PRODUCCIÓN DE ÁCIDO LÁCTICO A PARTIR DE LACTOSUERO DE QUESO FRESCO

Abstract

Los procesos en la quesería artesanal son tan variados como los productos. Y su elaboración origina una gran cantidad de lactosuero (entre 8 y 9 L, por kilogramo de queso producido) que resulta ser un potencial contaminante debido a que contiene un alto contenido orgánico. Sin embargo, este residuo también presenta entre el 50-55% de los nutrientes de la leche, por lo que puede ser empleado en la obtención de productos de alto valor agregado. Por lo tanto, el objetivo del presente estudio fue evaluar el lactosuero de queso fresco generado en la comunidad productora de quesos de San Lucas Tunco, Metepec, Estado de México, como único sustrato para la producción de ácido láctico utilizando la cepa comercial de Lactobacillus casei Shirota y determinar los parámetros cinéticos de producción de biomasa y ácido láctico. Se realizó la caracterización fisicoquímica del lactosuero generado en la comunidad de San Lucas Tunco. Con la caracterización se evaluó la producción de ácido láctico en cultivos en lote bajo dos condiciones: i) lactosuero crudo desproteinizado sin dilución y ii) lactosuero desproteinizado a una relación de 1:3 lactosuero-agua, con una concentración de 13,330 mg DQO/L. Los cultivos se llevaron por duplicado en botellas serológicas de 120 mL de volumen nominal y 80 mL de volumen operacional. A cada unidad experimental se le adicionó 70 mL de lactosuero desproteinizado y 10 mL de la cepa como inóculo. Las unidades se sellaron con tapones de hule y con arillos metálicos para mantener condiciones anaerobias y se incubaron a 36°C, a 100 rpm por 72 horas. Se determinó el pH, peso seco de producción de biomasa, ácido láctico y DQO (como una medida indirecta de la carga orgánica). Los procesos respiratorios de los cultivos fueron evaluados a través de la tasa específica de formación de biomasa y de ácido láctico siguiendo la ecuación del modelo logístico de Gompertz y con el programa Origin Pro. La ecuación de Monod se utilizó para determinar la tasa específica de crecimiento (μ) y el tiempo de duplicación (td) de Lactobacillus casei Shirota. A partir de la caracterización fisicoquímica se pudo establecer que el lactosuero de queso fresco generado en la comunidad de San Lucas Tunco es un suero ácido al presentar un pH de 5.1 ± 0.24 y con una carga orgánica de 40,010 mg/L ± 35.41 DQO. Al emplear el lactosuero desproteinizado sin dilución, no se detectó producción de ácido láctico durante el tiempo de cultivo (72 h). Cuando el cultivo se llevó a cabo con una dilución 1:3, se obtuvo una concentración de 10.8 ± 0.13 mg/L de biomasa seca a las 35 horas de cultivo, a una tasa específica de crecimiento de 0.021 ± 0.01 h-1 y un tiempo de duplicación de 14.3 h. Se alcanzó una producción volumétrica de 32.2 ± 0.02 g/L-h de ácido láctico y una tasa especifica de producción 0.087 ± 0.02 g ac. láctico/g sustrato-h. El modelo logístico de Gompertz fue una excelente opción para el ajuste de los datos experimentales ya que presentó un coeficiente de determinación (r2) de 0.98 para la producción de biomasa y ácido láctico. Finalmente, los resultados indican que el lactosuero de quesería generado en la comunidad de San Lucas Tunco es una excelente opción como sustrato para la producción de ácido láctico, por lo que se podría aprovechar en vez de descargar a los cuerpos de aguas receptores.