Publicación: Evaluación de la resistencia de Bacillus subtilis a los procesos de liofilización y horneado para establecer su aplicación en la industria de alimentos
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Resumen en español
En el presente trabajo de graduación se analizó la viabilidad de desarrollar una galleta como alimento funcional incorporando Bacillus subtilis (ATCC11774) como probiótico. Se evaluó la posibilidad de liofilizar el microorganismo cultivado, comparando las concentraciones antes y después del proceso, lo que permitió determinar el rendimiento de la población viable luego de reconstituir el producto liofilizado. Además, se evaluó la resistencia del medio de cultivo de Bacillus subtilis (ATCC11774) a un proceso de horneado, para analizar la viabilidad de su uso en procedimiento con altas temperaturas y la dependencia del rendimiento bacteriano con el tiempo horneado. Asimismo, se comprobó la resistencia de la biomasa de Bacillus subtilis (ATCC11774) aplicada a una galleta durante un proceso de horneado. Para la cuantificación de la población promedio de Bacillus subtilis (ATCC11774), se utilizó la técnica de unidades formadoras de colonia, en agar nutritivo sólido. La concentración inicial tras el crecimiento de la cepa fue de 5.084 x 108 ± 2.396 x 107 UFC/mL, disminuyendo a 5.669 x 107 ± 8.118 x 106 UFC/mL, luego del proceso de liofilización. lo que refleja una pérdida de viabilidad del 88.884 ± 1.096 %. En las pruebas de horneado del medio de cultivo de Bacillus subtilis (ATCC11774), se determinó un promedio de los resultados que se muestran en una curva de muerte donde se presenta un modelo exponencial que se ajusta a los resultados con un R2 = 0.9858. A los 15 minutos de horneado, tiempo reportado como aceptable para la producción de galletas de mantequilla, la concentración fue de 2.667 x 105 UFC/mL con desviación de 1.528 x 104 UFC/mL, partiendo de una concentración inicial de 8.567 x 105 ± 2.082 x 104 UFC/mL, se tuvo una reducción en su viabilidad de 68.872 ± 18.740 %. En las pruebas de horneado de las galletas con biomasa de Bacillus subtilis (ATCC11774), se mostró también una curva de muerte promedio, donde se presentó un modelo exponencial que se ajusta a los resultados con un R2 = 0.9354, un comportamiento que evidencia menor exactitud en la predicción del modelo que el que se tiene para medio líquido, al ser afectado por la matriz alimentaria. La concentración obtenida en el minuto 15 de horneo de 6.933 x 105 UFC/mL con desviación de 1.528 x 104 UFC/mL. Al iniciar con una concentración de 1.747 x 106 ± 1.021 x 105 UFC/mL, el porcentaje de reducción de su viabilidad de 60.305 ± 6.483 %. Si bien la concentración final de Bacillus subtilis (ATCC11774) no alcanzó el mínimo requerido de 106 UFC/g para considerarse un alimento probiótico, una fracción significativa de la población sobrevivió al proceso térmico. Esto sugiere que, aunque la galleta no pueda ser etiquetada como un probiótico, aún puede ser considerada un alimento funcional con potencial beneficio para salud, contribuyendo al consumo de bacterias viables que podrían favorecer la microbiota intestinal.
Resumen en inglés
In the following study, the feasibility of developing a cookie as a functional food by incorporating Bacillus subtilis (ATCC11774) as a probiotic was analyzed. The possibility of freeze-drying the cultures microorganism was evaluated by comparing concentrations before and after the process, which allowed determining the yield of the viable population after reconstituting the lyophilized product. Additionally, the resistance of the Bacillus subtilis (ATCC11774) culture medium to a baking process was tested to determine the viability of its use in processes involving high temperatures and the dependence of bacterial yield on baking time. Furthermore, the resistance of Bacillus subtilis (ATCC11774) biomass applied to a cookie during a baking process was also examined. The Colony Forming Unit (CFU) technique on solid nutrient agar was used to quantify the average population of Bacillus subtilis (ATCC11774). The initial concentration after the growth of the strain was 5.084x108 ± 2.396 x 107 CFU/mL, decreasing to 5.669 x 107 ± 8.118 x 106 CFU/mL after the freeze-drying process, reflecting a viability loss of 88.884 ± 1.096 %. In the baking tests of the Bacillus subtilis (ATCC11774) culture medium, an average of the results was determined, showing a death curve that follows an exponential model that fits the results with an R2 = 0.9858. After 15 minutes of baking, the time reported as acceptable for producing butter cookies, the concentration was 2.667 x 105 CFU/mL with a deviation of 1.528 x 104 CFU/mL, starting from an initial concentration of 8.567 x 105 ± 2.082 x 104 CFU/mL, resulting in a viability reduction of 68.872 ± 18.740 %. In the baking tests of cookies with Bacillus subtilis (ATCC11774) biomass, an average death curve was also observed, showing an exponential model fitting the results with an R2 = 0.9354. This behavior indicates lower model prediction accuracy than in the liquid medium, as it is affected by the food matrix. The concentration obtained after 15 minutes of baking was 6.933 x 105 CFU/mL with a deviation of 1.528 x 104 CFU/mL. Starting from a concentration of 1.747 x 106 ± 1.021 x 105 CFU/mL, the viability reduction percentage was 60.305 ± 6.483 %. Although the final concentration of Bacillus subtilis (ATCC11774) does not reach the required minimum of 106 CFU/g to be considered a probiotic food, a significant fraction of the population survives the thermal process. This suggests that, although the cookie cannot be labeled as a probiotic, it can still be considered a functional food with potential health benefits, contributing to the consumption of viable bacteria that could favor the intestinal microbiota.
