.Maestría en Ciencias en Bioprocesos.

Desarrollo y evaluación de una matriz congelada a base de proteínas sustentables: su impacto sobre las propiedades fisicoquímicas, sensoriales y funcionales

2026-08-20T16:34:56Z

Desarrollo y evaluación de una matriz congelada a base de proteínas sustentables: su impacto sobre las propiedades fisicoquímicas, sensoriales y funcionales González Pedraza, José Iván Se desarrollaron helados adicionados con harina de grillo, proteína aislada de haba, orujo de uva e inulina mediante un diseño central compuesto. Los factores evaluados fueron la cantidad total de mezcla proteica grillo–haba (A) y la proporción de harina de grillo dentro de dicha mezcla (B), complementada con proteína aislada de haba. Las formulaciones presentaron alto contenido de proteína (11.16–15.36%) y fibra (11.36–15.02%). La proporción de harina de grillo (B) influyó significativamente en el overrun (p < 0.05), observándose menores valores al aumentar su incorporación, mientras que la cantidad total de mezcla proteica (A) afectó principalmente la viscosidad y la temperatura de fusión (Tm). Los modelos de TPC y TEAC también fueron significativos (p < 0.05), con valores de 383.76–720.13 mg GAE/100 g y 8.97–15.59 µmol TE/g, respectivamente. En cuanto a las propiedades funcionales, la digestibilidad proteica in vitro se mantuvo estable entre formulaciones (76.17–78.42%). Las formulaciones también mostraron potencial prebiótico, evidenciado por el crecimiento de Lactiplantibacillus paraplantarum y la producción de ácidos grasos de cadena corta (AGCC) comparables con el control de inulina. En fibroblastos L929, los extractos no fueron citotóxicos, con viabilidades de 79.91–92.78%, ni promovieron un aumento significativo de especies reactivas de oxígeno intracelular (ROS). Sensorialmente, algunas muestras alcanzaron una aceptación moderada y mostraron perfiles cercanos al ideal en atributos como textura, granulosidad y regusto, por lo que el análisis JAR y de penalización pudo orientar ajustes futuros en sabor, dulzor y textura; Ice cream supplemented with cricket flour, faba bean protein isolate, grape pomace, and inulin were developed using a central composite design. The evaluated factors were the total amount of cricket–faba bean protein mixture (A) and the proportion of cricket flour within this mixture (B), complemented with faba bean protein isolate. The formulations presented high protein (11.16–15.36%) and fiber (11.36–15.02%) contents. The proportion of cricket flour (B) significantly influenced overrun (p < 0.05), with lower values observed as its incorporation increased, while the total amount of protein mixture (A) mainly affected viscosity and melting temperature (Tm). The TPC and TEAC models were also significant (p < 0.05), with values of 383.76–720.13 mg GAE/100 g and 8.97–15.59 µmol TE/g, respectively. Regarding functional properties, in vitro protein digestibility remained stable among formulations (76.17–78.42%). The formulations also showed prebiotic potential, evidenced by the growth of Lactiplantibacillus paraplantarum and the production of short-chain fatty acids (SCFAs) comparable to inulin control. In L929 fibroblasts, the extracts were not cytotoxic, with viabilities of 79.91–92.78%, nor did they promote a significant increase in intracellular reactive oxygen species (ROS). Sensorially, some samples reached moderate acceptance and showed profiles close to the ideal in attributes such as texture, graininess, and aftertaste, so the JAR and penalty analysis could guide future adjustments in flavor, sweetness, and texture.

Evaluación de la hidrólisis enzimática de lactosa en leche bovina mediante β-galactosidasa de Aspergillus oryzae

2026-08-17T17:11:36Z

Evaluación de la hidrólisis enzimática de lactosa en leche bovina mediante β-galactosidasa de Aspergillus oryzae Carrizales Loera, Anthony La intolerancia a la lactosa representa una limitante para el consumo de leche y productos lácteos por una parte importante de la población mundial. La hidrólisis enzimática de la lactosa mediante β-galactosidasa constituye una alternativa eficiente para la obtención de productos con bajo contenido de lactosa. En este trabajo se determinaron los parámetros cinéticos de la β-galactosidasa de Aspergillus oryzae durante la hidrólisis enzimática de la lactosa presente en leche bovina, con el propósito de generar información útil para el diseño de reactores enzimáticos. Inicialmente se caracterizó la composición fisicoquímica de la leche y se cuantificaron las concentraciones de lactosa, glucosa y galactosa mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Posteriormente, se evaluó el efecto de diferentes concentraciones iniciales de lactosa sobre la velocidad de reacción y los datos experimentales se ajustaron mediante un análisis paramétrico no lineal por mínimos cuadrados utilizando el modelo de Michaelis–Menten y diferentes mecanismos de inhibición por producto. Se obtuvieron valores de Vmax y Km, mientras que el modelo con inhibición por producto permitió describir de manera más adecuada el comportamiento cinético del sistema. La hidrólisis alcanzó un 91.05 % de conversión de lactosa después de 200 min de reacción. Los resultados obtenidos proporcionan parámetros cinéticos confiables que pueden emplearse en el modelado, simulación, diseño y escalamiento de reactores enzimáticos destinados a la producción de leche y derivados con contenido reducido de lactosa.; Lactose intolerance limits the consumption of milk and dairy products for a significant portion of the world's population. Enzymatic lactose hydrolysis using β-galactosidase has emerged as an effective alternative for producing low-lactose dairy products. The objective of this study was to determine the kinetic parameters of Aspergillus oryzae β-galactosidase during the enzymatic hydrolysis of lactose in bovine milk to provide fundamental information for enzymatic reactor design. Initially, the physicochemical composition of milk was characterized, and lactose, glucose, and galactose concentrations were quantified by high-performance liquid chromatography (HPLC). Enzymatic assays were subsequently performed at different initial lactose concentrations, and the experimental data were fitted by nonlinear parametric least-squares analysis using the Michaelis–Menten model and different product inhibition mechanisms. The kinetic parameters obtained were Vmax and Km. The enzymatic hydrolysis process reached 91.05% lactose conversion after 200 min of reaction, while product inhibition models provided a more accurate description of the enzymatic behavior than the classical Michaelis–Menten equation. The kinetic parameters determined in this study constitute a useful basis for the modeling, simulation, scale-up, and design of enzymatic reactors intended for the production of lactose-reduced dairy products.

Evaluación técnico - económica de la producción de ácido málico empleando Aureobasidium pullulans

2026-07-15T19:35:45Z

Evaluación técnico - económica de la producción de ácido málico empleando Aureobasidium pullulans Villalpando Neira, Irma Ines La producción biotecnológica de biopolímeros desde residuos agroindustriales se alinea con la bioeconomía circular y biorrefinerías sostenibles. Este trabajo evaluó la factibilidad técnico-económica de producir poliácido málico (PMA) mediante Aureobasidium pullulans usando residuos confiteros como fuente de carbono, con coproducción de pullulano como coproducto de alto valor. Se evaluó la reproducibilidad a escala laboratorio y biorreactor, y el efecto de aireación y agitación sobre crecimiento y producción. Los residuos confiteros resultaron adecuados para la síntesis simultánea de ambos biopolímeros. Las mejores condiciones (2 vvm, 300 rpm, jarabe CC) alcanzaron ~68.5 g/L PMA, 67.0 g/L pullulano y ~100 g/L biomasa. La cuantificación gravimétrica del PMA fue validada por HPLC con diferencias <10 %, confirmando la confiabilidad analítica. El análisis mostró que la composición del residuo direcciona el metabolismo del microorganismo hacia la acumulación simultánea de PMA y pullulano bajo adecuada transferencia de oxígeno, evidenciando el potencial del proceso como plataforma de coproducción. Luego se simuló industrialmente el proceso con SuperPro Designer®, incluyendo acondicionamiento, fermentación, recuperación y secado. La evaluación técnico-económica indicó que el uso de residuos azucarados reduce costos de materia prima, y que la coproducción de pullulano incrementa ingresos y rentabilidad frente a un esquema solo de PMA. En conjunto, los resultados demuestran que la valorización de residuos confiteros mediante coproducción de PMA y pullulano es viable técnica y económicamente, con potencial para integrarse en biorrefinerías y economía circular para el aprovechamiento integral del carbono y la generación de bioproductos de alto valor agregado.; The biotechnological production of biopolymers from agro-industrial waste aligns with circular bioeconomy and sustainable biorefineries. This work evaluated the technical-economic feasibility of producing poly(malic acid) (PMA) via Aureobasidium pullulans using confectionery waste as carbon source, with co-production of pullulan as a high-value coproduct. Reproducibility was assessed at lab and bioreactor scales, along with the effect of aeration and agitation on growth and production. Confectionery wastes proved suitable for simultaneous synthesis of both biopolymers. Optimal conditions (2 vvm, 300 rpm, CC syrup) yielded ~68.5 g/L PMA, 67.0 g/L pullulan, and ~100 g/L biomass. Gravimetric PMA quantification was validated by HPLC with differences <10 %, confirming analytical reliability. Analysis showed that waste composition directs microbial metabolism toward simultaneous PMA and pullulan accumulation under proper oxygen transfer, highlighting the process potential as a co-production platform. Industrial simulation was performed with SuperPro Designer®, including conditioning, fermentation, recovery, and drying. Technical-economic evaluation indicated that sugar-rich wastes reduce raw material costs, and pullulan co-production significantly increases revenues and profitability versus a PMA-only scheme. Overall, results demonstrate that confectionery waste valorization via PMA and pullulan co-production is technically and economically viable, with potential for integration into biorefinery and circular economy frameworks for full carbon utilization and high-value bioproduct generation.

Elaboración y aplicación de diagramas de estado para determinar la estabilidad de matrices proteicas deshidratadas y congeladas

2025-12-16T16:58:38Z

Elaboración y aplicación de diagramas de estado para determinar la estabilidad de matrices proteicas deshidratadas y congeladas Reyes Hernández, Maricela La carne constituye uno de los alimentos de mayor consumo a nivel mundial. En particular, las carnes de cerdo y aves representan fuentes fundamentales de proteína en los contextos nacional e internacional, apreciadas por su alta calidad nutricional y sensorial. Estas características las posicionan como componentes relevantes en la alimentación humana y en el desarrollo de la industria alimentaria. Sin embargo, el congelamiento -18 °C puede causar daños estructurales, pérdida de líquidos, alteraciones en el color y desnaturalización de proteínas tras la descongelación. Determinar la temperatura óptima de congelación es esencial para garantizar la estabilidad del producto, un aspecto poco abordado en la literatura. Este estudio se centró en evaluar los efectos de los valores de maltodextrina (PMD) de 0, 0.4 y 0.8 sobre la estabilidad y las transiciones térmicas (𝑇𝑔, 𝑇𝑔', 𝑇𝑚, 𝑇𝑚') de los polvos de pechuga de pollo y cerdo a través de análisis TGA y DSC y construir sus respectivos diagramas de estado. Los resultados indicaron que la adición de maltodextrina eleva significativamente los parámetros térmicos de las matrices proteicas de cerdo y pollo. El análisis mediante diagramas de estado permitió determinar las temperaturas de congelación y almacenamiento para ambas muestras, obteniéndose -21.8,-16.9 y -13°C en la formulación de cerdo y de -24.3, -18.6 y -13°C en las de pollo, correspondiente a niveles de PMD de 0, 0.4 y 0.8 respectivamente. La maltodextrina es un aditivo prometedor para mejorar la estabilidad térmica de la carne de cerdo y pollo, logrando temperaturas de almacenamiento congelado por encima de la temperatura de congelación comercial estándar de -18 °C. La implementación de diagramas de estado permite predecir la estabilidad térmica de la carne, facilitando el desarrollo de procesos de congelación más eficientes y el diseño de productos con calidad estandarizada y mayor valor agregado.; Meat is one of the most consumed foods worldwide. Pork and poultry represent fundamental protein sources in national and international contexts, valued for their high nutritional and sensory quality. These characteristics position them as relevant components in human nutrition and the development of the food industry. However, freezing at -18 °C can cause structural damage, fluid loss, color alterations, and protein denaturation after thawing. Determining the optimal freezing temperature is essential to guarantee product stability, an aspect scarcely addressed in the literature. This study focused on evaluating the effects of maltodextrin levels (WMD) values of 0, 0.4, and 0.8 on the thermal stability and thermal transitions (𝑇𝑔, 𝑇𝑔', 𝑇𝑚, 𝑇𝑚') of chicken breast and pork powders through TGA and DSC analyses, and on constructing their respective state diagrams. The results indicated that the addition of maltodextrin significantly raises the thermal parameters of the pork and chicken protein matrices. Analysis via state diagrams allowed for the determination of the freezing and storage temperatures for both sample types, yielding values of -21.8, -16.9, and -13 °C for the pork formulation and -24.3, -18.6, and -13 °C for the chicken formulation, corresponding to WMD of 0, 0.4, and 0.8, respectively. Maltodextrin is a promising additive for improving the thermal stability of pork and chicken, enabling frozen storage temperatures above the standard commercial freezing temperature of -18 °C. The implementation of state diagrams allows for the prediction of meat's thermal stability, facilitating the development of more efficient freezing processes and the design of products with standardized quality and higher added value.