Lactobacillus kefir cultivado en forma individual acidificó levemente el suero en 72 h de incubación desde pH 6.2 hasta pH 5.7 ± 0.07. Mientras que el pH fue menor en los productos obtenidos con K. marxianus (pH 5.0 ± 0.10) y con L. plantarum (pH 5.1 ± 0.15). El suero fermentado con las tres cepas conjuntamente presentó un pH de 4.5 ± 0.1 luego de 72 h de incubación (Figura 1.29). 0 24 48 72 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 pH Tiempo (h)
Figura 1.29: Acidificación durante la fermentación de suero con Lactobacillus kefir CIDCA
8348 (▲), Lactobacillus plantarum CIDCA 8327 (), Kluyveromyces marxianus CIDCA 8154
(■) y las tres cepas en cultivo mixto (●).
El contenido de orgánicos de los distintos productos fermentados se analizó mediante HPLC de intercambio iónico (Figura 1.30). Pudo observarse que el cromatograma de suero fermentado con L. kefir CIDCA 8348 es semejante al del suero sin fermentar, en correspondencia con su escaso crecimiento y acidificación. El principal ácido producido por L. plantarum CIDCA 8327 durante la fermentación fue el ácido láctico, siendo este resultado esperable dado que esta especie es homofermentativa facultativa. El suero fermentado con K. marxianus CIDCA 8154 presentó ácido málico y ácido acético, así como 2 picos notorios a tiempos de retención 7.6 y 8.5 min que no coincidieron con ninguno de los ácidos incluidos como patrón (oxálico, cítrico, ascórbico, pirúvico, málico, succínico, láctico, fórmico, acético, propiónico y butírico).
En el suero fermentado con las 3 cepas en forma conjunta se observa mayor concentración de ácido láctico y acético que al emplear cepas individuales, probablemente debido al mayor crecimiento de L. kefir en el cultivo mixto. En el perfil de este producto también es destacable el aumento de las áreas bajos los picos a tiempos de retención 7.6 y 8.5 min que no pudieron ser identificados.
6 8 10 12 14 16 18 20 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 Tiempo de retención 8.5 7.6 Ácido málico Ácido acético Ácido láctico Ácido cítrico
Figura 1.30: Cromatograma de suero (■) y suero fermentado durante 72 h con Lactobacillus
plantarum CIDCA 8327 (■), con Lactobacillus kefir CIDCA 8348 (■), con Kluyveromyces
marxianus CIDCA 8154 (■) y con las 3 cepas en forma conjunta (■).
Se determinó la concentración de ácidos láctico y acético de los sueros fermentados con cepas individuales y en cultivo mixto (Tabla 1.16). Pudo notarse que el suero fermentado con L. kefir (pH 5.7) presentó baja concentración de ambos ácidos, mientras que el fermentado con L. plantarum con pH similar al obtenido con K. marxianus (pH ~ 5) presentó mayor contenido de ácido láctico y menor de ácido acético que dicho producto. El suero fermentado con el cultivo mixto presentó mayor concentración de ambos ácidos en relación a los fermentados con las cepas individuales. Este producto presentó alto contendido de ácido acético (0.19 %) en comparación con el suero fermentado con gránulos de kefir (0.08 %), con cultivo de suero (0.04 %) y con cultivo de leche (0.11 %). Mientras que su concentración de ácido láctico fue intermedia entre el suero fermentado con cultivo de suero que presentó menor concentración (0.20 %) y los suero fermentados con cultivo
madre de leche y gránulos de kefir que presentan mayor concentración de este ácido (0.55 % y 0.90 % respectivamente).
Tabla 1.16: Concentración de ácidos láctico y acético en suero fermentado 27 h de con cepas aisladas de kefir inoculadas individualmente o en cultivo mixto.
Ácido láctico (%) Ácido acético (%)
Lactobacillus plantarum CIDCA 8327 0.23 ± 0.02 0.04 ± 0.003
Lactobacillus kefir CIDCA 8348 0.11 ± 0.01 0.04 ± 0.004
Kluyveromyces marxianus CIDCA 8154 0.13 ± 0.01 0.15 ± 0.02
Cultivo mixto 0.46 ± 0.01 0.19 ± 0.02
La producción de ácido láctico y ácido acético durante la fermentación en el cultivo mixto ocurre durante todo el período de incubación (Figura 1.31).
0 24 48 72 0 1500 3000 4500 Ac ido lac tic o (ppm ) Tiempo (h) 0 24 48 72 0 800 1600 2400 Ac ido ac et ic o (ppm ) Tiempo (h)
Figura 1.31: Producción de ácidos láctico y acético durante la fermentación de suero con un
cultivo mixto de Lactobacillus kefir CIDCA 8348, Lactobacillus plantarum CIDCA 8327 y
Kluyveromyces marxianus CIDCA 8154.
Los resultados obtenidos indican que es posible utilizar el suero como medio para el crecimiento de L. plantarum y K. marxianus, asimismo es posible emplearlo como sustrato para el cultivo mixto de lactobacilos y levaduras aisladas de kefir. La fermentación de suero con cepas aisladas de kefir podría permitir la obtención de productos fermentados con composición microbiológica definida. Por otro lado constituye un sistema simplificado siendo más sencillo controlar las variables para la obtención de un producto de calidad más constante que al utilizar gránulos de kefir y cultivos madre como starters.
CONCLUSIONES
Los gránulos de kefir cultivados en suero durante 20 fermentaciones sucesivas de 24 h a 20 °C presentan similar crecimiento, aspecto macroscópico, composición química y composición microbiológica que aquellos cultivados en leche en iguales condiciones.
El suero fermentado con gránulos de kefir al 10 % p/v durante 24 h a 20 °C, tiene mayor concentración de levaduras y menor de bacterias ácido lácticas, aunque presenta similar contenido de lactosa, de ácido láctico y perfil DGGE que la leche fermentada en iguales condiciones.
Los gránulos de kefir cultivados en suero y el suero fermentado con los mismos contienen microorganismos pertenecientes a las especies: Lactobacillus kefir, Lactobacillus kefiranofaciens, Lactobacillus parakefir, Lactococcus lactis, Kluyveromyces marxianus y Saccharomyces cerevisiae.
Cuando los gránulos son inoculados en suero en concentración 1 % p/v el producto fermentado obtenido presenta similar concentración de levaduras y mayor concentración de bacterias ácido lácticas que al inocular los gránulos en concentración 10 % p/v. Sin embargo la acidificación, degradación de lactosa y producción de ácidos orgánicos es menor al emplear menor concentración de inóculo. Se seleccionó por lo tanto el empleo de gránulos en concentración 10 % p/v a fin de aumentar la velocidad de fermentación.
El empleo de sueros con distinta composición química como sustratos para la fermentación con gránulos de kefir no afecta significativamente las características del producto obtenido.
El empleo de temperaturas de incubación de 30 °C y 37 °C no es factible en fermentaciones de suero de 24 h dado que los gránulos no se preservan como starters viéndose afectada su capacidad de crecimiento, aspecto macroscópico, composición microbiológica y química. Estos cambios se reflejan asimismo en un desbalance de la composición microbiológica de los productos fermentados.
Los sueros fermentados con cultivos madre en leche y suero presentan diferencias en su pH, composición microbiológica y contenido de ácidos orgánicos respecto al suero fermentado con gránulos de kefir.
Las cepas aisladas de kefir Kluyveromyces marxianus CIDCA 8154 y Lactobacillus plantarum CIDCA 8327 son capaces de crecer empleando suero como sustrato y acidificarlo mediante la producción de ácidos orgánicos, mientras que Lactobacillus kefir CIDCA 8348 presenta escaso crecimiento en este medio. Cuando se cultivan las tres cepas en forma conjunta se potencia el crecimiento L. kefir y la producción de ácidos orgánicos durante la fermentación.
Se puede concluir que el suero es un sustrato adecuado para la fermentación con gránulos de kefir a 20 °C, influyendo la proporción de gránulos en las características del producto obtenido. Asimismo es posible utilizar cultivos madre o cepas aisladas de kefir como starters alternativos.