Concurso Investigar en Ciencias 2020-2021
Nuevos métodos inocuos de
conservación de alimentos
Alumnos: Sara Domínguez Fernández, Miriam Marques
Rodríguez y Nayra Morán González.
Profesores: Nadia Sanabria Lagar, Fernando Hernández
Trejo.
IES San José, Badajoz.
RESUMEN
Se propusieron varias hipótesis sobre posibles métodos
de conservación de alimentos alternativos a los conservantes artificiales:
Primera: La adición de distintas cepas de bacterias
beneficiosas a diferentes tipos de alimentos podría tener un efecto deteniendo
el crecimiento de hongos, debido a su producción de bacteriocinas.
Segunda: La utilización de medios que imitasen a las
condiciones del estómago humano podría tener efecto en evitar la proliferación
de bacterias.
Tercera: La utilización de enzimas proteolíticas de
extractos naturales vegetales y animales podría evitar la proliferación
bacteriana.
Se observó un claro retraso en la aparición de
bacterias en los medios tratados con tres de los procedimientos: HCl a pH 2.5,
HCl + cuajo animal y HCl + cuajo vegetal. Sin embargo, no se observó el mismo
efecto sobre el crecimiento de hongos. Todos fueron comparados con el control.
Por el contrario, no se pudo comprobar que la adición
de cepas bacterianas, tanto al pan como a la leche supusiera un incremento en
su conservación en condiciones de exposición al aire.
ABSTRACT
Several scenarios
were proposed for alternative food preservation methods to artificial
preservatives:
First: The
addition of different strains of beneficial bacteria to different types of food
could have an effect stopping the growth of fungi, due to their production of
bacteriocins.
Second: The use of media that imitated the conditions
of the human stomach could have an effect in preventing the proliferation of
bacteria.
Third: The use of
proteolytic enzymes from natural plant and animal extracts could prevent
bacterial proliferation.
Delay in the
appearance of bacteria in the media treated with three procedures was clearly
observed: HCl at pH 2.5, HCl + animal rennet and HCl + plant rennet. However, the same effect on
fungal growth was not observed. All were compared with the
control.
On the contrary,
the addition of bacterial strains to both bread and milk could not be found to
increase their preservation under conditions of exposure to air.
PALABRAS CLAVE:
Conservación de alimentos, ácido clorhídrico, cuajo
natural, renina, cuajo vegetal, Cynara cardunculus, pan, lactobacillus,
bifidobacterias, probióticos.
Actualmente el consumidor prefiere alimentos que sean
completamente naturales, entendiéndose por ellos a los que no contienen
aditivos ni compuestos químicos. Sin embargo, es inevitable evitar su uso para
preservar los alimentos y modificar sus propiedades. Por ello, en este
experimento se buscó eliminar los aditivos artificiales de los alimentos,
especialmente los conservantes, de los que se conocen efectos negativos sobre
el ser humano. Por otro lado, la comercialización de alimentos necesita contar
con un periodo largo de conservación, es decir, de mantenimiento del producto
en condiciones de comestibilidad y buen sabor. Por tanto, la adicción a un
alimento de productos naturales que sirvieran de conservantes inocuos, sería
bienvenida por las empresas del sector. En este sentido, se utilizaron,
estigmas de la especie (Cynara
cardunculus) como suministro natural de proteasa con fines bactericidas.
MATERIALES Y MÉTODOS
Materiales
Ácido clorhídrico, Bifidobacterium vivas, Carne de pavo cocida con sal, Cepas de bacterias simbiontes liofilizadas (prodefen), Cynara cardunculus, Colorante Fucsina de Ziehl, Colorante Safranina, Harina natural, Kefir, Lactobacillus vivas, Leche fresca, Levadura liofilizada, Cubreobjetos y portaobjetos, Estufas de cultivo bacteriano, Horno, Microscopio, Placas de Petri con medio de cultivo en agar, Placas vacías para tinción, Pipetas, Varillas de vidrio
Metodología
Se realizaron experimentos para valorar la utilización
de cuatro procedimientos de conservación:
Procedimiento A: Imitación de condiciones naturales del estómago (bactericidas)
Experimento 1 Uso de ácido clorhídrico,
pH= 2,5.
Experimento 2 Uso de ácido clorhídrico +
cuajo animal pH= 2,5.
Se usaron tres recipientes, todos contenían pavo
previamente cocido en olla expres con agua con una pizca de sal. También se usó
un medio control sin adiciones (pH=
6,5), otro con ácido clorhídrico y cuajo animal.
Experimento 3 Se usó un recipiente con
pavo cocido como los anteriores al que se añadieron flores secas de la especie Cynara cardunculus (alcachofa
silvestre), conocida por su enzima proteasa usada como cuajo vegetal. A pH=
2,5.
Procedimiento C: Uso de bacterias probióticas conservación de leche
Experimento 4 Uso de Lactobacillus en leche fresca
Experimento 5 Uso de Bifidobacterium en leche fresca
Experimento 6 Uso de keffir en leche
fresca
Se contrastaron con un medio control que solo contenía
leche.
Procedimiento D: Uso de bacterias probióticas en conservación de pan
Experimento 7 Se hornearon dos panes a
50ºC (temperatura por debajo de la que soportan al menos dos de las cepas de
bacterias usadas). Uno control, solo con levadura natural y otro con adición de
los siguientes especies de bacterias probióticas:
Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus rhamnosus, Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infantis
Una vez cocinados, se partieron a la mitad y fueron
expuestos directamente al aire durante todo el periodo que duró el experimento.
Siendo humedecidos diariamente con agua.
Toma de muestras y observaciones:
Las muestras y observaciones fueron tomadas cada tres
y dos días alternativamente. Consistieron en:
2º Tinción y
observación microscópica de hifas (Como identificador de aparición de mohos). Se usó
para los experimentos relacionados con la leche: Experimentos 4, 5, 6 y su Control.
3º Observación
de visu de aparición de mohos superficiales. Se usó para los experimentos con
pan: Experimento 7 y su Control
RESULTADOS:
La evolución de los resultados a lo largo de la
duración del experimento fue la siguiente:
Preparación de los sustratos y muestras.
1) Carne cocida con HCl
2) Con HCL y cuajo animal.
3) con HCL y cuajo vegetal.
4) Control sin aditivos. El pH Inicial todas las
muestras con HCl de 2, 5.
1) Leche con lactobacillus.
2)Leche con Keffir.
3)Leche con Bifidobacterium.
4)Leche control. Los medios con Lactobacillus y Bifidubacterium
se dejan en estufas de cultivo bacteriano a 38 ºC.
1) Pan con levadura.
2) Pan con levadura y bacterias simbióticas. (Panes
horneados a 50 centígrados temperatura inferior al máximo de resistencia de dos
de las cepas bacterianas usadas).
Se sacan los cultivos de leche con Bifidobacterium y
lactobacillus de las estufas; la leche presentó coagulación por cambio de pH
por el metabolismo de fermentación, según lo esperado. Se destapan todos los
botes de leche, los mencionados, el de kefir y el control.
Grupos A y B: Se toman muestras de carne por siembra
en placas de petri con agar con medio de crecimiento general. Serán observadas
a lo largo de la semana.
Grupos A y B:
Toma de nuevas muestras de carne por siembra en
superficie en las placas de petri. Serán observadas a lo largo de la semana.
Observación de las muestras anteriores: Sólo aparecen
colonias bacterianas en la muestra del medio control.
Grupo D No aparece moho en el pan.
Grupos A y B. Toma de muestras con evolución en
cultivos de carne. Observación de las muestras anteriores: Vuelven a aparecer
colonias bacterianas únicamente en la muestra del medio control.
Visualización de hifas en análisis microscópico de
muestras de cultivo de Bifidobacterium.
Observación con cámara microscópica.
Toma de muestras con evolución en cultivos de carne.
Observación de las muestras anteriores: De nuevo
aparecen colonias bacterianas únicamente en la muestra del medio control.
Aparecen hifas en las muestras de leche con Bifidobacterium y Lactobacillus. No aparecen en el control ni en la muestra con Keffir.
No se aprecian mohos sobre los panes.
Se toman muestras de todos los medios.
Se observan las muestras tomadas días anteriores: Sólo
aparece crecimiento bacteriano en las placas procedentes de la toma de muestras
del control. Aparece crecimiento de mohos en algunas placas de días anteriores.
Aparecen mohos en todas las muestras de leche.
Aparecen mohos en ambos panes, el que contiene cepas
bacterianas y el control.
Se observa el crecimiento bacteriano de las muestras
anteriores: Aparece ya crecimiento bacteriano en todas las placas: control,
HCl, HCl + Cuajo animal y HCl + Cynara. Se
observa también crecimiento de hongos en todas ellas.
DISCUSIÓN
Se observa claramente el retraso de la aparición de
bacterias en los medios tratados con cualquiera de los tres procedimientos. Sí
crecieron en cambio microorganismos tras la exposición ambiental en la muestra control sin conservante.
Sin embargo, se observó el crecimiento de hongos en
los últimos días. Por tanto, se pudo concluir que las sustancias utilizadas son
muy eficaces para evitar el crecimiento de bacterias, aunque no tanto de los
mohos.
Experimentos
para comprobar el efecto del lactobacillus
y bifidobacterium en la
conservación de leche. Grupo C.
No se pudo observar una mejora del tiempo que tardan
en aparecer mohos sobre la leche fermentada respecto a la leche no inoculada
con bacterias.
Experimentos
para comprobar el efecto de la adición de bacterias simbiontes al pan como
potencial antifúngico. Grupo D.
No se observó ningún beneficio, encontrándose
crecimiento de mohos a la vez en el pan inoculado y el control.
- Atlas de Histología Vegetal y Animal. Manuel
Megías, Pilar Molist, Manuel A. Pombal, Departamento de Biología Funcional y Ciencias de la Salud.
Facultad de Biología. Universidad de Vigo.
- Biología de hongos. Ed.
Universidad de los Andes.
-
Boland M, Human digestion - a processing perspective. J Sci
Food Agric 96:2275-2283 (2016).
-
Hur SJ, Lim BO, Decker EA and McClements DJ, In vitro human
digestion models for food applications. Food Chem 125:1-12 (2011).
- https://es.scribd.com/doc/29029546/tincion-de-hongos
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