UNIVERSIDAD ESTATAL DE BOLIVAR

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS, RECURSOS NATURALES Y

DEL AMBIENTE

ESCUELA DE ING. AGROINDUSTRIAL

ANTEPROYECTO DE TESIS

TEMA:

ELABORACIÓN DE UN SUB PRODUCTO DE LA INDUSTRIA

LÁCTEA( LACTOSUERO PARA LA OBTENCIÓN DE ALCOHOL) EN EL CANTON

GUARANDA, PROVINCIA BOLIVAR

AUTORAS:

OLGA GOMEZ

CRISTINA MAYORGA

DIRECTOR:

ING MARCELO GARCIA

GUARANDA- ECUADOR

2010

1

I. INTRODUCCIÓN

El lacto suero es un su producto de la quesera y de la caseína que tiene una composición

variable con el tiempo de fabricación del que ha sido, así por ejemplo el suero procedente

de una fábrica de quesos de pasta blanda que Fabrique caseína láctea será más acida y

contendrá menos lactosa peor mas sales minerales que el suelo procedente de una fabrica

que quesos la pasta cocida, en lo que concierne a la materia, grasa, el contenido puede

variar notablemente, pero en cuanto pasa de 2 – 3gr al quesero lo interesa recuperarla por

desnatado. Es una de las mayores reservas de proteínas alimentarias que aún permanecen

fuera de los canales de consumo humano l producción mundial del suero aproximadamente

120 millones de toneladas en 1990 contiene unos 0,7 millones de toneladas, de proteínas de

relativamente alto valor biológico igual el contenido de proteína de casi 2 millones de

toneladas soya. (veisseryre, 1980)

La federación Internacional de lechería no nace distinción ente el objeto ultimo de la

coagulación, que puede ser la elaboración de queso o de la caseína, industrial, la food and

Drug administración de los Estados Unidos, define al suero como la sustancia liquida que s

contiene al separar el coagulo de la leche, crema o leche descremada y la fabricación de

queso, existe 2 tipos de suero.

Suero dulce que es el obtenido en el procedimiento de elaboración de quesos en los cuales

se ha usado principalmente enzimas de tipo cuajo para obtener el coagulo.

Suero ácido que es el proveniente de queso e que el coagulo ha sido formado

funcionalmente por acidificación mediante adición de ácidos orgánicos o inorgánicos

diluidos así como también la fabricación de la caseína, láctica, este suero se considera de

menor calidad que el suero dulce

(versserute 1980)

2

La fermentación es un proceso de transformación de biomoléculas en moléculas más

sencillas a través de oxidación incompleta, generalmente anaeróbico (en ausencia de aire),

y que produce finalmente un compuesto orgánico (que contiene carbono). El tipo de

fermentación depende del producto obtenido, y pueden ser fermentaciones acéticas,

alcohólicas, butíricas, de la glicerina, lácticas o pútridas.

(http://mx.geocities.com/avolaje/Bioenergetica_b1/respanaerobia_b1.html)

Alcohol es la Obtención, por fermentación del azúcar, del almidón, oxidación del metano,

hidrolisis del sulfato de etilo. Para la producción de alcohol han sido utilizadas diferentes

fuentes de carbono como materia prima (materiales biológicos), las cuales deben poder ser

transformadas con facilidad en azúcar fermentable, almidón o celulosa. Su uso práctico

estará determinado por el rendimiento en alcohol, por su costo y el tipo de microorganismo

que se utilice. (Palacio y Almazána and Horii J.TIBS, 1979, Blanco C.G, 1978)

Fermentación alcohólica del suero de leche. Como todos los métodos de fermentación, el

punto principal para conseguir buenos resultados en la fermentación del suero de leche

estriba en seleccionar los agentes de fomentación más idóneos. Suero dulce contiene un 4-5

% de azúcar de leche (lactosa), cuya fermentación se ajusta a la ecuación de Gay Lussac

(c12H22O11+H2O)X=2(C6H12O6)X.

C6H12O6=2C2H5OH+2CO2.

Según ella, se forman, por tanto, 2 mol de alcohol (92) y 2 mol anhídrido carbónico

(88).por consiguiente de 100kg de suero pueden obtener unos 2.5 kg de alcohol (100%).

El suero contiene un cierto número de microorganismos que interfieren e incluso inhiben, la

fermentación alcohólica. Por otra parte, los componentes del suero, como son sustancias de

descomposición de las albuminas, fosfatos etc., cubren sobradamente las necesidades en

sustancias nutritivas del agente fermentativo, de modo que en este caso ya no es necesario

incorporar medio sulfato amónico y fosfatos para que se efectúen la fermentación según

K.R DIETRICH, el problema escriba, la mayoría de las veces, en obtener cultivos de

levadura idóneos para el azúcar de la leche.

3

Para aislar las levaduras que fermentan la lactosa se ha partido del kefir producto que

además de las bacterias lácticas del kéfir,razar de streptococcus lactis y bacterias acéticas,

contiene diversas razas de levaduras. Las levaduras deben hibridarse. Para este fin se

copulan las células haploides resultantes de dos esporas de distintas razas para formar una

célula diploide, levadura hibrida.

La formación de esporas se inicia con una buena nutrición de las capas de levadura. La

levadura de tres días desarrollada en tubitos inclinados, se agita con 1cc de agua estéril, y la

suspensión resultante se dispone sobre la superficie de un bloque de yeso cuya base se

encuentra sumergía en una solución estéril de acido acético de ph 4. Después de mantener

esta siembra durante 1- 2 días a 25 ºc, la mayor parte de células vegetales forma cuatro

ascosporas. Cultivando en el correspondiente medio nutritivo cada ascospora, una vez

aislada se forma de cada espora unas células haploides pequeñas y redondas para destruir

las células vegetales se suspenden las esporas en agua, se calienta a 58ºc durante 2-4

minutos y se vierte el liquido en placas con medio solido se desarrollan pequeñas colonias

rugosas, en las que una vez aisladas, se determinan sus propiedades características,

seleccionándolas adecuadamente. Si se revela una propiedad apetecida, se efectúan los

correspondientes cultivos haploides por selección en serie, para fines de hibridación se

efectúan después de los cruses correspondientes, disponiendo las células haploides en

grandes cantidades de suero aproximadamente 1/2cc, en el que se mantienen a 19ºc durante

12 horas después de efectuar los correspondientes cultivos en placas se reconoce los nuevo

diploides por formar extensas colonias lisas que presentan grandes células elípticas.

Entre los cultivo puros de levadura del azúcar de la leche obtenidos de esta forma se

encuentra familias capaces de fermentar conjuntamente la lactosa, maltosa y sacarosa; estas

levaduras no solamente produce la enzima lactasa, que desdobla la lactasa en los

monosacáridos glucosas y galactosa, sino también maltasa e invertasa, que hidrolizan

respectivamente la maltasa a glucosa y la sacarosa a glucosa y fructosa.

Para obtener las cantidades necesarias de levadura del azúcar de leche para la fermentación

alcohólica del suero, se siembra el cultivo puro en suero estéril contenido en una matraz de

carlsberg, acelerando después la germinación de la levadura en un recipiente de cultivo

puro mediante la adecuada aireación. La levadura del cultivo obtenida de esa forma pasa al

4

suero fresco albuminoideo previamente calentado a28ºc, preferiblemente estéril que se

encuentra en el recipiente de fermentación propiamente dicho. Al cabo de 20 horas de

fermentación, el proceso se ha completado total mente. La lactosa del suero ha

desaparecido por completo. Por el contrario, el alcohol asciende al 2,4 % en volumen. El ph

es 5 aproximadamente. Durante la fermentación apenas se forma espuma, de modo que

cuando se llena el recipiente de fermentación solo hay que dejar un pequeño margen para

prevenir el ascenso del líquido.

En el método de fermentación continuo, según sea las propiedades del suero fresco no

esterilizado, es decir, según el contenido en bacterias inhibidoras de la fermentación, se

bombea una cantidad de suero fermentado, de 1/8 aproximadamente, y se repite esta

fermentación hasta que ya no se evita la proliferación de los microorganismos extraños y la

actividad fermentativa de las levaduras de la lactosa empieza a decaer.

El consumo de vapor para la destilación importa, aproximadamente, 18 kg por cada 100

litrs de suero fermentado.

Por otra parte, K.R. DIETRICH ha logrado fermentar, en un solo proceso, las primeras

materias usuales, farináceas y no farináceas (patatas, cereales, melaza, fruta) y el suero,

utilizando simplemente levaduras lácteas. Así por ejemplo, el suero caliente se añade al

macerado de patatas mezclado con malta hasta que se alcanza la temperatura adecuada para

desdoblar el almidón en azúcar. Más tarde puede añadirse al macerado de patata dulce

suero en cualquier proporción. Operando de esta forma solo se requiere una raza de

levadura, y la producción de alcohol se aumenta en 2.5 litros aproximadamente por cada

100 litros de suero adicional. Compárese también la obtención de acetona y alcohol

butílico.

H. BRUMME también ha expuesto de un modo resumido la fermentación del suero, tanto

para obtener alcohol como levadura. Hay que destacar de un modo especial el método de G.

DEMMLER y la Zellstoffabrik Waldhof, mediante el cual, operando con suero de un

contenido en lactosa del 4,0%, pueden obtenerse 20,5 gr de levadura por litro. También

trata de las investigaciones de G. WILHARM sobre el rendimiento en la obtención de

alcohol de las levaduras que fermentan la lactosa.

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II. JUSTIFICACIÓN

En la provincia Bolívar existe empresas dedicadas a la labor de procesamiento de productos

lácteos, por este motivo la mayor cantidad de suero es desechado o utilizado como lavaza

para animales

El lacto suero es uno de los materiales más contaminantes que existe en la industria

alimentaria, cada 1000 litros de lacto suero genera a cerca de 35Kg de demanda biológica

de oxigeno (D.B.O.) y cerca 68Kg de demanda química de oxigeno (D.Q.O).esta fuerza

contaminante es equivalente a las aguas negras producidas en un día por 480 personas.

Más aun, no usar lacto suero como alimentos un enorme desperdicio de nutrientes el lacto

suero contiene un poco más del 25 % de la proteína de la leche, cerca del 8% de materia

grasa e cerca del 95% de lactosa

Sin embargo y a pesar de la falta crónica de proteínas en gran parte del mundo, una porción

muy considerable de la producción total de lacto suero se vierte como residuo y otro por

ciento se utiliza alimentación de animales

El Equipo Regional de fomento en lechería de la FAO para América Latina ha señalado que

un adulto de 50kg requiere de los siguientes cantidades de proteína diariamente 23g

caseína o 17gr de proteína de huevo 0 14gr de proteína de suero, consideradas entre las de

mayor valor biológico.

En el ecuador, el suero del queso es un producto residual que tiene poca aplicación y en

ocasiones se desperdicia: esto se demuestra los balances de las empresas en las cuales es

corriente que no figuren los beneficios financieros de este producto.

Esto lo demuestran no solo los balances de las empresas, en las cuales es corriente que no

figuren para nada los beneficios financieros obtenidos de este producto, sino también las

advertencias frecuentes de los servicios de depuración del agua, los cuales encuentran

dificultades considerables para tratar los residuos que contienen una cantidad elevada de

suero.

6

Las industrias lácteas y las queserías caseras producen quesos por coagulación mediante el

cuajo; por lo tanto, se dispone de suero dulce en la mayoría de las industrias.

En realidad se trata de un subproducto integrado por valiosas materias, cuya obtención y

oportuno aprovechamiento no tiene una gran importancia para la economía nacional.

Hasta hace poco tiempo, la utilización industrial del lactosuero planteaba numerosos

problemas por lo que un volumen considerable de este producto iba a parar a los ríos y

desagües.

Actualmente, la lucha contra la polución ambiental prohíbe esta práctica y el vertido del

suero en un curso de agua debe ir precedido necesariamente de una depuración costosa.

En una época en que las necesidades de la alimentación humana y animal son cada vez mas

importantes es preferible el aprovechamiento del lacto suero mediante técnicas apropiadas a

destruirlo con lo que se pierde por completo.

Además, es importante anotar que en país hay gran cantidad de productos elaborados a

partir de la leche

Por este motivo hemos visto la necesidad de dar un valor agregado a este subproducto

lácteo.

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III. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

elaborar un sub producto de la industria láctea( lactosuero para la obtención de alcohol)

en el cantón Guaranda, provincia bolívar

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Evaluar el azúcar reductor total presente en el lactosuero

Seleccionar un microorganismo adecuado para la fermentación (levadura)

Establecer las condiciones de fermentación

Evaluar el producto final ( análisis físico químicos del mejor tratamiento)

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IV. HIPÓTESIS.

Con la utilización del lactosuero , podremos obtener alcohol

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V. REVISIÓN DE LITERATURA

5.1 LECHE

La Leche, es un líquido opaco, blanquecino o amarillento, segregado por las glándulas

mamarias de las hembras de los mamíferos para la alimentación de sus crías. La leche

normal no aparece hasta varios días después del alumbramiento; el líquido viscoso

segregado desde el momento del parto hasta la aparición de la leche normal recibe el

nombre de calostro. La leche está formada por glóbulos de grasa suspendidos en una

solución que contiene el azúcar de la leche (lactosa), proteínas (fundamentalmente caseína)

y sales de calcio, fósforo, cloro, sodio, potasio y azufre. No obstante, es deficiente en hierro

y es inadecuada como fuente de vitamina C. La leche entera está compuesta en un 80 a un

90 % de agua. La leche fresca tiene un olor agradable y sabor dulce. Su densidad relativa

varía entre 1,018 y 1,045, y la de la leche de vaca entre 1,028 y 1,035. Los glóbulos de

grasa tienen una densidad relativa inferior a la de la fase líquida y, por lo tanto, ascienden a

la superficie para formar nata (crema) cuando se deja reposar la leche en un recipiente.

También se llama nata a la lacto albúmina, que es la telilla que aparece en la superficie

cuando se ha hervido la leche.

Para elaborar productos lácteos de buena calidad, es condición fundamental que la materia

prima principal, leche cruda, sea de buena calidad. Es, por tanto, evidente que la industria

debe ejercer un estrecho control de la leche, poniendo especial énfasis en los factores que

tengan mayor influencia en cada caso particular (6).

El concepto de calidad de la leche involucra los siguientes requisitos generales, que son

validos para productos lácteos:

La cantidad de microorganismo debe ser baja.

Debe ser sana, es decir, exenta de gérmenes patógenos y provenientes de vacas sanas.

Debe tener composición normal.

Debe ser fresca (tener una acidez normal).

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Debe ser pura, es decir libre de materias extrañas y libres de restos de remedios, por

ejemplo: antibióticos, pesticidas, detergentes y desinfectantes.

Debe tener una apariencia agradable y un olor y sabor fresco y puro.

Debe ser enfriada o procesada tan rápidamente como sea posible después del ordeño.

Para asegurarse que la leche tenga todas sus características, que significan buena calidad,

hay que analizar la leche que llega a la planta y que se va a procesar. Estos análisis

normalmente influyen en el precio que recibe el producto por su leche; Para aplicar este

control y evaluar así la calidad de la leche, es necesario establecer un criterio técnico

basado en métodos seguros, precisos, rápidos y fáciles.

Las primeras pruebas son pruebas rápidas de plataforma, que sirve para decidir la

aceptación o rechazo de la leche. También pueden indicar si es necesario hacer análisis de

laboratorio mas exactos. Por ejemplo, si con el lactodensímetro se descubre leche con

viscosidad anormal, puede ser conveniente efectuar análisis para determinar la materia seca

y/o crioscopia. Así mismo, si la prueba de alcohol es positiva, se puede medir el pH y/o

acidez titulable. En el momento de la recepción no solamente hay que analizar la calidad de

la leche, sino que también hay que hacer una verificación del volumen o cantidad de leche

(6).

5.1.1 Características de la Leche

Antes de hablar de las características de la leche, es necesario encontrar una definición de la

misma. La leche es un líquido que se segrega en las glándulas mamarias de hembras sanas,

poco después del calostro, cuando nace la cría; es un líquido de composición compleja,

blanco y opaco, de sabor ligeramente dulce y de pH casi neutro.

La función primordial de la leche es la de alimentar a las crías durante el período crítico

posterior al nacimiento, cuando el desarrollo es rápido y no puede sustituirse por otro

alimento.

La leche es un líquido que mantiene en suspensión glóbulos de grasa, y proteínas y está

constituido por lactosa, sales minerales y algunos otros elementos (14).

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5.1.2 Componentes de la leche

Es aventurado hablar del contenido cuantitativo de los constituyentes de la leche, debido a

que éste no es muy constante; pero si puede decirse que la leche es una mezcla de

sustancias como lactosa, otros carbohidratos en menor concentración, lípidos, proteínas,

sales minerales, vitaminas, etc., que coexisten en emulsión, suspensión y solución (14).

5.1.2.1 Carbohidratos

Los carbohidratos se encuentran libres en solución en la fase acuosa de la leche y unidos

principalmente a las proteínas; entre ellos están la lactosa, polisacáridos, glucosaminas, etc.

Con excepción de la lactosa, la proporción de carbohidratos es siempre menor en le leche

que en el calostro (14).

5.1.2.2 Lactosa

La lactosa es un carbohidrato que se encuentra libre en solución y es el componente más

abundante, simple y constante en la leche. La lactosa es el factor limitante en la producción

de leche, es decir, que la cantidad de leche que se produce depende de la síntesis de la

lactosa. Desde el punto de vista biológico, la lactosa se distingue de los demás azúcares por

su estabilidad en el tracto digestivo del hombre y de algunos animales maduros.

La lactosa es el componente más lábil ante la acción de los microorganismos; diversas

bacterias la transforman en ácido láctico y otros ácidos orgánicos. En la leche de vaca, el

contenido de lactosa varía entre 48 y 50g/lt; debido a la regulación osmótica, el contenido

de lactosa en la leche es proporcionalmente inverso al contenido de sales.

La lactosa es un disacárido de galactosa y glucosa unida por enlaces β 1-4, en la leche

existen isómeros α y β que se distinguen por sus propiedades físicas. La lactosa también se

encuentra en forma cristalina como monohidrato.

La lactosa es poco soluble en agua (aproximadamente, diez veces menos que la sacarosa) y

cristaliza muy rápido. La β - lactosa es la más soluble (7.3 a 17g en 100ml de agua) y

aumenta con la temperatura; tiene un débil sabor dulce y su poder edulcorante es seis veces

menor que el de la sacarosa. La hidrólisis de la lactosa aumenta su solubilidad y su poder

edulcorante, así como el rendimiento quesero, debido a que la acidificación es más rápida.

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El sabor de la leche cocida (hervida) se debe a la caramelización de la lactosa y a las

reacciones de Millard que se llevan a cabo entre los grupos carboxilo libres de la lactosa y

los grupos amino libres de las proteínas, durante el calentamiento. El calentamiento

también provoca la formación de glucosa, hidroximetilfurfural, ácido fórmico, ácido

levúlico, etc., a partir de la lactosa.

La lactosa constituye la parte esencial del extracto seco de los sueros lácticos; en las

diversas transformaciones de la leche, la lactosa siempre se encuentra en la parte acuosa

(14).

5.1.2.3 Oligosacáridos

Estos carbohidratos tienen un gran interés biológico a pesar de que se encuentran en

cantidades muy pequeñas en la leche. La leche humana es la que contiene mayor cantidad

de estos carbohidratos, los cuales están constituidos por dos a seis moléculas de

carbohidratos y se clasifican en tres tipos:

1. Oligosacáridos no nitrogenados que contienen glucosa, galactosa, metilpentosa, mucosa,

etc.

2. Oligosacáridos que contienen azúcares nitrogenados, como la N-acetilglucosamina.

3. Oligosacáridos que contienen ácido neuramínico o lactamínico, que en su forma

acetilada con el nitrógeno o el oxígeno, recibe el nombre de ácido siálico (14).

5.2 SUERO

El suero, es el residuo liquido de la producción de queso y caseína, es una de las mayores

reservas de proteínas alimentarías que aun permanecen fuera de los canales de consumo

humano. La producción mundial de suero, aproximadamente unos 120 millones de

toneladas en 1990, contiene unos 0.7 millones de toneladas de proteínas de relativamente

alto valor biológico, igual al contenido de proteínas de casi 2 millones de toneladas de soja

(5).

13

También el suero es el líquido más o menos turbio, ácido y poco viscoso, de color amarillo-

verdoso, resultante del escurrido de la cuajada, y que prácticamente carece casi en absoluto

de grasa y albuminoides, su principal riqueza es la cantidad algo importante de lactosa y

trazas de albúmina y de grasa (15).

Se establece que el suero es un subproducto de la elaboración del queso, de la caseína. Las

características del suero varían un tanto con la leche que se emplea y con el método de

coagulación. El suero contiene la mayor parte de los componentes insolubles de la leche de

la que deriva. Es rico en lactosa e incluye más o menos la mitad de las cenizas y hasta una

cuarta parte de las proteínas de la leche.

Sin embargo, y a pesar de la falta crónica de proteínas en gran parte del mundo, una

proporción muy considerable de la producción total de lactosuero se vierte como residuo y

otro por ciento se utiliza en la alimentación de animales.

El suero representa el 80 a 90 % del volumen que entra en el proceso y contiene alrededor

del 50 % de los nutrientes de la leche original; proteínas solubles, lactosa, vitaminas y sales

minerales. Aunque el suero contiene nutrientes valiosos, solo recientemente se han

desarrollado nuevos procesos comerciales para la fabricación de productos de alta calidad a

partir de dicho suero.

El Equipo Regional de Fomento y Capacitación en Lechería de la FAO para América

Latina han señalado que un adulto de 70 Kg. requiere las siguientes cantidades de proteínas

diariamente: 23 gr. de caseína, o 17 gr. de proteína de huevo o 14 gr. de proteína del suero,

consideradas entre las de mayor valor biológico.

Existen dos tipos de suero: suero dulce que es el obtenido en el procedimiento de

elaboración de quesos en los cuales se ha usado principalmente enzimas de tipo cuajo, para

obtener el coagulo y, suero ácido que es el proveniente de quesos en que el coagulo ha sido

formado fundamentalmente por acidificación mediante adición de ácidos orgánicos o

inorgánicos diluidos, así como también de la fabricación de la caseína láctica, este suero se

considera de menor calidad que el suero dulce (5).

14

5.2.1 COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL SUERO

La composición del suero depende del tipo de leche y de los procesos empleados en la

elaboración del queso. Siendo además, estos últimos muy variados, de acuerdo al tipo de

queso y según el procedimiento especifico que emplea cada planta. Sin embargo, la

composición del suero, en cuanto a macro constituyentes es relativamente poco variable.

Como se observa en la tabla Nº 01

Cuadro No 1 Composición Química del Suero

Agua 93%

Sólidos totales 7%

Lactosa 4.9 –5.1%

Materia grasa 0.3%

Cenizas o sustancias minerales 0.6%

Proteína total 0.9%

Proteína Coagulada térmicamente 0.5%

Proteína nitrogenadas no coaguladas 0.4%

Fuente: III-B- FAO –Elaboración de Queso. 1985

Cuadro No 2 Composición del Suero Dulce y el Suero Ácido (%)

COMPONENTES DULCE (CUAJO) ACIDO

Humedad 93-94% 94-95%

Grasa 0.2 -0.7% 0-0.4%

Proteína 0.8 – 1.0% 0.8 – 1.0%

Lactosa 4.5 – 5.0% 4.5 – 5.0%

Cenizas 0.5-0.7% 0.70%

Sales minerales 0.05% 0.4

Fuente: MADRID, A. Curso de Industrias Lácteas, 1999.

15

Entre los ingredientes menores del suero se destacan:

Calcio 51 mg/100gr

Fosforo 53 mg/100gr

Hierro 1.0 mg/100gr

Vitamina A 10 U.I.mg/100gr

Tiamina 0.03 mg/100gr

Rivoflavina 0.14 mg/100gr

Niacina 0.10 mg/100gr

La composición de la fracción proteica del suero se puede ver en la tabla Nº 03, donde se

compara con la misma fracción de la leche. Se puede ver el enriquecimiento en ∞ -

lactalbumina y β – lactoglobulina, en proteína no caseinicas que ha sufrido el suero.

Cuadro No 3 Composición Porcentual Aproximada: Proteínas de la Leche y del

Suero.

LECHE SUERO

∞s – Caseína 50 -

К – Caseína 11 -

Β – Caseína 20 -

γ – Caseína 5 -

∞ - Lactalbumina 3.5 - 4.5 20-44

Β – Lactoglobulina 7.5 – 10 .0 44 – 52

Sero albúminas 1 5 – 7

Inmunoglobulinas 2.03 – 3.0 12 -16

Proteosa – peptonas 4.00 – 4.5 19

Fuente: FAO –Elaboración de Queso. 1985

16

Por otra parte, el suero contiene la mayoría de los componentes identificados en la leche,

aunque el nivel de grasa es mínimo, los contenidos de lactosa, sales, ácidos orgánicos y

vitaminas son interesantes, lo mismo que las proteínas. Estas últimas, además de su valor

nutritivo y calórico (13 -15 % de las calorías del suero) tienen propiedades específicas tales

como: la lactoferrina es transportadora de hierro, las inmunoglobulinas son portadoras de

anticuerpos, y la lactolina se supone que juega un rol biológico importante por estar

presente en el calostro en niveles 4 a 10 veces superiores a la leche.

Finalmente, la lactosa confiere por su bajo poder edulcorante (27 veces inferior a la

sacarosa) sabores característicos a los productos lácteos y suministra energía durante la

lactancia. Los problemas de intolerancia provocados por la ausencia de la enzima intestinal

específica (lactasa) se superan por procesos industriales.

El Suero, normalmente es sometido a una centrifugación para recuperar la grasa que aun

contiene, quedando con solo el 0.03 – 0.05 %, esto determina que la presencia de vitaminas

liposolubles (A, D y E) sea muy baja.

El suero da origen a una gran variedad de productos según como se haya modificado su

composición original; estos constituyen una gama de ingredientes para la industria

alimentaria principalmente. El suero debe procesarse lo antes posible después de su

recolección ya que su composición y temperatura es un buen medio de crecimiento

bacteriano (5).

5.2.1.1 Proteínas del Lactosuero Lácteo

Reciben este nombre el conjunto de sustancias nitrogenadas que no precipitan cuando el pH

de la leche se lleva a un pH de 4,6 que corresponde al punto isoeléctrico de la caseína bruta.

Por esto se la denomina también proteínas solubles. Se encuentran en el suero que se separa

del coágulo obtenido por la adición del cuajo. Representa aproximadamente el 20% del

total de las proteínas de la leche (17).

Los diversos métodos de fraccionamiento permiten distinguir cuatro grandes fracciones:

- albúminas

- globulinas

- fracción proteasa- pectosa

- proteínas menores

17

5.2.1.2 Albúminas

Cuantitativamente es la fracción más importante, pues representa el 75% de las proteínas

del suero lácteo y el 15% del total de las proteínas de la leche. Comprende

fundamentalmente tres constituyentes:

α- lactoalbúmina

β- lactoglobulina

Seroalbúmina

α- lactoalbúmina es una proteína de peso molecular 16.300. Muy soluble en agua a pH 6,

pero mucho menos soluble en la zona de pH 4 - 4,6. Representa cerca del 25% de la

fracción albúminas.

El papel biológico de la α- lactoalbúmina ha sido descubierto recientemente. La proteína

interviene en la biosíntesis de la lactosa, de la cual se sabe que está bajo el control de tres

enzimas, una de ellas sintetiza dos subunidades proteicas A y B. La proteína B no es otra

que la

α- lactoalbúmina. Mientras que los bovinos pertenecientes a la especie Bos taurus no

presentan variantes genéticas de la a-lactoalbúmina (tipo A), ciertos bovinos de la especie

Bos indicus presentan una variante (tipo B) (17).

5.2.1.3 Globulinas

Mientras que la fracción albúminas permanece soluble en una disolución semisaturada de

sulfato amónico, la fracción globulina precipita. Representa el 10 al 12% de las proteínas

solubles.

Se sabe desde hace tiempo que pueden separarse mediante diálisis, dos subfracciones: una,

la euglobulina, es insoluble en agua pura en su punto isoeléctrico y la otra, la

pseudoglobulina, es soluble en las mismas condiciones. La gran heterogeneidad de estas

subfracciones ha sido demostrada por numerosos autores, principalmente mediante técnicas

electroforéticas. Las globulinas de la leche presentan una actividad inmunológica

importante. Por esto se las llama a menudo inmunoglobulinas. Son proteínas de peso

18

molecular muy elevado, superior a 150.000, cuya actividad inmunológica puede

caracterizarse haciéndolas reaccionar con los antígenos apropiados.

Se ha determinado por este método la presencia de aglutininas que provocan la aglutinación

de ciertas bacterias y que de esta manera desempeñan un papel importante entre las

sustancias inhibidoras del desarrollo de los gérmenes en la leche cruda.

Ha sido puesto en evidencia igualmente el papel de la euglobulina presente en la superficie

de los glóbulos grasos en el fenómeno de la formación espontánea de la crema (17).

5.2.1.4 Proteasa – Peptonas

Es la fracción de las proteínas de la leche que no precipitan por calentamiento a 95°C

durante 30 minutos seguida de acidificación a pH 4,6. Representa aproximadamente el 10%

de las proteínas del suero lácteo. Es muy heterogénea y no está aún perfectamente definida.

Engloba fundamentalmente 4 componentes denominados componentes 3, 5, 8 rápido y 8

lento. El componente 3 se encuentra exclusivamente en el suero lácteo. Es rico en hexosas

(7%), hexosaminas (6%) y ácido siálico (3%), pero pobre en fósforo (0,5%). Las tres

restantes, menos ricas en glúcidos y ácido siálico pero más ricas en fósforo, se encuentran

tanto en el suero lácteo como en las micelas (17).

5.2.1.5 Proteínas Menores

Agrupa un cierto número de proteínas que se encuentran en la leche en pequeña cantidad y

son difíciles de clasificar. Entre ellas destaca la transferrina o proteína roja, la lactolina y

las proteínas de la membrana del glóbulo graso. En conjunto representan menos de 5% de

las proteínas del suero lácteo.

Lactotransferrina.- Está constituida por una proteína con una única cadena polipeptídica de

peso molecular 86.000. Contiene glúcidos (7%), hierro (0,1%) y cistina (5%). Se encuentra

absorbida sobre el precipitado de la caseína isoeléctrica.

Puede fijar reversiblemente hierro adquiriendo una coloración rosa que se desarrolla

dependiendo de la cantidad de hierro conjugado. La fijación de hierro por la transferrina es

fuertemente dependiente del pH y de la presencia de iones carbónicos.

19

Lactolina.- Como la proteína anterior, se encuentra absorbida sobre el precipitado de

caseína isoeléctrica. Es pobre en fósforo y glúcidos, no contiene metales y su peso

molecular es 43.000. El calostro es diez veces más rico en lactolina que la leche.

Proteínas de la membrana del glóbulo graso.- Pueden aislarse a partir de la mazada

obtenida por batido de una crema lavada. Su complejidad refleja el carácter heterogéneo de

la composición proteica de la membrana del glóbulo graso. La presencia de glúcidos (3 a

4%) y fósforo (0,6-0,7%) las convierten en glicoproteínas fosforadas parcialmente solubles

en ácido tricloroacético al 12% (17).

5.3 CONTAMINACIÓN AMBIENTAL POR EL SUERO.

El suero crea un problema de contaminación grave, ya que en muchas queserías lo arrojan

sin tratamiento alguno, dado lo difícil que es rentabilizar su aprovechamiento. La descarga

de suero a los cursos de agua origina un elevado consumo de oxigeno disuelto en ella,

empobreciéndola y turbando la vida animal y vegetal. Dicho consumo se debe a la

oxidación de la materia orgánica y se mide fundamentalmente a través de la determinación

de la Demanda Biológica de Oxigeno en 5 días.

Según la FAO; un litro de suero requiere alrededor de 40 gr. de oxigeno, valor muy similar

a la demanda generada por 0.75 habitantes de la ciudad en un día (54 gr. de oxigeno). La

DBO5 del suero se origina en la proteína. (10 gr. de oxigeno) y en la lactosa (30 gr. de

oxigeno).

En la cuadro Nº 05 se observa los valores para diversos procesamientos, siendo notorios el

paralelismo entre carbono orgánico y DBO5. (5)

Cuadro No 4 Carga Contaminante de sueros (g/litros).

Tipos sueros Agua S.T. M.G Prot. Lactosa Sales DBO5 DQO COT

Suero dulce 938 62 0.5 7.5 47 7 42 65 27

Suero dulce

desproteinizado

938 54.5 0.5 - 47 7 31 48 20

Suero dulce

deslactosado

938 15 0.5 7.5 - 7 11 17 7

Suero acido 954 56 0.5 7.5 40 8 35 60 25

20

Suero ácido

desproteinizado

954 48.5 0.5 - 40 8 24 41 17

Suero ácido

deslactosado

954 16 0.5 7.5 - 8 11 18 7

Suero ácido

deslactosado y

desproteinizado

938/95

3

8 0.5 - - 7 / 8 0.5 0.8 0.7

Fuente: FAO –Elaboración de Queso.1985.

S.T. = Sólidos Totales.

M.G. = Materia Grasa.

Prot. = Proteína.

DBO5 = Demanda Biológica de Oxigeno (5 días).

DQO = Demanda Química de Oxigeno.

COT = Carbono Orgánico Total.

5.4 APROVECHAMIENTO DEL SUERO

Tradicionalmente, el suero no había sido considerado como una fuente rica de nutrientes

para la alimentación humana a causa de su bajo contenido de proteínas y a sus altos niveles

de lactosa y minerales. Sin embargo, desde hace algún tiempo se han intensificado los

esfuerzos para utilizarlo, ya que las tendencias de producción señalan un rápido aumento en

su disposición a nivel mundial.

En la actualidad, los sólidos de suero a utilizar en nutrición humana son producidos en una

amplia variedad de formas, tales como, suero en polvo, suero condensado, suero

parcialmente delactosado, suero parcialmente desmineralizado y la combinación de los dos

últimos, como asimismo, concentrados de proteínas de suero. Por otra parte, ha habido un

incremento en la tendencia ha usarlos en alimentación humana debido a una mayor

comprensión de las características de los componentes del suero tanto desde el punto de

vista nutricional-fisiológico como funcionales.

21

No solo la leche y los productos lácteos, sino que también los componentes básicos son

utilizados ampliamente como ingredientes funcionales en diversas ramas de la industria

alimentaria, por tres razones fundamentales:

1. Ellos proveen un enriquecimiento nutricional.

2. Confieren ciertas características reológicas y físicas a los productos terminados (textura,

consistencia, capacidad de batido).

3. Contribuyen a que el producto tenga buena aceptabilidad por el consumidor

(mejoramiento palatabilidad, color).

Los principales componentes de la leche y productos lácteos, en este caso el suero en

cualquiera de sus formas, poseen un amplio rango de propiedades nutricionales y

funcionales que los capacitan para ser empleados en una amplia gama de formulaciones

alimentarias.

Dentro de las posibilidades de utilización de suero quizás la elaboración de bebidas a partir

de el, es la que ha desarrollado mayor cantidad de productos, fundamentalmente bajo tres

formas básicas: bebidas fermentadas, bebidas no alcohólicas y bebidas alcohólicas (16).

El suero es considerado, en general, como un subproducto molesto de difícil

aprovechamiento. Los productos que tradicionalmente se han obtenido a partir del suero

han sido

1. Suero en polvo, a base de concentrar los sólidos por evaporación y secado.

2. Suero en polvo desmineralizado, donde se eliminan previamente las sales minerales por

intercambio iónico o por electrodiálisis.

3. Lactosa, obtenida por concentración, cristalización y separación.

4. Concentrados proteínicos, obtenidos por ultra filtración del suero.

22

En la actualidad, se están haciendo otros aprovechamientos, tales como la producción de

alcohol, vitamina B12 (el suero es muy rico en esta vitamina), jarabes de glucosa y

galactosa, lactosil, urea, amoniaco, lactatos, etc. (10).

5.5 SACAROSA O AZUCAR

Sacarosa, azúcar de fórmula C12H22O11 que pertenece a un grupo de hidratos de carbono

llamados disacáridos. Es el azúcar normal de mesa, extraída de la remolacha azucarera o la

caña de azúcar. Es soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol y éter. Cristaliza en

agujas largas y delgadas y es dextrógira, es decir, desvía el plano de polarización de la luz

hacia la derecha. Por hidrólisis rinde una mezcla de glucosa y fructosa, que son levógiras,

pues desvían el plano de polarización hacia la izquierda. Por ello, esta mezcla se llama

azúcar inversa, y se denomina inversión el fenómeno por el cual se forma.

La sacarosa es el azúcar de uso doméstico e industrial y es el azúcar más común en el reino

vegetal. La sacarosa se encuentra en todas las partes de la planta de la caña de azúcar, pero

abunda más en el tallo, donde se encuentra en las vacuolas de almacenamiento de la célula

(parénquima). La sacarosa es menos abundante en las regiones que se encuentran en

crecimiento activo, especialmente las porciones blandas del extremo del tallo y las hojas

enrolladas (9).

Los azúcares monosacáridos, glucosa y fructosa, se condensan para formar sacarosa y agua.

Por lo tanto, la sacarosa tiene la fórmula empírica C12H22O11 y un peso molecular de

342.3. Los cristales de sacarosa son prismas monoclínicos que tienen una densidad de

1.588; una solución al 26% (p/p) tiene una densidad de 1.18175 a 20°C. Su punto de fusión

es de 188°C (370°F) y se descompone al fundirse. El índice de refracción es de 1.3740 para

una solución a 26%(p/p). La sacarosa es soluble tanto en agua como en etanol; las

soluciones saturadas a 20°C (68°F) contienen 67.09 y 0.9% por peso, respectivamente. La

sacarosa es ligeramente soluble en metanol e insoluble en éter o cloroformo.

Cuando se hidroliza, ya sea mediante un ácido o una invertasa, la sacarosa produce

cantidades equimolares de glucosa y fructosa, y la mezcla se conoce como invertida. Sin

embargo estos azúcares no se presentan siempre en cantidades iguales (9).

23

En el intestino humano, la inversión tiene lugar gracias a la intervención de las enzimas

invertasa y sacarasa. Cuando se calienta a temperaturas superiores a 180 ºC, la sacarosa se

transforma en una sustancia amorfa, de color ámbar y consistencia espesa, parecida al

jarabe, llamada caramelo. Azúcar, término aplicado a cualquier compuesto químico del

grupo de los hidratos de carbono que se disuelve en agua con facilidad; son incoloros,

inodoros y normalmente cristalizables. Todos tienen un sabor más o menos dulce. En

general, a todos los monosacáridos, disacáridos y trisacáridos se les denomina azúcares

para distinguirlos de los polisacáridos como el almidón, la celulosa y el glucógeno. Los

azúcares, que están ampliamente distribuidos en la naturaleza, son producidos por las

plantas durante el proceso de fotosíntesis y se encuentran también en muchos tejidos

animales. La ribosa, un azúcar monosacárido que contiene cinco átomos de carbono en su

molécula, es un componente del núcleo de todas las células animales.

Los azúcares con cinco carbonos se conocen como pentosas. Las triosas (azúcares con tres

carbonos), las tetrosas (azúcares con cuatro carbonos), las heptosas (azúcares con siete

carbonos), las octosas (azúcares con ocho carbonos) y las nonosas (azúcares con nueve

carbonos) también se encuentran en la naturaleza (1).

5.6 FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

La fermentación alcohólica (denominada también como fermentación del etanol o incluso

fermentación etílica) es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de aire

(oxígeno - O2), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los

hidratos de carbono (por regla general azúcares: como pueden ser por ejemplo la glucosa, la

fructosa, la sacarosa, el almidón, etc.) para obtener como productos finales: un alcohol en

forma de etanol (cuya fórmula química es: CH3-CH2-OH), dióxido de carbono (CO2) en

forma de gas y unas moléculas de ATP que consumen los propios microorganismos en su

metabolismo celular energético anaeróbico. El etanol resultante se emplea en la elaboración

de algunas bebidas alcohólicas, tales como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc.[1]

Aunque en la actualidad se empieza a sintetizar también etanol mediante la fermentación a

nivel industrial a gran escala para ser empleado como biocombustible.

24

La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica

a los microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxígeno para ello disocian

las moléculas de glucosa y obtienen la energía necesaria para sobrevivir, produciendo el

alcohol y CO2 como desechos consecuencia de la fermentación. Las levaduras y bacterias

causantes de este fenómeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales y

contribuyen en gran medida al sabor de los productos fermentados (véase Evaluación

sensorial).Una de las principales características de estos microorganismos es que viven en

ambientes completamente carentes de oxígeno (O2), máxime durante la reacción química,

por esta razón se dice que la fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico. (19)

5.7 MÉTODOS DE FERMENTACIÓN

La fermentación es una de las biotecnologías aplicadas más antiguas, que se ha utilizado

para conservar alimentos durante más de seis mil años. Es una técnica de conservación de

alimentos barata y fácil, y muy adecuada donde otros métodos son inaccesibles o no

existen, como las conservas y la congelación. La fermentación es un proceso que ocupa

mucha mano de obra y requiere una infraestructura mínima y poca energía, además de que

se integra bien en la vida de las aldeas de las zonas rurales de muchos países en desarrollo,

ya que contribuye significativamente a la seguridad alimenticia al aumentar la variedad de

materias primas que se pueden utilizar para producir alimentos.

La fermentación mejora el contenido nutritivo de los alimentos por la biosíntesis de las

vitaminas, los aminoácidos esenciales y las proteínas, al volver más digeribles las proteínas

y las fibras, proporcionar más micronutrientes y degradar los factores antinutritivos.

La producción de alimentos fermentados también es importante para sumar valor a las

materias primas agrícolas, y así proporciona ingresos y crear empleos.

El proceso tradicional de fermentación suele ser una actividad espontánea, sin asepsia

(desinfección), producto de la acción conjunta de una variedad de microorganismos. En un

biorreactor -que puede ser ollas de barro o de metal, una cesta o una simple cavidad en la

tierra forrada de hojas-, las variedades mejor adaptadas y con el máximo coeficiente de

25

crecimiento, predominan en condiciones controladas. En consecuencia, mejorar todo lo

posible el control de esos métodos y de la flora microbiana asociada a la fermentación

representa uno de los principales retos para mejorar las tecnologías de fermentación de los

alimentos. También hace falta crear sistemas de control de calidad adecuados, por ejemplo

utilizando materias primas de gran calidad, normas de higiene apropiadas en el sitio de

elaboración, y un envase adecuado.

Si se mejorara el control del proceso creando biorreactores más apropiados, en particular

los que sirven para fermentar materias primas sólidas, mejoraría la calidad y la cantidad de

alimentos fermentados disponibles en los países en desarrollo. La selección y producción

de variedades de microbios más productivos, y el control y manipulación de las condiciones

de cultivo, también podrían aumentar la eficacia de los procesos de fermentación.(19)

5.8. INFLUENCIA DE FACTORES EXTERNOS EN LAS LEVADURAS

(Saccharomyces cereviviae)

La actividad vital de las levaduras se ve influenciada por factores externos, los más

importantes son los siguiente:

5.8.1. AGUA Se precisa determinada cantidad de agua, una mezcla de agua pesada en

proporción de 1.200 no ejerce influencia sobre las levaduras, una concentración superior si

perjudica sus capacidades fermentativas y reproductoras. Muchos preparados de levaduras

se pueden conservar vivos por largo tiempo al estado relativamente seco. De acuerdo esto

dependen las preparaciones de levaduras viva seca generalmente esto se lleva a cabo entre

capas de papel filtro y a temperatura relativamente bajas (la levadura seca tiene un 10 a

12% de agua) también se puede hacer desecación sobre algodón higroscópico, en los cales

se puede conservar levadura viva por tiempo relativamente largos, cuando se quiere

ablandar nuevamente las células es importante no agregar al agua con rapidez sino en

etapas para evitar su rotura (8)

5.8.2. OXIGENO.- Las levaduras son anaerobias facultativas y en algunos casos pueden

ser anaeróbicas completas, la presencia de oxigeno favorece notablemente su desarrollo (8)

26

5.8.3. TEMPERATURA: Su óptima de crecimiento es 25ºC para levadura de fermentación

baja y de 27 a 30ºC para levadura de fermentación alta. La temperatura determina la

actividad de las distintas enzimas de la levadura la actividad de las distintas enzimas de la

levadura y las especies reaccionan diferentes al respecto, la refrigeración moderada rebaja

diferentes su actividad final pero pueden tolerar sin morir temperaturas muy bajas, su

temperatura letal se encuentra alrededor de los 50 a 60ºC (8)

LUZ—Una iluminación débil no les produce inhibición en su proceso reproductor, pero si,

la luz difusa o la eléctrica la cual les causara bajar su densidad. La luz ultravioleta o los

rayos x pueden producir mutaciones en las células de levadura.

5.8.4. FERMENTACION

Desde el punto de vista Bioquímico se da el nombre de fermentación a la clase general de

cambios o descomposiciones químicas producidas en los substratos orgánicos mediante la

actividad de los microorganismos vivos, se aplico en principio, este vocablo al desarrollo

de burbujas de bióxido de carbono durante la preparación de vinos y otras bebidas.

En una fermentación alcohólicas actica, el dióxido de carbono se libra en forma de burbujas

de gas que en la etapa violenta de la reacción puede causas una asignación o un movimiento

marcado, que es suficiente para dar la impresión de un líquido hirviendo durante muchos

siglos se dio este significado a la palabra. Después que Gay Lussac estudio el proceso de

cambio el significado de la palabra, entendiéndose pro fermentación la escisión del azúcar e

alcohol y dióxido de carbono al aumentar los conocimientos, a raíz de las investigaciones

de Pasteur, sobre la causa de estos cambios en la naturaleza de la materia en fermentación,

se asocio la palabra a los microorganismos y aún después a las enzimas, que actúan en ella,

Durante mucho tiempo la fermentación estuvo especialmente asociada con los hidratos de

carbono, pero parece ser más lógica una concepción más amplia de esta reacciones

biológica.

27

Los productos terminales de la fermentación alcohólicas son alcohol y bióxido de carbono

en cantidades equimoleculares.

C6H12 O6 ----------------------------2CQ2 + 2CH5CH2 OH

Glucose Dioxido Alcohol

De carbono Etileno

A primera vista parece sencilla la química del proceso pero ha debido transcurrir casi medio

siglo desde que se conoció su naturaleza enzimática hasta lograr un conocimiento de los

diversos tiempos de las reacciones químicas.(19)

5.9. FACTORES INTERNOS QUE INFLUYEN EN LA FERMENTACIÓN

El estado de materia prima condiciona el proceso de la fabricación de alcohol etílico. En

todos los procesos, el

Éxito de la fermentación depende de varis factores: del empleo de la concentración optima

del azúcar, del pH, temperatura, de la adición de sustancias nutritivas al mosto a fermentar

(Si este parece de algún constituyente esencial para la levadura, del tipo de levadura, de su

tolerancia al alcohol para producir grandes cantidades de alcohol, de la condiciones de

anaerobiosis del proceso y de la inmediata destilación del mosto fermentado.

5.9.1. Concentración de Azúcar

Aunque las levaduras pueden llegar a fermentar mostos con elevada proporción de azúcar,

las concentraciones de éste más satisfactorias están entre el 10 y 21 por ciento. Cuando en

la obtención del alcohol a partir de melazas de caña de azúcar se empelan concentraciones

más altas, el alcohol producido actúa adversamente sobre la levadura inhibiendo su trabajo,

28

puede quedar azúcar sin transformar. En muchas materias primas es necesario una

concentración previa al comienzo del proceso de fermentación (8)

5.9.2. Sustancias nutritivas

Es muy corriente que muchos residuos agrícolas poseen las sustancias nutritivas necesarias

para la fermentación por levaduras pero antes de establecer un proceso industrial de

producción de etanol hay que tener la seguridad de que el medio es adecuado para el

correcto desarrollo de levaduras, siendo las deficiencias en nitrógeno, en fósforo o en

magnesio las mas habituales un buen medio a fermentar contendría. (8)

Azúcar 10-12-p.100

SO4 (NH4)2 1 gramos/litro

PO4 HK2 1 gramos/litro

SO4Mg 0.5 gramos/litro

Y péquelas cantidades de Na, Fe, Ca ácidos grasos

5.9.3. ph

Las levaduras tienen un ph óptimo de desarrollo alrededor de 5. Sin embargo la

fermentación de productos naturales es satisfactorio de 4 a 5,. Este ph favorece a las

levaduras y es lo suficiente bajo para inhibir el desarrollo de muchos tipos de bacterias. El

control del ph entre 4 a 4.5 junto con la inoculación de una gran cantidad (2 al 4 p. 100) de

la levadura inicial puede llegar a sustituir la esterilización de la materia prima, proceso que

resulta a veces costoso e impracticable por necesitar consumo de mucha energía. Para

ajustar el ph a los niveles exigidos se emplea acido sulfúrico o bien acido láctico.(8)

29

5.9.4.Oxigeno

Aunque la producción de alcohol es un proceso anaeróbico que no necesita oxigeno, este es

necesario en los primeros momentos para facilitar la reproducción de las células de

levadura en condiciones optimas. Después de la inoculación la fermentación se inicia

rápidamente desprendiéndose gran cantidad de CO2 que desplaza al oxigeno y se

establecen pronto las condiciones anaeróbicas adecuadas para el proceso.(8)

5.9.5. Temperatura

La inoculación de la levadura se debe efectuar entre 20 a 25ºC y al iniciarse el proceso de

fermentación la temperatura aumenta. La optima esta entere 28 a 38ºCF por lo que como el

proceso es exotérmico los fermentadores deben refrigerarse para evitar que la temperatura

se eleven. A temperatura por encima de los 32-33º se produce una inhibición del proceso de

temperaturas altas favorecen el desarrollo de bacterias contaminantes.(8)

5.10.6- Tiempo necesario para la fermentación.

El tiempo de fermentación depende de muchos factores, como son: el tiempo de levaduras,

su adaptación al medio, su tolerancia a la concentración de alcohol, las sustancias

nutritivas, etc. U n tiempo entre 48y 72 horas suele ser suficiente para completar el proceso

de fermentación. Es conveniente que las levaduras utilizadas en el proceso estén

previamente aclimatadas al tipo de materia prima utilizada, lo cual se consigue mediante

siembra en pases sucesivos en el mismo substrato. (8)

30

VI. MATERIALES Y METODOS

6.1. MATERIAL EXPERIMENTAL.

Para el presente trabajo se empleara el lactosuero dulce, además se usarán tres

concentraciones de de levadura y tres concentraciones de azúcar,

6.2 MATERIAL DE CAMPO

Libreta de apuntes

Cámara fotográfica digital

Marcadores.

Etiquetas.

6.3 MATERIALES DE OFICINA

Calculadora

Computadora

Flash memory

Impresora

Papel de impresión

Libretas

Esferos

Escritorio

Sillas

6.4 EQUIPOS E INSTRUMENTOS DE LA PLANTA

Descremadora

Balanza analítica

Termómetro

Brixómetro

Lactodensímetro

31

6.5 MATERIAL DE LA PLANTA

Baldez

Recipientes plásticos

Fundas de empaque

Materiales de limpieza (jabón, detergente, escobas)

6.6 ADITIVOS

Levadura

Azúcar

6.7 MATERIAL DE LABORATORIO

Mechero Búnzen

Estufa o Incubadora Marca Mermeck

Contador de colonias

Pipetas de 10 ml. – 1 ml

Probeta plástica 500 ml

Placas 3M

6.8 Reactivos

Agua Destilada

Alcohol comercial 80 %

Hidróxido de Sodio 0.1 N

Fenolftaleína

Azul de metileno

Agua esterilizada

6.2 METODOS

32

6.2.1 UBICACIÓN DEL EXPERIMENTO

El presente trabajo de investigación se realizara en la Planta de frutas y hortalizas

particularmente en el equipo de destilación de la Facultad de Ciencias Agropecuarias,

Recursos Naturales y del Ambiente, ubicado en el sector de Av Ernesto Cheguevara y Av.

Gabriel Secaira; en la Escuela de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Estatal de

Bolívar.

6.2.2 SITUACIÓN GEOGRAFICA Y CLIMÁTICA DE LA LOCALIDA

PARAMETRO VALOR

Cantón Guaranda

Provincia Bolívar

Universidad Estatal de Bolívar

Dirección Av. Ernesto Che Guevara s/n y

Av. Gabriel Secaira

Lugar experimental Planta de lácteos

Latitud 01°34'15"

Longitud 79°0'02"

Temperatura mínima 8°C

Temperatura media anual 13°C

Temperatura máxima 18°C

Humedad 75%

Fuente:Universidad Estatal de Bolívar. Laguacoto II (2003). Estación Meteorológica.

FACTORES EN ESTUDIO.

33

FACTOR CODIGO NIVELES

Porcentajes de Azúcar A a0= 21|°BRIX

a1=22°BRIX

a2 =23°BRIX

Porcentajes de levadura B b0=1%

b1= 2%

b2=3%

3.2.2. CARACTERÍSTICAS DEL EXPERIMENTO.

Factores de estudio = 2

Tratamientos= 9

Repeticiones= 3

Unidades experimentales= 27

Tamaño de muestra para laboratorio 5lts.

3.2.3 TRATAMIENTOS.

El experimento se desarrollará bajo un diseño de bloques al azar con arreglo factorial AXB

con tres repeticiones.

DESCRIPCIÓN DEL DISEÑO

34

Nro.

Tratamiento

Código DESCRIPCION O DETALLE

A

Porcentajes

AZUCAR

B

Porcentajes de

LEVADURA

1 a0b0

2 a0b1

3 a0b2

4 a1b0

5 a1b1

6 a1b2

7 a2b0

8 a2b1

9 a 2b2

3.2.4 TIPO DE DISEÑO EXPERIMENTAL.

El experimento se desarrollará bajo un diseño de bloques al azar con arreglo factorial AXB

con tres repeticiones, para lo cual se utilizará el siguiente modelo matemático.

Yijk = μ + Ai + Bj + (AB)ij + Σijk; Donde:

Yijk = Enésima respuesta experimental obtenido en el enésimo tratamiento

μ = promedio global para todos los tratamientos

Ai = efecto del factor A

Bj =efecto del factor B

(AB) ij =Efecto de la interacción AxB

Σijk = Efecto del error experimental

35

3.2.5. ANÁLISIS ESTADÍSTICO.

Para comparación si hay diferencias entre TRATAMIENTOS se aplicará el análisis de

varianza (ADEVA)

Cuadro No. 5

FUENTE DE VARIACION GRADOS DE LIBERTAD

Tratamientos n -1

A n - 1

B n - 1

AB (n-1)(n-1)

Error (n-1)(t-1)

Total (axbxn) -1

Esquema de Análisis de Varianza.

Para factores en estudio A x B prueba de tukey al 5%,

para promedios de tratamientos (A-18 ) prueba de tukey al 5%

Análisis económico en la relación beneficio / costo

3.3. MEDICIONES EXPERIMENTALES

Las mediciones experimentales se realizaran en el Laboratorio.

3.3.1. ACIDEZ.- según la norma INEN 341

3.3.2. METANOL .- según la norma INEN 347

3.3.3. CENIZAS -Según la Norma INEN 348

3.3.4. ALCOHOLES SUPERIORES.- SEGÚN LA NORMA INEN 345

3.4 DIAGRAMA DE FLUJO

OBTENCIÓN DE ALCOHOL A PARTIR DE LA FERMENTACIÓN DE LACTO

SUERO DULCE.

36

VII.- BIBLIOGRAFÍA

37

RECEPCIÓN

FILTRADO

FERMENTACIÓN

DESTILACIÓN

EMBOTELLADO

DESCREMADO

Corrección del mosto

1. ACERO BLANCO, A (2004). Microsoft Encarta Diccionario Enciclopédico.

2. BRUMME, H.:Z. Lebensmittelind. 1951, H.6 y 7, pág. 217 y 14 y siguientes.

3. DEMMLER, G.: Molkenverhefung nach dem walddhofverfahren. Milchwiss. 1950, H.1

4. DIETRICH, K. R.: Molkerei-ztg. 1949, Nº 48; - Z. Spiritusind.1944, Nº 18/22; Z,

Alkohol- Ind. 1949, Nº 12/13.

5. FAO, (1985). Manual Correspondiente a la Elaboracion de Quesos. Food Agricultural

Organizations. Pág. 81, 82, 83, 84, 85.

6. FAO/OMS, (2000). Manual de Elaboracion de Productos Lacteos. Food Agricultural

Organizations. Pág. 150, 156, 200.

7. . Instituto Nacional Ecuatoriano de Normalización (INEN), (1984). Normas INEN #

708 / 702-021, Quito Ecuador.

8. INVESTIGACIONES DE CERVECERÍA NACIONAL. Las levaduras. Quito ecuador.

1993

9. . JAMES, C.P. (1991). Manual de azúcar de caña, para fabricantes de azúcar de caña y

químicos especializados. Editorial Limusa; Primera Edición; Impreso en México. Pág.

205, 220

10. MADRID, V. (1999). Curso de Industrias Alimentarias. Tercera Edición. Pág. 223,

224, 225.

11. MUÑOZ, V. (2000). Tecnología de Productos Lácteos. Primera Edición; Argentina,

Pág. 110, 111, 112.

38

12. ORGANIZACIÓN MUNDIAL PARA LA AGRICULTURA Y LA

ALIMENTACIÓN, (1981). Manual de leche fluida. Módulo 4 Santiago de Chile Pág.

55 – 110.

13. . OSPINA, J. ALDANA, H. (1995). Diccionario Enciclopédico Terranova. España,

Tomo # 04. Pág. 185, 186, 187, 188.

14. SANTOS, A. (1987). Leche y sus Derivados. Trillas. (Reimpreso 2000) Pág. 27, 33, 34, 35,

36.

15. SOROA, J. (2002) “Haga el suero mas lucrativo”. España.

16. TETRA PAK, Enciclopedia Virtual (2002). Manual de Industrias de Lácteas, Pág. 101,

102, 103, 104.

17. VEISSERYRE, R. (1986). Lactología Técnica. Composición recogida, tratamiento y

transformación de la leche, Segunda edición española, Traducción de la tercera edición

francesa, Versión española de JESUS VENTANAS BARROSO, Editorial Acribia.

Zaragoza, España. Pág. 28, 29, 30, 31, 32

18. WILIAN G . WALTER. Microbiología general . segunda edición. Trad.por Fernando

colchero. Editorial continental. Mexico.1965

19. . http://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n_l%C3%A1ctica

20. (http://mx.geocities.com/avolaje/Bioenergetica_b1/respanaerobia_b1.html)

39

ANEXOS

ANEXO N°-1

UBICACIÓN DEL EXPERIMENTO.

40

ANEXO N°.- 2.

PRESUPUESTO

DESCRIPCIÓN VALOR

Documentos informativos y bibliografía $670,oo dólares

Materiales de escritorio $160,oo dólares

Transporte $300,oo dólares

Alimentación y alojamiento $700,oo dólares

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UEB

Comunicación $100,oo dólares

Internet $100,oo dólares

Impresión de documentos $340,oo dólares

Análisis de laboratorio de la materia prima $400,oo dólares

Análisis de laboratorio producto terminado $800,oo dólares

Análisis y tabulación de datos $450,oo dólares

Materias primas $350,oo dólares

Reactivos $450,oo dólares

Transcripciones $350,oo dólares

Gastos adicionales $570,oo dólares

TOTAL $5740,oo dólares

ANEXO N°.- 3.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

2009

2010

ACTIVIDADES 11 12 1 2 3 4 5 6I 7 8

Elaboración del anteproyecto x

Presentación del anteproyecto x

Aprobación del anteproyecto x

Defensa del anteproyecto X

Inicio de la Investigación X X

Toma de datos X X

Análisis e interpretación X X

Elaboración del primer borrador x

Predefensa x

Defensa de tesis x

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GLOSARIO

Acidez de la leche. El grado de acidez de la leche favorece la acción coagulante del cuajo,

siendo importante esta circunstancia en la elaboración de queso.

Acidez titulable. Es la acidez de la leche, expresada convencionalmente como contenido

de ácido láctico, y determinada mediante procedimientos normalizados.

Acido láctico. Acido graso procedente de la fermentación de la lactosa. Interviene

activamente en la formación de la cuajada al elevar la acidez de la leche.

Cenizas de la leche. Es el producto resultante de la incineración de los sólidos totales de la

leche.

Caseína. Materia orgánica coagula bajo el efecto del cuajo, aparece en una proporción del

6% en la leche de oveja y 4% en la leche de cabra y vaca.

Contenido de grasa de la leche. Es la cantidad expresada en porcentaje de masa, de

sustancias, principalmente grasas, extraídas de la leche mediante procedimientos

normalizados

Dornic. Porcentaje de ácido láctico que contiene la solución.

Densidad relativa. Es la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad del agua

destilada, consideradas ambas a una temperatura determinada.

Fermentación. Reacción química que se produce en la leche y durante el cual se desprende

gas.

Lactosa. Es un hidrato de carbono que se encuentra en la leche es el nombre que recibe el

azúcar de la leche. El color amarillento de la leche esterilizada se debe a que la lactosa ha

caramelizado la leche al ser sometida a altas temperaturas.

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Muestra. Es el conjunto de unidades de muestreo que se usa como información de la

calidad de un lote.

pH. Grado de acidez o alcalinidad de cualquier sustancia.

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