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EVALUACIÓN DE UN NÉCTAR DE MORA FUNCIONAL
CON INULINA Y LACTOBACILLUS CASEI
ASSESSMENT OF A FUNCTIONAL BLACKBERRY NECTAR
SUPPLEMENTED WITH INULIN AND LACTOBACILLUS CASEI
Lesly Espinoza B.1 & Ana Hidalgo A. 1*
Recibido: 23 de septiembre 2024 / Aceptado: 24 de febrero 2025
DOI 10.26807/ia.v13i2.294
RESUMEN
Los alimentos funcionales ofrecen benecios para la salud cuando se acompañan de una dieta
equilibrada. En el caso de los productos que contienen probióticos, se debe asegurar la viabilidad de
los microorganismos durante su vida útil. En este estudio, se desarrolló un néctar de mora (Rubus
glaucus) funcional mediante la adición de inulina como prebiótico y Lactobacillus casei como
probiótico. El objetivo fue elaborar una bebida que cumpla con los requerimientos de viabilidad
del probiótico y de nutrición para el consumidor. Se investigaron los efectos de la adición de inulina
en concentraciones de 0, 2 %, 4 % y 6 % del pH y de las concentraciones de glucosa de la fruta
sobre el crecimiento del probiótico Lactobacillus casei. Además, se realizaron pruebas sensoriales
para evaluar la acidez y aceptabilidad del producto. El estudio se llevó a cabo durante 28 días
bajo condiciones de almacenamiento en refrigeración. Los resultados mostraron una reducción
logarítmica del probiótico con todos los tratamientos. Sin embargo, el tratamiento con un 4 %
de inulina y pH de 3,07 permitió un mejor crecimiento de Lactobacillus casei, manteniéndolo
viable durante 14 días. Finalmente, se observó un consumo signicativo de la glucosa propia de la
fruta que, al ser metabolizada por L. casei, proporcionó un sabor más ácido en el néctar, cambio
determinado por la percepción sensorial de los jueces evaluadores.
Palabras clave: cinética de crecimiento, inulina, Lactobacillus casei, néctar, probiótico.
ABSTRACT
Functional foods offer health benets when they form part of a balanced diet. Among them,
products that contain probiotics must ensure the viability of microorganisms throughout their
shelf life. In this study, a functional Andean blackberry (Rubus glaucus) nectar was prepared
by adding inulin as a prebiotic and Lactobacillus casei as a probiotic. The goal was to elaborate
a beverage that meets the probiotic viability and nutritional requirements for consumers. The
effects of adding inulin at concentrations of 0, 2%, 4%, and 6%, as well as the pH conditions and
glucose concentrations of the fruit over the growth of the probiotic Lactobacillus casei were
investigated. Additionally, sensory tests were conducted to assess the acidity and acceptance of
the product. The study took place for 28 days under refrigerated storage conditions. The results
showed a logarithmic reduction in probiotic growth with all treatments. However, the treatment
with 4% of inulin and pH of 3.07 assured the greater growth of Lactobacillus casei, keeping it
viable in the lapse of 14 days. Finally, a signicant consumption of the fruit’s own glucose was
observed, metabolized by L. casei, which provided a more acidic taste in the nectar, change that
was determined by the sensory perception of the judges.
Keywords: growth kinetics, inulin, Lactobacillus casei, nectar, probiotic.
1Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ciencias Químicas, Quito-Ecuador (milemars@gmail.com; *correspondencia: amhidalgo@uce.edu.ec).
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INTRODUCCIÓN
La incorporación de probióticos en
alimentos contribuye a la estabilización
microbiológica del producto y a
la inhibición de microorganismos
patógenos (Gibson et al., 2017). Además,
los probióticos favorecen la síntesis de
nutrientes, y su actividad metabólica
influye positivamente en el sabor,
aroma y textura de los alimentos (Wang
et al., 2021), lo que los hace altamente
aplicables en la industria alimentaria.
Esto abre oportunidades para el
desarrollo de zumos y néctares de frutas
enriquecidos con probióticos como
alternativa a los productos probióticos a
base de lácteos tradicionales. Estudios
respaldan la efectividad de la ingesta
de los probióticos en el tratamiento
de afecciones gastrointestinales como
la diarrea asociada a antibióticos y la
enfermedad diverticular sintomática.
Las cepas L. casei y L. bulgaricus ayudan
a prevenir y mejorar estos problemas.
Además, una combinación de diferentes
cepas Lactobacillus plantarum, L. casei,
L. acidophilus, L. delbrueckii subsp.
bulgaricus, Bifidobacterium infantis,
B. longum, B. breve y Streptococcus
salivarius subsp. Thermophilus ha
demostrado ser beneficiosa en el
tratamiento de la inflamación no
especificada del reservorio ileal en
pacientes con colitis ulcerosa (Guarner et
al., 2023).
Por otro lado, el uso de inulina como
prebiótico no solo proporciona nutrientes
a los probióticos adicionados a un
producto, sino que también beneficia a
la microbiota intestinal del consumidor,
mejorando su salud (Guarner et al., 2023).
Investigaciones como la de Dahal et
al. (2020) han buscado alternativas a
los productos lácteos probióticos. En
la evaluación de la calidad funcional
y estudio de la vida útil del jugo de
yacón simbiótico, con el uso del
Lactobacillus acidophilus, estos
investigadores estudiaron los cambios en
las propiedades fisicoquímicas durante
el almacenamiento. Ellos concluyeron
que el jugo de yacón puede actuar
como sustrato para el crecimiento de
microorganismos probióticos y que el
almacenamiento como jugo simbiótico es
beneficioso tanto en el aspecto sensorial
como nutricional. Incluso, se demostró un
bajo recuento de levaduras y mohos, lo
que permitiría su consumo como un jugo
normal, aún después de que disminuya la
viabilidad del organismo láctico.
El objetivo de esta investigación fue
determinar el efecto de diferentes
concentraciones de inulina sobre el
crecimiento del probiótico Lactobacillus
casei en néctar de mora (Rubus glaucus).
Los resultados de la investigación, junto
con su interpretación estadística, se
presentan en términos del crecimiento
microbiano, variación del pH y de
la concentración de glucosa en el
néctar, y la valoración sensorial con
jueces entrenados de la Facultad de
Ciencias Químicas de la Universidad
Central del Ecuador. Este proyecto
aporta con conocimientos para futuras
investigaciones sobre el desarrollo de
alimentos funcionales con probióticos.
MATERIALES Y MÉTODOS
Los materiales utilizados en la
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investigación incluyeron medios de
cultivo como agar MRS GranuCult®, agua
de peptona GranuCult® y caldo nutritivo
GranuCult®; la cepa ATCC® Lactobacillus
casei marca Culti-Loops™, fibra de
inulina granular marca INNOVAPEC
(División-Alimentos), néctar de mora
pasteurizado, compuesto de 30 % pulpa
de mora, 55 % agua, 10 % azúcar, e inulina
en concentraciones de 0 %, 2 %, 4 % y 6
%. Luego del proceso de pasteurización,
se adicionó el inóculo del probiótico,
elaborado en el laboratorio para controlar
sus condiciones microbiológicas
y, posteriormente, se almacenó en
refrigeración. Se ocuparon, además, tubos
de ensayo estériles, matraces Erlenmeyer,
cajas Petri de vidrio, botellas de vidrio
con tapa twist presentación de 250 mL
estériles, micropipetas Fisherbrand. Los
equipos utilizados fueron refrigerador;
autoclave marca PBI, tipo Stematic III;
espectrofotómetro Fisher Scientific,
modelo Spectrum SP 2100UVPG; y un
potenciómetro Mettler Toledo, modelo
S220-K-US.
El crecimiento de Lactobacillus casei se
evaluó en dos medios correspondientes
a un caldo nutritivo y el néctar de mora
con inulina. Ambos medios tuvieron una
limitada cantidad de nutriente disponible
para el crecimiento del probiótico, que
utiliza glucosa como fuente de carbono.
Las condiciones de pH cambiaron en el
transcurso del experimento, durante su
almacenamiento en refrigeración. El caldo
de enriquecimiento se utilizó como control
para comparar su comportamiento con
el de la bebida con probiótico, misma
que contenía distintas concentraciones
de inulina. Adicionalmente, se evaluaron
exclusivamente en la bebida con
probiótico los parámetros de pH,
concentración de glucosa y el análisis
sensorial.
E l c á l c u l o d e l n ú m e r o d e m i c r o o r g a n i s m o s
se realizó según la Norma ISO 7889:2003
para el recuento de colonias de bacterias
ácido-lácticas, a 37 ºC, en agar MRS,
durante 48 horas. Los resultados se
expresaron en unidades formadoras
de colonia por mililitro (UFC/mL) de
alimento. Los medios de agua de
peptona, Man Rogosa Sharpe (MRS)
agar y caldo enriquecido con dextrosa
fueron preparados y esterilizados en la
autoclave, a 121 °C, durante 15 minutos,
y luego almacenados en refrigeración
(Hidalgo, 2021).
Para la determinación de pH, se
tomaron 30 mL de néctar en un vaso de
precipitación, previo ajuste de la muestra
a temperatura ambiente; el electrodo
se enjuagó y secó antes de realizar cada
medición; se realizaron mediciones cada
7 días, durante 4 semanas. Se analizó
la dependencia del pH del medio en el
desarrollo y la cinética de crecimiento de
Lactobacillus casei.
El contenido de glucosa fue determinado
mediante el método fenol-ácido
sulfúrico. Para ello, se elaboró una
curva de calibración en función de las
concentraciones de glucosa p.a. (0,
20, 40, 60, 80 y 100 mg/L), utilizando
una disolución patrón de glucosa p.a.
de 100 mg/L. Las muestras fueron
filtradas previamente con etanol al
80 % para eliminar interferencias; una
porción cuantificada se aforó a 100 mL,
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se tomaron alícuotas de la muestra en
tubos de ensayo y se añadieron 0,05 mL
de fenol al 5 % y 5 mL de H2SO4, 1 mol/L
a cada tubo que contenía la disolución
patrón y las muestras, agitando para
mezclar. Tras 10 minutos de reposo, las
disoluciones se colocaron en celdas de
cuarzo, en el espectrofotómetro, y se
midió la absorbancia a una longitud de
onda de 490 nm.
La concentración de glucosa en las
muestras de bebida con probiótico se
calculó a partir de la ecuación obtenida
de la curva patrón. El análisis fue realizado
cada 7 días para evaluar si hubo o no
variación en el contenido de glucosa, en
función del tiempo de almacenamiento,
del crecimiento y consumo de azúcares
por parte del Lactobacillus casei.
El análisis estadístico de la cinética
de crecimiento del probiótico en el
medio enriquecido y en la bebida con
probiótico se realizó mediante un análisis
de varianza (ANOVA) de dos factores (α
= 0,05). Para el parámetro fisicoquímico
pH y las diferencias en la concentración
de glucosa en la bebida con probiótico,
se aplicó un diseño de bloques al azar
y se utilizó la prueba de Dunnett para
determinar diferencias significativas
entre los tratamientos y el control.
El análisis sensorial se llevó a cabo con
una prueba de comparaciones múltiples
para determinar diferencias significativas
en la acidez de los néctares de mora
(Tapia, 2020). Para evaluar la variación
de acidez de la bebida con probiótico, se
utilizó una escala numérica con valores
de 9 a 1: entre 9 a 6 correspondiente a
Extremadamente más ácida, Mucho
más ácida, Moderadamente más
ácida, Ligeramente más ácida que
R. 5, Igual a R, mientras que de 4 a 1
corresponde a Ligeramente menos
ácida, Moderadamente menos ácida,
Mucho menos ácida y Extremadamente
menos ácida que R. Se compararon
un control sin inulina y néctares con
concentraciones de inulina del 2, 4 y 6%
utilizando vasos desechables blancos
rotulados con códigos numéricos para
cada concentración; para la muestra
de referencia se rotuló con la letra R.
Las mediciones se tomaron cada 7 días
durante 4 semanas. La prueba de Tukey
fue aplicada para identificar diferencias
entre las diferentes formulaciones.
RESULTADOS
En el caldo de enriquecimiento, el
crecimiento se desarrolló a un pH entre 7 y
5, durante 28 días. El mismo procedimiento
se aplicó a la bebida con probiótico,
evaluando concentraciones de inulina al 2
%, 4 % y 6 % y un control sin inulina. El pH
ácido afectó negativamente el crecimiento
del probiótico, mismo que comenzó en
unidades logarítmicas de 5,60 UFC/mL y
nalizó en unidades logarítmicas de 1,74
UFC/mL. Aunque ambos medios tuvieron
una composición nutricional similar, el caldo
de enriquecimiento favoreció un mejor
crecimiento debido a su menor acidez.
Como lo indican James et al. (2017) en su
estudio, la cepa de Lactobacillus casei crece
de mejor manera a un pH óptimo entre
valores de 6,5 - 7. El ANOVA con signicancia
p< 0,05 indicó que, en condiciones menos
ácidas, el crecimiento del probiótico fue
más estable, y se comprobó que el medio
de inoculación inuyó en el crecimiento de
Lactobacillus casei.
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Para evaluar el efecto de la inulina a
distintas concentraciones en la cinética
de crecimiento de Lactobacillus casei,
se gracó el crecimiento en valores
logarítmicos desde el tiempo 0 hasta 21
días.
Los resultados presentados en la Figura
1 indican que la concentración de inulina
al 4 % causó un menor decrecimiento
de Lactobacillus casei a los 14 días en
comparación con el control. La inulina
sirvió como fuente de nutrientes para el
probiótico, favoreciendo una cinética de
crecimiento más estable en un medio
ácido, lo cual fue corroborado por una
diferencia signicativa p< 0,05. Aunque
los microorganismos dejaron de crecer
después de este periodo, el ácido láctico
producido posiblemente ayudó a prolongar
la vida útil del producto.
Los datos obtenidos de la variación de pH
se representan grácamente en la Figura 2.
Figura 1
Cinética de crecimiento de Lactobacillus casei en la bebida con probiótico a distintas
concentraciones de inulina con un control, durante 21 días de almacenamiento
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Figura 2
Variación de pH en la bebida con probiótico a diferentes concentraciones de inulina
(2, 4 y 6 %) y control, durante 28 días de almacenamiento
Desde el día 1 al 14 se observa una
reducción en el pH de la bebida, debido
a la producción de ácidos a partir de los
azúcares, por parte del microorganismo
probiótico (Monteiro et al., 2021). A partir del
día 14, se observa un aumento en el pH, lo
que estaría asociado con la disminución del
crecimiento de Lactobacillus casei, puesto
que se comprobó que el pH inuye sobre el
crecimiento del probiótico y, además, que
la variación del pH se debe a la producción
de ácido en las diferentes concentraciones
de inulina por el consumo de azúcares en la
bebida con probiótico.
Los resultados de la determinación de la
concentración de glucosa en la bebida con
probiótico se presentan en la Figura 3.
A partir de la ecuación obtenida de la
curva de calibración (y = 0,0067x + 0,0255),
que tuvo un R2 = 0,0992, se calculó la
concentración de glucosa en mg/L en el
néctar de mora.
Figura 3
Concentración de glucosa en la bebida con probiótico a distintas concentraciones
de inulina después de 21 días de almacenamiento en condiciones de refrigeración
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La concentración inicial de glucosa,
presente en el néctar de mora pasteurizado,
proveniente directamente de la mora
utilizada para la elaboración de la bebida
con probiótico y antes de la inoculación del
microorganismo, fue de 860 mg/L. En la
Figura 3, las líneas de colores representan
cada uno de los tratamientos de la bebida
con probiótico, diferenciados por la
concentración de inulina añadida como
prebiótico.
A los 21 días de estudio bajo condiciones de
refrigeración, se observa una disminución
en el contenido de glucosa en todos los
tratamientos. El análisis estadístico reveló
diferencias signicativas en el contenido de
glucosa entre los diferentes tratamientos
con distintas concentraciones de inulina.
En particular, en la formulación con 4 % de
inulina, después de 21 días de crecimiento
de Lactobacillus casei, se registró el mayor
consumo de glucosa, reejado en el valor
más bajo de este azúcar, con 124,38 mg/L.
La prueba de comparaciones múltiples en
el análisis sensorial se realizó con 25 jueces
en un espacio adecuado del laboratorio, los
resultados se representaron grácamente
para el control sin inulina y los néctares con
concentraciones de inulina del 2 %, 4 % y 6
%, como se muestra en las Figuras 4a, 4b,
4c y 4d, respectivamente.
Figura 4
Gráca de distribución normal con frecuencias de la escala de acidez del control
(a), tratamiento al 2 % (b), 4 % (c) y 6 % (d) de inulina de la bebida con probiótico
Frente al néctar de mora sin probiótico ni
prebiótico, la bebida control fue mucho
más ácida (Figura 4a); la bebida con 2 % de
inulina fue signicativamente más ácida
(Figura 4b); la bebida con 4 % de inulina
fue percibida como ligeramente más ácida,
pero con un sabor más agradable y un
aroma más dulce (Figura 4c), mientras que
la bebida con 6 % de inulina (Figura 4d)
presentó una acidez ligeramente superior
DISCUSIÓN
En el caldo enriquecido, Lactobacillus casei
tuvo un mayor crecimiento. En contraste, la
bebida con probiótico a pH ácido mostró
una reducción signicativa en el crecimiento
del probiótico. Aunque ambos medios
tuvieron composiciones nutricionales
similares, el caldo de enriquecimiento
con menor acidez favoreció un mejor
crecimiento, conrmando que el probiótico
prospera mejor en condiciones menos
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ácidas (James et al., 2017).
La adición de inulina al 4 % en la bebida
con probiótico proporcionó un menor
decrecimiento del probiótico después de
14 días (Figura 1); esto sería explicado por
la capacidad de la inulina de actuar como
una fuente de nutrientes, permitiendo
una cinética de crecimiento favorable en
un entorno ácido. Aunque el probiótico se
vuelve inviable después de este período, el
ácido láctico producido ayuda a prolongar
la vida útil del producto (Fajardo et al., 2011).
A partir de los 14 días, el aumento del pH
en la bebida con probiótico se asocia
con la disminución de la población de
Lactobacillus casei (Figura 2). A pesar de
la producción continua de ácido láctico,
el pH aumentó debido a la inviabilidad
del probiótico y a la presencia de inulina
residual y azúcar, que afectan la membrana
celular del probiótico (Monteiro et al., 2021).
El análisis de concentración de glucosa
indica un notable consumo por parte del
probiótico a concentración del 4 % de
inulina (Figura 3). La glucosa se utiliza como
fuente de carbono y se convierte en ácido
láctico durante el proceso metabólico del
probiótico (Wang et al., 2021).
Finalmente, la evaluación sensorial muestra
que la bebida con 4 % de inulina fue
ligeramente más ácida, pero presentó un
sabor agradable (Figura 4c). Esto mejora
las características sensoriales del producto,
destacando la importancia de la inulina en
la formulación de bebidas funcionales, ya
que aporta dulzor.
CONCLUSIÓN
El efecto de la inulina en el crecimiento
de Lactobacillus casei resulta favorable
para mantener una población estable de
probióticos cuando se adiciona a un néctar
de mora en una concentración del 4 %,
bajo condiciones ácidas y almacenamiento
en refrigeración, durante un periodo
de 14 días. Durante este tiempo, los
probióticos se mantuvieron viables. Sin
embargo, después de 14 días, se observó
una disminución en el metabolismo de
los probióticos, evidenciada por el menor
consumo de glucosa de la fruta usada en el
néctar de mora y, como consecuencia, un
ligero aumento en el pH.
En el análisis sensorial, el tratamiento con
un 4 % de inulina fue percibido como
ligeramente más ácido por los jueces, lo
que sugiere que la bebida es aceptable en
términos de acidez y que el producto de
la fermentación no afecta negativamente
las características sensoriales del néctar de
mora.
AGRADECIMIENTO
Agradecemos a la Universidad Central
del Ecuador por el apoyo y los recursos
brindados para la realización de esta
investigación.
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