Optimización de una bebida simbiótica a base de quinua, tarwi, kiwicha y Lactobacillus plantarum 299v

Abstract

El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo optimizar una bebida simbiótica a base de harina de quinua (Chenopodium quinoa Willd.), tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) y kiwicha (Amaranthus caudatus L.) con la bacteria probiótica Lactobacillus plantarum 299v. La investigación se realizó en cuatro etapas. En la primera etapa se realizó el análisis químico proximal y el contenido total de compuestos fenólicos de las harinas de quinua, tarwi y kiwicha. En la segunda etapa se utilizó un diseño de mezclas, el cual consistió en diseñar trece formulaciones con distintas proporciones de harina de quinua, tarwi y kiwicha para evaluar la influencia de las harinas sobre la viabilidad del Lactobacillus plantarum 299v, los compuestos fenólicos totales y la viscosidad aparente de las bebidas formuladas. En la tercera parte, se optimizó el contenido de harina de quinua, tarwi y kiwicha, con la finalidad de maximizar la viabilidad del Lactobacillus plantarum 299v, los compuestos fenólicos totales y la viscosidad aparente en la bebida simbiótica. Finalmente, en la cuarta etapa, se buscó caracterizar nutricionalmente, realizar la actividad prebiótica, evaluar la estabilidad y realizar el análisis de la bebida simbiótica optimizada. En el estudio se observó un mayor efecto positivo del tarwi en la viabilidad del Lactobacillus plantarum 299v, mientras que la quinua y kiwicha presentaron un mayor efecto positivo en los compuestos fenólicos totales y viscosidad aparente. Asimismo, se observó que Lactobacillus plantarum 299v crece mejor en la bebida en comparación del Escherichia coli ATCC® 25922TM, demostrando la actividad prebiótica de la bebida. Finalmente, durante el almacenamiento, disminuyó la viabilidad del Lactobacillus plantarum 299v, la viscosidad, la capacidad de retención de agua, el pH y se incrementó los compuestos fenólicos totales y la acidez titulable en la bebida. Las harinas de quinua, tarwi y kiwicha demostraron ser una buena matriz vegetal para el crecimiento de las bacterias probióticas y con características prebióticas en la bebida.The objective of this research was to optimize a symbiotic beverage based on quinoa flour (Chenopodium quinoa Willd.), tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) and kiwicha (Amaranthus caudatus L.) with the probiotic bacterium Lactobacillus plantarum 299v. The research was carried out in four stages. In the first stage, the proximate chemical analysis and the total content of phenolic compounds of quinoa, tarwi and kiwicha flours were carried out. In the second stage, a mixture design was used, which consisted of designing thirteen formulations with different proportions of quinoa, tarwi and kiwicha flours to evaluate the influence of the flours on the viability of Lactobacillus plantarum 299v, the total phenolic compounds and the apparent viscosity of the formulated beverages. In the third part, the quinoa, tarwi and kiwicha flour content was optimized to maximize the viability of Lactobacillus plantarum 299v, total phenolic compounds and apparent viscosity in the symbiotic beverage. Finally, in the fourth stage, the aim was to nutritionally characterize, perform the prebiotic activity, evaluate the stability and perform the analysis of the optimized symbiotic beverage. The study showed a greater positive effect of tarwi on the viability of Lactobacillus plantarum 299v, while quinoa and kiwicha had a greater positive effect on total phenolic compounds and apparent viscosity. It was also observed that Lactobacillus plantarum 299v grows better in the beverage compared to Escherichia coli ATCC® 25922TM, demonstrating the prebiotic activity of the beverage. Finally, during storage, the viability of Lactobacillus plantarum 299v, viscosity, water holding capacity, pH and total phenolic compounds and titratable acidity in the beverage increased. Quinoa, tarwi and kiwicha flours proved to be a good plant matrix for the growth of probiotic bacteria with prebiotic characteristics in the beverage.