Ciencia y Educación
(L-ISSN: 2790-8402 E-ISSN: 2707-3378)
Vol. 6 No. 6,1
Edición Especial II 2025
Página 693
APLICACIÓN DEL MÉTODO ENZIMÁTICO PARA LA ELABORACIÓN DE UN
CONCENTRADO PROTEICO NANOENCAPSULADO A TRAVÉS DEL SUERO DE
MANTEQUILLA
APPLICATION OF THE ENZYMATIC METHOD FOR THE PRODUCTION OF A
NANOENCAPSULATED PROTEIN CONCENTRATE USING BUTTERMILK
Autores: ¹Xavier Alexander Sánchez Parra, ²Fernando Xavier Buitrón Proaño, ³Evelyn Andrea
Jácome Villacrés, 4Cristo Cristoffer Cadena Yanchaliquin y 5María Emilia Cuenca
Jácome.
¹ORCID ID: https://orcid.org/0009-0002-5956-900X
²ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-2967-7974
3ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-8094-230X
4ORCID ID: https://orcid.org/0009-0007-6037-9007
5ORCID ID: https://orcid.org/0009-0007-4679-5004
¹E-mail de contacto: ylaight@gmail.com
²E-mail de contacto: xavierproao@gmail.com
³E-mail de contacto: eveandreaja@hotmail.com
4E-mail de contacto: cadenacristoffer@hotmail.com
5E-mail de contacto: mariaja2737@gmail.com
Afiliación: 1*2*3*4*5*Instituto Superior Tecnológico Ecuatoriano de Productividad, (Ecuador).
Articulo recibido: 20 de Julio del 2025
Articulo revisado: 22 de Julio del 2025
Articulo aprobado: 1 de Agosto del 2025
¹Ingeniero en Biotecnología graduado de la Universidad Politécnica Salesiana, (Ecuador).
²Ingeniero Agroindustrial graduado de la Escuela Politécnica Nacional, (Ecuador). Máster Universitario en Dirección de Operaciones y
Calidad graduado en la Universidad Internacional de la Rioja, (España). Magíster en Gerencia Educativa graduado en la Universidad
Metropolitana, (Ecuador).
³Ingeniera en Industrialización de Alimentos graduado de la Universidad Tecnológica Equinoccial, (Ecuador). Magíster en Procesamiento
de Alimentos graduada de la Universidad Agraria del Ecuador, (Ecuador). Magíster en Gestión Educativa graduada en la Universidad
Iberoamericana del Ecuador, (Ecuador).
4Tecnólogo Superior en Procesamiento de Alimentos graduado en el Instituto Superior Tecnológico Ecuatoriano de Productividad,
(Ecuador).
5Ingeniera Biotecnóloga graduada en la Universidad Politécnica Salesiana, (Ecuador).
Resumen
Este estudio busca aprovechar el subproducto
de la industria láctea, el suero de mantequilla,
para obtener un concentrado proteico de alto
valor mediante procesos enzimáticos y secado
por aspersión, promoviendo la economía
circular y la sostenibilidad ambiental. La
investigación, de carácter cuantitativo y
experimental, controló variables como el
método de obtención de la masa proteica y el
proceso de secado, para maximizar el
rendimiento de proteínas. La materia prima,
recolectada en una planta en Quito, fue
analizada en cuanto a su composición físico-
química y microbiológica, verificándose que
cumple con estándares de calidad y seguridad.
La extracción de la masa proteica se realizó
usando un proceso enzimático, logrando
concentraciones de proteína entre 79 % y 83 %.
Posteriormente, mediante secado por
aspersión, se formuló un concentrado
nanoencapsulado con un contenido proteico de
21,62 g/100 g, además de contener lactosa y
grasa en niveles moderados. Se realizó análisis
sensorial y fisicoquímico, confirmando que el
producto tiene buenas características
organolépticas y calidad microbiológica,
cumpliendo con normas nacionales. Los
resultados estadísticos demostraron que el
método enzimático aumenta significativamente
el porcentaje de proteína en comparación con
la microfiltración. En conclusión, el proceso
desarrollado fue efectivo, logrando un
concentrado proteico de alta calidad, seguro y
aceptable sensorialmente, contribuyendo a
reducir residuos y promover la sostenibilidad
en la industria láctea, con potencial para
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aplicaciones en alimentación humana y
piensos.
Palabras clave: Aplicación, Método
enzimático, Elaboración, Concentrado
protéico nanoecanpsulado, Suero,
Mantequilla.
Abstract
This study aims to utilize the byproduct of the
dairy industry, buttermilk serum, to obtain a
high-value protein concentrate through
enzymatic processes and spray drying,
promoting circular economy and
environmental sustainability. The research, of a
quantitative and experimental nature,
controlled variables such as the method of
obtaining the protein mass and the drying
process to maximize protein yield. The raw
material, collected from a plant in Quito, was
analyzed for its physical-chemical and
microbiological composition, verifying that it
meets quality and safety standards. The
extraction of the protein mass was carried out
using an enzymatic process, achieving protein
concentrations between 79% and 83%.
Subsequently, through spray drying, a
nanoencapsulated concentrate with a protein
content of 21.62 g/100 g was formulated, also
containing moderate levels of lactose and fat.
Sensory and physicochemical analyses
confirmed that the product has good
organoleptic characteristics and
microbiological quality, complying with
national standards. The statistical results
demonstrated that the enzymatic method
significantly increases the protein percentage
compared to microfiltration. In conclusion, the
developed process was effective, producing a
high-quality, safe, and sensorially acceptable
protein concentrate, contributing to waste
reduction and promoting sustainability in the
dairy industry, with potential applications in
human nutrition and animal feed.
Keywords: Application, Enzymatic method,
Manufacturing, Nanoencapsulated protein
concentrate, Serum, Buttermilk.
Sumário
Este estudo tem como objetivo aproveitar o
subproduto da indústria leiteira, o soro de
manteiga, para obter um concentrado proteico
de alto valor por meio de processos enzimáticos
e secagem por atomização, promovendo a
economia circular e a sustentabilidade
ambiental. A pesquisa, de natureza quantitativa
e experimental, controlou variáveis como o
método de obtenção da massa proteica e o
processo de secagem para maximizar o
rendimento de proteínas. A matéria-prima,
coletada de uma planta em Quito, foi analisada
quanto à sua composição físico-química e
microbiológica, verificando que atende aos
padrões de qualidade e segurança. A extração
da massa proteica foi realizada usando um
processo enzimático, alcançando
concentrações de proteína entre 79% e 83%.
Posteriormente, por meio de secagem por
atomização, foi formulado um concentrado
nanoencapsulado com um teor de proteína de
21,62 g/100 g, além de conter níveis moderados
de lactose e gordura. Análises sensoriais e
físico-químicas confirmaram que o produto
apresenta boas características organolépticas e
qualidade microbiológica, atendendo às
normas nacionais. Os resultados estatísticos
demonstraram que o método enzimático
aumenta significativamente o percentual de
proteína em comparação com a microfiltração.
Em conclusão, o processo desenvolvido foi
eficaz, produzindo um concentrado proteico de
alta qualidade, seguro e sensorialmente
aceitável, contribuindo para a redução de
resíduos e promovendo a sustentabilidade na
indústria láctea, com potencial para aplicações
na nutrição humana e na alimentação animal.
Palavras-chave: Aplicação, Método
enzimático, Elaboração, Concentrado
proteico nanoencapsulado, Soro, Manteiga.
Introducción
De acuerdo con el Codex Alimentarius, un
producto lácteo se define como cualquier
producto obtenido mediante la transformación
de la leche, pudiendo incorporar aditivos
alimentarios y otros ingredientes necesarios
para su elaboración (FAO, 2017). La variedad
de productos lácteos varía significativamente
dependiendo de la región, las costumbres
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alimentarias, las tecnologías de producción
disponibles, las demandas del mercado, así
como las circunstancias sociales y culturales
tanto a nivel regional como internacional. El
suero de mantequilla, también conocido como
mazada, es un líquido de color blanco-
amarillento, ligeramente menos espeso que la
nata o crema de leche, con un contenido bajo en
grasa. Es un subproducto generado en la
producción de mantequilla a partir del batido de
crema dulce o ácida, y puede ser consumido
directamente o utilizado como ingrediente en
diversas preparaciones. Sus componentes son
similares a los de la leche descremada, variando
en función de la acidez, la composición de la
crema y las condiciones del proceso de batido
(Bylund, 2003). Este subproducto es una fuente
considerable de proteínas, que constituyen
componentes esenciales para la salud humana.
Las proteínas están conformadas por moléculas
complejas formadas por unidades más pequeñas
llamadas aminoácidos, organizados en cadenas
polipeptídicas específicas. Una proteína típica
puede contener entre 100 y 200 aminoácidos,
aunque existen variantes que contienen más o
menos (Bylund, 2003).
El presente estudio busca aprovechar un
subproducto de la industria láctea, en particular
el suero de mantequilla, la cual se genera en la
elaboración de mantequilla. Además de su
potencial reutilización, su aprovechamiento
contribuye a reducir la contaminación
ambiental, dado que su eliminación inadecuada
puede ser altamente contaminante debido a su
alta demanda bioquímica de oxígeno. En
Ecuador, por ejemplo, no se comercializa el
suero de mantequilla y, por lo general, se
elimina como residuo industrial, situación que
representa una problemática ambiental
importante, considerando que la cantidad
generada es comparable a la producción de
mantequilla en el país, según datos del censo
económico de 2008 (INEC, 2008). Según la
FAO, los países desarrollados presentan un
mayor consumo per cápita de leche y productos
lácteos, aunque la brecha con muchas naciones
en vías de desarrollo se está reduciendo. La
demanda en estos países en desarrollo continúa
aumentando, impulsada por factores como el
crecimiento poblacional, la urbanización y
cambios en los patrones alimentarios,
generando oportunidades para los productores
rurales y periurbanos de mejorar sus
condiciones económicas mediante el aumento
de la producción láctea (FAO, 2017).
Históricamente, el suero de mantequilla ha sido
considerado un residuo y un agente
contaminante en la industria láctea, en parte por
la falta de conocimiento de sus componentes.
Sin embargo, este subproducto posee un alto
potencial dado su bajo contenido en grasa y su
riqueza en materia proteica, pudiendo ser
utilizado en la elaboración de diversos
subproductos y alimentos lácteos (Alayo,
2017). Desde una perspectiva técnica, la
principal problemática radica en la gestión del
residuo generado durante la transformación de
crema en mantequilla, que requiere una
considerable inversión en plantas de tratamiento
y genera pérdidas en términos de proteínas y
calcio. Por ello, se busca aprovechar la proteína
presente en el suero de mantequilla para
desarrollar un concentrado proteico con alto
contenido de proteína, mediante procesos
enzimáticos y secado por aspersión, en busca de
una solución rentable que pueda implementarse
a escala industrial. En Ecuador, el uso del suero
lácteo líquido está prohibido desde el 25 de
agosto de 2019, según el Código Penal Legal
COIP. Por ello, el residuo lácteo producido en
la elaboración de mantequilla es generalmente
desechado o vendido a gestores ambientales a
un costo muy bajo, aproximadamente 0,2
centavos por litro. Cada 50 ml de suero
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contienen aproximadamente un 2,8 % de
proteína, lo que evidencia su potencial valor
nutrimental. En este marco, el presente proyecto
se enfoca en transformar el suero de mantequilla
en un concentrado proteico mediante procesos
enzimáticos y técnicas de secado por aspersión,
con la finalidad de aprovechar su alto contenido
en proteínas de forma rentable y sostenible. Este
enfoque permitirá no solo reducir la
contaminación ambiental, al disminuir el
vertimiento y eliminación indiscriminada del
residuo, sino también generar un producto de
alto valor agregado para la alimentación
humana o la elaboración de piensos para
animales. Además, la implementación de esta
tecnología en la planta de Vita Alimentos CA
favorece la economía circular, promoviendo
una gestión responsable de residuos lácteos y
facilitando el aprovechamiento de recursos en
beneficio tanto de la industria como del medio
ambiente. Por los motivos anteriormente
expuestos, se plantea como interrogante: ¿Es
factible diseñar un concentrado proteico de alto
contenido en proteína, con menor impacto
ambiental y menor contaminación, a partir del
suero de mantequilla en la empresa Vita
Alimentos? Finalmente, se establece como
objetivo el desarrollar un concentrado proteico
nanocapsulado a partir del suero de mantequilla
con un alto porcentaje de proteínas, utilizando
métodos enzimáticos dirigido a deportistas de
alto rendimiento.
Materiales y Métodos
En este estudio se emplea una investigación de
carácter cuantitativo, ya que el propósito
principal es analizar y describir resultados
mediante el uso de datos estadísticos. Además,
se clasifica como una investigación
experimental, dado que se manipulan variables
que no han sido previamente comprobadas en el
contexto del estudio. En este enfoque, el
investigador controla el factor de interés y
determina, por ejemplo, qué muestras reciben la
intervención específica, así como las
condiciones bajo las cuales se realizan los
procesos, como las cantidades, métodos y
duración de los experimentos. También es una
investigación exploratoria e interpretativa,
puesto que se observan fenómenos específicos
y se recopila información relevante para
comprender y explicar los fenómenos físicos
observados a lo largo del desarrollo del trabajo.
El artículo posee una metodología cuantitativa,
centrada en identificar las mejores condiciones
de operación que permitan maximizar el
rendimiento de la proteína extraída del suero de
mantequilla, utilizando datos estadísticos para
describir y explicar los fenómenos observados.
La obtención del suero de mantequilla se
realizará en una empresa ubicada en la ciudad
de Quito, en un proceso que fomenta la
economía circular. Para ello, se recolecta el
suero en tanques de plástico previamente
esterilizados y se traslada al laboratorio de la
misma compañía, donde se realizarán los
análisis correspondientes, almacenándose en
refrigeración hasta su utilización. La extracción
de la masa proteica se lleva a cabo mediante un
proceso enzimático que consiste en la adición
de una enzima conocida como fermento láctico.
Este método se basa en la formación de una
cuajada, la cual es batida y calentada a
temperaturas elevadas, aproximadamente a
80 °C, para favorecer la sinéresis. Luego, la
cuajada se separa mediante centrifugación,
seguida de un proceso de lavado y prensado. El
producto obtenido mediante esta técnica
presenta un contenido de proteína bruta en el
rango del 79 % al 83 %, principalmente en
forma de paracaseinato, además de contener
calcio y fosfato de calcio, que son insolubles en
agua, con un contenido de cenizas de
aproximadamente 7 a 8 % (Walstra et al., 2001).
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El proceso de secado por aspersión se utiliza
para producir el concentrado proteico
nanoencapsulado. Este método consiste en
transformar un fluido, como una solución o
dispersión, en un polvo mediante atomización
en una cámara de secado. Con este proceso, se
busca reducir la humedad del producto,
evitando el crecimiento microbiano y
deteniendo reacciones químicas no deseadas,
gracias a la rápida evaporación del agua.
Durante el secado, el producto se expone al aire
caliente en gotas diminutas, que pierden
humedad y forman partículas sólidas. Estas
partículas son arrastradas por el gas hacia
separadores de ciclón, donde se recolectan,
preservando así las propiedades de la matriz
proteica en forma de polvo o pequeñas esferas
(Rodríguez, 2004).
La elaboración del concentrado proteico
nanoencapsulado implica varias etapas
preliminares, comenzando con la recepción del
suero, su pasteurización, formulación, secado,
envasado y almacenamiento. La recopilación de
datos iniciales sobre el porcentaje de proteína en
el suero de mantequilla se realiza para
establecer una referencia, comparándolo con el
contenido de proteína en la leche descremada,
de modo que se pueda verificar si la materia
prima cuenta con una cantidad significativa de
proteína para su aprovechamiento. Se presentan
los datos en una tabla donde se comparan los
porcentajes de proteína en el suero de
mantequilla y en la leche descremada, con
resultados en distintas repeticiones. Los valores
muestran una media de aproximadamente 21.38
% de proteína en el método enzimático – secado
por aspersión, en comparación con los valores
de referencia en la leche descremada que están
en torno a 3.17 %. El proceso completo de
desarrollo involucra varias etapas esenciales,
desde la recepción y pasteurización del suero,
hasta la formulación, secado, envasado y
almacenamiento del producto final. Las
variables que intervienen en este estudio se
dividen en variables independientes y
dependientes. La variable independiente,
también conocida como factor de estudio,
corresponde al método empleado para obtener
el concentrado proteico, en este caso, el método
enzimático utilizando secado por aspersión. La
variable dependiente, en cambio, es el
porcentaje de proteína obtenido, que se
considera como la respuesta del proceso.
Tabla 1. Valores del porcentaje de proteína
% de rendimiento de la Proteína
Factor
n1
n2
n3
n4
Suma
n
Media
Método
para
obtener
la
proteína
Enzimático -
Secado por
Aspersión (1)
21,62
20,92
21,50
21,48
85,52
4
21,38
Sig.
0,313
Gl.
4 – 1 = 3
Fuente: elaboración propia
El valor de t experimental es de 37,06, que está
muy por encima del valor del estadístico
tabulado t(α) = + 2,353, es decir cae en la zona
de rechazo, por tal razón se rechaza la hipótesis
Ho, y se acepta la hipótesis alternativa H1: x
>
µ, es decir el porcentaje de proteína obtenido
por el método enzimático – secado por
aspersión es mayor al porcentaje de proteína
obtenido por el método Microfiltración
Tangencial.
Resultados y Discusión
Estabilidad del Concentrado Proteico en
Polvo
El producto final obtenido presenta un
contenido de proteína del 21,62 %, y se
almacena en condiciones ambientales,
específicamente a una temperatura de 20 °C ± 2
°C en un lugar seco y bien ventilado. Se utiliza
material con sellado hermético para conservar
la integridad del producto y prevenir
contaminaciones. Para evaluar la estabilidad del
concentrado proteico, se seleccionaron
muestras de diferentes lotes y se sometieron a
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análisis microbiológicos, físico-químicos y
sensoriales. Estos estudios permitirán
identificar los posibles cambios en las
propiedades del producto durante el período de
almacenamiento y determinar su vida útil,
asegurando que mantenga sus características de
calidad y seguridad hasta su consumo o
comercialización.
Análisis sensorial del producto terminado
Tabla 2. Datos de la prueba escalar de control
Análisis Organoléptico
Código
1
2
3
4
Jueces
Calificación
1
5
5
3
5
2
4
5
4
5
3
4
5
3
5
4
3
5
3
4
5
5
5
4
5
6
5
5
2
5
7
4
4
2
5
8
5
5
3
3
9
4
5
3
5
10
5
4
4
5
11
4
5
5
5
12
4
5
2
5
13
5
3
3
5
14
4
4
4
4
15
5
5
2
5
16
4
4
5
5
17
5
5
4
4
18
4
5
2
5
19
5
4
3
5
20
4
5
3
5
21
4
4
4
4
22
5
5
4
5
23
5
4
4
5
24
4
5
5
5
25
3
5
2
5
26
4
5
2
5
27
5
5
3
5
28
5
4
2
3
29
5
5
4
5
30
5
5
4
5
Total
134
142
101
146
Promedio
4,4
4,6
3,3
4,7
Fuente: elaboración propia
Según los datos recopilados y agrupados por
grado de satisfacción, se puede realizar un
análisis de la percepción de los atributos
sensoriales del producto. El código 1,
correspondiente al aspecto de olor, muestra que
15 personas consideraron que tiene una calidad
excelente, mientras que 13 lo calificaron como
bueno y 2 como regular. En el caso del color,
representado en el código 2, la mayoría, 21
personas, lo calificaron como excelente, 8 como
bueno y solo una como regular, indicando una
alta aceptación visual del producto. Respecto a
sabor, etiquetado como código 3, los resultados
son más variados: tres personas consideran que
es excelente, 10 lo ven como bueno, 9 como
regular y 8 como malo, lo que refleja cierta
insatisfacción en cuanto a la percepción
gustativa. Finalmente, en la textura,
representada por el código 4, 24 personas
calificaron que es excelente, 4 como buena y
solo 2 como regular, evidenciando una
preferencia marcada por la textura del producto
en general. Estos datos, resumidos en la Tabla
4.2, permiten concluir que, en términos
generales, los atributos sensoriales de olor,
color y textura son altamente valorados por los
evaluadores, mientras que el sabor presenta una
percepción más dispersa, con una proporción
significativa de calificaciones regulares y
malas.
Tabla 3. Grados de satisfacción
Grado de
satisfacción
Código 1
Código 2
Código
3
Código
4
Total
Muy malo
0
0
0
0
0
Malo
0
0
8
0
8
Regular
2
1
9
2
14
Bueno
13
8
10
4
35
Excelente
15
21
3
24
63
Total
30
30
30
30
120
Fuente: elaboración propia
Figura 1. Grados de Satisfacción: Olor
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El código 1, que corresponde al grado de
satisfacción referido al olor del producto,
presenta los siguientes valores: 15 personas, lo
que representa el 50 % del total de evaluadores,
consideran que el olor del producto es
excelente. Además, 13 personas, equivalentes al
43 %, califican el olor como bueno. Solo 2
personas, que corresponden al 7 %, lo perciben
como regular, mientras que ningún evaluador
indicó que el olor del producto es malo o muy
malo, representando el 0 % en ambos casos.
Estos resultados reflejan que la mayoría de los
evaluadores tienen una percepción muy positiva
sobre el aroma del producto.
Figura 2. Grados de Satisfacción: Color
El código 2, que corresponde al grado de
satisfacción respecto al color del producto,
muestra que 21 personas, lo que representa el 70
% del total, consideran que el color es
excelente. Además, 8 evaluadores, equivalentes
al 27 %, califican el color como bueno. Solo una
persona, un 3 %, lo percibe como regular, y
ninguna evaluadora indicó que el color del
producto sea malo o muy malo, manteniendo un
0 % en ambos casos. Estos datos indican que la
mayor parte de los evaluadores valoran
positivamente el aspecto visual del producto,
considerándolo en general de alta calidad en
cuanto a color.
Figura 3. Grados de Satisfacción: Sabor
El código 3, que refleja el grado de satisfacción
respecto al sabor del producto, presenta los
siguientes valores: tres personas, equivalentes
al 10 %, consideran que el sabor es excelente.
Diez evaluadores, representando el 33 %,
califican el sabor como bueno. Nueve personas,
aproximadamente el 30 %, lo perciben como
regular. Ocho evaluadores, que corresponden al
27 %, consideran que el sabor es malo. Ninguna
persona, con un 0 %, indicó que el sabor del
producto sea muy malo. Los resultados
anteriormente expuestos muestran una
percepción variada respecto al sabor,
predominando las valoraciones de regular y
malo, aunque aún existe una minoría que lo
califica como excelente o bueno.
Figura 4. Grados de Satisfacción: Textura
La figura 4 que corresponde al grado de
satisfacción respecto a la textura del producto,
muestra que 24 personas, lo que representa el 80
%, consideran que la textura es excelente.
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Además, cuatro evaluadores, equivalentes al 13
%, califican la textura como buena. Solo dos
personas, es decir; alrededor del 7 %, perciben
la textura como regular. Ningún evaluador, con
un 0 %, indicó que la textura del producto sea
mala ni muy mala. Los resultados anteriormente
expuertos resaltan que la mayoría de los
evaluadores perciben la textura como excelente,
destacando la buena aceptación física del
producto en ese aspecto.
Figura 6. Análisis organoléptico promedio
Con base en los datos recopilados de los jueces,
se calculó la media de las calificaciones en cada
aspecto sensorial, arrojando los siguientes
resultados: para el código 1, correspondiente al
olor, la media fue 4,4, lo que equivale a un 26
% de aceptabilidad; para el código 2, relativo al
color, la media fue 4,6, representando un 27 %
de aceptabilidad; en el caso del sabor, bajo el
código 3, la media fue 3,3, lo cual corresponde
a un 19 % de aceptabilidad; y finalmente, para
la textura, con código 4, la media fue 4,7,
equivalente a un 28 % de aceptabilidad. Estos
valores reflejan que la percepción general más
favorable del producto se encuentra en la
textura y el color, mientras que el sabor presenta
una menor aceptación entre los evaluadores.
Resultados del análisis físico-químico y
microbiológico del Suero de Mantequilla,
Masa Proteica y Concentrado Proteico
La primera etapa de esta investigación consistió
en la caracterización físico-química y
microbiológica de la materia prima. En
particular, se realizó un análisis detallado del
suero de mantequilla, de la masa proteica y del
concentrado proteico, cuyos resultados se
presentan en sus respectivos apartados. En la
Tabla se muestran los datos obtenidos sobre la
composición físico-química del suero de
mantequilla, permitiendo evaluar sus
características principales. Además, en la Tabla
2.7 se reflejan los resultados del análisis de la
composición físico-química del suero de
mantequilla de acuerdo con las especificaciones
establecidas en la Norma Técnica Ecuatoriana
INEN 718 (2011), que define los requisitos
generales para el suero de mantequilla,
asegurando que los valores cumplen con los
estándares de calidad y seguridad establecidos
para este producto.
Tabla 5. Caracterización físico-química del
suero de mantequilla.
Parámetro
Unidades
Cantidad 1
Componentes Próximos
pH
6,67 ± 0,01
Acides titulable
% (g ácido láctico/100 mL)
0,12 ± 0,01
Grasa
g/100g
0,80 ± 0,35
Solidos totales
g/100g
8,87 ± 0,25
Proteína
g/100g
3,07 ± 0,10
Carbohidratos
Lactosa
g/100g
4,28 ± 0,15
Fuente: elaboración propia
Los valores indican que el suero de mantequilla
tiene un pH de 6,67, ligeramente ácido, lo cual
es típico en productos lácteos en su estado
natural. La acidez titulable de 0,12 % sugiere un
nivel moderado de fermentación láctica. La
grasa total es baja, con solo 0,80 g por 100 g, lo
que es coherente con la naturaleza del suero
como residuo lácteo con bajo contenido graso.
Los sólidos totales (8,87 g/100 g) y la proteína
(3,07 g/100 g) indican que tiene un contenido
moderado de componentes solubles y proteínas,
que puede ser aprovechado en procesos de
elaboración de concentrados proteicos.
Además, presenta lactosa en 4,28 g/100 g, lo
cual es relevante para determinar su potencial
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uso en productos lácteos y en tecnologías de
secado.
Tabla 5. Análisis microbiológico del suero de
mantequilla
Microorganismo
Unidades
Cantidad 1
Recuento Total de Aerobios mesófilos
UFC/mL
9
Recuento Total de Coliformes
UFC/ml
3
E. coli
UFC/mL
0
Mohos
UFC/mL
0
Levaduras
UFC/mL
0
Fuente: elaboración propia
El recuento total de aerobios mesófilos es de 9
UFC/mL, lo cual puede interpretarse como un
control adecuado, considerando que valores
bajos en UFC indican buena calidad
microbiológica. La presencia de coliformes es
de 3 UFC/mL, en niveles mínimos, y no se
detectan Escherichia coli, mohos ni levaduras,
lo que indica que el suero tiene buena higiene y
puede considerarse seguro
microbiológicamente para su uso en procesos
posteriores. Esto es importante, ya que
garantiza que el producto no representa un
riesgo microbiológico cuando se emplea para
obtener biomasa proteica. Finalmente, la
calidad de la biomasa (masa proteica) producida
fue evaluada a través de un análisis proximal
por triplicado, mismo que incluye los análisis de
humedad, solidos no grasos, puntos de
congelación, solidos totales, porcentaje de
proteína, grasa y lactosa. En la se representan
los resultados de la composición físico-química
de la masa proteica.
Tabla 6. Caracterización físico-química de la
masa proteica
Parámetro
Unidades
Cantidad 1
Componentes Próximos
pH
6,70 ± 0,01
Acides titulable
% (g acido láctico/100 mL)
Grasa
g/100g
3,41 ± 0,35
Solidos solubles
g/100g
14,73 ± 0,25
Proteína
g/100g
7,01 ± 0,10
Carbohidratos
Lactosa
g/100g
4,29 ± 0,15
Fuente: elaboración propia
El pH de la masa proteica se sitúa en 6,70,
ligeramente más alto que el del suero inicial, lo
que indica estabilización en las propiedades
químicas tras el proceso de producción. La
grasa aumenta a 3,41 g/100 g, posiblemente
debido a la concentración durante el proceso de
obtención, y los sólidos solubles alcanzan 14,73
g/100 g, reflejando un incremento en la
concentración de componentes. La proteína se
sitúa en 7,01 g/100 g, casi el doble que en el
suero, evidenciando un buen rendimiento en la
recuperación final de proteínas y mostrando que
el proceso enzimático y de concentración fue
efectivo. La lactosa sigue presente en 4,29
g/100 g, lo que tiene implicaciones para el sabor
y la utilización del producto final.
Tabla 7. Análisis microbiológico de la masa
proteica
Microorganismo
Unidades
Cantidad 1
Recuento Total de Aerobios mesófilos
UFC/mL
<10
Recuento Total de Coliformes
UFC/ml
<10
E. coli
UFC/mL
0
Mohos
UFC/mL
0
Levaduras
UFC/mL
0
Fuente: elaboración propia
Los recuentos microbiológicos son
notablemente bajos, con valores inferiores a 10
UFC/mL en aerobios mesófilos y coliformes, y
sin detección de E. coli, mohos ni levaduras.
Esto indica que el proceso de fabricación de la
masa proteica fue microbiológicamente
controlado, garantizando un producto seguro y
de alta calidad para su posible uso en alimentos
o suplementos.
Tabla 8. Caracterización físico-química del
concentrado proteico nanoencapsulado
Parámetro
Unidades
Cantidad 1
Componentes Próximos
pH
6,02 ± 0,01
Acides titulable
% (ácido láctico/100 mL)
Grasa
g/100g
3,58 ± 0,35
Solidos solubles
g/100g
97,80 ± 0,25
Proteína
g/100g
21,62 ± 0,10
Carbohidratos
Lactosa
g/100g
10,87 ± 0,15
Fuente: elaboración propia
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El concentrado presenta un pH de 6,02, bastante
cercano a la neutralidad, con un aumento en los
sólidos solubles a 97,80 g/100 g, reflejando un
alto contenido de sólidos necesarios para un
producto en polvo. La proteína alcanza 21,62
g/100 g, lo cual es un indicador clave del éxito
en la concentración proteica. La lactosa en el
concentrado también aumenta a 10,87 g/100 g,
lo que puede influir en el sabor y en la
compatibilidad con ciertos consumos,
especialmente en personas intolerantes a la
lactosa. La grasa se mantiene en niveles
moderados en 3,58 g/100 g, contribuyendo a la
estructura del producto final.
Tabla 9. Análisis microbiológico del
concentrado proteico
Microorganismo
Unidades
Cantidad 1
Recuento Total de Aerobios mesófilos
UFC/mL
<10
Recuento Total de Coliformes
UFC/ml
<10
E. coli
UFC/mL
0
Mohos
UFC/mL
0
Levaduras
UFC/mL
0
Fuente: elaboración propia
El concentrado presenta un pH de 6,02, bastante
cercano a la neutralidad, con un aumento en los
sólidos solubles a 97,80 g/100 g, reflejando un
alto contenido de sólidos necesarios para un
producto en polvo. La proteína alcanza 21,62
g/100 g, lo cual es un indicador clave del éxito
en la concentración proteica. La lactosa en el
concentrado también aumenta a 10,87 g/100 g,
lo que puede influir en el sabor y en la
compatibilidad con ciertos consumos,
especialmente en personas intolerantes a la
lactosa. La grasa se mantiene en niveles
moderados en 3,58 g/100 g, contribuyendo a la
estructura del producto final.
Conclusiones
La elaboración del concentrado proteico se
llevó a cabo mediante varias pruebas piloto a lo
largo de dos años, logrando obtener un
porcentaje significativo de proteínas en el
producto final. Uno de los puntos críticos de
control en el proceso fue la adición de la
enzima, que resultó fundamental para la
obtención del concentrado proteico.
Actualmente, los residuos generados durante la
producción de suero de mantequilla son
descartados y posteriormente enviados a plantas
de tratamiento, lo cual implica una inversión
considerable en insumos y recursos para la
gestión de estos residuos. El método enzimático
empleado para la obtención de la masa proteica
tuvo una influencia estadísticamente
significativa en la concentración final de
proteína. Por otro lado, en el proceso de secado
por aspersión, la adición de maltodextrina
funciona como un ingrediente clave, actuando
como agente encapsulante. Este proceso ofrece
múltiples beneficios, ya que aumenta la vida útil
del producto, elimina la necesidad de cadena de
frío y reduce los costos asociados a
almacenamiento y espacio físico. Además, la
maltodextrina protege el producto frente a la luz
y la humedad, sin que en su estructura se
produzcan cambios físico-químicos
significativos, lo que contribuye a mantener la
calidad del concentrado.
Para evaluar la aceptación del producto final, se
realizó un análisis organoléptico por parte de un
panel de 30 jueces semi-entrenados, quienes
valoraron cuatro aspectos diferentes: olor,
color, sabor y textura. Los resultados arrojaron
calificaciones medias de 4,4 en olor, 4,6 en
color, 3,3 en sabor y 4,7 en textura, en una
escala que, al traducirse en porcentajes de
aceptabilidad, corresponden a 26 %, 27 %, 19
% y 28 %, respectivamente. Se observa que los
aspectos de color, olor y textura alcanzan
niveles de aceptación elevados, mientras que el
sabor presenta un porcentaje menor, lo cual se
atribuye a que el producto, por su baja grasa y
lactosa, tiene un sabor desabrido, típico de los
lácteos con estas características. Sin embargo,
durante la preparación de una bebida para
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deportistas basada en el concentrado proteico
nanoencapsulado, se incorporan saborizantes
que logran acompañar y mejorar dicho sabor,
logrando una experiencia más agradable para el
consumidor. Los análisis fisicoquímicos y
microbiológicos realizados en el producto
terminado, comparados con los parámetros
establecidos en la Norma INEN 718:2011,
demostraron que los valores cumplen con los
requisitos reglamentarios, incluso dentro del
rango aceptable. Específicamente, el
concentrado presenta una concentración de
proteína de 21,62 g/100 g, según los análisis
realizados en el laboratorio. Finalmente,
mediante el análisis estadístico con la prueba t
de Student, se confirmó que la media
experimental del porcentaje de proteína era
mayor que el valor de referencia, aceptando así
la hipótesis alternativa. Esto indica que el
método enzimático y el secado por aspersión
lograron concentrar la proteína en niveles
superiores a los obtenidos mediante la
microfiltración tangencial.
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