
Solidificación de la cubierta.
Mediante este proceso se puede formar pequeñas gotas líquidas y se considera el
método inicial y original de la microencapsulación.
Para producir el proceso de coacervación se debe tomar en cuenta las propiedades
fisicoquímicas de los polímeros y del material que se va a recubrir. En la
coacervación, la separación de fases se produce por la adición lenta de un “no-
solvente” sobre una solución del material encapsulante, y suspendida en el material
que se va a encapsular. Se entiende por “no-solvente” aquel compuesto en el cual
el polímero es insoluble (Parra, 2011, p. 5676).
Este método permite proteger los microorganismos como también diseñar
biomateriales para su protección como las interacciones entre proteínas y
polisacáridos. La coacervación es considerada como la más eficiente, pero también
de alto costo, por la complejidad de su proceso. Por ello, es solamente utilizado en
las más grandes industrias y laboratorios farmacéuticos con la infraestructura
adecuada para el mantenimiento y control de este proceso (Villena et al., 2009, p.
45).
1.2.2.4 Secado por enfriamiento/congelamiento
Para Chávarri, Marañón y Villarán (2012), este proceso es similar al del secado por
pulverización en relación con la producción de pequeñas gotitas. La principal
diferencia en el proceso de pulverización por enfriamientos es el uso material de
soporte y las condiciones de trabajo relacionadas. En este caso, se utiliza una
matriz fundida con bajo punto de fusión para encapsular las bacterias y la mezcla
se inyecta en una corriente de aire frío que permite la solidificación del material de
soporte (p. 508).
Es un método interesante debido a que las cápsulas producidas de esta manera
son generalmente no solubles en agua. Sin embargo, debido a las condiciones
26
térmicas del proceso, el secado por enfriamiento se utiliza raramente para
encapsular probióticos. Se debe tomar en cuenta que el tiempo de contacto de los
probióticos con el material de soporte en estado fundido depende de la cepa
(Chávarri, Marañón y Villarán, 2012, p. 508).
Este método tiene un limitante en cuanto al manejo y condiciones especiales de
almacenamiento, que cierta parte de material de encapsulación puede quedar en
la superficie, es decir, que no logra cubrir todo el producto (Guevara y Jiménez,
2008, p. 46).
1.2.2.5 Emulsificación
Esta técnica se basa en la adición de un pequeño volumen de una suspensión que
contiene hidrocoloide con microorganismos (fase discontinua) a una solución de
gran volumen de aceite vegetal (fase continua). La suspensión formada se
homogeniza para formar emulsiones agua en aceite mediante el uso de un
emulsionante. Una vez formada la emulsión, se puede insolubilizar para formar
cápsulas de gel en la fase de aceite. La principal desventaja de este método es que
se produce una amplia gama de partículas de tamaño y forma (Burgain et al., 2011,
p. 473).
En la emulsificación se ha utilizado para encapsular L. casei NCDC-298, en una
matriz de alginato de sodio, y aceite de soya como la fase continua (Serna y Vallejo,
2013, p. 4749).
Relativamente la técnica es nueva en la industria alimentaria y fácil de escalar. El
tamaño de partícula formado por este método es más pequeño (25 µm- 2 mm) que
el tamaño producido por el método de extrusión (2 a 5 mm). Una de las desventajas
del método es la necesidad de aceite vegetal en la formulación y que va a aumentar
los costos de operación en comparación con el método de extrusión (Serna y
Vallejo, 2013, p. 4749).
27
1.2.3 APLICACIÓN DE MICROENCAPSULACIÓN DE PROBIÓTICOS
Se ha trabajado sobre la importancia del consumo de probiótico para la prevención
de enfermedades gastrointestinales. En este sentido, las industrias han
desarrollado en la tecnología de la microencapsulación de probióticos que aseguren
su calidad y sobrevivan a su tránsito por el sistema digestivo.
Para Pérez, Bueno, Brizuela, Tortoló, y Gastón (2013) los principales retos de los
probióticos se detallan en la Tabla 1.5.
En la microencapsulación de probióticos, es importante tomar en cuenta el material
encapsulante y la selección del método, de acuerdo a las características de la cepa,
además de considerar el alimento portador. Las características de los probióticos
permiten identificar qué tipo de método se debe utilizar. Sin embargo, requiere un
equipo especializado que sepa manejar y manipular los materiales en condiciones
adecuadas y minuciosas para asegurar su calidad (Lee y Heo, 2000, p. 872;
Chandramouli, Kailasapathy, Peiris, y Jones, 2004, p.27).
Tabla 1.5. Principales retos de los probióticos para su industrialización en alimentos
Aspectos Retos de los probióticos
Factores asociados en el
procesamiento de alimentos
El secado de productos y tratamientos expuestos al calor,
mejoran la vida de anaquel de un alimento, pero perjudica la
viabilidad de las bacterias probióticas.
La restricción de la multiplicación de células bacterianas
probióticas, una vez adicionada al alimento, provoca
deterioro del producto.
Las condiciones perjudiciales para la supervivencia de
cultivos probióticos en productos lácteos fermentados son:
acidez, pH, peróxido de hidrógeno, temperatura de
almacenamiento, presencia de otras especies y cepas,
concentración de los ácidos láctica y acética y presencia de
la concentración de proteínas de suero de leche.
Exposición a ácido gástrico
presente en el estómago
Los probióticos deben tener una buena resistencia a los
ácidos, en especial al pH de los jugos gástricos. Se han
realizado investigaciones de modificaciones genéticas para
tolerar estos ambientes de estrés.
Exposición a sales biliares
presentes en el fluido intestinal
Se refiere a la capacidad de supervivencia de los probióticos
al organismo humano.
Intolerancia al oxígeno de cepas
probióticas
El oxígeno y el potencial redox del medio ambiente cumplen
un factor importante para la viabilidad de los probióticos.
(Pérez, Bueno, Brizuela, Tortoló, y Gastón, 2013, p. 16)
28
Por otro lado, Pérez et al. (2013) menciona que para los probióticos encapsulados
se requiere de mecanismos de liberación del material activo, es decir, un
procedimiento adecuado para aplicarlo en el sector de alimentos. Estos son:
Disolución o fusión: se refiere a que debe tener un material que permita una
disolución apropiada cuando este haya sido ingerido. Para ello se utilizan
materiales como base grasa para que pueda fundirse y luego liberado.
Liberación física: es la capacidad de poder ser liberado mediante su
masticación o un proceso de fricción.
Difusión: es posible gracias al gradiente de concentración y las fuerzas
atractivas entre cadenas como puentes de hidrógeno, fuerzas de Van der
Waals, aquellas que permiten la permeabilidad del material (p. 21).
El secado por aspersión es el más utilizado por ser más económico y flexible. Se
utiliza en proceso continuo, es de fácil escalamiento y de bajo costo, pero el proceso
involucra factores como altas temperaturas, deshidratación y fuerzas de cizalla. Se
deben considerar aspectos como la facilidad de producción a nivel industrial, efecto
biológico, competencia entre cultivos lácteos y adopción de un proceso adecuado
para mantener las propiedades del probiótico (Villena et al., 2009, p. 44).
29
2 PARTE EXPERIMENTAL
A continuación se describe los materiales, reactivos, medios de cultivos, equipos y
métodos necesarios para la obtención de leche de soya en polvo con probióticos
L.casei microencapsulados por aspersión.
Materiales
Balones aforados 500 y 1 000 mL
Cajas Petri de material de vidrio
Frascos de esterilización de 100, 250 y 500 mL
Probetas de 500 mL
Pipetas volumétricas de 1 y 10 mL
Tubos de ensayo con tapa de 10 mL
Medio de Cultivo y Cepa Probiótica
Lactobacillus MRS (Man, Rogosa y Sharpe) agar, Difco ref. 288210
FD-DVS L.casei 01 nutrish
Reactivos
Cloruro de sodio, Pareac, grado reactivo
Extracto de Levadura, Difco
Glucosa, Casa del Químico, grado alimenticio
Goma Arábiga, Casa del Químico, grado alimenticio
Pectina, Casa del Químico, grado alimenticio
Equipos
Procesador multifuncional de leche vegetal (2 en 1), E &V HD-800-3, 1,5 L
Cabina de Flujo Laminar, IFV Industrias
Centrífuga Thermo Scientific, IECCL31R Multispeed
Contador de colonias, Darfield Quebec
Secador por atomización, Niro atomizer, modelo Minor
Esterilizador /Autoclave, Trident CE 632, 50 L
30
Estufa bacteriológica, THELCO modelo 6, 70 °C, ±1 °C
Estufa bacteriológica, Gravity Convection Incubator Economy modelo 4E6,
110 °C ±1 °C
Microscopio electrónico de barrido, ASPEX, versión 3.0
2.1 MÉTODOS
El proceso de obtención de leche de soya con probióticos microencapsulados por
secado por aspersión se describe en la Figura 2.1.
Grano de soya
Selección y lavado
del Grano
Remojo del grano
24 horas
Extracción Leche de
de soya
92°C por 20 min
Incubación de
Probioticos
37 °C por18 horas
Separación por
Centrifugación
6 000 g - 4 °C- 10 min
Lavado con solución
salina 0,9 %
Preparación
solución
encapsuladora
Secado por
Aspersión
P :4,84 atm
B=F :6;10 mL/min
C=Te: 80;100 °C
Agua Aflecho
Leche de Soya en polvo
con probióticos
microencapsulados por
aspersión
A=Concentración de ME : 7,5 % ;10 %%Goma Arábiga
% Pectina
(2:1)
Figura 2.1. Diagrama de proceso de microencapsulación de probióticos L. casei 01 en
leche de soya
31
2.1.1 MÉTODO DE DILUCIONES SERIADAS Y SIEMBRA EN CAJA PETRI
Es una técnica muy utilizada en microbiología para la determinación de
microrganismos por recuento de unidades formadoras de colonia UFC.
Para la determinación del recuento de L. casei 01 en las muestras de soya se siguió
los siguientes pasos:
Se disolvió el producto final de los ensayos de secado por aspersión, en
agua peptonada, se homogenizó la muestras y esta solución formada es
la solución inicial.
Luego en una serie de tubos de ensayo que contienen 9 mL de agua
peptonada, se coloca 1 mL de muestra de la solución madre en el tubo
1, luego se agita el tubo para homogenizar la muestra.
Posteriormente, se extrae 1 mL de la solución del tubo 1 y se coloca en
el tubo 2, y se repite el proceso, hasta que llegue a la dilución deseada
de 10 -10. La descripción del método se puede observar en la Figura 2.2.
Figura 2.2. Metodología de diluciones seriadas
32
2.1.2 MÉTODO DE SIEMBRAS EN CAJA PETRI
Para la siembra en caja petri se utilizó la técnica de siembra en profundidad
siguiendo los pasos descritos a continuación:
Se agregó de cada dilución 1 mL en cada caja Petri
Se agregó 20 mL aproximadamente del Agar MRS que se encuentra a 45 ±
1 °C.
Se agitó la caja petri para homogenizar la solución.
Se dejó en reposo hasta que se solidifique el agar y se llevó a una estufa a
la temperatura indicada para incubación 36 °C ± 1 °C durante 72 h.
Al término del tiempo de incubación de las 72 h, se realizó un conteo con el
criterio de que a mayor de 250 colonias, el conteo no se realizó, mientras
que si el número de colonias se encuentra dentro de 250-25 el conteo si se
realizó.
Los resultados se expresaron en UFC/g (Unidades formadoras de colonia
por gramo)
2.2 DETERMINACIÓN DE LOS PRINCIPALES
COMPONENTES DE LA LECHE DE SOYA PRODUCIDA A
BASE DEL GRANO ENTERO
La materia prima utilizada para este proyecto fue el grano de soya amarrilla (Glycine
max), se adquirió 30 kg de soya en grano en el mercado Iñaquito en la ciudad de
Quito, Ecuador.
La materia prima pasó por un proceso de selección para eliminar impurezas y
granos no conformes (en mal estado y granos no enteros). Se efectuó un proceso
de muestreo como se describe en la Norma NTE INEN 1233:95 por el método de
cuarteo de forma manual, hasta obtener una muestra representativa de 1 500
gramos.
33
Se almacenaron los granos de soya en fundas ziploc en cantidades aproximadas
de 140 gramos cada una, cantidad máxima de procesamiento del equipo
procesador de leche de soya, para una producción 1,5 litros de leche de soya.
Para obtener la leche de soya, se lavaron 140 gramos de granos de soya y pasaron
por un proceso de escaldado a una temperatura entre 91- 92 ºC, durante 5 minutos.
Posteriormente se hidrataron los granos de soya por 24 horas para luego obtener
la leche de soya usando el equipo “procesador multifuncional de leche vegetal (2
en 1)”, que extrae la leche de soya mediante calor y licuado en un solo proceso sin
necesidad del uso de equipos separados. La suspensión resultante fue utilizada
para la formulación del alimento deshidratado con probióticos microencapsulados.
En la determinación de la composición de la leche de soya, se definieron las
principales características nutricionales:
El porcentaje de grasa total, que se determinó con el método descrito en
AOAC 989.05 (AOAC, 2007).
La calidad de proteína fue calculada con el porcentaje de nitrógeno total en
leche, mediante el método de determinación de Kjeldahl referido en AOAC
991.20 (AOAC, 2007).
La cantidad de sólidos totales se analizaron aplicando la metodología
descrito en AOAC 925.23 (AOAC, 2007).
Además, se realizó un control microbiológico por la determinación de los siguientes
microorganismos:
Se determinó el contaje total de aerobios, por el método de “Conteo en plato
convencional”, descrito en el capítulo 3: Aerobic Plate Count del
Bacteriological Analytical Manual, FDA/CFSAN BAM Cap.3 (FDA, 2001).
34
Se realizó el contaje de coliformes, con la metodología “Convencional en la
determinación de coliformes y E. coli”, descrito en el capítulo 4 : Enumeration
of Escherichia coli and the Coliform Bacteria del Bacteriological Analytical
Manual, FDA/CFSAN BAM Cap.4 (FDA, 2001)
Se determinó la presencia de hongos y levaduras, por el método de
“Enumeration of Yeasts and Molds in Food-Dilution Plating Technique”,
descrito en el Capítulo 18 : Yeasts, Molds and Mycotoxins del Bacteriological
Analytical Manual, FDA/CFSAN BAM Cap.18 (FDA, 2001)
2.3 EVALUACIÓN DE LA VIABILIDAD DE LOS PROBIÓTICOS LACTOBACILLUS CASEI 01 MICROENCAPSULADOS MEDIANTE SECADO POR ASPERSIÓN
2.3.1 OBTENCIÓN DE PROBIÓTICOS Y DETERMINACIÓN DE CANTIDAD MICROBIANA
Para esta investigación se obtuvieron los cultivos probióticos Lactobacillus casei 01
en presentación de liofilizados, se mantuvo en congelación a -15 °C. La hoja técnica
de micoorganismos se presenta en ANEXO I. Se realizó una determinación de la
cantidad microbiana en UFC/g, mediante la técnica las disoluciones seriadas, y
siembra en cajas petri con agar MRS como medio de cultivo, por un periodo de 72
horas (Telang y Thorat, 2010, p. 1448).
2.3.2 PREPARACIÓN DE PROBIÓTICOS PARA EL PROCESO DE SECADO
Antes de la microencapsulación mediante secado por aspersión, los probióticos
pasaron por un proceso de preparación con los siguientes tratamientos:
35
Proceso de Activación
Para la activación se utilizaron los probióticos liofilizados, los cuales fueron
cultivados en una solución con 12 gramos de leche en polvo (La Vaquita),
suplementada con un gramo de glucosa y un gramo de levadura. El proceso se
realizó a temperatura de 37 ºC por un tiempo de 24 horas (Antunes et al., 2013, p.
126), luego se determinó la cantidad microbiana en UFC/g, con el método de
diluciones seriadas, descrito anteriormente.
Proceso de Incubación
Se utilizaron muestras de probióticos activados y liofilizados, este proceso se
efectuó en leche de soya líquida por un tiempo de 18 horas. La muestra que
presentó mayor contaje de probióticos fue utilizada para los siguientes procesos.
Separación y Preparación en Solución Salina
El proceso de separación de las muestras de probióticos se realizó por
centrifugación a 6 000 g, a una temperatura de 4 ºC y durante 10 minutos. Se
eliminó el sobrenadante y se lavó el retenido con 20 mL de solución salina al 0,9
%, llevándolos a centrifugación a las mismas condiciones antes indicadas. Luego
se eliminó el sobrenadante y al residuo resultante se adicionó 100 mL de solución
salina al 0,9 % (Montes, 2013, p. 19; Fritzen, Prudêncio, Amboni, Pinto, Negrao, y
Murakami, 2012, p. 307; Telang y Thorat, 2010, p. 1447; Eun, Younghoon, Sejong,
Jee, Dong, Kyoung, y Sae, 2007, p. 412). Se almacenó la solución salina con
probióticos en refrigeración a 4 °C, para luego pasar al proceso de
microencapsulación.
2.3.3 PROCESO DE MICROENCAPSULACIÓN MEDIANTE SECADO POR ASPERSIÓN
Para el desarrollo de los ensayos de microencapsulación mediante secado por
aspersión, se preparó una solución encapsuladora de 500 mL, compuesta por leche
36
de soya, solución salina con probiótico y material de recubrimiento que fue
resultado de la combinación de goma arábiga y pectina, en una relación de 2:1,
respectivamente. Esta relación se determinó de pruebas preliminares.
La solución encapsuladora fue alimentada al secador por aspersión (spray dryer).
Para definir las condiciones de secado, se efectuaron ensayos correspondientes a
un diseño experimental factorial de 23 donde el factor A representó a la
concentración de material de recubrimiento, con dos niveles (A1= 7,5 % y A2= 10
%). El factor B del flujo de alimentación, con dos niveles (B1= 6 mL / min y B2= 10
mL / min) y el factor T fue la temperatura de entrada en el equipo de secado por
aspersión, con dos niveles (T1= 80 ºC y T2 = 100 ºC). Las muestras deshidratadas
de leche de soya con probióticos fueron: A1B1T1, A1B1T2, A2B1T1, A2B1T2, A1B2T1,
A1B2T2, A2B2T1 y A2B2T2. Se efectuaron 2 repeticiones de la experimentación.
Las condiciones de operación de secado, fueron fijadas en el panel de control del
secador por aspersión. Se mantuvo constante la presión de atomización a 4,84 atm.
Los parámetros de control fueron el rendimiento, contaje de probióticos y porcentaje
de humedad del producto.
Los datos obtenidos fueron analizados con un estudio de ANOVA utilizando el
método LSD Fisher, con un 95 % de confiabilidad, usando el programa estadístico
Statgraphics.
2.3.4 ESTABILIDAD DEL PRODUCTO
Las muestras seleccionadas fueron las que tenían un contaje de probióticos mayor
a la 107 UFC / g, humedad aproximadamente 5 %, con rendimientos altos. Estas
muestras fueron almacenadas en fundas metalizadas y conservadas a
temperaturas de 4, 20 y 40 °C correspondientes a refrigeración, ambiente y a
condiciones ambientales extremas (climas cálidos-tropicales), respectivamente. El
37
estudio se efectuó en un periodo de 21 días. Se realizó un conteo de probiótico
durante el almacenamiento de las muestras a los 7, 14 y 21 días, mediante la
técnica de diluciones seriadas.
2.4 CARACTERIZACIÓN DE LA LECHE DE SOYA EN POLVO CON LOS PROBIÓTICOS LACTOBACILLUS CASEI 01 MICROENCAPSULADOS
Los productos deshidratados seleccionados fueron caracterizados en relación al
contenido de humedad con el método descrito en AOAC 927.05 (AOAC, 2007); el
porcentaje de proteína con el método establecido en AOAC 920.39 (AOAC, 2007);
también el contenido de cenizas con el método de AOAC 930.30 (AOAC, 2007).
Otro análisis realizado fue el tamaño de partícula, el cual se efectuó en el
Laboratorio de Nuevos Materiales en la Facultad de Ingeniería Mecánica de la
Escuela Politécnica Nacional (LANUM), usando espectroscopia de correlación de
fotones (PCS), de acuerdo a las normas ISO 22412 y la norma ISO 13321.
Mediante la determinación de la distribución del tamaño de partícula, con la
descripción de la distribución de tamaños por dos parámetros: un tamaño de
partícula promedio y un índice de polidispersidad. El procedimiento para el uso del
equipo se describe en el ANEXO II.
2.5 EVALUACIÓN DE LA CALIDAD SENSORIAL DE LA LECHE DE SOYA CON PROBIÓTICOS LACTOBACILLUS
CASEI 01 MICROENCAPSULADOS
Se evaluaron las siguientes características sensoriales: apariencia, sabor, color,
aroma, textura y presencia de sabores extraños.
Para la evaluación sensorial de las muestras se utilizó leche de soya procesada sin
probióticos, como muestra control.
38
Las muestras de los mejores tratamientos fueron hidratadas con agua, se
homogenizó las muestras mediante un proceso de licuado, se colocó una cantidad
de 30 g para obtener 250 mL de leche de soya ya reconstituida, de acuerdo a otros
productos similares encontrados en el mercado.
Se realizó un análisis descriptivo de las características organolépticas de los
productos mediante una calificación de atributos. Las muestras fueron codificadas
con 3 dígitos al azar. Se utilizó una escala continua de 10 puntos, donde los
evaluadores, 10 panelistas previamente entrenados, calificaron la calidad del
producto en el formato respectivo descrito en el ANEXO IV. Se efectuaron 2
repeticiones del análisis sensorial.
Los resultados obtenidos del análisis sensorial se evaluaron con un análisis
estadístico de varianza ANOVA, utilizando el método de Duncan, con el 95 % de
confianza, se usó el paquete estadístico STATGRAPHICS Centurion XV.
2.6 DISEÑO DEL PROCESO DE SECADO PARA LA PRODUCCIÓN DE LECHE DE SOYA EN POLVO CON PROBIÓTICOS LACTOBACILLUS CASEI 01 MICROENCAPSULADOS
Se diseñó el proceso de secado, para una producción de leche de soya en polvo
con probióticos microencapsulados de 150 kg diarios. Para el diseño se consideran
los datos obtenidos experimentalmente y algunos parámetros bibliográficos. Se
realizó el balance de masa, para conocer a nivel piloto las cantidades de los
componentes en la formulación de la leche de soya con probióticos
microencapsulados.
De acuerdo a las condiciones de cada proceso se dimensionaron los equipos
necesarios. Se tiene como equipo principal del proceso, el secador por aspersión
(Spray dryer), el mismo que se lo dimensionó en función de la capacidad del agua
a evaporar por hora y se consideró un flujo de aire en paralelo al flujo de
39
alimentación, además el ángulo de 60 º de la parte cónica del equipo. Entre los
equipos auxiliares consta el tanque de alimentación que cuenta con un sistema de
agitación, el equipo de bombeo y recolección del producto.
Finalmente, se estimaron los costos de producción para 150 kg/día de leche de
soya en polvo con probióticos microencapsulados, operando 8 horas diarias cinco
días a la semana, dentro de estos se consideró los costos de los equipos necesarios
para el proceso de secado, los costos de materias primas, costos de insumos y
costos de mano de obra. Una vez determinados los costos de producción anual y
la producción anual, se estableció el precio del kilogramo de leche de soya en polvo
con probióticos microencapsulados en la presentación comercial.
40
3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 RESULTADOS DE LA DETERMINACIÓN DE LOS PRINCIPALES COMPONENTES DE LA LECHE DE SOYA PRODUCIDA A PARTIR DEL GRANO ENTERO
La leche de soya es considerada como un alimento altamente nutritivo por su
contenido de proteína, vitaminas y minerales. Es un alimento conocido en el
mercado por calidad nutricional (Chavarría, 2010, p. 6).
La leche de soya obtenida por cada proceso de extracción de 140 g de grano de
soya hidratado fue de 1,5 L. La leche de soya se presentó como una emulsión
homogénea, con un color blanquecino, y con un olor característico del grano de
soya. Su sabor fue característico a las leches comunes de origen vegetal, con una
ligera presencia a sabor a grano, pero no se registró presencia de sabores extraños.
Se determinaron los principales componentes de la leche de soya, producida con
los granos provenientes del muestreo por cuarteo, los resultados se describen en
la Tabla 3.1.
Tabla 3.1. Resultados de la composición de leche de soya y requisitos de la norma INEN
10:2012 para leche pasteurizada
Composición Resultados obtenidos (%)1 INEN 10:2012 (%)2
Proteína 3,05 ± 0,19 Min 3,0 %
Grasa Total 1,78 ± 0,20 Min 1,6 %
Sólidos Totales 6,05 ± 0,16 Min 8,3 % 1X ± DE: promedio ± desviación estándar, n=3 2Requsitos físicos y químicos para leche pasteurizada INEN 10:2012 (INEN, 2012, p.3)
El contenido de proteína y grasa total, como características nutricionales se
encontraron valores similares con la leche de vaca, pero después del proceso de
pasteurización, de acuerdo a la clasificación de la Norma NTE INEN 10:2012. En el
caso de los sólidos totales el valor determinado está por debajo del límite mínimo
41
de 8,3 %. Se debe considerar que este valor representa el contenido total de: grasa,
proteína y carbohidratos, por lo que se puede decir que la leche de soya obtenida
tiene un menor contenido de carbohidratos (Saborio, 2011, p. 70).
Las características de la leche de soya obtenida cumplieron con los requisitos
establecidos por la Norma COGUANOR NTG 34031. De acuerdo a la Norma
Técnica Guatemalteca COGUANOR NTG 34031 para leche de soya, se clasificó a
la leche de soya obtenida como Tipo I: leche de soya natural integra, sus requisitos
para cada característica nutricional se especifican en la Tabla 3.2.
Tabla 3.2. Características físicas y químicas de la leche de soya natural fluida
Clasificación
Características Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 4
Proteína ≥ 3 % ≥ 3 % ≥ 3 % ≥ 3 %
Grasa Total > 1,0 % a 3 % 0,5 % a 1,0 % > 1,0 % a 3 % 0,5 % a 1,0 %
Sólidos Totales (porcentaje en masa)
> 6 a < 8 > 4 < 6 > 6 a < 8 > 4 a < 6
(COGUANOR, 2005, p.5)
Se considera la Norma de Guatemala, porque está establecida para la leche de
soya, a diferencia de las Normas Nacionales INEN establecidas para leches de
origen vegetal y animal.
Los resultados del control microbiológico de la leche de soya, se especifican en la
Tabla 3.3.
Tabla 3.3. Contaje microbiológico de la leche de soya
Microorganismos Unidades Resultados
Contaje total de Aerobios UFC(a)/ mL 6 ± 1,63 × 10(c)
Coliformes NMP (b)/ mL < 3 × 100
Hongos y Levaduras UFC/ mL < 1 × 101
X!"± DE: promedio ± desviación estándar, n=3 (a)UFC: Unidades Formadoras de Colonia (b)NMP: Número más Probable (c): Cantidad estimada, desarrollo de colonias menor de rango 25-250
42
Los resultados del análisis microbiológico fue evaluado con los requisitos de la
Norma NTE INEN 10:2003, los cuales se detallan en la Tabla 3.4.
Tabla 3.4. Requisitos microbiológicos para leche pasteurizada
Microorganismos n (a) m (b) M (c) c (d)
Recuento total de aerobios mesófilos, UFC/mL
5 3 × 104 1× 105 1
*Coliformes fecales NMP/mL 5 < 3 × 100 - 0
(INEN, 2003, p. 5)
*< 3 × 100: significa que no existe ningún tubo positivo en la técnica del NMP con tres tubos (a): Número de muestras a examinar (b): índice mínimo permisible para identificar nivel de buena calidad (c): índice máximo permisible para identificar nivel de buena calidad (d): Número de muestras permisibles con resultados entre m y M.
El recuento total de aerobios en las muestras de leche de soya es menor a los
requisitos establecidos en la norma y para el caso de coliformes no existió
presencia del microorganismo. En el análisis de hongos y levaduras no existió
desarrollo y se evaluó con la Norma Técnica Guatemalteca COGUANOR NTG
34031, cuyo requisito se describen en la Tabla 3.5. Estos resultados se deben a
que leche es extraída en un equipo especial donde el líquido llega a una
temperatura de ebullición a 92 ºC durante 20 minutos, con lo que se elimina la
presencia de microorganismos perjudiciales para la salud.
Tabla 3.5. Criterios microbiológicos para la leche de soya natural
Microorganismos n (a) m (b) M (c) c (d)
Mohos y Levaduras (UFC/mL) 5 1 × 102 1× 103 2
(COGUANOR, 2005, p. 6)
La leche de soya obtenida, basado en los resultados expuestos, se consideró un
producto apto para el consumo. Sus características nutricionales cumplen con los
valores de norma NTE INEN 10:2003 y COGUANOR NTG 34031. Es un producto
libre de patógenos perjudiciales para la salud, por lo que se considera como un
alimento nutritivo e inocuo.
43
3.1.1 COMPARACIÓN CON OTRAS LECHES DE ORIGEN VEGETAL
La leche de soya por su origen vegetal se caracteriza por tener mayor contenido
proteico como se puede observar en la Tabla 3.6 y Tabla 3.7.
Tabla 3.6. Comparación de la composición de leche de soya de datos bibliográficos con
la obtenida experimentalmente y composición de leche de quinua
Composición Leche de soya (%)1 Leche de soya
Obtenida (%)2 Leche de quinua
(%)1
Proteína 4,5 3,05 ± 0,19 1,16 ± 0,06
Grasa total 2,4 1,78 ± 0,20 0,49 ± 0,02
Carbohidratos 1,8 - 7,13 ± 0,36
Sólidos Totales 9,2 6,05 ± 0,16 - 1Caracterización de la leche de quinua (Pereira, 2011, p.59) 2X ± DE: promedio ± desviación estándar, n=3
Tabla 3.7. Composición de leche de soya y leche de almendras
Composición Leche de soya (g/ 100 mL)1
Leche de almendras (g/100 mL)1
Proteína 2,36 ± 0,02 1,70 ± 0,20
Grasa total 3,20 ± 0,15 3,40 ± 0,18
Carbohidratos 4,78 ± 0,14 4,50 ± 0,20 1Composición aproximada de muestras de leche vegetal (Alozie y Udofia, 2015, p.120)
La leche de soya obtenida comparada con la leche de soya encontrada en
bibliografía, presentó datos en menor porcentaje, debido al tipo y variedad de grano
de soya utilizados para la extracción de la leche de soya. También se debe
considerar que el tipo de proceso utilizado es diferente al nombrado por Pereira
(2011), puesto que para la extracción de la leche de soya, se puede partir de un
subproductos de soya, sin contar que con el uso de enzimas, para tener una mayor
contenido proteico (p.24). Uno de los factores que altera el contenido proteico es la
temperatura, pero los valores de bibliografía también hablan de un cocinado a 84-
85 ºC, un valor no tan lejano al usado en la extracción de 91-92 ºC.
44
En el caso de la leche de almendras se puede observar con los datos de la Tabla
3.7, que el contenido nutricional de la leche de soya es superior al de la leche de
almendras.
Por los datos anteriormente expuestos de leches vegetales comparadas con la
leche de soya se puedo concluir que la leche de soya tiene un mayor valor
nutricional dentro de las leches de origen vegetal. Además que la leche de soya
obtenida tenía características nutricionales similares a las encontradas en
bibliografía y que comparadas con las leches de origen vegetal, poseía un mayor
valor nutricional.
3.2 RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN DE LA VIABILIDAD DE LOS PROBIÓTICOS LACTOBACILLUS CASEI 01 MICROENCAPSULADOS MEDIANTE SECADO POR ASPERSIÓN
3.2.1 DETERMINACIÓN DE CANTIDAD MICROBIANA DE LOS
PROBIÓTICOS LIOFILIZADOS
Se determinó la cantidad microbiana de los probióticos liofilizados del proceso de
activación (37 °C por 24 h) en la solución de leche, suplementada con extracto de
levadura y glucosa, los resultados se detallan en la Tabla 3.8.
Tabla 3.8. Contaje de cultivo Lactobacillus casei 01 liofilizados y activados
UFC/g1 Log(UFC/g)
Lactobacillus casei 01 liofilizados 7,5 × 1010 10,88
Lactobacillus casei 01 activados 9,70 × 1011 11,99 1X!" (n=2)
Los cultivos probióticos mostraron una diferencia en unidades logarítmicas que va
desde 7,5 × 1010 a 9,70 × 1011, pero su cantidad cumple con los valores superiores
al valor mínimo requerido de 107, para beneficios nutricionales y de salud.
45
3.2.2 PROCESO DE ACTIVACIÓN E INCUBACIÓN
El proceso de activación de los probióticos es necesaria para que los
microorganismos lleguen vivos al destino final en el intestino y pueda poblarlo, y
cumplir con su funcionalidad en la salud del consumidor. Hay que considerar que
las microorganismos en estado liofilizado o estado suspendido, son consumidos en
medicamento, y son utilizados solo para equilibrar la microflora intestinal y no
pueden llegar a colonizar el intestino y brindar los beneficios a la salud ya descritos
anteriormente (De las Cacigas y Blanco, 2002, p. 65; Astiasarán et al., 2003, p. 63)
El proceso de Incubación con probióticos liofilizados y activados, presentaron los
recuentos de microorganismos detallado en la Tabla 3.9.
Tabla 3.9. Contaje de cultivo Lactobacillus casei 01 después del proceso de Incubación
UFC/g1 Log(UFC/g)
Lactobacillus casei 01 liofilizados 6,88 × 1011 11,84
Lactobacillus casei 01 activados 1,05 × 1012 12,01 1X!" (n=3)
Se realizó un análisis de varianza (ANOVA), utilizando el paquete estadístico
Statgraphics Centurion XV. Se encontró un valor de P= 0,0021 (P<0,005) entre el
proceso de incubación y la cepa probiótica, en estado activo e inactivo (liofilizado),
presentando influencia significativa en el proceso de Incubación.
El proceso de Incubación con cepa probiótica activada presentó mayor número de
UFC, en un grado logarítmico mayor, pero este fue un valor promedio de los
ensayos realizados, como se observa en la Figura 3.1.
46
Figura 3.1. Valores de medias del contaje de probióticos liofilizados y activados en el
proceso de incubación
Los contajes arrojaron una mayor variabilidad de desarrollo de colonias, lo que no
ocurrió con la cepa probiótica liofilizada que presentó valores constantes de
colonias, esto se puede observar en la Tabla 3.10, dado que la desviación estándar
de los datos es mayor en los probióticos activados.
Los datos obtenidos después de la incubación donde los microorganismos ya se
encuentran viables, presentaron valores superiores de hasta dos unidades
logarítmicas, que los reportados por Telang y Thorat (2010), que fué de 2,31*1010
UFC/g, que también trabajaron en el proceso de incubación con leche de soya (p.
1452.)
Tabla 3.10. Resumen estadístico para contaje
Incubación Recuento Promedio Desviación Estándar
Coeficiente de Variación
Mínimo Máximo
1Liofilizados 4 11,83 0,016 0,14% 11,81 11,84
2Activados 4 12,01 0,068 0,56% 11,95 12,11
Total 8 11,92 0,106 0,89% 11,81 12,11
Para mantener un valor inicial conocido en todo el proceso se eligió la cepa
probiótica liofilizada, para el proceso de incubación con leche de soya, además los
1Liofilizados 2ActivadosIncubación
11,7
11,8
11,9
12
12,1C
on
taje
47
valores cumplen con una cantidad microbiana suficiente como se establece para
un desarrollo beneficioso.
Los estudios realizados del proceso de incubación de las células probióticas en
leche de soya, demuestran que la leche de soya es un buen sustrato para las
bacterias probióticas, como se describe en el estudio de Rivera y Gallardo (2007,
p.7).
3.2.3 PROCESO DE MICROENCAPSULACIÓN MEDIANTE SECADO POR
ASPERSIÓN
Se realizó la microencapsulación utilizando el método de secado por aspersión
donde se alimentó al equipo la solución encapsuladora de 500 mL, compuesta por
leche de soya, probiótico y material de recubrimiento. El equipo atomiza la solución
y deshidrata las partículas atomizadas por el contacto del aire caliente, donde el
material encapsulante envuelve el probiótico en su interior (Desai y Park, 2005,
p.1366).
Los resultados de los ensayos del diseño experimental 23, se presentan en la Tabla
3.11. Se obtuvo una buena supervivencia del cultivo probiótico después del proceso
microencapsulación por secado por aspersión, superior a 107 UFC/ gramo, valor
requerido para considerarle como un alimento funcional (Champagne, Gardner y
Roy, 2005, p. 65).
Se encontró una disminución en la supervivencia de los probióticos Lactobacillus
casei 01 de hasta de 4 factores logarítmicos. En las muestras de leche de soya en
polvo con probióticos microencapsulados el porcentaje de humedad varió entre
5,37– 11,98 %. En rendimiento del proceso de secado varió entre 39,37– 62,42 %.
48
Tabla 3.11. Resultados de ensayos de Secado de leche de soya con probióticos L. casei 01
Microencapsulados
Log(UFC/g) % Humedad % Rendimiento
A1B1T1 (7,5; 6; 80) 8,63 ± 0,56 ab 9,47 ± 0,67 d 54,71 ± 1,88 cd
A1B1T2 (7,5; 6; 100) 7,76 ± 0,42 a 5,42 ± 0,23 a 62,41 ± 4,34 d
A2B1T1 (10; 6; 80) 8,65 ± 0,52 ab 8,50 ± 0,53 c 46,80 ± 4,12 a
A2B1T2 (10; 6; 100) 8,03 ± 0,64 a 5,37 ± 0,27 a 49,00 ± 3,15 bc
A1B2T1 (7,5; 10; 80) 9,07 ± 0,15 b 11,49 ± 0,51 e 47,61 ± 2,17 bc
A1B2T2 (7,5; 10; 100) 8,64 ± 0,51 ab 6,59 ± 0,31 b 52,50 ± 5,95 cd
A2B2T1 (10; 10; 80) 9,10 ± 0,55 b 11,98 ± 0,67 e 39,37 ± 2,51 ab
A2B2T2 (10; 10; 100) 8,53 ± 0,18 ab 6,96 ± 0,26 b 46,93 ± 4,12 abc
X!"± DE: promedio ± desviación estándar, n=3 a,b,c,d,e Letras diferentes en cada columna, indican diferencias estadísticamente significativas a p < 0,05, LSD
de Fisher
3.2.3.1 Análisis de supervivencia del cultivo probióticos Lactobacillus casei 01
Las muestras obtenidas presentaron una disminución en el contaje de los
probióticos Lactobacillus casei 01 de hasta de 4 factores logarítmicos. Se presentó
un contaje de 109 y 108 UFC/g en los procesos de secado a las condiciones de
temperatura de entrada de 80 °C, temperatura de salida de 53 °C y una presión de
aire de 5 kg/cm2. En los ensayos de secado a condiciones de temperatura de
entrada de 100 °C, temperatura de salida de 65 °C y una presión de aire de 5
kg/cm2, se obtuvo un contaje de 108 y 107 UFC/g. Todas las muestras cumplen con
la cantidad adecuada de probióticos adecuada para una influencia favorable en la
salida y ser considerado como un alimento funcional.
Los resultados obtenidos de supervivencia de los probióticos se encuentran acorde
a lo descrito por Anekella y Orsat (2013), donde se describe que la temperatura
tiene un efecto importante en la supervivencia de las bacterias probióticas en el
proceso de secado por aspersión en las muestras en polvo de jugo de frambuesa
con maltodextrina (p.18).
49
La membrana celular se ve afectada por las altas temperaturas por lo que causan
poros celulares, y se tiene liberaciones de contenidos celulares internos. Además,
las altas temperaturas son responsables de la desnaturalización de las proteínas y
el ADN, que afecta a las actividades metabólicas y la supervivencia. Por lo tanto, el
uso de altas temperaturas durante el proceso (100 °C de entrada, de salida 65 °C)
es responsable de las pérdidas de viabilidad observados en los ensayos (Anekella
y Orsat, 2013 p. 23; Behboudi, Soukoulis, Yonekura y Fisk, 2013, p. 1278).
El análisis estadístico de los resultados se muestra en la Tabla 3.12, donde se
puede observar que el flujo y la temperatura tienen una influencia significativa en
el contaje del probiótico L.casei 01. La concentración del material encapsulante no
tiene una influencia en la supervivencia del microorganismo.
Tabla 3.12 Análisis de varianza para contaje L. casei 01 - Suma de cuadrados tipo III
Fuente Suma de
Cuadrados Gl
Cuadrado Medio
Razón-F Valor-P
EFECTOS PRINCIPALES
A:Concentración 0,21 1 0,21 1,09 0,31
B:Flujo 1,13 1 1,13 5,77 0,02
C:Temperatura 2,99 1 2,99 15,27 0,00
INTERACCIONES
AB 0,00 1 0,00 0,00 0,95
AC 0,02 1 0,02 0,11 0,74
BC 0,05 1 0,05 0,26 0,61
RESIDUOS 3,33 17 0,19
TOTAL (CORREGIDO)
7,76 23
Todas las razones-F se basan en el cuadrado medio del error residual
En los diferentes tratamientos se obtuvo mayor supervivencia del probióticos en las
muestras secadas a condiciones de temperatura de entrada de 80 °C, un flujo de
10 mL/min, para las dos concentraciones del material encapsulante, utilizados en
estos ensayos. Las siguientes muestras que obtuvieron una alta supervivencia de
probióticos son los tratamientos secados a condiciones de temperatura de entrada
de 100 °C, con un flujo de 10 mL/min como se puede observar en la Figura 3.2.
50
Figura 3.2. Supervivencia del probiótico L. casei 01 en los diferentes tratamientos
De los resultados obtenidos se puede concluir que a mayor flujo de alimentación se
tiene una mayor supervivencia, que coincide con otras investigaciones por ejemplo
la de Behboudi et al. (2013), explican este efecto mediante la reducción de la
temperatura de la superficie de las gotas, cambiando la cinética de transferencia de
calor y masa en la interface solido-aire (p. 1278). Por tanto, la elevación de la tasa
de flujo de alimentación permite una mayor supervivencia de los probióticos en un
proceso de secado por aspersión.
3.2.3.2 Análisis del porcentaje de Humedad
Uno de los factores importantes en un producto deshidratado es la humedad que
tiene una relación directa con el tiempo de vida útil del producto, puesto que a
menor humedad el producto no se ve alterado por daño enzimático durante su
almacenaje. También constituye un factor importante al momento de su
reconstitución (Behboudi et al., 2013, p. 1278).
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
Lo
g(U
FC
/g)
51
Se obtuvieron resultados de 5 - 7 % de humedad en muestras secadas a las
condiciones de temperatura de entrada a 100 °C. También se determinó una
humedad de 8 – 12 % en muestras secadas a temperaturas de entrada de 80 °C.
Los datos obtenidos de humedad se encuentran acorde a los descritos en por
Telang y Thorat, (2010), quienes trabajaron con leche de soya, donde describen
que los resultados de humedad variaron de acuerdo al tratamiento y a la
temperatura a la cual fueron sometidos, además los valores obtenidos varían desde
1,22 – 4,53 %, donde los autores recalcan el uso de temperaturas altas que varían
de 100– 180 ºC (p. 1452), valores superiores a los manejados en esta investigación.
Pérez, Venegas, Gonzáles, Carillo y Casaña (2010), obtuvo subproductos de soya,
en donde destaca la leche de soya en polvo modificada, que presentaron una
humedad del 3 % (p. 7), este valor es menor comparado con los resultados
obtenidos en este proyecto. En el análisis estadístico, como se muestra en la Tabla
3.13, se demuestra la influencia de las condiciones de secado de temperatura y de
flujo de alimentación, en la humedad. La temperatura de entrada fue el factor más
importante en comparación con el flujo y la concentración de material de
recubrimiento.
Tabla 3.13. Análisis de varianza para % Humedad- Suma de cuadrados tipo III
Fuente Suma de
Cuadrados Gl
Cuadrado Medio
Razón-F Valor-P
EFECTOS PRINCIPALES
A:Concentración 0,0092 1 0,0092 0,04 0,84
B:Flujo 25,56 1 25,56 111,58 0,00
C:Temperatura 109,69 1 109,69 478,79 0,00
INTERACCIONES
AB 1,33 1 1,33 5,85 0,02
AC 0,23 1 0,23 1,04 0,32
BC 2,80 1 2,80 12,26 0,00
RESIDUOS 3,89 17 0,22
TOTAL (CORREGIDO)
143,55 23
52
En las Interacciones de concentración - flujo y flujo - temperatura se encontró una
influencia significativa, sobre la humedad. En la Figura 3.3 se puede observar la
interacción de la concentración – flujo en la humedad, a un flujo de 6 mL/ min, y a
una concentración de 10 % de material encapsulante se tiene menor humedad.
También se observa la interacción del flujo – temperatura en la humedad, donde a
6 mL / min y a una temperatura de 100 °C, se tiene menor humedad. Los productos
de los ensayos secados a condiciones de temperaturas más altas del aire de
entrada, y de caudal de alimentación más bajos, se obtuvieron productos más
secos.
Figura 3.3. Interacción de concentración – flujo en la humedad e Interacción de
temperatura – flujo en la humedad
Flujo
5,3
7,3
9,3
11,3
13,3
%H
um
ed
ad
6 10
Temperatura80100
Concentración
6,9
7,4
7,9
8,4
8,9
9,4
9,9
%H
um
ed
ad
10% 7.50%
Flujo610
53
En la Norma NTE INEN 2471, los productos en polvo deben tener una humedad
máxima del 5 %. Este requisito se debe a un posible crecimiento de
microorganismos perjudiciales, debido a la actividad de agua, es decir, mientras
menor sea, se evita el desarrollo de microorganismos y daños organolépticos al
producto (Behboudi et al., 2013, p. 1278).
En la Figura 3.4 se observan los tratamientos y los valores de porcentajes de
humedad, de los cuales la mayoría se encuentran por debajo del 10 %, pero los
valores más cercanos al requisito de la Norma NTE INEN 2471, son dos productos
de los tratamientos A1B1T2 y A2B1T2, secados a condiciones de temperatura de
entrada de 100 °C, con un flujo de alimentación de 6 mL / min, y con las dos
concentraciones de material encapsulante 7,5 y 10 %.
Figura 3.4. Porcentaje de Humedad de muestras en los diferentes tratamientos
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
11,0
12,0
13,0
14,0
% H
um
edad
54
3.2.3.3 Análisis del Rendimiento
El rendimiento del proceso de secado, fue máximo a condiciones de secado a alta
temperaturas de entrada y caudales de alimentación bajos, como se observa en la
Figura 3.5. Las muestras del tratamiento a una concentración de 7,5 % de material
encapsulante, a condiciones de secado de flujo de alimentación de 6 mL/ min y a
temperatura de 100 °C, obtuvieron un rendimiento mayor del 60 %.
Sin embargo, los valores de rendimiento obtenidos varían entre 39,37 – 62,42 %,
debido a que la cantidad del producto seco obtenido por secado por aspersión está
influenciada por muchos parámetros de ingeniería, tales como el flujo de aire de
secado y las velocidades de aspiración; las geometría espacial del separador; la
adhesividad y la cohesión de las partículas al interactuar con la cámara de secado
(Behboudi et al., 2013, p. 1278).
Los resultados obtenidos de rendimiento concuerdan con los valores de
rendimiento determinados por Cuaspud (2015, p. 47), que se encontraron entre 34-
36 %, a temperaturas de 150 y 180 ºC, donde a mayor temperatura se encontró un
mayor rendimiento, debido a una evaporación más rápida y a su vez una mayor
generación de polvo seco.
El flujo de aire se mantuvo constante, y de ese modo los parámetros que afectan a
la pegajosidad superficial de las micro partículas tales como la higroscopía, la
temperatura de transición vítrea, la humedad y la difusividad del material de
soporte, temperatura de la gotitas obtenidas en la cámara de secado (Behboudi et
al., 2013, p. 1278), probablemente se controlaron por lo que la recuperación de
polvo obtenido en el ciclón fué alta. Se obtuvieron partículas que se pegaban en el
secador, por lo que también se debe considerar la presencia de ingredientes que
actúan como plastificantes; por ejemplo, azúcares que aumentan la pegajosidad
superficial de las partículas secas debido al incremento del gradiente de la
temperatura de transición vítrea. Por lo tanto aumenta las cantidad de gotas que
pasan al estado gomoso, pegándose en la superficie del secador y reduciendo la
tasa de recuperación. (Behboudi et al., 2013, p. 1278).
55
Figura 3.5. Rendimientos de secado en los diferentes tratamientos
El análisis estadístico del rendimiento del proceso de secado se detalla en la Tabla
3.14, donde se tiene que las tres variables de análisis tienen influencia significativa
en el rendimiento.
Tabla 3.14. Análisis de varianza para % Rendimiento - Suma de cuadrados tipo III
Fuente Suma de
Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P
EFECTOS PRINCIPALES
A:Concentración 462,79 1 462,79 31,37 0,00
B:Flujo 263,67 1 263,67 17,87 0,00
C:Temperatura 187,43 1 187,43 12,71 0,00
INTERACCIONES
AB 21,22 1 21,22 1,44 0,24
AC 3,00 1 3,00 0,20 0,65
BC 2,45 1 2,45 0,17 0,68
RESIDUOS 250,78 17 14,75
TOTAL (CORREGIDO) 1191,36 23
Todas las razones-F se basan en el cuadrado medio del error residual
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
%
Re
nd
imie
nto
56
Se obtuvieron menos rendimientos con las muestras a mayor concentración de
material encapsulante, por la goma arábiga y la pectina que son espesantes y
aumentan la viscosidad de la solución.
Los resultados de los ensayos demuestran que la combinación de temperatura alta
de entrada del aire y caudales bajos de alimentación de aumenta el rendimiento.
Lo que se concuerda con los resultados descritos por Behboudi et al. (2013), debido
a que se obtuvo menos adherencia de partículas, y esto facilitó la transferencia de
calor y la velocidad de difusión del agua de núcleo de la gota a la superficie (p.
1278).
3.2.4 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DEL PRODUCTO
Se escogieron las muestras de los tratamientos que presentaron un contaje mayor
107 UFC/ g, una humedad cercana al 5%, este requisito en especial para cumplir
con la Norma NTE INEN 2471 y el que tenga el rendimiento más alto, de los que se
estableció las muestras obtenidas de los tratamientos A1B1T2 (7.5 %; 6 mL/min; 100
°C) - A2 B1T2 (10 %; 6 mL/min; 100 °C). Estas muestras fueron almacenadas en
bolsas metalizadas y conservadas a temperaturas de 4, 20 y 40°C, y se evaluó la
cantidad de probióticos existentes después de estas condiciones.
En las Figuras 3.6 y 3.7, se presentan los datos de cinética de los microorganismos
probióticos L. casei 01, se observa que existe una muerte microbiana acelerada en
las muestras almacenadas a temperatura de 40 °C en los dos tratamientos a los 21
días presentaron contajes con valores de 103 UFC/g, por lo que pierde sus
propiedades de alimento funcional al tener valores menores de 106 UFC/g
(Champagne, Gardner y Roy, 2005, p.65).
57
Figura 3.6. Viabilidad de la muestra A1B1T2 durante almacenamiento de 21 días
En las muestras del tratamiento A1B1T2 almacenadas a 20 °C, disminuyen su
viabilidad a los 21 días de almacenamiento, superando el valor requerido para
considerarse un alimento funcional. En el caso de las muestras de los tratamientos
A2B1T2 almacenadas a 20 °C, presentaron valores de reducción de 0,69 log (UFC/g)
a los 21 días, todavía tiene una viabilidad aceptable para alimento funcional. Los
datos obtenidos concuerdan con lo descrito por Yeo et al. (2011), donde la
reducción del crecimiento fue más frecuente durante el almacenamiento a 25 ºC,
donde Bifidobacterium se redujeron en aproximadamente 2 unidades logarítmica
después de 10 días de almacenamiento (p. 201).
En el caso de las muestras almacenadas a 4 °C, en los dos tratamientos presentan
un incremento en el contaje de UFC/g. El crecimiento se da dentro de los 14 días
luego mantuvieron una estabilidad hasta los 21 días. Los datos obtenidos
concuerdan con Corcoran (2004), (citado en Fritzen et al., 2012), describe que en
estudios previos las células en crecimiento en fase exponencial se adaptan más
fácilmente que los que se encuentran en fase estacionaria. Por lo tanto los cultivos
probióticos experimentan un crecimiento activo y el agotamiento de carbono
2,5000
3,5000
4,5000
5,5000
6,5000
7,5000
8,5000
9,5000
0 7 14 21
Lo
g (
UF
C/g
)
Días
20°C
4°C
40°C
58
durante la misma fase del ciclo de crecimiento haciéndolas más resistentes
posteriormente (p. 309).
Figura 3.7 Viabilidad de la muestra A2B1T2 durante almacenamiento de 21 días
Durante el almacenamiento, los recuentos de colonias disminuyen en función del
tiempo y los valores se ajustan a una ecuación exponencial:
#($) =!#% ×!&'*+!×$ [3.1]
Donde:
N: es el recuento de bacterias viables (UFC /gr de la muestra),
N1: es el recuento de bacterias al principio del almacenamiento (después de
secado), y
t: es el tiempo de almacenamiento en días.
A partir de esta ecuación se extrae la tasa de mortalidad, Rm (1/día) que representa
la pendiente en las gráficas. Este valor expresa la velocidad a la que la viabilidad
de bacterias decae durante el almacenamiento (Chávez y Ledeboer, 2007, p.1196).
2,5000
3,5000
4,5000
5,5000
6,5000
7,5000
8,5000
9,5000
0 7 14 21
Log
(U
FC
/g)
Días
20°C
4°C
40°C
59
Rm se calculó a través de un período de 21 días de almacenamiento a 25 °C, 4 °C
y 40 °C y se muestra para cada tratamiento en la Figura 3.8. Para los tratamientos
almacenados a 40 °C se encontraron valores altos de Rm, por esta razón las
muestras almacenadas a esta temperatura disminuyó de manera acelerada su
viabilidad, y para 7 días su viabilidad fue menor al valor 106 UFC/g, para
considerarlo como alimento funcional.
En las muestras almacenadas a 20 °C, presentaron valores de entre 0,06 - 0,03 (1/
día); pero a pesar de estos valores, su viabilidad se mantuvieron en el periodo de
21 días. Con estos valores se calculó el tiempo de vida útil y en caso de las
muestras del tratamiento de A1B1T2, fue de 27, 32 días y de 2,91 meses para las
muestras de los tratamientos A2B1T2.
Los resultados más favorables fueron con las muestras almacenadas a 4°C, donde
su Rm se encontraron dentro de los valores de 0,01 - 0,02 (1/ día); con estos valores
se calculó el tiempo de vida útil de acuerdo al valor mínimo de probióticos para ser
un alimento funcional, cuyo resultado fue de 4,54 meses para las muestras del
tratamiento de A1B1T2 y de 3, 46 meses para las muestras de los tratamientos
A2B1T2.
El valor de Rm expresa la capacidad de los transportadores (carrier) para preservar
la estructura celular y para mantener las bacterias en un estado latente, sin
actividad metabólica, es útil para predecir el potencial y las limitaciones de un
soporte para protección a largo plazo, o para estimar la carga inicial requerida de
probióticos viables (Chávez y Ledeboer,2007, p.1196).
60
Figura 3.8 Tasa de mortalidad de Lactobacillus casei 01 durante almacenamiento de 21
días, en muestras de tratamientos A1B1T2- A2B1T2
En otro estudio Gardiner (2000) (citado en Anekella y Orsat, 2013), encontró
resultados similares, los autores reportaron, que los probióticos después del secado
por aspersión, se adaptaron al aumento de calor y como respuesta aumentaron su
supervivencia, donde los polvos obtenidos mantuvieron constantes sus valores de
UFC/g, durante el almacenamiento a 4 °C por 2 meses (p. 20).
3.3 RESULTADOS DE LA CARACTERIZACIÓN DE LA LECHE DE SOYA EN POLVO CON LOS PROBIÓTICOS LACTOBACILLUS CASEI 01 MICROENCAPSULADOS
Se analizó el contenido de humedad, proteína, grasa y cenizas en los productos de
los tratamientos A1B1T2 (7.5 %; 6 mL/min; 100 °C) - A2 B1T2 (10 %; 6 mL/min; 100
°C), cuyos valores se pueden observar en la Tabla 3.15. Se encontró que el
porcentaje de humedad fue de 5,34 ± 0,25 en las muestras de los tratamientos
A2B1T2 (10; 6; 100), y de 5,44 ± 0,16 en el caso de las muestras de los tratamientos
A1B1T2 (7,5; 6; 100), los valores fueron similares debido a que las muestras fueron
0,0604
0,03040,0121
0,0256
0,2018
0,2808
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
A1B1T2 A2B1T2
Ve
loc
ida
d d
e M
ort
ali
da
d R
m (
1/d
ía)
Temperatura 20 °C Temperatura 4 °C Temperatura 40 °C
61
secados a la misma temperatura de 100 °C. Como se determinó anteriormente la
temperatura es un factor importante sobre la humedad.
Se obtuvieron valores para proteína de 26,7 ± 0,28 en las muestras de los
tratamientos A2B1T2 (10; 6; 100), y de 26,8 ± 0,24 en el caso de las muestras de los
tratamientos A1B1T2 (7,5; 6; 100).
Tabla 3.15. Contenido de humedad, porcentaje de proteína, cenizas y tamaño de partícula
de las muestras de leche de soya con probióticos L. casei 01 Microencapsulados.
% Humedad % Proteína (g / 100 g)
% Cenizas Tamaño de Partícula
(µm)
A1B1T2 (7,5; 6; 100) 5,44 ± 0,16 26,8 ± 0,24 5,67 ± 0,12 1,525 ± 0,07
A2B1T2 (10; 6; 100) 5,34 ± 0,25 26,7 ± 0,28 5,52 ± 0,18 1,576 ± 0,01
X!,± DE: promedio ± desviación estándar, n=3
El porcentaje de proteína está de acuerdo a la Norma NTE INEN 298:2011 para
leche en polvo y crema en polvo. Requisitos: el valor se encuentra bajo el valor
mínimo de 34 %, éste valor se considera para leche de vaca.
En la investigación realizada por Pérez et al. (2010), se realizada con leche de soya,
se reportan valores similares del porcentaje de proteína obtenido en leche en polvo
para leche entera donde el valor reportado es de 26,3 % (p. 7.). El porcentaje de
ceniza encontrado en las muestras de los tratamientos A2B1T2 (10; 6; 100) fue de
5,52 ± 0,18 % y de 5,67 ± 0,12 % para el caso de las muestras de los tratamientos
A1B1T2 (7,5; 6; 100).
En la Norma NTE INEN 298:2011 para leche en polvo y crema en polvo. Requisitos,
Los valores especificados como requisitos se describen para leche entera máximo
6,5 %, leche semidescremada máximo 7,0 %, leche descremada máximo 8,0 %,
todos estos casos son para leche en polvo de vaca. Los valores encontrados en las
muestras de los dos tratamientos no superan ninguno de límites indicados por
norma.
62
El tamaño de las partículas en las muestras de los tratamientos A2B1T2 (10; 6; 100)
fue de 1,576 ± 0,016 micras y de 1,525 ± 0,074 micras en el caso de las muestras
de los tratamientos A1B1T2 (7,5; 6; 100). Los resultados obtenidos no son los
esperados al tratarse de un secado por aspersión, donde se esperaba pueda variar
de 10 a 100 micras, de acuerdo a Fang y Bhandari (2010) (citado en Fritzen et al.,
2012, p. 309)
Sin embargo, un polvo de tamaño de partícula demasiado pequeño, puede indicar
la presencia de partículas huecas que no tienen núcleo de materiales incorporados
y la eficiencia de la microencapsulación es muy baja. Por lo tanto, debe haber un
diámetro de partícula óptimo, no solo para tener una buena protección al
Lactobacillus, y lograr una máxima estabilidad del almacenamiento, sino que
también para tener una buena distribución de microcápsulas en los productos
(Zhao, Sun, Torley, Wang y Niu, 2007, p. 1351).
De acuerdo al informe de Robitaille et al. (1999) (citado en Zhao et al., 2007), el
estándar más pequeño de microcápsula fue designado entre 1,5 – 350 micras,
según el tamaño del Lactobacillus acidophillus (desde 0,6 - 0,9 µm × 1,5 µm). Los
resultados obtenidos en este proyecto cumplen con el diámetro mínimo de
encapsulación, el cual puede ofrecer una protección al Lactobacillus casei 01 (p.
1351).
3.4 RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN LA CALIDAD
SENSORIAL DE LA LECHE DE SOYA CON PROBIÓTICOS
LACTOBACILLUS CASEI 01 MICROENCAPSULADOS
Las muestras seleccionadas fueron de los tratamientos A1B1T2 (7,5 %; 6 mL/min;
100 °C) - A2 B1T2 (10 %; 6 mL/min; 100 °C), y la muestra control fue leche de soya
secada a las condiciones de temperatura de entrada de 100 °C a un flujo de 6
mL/min, con material encapsulante de 7,5 %, sin probióticos. La evaluación se
63
efectuó con la finalidad de determinar posibles cambios en la calidad de la leche de
soya deshidratada tras ser adicionados probióticos.
Las muestras ya hidratadas y homogenizadas se presentaron a los panelistas con
una codificación numérica para su identificación. Cada panelista recibió un vaso
con 30 mL aproximadamente de cada muestra.
Los resultados obtenidos fueron de un panel de 10 personas semi entrenadas, que
evaluaron atributos de apariencia, sabor, color, aroma, textura y presencia de
sabores extraños. Las muestras se denominaron de la siguiente forma A1: leche
de soya con probióticos secadas a las condiciones de los tratamientos A1B1T2 (7,5
%; 6 mL/min; 100 °C), A2: leche de soya con probióticos secadas a las condiciones
de los tratamientos A2 B1T2 (10 %; 6 mL/min; 100 °C) y A3: leche de soya sin
probióticos secado a las condiciones de (7,5 %; 6 mL/min; 100 °C). Los resultados
obtenidos se observan en la Tabla 3.16.
Tabla 3.16. Resultados de la evaluación sensorial para muestras de los tratamientos
A1B1T2, A2 B1T2 y leche de soya sin probióticos.
X!,± DE: promedio ± desviación estándar, n=3 a Letras diferentes en cada columna, indican diferencias estadísticamente significativas a p < 0,05, LSD de
Fisher
Se realizó un análisis de cada propiedad y el efecto que tienen los probióticos microencapsulados.
Muestras Apariencia Color Crema
Amarillento
Aroma a grano
Sabor a grano de
soya
Textura (presencia
de grumos)
Presencia de sabores extraños
A1 8,28 ± 0,32a 1,59 ± 0,14a 2,68 ± 0,11a 5,42 ± 0,37a 1,57 ± 0,06a 1,57 ± 0,13a
A2 8,08 ± 0,41a 1,68 ± 0,18a 2,66 ± 0,17a 5,66 ± 0,11a 1,48 ± 0,05a 1,7 ± 0,20a
A3 8,10 ± 0,38a 1,61 ± 0,12a 2,84 ± 0,25a 5,76 ± 0,19a 1,43 ± 0,10a 1,56 ± 0,18a
64
3.4.1 APARIENCIA
La propiedad evaluada fue la homogeneidad de las muestras, donde los panelistas
debían calificar con 0 si la muestra era heterogénea y con 10 si se encontraba
uniforme. Los resultados de apariencia de los productos de leche de soya con y sin
probióticos, se encontraron dentro del rango de 7,4 a 8,9 valores que indican que
el producto reconstituido se encontraba homogéneo y no presentó grumos.
Se realizó un análisis de ANOVA, los resultados se observan en la Tabla 3.17. Se
demuestra que no existe ninguna diferencia significativa entre la medida de
apariencia entre cada muestra, con un nivel de confianza del 95 %.
Tabla 3.17. Análisis ANOVA para apariencia por muestras
Los resultados demuestran que los panelistas no perciben ninguna modificación del
producto en relación a la apariencia por la presencia de probióticos.
Los resultados obtenidos son similares a los encontrados en la investigación de
Reina (2014), donde se analizó la presencia de grumos en helados con probióticos
L. acidophillus LA-5 con inulina, donde los panelistas no percibieron la presencia
de las capsulas (p.96).
En la Figura 3.9, se puede observar la gráfica de las medias de los valores de la
apariencia para cada uno de las muestras presentadas en el análisis sensorial.
Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P
Entre grupos 0,0717556 2 0,0358778 0,26 0,7829
Intra grupos 0,844133 6 0,140689
Total (Corr.) 0,915889 8
65
Figura 3.9. Gráfico de medias de la medida de apariencia para cada uno de los niveles de
muestras
Los resultados reportaron que en la muestra A1 se tiene mayor homogeneidad con
un valor de 8,27. Pero no hay diferencias estadísticamente significativas en los tres
tratamientos puesto que las como las medias se recubren entre sí, los tres
tratamientos son estadísticamente iguales.
3.4.2 COLOR CREMA AMARILLENTO
El color es considerado como la esencia central de un producto (Reina, 2014, p.93),
demuestra la calidad del mismo, por lo que en los consumidores influye de manera
decisiva el momento de comprarlo
La calificación de las muestras en el color fueron en la escala desde 0 el más débil
y 10 el color más intenso. Los resultados de este factor en el análisis sensorial de
la leche de soya con y sin probióticos se encontraron entre los rangos de 0,2 -2,5.
Valores que demuestran que el color crema amarillento no es intenso.
MuestrasA1 A2 A3
7
7,4
7,8
8,2
8,6
9
9,4
Ap
ari
en
cia
66
Se realizó un análisis de ANOVA para evaluar si la presencia de probióticos, alteran
de alguna manera la percepción del color en los productos. Los resultados se
pueden observar en la Tabla 3.18. Puesto que el valor-P es mayor a 0,05 no existió
una diferencia significativa estadística entre el color amarillento de las muestras con
un nivel de confianza del 95 %.
Tabla 3.18 Análisis ANOVA para color crema amarillento por muestras
Fuente Suma de
Cuadrados Gl
Cuadrado Medio
Razón-F Valor-P
Entre grupos 0,01 2 0,00 0,34 0,72
Intra grupos 0,13 6 0,02
Total (Corr.) 0,14 8
Lo que demuestra que no se halló ninguna influencia de los probióticos en el color
amarillento de las muestras de leche de soya. Estos datos son similares a los
encontrados por Reina (2014), donde los panelistas no encontraron ninguna
diferencia en color por la presencia de microorganismos probióticos (p.93).
En la investigación de Correia (2013), donde se realiza una evaluación sensorial de
bebidas simbióticas de vegetales deshidratadas, con probióticos L. acidophillus con
inulina, los panelistas reportaron no percibir ningún tipo de cambio de color por la
presencia de los probióticos (p. 21).
En la Figura 3.10, se observa los valores de las medias de color amarillento para
cada uno de los niveles de muestras.
Los resultados reportaron que en la muestra A2 se tiene mayor valor de media en
intensidad de color amarillento con un valor de 1,68. Pero como las medias se
superponen entre sí, los tres tratamientos se consideran estadísticamente iguales.
67
Figura 3.10. Gráfico de medias de los valores de color amarillento para cada uno de los
niveles de muestras
3.4.3 AROMA A GRANO
En productos derivados de la soya, el aroma a grano o leguminosa es muy
característico, lo que puede verse afectado por el almacenamiento, si se llega
enranciar el producto. El aroma a grano para el consumidor puede ser en algunos
casos un poco molesto, y en otros pasar desapercibido.
Los resultados del análisis sensorial tuvieron valores entre 1,7 – 4,2. Lo que
demostró que si se percibió el olor de leguminosa del grano de soya en la leche de
soya. Los resultados se encuentran dentro de la escala de 0 (débil) y 10 (Intenso).
Se realizó un análisis ANOVA para evaluar si la presencia de probióticos alteraba
el olor característico de la leche de soya, los resultados se muestran en la Tabla
3.19.
A1 A2 A3Muestras
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
Co
lor
cre
ma a
mari
llen
to
68
Tabla 3.19. Análisis ANOVA para aroma (grano) por muestras
Fuente Suma de
Cuadrados Gl
Cuadrado Medio
Razón-F Valor-P
Entre grupos 0,05 2 0,02 0,82 0,48
Intra grupos 0,20 6 0,03
Total (Corr.) 0,26 8
Los resultados demuestran que la presencia de probióticos microencapsulados no
provocó ninguna alteración en el aroma, con un nivel del 95 % de confianza.
Correia (2013), realizó una evaluación sensorial de bebidas simbióticas de
vegetales deshidratadas, con probióticos L. acidophillus con inulina como
prebiótico, los panelistas no identificaron cambio en el aroma de las bebidas frutales
(p. 21).
En la Figura 3.11., se presentan los valores de las medias de las medidas de aroma
a grano, para cada uno de los niveles de muestras.
Figura 3.11. Gráfico de medias de las medidas de aroma a grano de soya para cada uno de
los niveles de muestras
La muestra A3 tiene mayor intensidad de aroma de grano de soya con un valor de
2,84, pero no llega a ser estadísticamente significativo.
A1 A2 A3Muestras
2,4
2,6
2,8
3
3,2
Aro
ma(g
ran
o)
69
3.4.4 SABOR A SOYA
La leche de soya puede presentar un sabor característico a frijol, la intensidad del
sabor depende esencialmente del procesamiento del grano de soya. Para algunos
consumidores el sabor a grano es un poco desagradable si es muy fuerte.
Experimentalmente se realizó una separación de la cáscara del grano lo que el
sabor a frijol disminuyó con este proceso.
Las muestras fueron evaluadas dentro del rango de 0 (débil) y 10 (intenso). Los
resultados del análisis sensorial estuvieron dentro del rango de 4,7- 6,9 estos
valores se encuentran en un rango medio, lo que indica que si se percibe un sabor
a frijol, pero no existió un comentario que indique desagrado por la intensidad del
sabor.
Se realizó un análisis ANOVA, para determinar la influencia de los probióticos
microencapsulados en el sabor de la leche de soya. Los resultados se pueden
observar en la Tabla 3.20.
Tabla 3.20. Análisis ANOVA para sabor soya por muestras
Fuente Suma de
Cuadrados Gl
Cuadrado Medio
Razón-F Valor-P
Entre grupos 0,18 2 0,09 1,54 0,28
Intra grupos 0,36 6 0,06
Total (Corr.) 0,54 8
Puesto que el valor-P de la razón-F es mayor o igual que 0,05, no existe una
diferencia estadísticamente significativa entre la media de Sabor Soya entre un
nivel de muestras y otro, con un nivel del 95 % de confianza. Por lo que los
panelistas no percibieron ninguna diferencia en sabor entre la muestras de leche
de soya con probióticos que la que no tenía probióticos.
En la investigación de Correia (2013), donde se realiza una evaluación sensorial de
bebidas simbióticas de vegetales en polvo, se reportó que los panelistas no
percibieron algún tipo de cambio de color por la presencia de los probióticos (p. 21).
70
En la Figura 3.12 se observan los valores de las medias correspondientes a sabor
a grano, para cada uno de los niveles de muestras.
Figura 3.12. Gráfico de medias de valores de sabor a soya para cada uno de los niveles de
muestras
Los resultados de las medias indican que en la muestra A3 se tiene mayor una
percepción del panelista de una mayor intensidad en el sabor a frijol con un valor
de 5,76. Pero como las medias se traslapan entre sí, los tres tratamientos son
estadísticamente iguales.
3.4.5 TEXTURA
Algunos alimentos deshidratados pueden presentar inconvenientes al momento de
su reconstitución, debido a que los procesos a los que son sometidos para su
elaboración ocasionan la pérdida de su solubilidad.
La dispersión en agua es más fácil cuando las partículas que la componen son más
grandes y contienen mayor humedad. En análisis de textura se fundamentó en la
presencia de partículas después de la reconstitución de la leche de soya en polvo
(Fritzen et al., 2012, p. 309; Zhao et al., 2007, p. 1351).
A1 A2 A3Muestras
5,1
5,3
5,5
5,7
5,9
6,1
Sab
or
So
ya
71
Las muertas de leche de soya fueron evaluadas dentro de la escala de 0 (Ausencia
de partículas) y 10 (Presencia de partículas). Los resultados obtenidos del análisis
sensorial se encontraron en un rango de 0,8 - 2,6. Estos valores representaron que
en las muestras reconstituidas no se encontraron aglomeraciones después de la
reconstitución.
Se realizó un análisis ANOVA, para determinar la influencia de los probióticos
microencapsulados en textura de la leche de soya después de la reconstitución.
Los resultados se pueden observar en la Tabla 3.21.
Tabla 3.21 . ANOVA para textura por muestras
Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P
Entre grupos 0,02 2 0,01 2,68 0,15
Intra grupos 0,03 6 0,00
Total (Corr.) 0,05 8
Los resultados obtenidos demuestran que los panelistas no encontraron una
alteración en la textura de la leche de soya ya reconstituida. Los datos obtenidos
de la evaluación sensorial fueron similares a los encontrados por Reina (2014),
donde los panelistas no encontraron ninguna diferencia estadísticamente
significativa en la textura de los helados con L. acidophillus e inulina, que se haya
alterado por la presencia de microorganismos probióticos y por prebiótico (p. 94).
En la Figura 3.13., se observa los valores de las medias del valor de textura para
cada uno de los niveles de muestras.
72
Figura 3.13. Gráfico de medias de valores de sabor a soya para cada uno de los niveles de
muestras
Los resultados de las medias indican que los panelistas percibieron que existió
mayor presencia de partículas en la muestra A1 con un valor de 1,57. Pero como
las medias se traslapan entre sí, los tres tratamientos son estadísticamente iguales.
3.4.6 PRESENCIA DE SABORES EXTRAÑOS Los alimentos deshidratados por el proceso al que son sometidos suelen cambiar
sus propiedades organolépticas, por esta razón se evaluó con los panelistas la
existencia de algún sabor diferente al de la matriz en este caso leche de soya o
algún sabor de que indique que se deterioró la muestra.
Las muestras de leche de soya fueron evaluadas dentro de la escala del atributo
de 0 (Ninguno) y 0 (Intenso). Los resultados del análisis sensorial de las muestras
se presentaron en un rango de 0,6 – 2,1 valores bajos en la escala, lo que indica
que no se percibió sabores extraños en la reconstitución de las muestras, dado que
no se reportaron comentarios de algún sabor extraño.
A1 A2 A3Muestras
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
Textu
ra
73
Se realizó un análisis ANOVA, para determinar si la presencia de los probióticos
microencapsulados provocó alguna alteración en el sabor propio de la leche de
soya. Los resultados se pueden observar en la Tabla 3.22. Puesto que el valor-P
de la razón-F es mayor o igual que 0,05, no existe una diferencia estadísticamente
significativa entre la media de presencia de sabores extraños entre las muestras,
con un nivel de confianza del 95,0 %. Los datos obtenidos fueron similares a los
encontrados en Reina (2014), donde los panelistas no encontraron ninguna
presencia de sabores extraños provocada por la presencia de los probióticos L.
acidophillus con inulina (p. 99).
Tabla 3.22. ANOVA para presencia de sabores extraños por muestras
Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P
Entre grupos 0,00 2 0,00 0,12 0,88
Intra grupos 0,17 6 0,02
Total (Corr.) 0,18 8
En la Figura 3.14., se observan los valores de las medias relacionados con la
presencia de sabores extraños para cada una de las muestras estudiadas.
Figura 3.14. Gráfico de medias de valores de presencia de sabores extraños para cada uno
de los niveles de muestras
A1 A2 A3Muestras
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
Pre
sen
cia
de s
ab
ore
s e
xtr
añ
os
74
Los resultados de las medias indican que los panelistas percibieron que existió
presencia de sabores extraños en la muestra A1 y A2 con un valor de 1,57. Pero
como las medias se traslapan entre sí, los tres tratamientos son estadísticamente
iguales. De igual manera este valor es bajo por lo que se consideró que el alimento
fue aceptado.
3.5 RESULTADOS DEL DISEÑO DEL PROCESO DE SECADO
PARA LA PRODUCCIÓN DE LECHE DE SOYA EN POLVO
CON PROBIÓTICOS LACTOBACILLUS CASEI 01
MICROENCAPSULADOS
El producto deshidratado de leche de soya con probióticos L.casei 01, tendrá una
presentación de 250 g, en fundas metalizadas, su almacenamiento dependerá del
consumidor. Para tener mayor tiempo de vida útil se debería mantenerlo en
refrigeración.
La producción de leche en polvo de soya con probióticos se realiza en proceso
Batch siendo la cantidad diaria de producción de 150 kg de leche de soya en polvo.
La unidad de secado cuenta con un tanque de alimentación, un sistema de bombeo
para la alimentación de la leche de soya líquida a la cámara de secado, un sistema
de alimentación de aire caliente para el secado y contenedores de recepción del
producto final, así también se cuenta con un tanque de almacenamiento de agua
para el posterior lavado del equipo.
Una vez se ha realizado la formulación de la leche de soya líquida, que se puede
realizar en el tanque de alimentación, se bombeará la leche hacia el secador por
aspersión, al mismo que llegará el flujo de aire caliente para el secado, el flujo de
aire es en paralelo al flujo de leche atomizada, las partículas de leche en polvo
pasan al ciclón del cual se recoge el producto final, leche en polvo de soya con
probióticos microencapsulados.
75
3.5.1 CONDICIONES DE ENTRADA DE LA LECHE DE SOYA LÍQUIDA La leche de soya líquida entra al proceso de secado a una temperatura ambiente,
que para fines de balances de energía se la estableció en 18 ºC, se determinó la
cantidad de leche de soya ya formulada que se alimentará al proceso de secado en
1 009,77 kg, el balance de masa se especifica en el Anexo IV, la leche de soya
líquida que ingresa al proceso cuenta con un porcentaje de sólido totales del
15,68%, determinado experimentalmente, y una densidad de 971,7 kg/m3. Con las
condiciones de entrada se hizo posible dimensionar los equipos necesarios para el
proceso de secado.
En la Figura 3.15, se encuentra el diagrama de BFD para la obtención de la leche
de soya deshidratada con probióticos microencapsulados.
SECADOAire seco
100ºC Aire húmedo
S150 Kg/día
5 % humedad-!=90%
FORMULACIÓN
109,14 kgGA=goma arábiga
PE=pectina208 kg Solución salina
3,5% sólidos (probióticos+sólidos de la leche)
L1 009,77 kg leche de soya
15,68% sólidos
TAMIZADO692,62 kg
Leche de soya6,05% sólidos
EXTRACCIÓN DE LECHE
HIDRATACIÓN(24 h)
LAVADO
SELECCIÓN DE GRANO
0,12% Impurezas
Residuos sólidos de soya
692,62 kg de agua
leche de soya
186,34 kgGrano hidratado
103,52 kgGrano seco
207,04 kgAgua
Agua sobrante
))))LAVADO
CENTRIFUGACIÓN
LAVADO
CENTRIFUGACIÓN
INCUBACIÓN
103,64 kgGrano seco de soya
Agua
0,21 kgProbióticos lofilizados
207,79 kgLeche de soya
3,5% de sólidos(probióticos+leche)
200,72 kgSolución salina
0,9%
200,72 kgSolución salina
0,9%
Solución salina0,9%
3,5% de sólidos(probióticos)
EMPAQUETAMIENTO150 kg/día
Grano seco
7,28 kg(probióticos
+sólidos de la leche)
7,28 kg(probióticos
+sólios de l leche)
Figura 3.15. Diagrama del proceso para la obtención de leche de soya en polvo con
probióticos L.casei 01 microencapsulados
76
3.5.1.1 Tanques de alimentación
La leche de soya líquida será almacenada en tanque de acero inoxidable 304, para
evitar la sedimentación de los sólidos, el tanque cuenta con un sistema de agitación,
como se observa en la figura 3.16 el esquema del equipo. Las características del
tanque de alimentación se muestran en la Tabla 3.23, los cálculos del
dimensionamiento se muestran en el Anexo V.
H
hl
L
W
E
DA
D
Figura 3.16. Esquema del taque de alimentación Catálogo
Tabla 3.23. Dimensiones del tanque de almacenamiento
PARÁMETRO VALOR UNIDAD
Capacidad 1 009,77 L
Altura 0,47 m
Diámetro 0,36 m
Altura libre de cabeza 0,04 m
Sistema de agitación Agitador de seis palas planas
Revoluciones 400 rpm
Diámetro del agitador (DA) 0,34 m
Distancia fondo del recipiente al centro del agitador (E) 0,11 m
Ancho de la paleta (W) 0,07 m
Altura de la paleta (L) 0,08 m
77
3.5.1.2 Sistema de transporte de la leche de soya liquida
Para enviar la leche de soya líquida al spray dryer es necesario una bomba, la que
se recomienda es una bomba centrifuga de flujo radial, su esquema se muestra en
la Figura 3.17. La bomba tiene que transportar la leche de soya líquida desde el
fondo del taque de almacenamiento hasta la parte superior del secador por
aspersión. El caudal de alimentación a la cámara de secado se establece por la
capacidad de evaporación de agua del equipo, la cual se estableció en 200L/h. Las
características de la bomba seleccionada en catálogo se indican en la Tabla 3.24
Figura 3.17. Esquema de la bomba seleccionada
La bomba es empleada tanto para el transporte de la leche de soya como para el
agua de lavado del equipo.
Tabla 3.24 Especificaciones de la bomba seleccionada
Q(L/min) POTENCIA
(kW) MODELO
Diámetro de
aspiración DNA
Diámetro de
impulsión DNM
E mm
C mm
100 2,2 CPm 670 1 ¼” 1” 165 367
78
3.5.1.3 Tuberías de transporte
El material de la tuberías necesarias para el transporte de la leche desde al tanque
de alimentación al secador por aspersión son de acero inoxidable, con las
características que se indican en la Tabla 3.25.
Tabla 3.25.Característica de las tuberías para el transporte de la leche de soya
Corriente D nominal
(in) D interno
(mm) D externo
(mm) Pared (mm)
Nº cedula
Material
Antes de la
bomba 1/2” 15,79 21,33 15,79 40 SS
Después de
la bomba 1” 30,09 33,27 30,09 40 SS
3.5.2 CARACTERÍSTICAS DEL AIRE PARA EL SECADO
Para el secado de la leche en el equipo es necesario de aire de las características
que se especifican en la Tabla 3.26 el flujo de aire es paralelo al flujo de
alimentación de la leche.
Tabla 3.26.Característica de aire seco para el secado
Parámetros Valor Unidad
Flujo de aire 2,3 m3/h
Temperatura de entrada 100 ºC
Humedad inicial 6,3 kgagua/kgaireseco
3.5.3 PROPIEDADES REQUERIDAS DEL PRODUCTO
El producto sale del proceso de secado con un 5 % de humedad, cada lote es de
150 kg con un tamaño de partícula de 1,5 µm
79
3.5.3.1 Dimensionamiento de la cámara de secado
Una vez establecidas las propiedades de la leche de soya líquida, la cantidad del
lote a procesar por día (150 kg), las características deseadas del producto final y
además las características necesarias del aire de secado, se determinó las
dimensiones de la cámara de secado, el equipo que se adapta a las necesidades
de producción se muestra en la Tabla 3.27.
Tabla 3.27. Condiciones del secado y dimensiones de la cámara de secado
Temperatura de
entrada (ºC)
Temperatura de
salida (ºC)
Evaporación de
agua (L/h)
Consumo
eléctrico (kw)
Espacio requerido
WxHxL (m)
100 48 200 9 4x4,5x6,5
Con los dimensionamientos de los equipos se pudo realizar las gráficas de PFD y
PID, observados en las Figuras 3. 18 y Figura 3.19, respectivamente.
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82
3.5.4 ESTIMACIÓN DE COSTOS
Para obtener un kg de leche en polvo de soya con probióticos se realiza con base
a la producción anual, 8 horas por día 5 días a la semana. Se ha considerado el
costo de las materias primas como la soya, los probióticos, insumos como agua,
energía eléctrica y el empaque de comercialización del producto, con base a tales
consideraciones que se especifican en la Tabla 3.28, se tiene el precio del producto
final como se indica en la Tabla 3.29. En la Tabla AVI.1 se especifican los valores
de las materias primas empleadas para el proceso.
Tabla 3.28. Costos de materia prima
Materia prima Costo de la
Materia prima (USD/kg)
Cantidad de materia prima por año (kg)
Costo de materia prima por año (USD)
Grano de soya 1,50 24 873,60 37 310,40
Probiótico L casei 01 1 397,67 0,21 293,51
Goma arábiga 10,20 17 462,00 178 116,48
Pectina 24,30 8 731,00 212 168,16
TOTAL 427 888,55
La cantidad de probióticos adquirida es el doble de lo necesario para la producción
de un día, ya que se realizará un cultivo para su reproducción y de esta manera
tener a disposición en las siguientes corridas del proceso. En la Tabla 3.29, se
muestran los costos de los insumos utilizados. El empaque del producto a ser
utilizado es polietileno aluminizado y se utilizarán fundas de 1,5 kg.
Tabla 3.29. Costos de insumos empleados
Insumos Costo unitario
(USD/kg)
Cantidad de materia prima por año (kg)
Costo de materia prima por año (USD)
Empaques 1,26 24 000,00 30 240,00
Agua 0,82 44,40 36,41
Energía eléctrica 0,09 9 304,80 837,43
TOTAL 31 113,84
83
Para el manejo de equipo y la supervisión del proceso de secado se necesita de un
operario, al cual tendrá un turno de trabajo de 8 horas diarias, cinco días laborables
a la semana, sin turnos nocturnos, con beneficios de ley, por ello al año se tiene un
gasto de 5 951,80 USD.
Los costos de producción anuales resultan de la suma de los costos de material
primas, costos de insumos y costos por nómina laboral, los cuales se especifican
en la Tabla 3.30 que se muestra a continuación, además se considera un porcentaje
del 10% adicional por imprevistos en el proceso.
Tabla 3.30 Costos de producción anuales
Designación del rubro Valor (USD)
Materiales directos: Materia Prima e insumos empleados 459 002,39
Mano de obra directa 5 951,80
Equipos y maquinaria 32 579,09
SUB-TOTAL COSTOS DE PRODUCCION 497 533,28
Imprevistos 49 753,32
TOTAL, COSTOS ANUALES DE PRODUCCION 547 287,61
El precio del producto por kilogramo se obtiene aplicando la Ecuación 3.2
./0123!40150!06!73483!90!:3;<! =>?@A?@!BC!DE?BFGGHóI
JE?BFGGHóI!KIFKL!LCGMC!CI!D?LN?!BC!@?OK [3.2]
Al precio obtenido por la ecuación se le ha adicionado el impuesto correspondiente,
en la Tabla 3.31 se detalla el costo del kilogramo de leche de soya en polvo y los
ingresos anules por ventas.
Tabla 3.31 Ingresos por ventas
Tipo de producto
Cantidad de producto
producidos por día (Kg/día)
Cantidad de producto
producido por año (Kg/día)
Precio de venta, por kg
(USD)
Ingresos anuales por ventas (USD)
Leche en polvo 150,00 36 000,00 17,03 613 080,0
84
Dado que la presentación del producto al mercado es en empaques de 250 g el
precio que tendría sería de 4,25 USD.
El precio de la leche de soya en polvo con probióticos microencapsulados, tendría
precio similar con otros productos parecidos encontrados en el mercado, cabe
recalcar que estos productos ninguno contiene probióticos, pero si son leches de
soya en polvo. Los precios de los diferentes productos se encontrados en mercado
nacional se pueden observar en la Tabla 3.32.
Tabla 3.32. Precios de leches de soya en polvo
Producto Marca Cantidad de producto (g)
Precio de venta (USD)
Leche de soya en polvo
En recipiente, con azúcar Oriental 400 5,23
Leche de soya en polvo
En funda metalizada, con azúcar Oriental 400 4,78
Leche de soya en polvo con calcio
En funda metalizada, sin azúcar Manna 250 3,31
Leche de soya en polvo con vitaminas y calcio
En funda metalizada, con edulcorante
Soy
Max 400 7,59
Leche de soya en polvo saborizada
En funda metalizada, con azúcar
Soy
Special 400 3,71
Los productos de leche de soya en polvo, en el mercado nacional, tienen precios
muy variados, depende del grado nutricional que tenga el producto para su valor en
el mercado, a mayor contenido de compuestos funcionales es mayor el precio. El
precio del producto de leche de soya en polvo con probióticos microencapsulados
se encuentra dentro del valor de los otros productos similares, si se tomara en
cuenta una presentación de 400 g el precio sería de 6,81 USD.
85
4 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
4.1 CONCLUSIONES
La leche de soya obtenida es un producto apto para el consumo dado que
cumplió con los requisitos físicos químicos y microbiológicos de la Norma
INEN NTE 10:2012 para leche pasteurizada y la Norma COGUANOR NTG
34031 para leche de soya.
La carga microbiana de los probióticos liofilizados fue de 7,5 x 1010 UFC/g,
en el proceso de activación se obtuvo una carga de 1,05 x 1012 UFC/g, que
es un valor superior al valor mínimo requerido de 106 UFC/g, lo que
demuestra que la leche de soya utilizada en el proceso de incubación es un
buen sustrato para las bacterias probióticas.
En el proceso de secado por aspersión se demostró una influencia
significativa de la temperatura de entra y del flujo de alimentación en la
viabilidad de los probióticos, porcentaje de humedad y en el rendimiento del
proceso.
Los mejores tratamientos fueron A1B1T2 (7.5 %; 6 mL/min; 100 °C) - A2 B1T2
(10 %; 6 mL/min; 100 °C). Se determinó el porcentaje de humedad, viabilidad
de los probióticos, y rendimiento del proceso fue de 5,43 ± 0,23 %; 7,76 ±
0,42 log (UFC/g); 62,42 ± 4,34 %, respectivamente. En las muestras de los
tratamientos A2B1T2 (10; 6; 100), se obtuvo en porcentaje de humedad,
viabilidad y porcentaje de rendimiento del proceso fueron 5,37 ± 0,27 %; 8,03
± 0,65 log (UFC/g); 49,00 ± 3,15 %, respectivamente.
El producto final cumple con los requerimientos físicos químicos de Norma
Nacional para este tipo de producto.
86
La estabilidad del producto fue mejor al almacenarlo en refrigeración a 4 ºC,
donde el tiempo de vida útil como alimento funcional fue de 4,54 meses.
La presencia de microencapsulados de probióticos L. casei 01 no afecta las
propiedades sensoriales del producto final.
La microencapsulación conjunta del microorganismo probiótico y la leche de
soya favoreció la obtención de un alimento deshidratado en un solo proceso
de secado, lo que representa una ventaja industrial en su elaboración.
El costo estimado para un kilogramo de producto es de 17,03 UDS, que se
encuentra valor relativamente mayor a los valores encontrados en mercado.
4.2 RECOMENDACIONES
Se recomienda analizar alternativas para los subproductos de la obtención
de la leche de soya, debido a que la pasta obtenida presenta un porcentaje
alto de residuo, se podría tener la alternativa de producción de galletas con
una combinación parcial con harinas de trigo, maíz, plátano etc.
Se recomienda realizar ensayos de digestión gástrica, en las muestras de
mejor resultado, para verificar si su viabilidad llega al intestino delgado para
que sea un producto biodisponible.
Se recomienda trabajar con otro tipo de carrier o material encapsulante.
Se recomienda trabajar como otro tipo de cepa probiótica como las del
género de Bifidobacterium.
87
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99
ANEXOS
100
ANEXO I Hoja Técnica de Lactobacillus casei 01
101
102
103
104
ANEXO II
Método de determinación de tamaño de partícula Lanum-Epn
LABORATORIO: LABORATORIO DE NUEVOS MATERIALES
NOMBRE DEL EQUIPO: CARACTERIZADOR DE PARTÍCULAS
MARCA: BROOKHAVEN
MODELO: 90 PLUS PARTICLE SIZE ANALIZER
Para encender el equipo
1. Revisar las conexiones eléctricas.
2. Encender el equipo.
3. Iniciar el software de control "BIC Particle Sizing".
4. Preparar la muestra en solución y colocarla en la celda del equipo.
5. Introducir los parámetros requeridos para el ensayo (Parameters).
6. Presionar el botón "START" e iniciar el ensayo.
7. Esperar que el equipo realice las corridas establecidas.
8. Guardar el gráfico de distribución de tamaño obtenido (Save as).
Para apagar el equipo
1. Retirar la celda del equipo.
2. Cerrar el software de control "BIC Particle Sizing".
3. Apagar el equipo.
Para la preparación de la muestra se disolvieron 10 mg de muestra en 20 ml de
agua destilada y se sonicaron en un sonicador SONICATOR 4000 de la marca
Misonix durante 1 minuto a intensidad 20%.
105
ANEXO III FORMATO DEL TEST DE EVALUACIÓN SENSORIAL
106
107
ANEXO IV Ejemplo de cálculo para el balance de masa y energía
BALANCE DE MASA
SECADO
L15.68 %
Sólidos totales
Aire seco Aire húmedo
S150 Kg/día
5 % humedad-!=90%
P!/0692Q206R3 =STU
V!TWY Z[[P [AIV.1]
Donde:
\=masa del polvo obtenido (extracto seco)
]^=fracción del sólido en el polvo obtenido (100 - humedad del extracto seco)
_=masa del líquido q se alimenta al equipo (extracto)
]V=fracción del solido en el líquido alimentado (extracto)
`[P =Za[!bc Y [d`a
_ Y [dZaefY Z[[P
_ =Za[!bc Y [d`a
`[ Y [dZaefY Z[[
Cantidad de leche de soya alimentada al proceso (L) = 1 009,77 kg
g!leche soya=0,9717 g/cm3 =971,7 kg/m3
108
h34iQ06!90!40150!90!:3;< = Z
109
FORMULACIÓN
BGA=goma arábiga
PE=pectina
ALeche de soya6,05% sólidos
CSolución salina
3,5% sólidos (pro-bióticos +sólidos leche)
L kg leche de soya 15,68% sólidos
La corriente C corresponde a 1/5 en volumen de la corriente L, esto se lo estableció
experimentalmente.
La corriente L= 1,039 m3
La corriente C =1/5*L
s =Z
aY Zd[l`Qk t !s = [du[fQk
[du[fQk YZ[[[!bc
Qk= u[f!bc
s = u[f!bc!90!:34i12ó6!:<426<
Balance general en el proceso de formulación:
v w x w s = _ [AIV.2]
Balance de agua:
[d`l`a Y v w [d`ea Y u[f = faZdnn
v =faZdnn m [d`ea Y u[f
[d`l`a
y = z{|d z|!}~
Balance de sólido:
[d[e[a Y e`udeu w x w [d[la Y u[f = Zafdll
x = Z[`dZn!bc
110
La corriente B está compuesta de GA (goma arábiga) y PE (pectina) en una
proporción 2:1.
�v w .� = Z[`dZn!bc
Siendo .� = �:
u� w � = l� = Z[`dZn!bc
� = ledlf!bc
Por lo que:!.� = ledlf!bc y �v = judje!bc
Balance en los procesos de extracción de la leche y tamizado. Experimentalmente
se determinó que la leche de soya producto de la extracción y tamizado representa
un 78,80% de la masa inicial.
TAMIZADOA
Leche de soya6,05% sólidos
EXTRACCIÓN DE LECHE
RResiduos sólidos de soya
Ekg de agua
kg de leche de soya
HGrano hidrtado
La corriente A representa el 78,80% de la masa que ingresa al proceso de
extracción.
v = [djff Y (� w o)
Por lo tanto los residuos representan el 21,2% de la masa inicial (186,34 kg de
residuos), además la cantidad de agua colocada para la extracción es
111
prácticamente la misma cantidad de leche de soya que se recoge después del
tamizado.
Por lo que E=692,62 kg
� = e`udeu!bc YQk
Z[[[!bc= [de`uQk
Balance general:
� w o = � w v [AV.3]
e`udeu w o = Zfedln w e`udeu
� = %�zd ��!}~!�&!~����!�����$���
Balance en el proceso de hidratación:
HIDRATACIÓN(24 h)
HGrano hidrtado
GGrano seco
WAgua
PAgua
sobrante
La hidratación del grano se realiza por un período de tiempo de 24 horas en
proporción grano: agua de 1:2, siendo el agua que se queda hidratado el grano el
40% del agua inicialmente colocada, esto se observó en la fase experimental.
Balance general:
� w� = . w o [AIV.4]
Siendo G=x y W=2x
. = [de Y � = [de Y u�
112
� w [dn Y � = o = Zfedlnbc!
Reemplazando valores en la ecuación general se tiene:
� w u� = [de Y u� w Zfedln
Zdf� = Zfedln
� = Z[ldau
Entonces � = Z[ldau!bc!90!c/<63!:013! y � = u[jd[n!bc!90!<ci<
Balance en los procesos de Selección del grano y lavado:
LAVADO
SELECCIÓN DE GRANO
0,12% Impurezas
GGrano seco
MGrano seco de soya
Agua
GGrano seco
El grano seco de soya que se adquirió de tienen el 0,12% de impurezas que se
eliminan durante la selección del grano, por lo que la cantidad de grano seco de
soya necesaria para un Batch sería el siguiente:
� m [d[[Zu Y � = � = Z[ldau
� = %��d z�!}~!�&!~����!�&��!�&!����
Balance para el lavado con solución salina:
113
CSolución salina3,5% sólidos (probióticos+
sólido de leche)
LAVADO
TSolución salina
0,9%
S(probióticos+
sólido de leche)
r = [d[la Y s = [d[la Y u[f!bc
r = jduf!bc!90!:ó4293:!(7/3�2óR213: w :ó4293:!90!40150)
r w � = s
� = u[[dju!bc!90!:34i12ó6!:<426<
Balance en el proceso de incubación:
INCUBACIÓN
PProbióticos liofilizados
DLeche de soya
K3,5% de sólidos
(probióticos+Sólido de leche)
Se observó en la fase experimenta que la cantidad de sólidos que entra por la
corriente S es prácticamente la misma cantidad de sólidos que se tiene en la
corriente K. La cantidad de probióticos colocada por cada 100 mL de leche líquida
de es de 1g, es decir la corriente P es el 0,1% de la corriente D.
Por lo que la corriente K está formada así:
· 3,5% sólidos= 7,28 kg
· Agua=200,72 kg
114
Balance general:
\ w . = � [AIV.5]
\ w [d[[Z\ = u[f
\ = u[jdj`!bc
� = �d |%!}~!�&!�����ó$����
Cálculo del flujo de aire necesario para la evaporación
Figura AIV. 1 Variables de la cámara de secado
(Orna, 2012, p. 48)
La alimentación se la estableció en 200L/h de agua evaporada tomando en cuenta
el tiempo que se demora en secar todo el fulo de alimentación al secador y la
capacidad según equipos en catálogos. La ecuación para determinar el flujo de aire
115
requerido para evaporar 200kg/h de agua en la alimentación se presenta en la
ecuación AIV.6.
QK = Q@@ Y(���'���)
(���'���) [AIV.6]
Donde:
QK= flujo de aire, en kg/h
Q@@=flujo de masa de sólidos secos de la alimentación (37,19kg/h)
�@ = humedad de la alimentación en base seca en la entrada (5,377kgagua/kgss)
�@p= humedad de la alimentación en base seca a la salida (0,052 kgagua/kgss)
�Kp= humedad del aire en base seca a la salida (92,4 kgagua/kgas)
�K =humedad de aire en base seca en la entrada (6,3 kgagua/kgas)
La humedad de la alimentación se la calcula con la ecuación AIV.7.
�@ = ^^'P¡¢
P¡¢ [AIV.7]
Donde:
%SA= porcentaje de sólidos (%), en la entrada de la alimentación es de 15,68%
mientras que en la salida es de 95%.
�@ =Z[[ m Zadef
Zadef= adljj
Reemplazando los valores se tienen un flujo de aire:
QK = ljdZ` Y(adljj m [d[au)
(`udn m edl)= udlbc£5
La densidad del aire a 100ºC es de 0,946 kg/m3
udlbc
590!<2/0 Y
Qk
[d`ne!bc= |d ��
+�
��&!���&!¤¥&!��~�&��!
BALANCE DE ENERGÍA
116
El calor requerido para la evaporación del agua está dada por la ecuación AIV8
¦ = QK Y �K Y §^! [AIV.8]
Donde:
QK=flujo del aire (2,3 kg/h)
�K= humedad del aire en base seca a la entrada (6,3 kgagua/kgas)
§^=calor latente de vaporización, en (J/kg)
Para calcular el calor latente se emplea la ecuación AIV.9.
§^ = u!a[u!aladua` m u!lfadjenun Y �K [AIV.9]
Donde:
�K= temperatura del aire en la entrada (100ºC)
§^ = u!a[u!aladua` m u!lfadjenun Y ljl� = u!jnZ!ZZZdefl!¨£bc
¦ =udlbc
5Y edl Y u!jnZ!ZZZdefl
¨
bc= l`!jZf!j[fdu`!¨£5
© = %%!��|d {ª�!«
117
ANEXO V DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS
Dimensionamiento del tanque de almacenamiento
Para establecer la relación L/D (altura/diámetro) se escogió el valor de acuerdo a
la agitación para sólidos uniformes, la ecuación AV.1 expresa tal relación.
V
S= Zdu [AV.1]
El volumen se determina con la ecuación AV.2
h¬ = Zd[l`Qk =
®\¬p Y o¬ [AV.2]
Donde:
DR= diámetro de reactor, en m
HR= altura de reactor, en m
Obteniéndose las siguientes dimensiones
DR= 1,03m y HR= 1,24m
Para el dimensionamiento se consideró un espacio libre de cabeza del 10% como
sugiere Hall (2004), p. 984, por ello la altura total del tanque será:
Ht=1.1*HR=1,36m
El tanque de alimentación se situará 0,6m sobre el piso de la planta, recomendable
para su manejo y mantenimiento.
Sistema de Agitación
Para el cálculo del diámetro del agitador se emplean las Ecuaciones AV.3, AV.4,
AV.5 y AV.6, tomadas de McCabe, Smith y Harriott, (2007), p. 251.
118
Figura AV. 2 Esquema del sistema de agitación
(McCabe et al., 2007, p.251)
\¢ =
k\¬ [AV.3]
Donde:
DA= diámetro del agitador, en m
DR= diámetro de reactor, en m
\¢ =Z
lY Zd[l
\¢ = [dlnQ
Para el cálculo de la distancia desde el fondo al centro del agitador:
� =
k\¢ [AV.4]
� = [dZZQ
Cálculo del ancho de la paleta del agitador
� =
¯\¢ [AV.5]
� = [d[efQ
Cálculo para la altura de la paleta del agitador
_ =
®\¢ [AV.6]
119
_ = [d[faQ
Dimensionamiento de la bomba
Para los cálculos respectivos se consideró una eficiencia de la bomba es de un
60%.
�%
°%w ±% w
²%|
|~w�³ =
�|
°|w ±| w
²||
|~w �´%'| [AV.7]
�³ = ±| w�| m �%
°w²||
|~w �´%'|
La velocidad en el punto 2 se toma como la velocidad que recomienda McCabe et.
al., 2007, p. 190, después de la bomba es decir de 0,375 m/s. Las perdidas
localizadas se toman de 3 codos de 90º y una válvula de compuerta, es decir las
perdidas localizadas serán de 3,95m.
�³ = [deaQ wn`[ln[
µQp
`all¶eeµQk
w([dlja)p
Qp
:p
u Y `¶fQ:p
w ld`aQ = aed[`Q
�³ = ·zd �{+
Z
.1
.2
N.R.
Figura A.V 3. Esquema de la alimentación al secador por aspersión
120
La potencia hidráulica se determina con la ecuación AV.8
.529/ái421< = ¦ Y o¸ Y ¹ [AV.8]
El caudal se obtiene con el flujo total de leche que ingresa y el tiempo que dura la
descarga al spray dryer, el tiempo se estima en 237,19 kg/h (244L/h).
¦ =[dunn!Qk
le[[:= edjj Y Z['¯Qk£:
.529/ái421< = edjj YZ['¯Qk
:Y aed[`Q Y
`auudeeµ
Qk= ledu[!�
�����᥺��� = �zd |�!« = �d ��z}« = �d �����
Para un a eficiencia máxima de 60%
» =J?ACIGHK!MHBEFLHGK
J?ACIGK!BC!¼?A?E [AV.9]
.3R0612<!90!Q3R3/ =ledu[�
[de[= e[dll!� = [d[f!o.
Del mercado se seleccionó una bomba, las bombas de menor potencia es de 1/4
de HP.
Calculo del diámetro de las tuberías
La velocidad a la que circula el flujo se lo escogió de bibliografía (McCabe et. al.,
2007, p. 190). Las velocidades medias de un fluido viscoso antes y después de la
bomba son 0,105 y 0,375 m/s respectivamente. El caudal se define con la Ecuación
AV.10 de la que obtendremos el diámetro de la tubería.
© = ½ Y y [AV.10]
¦ =[dunn!Qk
le[[:= edjj Y Z['¯Qk£:
v =
®Y \Rp [AV.11]
121
Donde:
Q=caudal, en m3/s
v= velocidad del fluido, en m/s
A= área de la tubería, en m2
Antes de la bomba:
v= 0,105 m/s
Da= diámetro de la tubería antes de la bomba, en m
edjj Y Z['¯Qk£: = [dZ[a!Q£: Y v
v = ednaa Y Z['®!Qp =¾
nY \Rp
¿� = �d �|�!+ = %d %|!��
Después de la bomba:
v= 0,375 m/s
Db= diámetro de la tubería después de la bomba, en m
edjj Y Z['¯Qk£: = [dlja!Q£: Y v
v = Zdf[j Y Z['®Qp =¾
nY \Rp
¿� = �d �%·!+ = �d ·{!��
122
ANEXOS VI
EJEMPLO DE CÁLCULO DE COSTOS
Para establecer el precio de producto final se debió establecer el costo total de
producción y la cantidad de producción en un año, dentro de los costos de
producción se considera los costos de materia prima e insumos, mano de obra y de
equipos. Los valores de amortizaciones y porcentajes de mantenimientos se han
tomado de Peters, (2003), pp.259-268.
Tabla AVI. 1. Parámetros del proyecto
Nombre del Parámetro Unidad Valor del
Parámetro
Aporte Patronal al IESS % de valor sueldo o
salario 12,15
Promedio de instalación de maquinaria y
equipos
%promedio del costo
de maquinaria y
equipos
30
Amortización de equipo años 5
Dividendos de equipos
El cálculo de los dividendos a pagar de los equipos, se los realizó de la siguiente
manera. Se requiere de un tanque de alimentación cuyo precio es 700,00 USD
La amortización para equipos es de 5 años.
928290693:!904!�<6Ài0!90!<42Q06R<12ó6 =Á^^d^^!¡S
¯= Zn[d[[!Ãr\ [AVI.1]
Personal en nómina
Se necesita de un operador del equipo cuyo turno de trabajo es de 8 horas, sin
turnos nocturnos, obtienen beneficios de ley como: vacaciones, décimo tercero
sueldo, décimo cuarto sueldo y aporte patronal del 12,15% al IESS.
Así, un operario gana 366,00 USD el aporte patronal es:
v73/R0!7<R/36<4 = [dZuZa Y leed[[!Ãr\ = nndnj!Ãr\ [AVI.2]
h<1<12360: =leed[[!Ãr\ w nndnj!Ãr\
u= u[adul!Ãr\!
123
El décimo tercer sueldo se lo calcula como una doceava parte, de lo que se estima
el empleado recibiría en un año. El décimo cuarto no lo perciben los operarios y
aprendiz de artesano. Los fondos de reserva son el 8,33% de la remuneración de
aportación, se la realiza mensualmente.
.<c3!<6i<4!370/</23 = :<4</23!Q06:i<4 w <73/R0!7<R/36<4 w 8<1<12360: w
Zl<83 w Ä3693:!90!/0:0/8< [AVI.3]
.<c3!<6i<4!r01/0R</2< = leed[[ w nndnj w u[adul w nZ[dnj w nZ[dnj
.<c3!<6i<4!370/</23 = a!`aZdf[!Ãr\
Los fondos de reserva se calcularon para el total de un año.
Costos de materia prima
En los costos de materia prima constan los valores de grano de soya, probióticos,
goma arábiga y pectina, mientras que los insumos constan el empaque (fundas
aluminizadas), agua y la energía empleada por el proceso.
De esta manera, para el grano de soya se tiene:
Se consumen 92,88kg de granos de soya, al año se tiene:
bc!90!:3;<!<4!<ñ3 = Z[lden!bc Y u[ Y Zu = un!fjlde[bc
El precio de la soya es de 1,50 USD/kg
El costo de la soya por año es:
���$��!�&!����!���!�ñ� = un!fjlde[!bc YZda[!Ãr\
bc= �ª!�%�d ��ÅÆ¿
124
Costos anuales de Producción
Los costos de producción abarcan tanto los costos de materiales directos como los
indirectos, mano de obra y se considera las depreciaciones de los equipos, a esto
se le adiciona un 10% por concepto de imprevistos.
���$��!�&!����¥���ó� = ���$��!�&!+�$&���!���+� w ���$��!�&!���¥+�� w
���$��!�&!+���!�&!���� w �&��&�������!�&!&¤¥���� [AVI.4]
13:R3:!90!7/39i112ó6 = nuj!fffd aa w lZ!ZZldfn w a!`aZdf[ w lu!aj`d[`
= n`j!allduf!Ãr\
s3:R3:!�3R<40:!90!./39i112ó6 = ZdZ[ Y n`j!aluf!Ãr\
Ç��$��!È�$�º&�!�&!����¥���ó� = ·�ª!|�ªd z%ÅÆ¿
Ventas
La cantidad de leche en polvo de soya con probióticos producido por día es de 150
kg. El precio por kg se lo estableció mediante la Ecuación AVII.5.
./0123!40150!06!73483!90!:3;<! =>?@A?@!BC!DE?BFGGHóI
JE?BFGGHóI!KIFKL!LCGMC!CI!D?LN?!BC!@?OK [AVI.5]
./0123!40150!06!73483!90!:3;< =anj!ufjdeZ!Ãr\
le
