APROVECHAMIENTO DEL LACTOSUERO PARA LA ELABORACIÓN DE UN BIOFERTILIZANTE EN LAS ASOCIACIONES DEL CONLAC-T Lic. MSc. Hernández Yoel Acosta Michael, Baquero Diana, Barrionuevo Evelyn, Hidalgo a!riela, Le"n Ale#andra, Moya $enny, $enny, Salinas %a&ela '(a&ayo $avier )niversidad (*cnica A&!ato. +acultad en iencias en -ngeniera en ali&entos. De/arta&ento De/arta&ento de 0inculaci"n con la olectividad. A&!ato1 Ecuador. E&ail2 vinculacion3cial4g&ail.co& vinculacion3cial4g&ail.co&
RESUMEN En el cant"n de A&!ato e5iste un gran n6&ero de asociaciones queseras, que constituyen una industria &uy i&/ortante, sie&/re !uscando nuevas alternativas /ara &e#orar su /roducci"n /ero de#ando de lado al suero co&o un si&/le residuo7 &is&o que /uede ser e&/leado /ara otros /roductos lácteos o /ara la ela!oraci"n de !io3ertilizantes. En las co&unidades e5iste un gran desconoci&iento de los !ene3icios del suero de leche7 es /or tal raz"n que en el /resente tra!a#o se a/rovech" las !ondades del suero /ara la ela!oraci"n de un !io3ertilizante &ediante hidr"lisis ácida con /áncreas de cerdo, evitando as que sea desechado /or los drena#es /rovocando una alta conta&inaci"n. %ara la realizaci"n de este /royecto de 0inculaci"n se to&aron &uestras de seis asociaciones del onlac1( y la /re/araci"n del !iol se realiz" en los la!oratorios de la +acultad de iencia e -ngeniera en Ali&entos 8)(A9. Se deter&inaron los /orcenta#es de :itr"geno a&nico /resentes en las &uestras hidrolizadas. Los resultados de&ostraron que la hidr"lisis ha sido e5itosa en todas las &uestras que se recolectaron co&o2 A&!ayata, Lindero, Manteles, Mulaleo, ;uero y Sera3n Sera3n Montesdeoca con valores de <.=>?7 <.=>?7 <.@7 <.@7 .<7 <.>C>7 .=?@ y <.=C res/ectiva&en res/ectiva&ente7 te7 siendo estos /orcenta#es de nitr"geno asi&ila!les /ara el suelo7 que se encuentran dentro de los rangos esta!lecidos.
Palabras claves: Suero, nitr"geno a&nico, /otencio&*trico, análisis e hidr"lisis.
ABSTRACT -n A&!ato there are a nu&!er o3 cheese&aing associations, there are a very i&/ortant industry, alFays looing 3or neF Fays to i&/rove their /roduction, !ut leaving aside the seru& as a si&/le residue7 sa&e Fhich can !e used 3or other dairy /roducts or 3or the /roduction o3 !io13ertilizers. -n co&&unities there is great ignorance o3 the !ene3its o3 seru&7 -t is 3or this reason that in this study the !ene3its o3 Fhey 3or the /roduction o3 a !io3ertilizer too advantage !y acid hydrolysis Fith /ig /ancreas, /reventing !e re#ected !y the drains causing /ollution. +or the realization o3 this /ro#ect Lining sa&/les 3ro& si5 associations onlac1( and /re/aration o3 !iol Fas carried out in the la!oratories o3 the +aculty o3 Science and +ood Engineering 8)(A9 they Fere taen. (he /ercentages o3 a&ine nitrogen /resent in hydrolysed sa&/les are deter&ined. (he results shoFed that the hydrolysis has !een success3ul in all sa&/les Fere collected as A&!ayata, Lindero, (a!lecloths, (a!lecloths, Mulaleo, ;uero and Sera3in Montesdeoca F ith values o3 <,=>?7 <,@7 .<7 <,>C>7 .=?@ and <.=C, res/ectively7 these /ercentages !eing assi&ila!le nitrogen 3or the soil7 that they are Fithin esta!lished ranges.
e!"#r$s: Seru&, a&ino nitrogen, /otentio&etric, analysis and hydrolysis.
INTRODUCCIÓN%
El suero de leche, /uede ser de3inido co&o el lquido re&anente luego de la se/araci"n de la cua#ada, al &o&ento de hacer queso, o ta&!i*n al se/arar la casena luego de la coagulaci"n de *sta 8$&enez, <==?9. Ade&ás es uno de los residuos &ás re/resentativos de la industria lechera y uno de los conta&inantes &ás severos que e5isten a nivel a&!iental. El suero es un lquido re&anente tras la /reci/itaci"n y se/araci"n de la casena de la leche durante la ela!oraci"n del queso y constituye a/ro5i&ada&ente el ?> 1 G= del volu&en de la leche, cuyos co&/onentes /rinci/ales co&o la lactosa, calcio, sales &inerales y /rotenas lacto s*ricas de !a#o /eso &olecular solu!les en su /unto isoel*ctrico son retenidas en un >>, ya que no reaccionan con el cua#o 8)ri!e et al, <==C9. Los sueros dulces son el su!/roducto de la ela!oraci"n de quesos naturales con cua#o o de quesos /rocesados, y tienen un /H de > a @. Los sueros ácidos son /roducidos a /artir del /rocesado ácido de la casena 83er&entaci"n o agregado de ácidos9, /or e#e&/lo, en el queso cottage y tiene un /H entre y >. 8%echin ' lvarez, CGGG9 La /roducci"n de !io3ertilizantes 3oliares ha venido desarrollándose desde hace &ucho tie&/o /or agricultores latinoa&ericanos. Los !io3er&entos constituyen una herra&ienta agrcola con la que se /ueden reducir o sustituir los a!onos qu&icos de alta solu!ilidad7 /er&itiendo al /roductor dis&inuir su de/endencia de insu&os e5ternos 8Haro, <=C<9. La /rinci/al di3erencia con los !io3er&entos &ás co&unes es la no utilizaci"n de !oIiga, utilizando co&o /rinci/al co&/onente y 3uente de nitr"geno el suero de leche 8su!/roducto de la industria láctea9. La i&/ortancia del /áncreas de cerdo /ara la hidr"lisis ácida del suero de leche radica en sus enzi&as, ya que enzi&as /ancreáticas degradan las /rotenas, los hidratos de car!ono los l/idos y los ácidos nucleicos &ediante enzi&as /roteolticas /ancreáticas tri/sina y
qui&iotri/sina que se segregan en 3or&a inactiva 8Hernández, <=CC9. %or todo ello el /resente tra!a#o tuvo /or o!#etivo a/rovechar el lactosuero /roveniente de las asociaciones del J:LA1(, co&o &ateria /ri&a /ara la ela!oraci"n de un !io3ertilizante.
MATERIALES & M'TODOS%
Metodologa utilizada /ara la recolecci"n de &uestras Se recolecto el suero de leche en 3rascos de /lástico con ta/a /revia&ente esterilizados, las &uestras recolectadas se al&acenaron de &anera /reventiva en una hiele cooler y /osterior&ente en un congelador /ara su /osterior trans3or&aci"n.
Tabla N( )% Materiales usados /ara la to&a de &uestras.
Can t.
Materiales
4
Envases plásticos (3 L.)
3
Envases plásticos (4 L.)
2
Envases plásticos (1,25 L.)
2
Hieleras cooler
Elab#ra$# *#r2 Acosta M, Baquero D, Barrionuevo E, Hidalgo , Le"n A, Moya $, Salinas %, (a&ayo $. 8<=CK9
Metodologa utilizada /ara la ela!oraci"n del Bio3ertilizante
%ara la ela!oraci"n del !io3ertilizante se utiliz" co&o !ase suero de leche y /áncreas de cerdo. El suero de leche se lo descongelo a te&/eratura a&!iente, y se /rocedi" a calentarlo a @, se regulo el /H con
Hidr"5ido de sodio y se aIadi" el /áncreas triturado 8Cg de /rotenaC,g de /áncreas9, se control" la agitaci"n, /H y te&/eratura /or horas 3inal&ente se hirvi", en3ri" a te&/eratura a&!iente y se al&aceno en una re3rigeradora.
Tabla N( +% Materiales y reactivos usados /ara la /re/araci"n del Bio3ertilizante. MATERIALE REACTIVOS E,UIPOS S Suero de Hidr"5ido de %lancha de leche sodio = y calenta&iento =,C : %áncreas de +or&aldehd Jllas cerdo o @ Agitador electro&ecánic o (er&"&etro /H &etro %i/etas Ne3rigerador Elab#ra$# *#r2 Acosta M, Baquero D, Barrionuevo E, Hidalgo , Le"n A, Moya $, Salinas %, (a&ayo $. 8<=CK9
Deter&inaci"n de /H %ara deter&inar /H utilizo un /H1&etro &odelo >KC1?= de JAO(J:1Singa/ur, las &ediciones se realizaron al inicio de cada to&a de &uestra durante el /roceso de hidr"lisis y se regul" el /H con Hidr"5ido de sodio =,C : hasta un /H de K,> Deter&inaci"n de te&/eratura %ara deter&inar la te&/eratura se utiliz" un ter&"&etro de &ercurio, las &ediciones se realizaron al inicio de cada to&a de &uestra /ara &antener la te&/eratura a @, esta te&/eratura es considerada "/ti&a /ara el desarrollo del /roceso de hidrolisis. Deter&inaci"n de :itr"geno a&nico %ara la deter&inaci"n se utiliz" < &uestras2 el suero de leche y el !io3ertilizante. Se /re/ar" una soluci"n al < 8soluci"n C9 de cada una de las &uestras, y se utiliz" &l de estas soluciones y se las diluyo en <= &l de agua
destilada 8soluci"n <9 a un /H entre K,G>1@,=C res/ectiva&ente, ta&!i*n se /re/ar" una soluci"n de 3or&aldehido al @ a un /H entre K,G>1@,=C, /osterior&ente se aIade < &l de 3or&aldehido a cada una de las soluciones < y se /rocedi" a valorarlas con :aJH 8=,C:9, +"r&ula /ara el cálculo del /orcenta#e de :itr"geno a&nico
N amínico =
mLgastados ∗1,4∗ K ∗( 100∗50 ) ( ml Muestra∗1000 )
RESULTADOS & DISCUSIÓN%
Seg6n %echin ' lvarez 8CGGG9 el suero lácteo conserva a/ro5i&ada&ente el <= de /rotenas de la leche7 y en sueros dulces, /rovenientes de la 3a!ricaci"n de queso artesanal, ciertas /rotenas co&o las lactoal!6&inas y lactoglo!ulinas son ricas en lisina, tri/t"3ano y a&inoácidos azu3rados 8&etionina y cistina9, y con una alta digesti!ilidad de sus a&inoácidos7 /ro/iedades que le convierten al suero lácteo co&o una 3uente rica de /rotenas /ara la /roducci"n de hidrolizados /roteicos con una alta cantidad de nitr"geno asi&ila!le /ara el suelo. En la (a!la :P se &uestra la variaci"n de /H durante el /roceso de hidr"lisis del suero lácteo con /áncreas de cerdo de cada una de las asociaciones del J:LA1(. Se /uede o!servar que a &edida que el tie&/o transcurre el /H del suero lácteo ta&!i*n tiende a ca&!iar, esto es de!ido a la actividad enzi&ática de ciertas enzi&as /roteolticas /rovenientes del /áncreas de cerdo, tales co&o la tri/sina y la qui&iotri/sina, las cuales hidrolizan las /rotenas /resentes en el suero lácteo en /*/tidos y a&inoácidos, generando de esta &anera gru/os a&inos nuevos ca/aces de li!erar o ace/tar /rotones, de/endiendo del /H de la hidr"lisis 8:avarro, <=C=9. En el /resente estudio, el trata&iento
hidroltico del suero lácteo se llev" a ca!o a un As#c/ac/01 A&!ayata
Lindero
Los Manteles
Mulanleo
San Luis Sera3n Montesdeoca
T/e2*# 32/14 /H &edido /H corregido (e&/eratura 89 /H &edido /H corregido (e&/eratura 89 /H &edido /H corregido (e&/eratura 89 /H &edido /H corregido (e&/eratura 89 /H &edido /H corregido (e&/eratura 89 /H &edido /H corregido (e&/eratura 89
5 K,K K,>= @,>= K,? K,? @,== K,<= K,>= @,>= K,? K,> @,>= K,== K,>K @,>= K,= K,>> @,>=
)6 K,> K,>= G,>= K,= K,>< K,>= K, K,>< G,>= K,> K,>= G,>= K,>= K,>= G,>= K,= K,>= G,>=
/H de K,>, lo que resulto en una dis&inuci"n del &is&o 8ver (a!la C9, /ues al tra!a#ar a /H neutro o alcalino todos los gru/os car!o5ilos se encuentran des/rotonados y /arte de los
gru/os a&inos se encuentran /rotonados, lo .5 K, K,>K K,G= K,CG K,>= K,>= K,= K,? K,G= K,> K,@ K,G= K,= K,>< K,G= K,K K,> K,G=
75 K, K,K= G,G= >,@ K,K K,== K, K,K= G,G= K,G K,G G,G= K,? K,> G,G= K,G K,> G,G=
85 K,= K,>@ >=,<= >,CG K,>@ @,== K,>> K,>> >=,<= K, K,>< >=,<= K,K K,>> >=,<= K,> K,G >=,<=
)+5 K,= K,>= K,== >,@ K,>C <,?= K,= K,>= K,== K,C K,== K,< K,>< K,==
)95 K,G K,G ,= ,G> K,@ K,== K,G K,G ,= K,<= K,> ,= K, K,G ,= K,<@ K,>? ,=
+5 K,@ K,>= >=,= >,=? K,G K,== K,C K,>= >=,= 1 1 1 K,< K,>< >=,= K,=,=
que conlleva un incre&ento de la concentraci"n de iones hidr"geno 8HQ9 en la soluci"n, y /or lo tanto una dis&inuci"n del /H en el hidrolizado 8Bentez, -!arz ' %agan, <==?9.
Tabla N .% 0ariaci"n del /H durante la hidr"lisis del suero lácteo Elab#ra$# *#r2 Acosta M, Baquero D, Barrionuevo E, Hidalgo , Le"n A, Moya $, Salinas %, (a&ayo $. 8<=CK9
on la 3inalidad de llevar a ca!o una hidr"lisis e3iciente del suero lácteo se controlaron dos varia!les &uy in3luyentes en dicho /roceso, la te&/eratura y el /H, /ues a&!as varia!les in3luyen directa&ente en la es/eci3icidad de las enzi&as /roteolticas 8tri/sina y qui&iotri/sina9, y /or ende ta&!i*n in3luyen en la cantidad o!tenida de /*/tidos, a&inoácidos y en general de nitr"geno a&nico 8nitr"geno asi&ila!le9. La te&/eratura con la cual se tra!a#" las seis &uestras de las di3erentes asociaciones to&o un rango de G,GR>=, , &anteni*ndose en la &ayora de las &uestras una te&/eratura de @,= , ya que es una te&/eratura que les /er&ite a dichas enzi&as tra!a#arT li!re&ente en su entorno, este valor que se encuentra dentro del rango de tra!a#o
reco&endado /or Bentez ' cola!oradores 8<==?9, =,=RK=,= P /ara tri/sina y >,=R>>,= P /ara qui&iotri/sina, ade&ás, &encionan el intervalo de /H "/ti&o de las enzi&as, @,=1G,= y ?,=1G,= /ara tri/sina y qui&iotri/sina res/ectiva&ente, valores &uy cercanos al /H tra!a#ado de K,> /ara el caso de la tri/sina. El control de a&!as varia!les /er&iti" llevar a ca!o una hidr"lisis constante y e3iciente del suero lácteo, /ues a &edida que el tie&/o transcurra el /H tenda a decrecer, evidenciándose de esta &anera la actividad de a&!as enzi&as y /or ende la o!tenci"n de nitr"geno a&nico asi&ila!le /ara el suelo. En la ta!la : se /ueden a/reciar los valores re3erentes al /orcenta#e de nitr"geno a&nico
/resente en cada una de las &uestras de suero de leche de las asociaciones /revia a la hidrolisis y /osterior a la &is&a, la cantidad de
nitr"geno a&nico au&enta en las &uestras de suero hidrolizado, lo que nos &uestra que la hidrolisis acida de las /rotenas en el suero 3ue
TABLA N° 4. Porcentaje de nitrógeno a!nico en el lacto s"ero
Porcentaje de nitrógeno amínico LINDE MUESTR LOS SERAFIN MULANL QUE RO AS AMBAYATA MANTE MONTESDE EO RO ABELI LES OCA TO 1,372 1,575 1,83 2,058 1,944 1,372 SUERO SUERO HIDROLI ADO
2,058
2,744
3,2
2,515
3,#
%$2,4#1
Elab#ra$# *#r2 Acosta M, Baquero D, Barrionuevo E, Hidalgo , Le"n A, Moya $, Salinas %, (a&ayo $. 8<=CK9
e5itosa, de acuerdo a onzález, Do&inguez, Neyes, ' onzález, <=CC, el nitr"geno a&nico da la &edida del grado de hidr"lisis ocurrido, /or lo tanto los valores &ás altos de&uestran una &ayor cantidad de /rotena /resente en la &uestra. De acuerdo a ord"n, <=C un !io3ertilizante contiene un /orcenta#e de nitr"geno de C.K, si&ilar a los datos encontrados en las &uestras /revias a la hidrolisis /or lo que se a/recia la hidrolisis correcta de las &uestras.
CONCLUSIÓN Se ela!or" !io3ertilizante a /artir del lactosuero /rocedente de las seis asociaciones del J:LA1( &ediante acci"n de las enzi&as /roteolticas /rovenientes del /áncreas de cerdo, se &ane#" te&/eratura de @P y /H de K,> o!servando dis&inuci"n del /otencial de hidrogeno en el tie&/o co&o resultado de la hidrolisis acida, el análisis del /orcenta#e de nitr"geno a&nico en el suero hidrolizado /ara cada &uestra 3ue ligera&ente su/erior al l&ite de C,K /ero dentro del rango ace/ta!le, haciendo al !iol ela!orado "/ti&o /ara la /roducci"n agrcola y /otenciaci"n de suelos.
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htt/2UUe&ecolo&!ia.3oroactivo.co&Ut
ANE;OS ANE;O )% COMPOSICIÓN DE LACTOSUERO TABLA 6% o&/osici"n de lactosuero dulce y ácido en &ateria seca
+uente2 8%echin ' lvarez9
ANE;O +% PROPIEDADES DE ENZIMAS PROTEASAS Tabla 7% %ro/iedades qu&icas y sitio de acci"n cataltica de enzi&as /roteasas
+uente2 Bentez ' cola!oradores, <==?
ANE;O .% COMPOSICION ,UIMICA BIOL Tabla <. o&/osici"n qu&ica /ro&edio del !iol C#2*#1e1=e
B/#l > se?@1 #r$01 P% +5).
Solidos totales Materia organica +i!ra :itrogeno +os3oro %otasio alcio Azu3re :itrogeno a&oniacal
>,K ?,= <=,= C,K =,< C,> =,< =,< =,
+uente ord"n, %. <=C
