Tutor 1
Castro Moreno, Germán Andrés
Tutor 2
Noriega Valencia, Mario Andrés
Resumen
El descubrimiento de la capacidad prebiótica de los Galacto-oligosacáridos (GOS) y su reconocimiento por parte de la UE y la FDA, ha motivado a explorar el potencial de enzimas de diferentes fuentes para la producción de GOS en la industria alimentaria, principalmente para la prevención de enfermedades gastrointestinales y para el crecimiento selectivo de bacterias probióticas. En este proyecto se propuso elaborar y evaluar una bebida láctea fermentada con microorganismos probióticos y GOS. Para alcanzar este objetivo, inicialmente se realizó la evaluación experimental de la cinética enzimática de producción de GOS a partir de la enzima β-galactosidasa proveniente de Aspergillus oryzae, usando como factores la concentración inicial de lactosa (30%, 35% y 40% m/v ) y relación enzima/lactosa (R : 0.2, 0.4 y 0.6%), luego de este proceso se evaluó la cinética fermentativa de producción de ácido láctico y biomasa empleando la cepa probiótica L. acidophilus, con esta información se hizo la correlación de los parámetros del modelo enzimático mediante dos balances de reacción y correlación de la reacción fermentativa mediante el modelo de Monod, luego en base a los parámetros estimados se optimizó la concentraciones de GOS usando los valores iniciales como variables de decisión y finalmente se realizó una validación experimental de la producción de ácido láctico, carbohidratos y parámetros sensoriales de la bebida láctea elaborada, obteniendo como resultados de la reacción enzimática un mayor rendimiento (73.55g/L de GOS en un tiempo de 60 min) cuando se usó 40% de lactosa inicial y R: 0.2%; se obtuvo 1.2% de acidez y 5% p/p de biomasa luego de 26 h de reacción fermentativa y se evidenció una disminución de GOS en el transcurso de este proceso, adicionalmente se obtuvieron los parámetros correspondientes a las cinéticas enzimática y fermentativa y los siguientes valores óptimos: 40% de lactosa inicial, R:0.15%, 20 min de reacción enzimática y 17h de reacción fermentativa permitiendo así una menor disminución de los GOS en el proceso fermentativo. Finalmente se realizó la validación de los modelos obteniéndose un porcentaje de error de 19.7% y 0.0069% en el contenido de GOS de las reacciones enzimática y fermentativa respectivamente, lo cual permite concluir que se logró obtener una bebida láctea fermentada con un contenido de GOS de 2.9 g / porción de 200g, de tal forma que el consumo de dos porciones suple los valores diarios recomendados del prebiótico
Resumen en lengua extranjera 1
The discovery of the prebiotic capacity of Galacto-oligosaccharides (GOS) and their recognition by the EU and FDA have motivated to explore the potential of enzymes from different sources for GOS production in the food industry, mainly for the prevention of gastrointestinal diseases and for the selective growth of probiotic bacteria. This project proposed to develop and evaluate a fermented dairy drink with probiotic microorganisms and GOS. To achieve this goal, the experimental evaluation of the enzymatic kinetics of GOS production from the enzyme β -galactosidase from Aspergillus oryzae was initially performed, using as factors the initial lactose concentration (30%, 35% and 40% m/v) and enzyme/lactose ratio (R: 0.2, 0.4 and 0.6%), after this process the fermentative kinetics of production of lactic acid and biomass were evaluated using the probiotic strain L. acidophilus, with this information the correlation of the parameters of the enzyme model was made by two reaction balances and correlation of the fermenting reaction using the Monod model, then based on the estimated parameters were optimized concentrations of GOS using the initial values as decision variables and eventually an experimental validation of lactic acid production was performed, carbohydrates and sensory parameters of the processed dairy drink, obtaining as results of the enzymatic reaction a higher yield (73.55g/L of GOS in a time of 60 min) when 40% of initial lactose and R: 0.2% (0.2g/100g lactose) was used; it was obtained 1.2% acidity and 5% w/p biomass after 26 h of fermenting reaction and a decrease in GOS was shown over the course of this process, additionally the corresponding parameters for enzymatic and fermentation kinetics and the following optimal values were obtained: 40% of initial lactose, R: 0.15%, 20 min of enzymatic reaction and 17h of fermentation reaction thus allowing a lower decrease of GOS in the fermentation process. Finally, the validation of the models was carried out obtaining an error percentage of 19.7% and 0.0069% in the GOS content of the enzymatic and fermenting reactions respectively, which concludes that a fermented milk drink with a GOS content of 2.9 g / serving of 200g was obtained, so that the consumption of two servings supplements the recommended daily values of the prebiotic
Palabras clave
Galacto oligosacáridos, Cinética enzimática, Cinética fermentativa, Bebida láctea fermentada, β galactosidasa, Galacto oligosaccharides, Enzymatic kinetics, Fermentative kinetics, Fermented milk drink, β galactosidase
Tipo de documento
Trabajo de grado - Pregrado
Licencia Creative Commons
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Fecha de elaboración
2020
Programa académico
Ingeniería de Alimentos
Facultad
Facultad de Ingeniería
Citación recomendada
Amaya Cetina, Y. P., & Téllez Guevara, S. Y. (2020). Modelación de la síntesis de Galacto-oligosacáridos (GOS) en la elaboración de una bebida láctea fermentada simbiótica utilizando β-galactosidasa. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_alimentos/394
Publisher
Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería de Alimentos