Desarrollo de un bioproceso para la obtención de una bebida funcional a partir de lactosuero en polvo y gránulos de kéfir

Abstract

El lactosuero es un subproducto de la industria láctea obtenido a partir de la fabricación de quesos. Se estima que contiene entre el 50 al 55% de los nutrientes de la leche. Por lo tanto, para la industria de alimentos se considera una materia prima para la obtención de sustancias con características funcionales y nutraceúticas. El objetivo en este estudio fue desarrollar un bioproceso para la obtención de una bebida funcional a partir de lactosuero en polvo y gránulos de kéfir. La metodología de superficie de respuesta mediante un diseño compuesto central fue usada para encontrar la combinación de temperatura (20.0, 22.3, 28.0, 33.7, 36.0 °C), y del contenido de lactosuero en polvo (38.5, 44.1, 57.8, 71.4, 77.0% m/m) con el fin de maximizar la concentración de kefirán, la población de bacterias ácido-lácticas (BAL), población de levaduras y la reducción de pH en la bebida funcional. Después de corroborar la validez de los modelos cuadráticos de cada variable, mediante una función de deseabilidad, se determinó que la maximización se obtiene a una temperatura de 29.3°C y 71.4% m/m de contenido de lactosuero en polvo, en el cual, se alcanzaron valores máximos de kefirán de 199.4 mg Glu/ml, de BAL 9.74•108 UFC/ml, de levaduras 4.53•108 UFC/ml y una caída de pH de 2,8. La validación del modelo de deseabilidad se realizó mediante 6 repeticiones a las mismas condiciones óptimas y se confirmó que no existe diferencia significativa (p = 0.05) con los valores brindados por el modelo. Posteriormente, se evaluó las características fisicoquímicas y nutricionales (proteína, grasa, acidez, lactosa, viscosidad, grado alcohólico), las cuales cumplen con los parámetros establecidos en la normativa NTA INEN y NTA ANDINA. El análisis sensorial se realizó con 10 panelistas semi-entrenados. La bebida contiene un penetrante, olor acético y sabor ácido, y una aceptabilidad de 1-3 de un máximo de cinco. Al considerar únicamente la maximización del kefiran se obtuvo un modelo en el cual la combinación óptima para la concentración de este prebiótico es de 25.0°C y un contenido de lactosuero de 44.1% (m/m) obteniendo una concentración de 209.72 ± 9.77 mg Glu/ml. Se realizó la validación mediante 3 experimentos adicionales, obteniendo un resultado de 216.06 ± 14.40 mg Glu/ml demostrando que no existió diferencia significativa (p = 0.05). A partir de 5 lotes de 100 ml de caldo fermentativo realizado bajo estas condiciones, se extrajo 3.1 ± 1.3 g/l de kefirán.