Redalyc.ESTUDIO DE LA FERMENTACIÓN DE KÉFIR DE
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
Revista Mexicana de Ingeniería Química ISSN: 1665-2738 [email protected] Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa México López-Rojo, J.P.; García-Pinilla, S.; Hernández-Sánchez, H.; Cornejo-Mazón, M. ESTUDIO DE LA FERMENTACIÓN DE KÉFIR DE AGUA DE PIÑA CON TIBICOS Revista Mexicana de Ingeniería Química, vol. 16, núm. 2, 2017, pp. 405-414 Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa Distrito Federal, México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=62052087007 Cómo citar el artículo Número completo Sistema de Información Científica Más información del artículo Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal Página de la revista en redalyc.org Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto Vol. 16, No. 2 (2017) 405-414 Revista Mexicana de Ingeniería Química Ingeniería de alimentos CONTENIDO ESTUDIO DE LA FERMENTACION´ DE KEFIR´ DE AGUA DE PINA˜ CON TIBICOS Volumen 8, número 3, 2009 / Volume 8, number 3, 2009 STUDY OF THE FERMENTATION OF PINEAPLE WATER KEFIR WITH TIBICOS J.P. Lopez-Rojo´ 1, S. Garc´ıa-Pinilla2, H. Hernandez-S´ anchez´ 2, M. Cornejo-Mazon´ 1* 1 Departamento de213 Biof´ısica,Escuela Derivation and application Nacional of de the Ciencias Stefan-Maxwell Biol´ogicas,Instituto equations Polit´ecnicoNacional. Carpio y Plan de Ayala, S/N Santo Tom´asc.p. 11340 Ciudad de M´exico. 2Departamento de Ingenier´ıaBioqu´ımica,Escuela(Desarrollo y aplicación de las ecuaciones Nacional de de Stefan-Maxwell) Ciencias Biol´ogicas,Instituto Polit´ecnicoNacional. Carpio y Stephen WhitakerPlan de Ayala, S/N Santo Tom´asc.p. 11340 Ciudad de M´exico. Recibido 13 de Enero de 2017; Aceptado 24 de Enero de 2017 Resumen Biotecnología / Biotechnology Los tibicos son245 macro-colonias Modelado de de la microbioglea biodegradaciónutiles´ en parabiorreactores la elaboraci de on´lodos de kdeefir´ hidrocarburos a partir de agua totales de pidelna˜ petróleo y otros sustratos. En este trabajo se estudio´ la cinetica´ de la fermentacion´ de kefir´ de agua de pina˜ y la produccion´ de biomasa obtenida a las 53 h fue de 36.7intemperizados g que correspondieron en suelos y a sedimentos un incremento del 74.6% respecto al valor inicial, con un pH de 4.67 ± 0.02. Al finalizar la fermentacion,´ se obtuvo una reduccion´ de 1.55 unidades de pH, debido al crecimiento de los tibicos y a (Biodegradation modeling of sludge bioreactors of total petroleum hydrocarbons weathering in soil la consecuente produccion´ de etanol, favoreciendo la acidificacion´ del medio. Durante la fermentacion,´ se produce acido´ lactico,´ obteniendoand 0.477 sediments) g de acido´ lactico´ /100 mL y su cinetica´ de produccion,´ se ajusto´ a un modelo de primer orden 2 S.A. Medina-Moreno,−1 S. Huerta-Ochoa, C.A. Lucho-Constantino, L. Aguilera-Vázquez, A. Jiménez- con una R = 0.989, k = 5.49 h y t1=2 = 12.62 h. Se obtuvo una relacion´ lineal entre la tasa de produccion´ de fenoles totales y la tasa de cambioGonzález de y M. la actividadGutiérrez-Rojas antioxidante lo que indico´ que los fenoles proveen, principalmente, la actividad antioxidante pues259 duranteCrecimiento, la fermentaci sobrevivenciaon,´ estos´ y adaptación son liberados de Bifidobacterium quedando disponibles.infantis a condiciones Se encontr ácidaso´ un mayor numero´ de colonias en la microbioglea que en el kefir´ de agua. Palabras clave: tibicos,(Growth, kefir,´ survival cinetica´ and de adaptation fermentaci ofon,´ Bifidobacterium actividad antioxidante. infantis to acidic conditions) Abstract L. Mayorga-Reyes, P. Bustamante-Camilo, A. Gutiérrez-Nava, E. Barranco-Florido y A. Azaola- Tibicos are macro-coloniesEspinosa of microbioglea useful for elaboration of kefir from pineapple water. In this work, the kinetics of the fermentation265 Statistical was studied approach and the to biomass optimization produced of ethanol at 53 hfermentation of fermentation by Saccharomyces was 36.7g that cerevisiae correspond in tothe a 74.6% of the initial value, with a pH of 4.67 ± 0.02. A reduction of 1.55 pH unit was achieved at the end of the fermentation, due to growth of tibicospresence and production of Valfor® of zeolite ethanol. NaA During fermentation, lactic acid was produced reaching a value of 0.477g 2 −1 lactic acid/100mL and(Optimización the kinetics estadística was described de la fermentación with a first etanólica order model de Saccharomyces with R = 0.989, cerevisiae k = 5.49en presencia h y t 1de=2 = 12.62 h. A linear relation between total rate of production of phenols and the rate of change of antioxidant activity was found zeolita Valfor® zeolite NaA) indicating that phenols mainly provide the antioxidant activity since during fermentation they are liberated and becoming available. A higherG. number Inei-Shizukawa, of colonies H. wereA. Velasco-Bedrán, found in the microbioglea G. F. Gutiérrez-López than in theand kefir. H. Hernández-Sánchez Keywords: tibicos, kefir, fermentation kinetics, antioxidant activity. Ingeniería de procesos / Process engineering 271 Localización de una planta industrial: Revisión crítica y adecuación de los criterios empleados en 1 Introducciestaon´ decisión encuentran embebidas bacterias y levaduras, mientras (Plant site selection: Critical review and adequationque criteria la used interna in this presenta decision) una estructura esponjosa debida a la acumulacion´ de CO producido durante la Mediante microscopJ.R.´ıa electr Medina,onica´ R.L. deRomero transmisi y G.A.on´ Pérez y de 2 fermentacion´ (Lutz, 1999). barrido, Moinas et al. (1980) dilucidaron la estructura El complejo tibi produce un polisacarido´ que se de los granos de tibicos y establecieron que los encuentra constituido solo por D-glucosa, la dextrana tibicos estan´ formados por una capa externa compacta del tibi esta´ constituida principalmente por pol´ımeros y una estructura interna esponjosa. La primera esta´ del tipo D-1,6-glucopiranosil; la dextrana es insoluble densamente poblada por Lactobacillus, Streptococcus y la produce el complejo tibi especialmente el y levaduras que se embeben en una dextrana. Lactobacillus brevis (Horisberger, 1969). Los tibicos estan´ constituidos por una matriz de polisacaridos,´ generalmente dextranas, dispuestos en dos capas, la externa es compacta y en ella se * Autor para la correspondencia. E-mail: [email protected] Tel 57296000 ext 62314 Publicado por la Academia Mexicana de Investigacion´ y Docencia en Ingenier´ıa Qu´ımica A.C. 405 L´opez-Rojoy col./ Revista Mexicana deIngenier ´ıaQu ´ımica Vol. 16, No. 2 (2017) 405-414 Los tibicos pueden fermentar en diversos l´ıquidos 2.2 Cin´etica de fermentaci´ona partir de azucarados, alimentandose´ del azucar´ para producir agua con pi˜na acido´ lactico,´ etanol y dioxido´ de carbono, lo que hace que el agua este´ carbonatada (Leroi y Pidoux, 1993). Para la elaboracion´ del medio (Camacho-Ruiz et al., Las levaduras oxidan el azucar´ y producen alcohol 2016), se pesaron 12.5 g de azucar´ mascabada y mientras que las bacterias oxidan el alcohol para se agregaron a 237.5 mL de agua potable en un dar lugar a acido´ acetico´ ademas´ de otros productos frasco de 1000 mL. Se adicionaron 2 g de pina˜ (4 secundarios. Los tibicos fermentan el sustrato sobre piezas) y 12 g de tibicos. A partir del lote madre se todo si contiene sacarosa y los aromas unicos´ de realizaron 8 fermentaciones por lote por duplicado y las bebidas alcoholicas´ producidas por levaduras, con posteriormente se llevo´ a cabo la cinetica,´ misma que algunas excepciones son, frecuentemente, el resultado se realizo´ durante 53 h con toma de muestras a las 0, de los componentes mencionados anteriormente 6, 10, 23, 29, 33, 48 y 53 h. (Noble, 1978; Gamero et al., 2013). Los compuestos con grupos carbonilo, azufre 2.3 An´alisisfisicoqu´ımicode k´efirde agua y varios compuestos fenolicos´ son otros tipos de subproductos de la fermentacion´ con levadura 2.3.1 Determinaci´onde s´olidossolubles (°Brix) que afectan el aroma de las bebidas alcoholicas´ Se realizo´ de acuerdo a la NMX-F-436-SCFI-2011 (Suomalainen y Lehtonen 1979). Los compuestos usando un refractometro´ ATAGO modelo 57687 carbonilo de gran interes´ son los aldeh´ıdos que (Japon)´ y se basa en obtener el ´ındice de refraccion´ son intermediarios en la formacion´ de alcoholes. de soluciones que contengan principalmente sacarosa. El diacetilo y 2,3-pentanodiona se forman durante la fermentacion´ por la descarboxilacion´ de los acidos´ α-acetolactico´ y α-aceto-α-hidroxibut´ırico 2.3.2 Determinaci´onde pH (Suomalainen y Lehtonen, 1979). Estos compuestos, Se determino´ de acuerdo a la norma NMX-F-317-S- contribuyen al aroma en productos fermentados 1978 y se realizo´ directamente del fermentado con un (Tressl et al., 1980). Los compuestos fenolicos´ potenciometro´ (HACH Sens ion 1, modelo: 51700-23, producidos durante una fermentacion´ alcoholica´ con code: 1012 s/n 0C210092. China, Electrodo: HANNA levaduras son derivados de la catalisis´ del acido´ p- instruments, part code: HI 1332B, Cot. Nr: 15324). cumarico,´ acido´ ferulico´ y vanillina (Ettayebi et al. 2003; Meaden 1998; Suomalainen y Lehtonen 1979). Los productos fenolicos´ formados por la accion´ de 2.3.3 Determinaci´onde acidez titulable la levadura son, 4-etilfenol, 4-etilguayacol, y 4-metil Se tomaron 5 mL de kefir´ en un matraz Erlenmeyer guayacol (Suomalainen y Lehtonen 1979). de 50 mL y se adicionaron 35 mL de agua destilada El objetivo del presente trabajo fue caracterizar la con 2 gotas de fenolftale´ına. La titulacion´ se realizo´ cinetica´ de kefir´ de pina˜ fermentado por tibicos, as´ı con NaOH 0.01 N hasta pH de 7 y se registro´ el como estudiar la actividad antioxidante y el contenido volumen utilizado de NaOH por muestra (Rubio et al., de compuestos fenolicos´ de este producto. 1993). La acidez titulable se expreso´ como g de acido´ lactico´ /100 mL utilizando la Ecuacion´ 1. g acido´ lactico´ mLNaOH ∗ NNaOH(meq=mL) ∗ pEq = 100 ml Al´ıcuota*1000 (1) 2 Materiales and metodos´ Donde: mL NaOH es el gasto de NaOH; N NaOH es la normalidad del NaOH; pEq es el peso equivalente de acido´ lactico´ (0.09 g/meq) y la al´ıcuota utilizada fue 2.1 Producci´onde biomasa de 5 mL.