Resumen
En el laboratorio de Biotecnología de la Escuela Superior Politécnica de Chim-
borazo, se caracterizó la proteína microbiana obtenida a partir de la mezcla suero
lácteo, cáscara de maracuyá (Passiflora edulis) y banano maduro (Musa paradi-
siaca), mediante fermentación en estado sólido (FES). Los tratamientos se asig-
naron bajo un diseño completamente al azar, con arreglo factorial de 4x4 y tres
repeticiones. Los factores fueron: suero lácteo (SL) (0, 5, 10 y 15 %) y Tiempo
de Fermentación (TF) (0, 12, 24 y 36 h). Se evaluó los indicadores bromatológi-
cos, pH, nitrógeno amoniacal (NH3), ácidos grasos volátiles (AGVs), y conteo
de levaduras. El pH se incrementó a medida que se incluyó el SL, entre 4.9 y 5.6,
sin embargo con el (TF), el valor difiere significativamente en los tratamientos
(P ≤ 0.001). El número de levaduras incrementaron significativamente (P<
0.001), en los tratamientos 10 y 15 % de SL, con respecto al control. Existió una
relación significativa (P<0.001), entre la producción de AGVs y el TF, el trata-
miento que presentó la mayor producción de AGVs fue el tratamiento al 15 %
SL a las 24 h con 13.33 meq/L. La fibra cruda (FC) disminuyó (P ≤0.0001) con
el nivel creciente de SL. La proteína verdadera (PV) aumentó (P ≤ 0.0001), a
medida que se incrementa el nivel de SL y el TF en cada tratamiento. La inclu-
sión hasta un 15 % de SL sobre cáscara de maracuyá y banano maduro permitió
obtener los mejores indicadores fermentativos y bromatológicos en la produc-
ción de proteína microbiana
Palabras clave: residuos agroindustriales, fermentación sólida, proteína micro-
biana.
Caracterización de proteína microbiana obtenida a partir de residuos
agroindustriales
Characterization of microbial protein obtained from agro-industrial waste
Abstract
Microbial protein was characterized in the Biotechnology laboratory of the
Polytechnic School of Chimborazo (Escuela Superior Politécnica de Chimbora-
zo). This was obtained from a mixture of whey, passion fruit peel (Passiflora
edulis), and ripe banana (Musa paradisiaca), using solid state fermentation
(SSF). Treatments were allocated under a completely randomized design, with a
4x4 factorial arrangement and three repetitions. Factors were: whey (0, 5, 10 and
15 %) and fermentation time (FT) (0, 12, 24, and 36 h). Food indicators, pH,
ammonia-nitrogen (NH3), volatile fatty acids (VFA), and yeast count were
assessed. The pH increased as whey was added, between 4.9 and 5.6, however,
regarding fermentation time, the value differs significantly across treatments (P
≤ 0.001). The number of yeast cells increased significantly (P< 0.001) in
treatments with 10 and 15 % whey with respect to the control. There was a signi-
ficant relation (P<0.001) between VFA production and FT. The treatment with
the highest VFA production was the one with 15% whey at 24 h with 13.33
meq/L. Crude fiber (CF) decreased (P ≤0.0001) with the increasing levels of
whey. True protein (TP) increased (P ≤ 0.0001) as whey and FT levels increased
in each treatment. Adding up to 15% of whey on the passion fruit peel and ripe
banana enabled the obtaining of better food and fermentation indicators during
microbial protein production.
Key words: Agroindustrial residues, solid fermentation, microbial protein.
Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº2- (Pag 131-145)
Recibido: 01 de febrero de 2015
Recibido en forma corregida: 12 de julio de 2015
Aprobado: 10 de agosto de 2015
Ana Lucia Chafla , Juan M. Espín , Margarita Jara , Sonia E. Peñafiel ,
Universidad Estatal Amazónica, UEA. Puyo - Ecuador
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo ESPOCH. Riobamba – Ecuador
achafla@uea.edu.ec; jespin@uea.edu.ec
1
1
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Caracterización de proteína microbiana obtenida a partir de residuos agroindustriales 132
Resumen
En el laboratorio de Biotecnología de la Escuela Superior Politécnica de Chim-
borazo, se caracterizó la proteína microbiana obtenida a partir de la mezcla suero
lácteo, cáscara de maracuyá (Passiflora edulis) y banano maduro (Musa paradi-
siaca), mediante fermentación en estado sólido (FES). Los tratamientos se asig-
naron bajo un diseño completamente al azar, con arreglo factorial de 4x4 y tres
repeticiones. Los factores fueron: suero lácteo (SL) (0, 5, 10 y 15 %) y Tiempo
de Fermentación (TF) (0, 12, 24 y 36 h). Se evaluó los indicadores bromatológi-
cos, pH, nitrógeno amoniacal (NH3), ácidos grasos volátiles (AGVs), y conteo
de levaduras. El pH se incrementó a medida que se incluyó el SL, entre 4.9 y 5.6,
sin embargo con el (TF), el valor difiere significativamente en los tratamientos
(P ≤ 0.001). El número de levaduras incrementaron significativamente (P<
0.001), en los tratamientos 10 y 15 % de SL, con respecto al control. Existió una
relación significativa (P<0.001), entre la producción de AGVs y el TF, el trata-
miento que presentó la mayor producción de AGVs fue el tratamiento al 15 %
SL a las 24 h con 13.33 meq/L. La fibra cruda (FC) disminuyó (P ≤0.0001) con
el nivel creciente de SL. La proteína verdadera (PV) aumentó (P ≤ 0.0001), a
medida que se incrementa el nivel de SL y el TF en cada tratamiento. La inclu-
sión hasta un 15 % de SL sobre cáscara de maracuyá y banano maduro permitió
obtener los mejores indicadores fermentativos y bromatológicos en la produc-
ción de proteína microbiana
Palabras clave: residuos agroindustriales, fermentación sólida, proteína micro-
biana.
Introducción
A nivel mundial, la preocupa-
ción por el aprovechamiento de
residuos ha tomado gran fuerza entre
la comunidad científica y sobre todo a
nivel industrial, donde los procesos de
transformación generan subproductos
que pueden ser útiles en otras activi-
dades. De hecho, estudios recientes
han demostrado que las cáscaras de
frutas poseen excelentes característi-
cas en su composición química, valor
Introduction
Worldwide, concern about the
use of waste has become a main issue
among the scientific community and
especially in the industrial sector,
where transformation processes
generate by-products which can be
useful in other activities. As a matter
of fact, recent studies have shown
that fruit peel have excellent charac
teristics regarding their chemical
Abstract
Microbial protein was characterized in the Biotechnology laboratory of the
Polytechnic School of Chimborazo (Escuela Superior Politécnica de Chimbora-
zo). This was obtained from a mixture of whey, passion fruit peel (Passiflora
edulis), and ripe banana (Musa paradisiaca), using solid state fermentation
(SSF). Treatments were allocated under a completely randomized design, with a
4x4 factorial arrangement and three repetitions. Factors were: whey (0, 5, 10 and
15 %) and fermentation time (FT) (0, 12, 24, and 36 h). Food indicators, pH,
ammonia-nitrogen (NH3), volatile fatty acids (VFA), and yeast count were
assessed. The pH increased as whey was added, between 4.9 and 5.6, however,
regarding fermentation time, the value differs significantly across treatments (P
≤ 0.001). The number of yeast cells increased significantly (P< 0.001) in
treatments with 10 and 15 % whey with respect to the control. There was a signi-
ficant relation (P<0.001) between VFA production and FT. The treatment with
the highest VFA production was the one with 15% whey at 24 h with 13.33
meq/L. Crude fiber (CF) decreased (P ≤0.0001) with the increasing levels of
whey. True protein (TP) increased (P ≤ 0.0001) as whey and FT levels increased
in each treatment. Adding up to 15% of whey on the passion fruit peel and ripe
banana enabled the obtaining of better food and fermentation indicators during
microbial protein production.
Key words: Agroindustrial residues, solid fermentation, microbial protein.
Chafla et al 133
Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 2
nutritivo y palatabilidad (Rodríguez et
al., 2001).
Sin embargo, los residuos
generados en las transformaciones
agroindustriales y por pérdidas post-
cosecha en Ecuador, aún no han sido
aprovechados eficientemente, en
parte, por su valor desconocido y,
sobretodo, por la falta de métodos
apropiados para la preparación y
caracterización de sustancias de
mayor valor agregado con la suficien-
te calidad e inocuidad como para ser
usadas en procesos alimenticios.
La estrategia de valorización
de tales residuos debe contemplar una
serie de criterios adicionales, tales
como el calendario y volumen de
producción, localización de las áreas
que los generan, relación con las
zonas de mayor consumo potencial y
coste del transporte.
La agroindustria ecuatoriana
genera una enorme masa de subpro-
ductos, algunos de ellos son arrojados
a vertederos a cielo abierto, convir-
tiéndose en focos de contaminación
por su elevado contenido de materia
orgánica. Los subproductos generados
son principalmente residuos de mata-
dero, suero de leche, desechos agríco-
las, así como desperdicios de la indus-
tria de pulpas y mermeladas.
composition, nutritional value and
palatability (Rodríguez et al., 2001).
However, waste generated
from agro-industrial transformations
and postharvest losses in Ecuador
have yet to be used efficiently, partly
because of their unknown value and
especially due to a lack of appropria-
te methods for the preparation and
characterization of substances with
greater added value with enough
quality and safety as to be used in
food processing.
The strategy for the recovery
of said waste must consider a number
of additional criteria, such as timing
and volume of production, location
of the generating areas, relation to
the areas of higher potential
consumption, and transportation
costs
Ecuadorian agro-industry
produces an enormous mass of
by-products, some of them are
thrown into open dumps, thus beco-
ming sources of pollution due to the
high organic matter content. By-
products are mainly generated from
whey, agricultural, slaughterhouse,
and pulp and jam waste
Caracterización de proteína microbiana obtenida a partir de residuos agroindustriales134
En la actualidad, esta ingente
biomasa de subproductos representa
un importante problema ambiental
para los productores, con doble
incidencia en la sanidad ambiental y
economía, lo que provoca cuantiosos
recursos económicos para minimizar
los efectos.
Por otra parte, existe gran
interés de ganaderos y profesionales
del sector pecuario en incorporar
desechos y residuos agroindustriales
en la alimentación animal. Su utiliza-
ción se ha visto estimulada en los
últimos años debido al elevado costo
alcanzado por los insumos tradicio-
nalmente empleados, como también
por la modernización de los sistemas
de producción de carne.
La fermentación en estado
sólido (FES), es un proceso biotecno-
lógico para preservar o desarrollar
nuevos alimentos a partir de la utiliza-
ción de varios materiales ricos en
carbohidratos mediante el uso de
microorganismos. Las levaduras son
microorganismos unicelulares de
crecimiento vegetativo que, depen-
diendo de la especie, pueden utilizar
compuestos como las pentosas, metil
pentosas, azúcares, ácidos orgánicos,
polisacáridos e incluso compuestos
lignocelulósicos y casi todas las espe-
cies, con raras excepciones, utilizan
iones de amonio para la síntesis de
Nowadays, this enormous
biomass of by-products represent an
important environmental issue to
producers, affecting both the envi-
ronmental health and the economy,
which requires a large amount of
economic resources to reduce the
effects.
There is great interest from
ranchers and professionals of the
livestock sector to incorporate agro-
industrial waste into animal feeding.
Its use has been encouraged in recent
years due to the high price acquired
by the inputs used traditionally and
the modernization of meat produ-
ction systems
Solid state fermentation
(SSF) is a biotechnological process
to preserve and develop new food
from the use of various materials rich
in carbohydrates, this is achieved
using microorganisms. Yeast are
unicellular microorganisms of natu-
ral growth which, depending on the
species, can use compounds such as
pentoses, methyl-pentose, sugars,
organic acids, polysaccharides and
even lignocellulosic compounds, and
almost all species, with few excep-
tions, use ammonium ions for protein
synthesis. (Miller, 1977).
Chafla et al 135
Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 2
proteína (Miller, 1977).
Durante la FES de subproduc-
tos agroindustriales ricos en azúcares,
la energía de esos carbohidratos y la
urea como fuente de nitrógeno (N)
son utilizados para el crecimiento de
la microflora epifita de los subproduc-
tos, duplicándose la biomasa en 312 s,
lo que hace posible obtener un incre-
mento en la población de levaduras y
bacterias principalmente, aún en la
fase de secado, sin la utilización de
inóculo en el sistema (Valiño et al.,
1992).
En este trabajo se caracterizó
la proteína microbiana en un sistema
de fermentación en estado sólido
sobre los residuos de cáscara de mara-
cuyá y banano maduro enriquecida
con suero de leche en diferentes
concentraciones.
Materiales y Métodos
Recolección, transformación y
caracterización del maracuyá y
banano
Los subproductos de maracu-
yá (cáscara) y banano maduro entero
en mezcla (50:50), se obtuvieron de
los mercados de la ciudad de Riobam-
ba. Se recolectó diariamente 1 Kg de
cada subproducto durante una semana
en bolsas de polietileno y se conservó
During SSF of agro-industrial
by-products rich in sugars, the
energy of these carbohydrates and
urea as a source of nitrogen (N) are
used for epiphytic microflora growth
in by-products, doubling the biomass
in 312 s, which makes possible an
increase in the population of yeast
cells and bacteria during the drying
step without using an inoculum in the
system (Valiño et al., 1992).
In this study microbial
protein was characterized in a solid
state fermentation system on waste
from passion fruit peel and ripe
banana, enriched with whey at
various concentrations.
Materials and Methods
Collecting, Transformation
and Characterization of Passion Fruit
and Banana
Passion fruit (peel) and whole
ripe banana by-products in a (50:50)
mixture were obtained from markets
in Riobamba city. For one week 1 Kg
of each product was collected daily
in polyethylene bags and kept under
refrigeration. Later they were trans-
ferred under the same conditions to
the Biotechnology laboratory. After
Caracterización de proteína microbiana obtenida a partir de residuos agroindustriales 136
en refrigeración. Posteriormente
fueron trasladadas bajo las mismas
condiciones al laboratorio de Biotec-
nología. Acondicionadas las muestras
por 2 h a temperatura ambiente, se
procedió a triturar y homogeneizar, el
tamaño de partícula fue de 1 a 2 cm
aproximadamente. A partir de 100 g
de muestra fresca, se determinó la
humedad inicial en estufa de aire a 65
0C durante 4 h. Las muestras fueron
tamizadas en una malla de 0.5 mm,
envasadas y etiquetadas para su poste-
rior análisis.
Análisis físicos y químicos
A los residuos deshidratados
se les analizó: el contenido de materia
seca (AOAC 934.16), ceniza (AOAC
942.05), proteína (AOAC 920.152),
fibra cruda (AOAC 962.09), extracto
etéreo (AOAC 954.02), azucares
totales (MO-LSAIA-21), pH (MO-
LSAIA-09).
Procesos de fermentación
Al residuo agroindustrial en
mezcla se adicionó: 2 % de melaza, 3
% de yogurt natural, 0.5 % de sales
minerales, 1.5 % de urea, 0.2 sulfato
de amonio y suero láctico en diferen-
tes concentraciones (0, 5, 10, 15 %).
Para los procesos fermentativos, se
emplearon 48 erlenmeyer esteriliza-
dos de 500 mL, los cuales se llenaron
conditioning the samples for 2 hours
at ambient temperature they were
then ground and homogenized; parti-
cle size was 1-2 cm approximately.
From 100 g of fresh sample the initial
moisture was determined in an air
oven at 65 0C for 4 h. Samples were
sieved in a 0.5 mm mesh, then packa-
ged and labeled for later analysis.
Physical and Chemical Analysis.
In the dehydrated waste the
following indicators were analyzed:
Dry matter content (AOAC 934.16),
ash (AOAC 942.05), protein (AOAC
920.152), crude fiber (AOAC
962.09), ethereal extract (AOAC
954.02), total sugars (MO-LSAIA-
21), pH (MO-LSAIA-09).
Fermentation Processes.
The following was added to
the agro-industrial waste mixture:
2% molasses, 3% natural yogurt,
0.5% mineral salts, 1.5% urea, 0.2
ammonium sulphate, and whey at
different concentrations (0, 5, 10, 15
%). For the fermentation processes
were used 48 sterilized 500 mL
Erlenmeyer flasks, which were filled
with approximately 250 g of the mix-
tures described above, according to
Chafla et al 137
Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 2
con aproximadamente 250 g de la
mezclas descritas anteriormente,
según tratamientos. Todos los erlen-
meyer se taponaron con algodón y se
incubaron a 32˚C. Los tiempos de
fermentación fueron de 0, 12, 24 y 36
h, con agitación cada 3 h. El conteo de
levaduras, parámetros fermentativos y
calidad de sustrato se utilizó la meto-
dología descrita por Castillo (2009).
Análisis Estadísticos: Se empleó un
Diseño Completamente al Azar
(DCA) con arreglo factorial de 4x4 y
tres repeticiones por tratamiento, los
factores fueron: suero lácteo (SL) (0,
5, 10 y 15 %) y Tiempo de Fermenta-
ción (TF) (0, 12, 24 y 36 h), con una
prueba de significación de Tukey al
5%.
Resultados
Composición química del subpro-
ducto
La Tabla 1, muestra la compo-
sición química de ambos residuos
permite considerarlos como buenos
sustratos para el cultivo de microorga-
nismos, como lo afirma Barnet (1988)
“El medio de cultivo debe tener todos
los nutrientes necesarios de forma
balanceada para favorecer el creci-
miento del microorganismo de
manera relevante en carbono-
nitrógeno en lo que respecta a la
eficiencia de conversión energética”
treatments. All flasks were stoppered
with cotton and were incubated at
32˚C. Fermentation times were 0, 12,
24, and 36 h, shaken every 3 h. Yeast
cells, fermentation parameters and
substrate quality count were carried
out with the methodology described
by Castillo (2009).
Statistical analysis: A completely
randomized design (CRD) was used,
in a 4x4 factorial arrangement and
three repetitions per treatments,
Factors were: whey (0, 5, 10, and
15%) and Fermentation time (FT) (0,
12, 24, and 36 h), with Tukey’s signi-
ficance test at 5%.
Results
Chemical composition of
by-products.
Table 1 shows the chemical
composition of both types of waste,
they can be considered as good subs-
trates for microorganism cultures, as
stated by Barnet (1988) “The culture
medium must possess all necessary
nutrients in a balanced way to encou-
rage microorganism growth relevant
to carbon-nitrogen, regarding energy
conversion efficiency”
Caracterización de proteína microbiana obtenida a partir de residuos agroindustriales
138
El valor de pH se encuentra
cercano a los requerimientos que
tienen las levaduras para su óptimo
crecimiento de 3.5 a 5 (Rose, 1987).
Procesos de fermentación
Se encontró interacción signi-
ficativa (P < 0.001) entre el nivel de
inclusión de SL y el TF para el pH. A
medida que aumentó el TF, el pH
disminuyó, en todos los niveles de
inclusión con respecto al tratamiento
inicial (tabla 2). En el nivel de inclu-
sión al 10 % de SL de 0 a 12 h, el pH
alcanzó valores altos, mientras que a
las 36 h de fermentación el pH fue
menor. De acuerdo con Domenech
(2000), el pH cambia por la secreción
de ácidos orgánicos como el acético y
láctico durante el proceso, así como la
adición de fuentes de nitrógeno. Algu-
nos investigadores como Raimbault y
Alazard (1980) propusieron para el
crecimiento de Aspergillus niger en
harina de yuca una mezcla de sulfato
de amonio - urea de 3 a 2 (calculado
en base al nitrógeno) y se logró man-
PH value is close to that
required by yeast for its optimal
growth, 3.5 to 5 (Rose, 1987).
Fermentation Processes
A significant interaction (P <
0.001) was found between the inclu-
sion levels of added whey and
fermentation time on pH. As FT
increased, pH decreased, in all inclu-
sion levels with respect to the initial
treatment (Table 2). At 10% whey
inclusion level from 0 to 12 h, pH
reached high values, whereas at 36 h
pH was lower. According to Dome-
nech (2000), pH changes due to the
secretion of organic acids such as
acetic and lactic acids during the
process, and also influenced by the
addition of nitrogen sources. Some
researches like Raimbault y Alazard
(1980) proposed a mix of ammonium
sulphate – urea (3:2), calculated
based on nitrogen, for growth of
Aspergillus niger in cassava flour.
Tabla 1. Composición química de la materia prima en base seca
INDICADOR
MARACUYÁ/BANANO
(50:50 m/m)
Materia seca (%)
76.3
Ceniza (%)
6.81
Proteína bruta (%)
6.30
Fibra bruta (%)
32.6
Extracto etéreo (%)
1.24
Azúcares Totales (°Brix, %)
12.61
pH
5.13
Chafla et al
139
Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 2
tener el pH durante el proceso en el
intervalo de 5 a 6.2 favorable para el
crecimiento del microorganismo.
El contenido de nitrógeno
amoniacal, registró diferencias signi-
ficativas, obteniéndose un mayor
valor en el tratamiento al 10 % de
inclusión a las 24 h (P < 0.001) ya que
presentó un contenido de 8.53 meq/L.,
con respecto al tratamiento control
que reporta los más bajos resultados.
A las 36 h de fermentación los valores
de amoniaco (NH3) en todos los trata-
mientos disminuyen.
El contenido de amoníaco en
la FES está condicionado principal-
mente como un reflejo de fermenta-
ciones negativas, aunque en la prácti-
ca es imposible evitar totalmente su
producción. Siempre se encuentra
asociado a los ácidos orgánicos en
forma de sales de amonio, por lo que
no favorece la disminución del pH
dentro de la masa fermentada
(Wilkins et al. 1999).
PH was kept between 5 and 6.2
during the process, which is favora-
ble for the microorganism’s growth.
Ammoniacal nitrogen content
presented significant differences. A
higher value was obtained in the 10%
inclusion treatment at 24 h (P <
0.001) since it presented a 8.53
meq/L content with respect to the
control treatment which reported the
lowest results. At 36 fermentation
hours ammonia values decreased in
all treatments.
Ammonia content in SSF is
conditioned mainly as a reflection of
negative fermentations, although in
practice it’s impossible to completely
prevent its production. It’s always
associated to organic acids in the
form of ammonia salts, so that it
doesn’t favor a pH decrease within
the fermented mass (Wilkins et al.
1999).
Caracterización de proteína microbiana obtenida a partir de residuos agroindustriales
140
A las 12 h del proceso de FES,
no existió significancia entre los valo-
res de AGVs totales. A partir de las 0,
24 y 36 h de fermentación, se encon-
traron diferencias significativas
(P<0.001) en los niveles de inclusión
de SL. Los resultados obtenidos están
en correspondencia con los reportados
por Vidotti (2001). La mayor produc-
ción de AGVs se evidenció en el trata-
miento al 10 % de SL a las 24 h con
8.53 meq/L.
At 12 h of the SSF process,
there was not significance between
total VFAs values. From 0, 24, and
36 fermentation hours, significant
differences (P<0.001) were found in
whey inclusion levels. The obtained
results agree with those reported by
Vidotti (2001). The greatest produc-
tion of VFAs was present in the 10%
whey treatment at 24 h with 8.53
meq/L.
Tabla 2. Indicadores fermentativos de la materia prima, con inclusión de suero láctico
en función del tiempo de fermentación
TIEMPO DE NIVEL pH NH3 AGVs Lev
FERMENTACIÓN (%Suero) (meq/L) (meq/L)
(h)
0 0 5,28ab 1,49i 2,18f 8,24fg
5 5,17abc 2,24hi 3,05f 8,15fg
10 5,53a 2,98h 3,06f 8,30f
15 5,22ab 2,29hi 3,22e 8,98def
12 0 5,03abc 3,17h 5,33e 8,59ef
5 4,93abcd 4,63g 5,10e 8,85ef
10 5,57a 4,83fg 6,57e 9,51cde
15 4,10e 4,87fg 6,03e 10,18c
24 0 4,67bcde 7,23bcd 8,6d 11,70b
5 4,43cde 7,93abc 12,23ab 13,33a
10 4,7bcde 8,53a 12,93ab 13,53a
15 4,1e 8,13ab 13,33a 12,10b
36 0 4,2de 8,01abc 11,30bc 10,04cd
5 4,17e 5,90ef 9,87cd 7,97fg
10 4,27de 6,4de 8,90d 8,0fg
15 4,13e 6,97cde 9,0d 7,10g
EE± 0,0617 0,1313 0,3363 0,1413
VALOR DE P 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001
Medias con letras distintas en la columna presentan diferencias significativas (P<0,05).
Chafla et al
141
Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 2
El conteo de levaduras, expre-
sados en log10, en los diferentes trata-
mientos a través del tiempo (tabla 2)
mostraron interacción significativa
(P< 0.0001) entre los niveles de inclu-
sión de SL y el TF. La mayor produc-
ción de levaduras se evidenció a las 24
h de fermentación al 5 y 10 % de SL.
Los resultados más bajos en la
producción de levaduras mostraron
los niveles al 0 y 5 % de SL a las 0 y
12 h de fermentación. Se puede
atribuir estos resultados debido a la
variación de pH y ausencia de sustan-
cias nutritivas para la producción de
microorganismos (Elías, 2001).
Los resultados de la composi-
ción bromatológica se muestran en el
tabla 3. Los indicadores bromatológi-
cos presentaron diferencias significa-
tivas (P< 0.0001). El tratamiento al 0
% de adición de SL, presentó el mayor
porcentaje de MS 80,24 % y a medida
que transcurre el tiempo de fermenta-
ción la MS disminuyó. Mientras que
el efecto de adición de suero con
respecto al tiempo de fermentación, la
MS mantiene valores cercanos a los
del tratamiento control. La disminu-
ción de la MS en productos ricos en
azúcares se debe a un proceso fermen-
tativo de estos carbohidratos en FES,
con incremento notable en la concen-
tración de AGV totales y descenso del
pH (Elías et al. 2001). Esto concuerda
con los resultados obtenidos en este
Y east cells count expre-
ssed in log10- in different treatments
throughout time (Table 2) displayed a
significant interaction (P<0.0001)
between whey inclusion levels and
FT. Largest yeast production was
detected at 24 fermentation hours
with 5 and 10 % whey. The lowest
amount of yeast production was
found at 0 and 5 % whey between 0
and 12 fermentation hours. These
results can be attributed to pH varia-
tion and a lack of nutritious substan-
ces for microorganism production
(Elías, 2001).
Results from food composi-
tion are shown in table 3. Food indi-
cators presented significant differen-
ces (P< 0.0001). The 0 % whey
treatment displayed the highest
percentage of dry matter (MS),
80.24%, and as the fermentation time
passes MS decreased. While the
effect of whey inclusion with respect
to fermentation time, MS presents
values close to the control treatment.
MS decrease in sugar-rich products is
caused by a fermentation process of
these carbohydrates in SSF, with a
noticeable increase in total VFAs
concentration and a decrease in pH
(Elías et al. 2001). This agrees with
the results obtained in this study,
Caracterización de proteína microbiana obtenida a partir de residuos agroindustriales
142
trabajo, que están relacionados con un
desarrollo considerable de microorga-
nismos y, consecuentemente, con un
mayor uso de los nutrientes azucara-
dos que forman parte del sustrato
(Ruiz et al. 2008). El EE también
aumentó con el incremento del SL
existiendo diferencias significativas
entre los tratamientos. Los tratamien-
tos a las 24 y 36 horas de fermenta-
ción concentraron un mayor porcenta-
je de EE, estos valores pudieron
atribuirse al contenido de EE presente
en la materia prima. Para la FC, a
medida que se incrementó el nivel de
SL, tendió a disminuir, lo que está
relacionado con el contenido de MS y
el material fibroso de estos residuos
(tabla 1). El mayor contenido de FC
en el tiempo 0 y 12 h de fermentación
se evidencian en el tratamiento
control y al 5% de inclusión. Esta
disminución pudo ser consecuencia de
la rápida utilización de los carbohidra-
tos fácilmente fermentables por parte
de los microorganismos produciendo
un efecto de dispersión de la fibra que
repercute en su concentración
(Rodríguez et al., 2001). Con respecto
al contenido de PC existieron diferen-
cias significativas entre tratamientos,
evidenciándose incrementos de
proteínas durante el tiempo de
fermentación. Los valores marcados
de PB fueron a las 24 horas de
fermentación en todos los tratamien-
tos. La PV aumentó en todos los trata-
which are related to the considerable
microorganism development and
consequently to a higher use of sugar
nutrients in the substrate (Ruiz et al.
2008). Etheral extract (EE) also
increased with the increase of whey,
presenting significant differences
between treatments. Treatments of 24
and 36 fermentation hours had a
greater percentage of EE, this values
can be attributed to the EE content
present in prime matter. Regarding
crude fiber (FC), as the whey level
increased, it decreased. This is rela-
ted to the MS content and fiber
matter in waste (table 1). The greatest
content of FC at times 0 and 12
fermentation hours was found in the
control treatment and the 5% inclu-
sion. This reduction could be caused
by the rapid used of the easily
fermentable carbohydrates by
microorganisms, leading to a disper-
sion effect of fiber thus affecting its
concentration (Rodríguez et al,
2001). Regarding crude protein (PC)
content, there were significant diffe-
rences between treatments. Incre-
ments in protein were detected
during fermentation time. The PB
values were taken at 24 hours of
fermentation in all treatments. PV
increased in all treatments with
respect to the initial treatment. The
Chafla et al
143
Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 2
mientos con respecto al tratamiento
inicial. El aumento de la PV en la FES
está estrechamente relacionado con el
desarrollo de microorganismos
(levaduras y bacterias) y enzimas que
se generan en el sistema FES. Estos
utilizan al nitrógeno amoniacal como
fuente nitrogenada y a los ácidos
grasos como fuente de energía para
sintetizar proteína unicelular (Elías et
al. 2001).
increase in PV during SSF is closely
related to microorganism develop-
ment (yeast and bacteria) and to
enzymes produced within the SSF
system. They use Ammoniacal nitro-
gen as a nitrogen source and fatty
acids as a source of energy to synthe-
size unicellular protein (Elías et al.
2001).
Tabla 3. Parámetros bromatológicos del sustrato biofermentado
TIEMPO DE NIVEL MS EE% PC% PV% Lev
FERMENTACIÓN (%Suero)
(h)
0 0 80,24a 1,4cd 5,36c 2,35d 32.64e
5 77,93cd 1,31cd 5,63c 2,67d 32.49de
10 79,14abc 1,28d 5,96c 2,32d 31.54bcde
15 78,17bcd 1,41cd 6,01c 3,05d 32.01cde
12 0 75,47efg 1,47cd 8,21b 3,08d 32.35de
5 77,18de 1,37cd 8,38b 6,07abc 32.38de
10 78,85abcd 1,73ab 8,30b 5,85abc 31.50bcde
15 79,76ab 1,82a 9,01b 6,19ab 31.52bcde
24 0 71,41h 1,45cd 9,05b 6,16ab 30.15abc
5 74,25fg 1,47cd 9,41b 5,95abc 30.18abc
10 78,58abcd 1,92a 10,93a 6,87a 29.80ab
15 79,03abc 1,92a 10,92a 6,89a 30.48abcd
36 0 68,63i 1,44cd 8,22b 5,56bc 30.12abc
5 73,99g 1,55bc 8,22b 5,10bc 29.67ab
10 75,75efg 1,91a 9,07b 4,98c 30.13abc
15 75,78ef 1,84a 8,94b 5,16cb 28.98a
EE± 0,3385 0,0073 0.2325 0.1366 0.5009
VALOR DE P 0,0001 0,0001 0.0001 0.0001 0.0001
Medias con letras distintas en la columna presentan diferencias significativas (P<0,05).
Anrique, R. 2003. Efecto de la pulpa de
manzana ensilada en la ración de vacas
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(15th ed.). Association of Official
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en la pudrición del banano (musa
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Industrial Pontificia Universidad
Javeriana. Facultad de Ciencias.
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parado a partir de Metarhizium aniso-
pliae por fermentación en estado sólido
para su empleo como control biológico
de insectos en la agricultura. Tesis
Doctor en Ciencias Técnicas. ICIDCA,
Ciudad Habana.
Elías, A., Lezcano, O., Herrera, F. R. 2001.
Algunos indicadores bromatológicos y
productos finales de la fermentación
para la obtención de cuatro tipos de
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chamiento de suero de leche de cabra
como sustrato para el desarrollo de un
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at its mode of action. Procee-dings.
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Caracterización bromatológica de un
fermentado de bagazo de manzana
bajo condiciones de microanaerobili-
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de azúcar en un sistema de fermenta-
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(empacado). RCCA. 33 : 199
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sustainable animal production. p.
23-35, in: Pauly, 1999 q.v.
Caracterización de proteína microbiana obtenida a partir de residuos agroindustriales
144
Literatura citada
La proteína microbiana obte-
nida por procesos de fermentación en
estado sólido se ve favorecida a nive-
les de pH de 4 a 6. El sustrato biofer-
mentado a partir de residual agroin-
dustrial con adición de SL del 10 al 15
% a las 24 y 36 horas de fermenta-
ción, presentó notables transformacio-
nes en su composición bromatológica,
en lo referido a los porcentajes de
fibra cruda, proteína cruda y proteína
verdadera, mostrando incrementos
desde 5.36 % de PC hasta 10.93 %,
con valores de PV hasta 6.89 %, y FC
de 28,98 %; convirtiéndose en valores
de importancia al implementar una
dieta de cualquier especie animal.
Microbial protein obtained
from the solid state fermentation
processes is favored at pH levels of 4
– 6. The bio-fermented substrate
from industrial waste, with 10 to 15
% added whey at 24 and 36 hours of
fermentation showed important
transformation in its food composi-
tion, regarding percentages of crude
fiber, crude protein, and true protein,
displaying increments from 5.36 %
of PC to 10.93%, PV values up to
6.89%, and FC of 28.98%. Important
values for any animal’s diet.
Anrique, R. 2003. Efecto de la pulpa de
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23-35, in: Pauly, 1999 q.v.
Chafla et al
145
Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 2
Anrique, R. 2003. Efecto de la pulpa de
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Madera, M. 2001. Dinámica de
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(Ipomoea batata Lam.). Rev Cubana
Cienc. Agríc. 35:147
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