Propuesta de una metodología que integre las tecnologías ultrasonido y crioconcentración para la obtención de un concentrado de proteína a partir del lactosuero ácido
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2023
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Resumen
El lactosuero ácido, inicialmente considerado como un subproducto desaprovechado en la producción de queso, ha experimentado una revalorización gracias a los avances tecnológicos en la industria alimentaria. En este contexto, este trabajo de grado tuvo como objetivo proponer una metodología para la obtención de un concentrado de proteína a partir de lactosuero ácido integrando las tecnologías de ultrasonido y crioconcentración y se monitoreó el comportamiento de la temperatura en el proceso de congelación.
El trabajo se estructuró en cuatro fases. En la primera fase se caracterizó el lactosuero sin tratamiento, asegurando el cumplimiento de los parámetros nutricionales definidos por el Ministerio de Salud. La segunda fase involucró la implementación de una interfaz gráfica para monitorear la temperatura durante la congelación, revelando que los concentrados alcanzaron temperaturas de -6°C, -9°C y -13°C, con una duración mínima de 720 minutos para cada etapa.
En la tercera fase, se determinaron las condiciones de proceso para la aplicación de ultrasonido (US-B 30 min) y crioconcentración (centrifugación a 6000 rpm x 10 min), logrando obtener un crioconcentrado de proteína de alta calidad con valores de proteína y eficiencia del 71% y 92%, respectivamente. Se evidenció que la combinación de ultrasonido mejoró la eficiencia al homogeneizar la formación de hielo, por su parte, la crioconcentración aumentó la concentración al eliminar los cristales de hielo.
En la cuarta fase, se aplicó el proceso de crioconcentración con el pretratamiento ultrasónico en tres ciclos, utilizando las condiciones establecidas en la fase 3. Las pruebas funcionales revelaron que el concentrado de proteína resultante luego de 3 ciclos, exhibió valores de EAI (0.98 m²/g), ESI (4.79 min) y FC (1.97%). Estos resultados sugieren aplicaciones potenciales en la industria alimentaria debido a la capacidad de formar emulsiones estables en entornos ácidos, sugiriendo aplicaciones en la industria alimentaria como conservantes, aderezos y bebidas. En conclusión, este trabajo demuestra que la crioconcentración asistida por ultrasonido es una técnica eficaz y novedosa para preparar soluciones proteicas concentradas de alto valor nutricional y biológico.
Descripción
Abstract
Acid whey, initially regarded as an underutilized byproduct in cheese production, has undergone a revaluation owing to technological advancements in the food industry. In this context, this degree project aimed to propose a methodology for obtaining a protein concentrate from acid whey by integrating ultrasound and cryoconcentration technologies while monitoring temperature behavior during the freezing process.
The thesis project was structured into four phases. The first phase involved characterizing untreated whey, ensuring compliance with nutritional parameters defined by the Ministry of Health. The second phase implemented a graphical interface to monitor temperature during freezing, revealing that concentrates reached temperatures of -6°C, -9°C, and -13°C, with a minimum duration of 720 minutes for each stage.
In the third phase, process conditions for ultrasound application (US-B 30 min) and cryoconcentration (centrifugation at 6000 rpm x 10 min) were determined, resulting in a high-quality protein cryoconcentrate with protein and efficiency values of 71% and 92%, respectively. The combination of ultrasound improved efficiency by homogenizing ice formation, while cryoconcentration increased concentration by eliminating ice crystals.
In the fourth phase, cryoconcentration with ultrasound pretreatment was applied in three cycles using conditions established in phase 3. Functional tests revealed that the protein concentrate after 3 cycles exhibited EAI (0.98 m²/g), ESI (4.79 min), and FC (1.97%) values. These results suggest potential applications in the food industry due to the ability to form stable emulsions in acidic environments, hinting at uses in the food industry such as preservatives, dressings, and beverages. In conclusion, this work demonstrates that ultrasound-assisted cryoconcentration is an effective and innovative technique for preparing concentrated protein solutions with high nutritional and biological value.
Palabras clave
Ultrasonido, Crioconcentración, Lactosuero, Propiedades fisicoquímicas y funcionales
Keywords
Ultrasound, Cryoconcentration, Whey, Physicochemical and functional properties