Vol 2 No 1 2017 – 6
INVESTIGACIÓN
Elaboration of a bioprepared with probiotic effect from a mixed culture of lactic bacteria and yeasts
Elaboración de un biopreparado con efecto probiótico a partir de un cultivo mixto de bacterias lácticas y levaduras
Miranda Yuquilema J.E.1*, Marin Cárdenas A1, Baño Ayala D2.
Available from: http://dx.doi.org/10.21931/RB/2017.02.01.6
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ABSTRACT
The use of bacteria as beneficial biological agents being used as food ingredients or as active components of food supplements dates back to the early 1900s. The objective of this study was elaboration a bioprepared whit probiotic effect from a mixed culture of lactic bacteria and yeasts. The bioprepared substrate contained 57.5% orange vinasse and 30% Sugar cane molasses. The strains L acidophillus, L bulgaricus, S thermophillus, Kluyveromyces fragilis L-4uclv and Saccharomyces cerevisiae, it was grown in sterilized milk. Were in oculated 12.5% in the substratum molasses-vinasse. Finally incubated during 24h at 37ºC. The results of the biopreparation was 18% Dry matter, 3.3% ash, 19% Crude protein, 12% True protein and 3.2% Ether extract. The microorganism counts were 9×109 cfu/mL, 0.75% organic acids and 95% viability was. Color was, in the CIELab* system: L*31.85, a*11.48, b*24.52, C*27.08 and H64.91, similar to the HTML code #61382B. pH initial was 4.4 and after 72h it was established in 3.86 the value maintained for 90 d, at a temperature 12 ±2ºC. There were no differences in physical characteristics. The parameters bromatology and microbiology there was difference (P<0.05). The results showed that by-products as vinasse and molasses are good and economic substrates feed for probiotic grow and obtain an acceptable probiotic for animal feed.
Key words: Bioprepared, Mixed crop, Molasses, Probiotic, Vinasse.
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RESUMEN
El uso de microorganismos benéficos adicionados en la alimentación viene desarrollándose desde los años 1900. El presente trabajo tiene el objetivo de elaborar un biopreparado a partir de un cultivo mixto de bacterias lácticas y levaduras. El sustrato del biopreparado contenía 57,5% vinaza de naranja y 30% melaza de caña de azúcar. Las cepas L acidophillus, L bulgaricus, S thermophillus, Kluyveromyces fragilis L-4uclv y Saccharomyces cerevisiae se cultivó en leche esterilizada. Posteriormente se inoculó el 12,5% en el sustrato melaza-vinaza. Finalmente se incubó a 37ºC por 24 h. Los resultados del biopreparado fue 18% Materia seca, 3,3% Ceniza, 19% Proteína cruda, 12% Proteína verdadera y 3,2% Extracto etéreo. La concentración microbiana 9×109 UFC/mL, 0,75% ácido láctico y 95% viabilidad. Color mediante CIELab* System: L*31,85; a*11,48; b*24,52; C*27,08 y H64,91 y similar al código HTML # 61382B. El pH inicial del biopreparado fue 4.4, transcurrido 72 h se estabilizó en 3,86 manteniendo ese valor hasta 90 días pos elaborado a 12 ±2ºC. No hubo diferencia en las características físicas, pero si se mostraron diferencias (P<0,05) en los parámetros bromatológicos y microbiológicos. Los resultados mostraron que los subproductos agroindustriales como la vinaza y la melaza son buenos y económicos para desarrollar biopreparado y obtener un probiótico aceptable para la alimentación animal
Palabras claves: Biopreparado, Cultivo Mixto, Melazas, Probiótico, Vinazas.
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INTRODUCCIÓN
Los biopreparados probióticos han sido elaborados con uno o varios tipos de microorganismos.6 Esos biopreparados se utilizan como suplementos dietéticos en la producción animal.3 Algunos estudios reportan las bondades que presentan los biopreparados, tales como reducción de los enteropatógenos, favorecen cambios en la mucosa intestinal y mejoran el comportamiento productivo con raciones bajas en proteínas.13 Han sido, además, promotores de crecimiento, estimuladores del sistema inmune y correctores del balance de la población microbiana.5 El presente trabajo tuvo como objetivo elaborar un biopreparado a partir de un cultivo mixto de bacterias lácticas y levaduras desarrollas en el sustrato melaza-vinaza.
MATERIALES Y MÉTODOS
El trabajo experimental se realizó en el Laboratorio bromatológico y microbiológico de la Facultad de Ciencias, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo y Laboratorio de microbiología, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Cuba.
Característica de la materia prima
Vinaza naranja: Materia seca (MS), Ceniza (Cz), Proteína cruda (PC), Proteína verdadera (PV) de 20; 2,5; 19 y 10% v/v respectivamente, pH 3,56. Melaza: MS, PC, PV, Cz: 85; 2,7; 0,8 y 1,1% v/v, pH 5,8 y grados Brix 72%.
Selección y activación de las cepas
Las cepas seleccionadas para la obtención del biopreparado fue: Kluyveromyces fragilis (L-4 UCLV) proveniente del Banco de Microorganismos de la Universidad Central de Las Villas, Santa Clara, Villa Clara, Cuba y cuatro cepas ATCC (American Type Cultures Collection, USA), L acidophilus, L bulgaricus, S thermophilus y Saccharomyces cerevisiae. Las cepas, en formato liofilizados, fueron activadas individualmente en 120 mL de caldo soya triptona a 37 ºC para el caso de bacterias y 30 ºC para las levaduras, en una estufa con zaranda 60 rpm durante 6 h. Seguidamente fueron cultivadas en placa con medio de cultivo Agar MRS y Nutritivo para L. acidofilo, L bulgaricus y S. thermophilus, respectivamente. Para las levaduras fueron utilizadas Agar Sabouraud. Los lactobacillus fueron cultivados en condiciones anaerobias utilizando jarra GasPak Plus™.
Obtención de la biomasa
Las cepas L. acidophilus, L. bulgaricus y S thermophilus. S cerevisiae y K fragilis L-4 UCLV fueron inoculados con 5 mg cada uno (balanza analítica, Radwag» AS 220/3Y). La mezcla de estos cultivos fue inoculada en 250 mL de leche descremada a 30 ± 2 ºC y se incubó a 37 ºC durante 24 h. Se realizó recuento inicial en placa para verificar viabilidad de las cepas.
Obtención de los Biopreparados
En un sustrato de 300 g (30%) melaza de caña de azúcar estéril y 875 mL (57,5%) de vinaza de naranja, homogenizado a 150 rpm en un agitador magnético (JOAN o OEM MS001) a 30 ºC durante 10 min, se inocularon 125 mL (12,5 %) de biomasa previamente obtenidas. Tras la incubación a 37ºC durante 24 h, se tomaron muestras del biopreparado para la caracterización. Dicho procedimiento se repitió por 5 veces.
Caracterización física y química de los Biopreparados
Color sistema CIELab* se midió con un colorímetro (CR-400, Konika Minolta) y también se comparó con código HTML, el sabor y el olor fueron evaluados por los sentidos sensoriales del investigador. La determinación de PC y PV se realizó siguiendo la metodología de normas INEN.7 MS, Cz y extracto etéreo (EE), mediante la metodología descrita por AOAC.2
Determinación microbiológica
El recuento celular, viabilidad, y ácido láctico se midieron siguiendo las técnicas descritas por Sourav y Arijit,12 Marin,9 y Rodríguez10 respectivamente. El biopreparado fue inoculado en 50 mL de suero fisiológico e incubado por 24 h a 37ºC. Posteriormente se centrifugaron las muestras (BD DYNAC™ III) a 600 rpm por 5 min. Así mismo se prepararon diferentes concentraciones hasta la escala 0,5 del esquema MacFarland para la viabilidad, utilizando la técnica descrita por Rodríguez.9
Valoración económica
No se tuvieron en cuenta los gastos de salario, energía, amortización por ser iguales. Los costos de la materia prima fueron recomendados por Ministerio de Agricultura Ganadería Acuicultor y pesca.5, 4
Análisis Estadístico
Se utilizó un diseño completamente aleatorizado, con el empleo del paquete estadístico Statgraphic plus v 15.1 para Windows (Company, City, EEUU). En el caso de los conteos de microorganismos, los datos se transformaron según logx para garantizar la normalidad de varianza.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
No se observaron cambios en las características físicas del biopreparado durante el tiempo de conservación (tabla 1).
Tabla 1. Características físicas del biopreparado
Similares resultados fueron presentados en melaza de caña más leche fermentada, 10 suero de leche más melaza5 y en levadura de torula más melaza.11 Durante el tiempo de conservación se presentaron cambios (P<0,05) en los parámetros de MS, PC y PV, (ver tabla 2).
Tabla 2. Parámetros bromatológicos del biopreparado.
Similares resultados fueron reportados por Jurado et al.8 Los resultados obtenidos en el presente estudio son coincidentes con los reportados por otros autores.13, 1 y 3
Los resultados obtenidos en cuanto a las características microbiológicas se reflejan en la tabla 3. La media de la concentración microbiana se mantuvo en 9×109 (UFC/mL) hasta el final del experimento. La viabilidad, la concentración de ácido láctico y el pH se redujeron (P<0,05) a los 90 días con relación con la etapa inicial. Resultados semejantes a los nuestros fueron reportados por otros autores.12, 8
Tabla 3. Característica microbiológica del biopreparado.
Se elaboró 10 L del biopreparado, cantidad suficiente para tratar a mil lechones, al suplementar 1 mL/animal cada tres días en la etapa neonato y crías.10 Esto pudiera significar el ahorro de aproximadamente de $ 293,50, por sustitución de antibióticos por probióticos (datos no mostrados en la tabla)
CONCLUSIONES
Es factible producir un biopreparado con efecto probiótico a partir de cultivos mixtos de bacterias y levaduras desarrollados en melaza de caña de azúcar y vinaza de naranja, conservados durante 90 días.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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3. Ayala L., García-Hernández Y., Savón L.L., Boucourt R., Castro M., Herrera M. (2014). Actividad probiótica de Lactobacillus pentosus en cerditos destetados. Revista Computadorizada de Producción Porcina. 21 (3). 130-133. URL:http://www.iip.co.cu/RCPP/213/213_artLAyala.pdf
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8. INEN 0016 (1984). Control Microbiológico de los Alimentos. Quito. Ecuador. URL: https://law.resource.org/pub/ec/ibr/ec.nte.0016.1984.pdf
9. Jurado H., Ramírez C., Martínez J. (2013). Evaluación in vivo de Lactobacillus plantarum como alternativa al uso de antibióticos en lechones. Rev. MVZ Córdoba, 18, 3648-3657. URL:http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=69329148008
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Recibido: diciembre 2016
Aprobado: febrero2017
Miranda Yuquilema J.E.1*, Marin Cárdenas A1, Baño Ayala D2.
1Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Cuba. 2 Escuela Superior Politécnica De Chimborazo. Ecuador
Autor de correspondencia: efra_miranda@outlook.com
Vol 9 No 2 2024
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