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INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY 
CAMPUS MONTERREY 
 
DIVISIÓN DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA 
PROGRAMA DE GRADUADOS EN INGENIERÍA 
 
CENTRO DE BIOTECNOLOGÍA 
 
 
EFECTO DEL CAMBIO DE ESCALA EN EL PROCESO DE OBTENCIÓN DE 
YOGURT NATURAL PROBIÓTICO E INFLUENCIA DE LA ADICIÓN DE 
INULINA SOBRE LA PREVALENCIA DE Bifidobacterium infantis EN EL 
PRODUCTO FERMENTADO 
 
 
TESIS 
PRESENTADA COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENER EL GRADO ACADÉMICO DE: 
 
 
 
MAESTRA EN CIENCIAS 
ESPECIALIDAD EN BIOTECNOLOGÍA 
 
 
 
POR: 
VERÓNICA CARMELINA DÍAZ AVILÉS 
 
 
 
 
 
MONTERREY, NUEVO LEÓN MAYO DE 2005 
INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY 
 
CAMPUS MONTERREY 
 
DIVISIÓN DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA 
PROGRAMA DE GRADUADOS EN INGENIERÍA 
 
 
Los miembros del Comité de Tesis recomendamos que la presente Tesis presentada por la Licenciada en 
Química y Farmacia Verónica Carmelina Díaz Avilés, sea aceptada como requisito parcial para obtener el 
grado académico de: 
MAESTRA EN CIENCIAS 
 ESPECIALIDAD EN BIOTECNOLOGÍA 
 
 
Comité de Tesis: 
 
_____________________________ 
Cecilia Rojas de Gante, Ph.D. 
Asesora 
 
 
 
__________________________ __________________________ 
 Sergio Serna Saldívar, Ph.D. Manuel Zertuche Guerra, Ph.D. 
 Sinodal Sinodal 
 
 
 
APROBADO 
 
 
____________________________________________ 
Federico Viramontes Brown Ph.D. 
Director del Programa de Graduados en Ingeniería 
 
 
 
 
 
MAYO, 2005 
 i
I. AGRADECIMIENTOS 
 
...Su gratitud no se limita al mundo espiritual; él jamás olvida a sus amigos, porque 
la sangre de ellos se mezcló con la suya en el campo de batalla. 
P. C. 
 
Mis más sinceros agradecimientos a la Dra. Cecilia Rojas de Gante por su apoyo en el desarrollo de esta 
investigación, ya que sin sus enseñanzas y sugerencias hubiera sido más largo el camino hacia la culminación 
de la misma. 
 
A la Organización de Estados Americanos, OEA, por haberme brindado la beca que hizo posible en gran 
medida la realización de mis estudios de Maestría en Ciencia con Especialidad en Biotecnología en el 
Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Monterrey. 
 
A Fundación Produce Nuevo León A.C. por el financiamiento para la realización de esta investigación 
como parte del proyecto denominado ‘‘Desarrollo y validación de alimentos probióticos obtenidos con 
bifidobacterias y bacterias ácido lácticas a partir de leche de cabra y sus subproductos’’. 
 
A Yajaira Lomas de León por sus valiosas críticas y apoyo. Pero sobre todo brindarme su amistad. 
 
A la Q.B.P. María Isabel García por su apoyo técnico al inicio del desarrollo experimental de este trabajo. 
 
Al M. en C. Juan Gerardo Cantú por su valiosa ayuda en la implementación del método de biología 
molecular utilizado para la identificación de Bifidobacterium infantis. 
 
Al M. en C. Jorge Benavides por la colaboración en el procesamiento de datos para el análisis estadístico de 
resultados. 
 
Al Dr. Sergio Serna Saldívar y al Dr. Manuel Zertuche Guerra por su participación en la evaluación de este 
trabajo de investigación. 
 
A Edna y Felipe por hacerme sentir en casa. Por su compañía, sus consejos y su calidez. 
 
A todos mis amigos (que no los nombro porque ustedes saben quienes son…los de aquí y los de mi país) 
por hacerme sentir la suavidad de los momentos en los que a veces parecía faltar. Por todos los buenos 
momentos compartidos, por estar siempre al pendiente de mi, pero sobre todo por creer en mi. 
 
De manera especial agradezco a mi familia: Carolina, Manuel, Vladi, Roque, Rodri, Martín, Are, Silvia, 
Mamá Lita, Tía Meli, Teté, Lidia María, Papá Beto y Mamá Conchita por su amor y apoyo en todo 
momento. 
 
A Francisco Peña por hacerme sentir que podíamos lograrlo. Gracias por eso y más… 
 
 
 ii
A mis padres con todo mi amor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 iii
III. ABREVIATURAS 
 
ADN Ácido desoxirribonucleico 
AOAC Association of Official Analytical Chemist 
ATCC American Type Culture Collection 
BMJ Bristish Medical Journal 
c.b.p. ‘‘cuanto basta para’’ 
CA California 
CAE Campo Agrícola Experimental 
DEQ Desarrollo de Especialidades Químicas, S.A. de C.V. 
DF Distrito Federal 
DIA División de Ingeniería y Arquitectura 
D.O. densidad óptica 
EDTA Ácido etilen diamino tetracético 
FAO Organización de las Naciones Unidad para la Agricultura y la Alimentación 
g gramo 
GRAS Generally recognized as safe 
h horas 
HPLC High Performance Liquid Chromatography 
IDF International Dairy Federation 
Ig A Inmunoglobulina A 
INEGI Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática 
ITESM Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey 
kb kilobases 
kcal kilocalorías 
kg kilogramos 
L litro 
ln logaritmo natural 
log logaritmo base 10 
MBGA Modified bifid glucose agar 
MGRCA Maltose-galactose reinforced clostridial agar 
min minutos 
mL mililitro 
mM milimolar 
MRS Man Rogose Sharpe 
ng nanogramos 
nm nanómetros 
NMP Número más probable 
NNLP Nalidixic acid-neomycin sulfate-lithium chloride-paramomycin sulfate 
NR No reportado 
No. Número 
pb pares de bases 
PCR Polymerase Chain Reaction 
pH Potencial de hidrógeno 
pp. Páginas 
P/P peso sobre peso 
 iv
P/V peso sobre volumen 
rpm revoluciones por minuto 
rRNA Ribosomal ribonucleic acid (ácido ribonucleico ribosomal) 
SAGARPA Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación 
SIAP Sistema de Información y Estadística Agroalimentaria y Pesquera 
TAE Tris-acetate buffer 
td Tiempo de duplicación 
TPY Trypticase phytone yeast 
U Unidad de actividad enzimática 
UFC Unidades formadoras de colonia 
UHT Ultra-high temperature 
USA United States of America 
USD Dólares americanos 
UV Ultravioleta 
Vol Volume 
°C grados Celsius 
µ Velocidad específica de crecimiento 
µL microlitro 
® Marca registrada 
™ Marca comercial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 v
IV. ÍNDICE GENERAL 
 
I. Agradecimientos i 
II. Dedicatoria ii 
III. Abreviaturas iii 
IV. Índice General v 
V. Índice de Figuras viii 
VI. Índice de Tablas x 
1. INTRODUCCIÓN 1 
1.1. Marco referencial. 1 
1.1.1. Probióticos. 1 
1.1.2. Funciones de las bacterias probióticas en el intestino humano 
 y su importancia. 2 
1.1.3. Bacterias probióticas. 3 
1.1.4. Efectos benéficos en la salud y mecanismos de acción 
 de las bacterias probióticas. 5 
1.1.5. Dosis terapéutica de las bacterias probióticas. 8 
1.1.6. Productos probióticos. 8 
1.1.7. Productos lácteos fermentados como vehículos para la incorporación 
 de bacterias probióticas. 9 
1.1.8. Bacterias utilizadas en la investigación. 11 
 1.1.8.1. Bifidobacterium infantis. 12 
 1.1.8.2. Lactobacillus delbrueckii. 13 
 1.1.8.3. Streptococcus thermophilus. 14 
1.1.9. Importancia de la leche de cabra y sus derivados como vehículos 
 para la incorporación de bacterias probióticas. 17 
1.1.10. Composición química de la leche de cabra. 19 
1.1.11. Situación de la caprinocultura en Nuevo León. 22 
1.1.12. Fermentaciones ácido lácticas. 24 
1.1.13. El yogurt como vehículo de bacterias probióticas. 25 
1.1.13.1. Generalidades acerca del yogurt. 25 
 1.1.13.2. Proceso de elaboración del yogurt. 26 
 1.1.13.3. Cultivos iniciadores utilizados para la producción de yogurt. 29 
1.1.13.4. Situación del yogurt en el mercado en México. 31 
1.1.13.5. Características idóneas del yogurt para ser vehículo 
 de cepas probióticas. 32 
1.1.13.6. Factores que deben considerarse al incorporar bacterias 
 probióticas al yogurt. 33 
1.1.14. Identificación de bacterias probióticas en productos fermentados. 34 
1.1.14.1.Métodos microbiológicos para la identificación de bacterias 
 probióticas en productos fermentados. 35 
1.1.14.2. Métodos de biología molecular para la identificación 
 de bacterias probióticas en productos fermentados. 36 
1.1.15. Prebióticos. 38 
 vi
 
1.1.16. Prebiótico estudiado en esta investigación. 40 
1.1.16.1. Inulina. 40 
1.2. Antecedentes. 43 
1.2.1. Trabajos previos. 43 
 1.2.2. Problemática. 45 
 
2. OBJETIVOS 48 
2.1. Objetivo general. 48 
2.2. Objetivos específicos 48 
 
3. HIPÓTESIS 50 
 
4. ESTRATEGIA EXPERIMENTAL 51 
 
5. MATERIALES Y MÉTODOS 58 
5.1. Procedencia y suministro de la leche de cabra. 58 
5.2. Pruebas de plataforma. 58 
5.3. Caracterización de la leche de cabra. 59 
5.4. Tratamiento térmico de la leche de cabra. 59 
5.5. Control microbiológico de la leche de cabra esterilizada. 60 
5.6. Cepas en estudio. 60 
5.7. Reactivación y resguardo de las cepas objeto de estudio. 60 
5.7.1. Cinéticas de crecimiento de las cepas. 61 
5.7.2. Reducción de la fase de adaptación de las cepas. 63 
5.7.3. Criopreservación de cepas adaptadas. 64 
5.8. Preparación de cultivos madre. 65 
5.9. Determinación de la concentración de bacterias en los cultivos madre. 66 
5.10. Identificación morfológica de las bacterias en estudio. 66 
5.11. Obtención de los inóculos de trabajo. 67 
5.12. Estudio del efecto del cambio de escala en el proceso de obtención de yogurt 
 natural probiótico utilizando leche de cabra como sustrato. 67 
5.13. Determinación de cinéticas durante la fermentación en reactor de 4.0 L. 70 
5.14. Identificación de Bifidobacterium infantis ATCC 17930 a través de PCR 
 y electroforesis. 71 
5.14.1. Lisis enzimática. 71 
5.14.2. Extracción de ADN. 72 
5.14.3. Amplificación de la región 16S rRNA de Bifidobacterium infantis 
 ATCC 17930 por medio de PCR. 73 
5.14.4. Detección de productos de amplificación por medio de electroforesis 
 en gel de agarosa. 74 
5.15. Efecto de la incorporación de la inulina sobre la prevalencia de Bifidobacterium 
 infantis en el producto fermentado. 75 
 
 
 vii
6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 77 
6.1. Pruebas de plataforma. 77 
6.2. Caracterización de la leche de cabra. 78 
6.3. Control microbiológico de la leche de cabra esterilizada. 82 
6.4. Determinación de las cinéticas de crecimiento y de los parámetros de µ y td 
 de las cepas en estudio. 84 
6.5. Determinación de la concentración de bacterias en los cultivos madre. 91 
6.6. Identificación morfológica de las bacterias en estudio. 93 
6.7. Condiciones del proceso de fermentación para la obtención yogurt natural 
 probiótico utilizando leche de cabra como sustrato. 94 
6.8. Estudio del efecto del cambio de escala en el proceso de obtención de yogurt 
 natural probiótico utilizando leche de cabra como sustrato. 96 
6.9. Determinación de cinéticas durante la fermentación en reactor de 4.0 L. 102 
6.9.1. Variación del pH. 102 
 6.9.2. Formación de ácido láctico. 104 
 6.9.3. Consumo de lactosa como sustrato. 105 
 6.9.4. Desarrollo de UFC de Bifidobacterium infantis durante la fermentación. 107 
6.10. Identificación de Bifidobacterium infantis ATCC 17930 a través de PCR 
 y electroforesis. 108 
 6.10.1. Extracción del ADN de Bifidobacterium infantis ATCC 17930. 108 
 6.10.2. Amplificación de la región 16S rRNA de Bifidobacterium infantis 
 ATCC 1730 por medio de PCR. 109 
 6.10.3. Detección de productos de amplificación por medio de electroforesis 
 en gel de agarosa. 110 
6.11. Efecto de la incorporación de la inulina sobre la prevalencia de Bifidobacterium 
 infantis en el producto fermentado. 113 
 
7. CONCLUSIONES 118 
8. RECOMENDACIONES 120 
9. RESUMEN 121 
10. REFERENCIAS 124 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 viii
V. ÍNDICE DE FIGURAS 
 
Figura 1.- Estructura química de la lactosa. 21 
Figura 2.- Operaciones unitarias de los procesos de elaboración del yogurt. 27 
Figura 3.- Consumo de yogurt en México. 31 
Figura 4.- Operaciones unitarias susceptibles de modificarse en el proceso 
 de elaboración de yogurt probiótico. 33 
Figura 5.- Etapa I: Caracterización y tratamiento térmico de la leche de cabra 
 utilizada en la elaboración de yogurt probiótico. 52 
Figura 6.- Etapa II: Reactivación de cepas utilizadas para la preparación de yogurt 
 probiótico de leche de cabra, reducción de la fase lag de las mismas y 
 criopreservación. 53 
Figura 7.- Etapa III: Preparación de cultivos madre y de inóculos de trabajo necesarios 
 para la elaboración de yogurt de leche de cabra probiótico. 54 
Figura 8.- Etapa IV: Fermentación ácido láctica de un volumen total de 500 mL 
 utilizando leche de cabra como sustrato para la obtención de yogurt 
 probiótico. 55 
Figura 9.- Etapa V: Fermentación ácido láctica de un volumen total de 3.5 L 
 utilizando leche de cabra como sustrato para la obtención de yogurt 
 probiótico. 56 
Figura 10.- Etapa VI: Estudio del efecto de la incorporación de inulina en la 
 viabilidad de Bifidobacterium infantis durante el almacenamiento refrigerado 
 del yogurt de leche de cabra probiótico. 57 
Figura 11.- Cinética de crecimiento y valores de µ y td de Bifidobacterium 
 infantis ATCC 17930 al reactivar (a) y luego de realizar transferencias (b). 86 
Figura 12.- Cinética de crecimiento y valores de µ y td de Lactobacillus delbrueckii 
 ATCC 11842 al reactivar (a) y luego de realizar transferencias (b). 88 
Figura 13.- Cinética de crecimiento y valores de µ y td de Streptococcus thermophilus 
 ATCC BAA250 al reactivar (a) y luego de realizar transferencias (b). 89 
 
 ix
Figura 14.- Análisis estadístico de la variación del pH en yogurt de leche de cabra 
 al realizar un cambio de escala en el proceso de fermentación. 98 
Figura 15.- Análisis estadístico de los valores de acidez titulable en yogurt de leche 
 de cabra al realizar un cambio de escala en el proceso de fermentación. 99 
Figura 16.- Análisis estadístico de la concentración de lactosa disponible en yogurt de 
 leche de cabra al realizar un cambio de escala en el proceso de fermentación. 100 
Figura 17.- Análisis estadístico de las UFC/mL de Bifidobacterium infantis en yogurt de 
 leche de cabra al realizar un cambio de escala en el proceso de fermentación. 101 
Figura 18.- Cinética del pH durante la fermentación en un reactor de 4.0 L. 103 
Figura 19.- Cinética de la formación de ácido láctico durante la fermentación en un 
 reactor de 4.0 L. 104 
Figura 20.- Cinética del consumo de lactosa durante la fermentación en un reactor 
 de 4.0 L. 106 
Figura 21.- Cinética de la viabilidad de Bifidobacterium infantis ATCC 17930 durante 
 la fermentación en un reactor de 4.0L. 107 
Figura 22.- Especificaciones y patrón de las bandas del marcador de peso molecular 
 Hyper Ladder I utilizado para la identificación de Bifidobacterium infantis. 111 
Figura 23.- Electroforesis en gel de agarosa al 2% de la amplificación de la secuencia 
 16S rRNA de Bifidobacterium infantis ATCC 17930. 112 
Figura 24.- Electroforesis en gel de agarosa al 2% de la amplificación de la secuencia 
 16S rRNA de Bifidobacterium infantis ATCC 17930. 113 
Figura 25.- Cinética de la viabilidad de Bifidobacteriuminfantis durante el estudio 
 del efecto de la incorporación de la inulina como prebiótico en los 
 productos fermentados. 114 
Figura 26.- Análisis estadístico de los resultados del estudio del efecto de la adición 
 de inulina sobre la prevalencia de Bifidobacterium infantis en el yogurt de 
 de leche de cabra. 116 
 
 
 
 
 x
VI. ÍNDICE DE TABLAS 
 
Tabla 1.- Efectos benéficos de algunas bacterias probióticas. 9 
Tabla 2.- Productos probióticos comercializados en México. 11 
Tabla 3.- Características principales de las bacterias utilizadas para la elaboración 
 del yogurt natural probiótico. 16 
Tabla 4.- Composición media de la leche de varios mamíferos. 18 
Tabla 5.- Producción Nacional de leche de cabra y en el Estado de Nuevo León. 22 
Tabla 6.- Leches fermentadas clasificadas de acuerdo al tipo de microorganismo 
 iniciador utilizado en el proceso de elaboración. 25 
Tabla 7.- Medios de cultivo utilizados para la detección y enumeración selectiva del 
 género Bifidobacterium spp. 35 
Tabla 8.- Secuencia de oligos específicos para la identificación de Bifidobacterium 
 infantis diseñados por Takahiro et al (1999). 38 
Tabla 9.- Características de la inulina. 41 
Tabla 10.- Variables en los procesos de obtención de yogurt probiótico de leche de 
 cabra al cambiar de escala. 69 
Tabla 11.- Reactivos para la amplificación del gen 16S rRNA de Bifidobacterium 
 infantis mediante PCR. 73 
Tabla 12.- Pruebas de plataforma realizadas a la leche de cabra producida por 
 el hato del CAE del ITESM en el período comprendido entre abril 
 de 2004 y febrero de 2005. 77 
Tabla 13.- Caracterización de la leche de cabra producida por el hato del CAE del 
 ITESM en el período comprendido entre abril de 2004 y febrero de 2005. 78 
Tabla 14.- Resultados de los análisis microbiológicos para determinar la presencia 
 de coliformes en leche de cabra. 82 
Tabla 15.- Resultados de las cuentas en placa de mesófilos aerobios totales 
 en leche de cabra. 83 
Tabla 16.- Parámetros establecidos para el crecimiento de las bacterias en estudio. 84 
Tabla 17.- Transferencias sucesivas realizadas en medio cultivo para obtener 
 µ y td óptimos. 85 
 xi
Tabla 18.- Resultados de la determinación de las cinéticas de crecimiento de las 
 bacterias en estudio después de realizar su adaptación al medio de cultivo. 90 
Tabla 19.- Concentración de las UFC/mL en los cultivos madre. 92 
Tabla 20.- Características morfológicas de las bacterias utilizadas para la obtención 
 de yogurt probiótico de leche de cabra. 93 
Tabla 21.- Condiciones del proceso de fermentación para la elaboración de yogurt 
 natural probiótico. 94 
Tabla 22.- Caracterización de productos fermentados obtenidos. 97 
Tabla 23.- Absorbancias de las muestras de extracción de ADN de Bifidobacterium 
 infantis ATCC 17930 utilizando el kit Perfect gDNA Blood Mini Isolation. 109 
Tabla 24.- Cantidades de muestra de ADN de Bifidobacterium infantis ATCC 17930 
 utilizadas para tener una concentración de 262 ng de dicho componente 
 en las mezclas de reacción de PCR. 110 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 1 
Introducción 
 
1. INTRODUCCIÓN 
 
1.1. Marco referencial. 
1.1.1. Probióticos. 
Probablemente los primeros alimentos que contuvieron microorganismos vivos son las leches fermentadas 
a las que se hace referencia en el Antiguo Testamento (Génesis 18:8). Sin embargo, el consumo de éstas en 
diferentes formas continúa en la actualidad. Las bases científicas de los efectos benéficos del yogurt fueron 
establecidas a principios del siglo XX (1908) por Elie Metchnikoff, quien a través de sus estudios mostró la 
conexión entre las leches fermentadas y la longevidad de los habitantes de Bulgaria. Desde entonces y hasta 
hoy en día ha crecido el interés por estos alimentos con microorganismos beneficiosos para la salud, y más 
concretamente por los productos lácteos fermentados (Fuller, 1992; Fioramonti et al, 2003). 
 
La palabra ‘‘probiótico’’ se deriva del griego ‘‘para la vida’’ y ha tenido muchos significados a través de los 
años (Fuller, 1992). 
 
En 1965 el término era utilizado para describir sustancias que eran secretadas por un microorganismo, las 
cuales estimulaban el crecimiento de otros (Fuller, 1992; Robinson et al, 2000; Fioramonti et al, 2003). 
 
En los 70’s se utilizó para describir extractos de tejidos que tenían la capacidad de estimular el crecimiento 
microbiano. En esa misma década, en 1974, se utilizó para describir microorganismos y sustancias que 
contribuían en el balance de la flora microbiana intestinal (Fuller, 1992; Robinson et al, 2000). 
 
En 1989, Fuller redefinió a los probióticos como un microorganismo vivo que se introduce en la dieta, y 
que tras ser ingerido en cantidad suficiente ejerce un efecto positivo en la salud, más allá de los efectos 
nutricionales tradicionales (Fuller, 1992). 
 
La definición actual fue establecida por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la 
Alimentación (FAO por sus siglas en inglés) en el 2001: ‘‘Microorganismos vivos que al ser administrados 
en dosis adecuadas confieren beneficios fisiológicos en el hospedero’’ (Reid, G. et al, 2003). 
 
 2 
Introducción 
 
1.1.2. Funciones de las bacterias probióticas en el intestino humano y su 
importancia. 
El tracto gastrointestinal humano constituye un microecosistema con la capacidad de realizar las funciones 
fisiológicas normales en el hospedero a menos que bacterias dañinas o potencialmente patogénicas sean las 
dominantes. De la microflora natural del hospedero dependerá la respuesta de la cepa probiótica en cuanto 
a supervivencia, colonización y mecanismo de acción (Robinson et al, 2000; Bielecka et al, 2002). 
 
Las cepas probióticas deben ser capaces de sobrevivir en el tracto gastrointestinal, de resistir condiciones de 
acidez durante el tránsito gástrico y digestión biliar. Deben poder establecerse al menos de forma temporal 
entre la microflora natural y finalmente ejercer los efectos benéficos en el hospedero (Robinson et al, 
2000; Reig y Anesto, 2002). 
 
Normalmente el estómago vacío tiene un pH de 3.0, el cual efectivamente elimina a la mayoría de los 
microorganismos. Durante la ingesta de alimentos se da un efecto amortiguador en el lumen gástrico 
permitiendo la supervivencia tanto de bacterias salivares como de bacterias presentes en los alimentos. En 
el duodeno el contenido gástrico es neutralizado por las secreciones pancreáticas, favoreciendo la 
supervivencia bacteriana. Sin embargo, la presencia de bilis y de enzimas pancreáticas constituyen un estrés 
para las bacterias. Como consecuencia y por el corto tiempo de tránsito luminal en el intestino delgado, el 
número total de bacterias en el íleo delgado es menor de 1.0x106 células por gramo de lumen (Robinson et 
al, 2000). 
 
A diferencia de la gran cantidad de bacterias que se encuentran en el colon (arriba de 1.0x1011 células por 
gramo de lumen). Bacterias anaerobias como Eubacterium, Bifidobacterium, Bacteroides, Clostridium y 
Fusobacterium constituyen la mayor parte de la masa bacterial (Robinson et al, 2000). 
 
Aparentemente, durante el curso de la evolución se estableció un balance entre el hospedero y la 
microflora intestinal. A pesar de que el tracto intestinal forma un hábitat ecológico ideal para un gran 
número de especies de bacterias, su presencia y actividades metabólicas tienen importantes consecuencias, 
algunas benéficas y otras potencialmente dañinas para el hospedero (Robinson et al, 2000). 
 
 3 
Introducción 
 
Una de las funciones más positivas es la prevención de infecciones bacterianasy virales. La presencia de 
bacterias residentes previene del establecimiento de patógenos, ya que las primeras se establecen y 
colonizan el tracto intestinal. La microflora también juega un rol importante en la respuesta inmunológica 
del hospedero al evitar la colonización de patógenos en las células epiteliales del intestino (Robinson et al, 
2000; Reig y Anesto, 2002; Fioramonti et al, 2003; Harsharnjit, 2003; Servin, 2003, Hamilton-Miller, 
2003). 
 
Adicionalmente, las bacterias intestinales están involucradas en el metabolismo de ácidos biliares y 
xenobióticos, es ahí donde el balance entre lo benéfico y lo potencialmente dañino es delicado, pues el 
metabolismo de los ácidos biliares está relacionado con la formación de factores de cáncer colorectal. 
Bacterias azoreductasas y nitroreductasas conducen a la formación de aminas aromáticas carcinogénicas, o 
las bacterias puede producir glucosidasas y glucuronidasas que liberan compuestos tóxicos, mutágenos y 
carcinógenos (Robinson et al, 2000; Reig y Anesto, 2002; Fioramonti, et al, 2003; Harsharnjit, 2003; 
Servin, 2003, Hamilton-Miller, 2003). 
 
Un fenómeno importante es la formación de butirato y otros ácidos grasos de cadena corta como producto 
de la fermentación de carbohidratos por los microorganismos anaerobios estrictos que habitan el intestino. 
Tanto estudios epidemiológicos como pruebas de laboratorio en diferentes líneas celulares indican que el 
butirato previene del crecimiento de células cancerosas (Robinson et al, 2000; Reig y Anesto, 2002). 
 
1.1.3. Bacterias probióticas. 
Las cepas probióticas más reconocidas pertenecen al grupo de bacterias ácido lácticas. Este grupo de 
bacterias se definen como bacterias homofermentativas o heterofermentativas anaeróbicas, microaerofílicas 
o anaerobias facultativas que producen ácido láctico en condiciones mesofílicas o termofílicas. Por su 
capacidad de fermentar glúcidos se utilizan ampliamente en la producción de productos lácteos 
fermentados (Robinson et al, 2000; Hartley et al, 2001; Torres, 2002; Ostlie et al, 2002). 
 
 
 
 
 4 
Introducción 
 
Originalmente sólo cuatro géneros (Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus y Streptococcus) eran considerados 
como bacterias ácido lácticas. Sin embargo, en la actualidad también se incluyen otros géneros 
(Carnobacterium, Aerococcus, Enterococcus y Bifidobacterium), aunque no se encuentren relacionados unos con 
otros filogenéticamente. Los efectos probióticos en humanos se han observado principalmente en ciertas 
especies de lactobacilos, bifidobacterias, enterococos y lactococos (Robinson et al, 2000). 
 
Los criterios de selección para obtener cepas funcionales de probióticos son muy estrictos. Entre los 
requisitos que deben satisfacerse para que un microorganismo sea utilizado como probiótico están los 
siguientes (Robinson et al, 2000; Hartley et al, 2001; Ostlie et al, 2002; Fioramonti et al, 2003; Marteu y 
Sanan, 2003): 
 Que sea de origen humano (cuando sean utilizadas en productos de uso humano). 
 Que brinde seguridad total al hospedero. Deben estar dentro de la categoría de generalmente 
reconocidos como seguros (GRAS por sus siglas en inglés). Su apatogenicidad y atoxicidad deben estar 
probadas. 
 Que sea resistente a la acidez gástrica y a las secreciones pancreáticas para facilitar su paso a los 
segmentos deseados en el intestino. 
 Que tenga la capacidad de adherirse a las células epiteliales intestinales. 
 Que posea actividad antimicrobiana. 
 Que produzca inhibición a la adhesión de bacterias patógenas. 
 Que sea resistente a antibióticos. Debe contarse con un antibiograma patrón. 
 Que sea tolerante a aditivos alimentarios y que posea estabilidad en la matriz del alimento. 
 
Es necesaria información adicional acerca de la dosis y las evidencias de su efectividad para utilizarse como 
probióticos. Con frecuencia se combinan estudios in vitro e in vivo para lograr parámetros de investigación y 
pruebas clínicas requeridas. Las bacterias ácido lácticas generalmente se han reconocido como seguras en 
términos de su patogenicidad potencial y riesgo para el individuo hospedero (Torres, 2002). 
 
 
 
 5 
Introducción 
 
Sin embargo, aunque la mayoría de las publicaciones acerca de microorganismos probióticos se enfoca hacia 
la seguridad y los aspectos benéficos que aportan en la salud humana, en la elaboración de productos que 
contienen bacterias probióticas es importante tomar en cuenta las características organolépticas del 
producto. El éxito del consumo de productos probióticos, depende de que la industria alimentaria satisfaga 
las demandas de los consumidores. Todos los productos probióticos deben ser seguros y tener propiedades 
sensoriales idóneas (Torres, 2002). 
 
1.1.4. Efectos benéficos en la salud y mecanismos de acción de las bacterias 
probióticas. 
Conociendo las funciones de la microflora intestinal, el mantenimiento y restablecimiento de una 
composición microbiana óptima, ésta puede asegurarse por el consumo sistemático a través de la dieta de 
productos que contienen bacterias probióticas, ya que se cuenta con datos clínicos que confirman los 
efectos atribuidos a este grupo de bacterias (Wright et al, 2001; Bielecka et al, 2002; Harsharnjit, 2003). 
 
A continuación se presentan algunos mecanismos de acción relacionados a los efectos benéficos que se le 
atribuyen a los probióticos de acuerdo a estudios que se han realizado: 
Reducción de la intolerancia a la lactosa. La intolerancia a la lactosa es un problema que padece 
entre el 50 y el 70% de la población mundial en distinto grado (Marquina y Santos, 2000). 
 
Este problema de intolerancia se debe a la ingesta de productos que contienen lactosa (principalmente 
leche no fermentada) y los bajos niveles de β-galactosidasa intestinal (Marquina y Santos, 2000; Hartley et 
al, 2001; Ostlie et al, 2002; Torres, 2002; Fioramonti et al, 2003; Marteu y Shanahan, 2003). 
 
El consumo de probióticos ha permitido reducir considerablemente la mala absorción de la lactosa. Este 
efecto parece deberse al aporte de β-galactosidasa exógena proporcionada por Streptococcus thermophilus y 
Lactobacillus bulgaricus, con lo que se da una mejor hidrólisis de la lactosa y la posterior adsorción de sus 
componentes (Marquina y Santos, 2000; Robinson et al, 2000). 
 
 
 
 6 
Introducción 
 
Efecto protector ante infecciones. La microflora intestinal ejerce un papel importante en el efecto 
barrera de la mucosa intestinal frente a infecciones. Sus mecanismos de acción son muy variados: 
modificación de los niveles de adhesión celular de patógenos a los receptores, producción de sustancias 
antimicrobianas, estimulación de la producción de mucina y estimulación de órganos linfoides asociados al 
intestino, entre otros (Harsharnjit, 2003). 
 
La mayoría de las infecciones son iniciadas por la adhesión de patógenos a las células y a la superficie de la 
mucosa del hospedero. La habilidad de las bacterias probióticas de inhibir la adherencia e invasión de 
microorganismos patógenos ha sido reportado por Bernet et al (1993), quien demostró en un estudio in 
vitro la acción de Bifidobacterium en la inhibición de la adherencia de Escherichia coli enterotoxigénica y 
enteropatogénica y de Salmonella typhimurium a células Caco-2 (Harsharnjit, 2003). 
 
La producción de sustancias antimicrobianas como las bacteriocinas por parte de los probióticos ha 
mostrado tener un efecto positivo frente a las gastroenteritis producidas por cepas de Escherichia. coli y 
Campylobacter (Marquina y Santos, 2000). 
 
Adicionalmente, Harsharnjit (2003) reportó que varias bacterias ácido lácticas producen ácidos orgánicos 
(ácido láctico y acético), peróxido de hidrógeno y dióxido de carbono, que son también sustancias 
antimicrobianas que actúan in vitro sobre patógenos como Escherichia coli, Salmonella, Campylobacter, Shigella, 
Vibrio y Clostridium. 
 
La secreciónde la mucina, que es el gel mucoso que recubre el epitelio del intestino, actúa como una 
barrera protectora evitando la adherencia e invasión de organismos patógenos como Entamoeba histolytica, 
Yersinia enterocolítica, enterohemorrágica y entoropatogénica, Escherichia coli y Trichinella spiralis. Además, con el 
recubrimiento de la mucina se evita el contacto directo del epitelio con el contenido luminal (Harsharnjit, 
2003). 
 
En un estudio realizado a niños, Lactobacillus casei mostró su eficacia frente a infecciones intestinales 
producidas por rotavirus. Se sugiere que este efecto se debe a las glicoproteínas secretadas por las bacterias 
(Marquina y Santos, 2000). 
 7 
Introducción 
 
Otro aspecto interesante es la reducción de candidiasis y la restauración de la microflora vaginal mediante 
la ingestión de probióticos. En la flora vaginal predominan los lactobacilos, y más concretamente 
Lactobacillus acidophilus. Los cambios hormonales que suceden durante la menopausia producen cambios en 
la microflora, facilitando las infecciones oportunistas por Cándida y Escherichia coli. Se ha comprobado que 
la ingesta de yogurt probiótico reduce significativamente el riesgo del padecimiento de estas infecciones 
(Marquina y Santos, 2000; Servin, 2003). 
 
Reducción de actividad enzimática en la masa fecal. En un estudio realizado con animales de 
experimentación se observó que el consumo de probióticos reduce en la masa fecal la cantidad de enzimas 
microbianas como la β-glucoronidasa, nitroreductasa y ureasa, las cuales parecen estar involucradas en la 
producción de sustancias cancerígenas y mutagénicas (Marquina y Santos, 2000; Robinson et al, 2000). 
 
Estimulación del sistema inmune. Mediante la inmunomodulación protegen al huésped de las 
infecciones, induciendo a un aumento en la producción de inmunoglobulinas, de células mononucleares y 
de linfocitos (Marquina y Santos, 2000; Reig y Anesto, 2002; Dubeuf et al, 2003). 
 
En un estudio realizado se observó que en niños tratados con Lactobacillus casei la cantidad de 
inmunoglobulina A (Ig A) circulante era más elevada que en los no tratados y que su respuesta ante 
infecciones del tracto digestivo era mucho mejor (Marquina y Santos, 2000; Reig y Anesto, 2002; Dubeuf 
et al, 2003). 
 
Reducción del riesgo de cáncer de colon. Los malos hábitos alimentarios inducen a la microflora 
intestinal a producir sustancias con actividad carcinogénica. Estudios epidemiológicos recientes (1998) 
encontraron que dietas suplementadas con Lactobacillus y Bifidobacterium reducen el riesgo de contraer 
cáncer de colon (Marquina y Santos, 2000; Torres, 2002). 
 
Producción de vitaminas. Una aportación importante del género Bifidobacterium en el huésped es la 
síntesis de vitaminas del complejo B, tales como la vitamina B6, B12, ácido fólico, riboflavina, niacina, 
biotina y ácido pantoténico (Torres, 2002). 
 8 
Introducción 
 
Disminución de los niveles de colesterol en suero. Se han llevado a cabo ensayos en los que se 
menciona una disminución de los niveles de colesterol en suero durante el consumo de dosis muy grandes 
de productos lácteos fermentados (Marquina y Santos, 2000; Torres, 2002). 
 
Resultados de investigaciones han demostrado que cepas de Bifidobacterium cultivadas en presencia de 
colesterol marcado o esterificado son capaces de asimilarlo; concluyendo que la remoción del colesterol del 
medio de cultivo se debió tanto a la asimilación de las bacterias como a la precipitación del colesterol por la 
disminución del pH (Torres, M., 2002; Marteau y Shanahan, 2003). 
 
1.1.5. Dosis terapéutica de las bacterias probióticas. 
De acuerdo a estudios realizados para garantizar que el hospedero obtenga los beneficios a la salud que se 
les atribuyen a las cepas probióticas, la dosis de consumo mínima diaria debe ser de 1.0x108 bacterias 
viables por mililitro (Reid et al, 2001; Shimakawa et al, 2002; Marteau, 2003). 
 
1.1.6. Productos probióticos. 
De acuerdo a Stanton et al (2001) el éxito del desarrollo de productos probióticos se logra al contar con los 
resultados de estudios acerca de las habilidades de los microorganismos para sobrevivir el proceso de 
manufactura y almacenamiento al que sean sometidos. Adicionalmente, debe considerarse la capacidad de 
sobrevivencia de los microorganismos probióticos durante su paso por el estómago hasta llegar al tracto 
gastrointestinal, ya que es vital para que ejerza sus funciones benéficas en el hospedero. 
 
Existe variedad de productos disponibles comercialmente en los que se han incorporado bacterias 
probióticas. Se encuentran en alimentos fermentados o productos lácteos fermentados y en preparaciones 
farmacéuticas en forma de cápsulas, polvos, tabletas y suspensiones (Robinson et al, 2000). 
 
Las bacterias probióticas más utilizadas para la elaboración de productos pertenecen al género Lactobacillus y 
Bifidobacterium (Heller, K., 2001). En la tabla 1 se presentan algunas bacterias probióticas utilizadas en 
productos comerciales y los efectos benéficos a la salud que se les adjudican. 
 
 
 9 
Introducción 
 
Tabla 1. Efectos benéficos de algunas bacterias probióticas. 
Cepa Efectos y beneficios reportados 
Lactobacillus acidophilus 
LA1 
Estimula el sistema inmune. 
Se adhiere a las células del intestino humano. 
Crea balance en la microflora intestinal. 
Lactobacillus acidophilus 
NCFB 1748 
Disminuye la actividad enzimática y mutagenicidad fecal. 
Previene de diarreas provocadas por radioterapia. 
Para el tratamiento de la constipación intestinal. 
Lactobacillus rhamnosus GG 
ATCC 53013 
Previene de diarreas ocasionadas por rotavirus y el uso de antibióticos . 
Para el tratamiento de diarreas recurrentes por Clostridium difficile. 
Antagonista contra bacterias que producen caries. 
Lactobacillus gasseri Reduce la actividad enzimática fecal. 
Lactobacillus reuteri Coloniza el tracto gastrointestinal. 
Bifidobacterium bifidum Para el tratamiento de diarreas ocasionadas por rotavirus y otras de 
origen viral. 
Equilibra la microflora intestinal. 
Bifidobacterium lactis BB12 Previene del Síndrome del viajero. 
Coloniza el tracto gastrointestinal. 
Bifidobacterium longum 
BB536 
Disminuye los niveles de productos putrefactivos intraintestinales. 
Previene de diarreas. 
Mejora la constipación. 
 Fuente: Robinson et al, 2000. 
 
1.1.7. Productos lácteos fermentados como vehículos para la incorporación de 
bacterias probióticas. 
Las bacterias probióticas en su mayoría son comercializadas en productos lácteos fermentados. Siendo las 
leches fermentadas y el yogurt los vehículos más utilizados, ya que permiten la supervivencia de las mismas 
en el producto y favorecen que después de su consumo se alcance la llegada al tracto gastrointestinal de un 
número significativo de bacterias viables en el hospedero (Stanton et al, 2001). 
 
Es en la década de los 90’s que se generó un desarrollo significativo de productos lácteos fermentados 
probióticos en Europa, Norte América, Japón y México entre otros. En Europa el área más activa dentro 
del mercado de los alimentos funcionales corresponde a los productos lácteos probióticos, particularmente 
a las leches fermentadas y al yogurt (Stanton et al, 2001). 
 
 
 
 
 10 
Introducción 
 
En 1997 Leatherhead Food RA realizó un estudio de mercado acerca del yogurt probiótico en el Reino 
Unido, Francia, Alemania, España, Bélgica, Holanda, Dinamarca, Finlandia y Suecia. Los resultados 
mostraron que la producción de yogurt probiótico en los 9 países sobrepasó los 250 millones de kilogramos 
(kg) en 1997, siendo Francia el mercado más grande con ventas de aproximadamente 90 millones de kg, 
que equivalen a 219 millones de dólares (Stanton et al, 2001). 
 
De acuerdo a Stanton et al (2001) en promedio los yogurt probióticos constituyen aproximadamente el 
10% de todos los yogurt vendidos en los 9 países en estudio. Entrelos productos líder en el mercado 
europeo en los que se han incorporado cepas probióticas se encuentran: LC1 (Lactobacillus acidophilus, 
Nestlé), Vifit (Lactobacillus rhamnosus, Campina), Actimel (Lactobacillus casei Imunitass, Danone) y Yakult 
(Lactobacillus casei Shirota, Yakult). 
 
El mercado japonés todavía se encuentra dominado por las bebidas fermentadas, que fueron los alimentos 
funcionales pioneros en este mercado. En estos productos las fibras dietéticas y las cepas probióticas son los 
ingredientes funcionales significativos. Bikkle, es la bebida funcional representativa, fue desarrollada y 
comercializada en 1993 por la compañía Suntory; esta bebida contiene bifidobacterias, xilooligosacáridos y 
fibra dietética (Stanton et al, 2001). 
 
En Estados Unidos el mercado de los alimentos funcionales está comparativamente por debajo de los 
estándares europeos. Los productos lácteos fortificados, particularmente los que contienen cepas activas, 
han ganado popularidad recientemente. En contraste con la situación en Europa, hay un escaso desarrollo 
de prebióticos en Estados Unidos, en donde los productos enriquecidos con vitaminas y minerales 
continúan siendo los alimentos funcionales de éxito en el mercado. Un aspecto importante en este 
contexto es el desarrollo, estudios y legislación relacionada con los beneficios a la salud que se les atribuyen 
a los productos probióticos para lograr un mayor desarrollo de los mismos (Stanton et al, 2001). 
 
 
 
 
 
 11 
Introducción 
 
En México las alternativas para el consumo de productos lácteos fermentados con cepas probióticas es 
reducido, pudiendo seleccionarse entre los productos que se muestran en la tabla 2. 
 
Tabla 2. Productos probióticos comercializados en México. 
Producto Marca Cepa probiótica que contiene 
Activia® Danone Bifidus essensis 
Yakult® Yakult Lactobacillus casei Shirota 
LC1® Nestlé Lactobacillus johnsoni 
Actimel® Danone Lactobacillus casei defensis 
Sofúl® Yakult Lactobacillus casei Shirota 
Chamito® Nestlé Lactobacillus johnsoni 
Bio4® Lala Lactobacillus casei 
Yoplus® Yoplait Bificápsulas 
Vivendi® Alpura Lactobacillus acidophilus y Bifidobacterium 
 
Los 9 productos que se muestran son elaborados utilizando leche de vaca como sustrato y en su mayoría la 
cepa probiótica incorporada pertenece al género Lactobacillus. Activia®, LC1®, Yoplus® y Vivendi® se 
presentan en forma de yogurt; Yakult®, Actimel® y Bio4® en forma de bebidas fermentadas y Sofúl® 
como gelatina. 
 
1.1.8. Bacterias utilizadas en la investigación. 
En esta investigación se trabajó con 3 especies de microorganismos: Bifidobacterium infantis, Lactobacillus 
delbrueckii y Streptococcus thermophilus. 
 
Bifidobacterium infantis es una especie probiótica, del género que constituye la mayor parte de la microflora 
intestinal de los humanos (Akahn et al, 2004). 
 
Lactobacillus delbrueckii y Streptococcus thermophilus aunque no son parte de la flora normal del tracto 
gastrointestinal son consideradas probióticas ya que al ser consumidas pueden ejercer cambios sobre el 
balance normal microbiano (Solís, 2004). 
 
 
 12 
Introducción 
 
Hace algunos años los microorganismos probióticos más utilizados para la elaboración yogurt eran: 
Streptococcus salivarius subsp. thermophilus y Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (Tamine y Robinson, 
1991; Hui, 1993; Heller, 2001). Sin embargo, en la actualidad se han sumado a los cultivos iniciadores de 
fermentaciones ácido lácticas algunas especies del género Bifidobacterium, como en el caso de los productos 
Vivendi®, Yoplus® y Activia® que se comercializan en México. 
 
El uso de Bifidobacterium en productos lácteos no se ha generalizado debido a sus exigencias nutricionales 
pero principalmente a las condiciones de anaerobiosis estrictas que necesita para su crecimiento. 
 
1.1.8.1. Bifidobacterium infantis. 
Bifidobacterium infantis es una especie representante de un género con características probióticas notables. 
Ha sido utilizada para la elaboración de productos fermentados en combinación con otras bacterias ácido 
lácticas (Robinson et al, 2000; Laine et al, 2002; Akahn et al, 2004). 
 
Morfológicamente Bifidobacterium infantis se visualiza al microscopio como bacilos Gram (+), cortos, 
regulares, ligeramente bifurcados y con apariencia segmentada. Es inmóvil y no esporulado. Se caracteriza 
por ser un microorganismo anaerobio estricto; aunque es menos sensible al oxígeno si se compara con 
Bifidobacterium bifidum y Bifidobacterium breve (Robinson et al, 2000). 
 
Se desarrolla de manera óptima a una temperatura de 37°C, siendo capaz de crecer en un rango de 
temperatura entre los 22-48°C. El pH óptimo de crecimiento es entre 6.5-7.0, pudiendo crecer en 
entornos con pH menores (Robinson et al, 2000; Heller, 2001). 
 
Es un tipo de bacteria heterofermentativa. Los principales compuestos que se forman del metabolismo de 
la lactosa son el ácido láctico, ácido propiónico, ácido acético y ácido succínico. (Tamine y Robinson, 
1991; Robinson et al, 2000; Heller, 2001). 
 
 
 
 
 13
Introducción 
 
Bifidobacterium utiliza la glucosa por la vía de la fructosa-6-fosfato, que es una vía fermentativa para la 
degradación de las hexosas. La glucosa se convierte en fructosa-6-fosfato bajo la acción de la hexoquinasa y 
de la glucosa-6-fosfato isomerasa. La fructosa-6-fosfato se transforma en eritrosa-6-fosfato cuando la 
fructosa-6-fosfato cetolasa está presente como catalizador. La reacción prosigue a gliceraldehído-3-fosfato. 
La transformación del gliceraldehído-3-fosfato en piruvato y posteriormente a ácido láctico, se realiza por 
la ruta hexosa difosfato (Embdem-Meyerhoff-Parnas) La reacción continúa hasta la formación de 3 moles 
de acetato y 2 moles de lactato (Leveau y Bouix, 2000; Walstra et al, 2001; Solís, 2004) 
 
Entre los beneficios que se le atribuyen a Bifidobacterium infantis se encuentran los siguientes (Marquina y 
Santos, 2000; Robinson et al, 2000; Akahn et al, 2004): 
 Mantenimiento de la flora intestinal normal. 
 Disminución de la intolerancia a la lactosa. 
 Inhibición de microorganismos patógenos. 
 Estimulación y modulación del sistema inmunológico. 
 Favorecimiento de la absorción de calcio. 
 
1.1.8.2. Lactobacillus delbrueckii. 
Lactobacillus delbrueckii es un microorganismo muy utilizado en las fermentaciones de la leche, de ahí que su 
aislamiento sea de la leche y de productos lácteos. Su uso como cultivo iniciador en la manufactura de 
productos lácteos fermentados es muy conocido (Tamine y Robinson, 1991). 
 
Una propiedad importante de Lactobacillus delbrueckii es su capacidad de producción de la bacteriocina 
Lacticina A, que actúa evitando el desarrollo de patógenos (Robinson et al, 2000). 
 
Morfológicamente se caracteriza por su forma bacilar Gram (+). Es un microorganismo no esporulado. Su 
respiración es de tipo anaerobia facultativa (Robinson et al, 2000; Heller, 2001, Solís, 2004). 
 
 
 
 14
Introducción 
 
La temperatura óptima de crecimiento es a 45°C, siendo capaz de desarrollarse entre los 22-52°C. El pH 
óptimo de crecimiento es entre 5.5-5.8, pudiendo resistir pH más ácidos y sobrevivir a concentraciones de 
ácido láctico menores a 27 g/L (Robinson et al, 2000; Heller, 2001). 
 
Es un tipo de bacteria homofermentativa, es decir, que sigue la ruta hexosa difosfato (Embdem-Meyerhoff-
Parnas) para la degradación de lactosa, hasta ácido láctico (Tamine y Robinson, 1991; Robinson et al, 
2000; Heller, 2001). 
 
En la ruta hexosa difosfato la galactosa-6-fosfato sigue la ruta de la tagatosa. Las principales enzimas en el 
proceso de fermentación son las aldolasas, necesarias para hidrolizar las hexosas difosfato a gliceraldehído-
3-fosfato; la piruvato quinasa, esencial para la formación de piruvato y la lactatodeshidrogenasa, 
fundamental para la producción de ácido láctico a partir de piruvato (Walstra et al, 2001).Una molécula del disacárido produce dos moléculas de hexosa. A partir de una molécula de hexosa, se 
forman dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato. En estas condiciones, la fermentación de la lactosa se 
produce al reaccionar con el ácido fosfórico y el adenosín difosfato, produciendo ácido láctico, adenosín 
trifosfato y agua (Walstra et al, 2001; Robinson et al, 2000). 
 
1.1.8.3. Streptococcus thermophilus. 
Esta especie pertenece al género de Streptococcus. Se distingue básicamente de las otras especies de su 
género por su crecimiento termófilo, su termorresistencia, por su actividad fermentativa con frecuencia 
reducida a algunos azúcares y una gran sensibilidad al cloruro de sodio (Leveau y Bouix, 2000). 
 
Los beneficios de Streptococcus thermophilus como cultivo iniciador en el producto probiótico fermentado 
elaborado se deben principalmente a su habilidad para fermentar la lactosa de forma homoláctica y causar la 
rápida reducción de pH en el producto (Robinson et al, 2000). 
 
 
 
 
 15
Introducción 
 
El consumo de células viables de Streptococcus thermophilus puede favorecer a la digestión de la lactosa en 
pacientes lactosa intolerantes, ya que las células de este microorganismo al lisarse liberan β-galactosidasa 
intracelular, que hidroliza la lactosa evitando que ésta alcance el intestino grueso ocasionando los síntomas 
asociados a la intolerancia a la lactosa (Robinson et al, 2000). 
 
Su morfología se caracteriza por ser cocoide, esférica u ovoide, que se agrupan en cadenas. Es un tipo de 
microorganismo Gram (+) que carece de motilidad. Su respiración es de tipo anaerobia facultativa. La 
temperatura óptima de crecimiento es a 40°C pudiendo desarrollarse en un rango de temperatura entre los 
22-60°C. El pH óptimo de crecimiento es entre 6.5-6.8 (Robinson et al, 2000; Heller, 2001, Solís, 2004). 
 
Es un tipo de bacteria homofermentativa al igual que Lactobacillus delbrueckii, por lo que también sigue la 
ruta metabólica hexosa difosfato (Embdem-Meyerhoff-Parnas) para la degradación de la lactosa hasta la 
formación de ácido láctico (Tamine y Robinson, 1991; Robinson et al, 2000; Heller, 2001). 
 
En la tabla 3 se resumen las principales características de cada una de las bacterias que se utilizaron en esta 
investigación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 16
Introducción 
 
Tabla 3. Características principales de las bacterias utilizadas para la elaboración del yogurt natural 
probiótico. 
Bacteria 
Característica 
Bifidobacterium infantis Lactobacillus delbrueckii Streptococcus thermophilus 
Morfología 
Bacilos Gram (+) 
cortos, regulares, 
ligeramente bifurcados, 
con apariencia 
segmentada; inmóviles y 
no esporulados 
Bacilos Gram (+) no 
esporulados 
Cocos Gram (+) 
esféricos u ovoides que 
se agrupan en cadenas y 
que carecen de motilidad 
Tipo de respiración Anaerobio estricto Anaerobio facultativo Anaerobio facultativo 
Temperatura óptima 
(°C) 
37 (22-48) 45 (22-52) 40 (22-60) 
pH óptimo 6.5-7.0 5.5-5.8 6.5-6.8 
Carbohidratos capaz de 
fermentar 
Glucosa, galactosa, 
lactosa y lactulosa 
Fructosa, glucosa y 
lactosa 
Lactosa, sucrosa, glucosa 
y fructosa 
Tipo de fermentación Heterofermentativa Homofermentativa Homofermentativa 
Ruta metabólica Fructosa-6-fosfato Hexosa difosfato Hexosa difosfato 
Principales metabolitos 
Ácido láctico, acético, 
propiónico y succínico 
Ácido láctico Ácido láctico 
 Fuente: Leveau y Bouix, 2000; Tamine y Robinson, 1991; Robinson et al, 2000; Heller, 2001. 
 
Las 3 especies en estudio son bacterias Gram (+), pero difieren en su morfología. Bifidobacterium infantis 
tiene forma de bacilos al igual que Lactobacillus delbrueckii, pero se diferencian en que Bifidobacterium infantis 
es ligeramente bifurcado y con apariencia segmentada. Streptococcus thermophilus tiene forma de cocos, que 
se caracterizan por agruparse en cadenas cortas. 
 
En cuanto al tipo de respiración, Bifidobacterium infantis tiene un tipo de respiración anaeróbica estricto a 
diferencia de Lactobacillus delbrueckii y Streptococcus thermophilus que son anaerobios facultativos, es decir, que 
la necesidad de condiciones anaeróbicas son más estrictas para el desarrollo de Bifidobacterium infantis que 
para las otras 2 bacterias en estudio. 
 
El pH óptimo de crecimiento difiere entre una y otra bacteria, siendo muy parecido para Bifidobacterium 
infantis (6.5-7.0) y Streptococcus thermophilus (6.5-6.8); para Lactobacillus delbrueckii el pH óptimo de 
crecimiento es entre valores de 5.5-5.8. 
 
 
 17
Introducción 
 
Las 3 bacterias son capaces de fermentar diferentes carbohidratos, siendo el común denominar, la 
capacidad para degradar la lactosa. Bifidobacterium infantis por ser una bacteria heterofermentativa, lo hace a 
través de la ruta pentosa fosfato obteniendo como principales metabolitos ácido láctico, ácido acético, 
ácido propiónico y ácido succínico; a diferencia de Lactobacillus delbrueckii y Streptococcus thermophilus que son 
bacterias homofermentativas, la degradación de la lactosa la llevan a cabo siguiendo la ruta hexosa difosfato, 
obteniendo como metabolito principal el ácido láctico. 
 
1.1.9. Importancia de la leche de cabra y sus derivados como vehículo para la 
incorporación de bacterias probióticas. 
La leche se define como la secreción de pH neutro, de 6.4 a 6.8, de la glándula mamaria de los mamíferos. 
Se trata de una emulsión de grasas en agua, estabilizada por una dispersión coloidal de proteínas en una 
solución de sales, vitaminas, péptidos, lactosa, oligosacáridos, caseína y otras proteínas. La leche también 
contiene enzimas, anticuerpos, hormonas, pigmentos (carotenos, xantofilas, riboflavina), células 
(epiteliales, leucocitos, bacterias y levaduras), dióxido de carbono, oxígeno y nitrógeno (Keating y Gaona, 
1986; Brito, 1997). 
 
La leche de algunas especies (vaca, búfalo y cabra), se utiliza como un alimento de importancia para los 
humanos en períodos de crecimiento y desarrollo (infancia y adolescencia), en situaciones fisiológicas 
concretas (embarazo y lactancia) y en el adulto y anciano contribuye al buen mantenimiento de la masa 
ósea. La importancia del uso de la leche se basa en su valor nutrimental ya que sus componentes se 
encuentran en forma y proporciones adecuadas, de tal manera que puede considerarse como un alimento 
balanceado. Pero cada animal produce una leche con un perfil nutricional diferente como se muestra en la 
tabla 4 que corresponde a la composición de la leche de diversos mamíferos (Vicente, 1990; Brito, 1997). 
 
 
 
 
 
 
 
 18
Introducción 
 
Tabla 4. Composición media de la leche de varios mamíferos. 
COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DE LA LECHE (EN 100 mL) 
COMPONENTE 
HUMANO VACA CABRA 
Humedad (%) 87.0 86.9 87.0 
Energía (kcal) 69.0 66.0 71.0 
Proteínas totales (g) 1.63 3.5 (3.3 – 4.0) 3.5 (2.9 – 5.6) 
Grasa (g) 3.8 3.7 (3.6 – 5.2) 4.2 (2.4 – 7.8) 
Carbohidratos (g) 7.0 4.9 (4.8 -5.0) 4.3 (4.0 – 6.3) 
Minerales (g) 0.21 0.70 0.86 
 Fuente: FAO, 1990; Brito, 1997. 
 
El agua es el componente más abundante en los tres tipos de leche, encontrándose en igual proporción en 
la leche humana y de cabra (87.0%). En la leche de vaca el agua corresponde al 86.9%. 
 
El valor energético varía ligeramente de una especie a otra, siendo mayor en la leche de cabra (71 kcal), 
seguido por el valor de la leche humana (69 kcal). El valor más bajo (66 kcal) corresponde a la leche de 
vaca. 
 
El contenido proteico de la leche de vaca y cabra es el mismo en promedio (3.5 g); valor que es 
significativamente más alto que el de la leche humana (1.63 g). 
 
El contenido de grasa más alto corresponde a la leche de cabra (4.3 g), seguido por el de la leche humana 
(3.8 g). El contenido de grasa más bajo (3.7 g) es el de la leche de vaca. 
 
En cuanto a los carbohidratos, la lactosa es el componente casi exclusivo en los tres tiposde leche 
encontrándose en mayor cantidad en la leche humana (7.0 g), el cual es significativamente más alto que el 
valor en el que se encuentra en la leche de vaca (4.9 g) y en la leche de cabra (4.3 g). 
 
Los rangos en los valores en cuanto al contenido de proteínas, grasa y carbohidratos en la leche de vaca y de 
cabra se deben a los cambios que se originan por factores como la raza, edad, alimentación y época de 
ordeño entre otros. 
 
 19
Introducción 
 
La leche de vaca y cabra son consideradas como productos funcionales, son un factor determinante en el 
crecimiento, ya que cubren los requerimientos esenciales en una etapa crítica del desarrollo. Sin embargo, 
a pesar de las similitudes que presentan en cuanto a su composición, la leche de vaca es ampliamente 
utilizada, conocida y aceptada en una gran variedad de productos a diferencia de la poca explotación de la 
leche de cabra y sus derivados. 
 
Tradicionalmente para la elaboración productos lácteos fermentados se utiliza leche de vaca. En el 
producto probiótico que se elaboró se cambió el sustrato tradicional por leche de cabra ya que de acuerdo 
la investigación realizada por Solís (2004) la leche de cabra es un buen sustrato para el desarrollo de 
Bifidobacterium infantis, Lactobacillus delbrueckii y Streptococcus thermophilus. El común denominador para 
utilizar la leche de cabra y sus derivados como sustrato en la elaboración productos lácteos fermentados con 
probióticos es la lactosa, principal carbohidrato presente en estos alimentos. 
 
1.1.10. Composición química de la leche de cabra. 
La composición química de la leche influye mucho sobre la calidad de los productos obtenidos a partir de 
ella. La influencia del estado de salud de los animales, del manejo y de la alimentación son otros factores 
que deben tomarse en cuenta (Scholz, 1997). La leche de cabra está compuesta por grasa láctea, proteínas, 
lactosa, sales, minerales y vitaminas. 
 
Grasa láctea. De acuerdo a Keating y Gaona (1986) la grasa de la leche de cabra está formada por la 
combinación física de triglicéridos, y éstos a su vez son el resultado de la reacción entre el glicerol y ácidos 
grasos. De estos ácidos grasos la mayor parte son del tipo saturado; sin embargo, es el ácido oleico (no 
saturado) el que existe en mayor cantidad, y es la combinación de éste con el ácido linoleico, el ácido 
butírico y el ácido caproico lo que influye en el bajo punto de fusión de la grasa de la leche (29-34°C). 
 
En la grasa pueden distinguirse dos grupos de compuestos (Keating y Gaona, 1986): 
 Lípidos. Entre los que se encuentran triglicéridos, monoglicéridos, lecitinas, cefalinas, esfingomielina y 
cerebrósidos. 
 Grasas no saponificables. Entre los cuales se encuentran betacarotenos, neobetacarotenos, xantofilas, 
colesteroles, dehidrocolesteroles, ergosteroles y las vitaminas liposolubles A, D, E y K. 
 20
Introducción 
 
La grasa láctea se encuentra en forma de diminutos glóbulos grasos rodeados por una envoltura proteica. El 
tamaño medio de estos glóbulos es 5 µ, oscilando normalmente entre 1 y 20 µ. Por ser más pequeños, los 
glóbulos de grasa de la leche cabra no necesitan de las sales biliares para su digestión y absorción como en el 
caso de los glóbulos de la leche de vaca (Scholz, 1997; Walstra et al, 2001; Solís, 2004). 
 
Proteínas. La proteína de la leche está constituida por una gran cantidad de aminoácidos esenciales, lo que 
la hace más valiosa que la proteína vegetal que carece de los aminoácidos: cistina, cisteína y metionina. 
Muchos de los aminoácidos se unen para formar péptidos y luego proteínas, las cuales son a su vez, los 
componentes principales de la materia nitrogenada (Scholz, 1997). 
 
Las sustancias nitrogenadas de la leche se encuentran en forma de micelas dispersas en suspensión coloidal. 
 
En la leche de cabra existen dos tipos de proteínas (Keating y Gaona, 1986; Scholz, 1997; Solís, 2004): 
 Proteínas hidrosolubles, termosensibles y no coagulables: β-lactoalbúmina, α-lactoalbúmina y 
globulinas. Sus características principales son: proteínas compactas, globulares, con un peso molecular 
que varía entre 14,000-1,000,000 dalton, son solubles en un intervalo de pH muy amplio y muy 
sensibles a altas temperaturas. Representan el 25% de las proteínas totales. 
La lactoalbúmina es rica en lisina y triptófano. Tiene un punto isoeléctrico de 4.5. No coagula por 
acción de enzimas como la renina o por la presencia de ácidos, pero si por efecto del calor. Esto se 
debe a que su estabilidad depende del agua de hidratación y no de las cargas eléctricas que caracterizan 
a las micelas de la caseína. La lactoglobulina precipita a 70°C o temperaturas mayores. 
 Proteínas coagulables, termoresistentes o caseínas, de éstas se distinguen tres tipos: α-caseína, β-
caseína y κ-caseína. Representan el 75% de las proteínas totales. Tienen un punto isoeléctrico de 4.6 
.Las caseínas α y β son sensibles al calcio, por lo que en presencia de este elemento reaccionan 
formando compuestos que provocan la coagulación de la leche. Sin embargo, la estabilidad de la 
proteína de la leche se mantiene porque la κ-caseína que es insensible al calcio protege a las caseínas α 
y β formando una especie de revestimiento protector en torno a ellas. 
 
 21
Introducción 
 
Lactosa. La lactosa es el carbohidrato característico de la leche y se encuentra en dispersión molecular. 
Como se muestra en la figura 1 es un disacárido compuesto de galactosa y glucosa, en donde las moléculas 
se encuentran unidas por enlaces β-1,4-glucosídico. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. Estructura química de la lactosa. 
 
La lactosa es el nutriente necesario para las bacterias ácido lácticas que participan en la transformación de la 
leche. En la fermentación de la lactosa por bacterias lácticas, éstas actúan hidrolizándola en glucosa y 
galactosa hasta convertirse en ácido láctico; el ácido láctico a su vez puede ser transformado por algunas 
bacterias a ácido propiónico, ácido acético y dióxido de carbono o a ácido butírico (Keating y Gaona, 1986; 
Walstra et al, 2001). 
 
Sales y minerales. Las sales y minerales se encuentran en dispersión iónica y representan del 0.6-1.0%. 
Las sales más importantes son el calcio, fósforo, magnesio, potasio, sodio y cloro. Y los minerales 
presentes en la leche que se encuentran en como trazas son el hierro, cobre molibdeno, zinc, magnesio, 
yodo y flúor. Las sales y minerales en unión con los otros componentes son los responsables del alto valor 
nutritivo de la leche (Keating y Gaona, 1986; Scholz, 1997). 
 
Vitaminas. La leche de cabra contiene las siguientes vitaminas: A, B1, B2, B6, B12, niacina, ácido fólico, 
ácido pantoténico, C, D y E (Scholz, 1997). 
 
 
 
 
 
 22
Introducción 
 
1.1.11. Situación de la caprinocultura en Nuevo León. 
Conociendo la composición química de la leche de cabra y su valor nutrimental, es evidente la oportunidad 
de aprovechamiento de este recurso. 
 
Aunque el uso de leche de cabra no esté generalizado es importante apreciar en la tabla 5 que el volumen 
de producción de leche de cabra en el Estado de Nuevo León se ha incrementado en los últimos años. La 
producción nacional de leche de cabra en el 2003 fue de 150.3 millones de litros. Mientras que Nuevo 
León, contribuyó en el 2001, con una producción de 5.6 millones de litros, que representa un crecimiento 
del 180% en la producción de leche de cabra de 1995 al 2001 (Secretaría de Agricultura, Ganadería, 
Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación, SAGARPA, 2004). 
 
Tabla 5. Producción Nacional de leche de cabra y en el estado de Nuevo León. 
 Año Producción Nacional de leche de cabra 
(millones de litros) 
Producción de leche de cabra en el estado de 
Nuevo León 
(millones de litros) 
1995 139.1 2.0 
1996 122.9 0.6 
1997 120.5 3.7 
1998 127.7 5.0 
1999 131.0 5.5 
2000 131.2 5.5 
2001 139.9 5.6 
2002 146.5 NR 
2003 150.3 NRFuente: Sistema de Información y Estadística Agroalimentaria y Pesquera (SIAP), SAGARPA 2004. 
 NR: No reportado. 
 
A pesar del incremento en la producción de leche de cabra en el estado y su respectivo impacto económico 
el aprovechamiento para procesamiento y comercialización de productos derivados de la leche de cabra es 
escaso. Limitándose la utilización de leche de cabra a su comercialización como tal o en productos como 
quesos de cabra y dulces típicos regionales. 
 
 
 
 
 23
Introducción 
 
Aunque existen unidades caprinas en las cuales se aplica tecnología avanzada, el común denominador de 
este sector pecuario es la escasa o nula tecnificación aplicada en los procesos productivos. Siendo necesaria 
la creación de iniciativas que tengan como fin, la elaboración de productos de valor agregado (SAGARPA, 
1998; Cervantes, 2000). 
 
El éxito de estas iniciativas es variado y depende de muchas variables, entre las cuales se pueden mencionar 
(Dubeuf et al, 2003): 
 Las necesidades del mercado deben ser abiertas para el desarrollo de la producción de acuerdo al 
estándar de vida de la población. 
 Los caprinocultores deben ser capaces de producir leche de excelente calidad sanitaria. 
 Los productos que se obtengan deben ser elaborados de acuerdo a los hábitos culturales y al sabor 
acostumbrado, cuando no existan diferencias significativas al comparar el costo con productos que se 
consumen de manera tradicional. 
 
Ejemplo de estas iniciativas es la alianza estratégica del estado de Nuevo León con el Instituto Tecnológico 
y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM) a través del Área de Agricultura y Tecnología de 
Alimentos de la División de Ingeniería y Arquitectura (DIA), ya que en septiembre de 2003 firmaron un 
proyecto en el cual se acordó que el Estado de Nuevo León apoyaría al sector caprino organizado, con 
veinte millones de pesos para la construcción de una Planta Industrializadora de Ganado Caprino en el 
campo experimental con el que cuenta el ITESM en Hualahuises, Nuevo León. 
 
La aportación del ITESM aparte de proporcionar el lugar donde estará ubicada la planta es el de la 
transferencia de tecnología y del ‘‘Know how’’, es decir, asistencia técnica y capacitación, para que además 
de la producción de leche pasteurizada y carne se elaboren productos de valor agregado. De manera que al 
implementarse una producción a escala industrial, disminuyan los costos y se incrementen los ingresos de 
los productores. 
 
De acuerdo a fuentes de información consultadas, hasta el momento no existe en el mercado mexicano un 
producto probiótico fermentado en el que se utilice leche de cabra como sustrato. 
 24
Introducción 
 
1.1.12. Fermentaciones ácido lácticas. 
Una fermentación ácido láctica es el proceso en el que se da la oxidación parcial de los átomos de carbono 
de un azúcar y la reducción de un compuesto orgánico generado, ácido láctico principalmente, a partir del 
catabolismo del sustrato inicial por las enzimas de un microorganismo (Quintero Ramírez, 1981). 
 
Las diferencias que se producen entre fermentaciones ácido lácticas se deben a la especie de la que 
provenga la leche utilizada como materia prima, al tratamiento térmico utilizado para la misma y a las 
condiciones de fermentación tales como temperatura y concentración del inóculo. El inóculo utilizado 
puede ser un cultivo puro o mixto. El cultivo puro es el que está constituido por una sola cepa, en cambio 
en el cultivo mixto, hay una mezcla de cepas de distintas especies de bacterias. De acuerdo a las 
condiciones de fermentación que se establezcan, predomina una especie u otra del inóculo (si se trata de un 
cultivo mixto), generando distintos componentes aromáticos que le proporcionan el sabor y aroma 
característico al producto de fermentación (Walstra et al, 2001). 
 
Las bacterias ácido lácticas son capaces de llevar a cabo la transformación bioquímica de los componentes 
de la leche de cabra, por la presencia de lactosa en ésta. Ya que las bacterias la utilizan como fuente de 
carbono para su desarrollo (Walstra et al, 2001). 
 
Las transformaciones bioquímicas principales que se llevan a cabo por la fermentación son las siguientes 
(Walstra et al, 2001): 
 Producción de ácido láctico a partir de lactosa. 
 Formación de compuestos componentes del sabor, dióxido de carbono y exopolisacáridos bacterianos. 
 Proteolisis. 
 Lipolisis. 
 
La leche fue uno de los primeros productos pecuarios utilizados por el hombre e incluso, uno de los 
primeros alimentos sometidos a procesos fermentativos debido a la factibilidad con que sufre invasiones 
microbianas que la acidifican; de esta manera el hombre de la antigüedad aprendió el arte de elaborar leches 
fermentadas (García et al, 2002). 
 
 25
Introducción 
 
Existe en el mercado una gran variedad de leches fermentadas que se obtienen a través de una fermentación 
ácido láctica. Algunos de estos productos se muestran en la tabla 6, en donde se encuentran clasificados por 
grupos dependiendo del tipo de microorganismo que se utilice en la fermentación como cultivo iniciador. 
 
Tabla 6. Leches fermentadas clasificadas de acuerdo al tipo microorganismo iniciador utilizado en 
el proceso de elaboración. 
Grupo Producto Microorganismo iniciador Características 
I 
Jocoque 
Buttermilk 
Leches escandinavas 
Lactococcus y en algunos 
Leuconostoc (bacterias 
mesofílicas) 
Acidez baja a moderada 
II 
Leche ‘‘búlgara’’ 
Leche acidófila 
Yakult 
Lactobacillus Acidez moderada a alta 
III 
Yogurt 
Dahi 
Labneh 
Bioghurt 
Prostokvasha 
Gioddu 
Lactobacillus 
Streptococcus (bacterias 
termofílicas) 
Acidez moderada a alta 
IV 
Kefir 
Koumiss 
‘‘Búlgaros’’ 
Bacterias lácticas y levaduras Acidez y alcohol 
 Fuente: García et al, 2002. 
 
En algunos países el consumo de estos productos es superior al de leche fresca, y se utilizan leches de 
diferentes especies. En ocasiones es difícil definir algunos de estos productos debido a su gran número y a 
que se elaboran de diferentes formas y con distintos tipos de materias primas; este puede ser el caso del 
jocoque en México. Es también difícil la clasificación de estos productos ya que sus características pueden 
cambiar de un fabricante a otro. El proceso de elaboración del yogurt es la fermentación ácido láctica más 
conocida (García et al 2002). 
 
1.1.13. El yogurt como vehículo de bacterias probióticas. 
1.1.13.1. Generalidades acerca del yogurt. 
Hui (1993) define el yogurt como un producto fermentado semisólido elaborado a partir de leche 
estandarizada que se inocula con una mezcla de Streptococcus salivarius subsp. thermophilus y Lactobacillus 
delbrueckii subsp. bulgaricus. De esta fermentación debe resultar un gel suave y delicado o un líquido suave y 
viscoso, en ambos casos de textura firme, uniforme y con sabor característico (García et al, 2002) 
 26
Introducción 
 
El yogurt según norma NMX-F-444-1983 se define como un producto lácteo preparado a partir de leche 
entera, parcial o totalmente descremada, que puede ser enriquecida en extractos secos por medio de la 
concentración de la leche o agregando leche en polvo, tratada térmicamente y gelificada biológicamente 
por la fermentación obtenida de la siembra en simbiosis de Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus 
thermophilus. 
 
Los tipos de yogurt comerciales pueden englobarse en 3 categorías principales: tradicional, con frutas y 
aromatizados o de sabores, pudiendo presentarse como yogurt natural y yogurt batido (Tamine y 
Robinson, 1991). 
 
1.1.13.2. Proceso de elaboración del yogurt. 
El proceso de elaboración del yogurt es un arte muy antiguo que data de hace miles de años. No obstante, 
en las últimas décadas este proceso se ha racionalizado mucho, principalmente debido a los 
descubrimientos y avances en diversas disciplinas, como por ejemplo,microbiología, enzimología, 
ingeniería y bioquímica (Tamine y Robinson, 1991). 
 
Es importante resaltar que el proceso de elaboración del yogurt ha evolucionado en lo que se refiere a la 
escala de producción, desde la simple preparación en casa hasta la elaboración industrial a gran escala. Sin 
embargo, independientemente de la escala de producción las operaciones unitarias básicas son las mismas 
(Tamine y Robinson, 1991). En la figura 2 se muestran las operaciones unitarias de los procesos de 
elaboración del yogurt batido y del natural. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 27
Introducción 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2. Operaciones unitarias de los procesos de elaboración del yogurt. 
 
Para la producción del yogurt se ha utilizado leche de distintas especies animales. Aunque la más utilizada 
es la leche de vaca, también se utiliza la de ovejas, camellas, búfalas y cabras (Robinson et al, 2000). 
 
En función del tipo de leche, se pueden presentar variaciones en la calidad del yogurt. Por ejemplo, leches 
con un elevado contenido en grasa dan lugar a un yogurt cremoso, con un excelente cuerpo, en 
comparación con el yogurt que se elabora a partir de leches de bajo contenido en grasa o de leches 
desnatadas. La lactosa de la leche es la fuente de energía para los microorganismos iniciadores del yogurt, 
pero las proteínas desempeñan un importante papel en la formación del gel y por tanto la consistencia y 
viscosidad del producto es directamente proporcional a la concentración de proteína presente (Tamine y 
Robinson, 1991). 
 
 
Tratamiento preliminar de la leche (estandarización)
Propagación del cultivo iniciador
Inoculación con el cultivo iniciador
Tratamiento térmico de la leche
Enfriamiento hasta la temperatura de incubación
Adición de saborizantes, edulcorantes, frutas, etc.
Incubación a 40-45°C por 2.5-6.0 horas
Yogurt batido
Yogurt natural
Enfriamiento a 4-8°C
Incubación a 40-45°C por 2.5-6.0 horas
Adición de saborizantes, edulcorantes, frutas, etc.
Envasado y almacenamiento a 4-8°C
Enfriamiento y almacenamiento a 4-8°C
FUENTE: Tamine y Robinson, 1991; Heller, K. 2001.
Agitar
 28
Introducción 
 
La composición de la leche fresca, independientemente de su procedencia, varía dentro de una misma raza. 
De acuerdo a Tamine y Robinson (1991) para evitar los efectos de estas variaciones de la composición de la 
leche es preciso recurrir a la estandarización, normalización y/o enriquecimiento de la leche con el 
propósito de: 
 Cumplir las especificaciones exigidas por las normas acerca de la composición del yogurt, es decir, el 
contenido mínimo en grasa y/o extracto seco. 
 Estandarizar la calidad del yogurt, es decir, la acidez, la suavidad y la consistencia del gel, para 
satisfacer las exigencias de los consumidores. 
 
En cuanto al tratamiento térmico de la leche, éste es de gran importancia ya que se destruyen 
microorganismos patógenos y otros microorganismos indeseables. Adicionalmente, se originan cambios en 
las propiedades físico-químicas de los componentes de la leche (Tamine y Robinson, 1991). 
 
Durante la elaboración del yogurt, la leche una vez sometida al tratamiento térmico se enfría hasta la 
temperatura de incubación del cultivo iniciador (Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbrueckii) y la 
fermentación tiene lugar por lo general a temperatura de 40-45°C, es decir, en las condiciones óptimas de 
crecimiento del cultivo mixto (método de incubación corto). En algunos casos el período de incubación 
puede ser de sólo 2.5 horas, para cultivos iniciadores activos. No obstante, también puede recurrirse a 
métodos de incubación largos a 30°C durante 18 horas o hasta alcanzar la acidez deseada (Tamine y 
Robinson, 1991; Heller, 2001). 
 
La fase de fermentación propiamente dicha puede tener lugar en los envases de comercialización, en el caso 
del yogurt natural, o en tanques, para la elaboración de yogurt batido. No obstante, independientemente 
del tipo de yogurt elaborado, las reacciones bioquímicas responsables de la formación del gel son 
exactamente las mismas (Tamine y Robinson, 1991). 
 
La única diferencia entre el yogurt natural y el batido radica en las propiedades reológicas del gel, ya que en 
el primer tipo de yogurt la leche se deja en reposo durante el período de incubación, lo que determina la 
 29
formación de un gel semisólido, mientras que el yogurt batido resulta de la ruptura de la estructura del gel 
al final del período de incubación (Tamine y Robinson, 1991). 
 
La elaboración del yogurt es un proceso biológico, siendo la refrigeración uno de los métodos tradicionales 
más empleados para controlar la actividad metabólica de los cultivos estárter y sus enzimas. El enfriamiento 
del coágulo comienza inmediatamente después de alcanzar la acidez óptima del producto, es decir, a un 
valor de pH de aproximadamente 4.6 o una concentración de ácido láctico del 0.9% (Tamine y Robinson, 
1991). 
 
Debido a la escasa actividad de los microorganismos del yogurt a temperaturas de 10°C aproximadamente, 
el objetivo básico del enfriamiento es disminuir la temperatura del coágulo de 30-45°C a menos de 10°C 
(preferiblemente a unos 4°C) tan rápidamente como sea posible, para así controlar la acidez final del 
producto (Tamine y Robinson, 1991). 
 
1.1.13.3. Cultivos iniciadores utilizados para la producción de yogurt. 
 Lactobacillus delbrueckii y Streptococcus thermophilus son los cultivos iniciadores más utilizados en los 
productos tipo yogurt. Entre dichos cultivos se produce un sinergismo que hace que la acidificación de la 
leche y la multiplicación de los microorganismos sea eficiente como consecuencia del consumo de 
nutrientes cruzado de dichos microorganismos (Heller, 2001). 
 
Adicionalmente, los metabolitos producidos por las dos especies dan el sabor distintivo al yogurt, siendo el 
acetaldehído su principal componente. Sin embargo, compuestos como ácidos grasos libres, aminoácidos, 
acetona, diacetilo, cetoácidos e hidroxiácidos también contribuyen al sabor final del producto (Tamine y 
Robinson, 1991; Robinson et al; 2000). 
 
 
 
 
 
 
 
 30
Introducción 
 
La protocooperación de Lactobacillus delbrueckii y Streptococcus thermophilus se basa en lo siguiente (Robinson 
et al, 2000; García et al, 2002): 
 Streptococcus thermophilus crece más rápidamente que Lactobacillus thermophilus, liberando ácido láctico y 
dióxido de carbono por el rompimiento de la urea y el ácido fórmico, lo cual estimula el crecimiento y 
el metabolismo de Lactobacillus delbrueckii. Adicionalmente, durante las primeras etapas de la 
fermentación Streptococcus thermophilus crece rápidamente causando una disminución en el oxígeno 
disuelto favoreciendo así el crecimiento de Lactobacillus delbrueckii. 
 
 Lactobacillus delbrueckii hidroliza la caseína, y junto con la actividad de la peptidasa (predominantemente 
originada por Streptococcus thermophilus) se liberan los aminoácidos esenciales para el desarrollo de 
ambos microorganismos. Dando como resultado que las dos especies metabolizan activamente la 
lactosa a ácido láctico, llevándose a cabo exitosamente la fermentación. 
 
 La glicina producida por Lactobacillus delbrueckii, como un subproducto de la conversión de treonina a 
acetaldehído, estimula el desarrollo de Streptococcus thermophilus. 
 
Los principales factores que determinan la proporción entre bacilos y cocos durante el proceso de 
fermentación y las características organolépticas (acidez titulable, aroma y sabor) del producto son (García 
et al, 2002): 
 Temperatura de incubación. La incubación a temperaturas superiores a los 40-45°C favorece el 
crecimiento de Lactobacillus delbrueckii, mientras que temperaturas alrededor de los 31-38°C permiten 
que domine Streptococcus thermophilus. 
 
 Tiempo de incubación. El tiempo de incubación puede ser corto o largo, dependiendo de la 
temperatura de