Este documento describe un proyecto de investigación para desarrollar una bebida fermentada probiótica a partir de lactosuero y quinua utilizando bacterias ácido lácticas. El objetivo es optimizar los niveles de ingredientes (% quinua, % pulpa, % suero, % gelatina) usando un diseño de superficie de respuesta. Se caracterizará el producto final midiendo la acidez, pH, sólidos solubles y mediante una evaluación sensorial. El documento presenta el marco teórico sobre lactosuero, quin

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Elaboración de una bebida fermentadaElaboración de una bebida fermentada
probiótica a partir de Lacto suero con Quinuaprobiótica a partir de Lacto suero con Quinua
(Chenopodium Quinoa Willd)(Chenopodium Quinoa Willd) y estabilizadoy estabilizado
con Gelatina usando el Diseño de Superficie decon Gelatina usando el Diseño de Superficie de
RespuestaRespuesta
Presentado por:
TRABAJO DE INVESTIGACIÓNTRABAJO DE INVESTIGACIÓN
Alexander Guzmán Manzano
Daniel Apaza Carita
Noviembre / 2010

3. 33
I.I. Identificación del ProblemaIdentificación del Problema
La industria lechera ha tenido que recurrir a nuevas estrategias para aumentar el
consumo de leche en niños y adolescentes, y para combatir las adversidades propiciadas
por las bebidas (azucaradas, carbonatadas, frutas) que se encuentran en el mercado de
alimentos. Esas estrategias incluyeron desarrollar una campaña publicitaria
demostrando que el suero de leche tiene el 50 % de los nutrientes de la leche para el
desarrollo de niños y adolescentes (Itara 2007, p. 6).
Se desconoce información sobre los porcentajes de gelatina y suero de leche
empleados para elaborar una bebida probiótica a base de lactosuero y Quinua
(Chenopodium Quinoa Willd).
El inconveniente empleo de los antibióticos, como tratamiento a las diversas
enfermedades en las que usualmente la persona termina por auto medicarse o adquiere
con la ayuda de un químico farmacéutico como (gripes, resfriados, gastritis, etc.), como
usualmente suele ocurrir en nuestro país; destruye la flora nativa del tracto digestivo,
privando al organismo tanto de bacterias necesarias en el proceso de digestión de los
alimentos, como otras que lo protegen contra infecciones futuras.

4. 44
PLANTEAMIENTO DE LAPLANTEAMIENTO DE LA
INVESTIGACIONINVESTIGACION
El presente trabajo de investigación pretende obtener una bebida fermentada probiótica
a partir de suero de leche y quinua (Chenopodium Quinoa Willd), Optimizar los niveles de
ingredientes (% quinua% pulpa % suero % gelatina) de bebida fermentada probiótica
usando la metodología de superficie respuesta, se utilizaran 3 cepas de Bacterias Acido
Lácticas (BAL) de acuerdo a su potencial probiótico: Streptococcus thermophilus,
lactobacillus acidophilus , bifidobacterium animal ssp. Lactis, ya que estos son benéficos
para el hospedador, pues poseen cualidades probióticas excepcionales; y evaluar el efecto
del contenido de las variables independientes sobre las características sensoriales (sabor,
textura, color, olor) empleando la prueba de escala hedónica con jueces semientrenados.
Para la caracterización del producto final se utilizaran los siguientes métodos:
•Acidez: según método AOAC 947.05 / 90.
•pH: método AOAC 981.12 / 90.
•Sólidos solubles: método AOAC 932.12/90.
•Evaluación sensorial atreves de una Escala Hedónica.

5. 55
OBJETIVOSOBJETIVOS
Objetivo General
Elaborar y evaluar una bebida probiótica, mediante el diseño de
superficie de respuesta, empleando Lacto suero enriquecido con
Quinua (Chenopodium Quinoa Willd), estabilizado con gelatina.
Objetivos Específicos
• Determinar el contenido de Lacto suero a emplearse en una
bebida fermentada probiótica.
• Determinar el rango de porcentaje de gelatina para una
aceptabilidad en textura.
• Estandarización de la bebida fermentada probiótica.

6. Justificación de la InvestigaciónJustificación de la Investigación
Un aspecto importante de este proyecto es innovar los productos a base de
lactosuero y quinua en el departamento de Puno - Perú. El lactosuero es dietético por
su bajo contenido en grasa y altamente energético ya que contiene 270 Kcal/Litro. Se
desea usar por lo menos el 50 % en peso de los nutrientes de la leche que se quedan en
el lactosuero. También reducirá la contaminación producida por el suero como efluente.
Al elaborar una a bebida probiótica en base a Lactosuero generaría nueva fuente
de ingresos (monetarios) y una buena opción tecnológica.
Se conoce que los cultivos probióticos son de textura líquida propia de una bebida
bebible, por lo cual se hace el uso de la gelatina para obtener una bebida de textura mas
espesa y aflanada.
Se desea que las bifidobacterias colonicen el epitelio intestinal de un adulto y
prevenga la proliferación de bacterias dañinas putrefacientes como la clostridia,
bacteroides y coliformes. 66

7. 77
MARCO TEÓRICOMARCO TEÓRICO
5.1 Antecedentes de lácteos en Puno – Perú
La producción de leche fresca en Puno en el mes de Marzo del 2009 fue
de 10594 TM y en el mes de Marzo del 2010 fue de 11157 TM, mayor en 3 %
respecto a al mes del año 2009. (Dirección Regional Agraria - Puno, 2010).
La producción de leche fresca en la cuenca de la región Puno, tiene
dimensiones variadas y niveles de desarrollo diferenciados, por las
características de sus pastos y recursos naturales, entre ellos la
disponibilidad de agua. Los principales productores en la región de Puno,
están representados por las provincias de Azángaro, Melgar, Puno,
Huancané y San Román. (Dirección Regional Agraria - Puno, 2010).
Tabla 1- Producción actual de leche
2009
Fuente: caja rural los andes
(2009).
Zona Total litros/
día
Venta de
leche
Quesos
Puno 110949.30
100(%)
22189.86
(20 %)
88749.44
(80 %)

8. 88
Lacto sueroLacto suero
Definición, composición y tipos de Lactosuero
El lactosuero es definido como “la sustancia líquida obtenida por
separación del coágulo de leche en la elaboración de queso” (Foegeding
y Luck, 2002). Es un líquido translúcido verde obtenido de la leche
después de la precipitación de la caseína (Jelen, 2003).Existen varios
tipos de lactosuero dependiendo principalmente de la eliminación de la
caseína, el primero denominado dulce, está basado en la coagulación
por la renina a pH 6,5. El segundo llamado ácido resulta del proceso de
fermentación o adición de ácidos orgánicos o ácidos minerales para
coagular la caseína como en la elaboración de quesos frescos (Jelen,
2003, citado por Parra 2009). En la Tabla 3 se puede detallar la
composición nutricional del lactosuero dulce y acido, observándose que
el dulce tiene mayor lactosa y mayor proteína respecto al ácido
Componente Lactosuero dulce (g/L) Lactosuero ácido (g/L)
Sólidos totales 63,0- 70,0 63,0- 70,0
Lactosa 46,0- 52,0 44,0- 46,0
Proteína 6,0- 10,0 6,0- 8,0
Calcio 0,4- 0,6 1,2- 1,6
Fosfatos 1,0- 3,0 2,0- 4,5
Lactato 2 6,4
Cloruros 1,1 1,1
Tabla 3. Composición de lactosuero dulce y ácido (Panesar et al., 2007).
Entre los más abundantes de
estos nutrientes están la
lactosa (4,5-5% p/v), proteínas
solubles (0,6-0,8% p/v), lípidos
(0,4-0,5% p/v) y sales minerales
(8-10% de extracto seco) (Muñi
et al., 2005; Londoño, 2006;
Panesar et al., 2007).

9. 99
QuinuaQuinua (Chenopodium quinoa Willd(Chenopodium quinoa Willd))
La quinua (Chenopodium quinoa Willd), se cultiva en
todos los Andes, principalmente del Perú y Bolivia,
desde hace más de 7.000 años por culturas pre-incas e
incas. Históricamente la quinua se ha cultivado desde
el norte de Colombia hasta el sur de Chile desde el
nivel del mar hasta los 4.000 m, pero su mejor
producción se consigue en el rango de 2.500-3.800 m
con una precipitación pluvial anual entre 250 y 500 mm
y una temperatura media de 5-14ºC. En América Latina,
Bolivia es el país con mayor exportación como quinua
orgánica a USA y países europeos. Para el uso de
estos nutrientes que tiene la quinua se elabora
diversos productos entre ellos tenemos; la harina,
expandidos, barras energéticas y otros (Mujica y
Jacopsen, 2006).

10. 1010
La leche de QuinuaLa leche de Quinua
Mujica et al (2006, p. 21) mencionan que la quinua,
grano andino de alto valor nutritivo, de amplia adaptación en
el mundo, tiene gran potencialidad de transformación y
obtención de productos para uso en la alimentación humana,
especialmente para niños y personas que deseen tener una
alimentación más sana, nutritiva y natural, que les permita
disponer de proteína de buena calidad dado por el balance
adecuado de aminoácidos esenciales, además por la
presencia de vitaminas y minerales.
El trabajo que Mujica realizo se efectuó en los
laboratorios de nutrición humana de la Universidad Nacional
del Altiplano, UNA, PERÚ, a 3850 msnm, con la participación
de especialistas del área y con material genético procedente
de los Bancos de Germoplasma de la UNA, PUNO e INIA, los
cuales fueron seleccionados previamente por los
especialistas y por sus características agronómicas así
como por la gran posibilidad y potencialidad que podrían
tener estos genotipos para este propósito (p, 22)

11. 1111
Obtencion de Leche de QuinuaObtencion de Leche de Quinua
Para la obtención de la leche de quinua se coloca un kilo de quinua cocida en una
licuadora, luego se agregan dos litros de agua en la que se produjo la cocción del grano,
el cual tiene diferentes coloraciones, se debe usar el agua en la que hirvió el grano de
quinua para ser triturado y obtener la leche, en la proporción de 2 de líquido por 1 de
grano de quinua cocida, con la cual se obtiene una coloración y consistencia más
adecuada debiendo utilizar aquel genotipo que presente coloración blanca, esto ocurre
con el genotipo denominado Chullpi. Luego se procede a licuar a alta velocidad, durante 5
minutos, teniendo la precaución de que el grano no salte demasiado y quede en la parte
superior del vaso de la licuadora, procurando limpiar las paredes para que los granos
regresen a la mezcla para que sean debidamente triturados. Después del triturado de la
quinua se procede a separar la parte sólida de la líquida; pasando por un primer filtro, con
la ayuda de un tamiz, con la finalidad de obtener el líquido que viene a constituir la leche
de quinua, pudiendo iniciar otro proceso con la parte sólida restante. Para mejorar la
calidad de la leche de quinua en cuanto se refiere a su sabor palatabilidad es
recomendable efectuar un segundo filtrado con un cedazo y fuese necesario un tercer
filtrado, con la finalidad de obtener leche de quinua de alta calidad. (p, 24)
La homogenización de la leche de Quinua consiste en la formación de una emulsión
homogénea de dos líquidos inmiscibles lo cual hará más cremosa la leche de quinua y
más uniforme su consistencia por medio del rompimiento de glóbulos de grasa. La leche
de quinua se puede descomponer con facilidad, debido a la presencia

12. 1212
Beneficios de la QuinuaBeneficios de la Quinua
Entre un 14 y 18% de su composición está formada por
proteínas, predominando tres aminoácidos importantes
para la asimilación de otras pequeñas sustancias
fundamentales en el crecimiento. (p, 25)
Todo parece indicar que la ausencia de osteoporosis
tiene relación con la dieta del altiplano que es rica en
granos que contienen fitoestrógenos que son sustancias
que permiten la absorción de calcio y esto hace que las
mujeres de esta región no sufran osteoporosis ni
problemas propios de la menopausia. (p, 25)

13. 1313
ProbióticosProbióticos
Los probióticos son microbios vivos que pueden
incluirse en la preparación de una amplia gama de productos,
incluyendo alimentos, medicamentos, y suplementos dietéticos.
Las especies de Lactobacillus y Bifidobacterium son las usadas
más comunmente como probióticos, pero la levadura
Saccharomyces cerevisiae y algunas especies de E. coli y
Bacillus también son utilizados como probióticos. Las bacterias
de ácido láctico (LAB), entre las que se encuentra la especie
Lactobacillus, han sido utilizadas para la conservación de
alimentos mediante fermentación durante miles de años;
pueden ejercer una función doble, actuando como agentes
fermentadores de alimentos, pudiendo además generar efectos
beneficiosos a la salud. En términos estrictos, el término
“probiótico” debe reservarse para los microbios vivos que han
demostrado en estudios humanos controlados producir un
beneficio a la salud. La fermentación de alimentos brinda
perfiles de sabor característicos y reduce el pH, lo que impide la
contaminación provocada por posibles patógenos. La
fermentación se utiliza a nivel mundial para el mantenimiento de
una gama de materiales agrícolas sin procesar (cereales, raíces,
tubérculos, frutas y hortalizas, leche, carne, pescado etc.).

14. 1414
MATERIALES Y METODOSMATERIALES Y METODOS
Materia Prima Descripción
Quinua
(Chenopodium
Quinoa Willd)
Se trabajará con Quinua (Chenopodium Quinoa Willd) variedad Salcedo INIA, adquirida de la
E.A.P de Ingeniería de Alimento.
Suero de Leche
El suero de leche a procesar se obtendrá a partir de la elaboración del queso tipo paria el cual
se elaborara en el laboratorio de Química. No se utilizará una combinación de agua y leche.
Cultivo Prebiótico
Las Bacterias Acido Lácticas, Se obtendran de Productos para la industria alimentaria
“JACMIL” distribuciones S.C.R.L., las cepas y sus códigos proporcionados por Lyofast Sab
440 A, son: Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus, thermophilus,Bifidobacterium animalis
ssp. Lactis. El tratamiento correcto para el cultivo probiótico se siguirá según la ficha técnica
Lyofast SAB 440 A.
Estabilizantes
Se utilizará Gelatina de 240 bloom (poder gelificante), se obtuvieron de Productos para la
industria alimentaria “JACMIL” distribuciones S.C.R.L.
Pulpa de Maracuyá Fruta de maracuyá. Se obtendrá del mercado Santa Bárbara, sección frutas, Juliaca.
Insumos
El Azúcar rubia y la Leche descremada en polvo. Se obtendrán de Productos para la industria
alimentaria “JACMIL” distribuciones S.C.R.L.

15. Materiales y Equipos
1515
Materiales Equipos
Ollas industriales y Cocina a gas
Laptop COMPAQ 510 Intel Core2 Duo, software: MS Word 2007, MS-
Excel, MS-Power Point, Internet Explorer y Paquete estadístico
STATISTICA 7.0.Vasos precipitado de 250 ml
Utensilios (cucharas, jarras, etc.)
Colador y Lienzo Fino Estufa marca Muszeripari
Pipetas 5 ml Equipo de Titulación
Accesorios de oficina Cronómetro
Cabinas de Evaluación Sensorial Licuadora Oster
Termómetro a mercurio rango 150º Balanza Digital. EPSO 5 High Precision Pocket Scale

16. Descripción de la MetodologíaDescripción de la Metodología
La metodología aplicada para la elaboración de la
bebida fermentada a base de lactosuero y quinua
(chenopodium quinoa willd), se procedió según
muestra el diagrama de flujo en la Figura 1, realizada
por elaboración propia, lo cual muestra cómo obtener
el producto de esta investigación.
1616

17. 1717
Métodologia para la elaboraciónMétodologia para la elaboración
Figura 1 – Flujo de elaboración de una bebida fermentada a base de lactosuero y
quinua.

18. Análisis químicos
Determinación de pH
Se determinará mediante potenciometría, utilizando un potenciómetro eléctrico
calibrado a pH neutro (pH = 7.0) utilizando buffer fosfato previa a la ejecución de las
lecturas.
Determinación del porcentaje de acidez
Se realizará por medio del método 33.2.06 de la AOAC (Oficial Method 947.05),
determinando el porcentaje de acidez expresado en porcentaje de ácido láctico,
evaluándose el gasto de una solución de NaOH 0.1 N para virar el cambio de color a
rosa pálido del indicador fenolftaleína.
Mediante la siguiente ecuación:
% acidez = (gasto de NaOH x 0,1 N x Meq-gr)/volumen
1818

19. Análisis sensorialAnálisis sensorial
3.4.1 Colaboradores para la Evaluación Sensorial
Se trabajara con un grupo de personas, cuyas características serán: el ser jóvenes, de
buenos hábitos de vida, con buena salud, con voluntad de colaborar y disponibilidad de
tiempo. Se contactaran individualmente a personas conocidas del entorno de la
E.A.P de Ingeniería de Alimentos, previamente entrenados por tesistas de la Escuela,
en su mayoría Jóvenes y mujeres, cuyas edades fluctúan entre 19 – 25 años.
3.4.2 Evaluación de los atributos sensoriales
Tras una breve explicación de la evaluación, en cada caso, se les proporcionara el
formato que se muestra en la siguiente diapositiva y se les solicitara que lo llenen
libremente y con la mayor sinceridad, pues los datos obtenidos serían usados
confidencialmente.
3.4.3 Evaluación para la concentración de gelatina
La selección de la concentración de gelatina estará determinada por su efecto sobre
las características de textura deseadas para el producto: gelificación, ligera a moderada
(4 a 6 puntos); sinéresis, ninguna a muy ligera (máximo 2 puntos) y consistencia del
coágulo, fuerte pero excesiva (8 a 9 puntos). La escala a utilizar se muestra en la
siguiente figura. 1919

20. Formato de evaluacion en escala hedónica
2020

21. 2121

22. Diseño experimentalDiseño experimental
NºC Variable
Niveles (parámetros)
-α -1 0 1 +α
1
Lacto suero: :leche de
quinua: leche en polvo
55,9:34.1:10 60:30:10 70:20:10 80:10:10 84,1:5,9:10
2 Gelatina 0,018 0,5 0,3 0,5 0,582
2222
Tabla 3- Niveles Utilizados para las Variables
Independientes
Fuente: Propia (2010).
Se empleo un diseño de Superficie de Respuesta generado por el
software Statistica 7.0 com um error de 0.05. El Anova se
evaluó empleando un modelo cuadratico lineal

23. Tabla 4 - Diseño experimental para optimización de
experimentos en el desarrollo de una bebida en base a suero de
leche y Quinua usando el Diseño de Central Compuesto
para dos Variables.
2323
Ensayo X1 X2 Suero Gelatina
1 -1,41421 0,00000 60 0,5
2 -1,00000 1,00000 60 1,5
3 0,00000 0,00000 80 0,5
4 1,41421 0,00000 80 1,5
5 1,00000 1,00000 70 1
6 1,00000 -1,00000 55,9 1
7 -1,00000 -1,00000 84,1 1
8 0,00000 1,41421 70 0,3
9 0,00000 0,00000 70 1,71
10 0,00000 -1,41421 70 1

24. 2424

25. Alexander Guzmán Manzano
942104743
alex_17m@hotmail.com
Daniel Apaza Carita
951987211
raise_777@hotmail.com
Muchas Gracias!!!