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El uso de gránulos de kefir para fermentar suero de quesería fue propuesto por primera vez por Rimada y Abraham (2001). Estos autores demostraron que los gránulos aumentan su biomasa en suero desproteinizado, lo acidificaban, reducen su concentración de lactosa y liberan polisacáridos al medio. Asimismo describieron que la producción de polisacáridos y el crecimiento de los gránulos en este sustrato se ven afectados por la temperatura de fermentación.

Recientemente Magalhães y col. (2010) evaluaron la estabilidad de la comunidad microbiana de los gránulos de kefir al cambiar de sustrato de leche a suero, determinando que no había variaciones en la estructura externa del gránulo, analizada por microscopía confocal empleando sondas fluorescentes, ni en los perfiles DGGE de bacterias y levaduras. En trabajos más recientes estos autores describieron que la acidificación y la producción de ácidos orgánicos y de compuestos volátiles son similares en leche y suero fermentados con gránulos de kefir (Magalhães y col., 2011a, 2011b). También se ha estudiado el empleo de microorganismos aislados de kefir para fermentar suero. Mazaheri Assadi y col. (2008) analizaron la composición química y la aceptabilidad de los productos obtenidos de la fermentación de suero con 6 cepas de bacterias ácido lácticas y 3 cepas de levaduras aisladas de kefir, así como de cultivos mixtos combinando estas cepas en distintas proporciones. Hallaron que el producto obtenido empleando cepas aisladas presentaba baja acidez y efervescencia y no se asemejaba al kefir tradicional, mientras que algunas combinaciones de cepas permitieron la obtención de productos con características organolépticas aceptables semejantes a las del suero fermentado con gránulos de kefir.

Investigadores de los Departamentos de Química de la Universidad Aristotélica de Thessalonoki y de la Universidad de Patras han trabajado intensamente en los últimos 6 años en el desarrollo de productos a base de suero por fermentación con cultivos de kefir. Estos autores utilizan como starters élulas p e sadas hú edas de kefi ue obtienen cultivando kefir comercial en medios sintéticos. La composición microbiológica del kefir comercial que emplean y del starter que desarrollan no se halla caracterizada en ninguna de sus publicaciones, estando las mismas sesgadas hacia la optimización de procesos para obtener los productos deseados y la caracterización química de los productos obtenidos.

Varias aplicaciones han sido propuestas para la valorización de suero empleando gránulos de kefir. Entre ellas podemos mencionar la producción de alcohol, polisacáridos, bebidas fermentadas, leudantes para panificación, starters para la producción de queso y proteínas celulares.

Alcohol. La conversión de lactosa en etanol ha sido una de las estrategias más consideradas como solución para la bio-remediación del suero y el permeado de suero.

Se han propuesto para tal fin levaduras fermentadoras de lactosa como Kluyveromyces marxianus y cepas recombinantes de Saccharomyces cerevisiae (Guimarães y col., 2010). Por poseer levaduras fermentadoras de lactosa, se ha sugerido el empleo de gránulos de kefir en la producción de alcohol a partir de suero (Athanasiadis y col., 2002; Kourkoutas y col., 2002; Koutinas y col., 2007). Kourkoutas y col. (2002) estudiaron la producción de etanol a partir de suero adicionado con 1% de extracto de pasas de uva y melasa empleando levaduras de kefir inmovilizadas en un soporte de celulosa deslignificado. La productividad y la concentración de etanol y azúcares residuales fueron aceptables para la producción de alcohol y bebidas alcohólicas a escala industrial. Se ha desarrollado asimismo un proceso de escalado para la producción de alcohol empleando un sistema de bioreactores de lecho fijo (MFBT) de 12000 L (Koutinas y col., 2007).

Polisacáridos. Se ha sugerido el empleo de suero como sustrato para la obtención de kefiran. El kefiran es producido durante el crecimiento de los gránulos de kefir, parte del mismo queda retenido en la matriz de los gránulos constituyendo un 8-10% de la misma y otra parte es liberada al medio durante la fermentación del suero. La producción de este EPS a partir de la lactosa presente en el suero ha sido caracterizada a distintas temperaturas y empleando distintas concentraciones de gránulos de kefir, asimismo se han desarrollado distintos métodos para su obtención (Rimada y Abraham 2001; 2003). El uso de suero para la producción de kefiran es una alternativa interesante, ya que se ha demostrado que este EPS posee efectos benéficos sobre la salud, es capaz de formar geles cohesivos traslúcidos y películas comestibles transparentes que podrían emplearse como aditivo o recubrimiento de alimentos (Shiomi y col., 1982; Murofushi y col., 1983; Rodrigues y col., 2005; Vinderola y col., 2006a; Medrano y col. 2008, 2009, 2011; Piermaría y col., 2008; 2009; 2011).

Bebidas fermentadas. Athanasiadis y col. (2004) propusieron el desarrollo de una bebida a partir de suero fermentado con microorganismos de kefir inmovilizados en material celulósico o gluten. Asimismo Mazaheri Assadi y col.(2008) sugirieron el uso de suero como sustrato para obtener una bebida por fermentación con gránulos kefir o microorganismos aislados a partir de ellos.

Agente leudante para panadería. Se ha sugerido el uso de kefir crecido en suero en reemplazo de levadura para producir masa fermentada para pan a fin de mejorar el

sabor, la textura y contribuir a prolongar su vida útil mediante la producción in situ de compuestos antimicrobianos (Harta y col., 2004; Plessas y col., 2005; 2007).

Starters para la producción de quesos. Se han realizado numerosos estudios con el fin de desarrollar cultivos iniciadores para la obtención de distintos tipos de quesos (duro, feta y de suero) a partir de kefir empleando suero como sustrato (Kourkoutas y col., 2006; Dimitrellou y col., 2007; 2009; Katechaki y col., 2008; 2009). Estos estudios proponen la utilización de suero para aumentar la biomasa de microorganismos de kefir y luego obtener starters por secado térmico o liofilización. Se ha reportado que el empleo de estos cultivos starters aceleran la maduración (Koutinas y col., 2010), mejoran la calidad sensorial y el tiempo de conservación de los quesos (Katechaki y col., 2008; 2009; Dimitrellou y col., 2009; Koutinas y col., 2010).

Proteína celular (en inglés: SCP). Paraskevopopoulou y col. (2003) desarrollaron un sistema de producción de SCP a partir de suero fermentado con microorganismos de kefir. La biomasa obtenida presentó 53.9 % de proteínas con propiedades emulsificantes similares a proteínas de soja pero con mayor capacidad espumante y gelificante. Koutinas y col. (2005) llevaron a cabo estudio de escalado de este producto a escala semi-industrial.

Objetivos

Considerando que gran parte del suero es aún desperdiciado se plantea la necesitad de buscar alternativas para su aprovechamiento, siendo particularmente interesantes aquellas que requieren baja inversión de manera de estar al alcance de pequeños y medianos productores. En base a esto se propone el estudio de la fermentación de suero con gránulos o microorganismos de kefir a fin de obtener, a bajo costo, un alimento funcional para aves que aumente el valor agregado del suero y aproveche sus propiedades nutricionales y las probióticas del kefir.

Se plantean como objetivos específicos de este trabajo de tesis:

1- Estudiar la capacidad de gránulos o microorganismos de kefir para fermentar suero de quesería y caracterizar los productos obtenidos desde el punto de vista químico y microbiológico.

2- Determinar el efecto inhibitorio del suero fermentado contra patógenos intestinales mediante ensayos in vitro.

3- Evaluar el antagonismo del suero fermentado sobre la adhesión e invasión de Salmonella enterica serovar. Enteritidis en modelos in vitro e in vivo en pollos parrilleros.

4- Analizar la potencialidad del suero fermentado como aditivo para prevenir el riesgo de contaminación fúngica de alimento balanceado para pollos, así como para constituir un vehículo de inclusión de microorganismos de kefir viables con potencialidad probiótica a la dieta de estos animales.