Actualmente existe una revalorización de los granos andinos (quínoa y amaranto) por sus propiedades nutricionales, funcionales y libres de gluten. Las bacterias lácticas (BL) son ampliamente utilizadas como fermentos en una gran variedad de sustratos. Ciertas BL tienen capacidad de sintetizar vitaminas del grupo B, incrementando el valor nutricional del alimento. La quínoa y el amaranto contienen fitato, compuesto antinutricional, que forma complejos insolubles con oligoelementos afectando su biodisponibilidad. Existen antecedentes de que ciertas BL tienen actividad fitasa capaz de degradar fitato.En base a estos antecedentes, el Objetivo General de esta Tesis fue determinar la biodiversidad de BL de quínoa y amaranto del NOA y diseñar alimentos con mayor valor nutricional y funcional empleando BL autóctonas. La microbiota láctica evaluada en granos y masas ácidas de quínoa y amaranto permitió identificar 73 cepas pertenecientes a diferentes géneros y especies: Lactobacillus (L.) plantarum, L. rhamnosus, L. sakei, Pediococcus (P.) pentosaceus, Enterococcus (E.) casseliflavus, E. mundtii, E. hermaniensis, E. hirae, E. gallinarum, Enterococcus sp., Leuconostoc (Lc.) mesenteroides, E. durans. De acuerdo a la producción de riboflavina (B2) y folatos (B9), capacidad de hidrolizar fitato, degradar almidón, acidificación y producción de exopolisacaridos, se seleccionaron 11 cepas aisladas de quínoa y 7 de amaranto para estudios in situ (masa ácida de quínoa). A partir de estos resultados, se diseñaron cultivos mixtos que fueron evaluados determinándose las combinaciones adecuadas que produzcan mayor concentración de vitaminas y menor concentración de fitato residual. Los resultados llevaron a seleccionar el cultivo mixto (C.M) formado por L. plantarum CRL 2107 + L. plantarum CRL 1964 (1:1). La masa fermentada por CM presentó la mayor concentración de B2 y B9 (5,1 ± 0,4 y 1,6 ± 0,2 µg/g masa, respectivamente) y menor concentración de fitato residual (17,4 ± 1,3 mg/g masa). A fin de evaluar la eficiencia biológica de B9 y B2 producidas por CM en prevenir la deficiencia nutricional en ambas vitaminas, se realizaron ensayos in vivo. Los resultados revelaron que los animales alimentados con la pasta fermentada con el C.M (ACM) tuvieron mayor peso, mayor concentración de B9 en sangre y en órganos y mayor concentración de minerales, comparados con el grupo deficiente (AGD) y/o con el grupo control (AGC). La evaluación histológica del intestino evidenció que los AGD presentaban atrofia de las vellosidades intestinales, mientras que los ACM mostraron una tendencia a la normalización de la forma y del tamaño de las vellosidades. Respecto al estado de B2, los AGD mostraron un valor de EGRAC mayor a 1,3, indicando una deficiencia en B2, mientras que los ACM mostraron valores de EGRAC menores a 1,3, demostrando que la pasta de quínoa fermentada con BL fue capaz de prevenir la deficiencia de B2. De esta manera, se concluye que este trabajo de Tesis puso en evidencia el valor funcional de BL autóctonas y plantea nuevas perspectivas de aplicación de BL con capacidad de degradar fitatos y de producir vitaminas B2 y B9 para el diseño de alimentos bio-enriquecidos con funcionalidad comprobada.