EP Ingeniería Agroindustrial

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Co-microencapsulación de Lactobacillus plantarum ATCC 14917 y hierro como estrategia para mejorar la bioaccesibilidad de este micronutriente.
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Jimenez Ramirez, Alexander; Memenza Zegarra, Miriam Estela
Evalúa el efecto de la co-microencapsulación del probiótico y hierro sobre la bioaccesibilidad de este micronutriente y la viabilidad de Lactobacillus plantarum ATCC 14917 en condiciones de almacenamiento y gastrointestinales simuladas. La microencapsulación se realizó por el método de extrusión, utilizando alginato y quitosano como material de pared. Se determinó la mejor concentración de alginato, quitosano y hierro que maximiza la eficiencia de encapsulación (EE) del probiótico y hierro en un diseño factorial completo 23. A partir del tratamiento con las concentraciones óptimas, se hizo una reformulación con la adición de la maltodextrina, las cuales se microencapsularon mediante extrusión y secado por aspersión. Estas nuevas formulaciones se caracterizaron mediante Microscopía Electrónica de Barrido y Espectroscopia Infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR). También, se evaluó la viabilidad de L. plantarum ATCC 14917 a 24°C y 4°C durante 4 semanas de almacenamiento y su viabilidad en condiciones gastrointestinales simuladas. Asimismo, se evaluó el perfil de liberación del hierro y su bioaccesibilidad en condiciones gastrointestinales simuladas. La mayor EE de L. plantarum ATCC 14917 y hierro fue 98.88% y 87.13%, respectivamente. El alginato 2%, quitosano 1% y hierro 5% maximizaron la EE de L. plantarum ATCC 14917 y hierro. La microencapsulación de L. plantarum ATCC 14917 con la maltodextrina mejoró la viabilidad del probiótico durante el almacenamiento y en condiciones gastrointestinales simuladas. Las microcápsulas obtenidas mediante secado por aspersión presentaron la mayor y más rápida liberación del hierro en condición gástrica (85- 98%) e intestinal (51.67%), asimismo una mayor bioaccesibilidad (74.13%). La liberación del hierro microencapsulado se ajustó mejor al modelo Higuchi, lo cual está gobernado por el fenómeno de transporte por difusión. La co-microencapsulación de L. plantarum y hierro por el método de secado por aspersión con maltodextrina tiene un gran potencial en la producción de alimentos funcionales que contengan bacterias probióticas viables y permitan la liberación oportuna de hierro con mayor bioaccesibilidad, brindando así beneficios para la salud.
Elaboración de microcápsulas de Lactobacillus plantarum ATCC 14917 para su aplicación en piensos para pollos de engorde
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Bazán Cortegana, Juan Julihno; Memenza Zegarra, Miriam Estela
La presente investigación tuvo como objetivo desarrollar microcápsulas de Lactobacillus plantarum ATCC 14917 que incremente la supervivencia de la bacteria durante el proceso de extrusión en la elaboración de piensos para pollos de engorde y durante el almacenamiento del alimento funcional, para ello se llevó a cabo la microencapsulación de la bacteria probiótica por el método de extrusión ,utilizando los polímeros alginato y quitosano, y maltodextrina como prebiótico. Las pruebas de microencapsulación se realizaron mediante un diseño factorial completo 2^3 con dos puntos centrales para determinar la mejor combinación de alginato de sodio (2.5 y 3.5% (P/V)), quitosano (0.5 y 1% (P/V)) y maltodextrina (5% y 15%(P/V)) que incremente la eficiencia de encapsulación de la bacteria probiótica mediante el conteo del número de células viables expresado en UFC/g. Posteriormente, se determinó la supervivencia de L. plantarum ATCC 14917 incorporado extruido después de ser sometido al proceso del horneado a 160°C por 5 min y un secado a 42°C en un secador de bandeja hasta 12% de humedad. De igual manera, se determinó la viabilidad de la bacteria probiótica durante el almacenamiento a temperatura ambiente mediante el recuento de células viables expresado en UFC/g. La calidad microbiológica del extruido se determinó a través del número de mohos y levaduras mediante el método del recuento en placa. Se evaluó la mejor concentración de alginato, quitosano y maltodextrina para la elaboración de microcápsulas probióticas, obteniendo una eficiencia de encapsulación de L. plantarum ATCC 14917 entre el 95.55 ± 6.03% y 103.92 ± 1.69% sin diferencia significativa entre los resultados obtenidos. El porcentaje de supervivencia de L. plantarum ATCC 14917 después del proceso de extruido fue del 43.55 ± 3.03% con una concentración de 10^4 UFC/g. El porcentaje de supervivencia de L. plantarum ATCC 14917 inmovilizadas en microcápsulas después del almacenamiento fue de 98.09 ± 6.51% con una concentración de 10^4 UFC/g. En conclusión, la microencapsulación de L. plantarum ATCC 14917 representa una alternativa prometedora para el desarrollo de alimentos funcionales en la industria avícola, contribuyendo a la mejora de la salud animal, combatiendo la resistencia a los antibióticos y optimizando la sostenibilidad en la producción de alimentos.
Elaboración de panes fortificados con microcápsulas de bacterias probióticas y hierro
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Rojas Espinoza, Grecia Adriana; Memenza Zegarra, Miriam Estela
Elabora panes pita fortificados con microcápsulas de Lactobacillus plantarum ATCC 14917 y hierro con alginato de sodio, quitosano y maltodextrina que incremente la supervivencia de la bacteria probiótica durante el proceso de horneado y del almacenamiento para lo cual se realizó la co-microencapsulación de la bacteria probiótica y el hierro por el método de extrusión utilizando los polímeros alginato y quitosano. Las pruebas de co-microencapsulación se realizaron mediante un diseño factorial completo 23 con dos puntos centrales para determinar la mejor combinación de alginato de sodio (2.5 y 3.5% (P/V)), quitosano (0.5 y 1% (P/V)) y maltodextrina (5% y 15%(P/V)) que incremente la eficiencia de encapsulación de la bacteria probiótica mediante el conteo del número de células viables expresado en UFC/g. Así también, se realizó la evaluación de la eficiencia de encapsulación del hierro mediante la absorbancia en el espectrofotómetro UV/vis a una longitud de onda de 510 nm. Posteriormente, se determinó la supervivencia de L. plantarum ATCC 14917 incorporado en el pan pita después de ser sometido al proceso del horneado a 160°C por 5 min. De igual manera, se determinó la viabilidad de la bacteria probiótica durante el almacenamiento a temperatura ambiente mediante el recuento de células viables expresado en UFC/g. La calidad microbiológica del pan pita se determinó a través del número de mohos y levaduras mediante el método del recuento en placa, así como, el análisis sensorial (color, sabor y aceptabilidad general) mediante prueba triangular con escala hedónica por 15 panelistas semi entrenados pertenecientes a la Escuela de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Se evaluó la mejor concentración de alginato, quitosano y maltodextrina para la elaboración de microcápsulas probióticas, obteniendo una eficiencia de encapsulación de L. plantarum ATCC 14917 entre el 98.64 ± 0.04% y 105.06 ± 2.50 % sin diferencia significativa entre los resultados obtenidos. El porcentaje de supervivencia de L. plantarum ATCC 14917 después del horneado fue del 72.64 ± 0.63% con una concentración de 6.46 log (UFC/g). El porcentaje de supervivencia de L. plantarum ATCC 14917 inmovilizadas en microcápsulas después del almacenamiento fue del 71.17 ± 0.16%, con una concentración de 4.60 log10 (UFC/g). Los resultados microbiológicos indican nulo de crecimiento de mohos y levaduras. Los resultados de la prueba hedónica mostraron una aceptabilidad general promedio de 3.87±0.52 sobre 5, siendo el atributo principal otorgado al olor, seguido del sabor, color y por último aceptabilidad general. Estos resultados sugieren que la creación de productos alimenticios funcionales que integren probióticos y micronutrientes puede ser una estrategia efectiva para mejorar la salud pública, ya que la microencapsulación logró mantener una alta tasa de supervivencia de L. plantarum ATCC 14917, siendo una estrategia viable para la incorporación de probióticos en productos de panadería.
Evaluación de la capacidad antioxidante en galletas funcionales enriquecidas con harina de hojas de betarraga (Beta vulgaris)
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Valencia Fernandez, Lucy Lelys; Memenza Zegarra, Miriam Estela
Elabora galletas con harina de hojas de betarraga (Beta vulgaris) con capacidad antioxidante, calidad microbiológica y aceptabilidad a nivel sensorial. Para la obtención de la harina a partir de hojas de betarraga, se realizó el lavado, desinfección con hipoclorito de sodio 50 ppm durante 3 minutos, secado por convección forzada a 60°C durante 5 horas, seguido de la molienda y tamizado con mallas N°50 y N°125. Una vez obtenida la harina de hojas de betarraga, se formularon las galletas sustituyendo la harina de trigo en 5%, 10% y 15%, siendo estos los tratamientos T1, T2 y T3 respectivamente. Se determinó la capacidad antioxidante mediante el método DPPH (2,2-Difenil-1-Picrilhidrazilo) de la harina de hojas de betarraga, de los 3 tratamientos y de un tratamiento control T0 (galleta sin sustitución de harina de trigo). Los valores para capacidad antioxidante fueron, en harina de hojas de betarraga (0.42 mmol trolox/L), tratamiento T1 (0.31 mmol trolox/L), tratamiento T2 (0.32 mmol trolox/L), tratamiento T3 (0.42 mmol trolox/L) y el tratamiento control T0 (0.30 mmol trolox/L). El tratamiento T3 (15% de harina de hojas de betarraga) presentó una capacidad antioxidante significativa, al igual que la harina de hojas de betarraga, y a diferencia de los otros tratamientos, incluido el tratamiento control. Así, se determinó que el tratamiento T3 era la formulación más adecuada, y se continuó con el análisis de sus propiedades fisicoquímicas (pH, grados Brix y salinidad), análisis proximal (contenido de humedad, proteína, grasa, fibra cruda, cenizas y extracto libre de nitrógeno), calidad microbiológica (recuento de mohos y levaduras) y características organolépticas (color, olor, sabor y textura). El tratamiento T3 presentó un pH de 6.28, Grados Brix 2.9, salinidad 2.4, humedad 4.14%, proteína 10.16%, grasa 23.23%, fibra 2.09%, ceniza 2.21%, extracto libre de nitrógeno 58.17%. No se evidenció la presencia de mohos y levaduras, y obtuvo un calificativo sensorial de "ni me agrada ni desagrada". Los resultados de la investigación demostraron que la sustitución parcial de harina de trigo por harina de hojas de betarraga al 15% en la formulación de galletas genera un producto con capacidad antioxidante significativa, buena calidad microbiológica y moderada aceptación sensorial.
Evaluación de la capacidad de formación de biofilms de diferentes cepas de Listeria monocytogenes sobre acero inoxidable mediante microscopía de epifluorescencia directa
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2017) Cervantes Huamán, Brayan Roger Héctor; Memenza Zegarra, Miriam Estela
Evalúa la capacidad de formación de biofilm por diecisiete cepas de L. monocytogenes sobre una superficie de acero inoxidable a una temperatura de 30°C, alta humedad y en un periodo de siete días, mediante el uso de tres métodos de recuento como el sistema TEMPO®, recuento en placa y microscopía de epifluorescencia directa, además de comparar su eficacia en determinar el número de células presentes en el biofilm. La cepa con un mayor número de células presentes en el biofilm es L. monocytogenes CECT 5672 con un recuento de 2.17×10⁷ UFC/cm², evaluado por microscopía de epifluorescencia directa. Sin embargo, la evaluación por sistema TEMPO® y recuento en placa determinan que la mayor productora de biofilm es la cepa L. monocytogenes 4423 con recuentos de 4.70×10⁶ y 3.98×10⁶ UFC/cm², respectivamente. Los tres métodos coinciden en que la cepa con una menor producción de biofilm es L. monocytogenes CECT 911, obteniéndose recuentos de 5.98×10⁵, 5.59×10⁵ y 2.98×10⁶ UFC/cm² por sistema TEMPO®, recuento en placa y por microscopía de epifluorescencia directa, respectivamente. Los recuentos de las cepas de mayor producción de biofilm, mencionadas anteriormente, no presentan diferencias estadísticamente significativas (P > 0.05), en su mayoría, con los recuentos obtenidos por las otras cepas estudiadas. Sin embargo, sí se encuentran diferencias estadísticamente significativas (P < 0.05) entre la mayor y menor cepa productora de biofilm, en los tres métodos evaluados. Sin embargo, se encuentran diferencias significativas entre los recuentos obtenidos por estos dos métodos con los obtenidos por microscopía de epifluorescencia directa para todas las cepas, excepto L. monocytogenes R6 en la que su recuento por microscopía de epifluorescencia directa no presenta diferencias significativas (P > 0.05) con el recuento en placa. No se encuentra una relación directamente proporcional entre la producción de biofilm y el porcentaje de células viables. El modelo de regresión lineal es el más idóneo para relacionar los tres métodos. Finalmente, se concluye que todas las cepas estudiadas presentan diferentes capacidades para formar biofilm, y que el método que presenta las mayores ventajas en cuanto a su sensibilidad y rapidez para cuantificar células del biofilm es la microscopía de epifluorescencia directa.
Evaluación de la viabilidad de Lactobacillus plantarum ATCC 14917 microencapsulado con polímeros y prebióticos frente a condiciones de pasteurización, congelación y refrigeración para su aplicación en alimentos
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Mariño Sarmiento, Ronald; Tucto Soto, Efrain Hoolsen; Memenza Zegarra, Miriam Estela
La viabilidad de los probióticos se ve afectada luego de ser sometidos a condiciones de pasteurización, refrigeración y congelación. Por ello, se recurre a la microencapsulación como una opción para aumentar la viabilidad de los probióticos. El objetivo del presente trabajo es evaluar la viabilidad de Lactobacillus plantarum ATCC 14917 microencapsulada con diferentes concentraciones de alginato de sodio, quitosano, cloruro de calcio, prebióticos y tiempo de endurecimiento después de ser sometidos a tratamientos de pasteurización (72º C por 30 segundos), refrigeración (4º C por 1 mes) y congelación (- 20º C por 1 mes) para su aplicación en alimentos. En el análisis de optimización se determinó que los valores de eficiencia de microencapsulación, así como el porcentaje de supervivencia de L. plantarum ATCC 14917 a condiciones de pasteurización, refrigeración y congelación oscilaron entre 93.94 % - 99.12 %, 78.18% - 94.70%, 63.53% - 95.88% y 69.04% - 89.03% respectivamente; siendo las concentraciones óptimas: 2.5% alginato, 0.8% de quitosano y 1M de cloruro de calcio con un tiempo de endurecimiento de 30 min para la eficiencia de microencapsulación; 3.5% alginato, 0.8% quitosano y 1M cloruro de calcio con 60 min de endurecimiento para el pasteurizado; 3% alginato, 0.6% quitosano y 1.25M cloruro de calcio con 45 min de endurecimiento para el refrigerado y 2.5% alginato, 0.4% quitosano y 1.5M cloruro de calcio con 60 min de endurecimiento para el congelado. Por último, utilizando las concentraciones óptimas, se demostró que al añadir L. plantarum ATCC 14917 de forma microencapsulada en el jugo de mango, mayonesa y helado mejoró su viabilidad en un 21,72%, 22.96% y 4.90% respectivamente, en comparación a la forma libre. Por lo tanto, la microencapsulación de L. plantarum ATCC 14917 con alginato, quitosano y prebioticos mejoró su viabilidad luego de ser sometidos a condiciones de pasteurización, refrigeración y congelación aplicado en alimentos.
Obtención y caracterización de celulosa microbiana a partir de residuos de cogollo y rastrojo de caña de azúcar (Saccharum officinarum) utilizando cepas nativas de Acetobacter sp aisladas a partir de frutos nativos
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Llerena Calderón, Claudia María; Unocc Vargas, Carmen Thalia; Memenza Zegarra, Miriam Estela
Evalúa el uso de los residuos agroindustriales cogollo y rastrojo de caña de azúcar para la obtención de celulosa microbiana a partir del consorcio de microorganismos aislados previamente de frutos fermentados nativos y del té de kombucha. Por ello se realiza la evaluación de extracción de azúcares reductores a partir del cogollo y rastrojo de caña de azúcar en proporción (1:1) mediante pretratamiento físico y tratamientos químico con ácido sulfúrico al 1%, 3% y 5% (v/v) a 75 °C con una agitación constante de 300 RPM durante un periodo de 90 minutos. El análisis de varianza realizado al tratamiento químico no mostró diferencia significativa entre los tratamientos con ácido sulfúrico al 3 % y 5 % v/v. Los microorganismos del consorcio microbiano, así como levaduras del té de kombucha, fueron caracterizados mediante pruebas macroscópicas, microscópicas y bioquímicas. Se identificaron 131 cepas en total y, además, se aislaron 20 cepas del fermentado de kombucha. Posteriormente se evaluó el impacto de tres variables: la relación sólido-líquido del cogollo y rastrojo hidrolizado con ácido sulfúrico al 3 % v/v (1:6, 1:8 y 1:10 p/v), el porcentaje de etanol (0.1; 0.8 y 1.5 v/v), y la concentración del extracto de levadura (5; 10 y 15 g/L) sobre la producción de celulosa microbiana en base al diseño experimental Plackett Burman. Se concluye que el medio de cultivo alternativo elaborado a partir de residuos agrícolas cañeros, como el cogollo y rastrojo de caña de azúcar, demuestra ser eficiente al generar altos rendimientos de celulosa microbiana y contribuir significativamente a la reducción de los costos asociados a su producción. Además, la implementación de consorcios microbianos innovadores permite superar la dependencia de la caña de azúcar como cepa modelo predominante.
Resistencia de la bacteria prebiótica Lactobacillus plantarum ATCC 1407 microencapsulada y libre frente a condiciones de estrés simuladas relacionadas con la producción de alimentos
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Huaringa Olave, Allison Valeria; Choque Contreras, Brayan; Memenza Zegarra, Miriam Estela
Evalúa el efecto de diferentes condiciones de estrés comúnmente presentes en la elaboración de los alimentos sobre la viabilidad de Lactobacillus plantarum ATCC 1407 microencapsulada por el método de extrusión y libre in vitro cultivado en caldo MRS a 37 °C, 150 rpm por 24 h. Las condiciones evaluadas fueron diferentes niveles de temperatura 37°, 40° y 50°, presión osmótica (5, 7 y 10 % de NaCl) y estrés oxidativo (0.1 y 0.5 % de H2O2). Así también, se evaluó la cinética de crecimiento y tiempo de duplicación en cada condición evaluada. Los resultados obtenidos mostraron que la bacteria microencapsulada y libre sometidas a 37 y 40 °C presentaron una mayor tasa de crecimiento celular a diferencia de 50 °C, en el cual la bacteria microencapsulada tiene una disminución de células viables al 56.7 %, mientras que en la forma libre presentó una tasa específica de crecimiento celular tan solo del 0.3%. Por otro lado, el crecimiento de la bacteria en porcentajes de NaCl mayores al 5% presento una disminución del 66 %, mientras que, el crecimiento en condiciones oxidativas en porcentajes del 0.1 y 0.5 % de H2O2 tanto en la forma libre como la microencapsulada presentaron comportamiento lineal y constante en el tiempo. En comparación con la forma libre, la microencapsulación genera una protección de la bacteria para tener una mejor viabilidad y sea resistente, sin embargo, al estar aislada no está en un medio con nutrientes lo que también impide un mayor crecimiento a comparación con la forma libre. Se determinaron los valores de la función matemática utilizando el software Minitab, los ensayos son realizados por duplicado en ensayos independientes.

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