Vol. 37 Núm. 3 (2024): Revista ION
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Valorización de lactosuero ácido mediante procesamiento para su uso como sustrato en la fermentación láctica

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  • Juan Carlos González-Téllez,
  • Carlos Jesús Muvdi-Nova,
  • Claudia Milena Mantilla-Camacho
Juan Carlos González-Téllez
Universidad Industrial de Santander
Carlos Jesús Muvdi-Nova
Universidad Industrial de Santander
Claudia Milena Mantilla-Camacho
Centro de Atención al Sector Agropecuario - SENA
Resumen gráfico
DOI: https://doi.org/10.18273/revion.v37n3-2024002

Publicado 2024-11-28

Palabras clave

  • Subproducto,
  • Industria láctea,
  • Ácido láctico,
  • Esquema de procesamiento,
  • Sustrato

Cómo citar

González-Téllez, J. C. ., Muvdi-Nova, C. J., & Mantilla-Camacho, C. M. (2024). Valorización de lactosuero ácido mediante procesamiento para su uso como sustrato en la fermentación láctica. Revista ION, 37(3), 15–26. https://doi.org/10.18273/revion.v37n3-2024002

Derechos de autor 2024 Juan Carlos González Téllez, Carlos Jesús Muvdi Nova, Claudia Milena Mantilla Camacho

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Resumen

En Colombia, el lactosuero tiene un gran potencial para producir ácido láctico y sus derivados mediante fermentación. Además, podría contribuir al desarrollo de una industria emergente que aproveche los subproductos de la industria láctea y cubra un nicho de mercado que hoy en día depende principalmente de importaciones. En este trabajo de investigación, se estudió un esquema de valorización del lactosuero ácido (resultado de la producción de quesos hilados), basado en etapas de desproteinización, clarificación y concentración, para su uso en la fermentación láctica. Los resultados obtenidos en este estudio muestran una reducción del 40 % de la proteína (recuperada para otros usos), mientras que se obtuvo lactosuero concentrado hasta un Factor de Concentración Volumétrica (VCF) de 4, aumentando la concentración de lactosa y otros nutrientes. Se realizaron fermentaciones con lactosuero: entero (sin tratar), desproteinizado y concentrado (diluido a un VCF de 1 para la fermentación), para poder evaluar el efecto del grado de procesamiento en el rendimiento del bioproceso. Las fermentaciones con lactosa de grado reactivo se realizaron como referencia. Todos los medios evaluados presentaron un consumo completo de lactosa, con rendimientos de producto/sustrato (Yp/s) entre 0,77 ± 0,03 g/g y 0,92 ± 0,03 g/g para los medios con lactosuero, y 0,88 ± 0,04 g/g para el medio de referencia. En general, se observó que las fermentaciones con lactosuero alcanzaron una mayor productividad (entre 1,25 ± 0,21 y 1,65 ± 0,35 g/L/h) en comparación con 0,95 ± 0,35 g/L/h para el medio de referencia. El análisis estadístico, realizado mediante la prueba de Tukey, muestra que las etapas de procesamiento no afectan significativamente la conversión de lactosuero a lactato.

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Referencias

  1. Kötschau T, Vélez L, Echeverry J, Pulgarín J, López C, Suescún J, et al. Derivados lácteos: Contexto, tendencias y oportunidades del mercado de los derivados lácteos en Antioquia, [Documento del Clúster de Derivados lácteos de Antioquia]. Cámara de comercio de Medellín. https://onx.la/2b010
  2. Ganju S, Gogate PRA. Review on approaches for efficient recovery of whey proteins from dairy industry effluents. Journal of Food Engineering. 2017;215(1):84-96. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2017.07.021
  3. Gómez-Soto JA, Sánchez-Toro ÓJ. Production of galactooligosaccharides: Alternative for the use of whey. A review. Engineering and Development. 2019;37(1):129-157. https://doi.org/10.14482/inde.37.1.637
  4. Bosco F, Carletto R, Marmo L. An integrated cheese whey valorization process. Chemical Engineering Transactions. 2018;64(1):379-384. https://doi.org/10.3303/CET1864064
  5. Ahmad A, Banat F, Taher H. A review on the lactic acid fermentation from low-cost renewable materials: Recent developments and challenges. Environmental Technology and Innovation. 2020;20(1):101-138. https://doi.org/10.1016/j.eti.2020.101138
  6. Miller C, Fosmer A, Rush B, Mcmullin T, Beacom D, Suominen P. Industrial Production of Lactic Acid. Reference Module in Life Sciences. 2017;3(1):208-217. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-809633-8.09142-1
  7. De Oliveira RA, Komesu A, Vaz-Rossell CE, Maciel-Filho R. Challenges and opportunities in lactic acid bioprocess design - From economic to production aspects. Biochemical Engineering Journal. 2018;133(1):219-239. https://doi.org/10.1016/j.bej.2018.03.003
  8. Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE). Encuesta Anual Manufacturera (EAM), (2002-2017). Bogotá, Colombia. http://www.dane.gov.co/index.php/estadisticas-por-tema/industria/encuesta-anual-manufacturera-enam.
  9. Mora-Villalobos JA, Montero-Zamora J, Barboza N, Rojas-Garbanzo C, Usaga J, Redondo-Solano M, et al. Multi-Product Lactic Acid Bacteria Fermentations: A Review. Fermentation. 2020;6(1):23. https://doi.org/10.3390/fermentation6010023
  10. Coelho L, Sass DC, Avila-Neto PM, Contiero J. Evaluation of a new method for (L+) lactic acid purification, using ethyl ether. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 2020;26(1):101653. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2020.101653
  11. Eş I, Mousavi-Khaneghah A, Barba FJ, Saraiva JA, Santana AS, Hashemi SMB. Recent advancements in lactic acid production. A review. Food Research International. 2018;107(1):763-770. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.01.001.
  12. Cheison S, Kulozik U. Impact of the environmental conditions and substrate pre-treatment on whey protein hydrolysis: A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2017;57(2):418-453. https://doi.org/10.1080/10408398.2014.959115
  13. Vázquez-Puente F, Villegas A, Mosqueda-Frías PB. Precipitación de proteínas lactoséricas en función de la acidez, temperatura y tiempo, de suero producido en Comonfort, Guanajuato, México. Revista Venezolana de Ciencia y Tecnología de Alimentos. 2010;1(2);157-169. https://sites.google.com/site/1rvcta/v1-n2-2010/r5
  14. Duarte-Manchego PA, González-Téllez JC, Muvdi-Nova CJ. Evaluación de las proteínas hidrolizadas del lactosuero como fuente de nitrógeno en la fermentación láctica de la lactosa. rev. ion. 2019;32(2):15-27. https://doi.org/10.18273/revion.v32n2-2019002
  15. Muvdi-Nova CJ, Mora-García SA, Cáceres-Roa SA. Evaluating volume reduction of clarified acid bovine milk whey via falling film vacuum evaporation. Ciencia y Tecnología Agropecuaria (AGROSAVIA). 2021;22(1):e1241. https://doi.org/10.21930/rcta.vol22_num1_art:1241
  16. Tanguy G, Siddique F, Beaucher E, Santellani AC, Schuck P, Gaucheron F. Calcium phosphate precipitation during concentration by vacuum evaporation of milk ultrafiltrate and microfiltrate. LWT - Food Science and Technology. 2016;69(1):554-562. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2016.02.023
  17. Petrova P, Petrov K. Lactic acid fermentation of cereals and pseudocereals: Ancient nutritional biotechnologies with modern applications. Nutrients. 2020;12(4):1118. https://doi.org/10.3390/nu12041118
  18. Sauer M, Russmayer H, Grabherr R, Peterbauer CK, Marx H. The efficient clade: Lactic acid bacteria for industrial chemical production. Trends in Biotechnology. 2017;35(8), 756-769. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2017.05.002
  19. Ríos-Castro A. Caracterización del proceso de obtención y separación de ácido láctico a partir de lactosuero usando tecnología de membranas (Master’s Thesis). Querétaro, México: Universidad Autónoma de Querétaro; 2011. Repository http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/607
  20. García CM, Arrázola W, Villalba M. Production of lactic acid from whey supplemented using Lactobacillus casei. Biotechnology in the Agricultural and Agro-industrial Sector. 2013;11(1):136-143.
  21. Mccabe W, Smith JC, Harriott P. Unitary operations in chemical engineering. 7 ed. España: McGraw-Hill Interamericana de España; 2007.
  22. AOAC. Official Method 990.19, Dry Matter. In: Official Methods of Analysis. 17th ed. Gaithersburg, MD: AOAC International; 2000.
  23. AOAC. Official Method 991.20, Protein. In: Official Methods of Analysis. 17th ed. Gaithersburg, MD: AOAC International; 2000.
  24. AOAC. Official Method 2000, Fat. In: Official Methods of Analysis. 17th ed. Gaithersburg, MD: AOAC International; 2000.
  25. AOAC. Official Method 923.03, Ash. In: Official Methods of Analysis. 17th ed. Gaithersburg, MD: AOAC International; 2000.
  26. Nielsen EN, Merkel A, Yazdi SR, Ahrné L. The effect of acid whey composition on the removal of calcium and lactate during electrodialysis. International Dairy Journal. 2021;117(1):e104985. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2021.104985
  27. Riera-Rodríguez FA, González P, Muro C. Whey cheese: Membrane technology to increase yields. Journal of Dairy Research. 2016;83(1):96-103. https://doi.org/10.1017/S0022029915000679
  28. Shuler M, Kargi F. Bioprocess Engineering: Basic Concepts. 2 ed. USA: Prentice Hall; 2000.
  29. Büyükkileci A, Harsa S. Batch production of L(+) lactic acid from whey by Lactobacillus casei (NRRL B-441). Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2004;79(9):1036-1040. https://doi.org/10.1002/jctb.1094