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Proyecto Avance 2

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Instituto Politécnico Nacional.

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Campus


Guanajuato.
Laboratorio de Técnicas de Microbiología.
Grupo: 2BV1
Equipo: 1
Integrantes:
García Cabrera Sofía Alejandra.
Morua Serrano Karina Gpe.
Vázquez López Sara Daniela.
Vázquez Toledo Erick Enrique.
Carátula del trabajo

“Biokult: bebida láctea fermentada a base de gránulos de kéfir”

Proyecto de Fermentación Laboratorio de Técnicas Microbiológicas

Área
Objetivos

 Elaborar un producto lácteo a partir de la fermentación ácido alcohólica de leche ultra


pasteurizada, para ello se emplearán los búlgaros como fuente de microorganismos
que le proporcionarán ciertas propiedades sensoriales y funcionales al alimento
procesado.
 Utilizar un método experimental alterando el tipo de sustrato donde se desarrollaran
los gránulos de kéfir y tener un obtención exitosa del producto lácteo

Introducción
Desde tiempos inmemoriales se ha atribuido a los microorganismos un papel predominante
en el entorno de nuestra vida, formando parte de todos los ecosistemas en los que nos
movemos cotidianamente y ejerciendo una importante labor en nuestro organismo.
Los búlgaros de leche Son pequeños granos, de una masa gelatinosa blanca, una unión
simbiótica de varios micro-organismos, para ser más preciso de una multitud de bacterias y
levaduras. Estos organismos producen ácido láctico, ácido acético y alcohol, todos “bio
conservadores” que retienen nutrientes y a la vez evitan que la leche se eche a perder. Que
producen una bebida fermentada elaborada de forma casera a la cual se le atribuye ciertas
propiedades probióticas.
La FAO/OMS (2001) define probiótico como "microorganismos vivos que confieren efecto
beneficioso para la salud del hospedador, cuando se administran en cantidad adecuada".
La leche es un alimento muy versátil, ya que mediante varios procesos puede transformarse
en un gran número de derivados, entre ellos las conocidas como leches fermentadas. La
NOM-243-SSA1-2010 indica que la denominación de leche fermentada se le otorga a:
“la obtenida por la acidificación de la leche estandarizada entera o deshidratada,
pasteurizada, parcialmente descremada, semidescremada o descremada, debido a la acción
de bacterias lácticas vivas con la consiguiente reducción del pH, adicionada o no por aditivos,
por alimentos e ingredientes opcionales”.
Este es clasificado como un alimento funcional, con la característica particular de que
algunos de sus componentes afectan funciones del organismo de manera específica y
positiva. (Luengo, 2001)
Estas bebidas preparadas, son de diversos orígenes, desde la antigua China, los países
Sumerios y los antiguos Europeos. Que se introducen en América, por los beneficios que
se reportan de los países antes mencionados.
Las leches fermentadas se han considerado desde la antigüedad no solo como alimentos
sino también como medicamentos: Hipócrates y Galeno prescribieron leche fermentada
para curar desórdenes del estómago y del intestino. Entre los productos fermentados se
puede mencionar al yogur del que se tienen indicios de que se elaboraba en Mesopotamia
hace unos 7000 años cuando se descubrió que el producto se conservaba durante más
tiempo que la leche fresca A finales del siglo XIX y principios del XX, se demostró la
presencia de diferentes microorganismos en las leches fermentadas, principalmente
bacterias ácido lácticas (BAL) pertenecientes a los géneros Lactobacillus, Leuconostoc,
Lactococcus y Bifidobacterium (Domínguez, K., Cruz, A., González, H., Gómez, L.,
García-Garibay, M., y Rodríguez, G., 2014).

Marco Teórico
Las leches fermentadas han sido consideradas desde hace muchos años como alimentos
benéficos para la salud. A finales del siglo XIX, Ellie I. Metchnikoff sugirió que el consumo
de leches fermentadas como el yogurt, contribuía a incrementar la longevidad de pobladores
de Europa Central, quienes consumían grandes cantidades de este producto y vivían muchos
años. Pese a que Metchnikoff fue un científico notable, quien obtuvo el Premio Nobel de
Fisiología y Medicina en 1908 por sus investigaciones en inmunología, esta afirmación fue
muy simplista y carente de fundamento científico, que no obstante contribuyó a construir una
imagen del yogurt y otras leches fermentadas como alimentos saludables (García-Garibay,
1986); él mismo fue un gran consumidor de yogurt y vivió sólo hasta los 71 años.
En 1930, un científico japonés de la Universidad de Kioto, Minoru Shirota, aisló de heces
humanas una cepa de Lactobacillus casei, que posteriormente cultivó en leche originando
una bebida con características probióticas. Shirota atribuyó a este lactobacilo la capacidad de
promover la salud intestinal y prevenir enfermedades mediante su consumo oral, y en 1935
desarrolló el Yakult, siendo este producto la primera leche fermentada diseñada
específicamente como probiótico. Junto con Metchnikoff, Shirota fue uno de los pioneros en
el estudio de probióticos, aunque las bases científicas más sólidas de los verdaderos
beneficios de estas bacterias lácticas en la salud se han empezado a estudiar con mayor rigor
científico en los últimos años (desde mediados de la década de 1980), entre otros por el
científico holandés Jos J. H. Huis in´t Veld, quien por desgracia falleció en febrero del 2000.
La fermentación ácido-láctica de alimentos procedentes de plantas parece que fue
incorporada por los homínidos hace aproximadamente 1,5 millones de años. Está
prácticamente fue ampliamente usada, y todavía hoy en día es empleada habitualmente por
diversas comunidades africanas, ya que es una forma segura y simple de conservar los
alimentos. La ingesta de lácteos fermentados se incorporó, posiblemente, a la alimentación
humana en fechas más recientes (hace unos 10.000años). En su evolución, los homínidos
fueron adaptando su tracto gastrointestinal a un aporte diario más o menos elevado de
bacterias ácido-lácticas vivas. En los países industrializados, durante el siglo xx se dejó de
ingerir este tipo de alimentos, lo que posiblemente haya condicionado diferentes problemas
gastrointestinales e inmunológicos. En la década de los ochenta se incorporó el concepto de
que ciertos componentes no digeribles de la dieta podrían favorecer el crecimiento de
determinadas cepas de bacterias en el intestino que se asocian a efectos beneficiosos para la
salud. (Olveira, González, 2016)
Evolución Histórica de la definición de Probióticos.
Las definiciones de los probioticos (Cuadro 1) han sido modificadas durante lo largo de la
historia.
Cuadro 1. Evolución histórica de la definición de probioticos Fuente: Revista pediátrica de
atención primaria, Vol. VIII, Suplemento 1, 2006.
Bacterias específicas de la fermentación del Metchnikoff (1907)
yogurt que mejoran el balance microbiano
intestinal.
Sustancias excretadas por un protozoo para Lilly y Stillwell (1965)
estimular el crecimiento de otro.
Sustancias que tienen efecto beneficioso en Parker (1974)
animales por su contribución al balance de la
flora intestinal.
Alimentos suplementados con microbios vivos Fuller (1989)
que benefician al huésped animal a través de la
mejora del balance microbiano intestinal.
Cultivos únicos o mixtos de microbios vivos Huis in´t Veld and Havenaar (1991)
que, aplicados a humanos, afectan
beneficiosamente al huésped a través de la
mejoría de la flora microbiana indígena
intestinal.
Ingredientes alimentarios microbianos vivos Salminen (1998)
que son beneficiosos para la salud (eficacia y
seguridad científicamente documentada)
Beneficioso en la salud humana.
Microbios vivos o inactivados que tienen Isolauri (2002)
efectos documentados en la reducción del
riesgo de enfermar o como tratamiento
coadyuvante

Hipótesis
De acuerdo a nuestras variables, nos basaremos en el cambio de sustrato para el desarrollo
de los gránulos de kéfir. Esperando que al alterar el sustrato se produzca un impacto en la
producción de los gránulos, tomando en cuenta los nutrientes proporcionados por cada leche
distinta, para su comparación y resolución de la mejor producción.
Variables
Se realizara la evaluación la estabilidad de la comunidad microbiana de los gránulos de kéfir
al cambiar de sustrato para su desarrollo. Siendo estos:
 Leche Lala.
 Leche Liconsa.
 Leche Santa clara.

Generalmente, las bacterias lácticas necesitan para su desarrollo vitaminas del grupo B y son
capaces de producir otras vitaminas. El contenido de vitaminas de las leches fermentadas,
depende también de las condiciones de almacenamiento y, especialmente, del pre tratamiento
que recibe la leche. La fermentación reduce el contenido de lactosa, pero el proceso no se
desarrolla hasta que se agotan los azúcares.
Dado a que las bacterias Gram negativas son más sensibles a un pH bajo que las Gram
positivas y que el Kéfir contiene bacterias que son lactobacilos y que éstas a su vez son
bacterias Gram positivas, podemos decir que favorece satisfactoriamente a su crecimiento
(Pidoux, 1988).
El Kéfir contiene levaduras (hongos). Estas levaduras son:
 Saccharomyces lactis
 Saccharomyces cerevisiae
 Candia kefir
 Saccharomyces kefir
Las características de las Saccharomyces es que tienen la capacidad para utilizar nitratos y
fermentar varios carbohidratos. Saccharomyces kefir es un tipo de hongo ascomycete
producto de la asociación de una bacteria Lactobacillus acidophilus y la levadura
saccharomyces que produce la fermentación láctica de la leche transformándola en ácido
láctico y en fermentación hidroalcohólica por lo que produce gas a temperatura ambiente,
ésta en muy pequeña cantidad (Carmen 2016).
Leche Lala.
Información nutricional
pH Lala fresca 6.50± 6.68
Lala almacenada 6.64± 0.064 y 6.65± 0.068
Proteínas 7.8 kJ
Kcal 154
Lípidos 8.3g
Grasa saturada 5.1g
Hidratos de carbono 12 g
Azucares 12 g
Fibra dietética 0g
Sodio 116 mg
Calcio 306 mg
Vitamina A 166 ug
Vitamina D 1.25

La NMX-F-446-1984 indica que el rango de normalidad de pH en la leche es de 6.6 a 6.8


(Norma Mexicana, NMX-F-446-1984), (Campos, 2019)

Leche Santa Clara


Información Nutrimental.
Por 240 ml.
pH 6.5
Contenido energético 617.28 kJ.
147.36 kcal.
Hidratos de carbono 13.44 g
Glucosa No aplica
Galactosa No aplica
Lactosa (Máximo) No aplica
Fibra dietética 0g
Proteínas 7.2 g
Lípidos 7.2 g|
Grasas saturadas 4.44 g|
Calcio 336 mg
Sodio 96 mg
Zinc 2.64 mg
Hierro 1.54 mg
Vitamina B2 0.72 mg
Vitamina B6 0.48 mg
Vitamina A (equivalente de retinol) 144.88 ug
Ácido fólico 51 ug
Vitamina D3 1.44 ug
Vitamina B12 1.2 ug

Este tipo de leche contiene los carbohidratos necesarios para los microorganismos que
contiene el kéfir puesto a que tiene glucosa, lactosa y galactosa, que aportan nutrientes a las
levaduras.
Su pH es de 6.5, por lo que podemos decir que tiene un nivel de acidez medio ya que la leche
consumible tiene un pH alrededor de 6.4 a 6.7 (Nilza, 2015).
Leche Liconsa

Por 240 ml
PH 6.5
Contenido energético 444,0 KJ
Proteínas 3,4 g
Grasas totales 1,5 g
Grasas saturadas 1,5 g
Carbohidratos totales 11,5 g
Azucares 11,5 g
Fibra dietética 0,0 mg
Calcio 285 mg
Sodio 117,0 mg
Hierro 2,9 mg
Zinc 2,9 mg
Vitamina B 0,27 mg
Vitamina A 96,0 µg

Ácido fólico 17,8 µg


Vitamina D 1,2 µg
Vitamina B12 0,24 µg
Materiales

Cantidad Material
4 Jarras de 1L
3 Botes de polipropileno de 600 ml
1 Cuchara (Plastico)
1 Colador
1 metro Manta de cielo
1 Olla
3 Recipientes de vidrio
1 Encendedor

Sustrato

Sustrato Materias primas


Leche Liconsa Azúcar
Leche Santa clara Canela
Leche león Agua
Leche
Procedimiento (Diagrama de flujo)

Fig. 2. Diagrama de flujo “procedimiento de producción de gránulos de kéfir”


Procedimiento
1. Adecuar el medio de cultivo
 Se utilizaran botes de polipropileno de 250 ml previamente esterilizados
mediante un método casero
 Se colocó 0.0062 gramos en tres recipientes
 Agregándose en cada uno un sustrato distinto, modificando el volumen del
sustrato de acuerdo al peso de los gránulos de kéfir se elige el volumen.
Siendo
1- Primer recipiente con 0.0062 gramos de gránulos de kéfir en 800 ml
de leche Liconsa
2- Segundo recipiente con 0.0062 gramos de gránulos de kéfir en 1 L de
leche Santa clara
3- Tercer recipiente con 0.0062 gramos de gránulos de kéfir en 1 L de
leche Lala

2- Medir temperatura y tiempo


 Se debe de mantener los recipientes cubiertos con manta de cielo, para permitir
continuar el proceso de fermentación anaerobio sin presentar contaminación
 El proceso de fermentación se presenta de 12 a 24 h. Ya que en ese lapso de
tiempo se han absorbido los nutrientes necesarios a partir de la leche.

3-Filtración
 Después del proceso de fermentación terminado, se realiza la filtración para
separar el suero producido de los gránulos de kéfir
 Se desecha el suero para lograr una mayor masa de gránulos de kéfir y lograr
medir que sustrato ayuda a una mejor producción
 Después de transcurrida una semana se realiza el pesaje de los gránulos de kéfir
para llevar el control de producción.

4-Producto final
 Se obtiene el suero a través de la filtración mediante manta de cielo, ya que
permite que la leche permanezca en la tela y el suero caiga en el recipiente
 En una olla se agrega 1 taza de agua y 3 ½ cucharadas de azúcar y canela para
elaborar un jarabe
 En un recipiente de vidrio se vierte el suero, se agregan 2 cucharadas de jarabe y
un poco de leche, se homogeniza y se procede a refrigerar teniendo una duración
de 3 a 5 días.
Procedimiento de limpieza para los búlgaros

1. Para cuidarlos, primero se lavan los hongos con una coladera de plástico bajo agua
purificada.

2. Es de vital importancia utilizar únicamente utensilios de plástico, vidrio o madera,


nunca de metal, así como agua sin cloro.

3. Una vez limpios del kéfir que contenían los búlgaros, se vacían a una jarra o frasco
de vidrio y se agrega leche.

 Agregar 1 lt. de leche por cada 3 o 4 cucharadas de búlgaros.

 Se cubre el recipiente con una tela de tul o gasa y una liga o listón. Se deja reposar a
temperatura ambiente de un día a otro.

 En 12-24 horas el kéfir estará listo. En 12 hrs. tendrá un sabor suave, y en 24 hrs. será
una bebida con una acidez un poco más fuerte, reposar por más de un día no se
recomienda.

 Para beber el kéfir únicamente se cuela y se deja reposar por otras 24 hrs. Y después
nuevamente se limpian los hongos para hacer la siguiente producción.

 Se puede usar cualquier tipo de leche, entera, semidescremada, descremada,


pasteurizada o sin pasteurizar, etc., pero debe ser leche 100% pura de vaca, no usar
leche en polvo ni sueros. También puede usarse leche de soya. Para conservar el
búlgaro sin cambiar la leche durante varios días, se puede refrigerar en agua con
leche, esto retardara la fermentación.
Metodología
Beneficios
La ingesta de alimentos adecuados mantiene una relación equilibrada entre la flora intestinal
y el individuo, es por ello que se necesita conocer cuáles son; entre los más comunes para el
bienestar del individuo se consideran los siguientes:
 Alimentos fermentados (yogurt, yakult, kéfir, kumis, quesos fermentados, col agria,
encurtidos, miso, etc.) que han desaparecido de nuestra alimentación.
 Consumo de carbohidratos.
 Consumo de frutas y verduras
 La higiene intestinal.
 Los alimentos ricos en fructooligosacáridos (FOS) que son azúcares que no digiere el
tubo digestivo y nutren a las bacterias (cebolla, ajo, alcachofas, espárragos). Además
de nutrir la flora intestinal, los FOS mejoran la función hepática, reducen el colesterol
y la presión arterial y mejoran la eliminación de sustancias tóxicas.
 Una dieta rica en fibra.

Reproducción

Los lactobacilos pertenecen al género de bacterias Gram positivas anaerobias Aero


tolerantes, la mayoría de estas bacterias convierten la lactosa y los monosacáridos en ácido
láctico provocando la fermentación láctica. Fue descubierta por el Dr. Stamen Grigorov en
1905.
Su reproducción es asexual, a través de bipartición. Su división es tan efectiva por ejemplo
con solo colocar un poco de yogurt en un litro de leche, al cabo de un tiempo tendremos
más yogurt, este proceso puede repetirse numerosas veces simplemente recuperando una
porción rica en estas bacterias. Este proceso se debe a su crecimiento espontaneo, un
proceso mediante el cual el material genético de la célula o ADN, que flota libremente en el
interior del citoplasma en una zona denominada nucleoide, simplemente se divide entre las
dos bacterias hijas. Una bacteria está conformada por ADN y algunos plásmidos
conformados por cromosomas con genes no necesarios para la supervivencia de la bacteria.
Los lactobacillus bulgaricus crecen bien en medios ligeramente ácidos, con pH inicial de
6,4 – 4,5 y con uno óptimo de desarrollo entre 5,5 y 6,2. Su crecimiento cesa cuando el pH
alcanza valores desde 4 hasta 3,6 en dependencia de especies y cepas y disminuye
notablemente en medios neutros o ligeramente alcalinos. Los lactobacilos son capaces de
disminuir el pH del sustrato donde se encuentran por debajo del valor 4,0 mediante la
formación de ácido láctico. De esta forma evitan o al menos disminuyen considerablemente
el crecimiento de 6 casi todos los otros microorganismos competidores, exceptuando el de
otras bacterias lácticas y el de las levaduras. (Ulloa, M. Y P. Lappe. 1993).
Constituyen un gran grupo de microorganismos benignos que producen ácido láctico como
producto final del proceso de fermentación. Destacando los principales probióticos
Lactobacillus acidophilus y Bifidobacterium y la levadura Saccharomyces kéfir. La
producción de ácido láctico hace que su ambiente sea ácido, lo cual inhibe el crecimiento
de bacterias dañinas.
La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, completamente
anaeróbico, siendo el producto final un compuesto orgánico. Es una ruta metabólica en las
bacterias que tiene como objeto lograr energía procedente de ciertas moléculas de azucares
y la reducción de lactato. Por cada molécula de glucosa que se oxida mediante glucolisis,
dos moléculas de NAD son reducidas a NADH, y se obtiene dos moléculas de piruvato y
dos moléculas de ATP.
En los organismos fermentadores, se recurre a la reducción de un sustrato endógeno, como
forma de reciclar el NADH en NAD para permitir que el proceso de glucolisis continúe y se
siga generando ATP.

Leches Fermentadas por medio de probioticos.


La superficie de la luz intestinal contiene billones de microorganismos vivos en un número
equivalente a unas 10 veces el de células que componen una persona adulta. La mayoría de
ellos se localizan en el colon, donde residen ciertas especies de bacterias. El intestino humano
es, por tanto, un verdadero ecosistema esencial para la absorción eficiente de nutrientes y
para el mantenimiento de la salud en general.
Los alimentos fermentados que contienen organismos vivos en muchas ocasiones no
cumplirían el concepto de probióticos si no se han estudiado específicamente sus efectos y/o
no se conoce la cantidad que contienen. Por el contrario, algunos alimentos fermentados
como el yogurt sí podrían considerarse, en algunas circunstancias, probióticos en función de
algunos efectos específicos, por ejemplo, por la evidencia de que mejora la digestión de la
lactosa en intolerantes; los beneficios no dependen solo de que el producto contenga menos
lactosa, sino de que las bacterias probióticas podrían incrementar, además, la actividad de la
lactasa en el intestino delgado.
Figura 1.Espectro de preparaciones y formas de administración que cumplirían el criterio de probióticos para uso en la práctica
clínica.

(Hill et al 2014)

No se considera como probiótico el trasplante fecal o los alimentos con microorganismos


muertos
Para producir los efectos beneficiosos sobre el huésped los probióticos no necesariamente
deben colonizar el órgano diana, aunque sí llegar vivos con una cantidad suficiente como
para afectar a su microecología y metabolismo. Así, la mayoría de cepas probióticas son
capaces de llegar al colon vivas (en un porcentaje variable) pasando por todo el tracto
gastrointestinal superior, y su viabilidad dependerá de muchos factores: por un lado, los
intrínsecos del probiótico, y por otro, dependientes del huésped
Aunque existen presentaciones farmacéuticas de probióticos (como tabletas, cápsulas o
polvos), y en principio muchos alimentos podrían ser utilizados como vehículos de éstos,
tradicionalmente las leches 26 fermentadas han sido utilizadas como la principal vía de
administración de probióticos, y las bacterias más usadas y estudiadas son bacterias lácticas,
microorganismos estrechamente ligados a los productos lácteos. En los últimos 10 o 15 años
se ha desarrollado un creciente interés por las bacterias con características probióticas en los
humanos, tanto en el sector científico como en el industrial, particularmente en los países
Europeos y en Japón, y un poco menos en EUA y Canadá. En México está iniciándose un
importante auge en el consumo de leches fermentadas con probióticos tipo yakult.
 Observaciones

Variable 1 Variable 2 Variable 3


Leche Santa
Leche Liconsa Leche Lala
Clara
Día 1 0.00620 gr 0.00620 gr 0.00620 gr
Semana 1 0.0185 gr 0.0159 gr 0.0614 gr
Semana 4 0.0266 gr 0.0240 gr 0.0253 gr

Cuadro 2. Control de producción

Crecimiento en leche Santa Clara

Se pueden observar tres


recipientes de búlgaros con un
peso aproximado de 0.0159 gr en
Semana 2
tan solo una semana de haber
añadido () ml de leche santa clara
entera.

Después de 2 semanas, se puede


apreciar que los búlgaros tienen
un peso aproximado de 0.0240 gr
con un crecimiento en su masa
Semana 4 gelatinosa de color blanco.
Asimismo estos microorganismos
fueron aumentando de tamaño
debido a las propiedades que
contiene este tipo de leche,
Crecimiento en leche Lala

Se pueden observar tres


recipientes de búlgaros con un
Semana 2 peso aproximado de 0.0159 gr en
tan solo una semana de haber
añadido () ml de leche Lala entera.

Después de 2 semanas, se puede


apreciar que los búlgaros tienen
un peso aproximado de 0.0240 gr
con un crecimiento en su masa
gelatinosa de color blanco.
Asimismo estos microorganismos
Semana 4 fueron aumentando de tamaño
debido a las propiedades que
contiene este tipo de leche, como
por ejemplo su pH de 3.9 es un
factor por el cual los búlgaros
aumentaron su tamaño en cuestión
de días.
Crecimiento en la leche Liconsa

Se pueden observar tres


recipientes de búlgaros con un
Semana 2 peso aproximado de 0.0185 gr
en tan solo una semana de
haber añadido (3500) ml de
leche Liconsa pasteurizada.

Después de 2 semanas, se
puede apreciar que los
búlgaros tienen un peso
Semana 4 aproximado de 0.0266 gr con
un crecimiento en su masa
gelatinosa de color blanco.
Asimismo estos
microorganismos fueron
aumentando de tamaño debido
a las propiedades que contiene
este tipo de leche, como lo es
la cantidad de lactosa y
nutrientes que contiene.
Referencias
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