PLANIFICACIÓN DE SESIÓN DE APRENDIZAJE GRADO TERCERO UNIDAD 7 SESIÓN 6/8 HORAS 3 TÍTULO DE LA SESIÓN Producimos el yogur de Kéfir APRENDIZAJES ESPERADOS COMPETENCIAS Diseña y produce prototipos para resolver problemas de su entorno. CAPACIDADES Plantea problemas que requieren soluciones tecnológicas y selecciona alternativas de solución. INDICADORES Justifica las especificaciones de diseño en concordancia con los posibles beneficios propios y colaterales de la funcionalidad de su alternativa de solución, en comparación con otros productos tecnológicos similares. Estima posibles gastos y los presenta en una lista organizada. Organiza las tareas a realizar y las presenta en un cronograma de trabajo cumpliendo las fechas límites. SECUENCIA DIDÁCTICA INICIO: 20 minutos El docente luego de saludar a los estudiantes, plantea la siguiente situación (el docente puede mostrar la situación con apoyo de imágenes o diapositivas): “En las últimas décadas, con el creciente interés en los cuidados de la salud, la disminución de riesgos, la atención a los consumidores y la búsqueda del fortalecimiento de nuestro sistema inmunológico (que se encarga de defendernos de las infecciones) los probióticos adquirieron gran significancia, porque pueden activar las vellosidades de nuestros intestinos para que las toxinas no ingresen a nuestra sangre; es así que en el mercado encontramos diversas marcas comerciales de productos de probada o potencial actividad probiótica, pero también existen productos fermentados naturales que se elaboran en forma artesanal y pueden considerarse probióticos, como el kéfir y el yogur”. El kéfir es un producto lácteo probiótico que podemos producir a partir de la leche a la que se le añade bacterias y levaduras que se utilizan en la elaboración de este alimento fermentado, no requiere preservantes ni aditivos químicos, por tanto son los más óptimos para el consumo humano. ¿Cómo podemos producir un mejor Kéfir que presente mayores nutrientes y sea beneficioso para el sistema inmunológico? Los estudiantes, a partir de la situación presentada, plantearán sus respuestas iniciales. El docente orienta las respuestas con preguntas como: En el mercado existe la leche evaporada, en polvo y fresca, ¿qué tipo de leche será la más óptima para producir el yogur natural kéfir? ¿Qué factores ambientales debemos tener en cuenta en la producción de este yogur natural? ¿Qué recursos y materiales serán necesarios? ¿Cómo podemos mantener a los microorganismos que forman los gránulos de kéfir?, etc. El docente anota las ideas de los estudiantes en la pizarra y plantea el reto de construir un prototipo en relación a la biotecnología artesanal que dé respuesta al problema planteado. El docente precisa el propósito de esta sesión: se requiere que los estudiantes realicen conjeturas, justifiquen las especificaciones del diseño, estimen los gastos y organicen las tareas a realizar. DESARROLLO: 100 minutos Plantea problemas que requieren soluciones tecnológicas y selecciona alternativas de solución. Los estudiantes analizan la situación problemática con relación a la necesidad de producir un yogur con los mayores nutrientes y ser beneficioso para el sistema inmunológico. Para tal fin, el docente recuerda a los estudiantes que en la sesión anterior les solicitó traer información sobre la leche y el yogur kéfir, etiquetas o empaques de los diferentes tipos de leches. Por ello, indica que las saquen para investigar el problema y formular sus justificaciones, establecer los materiales y estimar los gastos. El docente también puede solicitar que revisen conceptos científicos sobre las proteínas en las páginas 196, 197 y sobre microorganismos en las páginas 204 y 205 de su texto escolar Ciencia Tecnología y Ambiente 3. Así mismo invitar a que visualicen con atención el video: Propiedades del Kéfir parte 1 (2: 45 minutos) donde se explica qué es y cómo se prepara el yogur con los gránulos de kéfir. https://www.youtube.com/watch?v=4VLmt8hv7SU. Si el docente lo cree conveniente puede entregar la lectura: “Kéfir como alimento funcional para la conservación del sistema inmunológico” (Anexo 1). Los estudiantes reciben la matriz del proyecto UVE de Gowin (Anexo 2), donde se plantean preguntas claves para seleccionar mejor la información que les permita dar respuesta a la problemática presentada, tales como: -¿Qué diferencia hay entre las proteínas y los aminoácidos? -¿Qué funciones cumplen las proteínas? -¿Por qué se desnaturalizan las proteínas? -¿Cuál es la composición de la leche evaporada, fresca y en polvo? ¿Cuál de ellas es más nutritiva? -¿Qué diferencias hay entre las levaduras y las bacterias? -¿Qué es un probiótico? -¿Qué composición tiene el yogur kéfir? -¿Cómo se obtiene el yogur natural kéfir? ¿Por qué constituye un alimento nutritivo y benéfico para la salud humana? Los estudiantes, orientados por el docente, buscan las respuestas en las diversas fuentes sugeridas, socializan sus respuestas, las unifican y las escriben en el marco teórico de la matriz del proyecto UVE de Gowin, ahí registrarán todas las actividades que realicen durante el proceso de producción del prototipo. Posteriormente, el docente pregunta: ¿Qué tipo de leche han elegido y en qué condiciones realizarán el cultivo de kéfir? Luego pide a los estudiantes que socialicen las ideas del prototipo. Se espera que los estudiantes, luego de revisar la composición de los tipos de leche, decidan utilizar la leche fresca, marca “Pura vida”, por contener mayores nutrientes y también precisan que la temperatura ambiente es la más ideal para la fermentación de la leche y conservación del kéfir. El docente, continúa generando el diálogo a partir de las siguientes preguntas: http://www.vitonica.com/alimentos-funcionales/aclarando-algunas-dudas-sobre-el-kefir-y-sus-beneficios -¿El cultivo del kéfir para obtener el yogur natural (prototipo) investigado es factible de realizarse y cumple la condición de ser nutritivo y beneficioso para nuestra salud, específicamente para la conservación del sistema inmunológico? -¿Qué dificultades tendríamos para la producción del producto probiótico yogur kéfir? A continuación, el docente indica a los estudiantes que justifiquen la importancia de la producción de yogur natural kéfir y estimen los posibles gastos mediante las siguientes preguntas: ¿Qué beneficios o desventajas tendría la producción de yogur natural kéfir? ¿Qué materiales necesitan para la producción de kéfir? ¿Cuánto gastarían para realizar la producción de kéfir? ¿Qué tareas nos planteamos para realizar la producción de kéfir? ¿Qué tiempo demorará la producción de kéfir? ¿Quiénes son responsables de cada una de las tareas que implica la producción de yogur natural kéfir? El docente acompaña a cada equipo de estudiantes a elaborar las respuestas y establecer el cronograma de tareas. Por ejemplo, podrían crear el cronograma que se presenta en el anexo 3. CIERRE: 15 minutos Los equipos de trabajo, completan la matriz del proyecto UVE de Gowin, indicando la respuesta al reto, la justificación del proyecto, los materiales, las sustancias y el listado de los gastos. Al finalizar entregan el avance de la matriz UVE de Gowin y el cronograma de tareas para su evaluación. El docente felicita a los estudiantes por el trabajo realizado e indica que para la próxima clase, cada equipo debe traer todos los materiales y sustancias para la preparación del yogur. TAREA A TRABAJAR EN CASA Los estudiantes deben visualizar el video: -Elaboración y cuidados del kéfir en el enlace: https://www.youtube.com/watch?v=Lmdib_BByS0 Si el docente no pudo entregar la lectura: “Kéfir como alimento funcional para la conservación del sistema inmunológico” del Anexo 1, entregarlo en físico o virtualmente y pedir a los estudiantes que realicen una lectura reflexiva sobre la misma para encontrar el significado de: probiótico, bacterias ácido lácticas, Kefirano, simbiosis, microflora, cultivo de kéfir, propiedades organolépticas. El estudiante debe copiarlos en su cuaderno de experiencias con el título: Glosario básico. MATERIALES O RECURSOS A UTILIZAR Para el docente: -MINISTERIO DE EDUCACIÓN (2012). Rutas del aprendizaje. VII ciclo. Área Curricular de Ciencia, Tecnología y Ambiente. Lima: Ministerio de Educación. -MINISTERIO DE EDUCACIÓN (2016). Manual para el docente. Ciencia, Tecnología y Ambiente 3. Lima: Editorial Santillana. -TV/ reproductor de DVD o proyector multimedia. -Equipo multimedia. -Equipo y materiales de laboratorio -Anexo 1: Lectura “Kéfir como alimento funcional para la conservación del sistema inmunológico”. Para el estudiante: -Cuaderno de experiencias -Anexo 1: Lectura “Kéfir como alimento funcional para la conservación del sistema inmunológico”. Anexo 2: Matriz del proyecto UVE de Gowin. Anexo 3: Cronograma de tareas para la construcción o producción del prototipo. -MINISTERIO DE EDUCACIÓN (2016). Libro de Ciencia, Tecnología y Ambiente de 3. Lima: Editorial Santillana. ANEXO 1 KÉFIR COMO ALIMENTO FUNCIONAL PARA LA CONSERVACIÓN DEL SISTEMA INMUNOLÓGICO (Extractos del marco teórico del proyecto de indagación de Malpartida, Leslie, 2014- VI ciclo Ciencias Naturales Instituto Pedagógico Nacional Monterrico) CAPÍTULO I.- KÉFIR DE LECHE ALIMENTO NUTRITIVO 1.1 Kéfir de leche El kéfir es una leche fermentada ácida, viscosa y ligeramente carbonatada, muy popular en países del este europeo, que se prepara a partir de un fermento inmovilizado natural llamado “gránulo de kéfir” 1.1.1 Origen El Kéfir es la leche fermentada más antigua que existe. Su origen se sitúa en las montañas del Cáucaso, donde sus pueblos lo vienen consumiendo de forma habitual durante miles de años. Su historia se remonta a la antigüedad, al “ayrag”, bebida que preparaban los campesinos de las montañas del Norte del Cáucaso, dejando remansar la leche de sus animales en odres fabricados a partir de pieles de cabras que nunca se lavaban o limpiaban y que colgaban cerca de la puerta de la casa en el exterior o el interior, según la estación. Según se iba desarrollando la fermentación se iba añadiendo leche fresca para reemplazar al “ayrag” que se iba consumiendo. En cierto momento se observó que la corteza esponjosa y blanquecina de la pared interior de la piel era capaz, si se le añadía leche, de dar una bebida similar (sino mejor), al ayrag original. 1.1.2 Etimología Esta bebida fermentada se denominó Kéfir. Aunque no se tiene referencias etimológicas exactas del vocablo Kéfir, se cree que proviene de kief, voz turca que significa “agradable sensación”. 1.1.3 Características Además, el kéfir se diferencia del yogur común en dos cosas, ya que es ligeramente densa, bebible; en cambio el yogur posee una mayor densidad y normalmente se come, en otras palabras es más espeso (Trum, 2003).El kéfir tiene un pH ácido (4 aprox.), debido a las bacterias que producen el ácido láctico. Para la elaboración del kéfir solo se necesita los granos de kéfir y leche, manteniéndolo por un rango de 24 a 48 horas aproximadamente. 1.1.4 Obtención del kéfir Para la elaboración del kéfir se introduce una cierta cantidad de gránulos de kéfir en leche fresca y se deja fermentar hasta alcanzar un pH 4 aproximadamente. De esta manera se obtiene la leche fermentada denominada kéfir. El origen de la leche y del gránulo, la proporción gránulos/leche y las condiciones de fermentación (tiempos y temperaturas) afectan tanto las propiedades organolépticas (sabor, acidez y consistencia) como el perfil microbiológico del producto final (Garrote, 1998; Londero, 2012). Por ejemplo, si la relación granulo leche es 1 % se obtiene un producto más viscoso que si la proporción es superior a 10 %, alterándose además la composición microbiológica (Garrotel, 1998). El tiempo para obtener el kéfir es de un rango de 24 a 48 horas aproximadamente (Trum, 2003). 1.1.5 Composición Contiene levaduras y bacterias acido-lácticas que por medio de la fermentación mixta obtienen subproductos: El CO2 que es un subproducto de la fermentación producida por las levaduras y su proporción aumenta a medida que el pH cae aunque suele estabilizarse cuando la fermentación supera las 48 horas, sabiendo que su pH va de 4 a 4,6. También el etanol que producen tanto las bacterias como las levaduras del kéfir en una cantidad variable que depende del tiempo de fermentación y de la temperatura. Así mismo, la lactosa (azúcar de la leche) se degrada durante la fermentación convirtiéndose, una tercera parte, en ácido láctico, es decir que se acidifica, espesándose la leche. El nivel de aminoácidos en el kéfir es similar al de la leche solo que son proteínas bastante más fáciles de digerir debido a la acción de la coagulación ácida y a la proteólisis o hidrólisis parcial de las proteínas. Además, el olor y el gusto por el kéfir se deben a las sustancias volátiles en especial al acetaldehído y al diacetilo, pero también el propionaldehido, el 2- butanona, npropanol, el etanol y el ácido acético. Compuesto Materia grasa Composición del kéfir Cantidad Depende de la fuente de la leche (cabra, vaca, yegua) 3.5g/ 100g Proteína Lactosa 3-3.4 g / 100g 2 a 3.5 g / 100g Ácido láctico 0.6 a 1 % Otros orgánicos Ácidos Los principales ácidos que contiene son el acético, fórmico, succínico, caproíco, caprílico, laúrico. Etanol 0.5 a 2 % CO2 0.08-0.2 %p/p Vitaminas Tiamina, piridoxina, ácido fólico Compuestos aromáticos Acetaldehído, diacetilo, acetona 1.1.6 Valor nutricional Leche Leche Leche Kefirada Entera Descremada Kcal. 61 64 35 Proteínas 3,3 3,3 3,5 Lípidos (g) 3,5 3,5 0,1 Glúcidos (g) 4 4,8 4,9 Agua (g) 87,5 87,5 90,58 Colesterol (mg) 11 11 _ Sodio (mg) 48 48 50 Potasio (mg) 157 157 163 Calcio (mg) 120 120 125 Fósforo (mg) 92 92 96 Magnesio (mg) 12 12 12 Hierro (mg) 0,1 0,1 0,1 Vit A (mg) 31 31 1 Vit E (mg) 0,2 0,2 _ Vit B1 (mg) 0,03 0,03 0,03 Vit B2 (mg) 0,18 0,18 0,19 Vit B3 (mg) 0,1 0,1 0,1 Vit B6 (mg) 0,05 0,05 0,05 Vit C (mg) 1 1 1 Obtenido en Internet, la fuente original de esta tabla, es el libro, Como KEFIR, de Mercedes Blasco. Editado por La Revista Integral. Cuadro comparativo de leches de vaca Yogur 61 3,3 3´5 4 7,5 11 48 157 120 92 12 0,1 31 0,2 0,03 0,18 0,1 0,05 1 Cura el 1.2 Kefirano o kefiran La matríz está formada por un polisacárido de glucosa y galactosa que recibe el nombre de kefirano (García y otros, 2004). Es el conjunto de polisacáridos que forma la matriz en la que tiene lugar la fermentación a la merced de las bacterias y levaduras que allí habitan estando también parte del mismo disuelto en el líquido del kéfir. Fue definido por primera vez por el equipo del doctor J.W. LaRieviere que lo encontró en el centro del gránulo de kéfir, identificándolo como resultado del metabolismo de la bacteria Lactobacillus kefiranofaciens var. Kefirgranum. Luego se comprobaría Kefirano (POLISACARIDO) que la producción de este glucogalactano se acelera en presencia de la levadura Sacharomyces cerevisiae. El polisacárido del kefirano se compone de dos monosacáridos: D- glucosa y D- galactosa, que forman una estructura espacial ramificada con algunos extremos de residuos de azúcares libres. Y son sus características estructurales y su efecto protector sobre los microorganismos lo que permite el tránsito de los mismos a traces del tubo digestivo. 1.2.1 Características El Kefirano es un gel transparente y soluble que se forma en los nódulos de kéfir. De textura fangosa puede confundirse por su aspecto con algo que parece estar en mal estado. De hecho, esto no debe ser confundido con los productos de alimentación que se han pasado, que pueden tener un aspecto similar y una textura mucilaginosa sobre ellos. Esta sustancia es totalmente normal y sana. Es el componente que proporciona a la leche fermentada con kéfir su particular textura única, rica y cremosa y sólo los nódulos de kéfir pueden producirlo. El kefiran es un glucogalactano ramificado, soluble en agua, que contiene aproximadamente la misma cantidad de residuos de D-glucosa y D-galactosa. 1.2.2 Composición % 24 13 COMPOSICIÓN CARBOHIDRATOS PROTEÍNAS CAPÍTULO II.- AGENTE PRODUCTOR DEL KEFIR: SIMBIOSIS ENTRE BACTERIAS Y LEVADURAS 2.1 Gránulos de kéfir El gránulo de kéfir es una comunidad simbiótica (Margulis, 1996), siendo este hecho lo que dificulta su estudio. Algunas bacterias y levaduras de gránulo de kéfir, al ser aisladas en cultivos puros, no crecen en leche o disminuyen su actividad bioquímica lo cual complica aún más el estudio de la población microbiana del gránulo de kéfir. 2.1.1 Características de los gránulos de kéfir Los gránulos de kéfir son pequeños, de 0.5 a 3.5 cm de diámetro, de forma irregular, masas blancas amarillentas semejantes a flores individuales de coliflor. Estos crecen y se multiplican en leche y le imparten sus propiedades y estructura a los nuevos granos (Marshall y Cole, 1985). 2.1.2.1 Bacterias ácido lácticas Son llamadas así por producir como consecuencia de su actividad fermentativa sobre los azúcares el ácido láctico (Carrascosa, 2011). Al aumentar la concentración de este compuesto, hace descender el pH, parámetro físico-químico que da idea de la acidez de cualquier sustancia: se considera que el alimento es ácido cuando los valores de pH son menores de 7, que es el pH neutro. Los microbios malos son mayoritariamente sensibles al pH ácido, lo que hace que no produzcan sustancias tóxicas y ni siquiera crecen ni se multiplican. Esto hace que los alimentos elaborados con bacterias ácido lácticas sean más seguros, pero no tanto como aquellos a los que se ha aplicado calor. Pueden crecer en presencia o ausencia de oxígeno, y son mayoritariamente mesífilas, es decir, las temperaturas óptimas para su crecimiento se sitúan en torno a los 30ºC, aunque hay algunas que son psicrotrofas, es decir, capaces de crecer, lentamente, a temperaturas de refrigeración. Las bacterias acido lácticas se desarrollan bien en el cuajo, desnaturalizando la caseína (proteína de la leche) haciendo que se precipite, arrastrando la grasa (Ingraham e Ingraham, 1998) Kroger (1993) ha demostrado que alrededor de ¼ del 5% de lactosa se convierte en ácido láctico. 2.1.2.1.2 Clasificación Género LACTOBACILOS Principales grupos de bacterias lácticas presente en el kéfir Especies mas frecuentes Características Lb. brevis, Lb. kefir Heterofermentativos, predominantes en la leche fermentada. Lb. casei, Lb.paracasei sp. paracasei, Lb. Predomina en los granos de kéfir. plantarum, Lb.acidophilus, Lb.delbrueckii sp. bulgaricus, LACTOCOCOS STREPTOCOCCOS LEUCONOSTOC ACETOBACTER Lb. kefiranofaciens Lc. lactis sp. lactis, Lc. lactis sp. lactis biovar diacetylactis, Lc. lactis sp. cremoris S. thermophilus Ln.mesenteroides sp. mesenteroides, Ln. mesenteroides sp. dextranicum, Ln mesenteroides sp.cremoris, Ln. Lactis Acetobacter aceti, Acetobacter rasaen. Acidifica rápidamente durante las primeras horas de fermentación. Raramente encontrado. Contribuye al sabor del kéfir. Su rol principal es mantener en simbiosis la microflora de los granos del kéfir. Incrementa la viscosidad del kéfir. 2.1.2.2 Levaduras Son hongos microscópicos unicelulares que son importantes por su capacidad para realizar la fermentación de hidratos de carbono, produciendo distintas sustancias. Estas levaduras fermentan los azúcares, produciendo CO2 y etanol (Ingraham 1998). Sólo entre el 5 y 10 % de la población microbiana de los granos de kefir son levaduras (García y otros, 2004). 2.1.2.2.1 Clasificación Principales grupos de levaduras presente en el kéfir Género LEVADURAS Especies más frecuentes Saccharomyces cerevisiae Saccharomyce unisporus Candida kefir Kluyveromyces marxianus var. marxianus. Características Levaduras no fermentadoras de la lactosa, que producen alcohol y CO2 a partir de glucosa. Levaduras fermentadoras de la lactosa. Responsables de formación de CO2 y contribuyendo al característico sabor y aroma. CAPÍTULO III.- EL TIPO DE LECHE Y LA PRODUCCIÓN DEL KEFIR 3.1 Leche de vaca La leche, por su composición, es muy susceptible de sufrir alteraciones debidas al crecimiento microbiano en la misma, particularmente cuando la temperatura de conservación no es la adecuada. La calidad microbiológica de la leche cruda cambia significativamente durante su manejo y transporte, particularmente cuando no se cuenta con los medios para su enfriamiento inmediato una vez obtenida. Estos cambios ponen en riesgo el cumplimiento del requisito de calidad para ser considerada como leche apta para consumo humano. Al haber más cantidad de bacterias mesofílicas, puede existir un mayor riesgo de contaminación de la leche por patógenos, así como el crecimiento de los mismos en los productos terminados. El desarrollo microbiano en la leche ocasiona una serie de modificaciones químicas que pueden dar lugar a procesos alterativos y a procesos útiles. Muchos de sus componentes pueden degradarse, pero las alteraciones más acusadas resultan de la degradación de los tres componentes fundamentales: lactosa, proteínas y grasa. La lactosa, azúcar de la leche, es la principal fuente de energía de las bacterias y puede experimentar diferentes fermentaciones. Cualesquiera que sean las bacterias que fermentan la lactosa, siempre habrá producción de ácidos orgánicos, con la coagulación o no de las proteínas de la leche (dependiendo del nivel de acidificación) y la formación o no de gas. Por otra parte, algunas bacterias que actúan sobre el azúcar de la leche, pueden formar sustancias viscosas. Las proteínas, en general, se descomponen tras la coagulación de la leche, dando lugar a sabores y olores desagradables. La materia grasa es hidrolizada por las lipasas microbianas, reacción lenta, que influye rápidamente sobre el sabor de la leche. Los tipos de deterioro que suelen observarse en la leche cruda incluyen: la fermentación, coagulación, proteólisis, mucosidad, coloraciones diversas, y producción de aromas y sabores anormales. 3.1.1 Propiedades de la leche 3.1.1.1Propiedades organolépticas Color: el color normal de la leche es blanco, el cual se atribuye a reflexión de la luz por las partículas del complejo caseinato- fosfato-cálcico en suspensión coloidal y por los glóbulos de grasa en emulsión. Aquellas leches que han sido parcial o totalmente descremadas o que han sido adulteradas con agua, presentan un color blanco con tinte azulado. Las leches de retención o mastiticas presentan un color gris amarillento. Un color rosado puede ser el resultado de la presencia de sangre o crecimiento de ciertos microorganismos. Otros colores (amarillo, azul, etc.), pueden ser producto de contaminación con sustancias coloreadas o de crecimiento de ciertos microorganismos. Una leche adulterada con suero de quesería puede adquirir una coloración amarilla-verdosa debida a la presencia de riboflavina. Sabor: el sabor natural de la leche es difícil de definir, normalmente no es ácido ni amargo, sino más bien ligeramente dulce gracias a su contenido en lactosa. A veces se presenta con cierto sabor salado por la alta concentración de cloruros que tiene la leche de vaca que se encuentra al final del periodo de lactancia o que sufren estados infecciosos de la ubre (mastitis); otras veces el sabor se presenta ácido cuando el porcentaje de acidez en el producto es superior a 22- 33 ml NaOH 0,1 N/100 ml (0,2 - 0,3 % de ácido láctico). Pero en general, el sabor de la leche fresca normal es agradable y puede describirse simplemente como característico. Olor: el olor de la leche es también característico y se debe a la presencia de compuestos orgánicos volátiles de bajo peso molecular, entre ellos, ácidos, aldehídos, cetonas y trazas de sulfato de metilo. La leche pude adquirir, con cierta facilidad sabores u olores extraños, derivados de ciertos alimentos consumidos por la vaca antes del ordeño, de sustancia de olor penetrante o superficies metálicas con las cuales ha estado en contacto o bien de cambios químicos o microbiológicos que el producto puede experimentar durante su manipulación. 3.1.1.2 Propiedades físicas Densidad.- La densidad de la leche puede fluctuar entre 1.028 a 1.034 g/cm3 a una temperatura de 15ºC; su variación con la temperatura es 0.0002 g/cm3 por cada grado de temperatura. La densidad de la leche varía entre los valores dados según sea la composición de la leche, pues depende de la combinación de densidades de sus componentes, que son los siguientes: • • • • • Agua: 1.000 g/cm3 Grasa: 0.931 g/cm3 Proteínas: 1.346 g/cm3 Lactosa: 1.666 g/cm3 Minerales: 5.500 g/cm3 La densidad mencionada (entre 1.028 y 1.034 g/cm3) es para una leche entera, pues la leche descremada está por encima de esos valores (alrededor de 1.036 g/cm3), mientras que una leche aguada tendrá valores menores de 1.028 g/cm3. pH de la leche: la leche es de característica cercana a la neutra. Su pH puede variar entre 6.5 y 6.65. Valores distintos de pH se producen por deficiente estado sanitario de la glándula mamaria, por la cantidad de CO2 disuelto; por el desarrollo de microorganismos, que desdoblan o convierten la lactosa en ácido láctico; o por la acción de microorganismos alcalinizantes. Acidez de la leche: una leche fresca posee una acidez de 0.15 a 0.16%. Esta acidez se debe en un 40% a la anfoterica, otro 40% al aporte de la acidez de las sustancias minerales, CO2 disuelto y ácidos orgánicos; el 20% restante se debe a las reacciones secundarias de los fosfatos presentes. 3.1.1.3 Propiedades químicas La leche es un líquido de composición compleja, se puede aceptar que está formada aproximadamente por un 87.5% de sólidos o materia seca total. El agua es el soporte de los componentes sólidos de la leche y se encuentra presente en dos estados: como agua libre que es la mayor parte (intersticial) y como agua adsorbida en la superficie de los componentes. En lo que se refiere a los sólidos o materia seca la composición porcentual más comúnmente hallada es la siguiente: • Materia grasa (lípidos): 3.5% a 4.0% • Lactosa: 4.7% (aprox.) • Sustancias nitrogenadas: 3.5% (proteínas entre ellos) • Minerales: 0.8% A pesar de estos porcentajes en la composición de la leche se acepta como los más comunes, no es fácil precisar con certeza los mismos, pues dependen de una serie de factores, aún para una misma vaca. (No solo varía la composición, sino también la producción). Esto hace que no todas las leches sean iguales en sus propiedades y la variación en la composición hace que determinadas leches sean útiles para la elaboración de un cierto derivado lácteo, pero a su vez es inapropiada para otros. De la misma manera, se tendrá algunas leches más nutritivas que otras. 3.1.2 Composición nutricional de la leche fresca (entera), evaporada y en polvo CAPÍTULO IV.- KÉFIR DE LECHE COMO ALIMENTO FUNCIONAL 4.1 Alimento funcional En las últimas dos décadas ha surgido el concepto de alimento funcional despertando la atención de la industria alimentaria, los consumidores, la comunidad científica y los profesionales de la salud. Este desarrollo está relacionado con los avances en ciencia y tecnología, el incremento en los costos de salud, el aumento de la expectativa de vida y la nueva tendencia en algunos sectores de la población a incorporar en la dieta alimentos capaces de mejorar el estado general del individuo. Según el International Life Science Institute (ILSI): “Un alimento puede considerarse funcional si se demuestra satisfactoriamente que ejerce un efecto beneficioso sobre una o más funciones selectivas del organismo, además de sus efectos nutritivos intrínsecos, de modo tal que resulte apropiado para mejorar el estado de salud y bienestar, reducir el riesgo de enfermedad, o ambas cosas. Los alimentos funcionales deben seguir siendo alimentos, y deben demostrar sus efectos en las cantidades en que normalmente se consumen en la dieta. Además, no debe tratarse de comprimidos ni cápsulas, sino de alimentos que forman parte de un régimen normal” (Definición operativa Functional Food Science in Europe, 1999: UEILSI Europe). Este mismo organismo determinó que, desde un punto de vista práctico, un alimento funcional puede ser: • Un alimento natural en el que uno de sus componentes ha sido mejorado mediante condiciones especiales de cultivo. • Un alimento al que se ha añadido un componente para que produzca beneficios (por ejemplo, bacterias probióticas seleccionadas, de probados efectos beneficiosos sobre la salud intestinal). Un alimento del cual se ha eliminado un componente para que produzca menos efectos adversos sobre la salud (por ejemplo, la disminución de ácidos grasos saturados). • Un alimento en el que la naturaleza de uno o más de sus componentes ha sido modificada químicamente para mejorar la salud (por ejemplo, los hidrolizados proteicos adicionados en los preparados para lactantes para reducir el riesgo de alergenicidad). • Un alimento en el que la biodisponibilidad de uno o más de sus componentes ha sido aumentada para mejorar la asimilación de un componente beneficioso. • O bien, cualquier combinación de las posibilidades anteriores. 4.1.1 Probióticos El concepto probiótico ha evolucionado a lo largo de los años a partir de su significado original “para la vida”. La definición más compleja y de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS) se refiere a aquellos “cultivos puros, o mezcla de cultivos de microorganismos vivos, que aplicados al hombre y los animales en cantidades adecuadas aportan efectos benéficos al huésped mejorando las propiedades de la microflora nativa (Torres, 2002; Barboza y col., 2004). Los probióticos son definidos como “Microorganismos vivos que, al ser administrados en cantidades adecuadas, ejercen una acción benéfica sobre la salud del huésped”. Todas las bacterias probióticas exógenas deben llegar intactas y viables al intestino grueso y así ayudar a mantener el balance de la flora intestinal (Manning, 2004). Los microorganismos comúnmente usados como probióticos para alimentación humana son lactobacilos (por ejemplo Lactobacillus acidophillus, Lb. casei, Lb. rhamnosus) y bifidobacterias (Bifidobacterium adolescentes, B. longum, B. bifidum, B. infantis) (Gibson & Robertfroid, 1995). Los alimentos probióticos son productos que contienen a estos microorganismos como ingredientes en una matriz adecuada y en cantidad suficiente, de modo tal, que luego de la ingestión se obtienen los beneficios especificados. 4.1.2 Prebióticos Los prebióticos se definen como ingredientes alimentarios que afectan benéficamente al huésped mediante la estimulación selectiva del crecimiento y/o actividad de uno o un número limitado de bacterias en el colon mejorando el estado de salud y pueden tener además un efecto favorable sobre la estabilidad de los probióticos. 4.1.3 Simbióticos Resultan de una combinación de probióticos y prebióticos, que afectan benéficamente la salud del hospedador favoreciendo la supervivencia e implantación de microorganismos selectivos vivos en el tracto gastrointestinal (Schrezenmeir y De Vrese, 2001). En las últimas décadas, con el creciente interés en los cuidados de la salud y la disminución de riesgos, la atención de los consumidores, así como de la industria y la investigación, los probióticos adquirieron gran significancia. Se encuentran en el mercado diversas marcas comerciales de productos de probada o potencial actividad probiótica, así como también, existen productos fermentados naturales que se elaboran en forma artesanal y pueden considerarse probióticos (kefir, yogur). 4.2 Beneficios en la salud Según los productos o subproductos de la fermentación tenemos al ácido láctico es en realidad un combustible. Los músculos lo elaboran a partir de la glucosa y lo utilizan para obtener energía. Las mitocondrias, las fábricas de energía de las células musculares, absorben y utilizan el ácido láctico para producir energía. Los entrenamientos en sus umbrales correctos aumentan la masa de las mitocondrias y hacen que estas puedan metabolizar más ácido láctico y sus músculos puedan trabajar más intensidad por más tiempo. Las bacterias productoras de ácido láctico previenen la colonización intestinal por agentes patógenos, incrementan la flora beneficiosa, mejoran la absorción del calcio, reducen el pH intestinal e influyen positivamente sobre el crecimiento y el aprovechamiento de los nutrientes. Su efectividad está condicionada a la resistencia a enzimas salivares y digestivas, al pH estomacal y a las sales biliares, así como a su capacidad para adherirse a las células de las vellosidades, mucosa o glicocálix. En el caso del estreñimiento o la diarrea mejoran en función del tiempo que se hayan dejado los gránulos en la leche. Si se cuela a las 24 horas, la leche kefirada ejerce un ligero efecto laxante, mientras que si se deja más tiempo, además de resultar más ácida, se va volviendo astringente, es decir, con propiedades cicatrizantes, antiinflamatorias y antihemorrágicas. Según mencionó Trum (2003) “…el kéfir estimula la secreción salival, probablemente a su contenido de ácido y de su escasa cantidad de carbohidratos. El kéfir aumenta la secreción de jugos digestivos en el tracto gastrointestinal y estimula la perístasis. Por este motivo, ha sido recomendado como alimento postoperatorio, dado que muchas operaciones abdominales provocan el cese temporal de la perístasis, acompañados de dolores motivados por gases.” El doctor danés, Orla-Jensen, mencionó que el kéfir tenía mayor valor nutritivo que el yogur común, debido a su abundancia en células digeridas de levadura y de su benéfico efecto sobre la flora intestinal, sino que poseen otros beneficios más como la mejora de las articulaciones, que es de suma importancia, ya que mucha personas padecen de artritis, artrosis, osteoporosis, entre otras más; siendo de gran beneficio si es que consumen kéfir en su vida cotidiana. La mejora en la digestibilidad y absorción de la lactosa se basaron en el bajo contenido de lactosa residual que posee el kefir y en la presencia de actividad β-galactosidasa. Hertzler & Clancy (2003) han demostrado que la actividad βgalactosidasa en el kefir es 60% mayor que en el yogurt. 4.2.1 Beneficios al sistema inmunológico La flora intestinal humana y de los animales juega un papel muy importante en su estado de salud y la presencia de enfermedades. En ambos casos los probióticos se utilizan para mejorar la salud intestinal y para estimular el sistema inmunológico (Fuller, 1989; Torres 2002). Al consumir el kéfir nosotros estamos fortaleciendo nuestro sistema inmunológico, quien es el que se encarga de defendernos de las infecciones, es por ello que estaríamos activando las vellosidades de nuestros intestinos para que las toxinas no ingresen a nuestra sangre. También se ha documentado actividad modulatoria sobre el sistema inmune. Este efecto se ha atribuido tanto al kéfir (Lee, 2007; Thoreux & Schmucker, 2001) como al polisacárido kefiran. Thoreux & Schmucker, (2001) mostraron un aumento de inmunoglobulina IgA específica en ratones tratados con kefir frente al desafío con toxina colérica comparado con ratones control y un aumento significativo en los niveles séricos de IgG no específica. Ellos concluyeron que el kéfir, estaría ejerciendo un efecto adyuvante en el sistema inmune de mucosas, y lo relacionaron con los componentes de pared bacteriana. Lee et al. (2007) demostraron la actividad antiinflamatoria y antialérgica del kéfir en un modelo murino de asma. Otros beneficios que han sido documentados para esta leche fermentada son la acción preventiva en el tratamiento de gastritis, diarreas, males intestinales y problemas de digestión (Koroleva, 1988) y la actividad cicatrizante en lesiones de la piel en ratas Wistar (Rodrigues et al., 2005). REFERENCIAS Trum Hunter, Beatrice. Yogur, kefir y demás cultivos en leche. Editorial EDAF, España, Julio 14, 2003. Disponible en online: http://books.google.com.pe/books?id=Uy8-XsgeMcgC&pg=PA89&dq=kefir&hl=es419&sa=X&ei=Ya76U66lMYTfsASJw4IY&ved=0CCsQ6AEwAw#v=onepage&q=kefir&f=false Ingraham e Ingraham. Introducción a la microbiología. Ed. Reverté, 1998 http://books.google.com.pe/books?id=dUEZSXaz2UC&pg=PA734&dq=ACIDO+L%C3%81CTICO&hl=es419&sa=X&ei=K_86VNqCO7HgsASosYGgDA&ved=0CBoQ6AEwAA#v=onepage&q=ACIDO%20L%C3%81CTICO&f=f alse Valderrama, José. Centro de Información Tecnológica Vol. 12 nº 5, 2001. (Efecto bactericida kéfir sobre la salmonella sp.): http://books.google.com.pe/books?id=WPLrWlW7CJAC&pg=PA92&dq=kefir&hl=es419&sa=X&ei=Ya76U66lMYTfsASJw4IY&ved=0CCIQ6AEwAQ#v=onepage&q=kefir&f=false Marshall y Cole. Métodos para hacer kéfir y fermentar leche en base a kéfir. 1985 Abraham y De Antoni. Características del crecimiento de los granos de kéfir en leche de vaca y soya 1999 Stainer y otros. Microbiología. Editorial Reverté, 1992: http://books.google.com.pe/books?id=2u6Q2XCMDgC&pg=PA533&dq=ACIDO+L%C3%81CTICO&hl=es419&sa=X&ei=K_86VNqCO7HgsASosYGgDA&ved=0CCYQ6AEwAg#v=onepage&q=ACIDO%20L%C3%81CTICO&f=fa lse http://www.juntadeandalucia.es/averroes/iespablopicasso/1999/articulos/articulo6.PDF BENEFICIOS: http://www.salud180.com/enforma180/kefir-y-sus-beneficios Ácido láctico:http://www.eis.uva.es/~biopolimeros/alberto/acido_lactico.htm Tello Robles, Agustín. Monografía para obtener título de ingeniero agroindustrial, UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE HIDALGO: http://www.monografias.com/trabajos30/leche-kefir/leche-kefir.shtml#ixzz3GdvQCLwR Obtención del kefir: http://www.espatentes.com/pdf/2006634_a6.pdf ACEITUNA DE MESA (FERMENTACIÓN TRADICIONAL): http://digital.csic.es/bitstream/10261/5748/1/IG_AGROCSIC.pdf REVISTA DISCOVERYDSALUD. Nº 153 OCT. 2012. http://www.dsalud.com/index.php?pagina=articulo&c=1746 TESIS: http://tesislatinoamericanas.info/index.php/record/view/202378 Carrascosa, Alfonso. LOS MICROBIOS QUE COMEMOS. Ed. Catarata. España, 2011. http://books.google.com.pe/books?id=DtTaP4V08ZIC&pg=PA87&dq=KEFIRANO&hl=es419&sa=X&ei=M_hMVN3UM4zIggSn7YLADA&ved=0CCgQ6AEwAg#v=onepage&q=KEFIRANO&f=false García y otros. BIOTECNOLOGÍA ALIMENTARIA. Ed. Limusa. México, 2004 http://books.google.com.pe/books?id=2ctdvBnTa18C&pg=PA178&dq=KEFIRANO&hl=es419&sa=X&ei=M_hMVN3UM4zIggSn7YLADA&ved=0CCQQ6AEwAQ#v=onepage&q=KEFIRANO&f=false Ramírez y otros. REVISITA FUENTE año 2, nº 7, abril- junio 2011: http://fuente.uan.edu.mx/publicaciones/0307/1.pdf Rodríguez, María. BACTERIAS PRODUCTORAS DE ACIDO LACTICO: EFECTOS SOBRE EL CRECIMIENTO Y LA FLORA INTESTINAL DE POLLOS, GAZAPOS Y LECHONES. UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID FACULTAD DE VETERINARIA. Madrid, 1994: http://biblioteca.ucm.es/tesis/19911996/D/2/AD2010301.pdf http://www.conkefir.com/tipos-de-kefir/kefir-de-leche/kefir-de-leche/ Vázquez Martínez, Clotilde y otros. Alimentación y nutrición: manual teórico-práctico. Ediciones Díaz de Santos, 2005. Disponible: http://books.google.com.pe/books?id=FxV6Rul96kC&dq=tabla+DEL+VALOR+NUTRICIONAL+DE+la+leche+fresca+evaporada+y+polvo&source=gbs_navlinks_s Uribe Gutiérrez. Tesis: http://javeriana.edu.co/biblos/tesis/ciencias/tesis276.pdf ANEXO 2: Matriz dl Proyecto V de Gowin CULTIVO DE MICROORGANISMOS PARA LA PRODUCCIÓN DEL YOGUR NATURAL KÉFIR COMO PROBIÓTICO CONSERVADOR DEL SISTEMA INMUNOLÓGICO Marco teórico - ¿Qué diferencia hay entre proteínas y aminoácidos? - ¿Qué funciones cumplen las proteínas? - ¿Por qué se desnaturalizan las proteínas? - ¿Cuál es la composición de la leche evaporada, fresca y en polvo?¿Cuál de ellas es más nutritiva? - ¿Qué diferencias hay entre levaduras y bacterias? - ¿Qué es un probiótico? - ¿Qué composición tiene el yogur kéfir? - ¿Qué es el gránulo de kéfir? - ¿Cómo se obtiene el yogur natural kéfir? - ¿Por qué constituye un alimento nutritivo y benéfico para la salud humana? SITUACIÓN PROBLEMÁTICA “En las últimas décadas, con el creciente interés en los cuidados de la salud y la búsqueda del fortalecimiento de nuestro sistema inmunológico, los probióticos adquirieron gran significancia, porque pueden activar las vellosidades de nuestros intestinos para que las toxinas no ingresen a nuestra sangre; en el mercado encontramos diversas marcas de productos de probada o potencial actividad probiótica, pero también existen productos fermentados naturales que se elaboran en forma artesanal y pueden considerarse probióticos, como el yogur de leche Kéfir”. Marco metodológico DISEÑO DEL PROTOTIPO MATERIALES Y SUSTANCIAS Materiales - - JUSTIFICACIÓN DE LAS ESPECIFICACIONES DEL PRODUCTO (KÉFIR) - ESTIMACIÓN DE GASTOS RETO ¿Cómo podemos producir un mejor kéfir que presente mayores nutrientes y sea beneficioso para el sistema inmunológico? CONJETURA/RESPUESTA: Sustancias Olla metálica para la esterilización de los recipientes de vidrio. Cuchara de plástico Colador de plástico Jarra o taza medidora Recipientes de vidrio con tapa rosca Ph metro Termómetro Balanza Paño o servilleta Rótulos marcadores. y - Leche fresca Pura vida. Agua Gránulos de kéfir ANEXO 3 Propuesta de Cronograma de tareas para la construcción o producción del prototipo N.° DE ACTIVIDAD TAREA O ACTIVIDAD 1 2 Identificación de la situación problemática. Recojo de información de la situación problemática en diversas fuentes: textos, videos, lecturas, noticias, etc. Desarrollo de preguntas para ayudar a precisar las respuestas sobre la situación problemática. 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Respuesta al reto. Justificación de las especificaciones del diseño. Selección de materiales y sustancias. Estimación de posibles gastos. Elaboración del diseño del prototipo. Entrega del primer avance de la producción del prototipo (en matriz de investigación UVE de Gowin). Ejecución del prototipo. Revisión y ajustes del prototipo. Elaboración de conclusiones. Presentación del prototipo (yogur kéfir)y la matriz del proyecto UVE de Gowin terminado. Evaluación de todo el trabajo realizado. FECHA RESPONSABLES Docente-estudiantes Docente-estudiantes ANEXO 2 Rúbrica COMPETENCIA CAPACIDAD Diseña alternativas de solución al problema Diseña y produce prototipos para resolver problemas de su entorno. INDICADORES DE DESEMPEÑO Justifica las especificaciones de diseño en concordancia con los posibles beneficios propios y colaterales de la funcionalidad de su alternativa de solución, en comparación con otros productos tecnológicos similares. Estima posibles gastos y los presenta en una lista organizada. Organiza las tareas a realizar y las presenta en un cronograma de trabajo cumpliendo las fechas límites. CALIFICACIÓN Destacado (4) Previsto (3) Proceso(2) Justifica las especificaciones de diseño en concordancia con los posibles beneficios propios y colaterales de la funcionalidad de su alternativa de solución, en comparación con otros productos tecnológicos similares; elabora el presupuesto, lo presenta en formato de lista y organiza un cronograma de tareas en el que se incluye los responsables de ejecutarlas. Justifica las especificaciones de diseño en concordancia con los posibles beneficios propios y colaterales de la funcionalidad de su alternativa de solución, en comparación con otros productos tecnológicos similares; elabora el presupuesto en formato de lista y organiza las tareas en un cronograma. Justifica las especificaciones de diseño en concordancia con los posibles beneficios propios pero requiere cierto acompañamiento para especificar los beneficios colaterales de la funcionalidad de su alternativa de solución, en comparación con otros productos tecnológicos similares; elabora el presupuesto aunque con algún error de cálculo y organiza la mayoría de tareas. Inicio (1) Justifica las especificaciones de diseño, elabora el presupuesto y organiza un cronograma de tareas sólo si cuenta con constante acompañamiento.
