septiembre 20, 2015

Calidad físico química y del contenido de elementos minerales comparativos de la leche cruda de bovino del trópico y del altiplano mexicano


Ricardo González Israel*
René Rosiles Martínez, **
Héctor Basurto Camberos***
Miguel Ángel Blanco*
* Departamento de Medicina y Zootecnia de Rumiantes, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Nacional Autónoma de México, México 04510, D.F.
* *Departamento de Nutrición Animal y Bioquímica, Laboratorio de Toxicología, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Nacional Autónoma de México, México 04510 D.F.
* **Centro de Enseñanza e Investigación tropical en Medicina Veterinaria y Zootecnia, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Nacional Autónoma de México, Martínez de la Torre Ver.
Abstract
There are 2.2 millions of milking cows in Mexico housed in heterogeneous conditions that may be the reason for heterogeneous raw milk quality. Either physicochemical characteristics, mineral elements content and microbial charge describes the milk quality. The objective of this study was to compare physicochemical and mineral elements content parameters in 20 raw milk samples at the first, second and third or more lactating periods between cows fed in semintensive conditions from the Mexican tropic (60 samples total), (Martinez de la Torre, Veracruz) to caws fed in intensive conditions from the Mexican high plateau (60 samples total), (Zumpango, State of Mexico). Fat, protein, lactose percentage, and pH milk samples analysis were conducted by the milk analyzer instrument. Concentration of Ca, Mg, Na, K, Fe, Zn, Cu, Mn and Se were measured by atomic absorption and emission spectrometry, once the milk was acid digested. Phosphorus was measured by spectrophotocolorimetry. The t test with Bonferronni correction was applied for multiple media statistics analysis in order to find out the significance variation in each parameter among groups. Results were as follows: fat 3.0–3.2 %; protein 2.8–3.1% and lactose 4.3%–5%. Iron concentration in milk from the tropics was higher than the maximum value informed (1.5 mg/l). Calcium, iron and zinc were significantly higher (P>0.05) in milk from the tropics at the first milking period. Phosphorus, magnesium, iron and zinc were significantly higher (P>0.05) at the second milking period in milk from the tropics. Calcium, magnesium, iron, zinc and copper were significantly higher (P>0.05) at the third milking period in milk from the tropics. These results are notified in México for the first time and may be used as base for feed mineral supplementation. They may be used for milk sanitary normalization in Mexico for these two places as well.
Key words: PHYSICOCHEMICAL, MINERAL ELEMENTS CONTENT, BOVINE RAW, MILK, MEXICANS, TROPIC, HIGHPLATEAU.
Resumen
En México existen aproximadamente 2.2 millones de vacas destinadas a la producción de leche, la cual se realiza bajo condiciones heterogéneas, que se refleja en la calidad de este producto. Tanto la calidad fisicoquímicas, como la mineral y sanitaria son caracteristicas que describen el poder alimenticio de la leche. El objetivo del presente trabajo fue comparar los parámetros fisicoquímicos y el contenido de elementos minerales en 20 muestras de leche cruda de vacas (semi-estabuladas) en: primera, segunda y de tres o más lactancias, localizadas en el trópico (total 60), (Martinez de la Torre Veracruz) entre vacas (estabuladas) del altiplano mexicanos, (60 total), (Zumpango, Edo. México). En estas muestras se midieron los porcentajes de grasa, proteína y lactosa, así como pH por medio del “Milk Analizer”. Se determinó la concentración de elementos minerales por espectrometría de absorción y emisión atómicas para Ca, Mg, Na, K, Fe, Zn, Cu, Mn y Se, después de la digestión acida de la leche. El P se midió por espectrocolorimetría. Se aplicó la prueba de T con corrección de Bonferronni para múltiples medias con el fin de determinar si la significancia en la variación en cada parámetro de los diferentes grupos era significativa. Los resultados fueron como sigue: grasa (3.0 a 3.2%), proteína (2.8 a 3.1%) y lactosa (4.3-5.0%). Las concentraciones de Fe, en la leche proveniente del trópico superaron el máximo valor registrado (1.5 mg/l). En la leche de vacas de la primera lactancia se encontraron diferencias significativas (P>0.05) en las concentraciones de Ca, Fe y Zn a favor de las obtenidas en trópico. En la leche de vacas de segunda lactancia se observaron diferencias significativas en la concentración de P, Mg, Fe y Zn a favor del trópico. Así mismo en la leche proveniente de vacas de tres o más lactancias, se encontró una concentración significativamente mayor (P>0.05) de Ca, Mg, Fe, Zn y Cu en el trópico. Estos resultados se describen por primera vez en México y pueden servir como base para ajustar la complementación alimenticia en las dietas de estas vacas. Además servirán para la normalización sanitaria de la leche de vacas mexicanas de estos dos lugares.
Palabras clave: características físico-químicas, comparativas, elementos minerales, leche cruda, bovina, trópico, altiplano, mexicanos.
Introducción
La producción de leche en Mexico, se realiza bajo condiciones heterogéneas, tanto tecnológica como socioeconómicas. Estos factores dividen en diferentes regiones ecológicas al territorio nacional; las regiones áridas y semiáridas, templadas, tropicales húmedas y tropicales secas, lo que origina que las explotaciones adquieran características propias de la región y determinen su sistema de producción, sistema especializado, doble propósito y de traspatio.1-4
En el altiplano mexicano predomina la región templada, donde se produce leche bajo sistemas especializados y contribuyen con el 50.6% de la producción en México3. La alimentación se basa en alfalfa henificada o praderas de alfalfa, ensilado de maíz y complementación con concentrados proteínico y energético, sin que se considere la complementacion mineal: tienen lactancias superiores a los 6 000 litros/año, con ordeño mecánico y la producción está comprometida con grandes empresas pasteurizadoras.3 4
En la región tropical húmeda, localizada en las costas del Golfo de Mexco, predomina el sistema semiestabulado, que contribuye con 18% de la producción nacional.5 Se caracteriza por la cría de hembras F1 resultantes de la cruza Bos taurus x Bos indicus, factor que hace que el animal resista las condiciones de alta humedad y elevada temperatura, sin mermar la producción láctea. Bajo estas condiciones, la alimentación del ganado se basa en pastoreo, ya sea en praderas nativas o mejoradas con el mínimo de complementación de concentrado proteico o energético sin el concentrado de elementos minerales. Las lactancias son cortas y constituyen 1200 litros en promedio, de producción, pero presentan una notable estacionalidad productiva. Aquí se observan picos de lactancia en el periodo de lluvias. Sin embargo, en los últimos años se ha desarrollado una ganadería de doble propósito que ha mostrado mayor afinidad por la especialización en producción de leche y que permite a los productores obtener leche durante todo el año.4
Las características físico-químicas y sensoriales de la leche, así como la calidad sanitaria y mineral, varían de acuerdo con factores fisiológicos, (edad, número y etapa de lactancia) prácticas sanitarias, estado de salud de la glándula mamaria, alimentación, clima, genética y prácticas zootécnicas. 5-8. Su calidad se define como el conjunto de características que le confieren propiedades para satisfacer las necesidades preestablecidas y que se determinan desde el punto de vista de inocuidad, nutricional (o físicoquímico) y sensorial.5
Hoy día la calidad de la leche en México se regula por la Norma Oficial Mexicana NOM-184-SSA1-2002 la cual define a la leche como: “Producto destinado para consumo humano, proveniente de la secreción natural de las glándulas mamarias de especies domésticas”, en cambio, el pliego de condiciones para la Norma Oficial Mexicana NOM-155-SCFI-2003 de la leche para consumo l humano se define como: “La leche que debe ser sometida a tratamientos térmicos u otros procesos que garanticen la inocuidad del producto; además de ser sometida a operaciones como, clarificación, homogeneización, estandarización entre otras; siempre y cuando no contaminen al producto y cumplan con las especificaciones de su definición”. En ambas normas se describen las características físico-químicas, especificaciones mínimas de calidad e inocuidad de la leche ya procesada sin que se señale el contenido mínimo de elementos minerales .9-13.
Posteriormente, se creó una legislación para regular las características de leche cruda, sin considerar el contenido de elementos minerales, con el fin de dar paso a la creación de la Norma Mexicana NMX-F-700-COFOCALEC-2004. Esta norma define leche cruda como: “Secreción natural de las glándulas mamaria, sin calostro y sin substracción alguna de sus componentes, que no ha sido sometida a tratamientos térmicos.”11
Si bien en México se está comenzando a regular la calidad físico-química de la leche, desafortunadamente existe poca información sobre el tema pero sin ninguna cláusula con respecto al contenido mínimo de elementos minerales, para exigirles a los productores un mínimo de calidad.6
Los principales parámetros fisicoquímicos medibles en la leche son: densidad, punto de congelación, acidez, contenido de sólidos totales, sólidos totales no grasos, contenido de proteína, grasa, lactosa así como, conductibilidad eléctrica (conteo de células somáticas=CCS), pero no se han considerado los elementos minerales. 5-7, 12 Algunos métodos rápidos específicos y sensibles son el ECOMILK TOTAL o el MILK ANALYZER, que miden las características físico-químicas de la leche: contenido de grasa, proteína, lactosa, punto de congelación, pH y la conductividad eléctrica para cuantificar las células somáticas (CCS). 8
Medir la calidad físico-química y conteido de elementos minerales de la leche es de vital importancia ya que ofrece información calidad nutrimental o si este ha sido adulterado, mediante la adición de sustancias ajenas a su composición; o bien alterada por microorganismos o sus enzimas provocando alteraciones considerables a la leche. Esto trae como consecuencia, merma o inutilización de la misma.8
Lo anterior apunta exclusivamente a la calidad nutrimental de la leche, pero la calidad de la leche al no llenar los reqiuisitos de una calidad óptima se reflejará en la la calidad deficitafria de la alimentacion de las crias y por ende la reduccion en el número de partos, la cantidad de leche producida y la reducción en el tiempo productivo de la vaca.
Desafortunadamente, el contenido de elementos minerales en leche cruda en México no está ampliamente estudiado, debido, entre otros factores a que nunca se ha exigido a los productores un nivel mínimo de estos en la leche, ni tampoco se les ha señalado su utilidad en la productividad de la vaca. En función a lo anterior, el objetivo y la hipótesis del presente trabajo serán el estudio de los valores de la calidad físico-química y del contenido de elementos minerales esenciales de la leche de vacas del altiplano (estabuladas) comparada, con las de las vacas del trópico húmedo (semi-estabuladas). Amén de sentar las bases para la reglamentación de la calidad alimenticia de la leche. Así como las bases de la complementación óptima de elementos minerales en el alimento de las vacas de dos sistemas de producción para la produccion de leche de óptima calidad.
Material y métodos
Para la realización del presente trabajo se utilizó leche cruda de vacas procedente de dos establos ubicados, uno en Zumpango, Estado de México (Altiplano) y otro en Martínez de la Torre, estado de Veracruz, (Trópico).
El establo del altiplano (Zumpango Estado de México) cuenta con vacas Holstein-Friesian bajo un sistema de producción especializado, ordeñadas dos veces al día con un sistema mecánico, alojadas en corrales de tierra y alimentadas a base de dieta integral (heno de alfalfa, ensilado de maíz y alimento concentrado), suministrado tres veces al día.
El establo del trópico está ubicado en las instalaciones del Centro de Enseñanza, Investigación y Extensión en Ganadería Tropical de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la UNAM (CEIEGT – FMVZ UNAM), localizado en Martínez de la Torre, Veracruz. Este establo cuenta con vacas F1 Cebú X Holstein, bajo un sistema de producción de doble propósito, ordeñadas mecánicamente una vez al día y alojadas en potreros de pastoreo delimitados por cercos eléctricos. Su alimentación se realiza mediante pastoreo a base de Brachiaria decumbens y complementación con alimento balanceado más melaza, la cual es administrada durante el ordeño.
Se seleccionaron 60 vacas del altiplano y 60 vacas del trópico y se formaron dos grupos Trópico (T) y Altiplano (A). Posteriormente, se realizó una subdivisión para obtener los sub-grupos por lactancia (L), T1L, T2L, T3L y A1L, A2L y A3L, (20 vacas de cada uno). La muestra se tomó en la primera ordeña del día, a partir de los medidores de flujo, incorporados al equipo de ordeño mecánico. Se mantubieron en refrigeración aproximadamente 30 ml de leche por cada vaca, hasta la lectura de los parámetros físico-químicos. La grasa, proteína, lactosa y pH se midieron en el sitio de toma de muestra, por medio “Milk Analyzer”, el cual, funciona con ondas ultrasónicas. Posteriormente, la leche se congeló hasta la lectura del contenido de elementos minerales. La lectura de los parámetros mencionados se realizó con las especificaciones de trabajo y rangos de detección del equipo.
La lectura de los elementos minerales se realizó por espectrometría de absorción y emisión atómicas. Por absorción atómica se midieron : calcio (Ca), magnesio (Mg), hierro (Fe), manganeso (Mn), cobre (Cu) y zinc (Zn), el selenio (Se) se midió con generador de hidruros acoplado al espectrómetro de absorción atómica. Por emisión atómica se midieron: sodio (Na) y potasio (K). Por espectrocolorimetría se determinó el fósforo (P).
Los resultados finales se expresaron en mg/l para el caso de Ca, P, Mg, Na, K, Fe, Zn, Cu. El Se y el Mn se expresaron en µg/l. A los resultados se les aplicó la prueba estadística de T con corrección de Bonferronni para múltiples medias, con un nivel de significancia de 95%, con el fin de determinar la existencia de diferencias significativas en las medias de cada grupo.
Fue necesario transformar los resultados de la concentración de grasa, proteína y lactosa a arco seno, con el objeto de obtener resultados que respondieran a una distribución normal, se realizó por medio de la siguiente fórmula: √((x%/100)+0.5)
Donde, X%= al porcentaje
El análisis estadístico se realizó con ayuda del paquete estadístico SPSS v17.
Resultados.
Con el fin de analizar los datos de la calidad físico-química de la leche cruda de bovino, se obtuvieron los promedios generales y la desviación estándar de los parámetros de la del trópico y del altiplano (Cuadro 1). Al considerar: grasa, proteína, lactosa y pH, no se encontró diferencia significativa (P>0.05) en las muestras de leche cruda, según la prueba de T.
El porcentaje de grasa en la leche cruda de los grupos evaluados esta dentro de lo especificado en la NMX-F-700-COFOCALEC-2004, clasificándola así en “Clase A”; así como el porcentaje de proteína, exceptuando la leche producida por vacas de primera en el altiplano y de tercera o más lactancias en el trópico que se clasificó como leche “Clase B”. Este resultado puede asociarse a la disminución de sólidos en leche, conforme aumenta el número de lactancias, debido a la dilución de los componentes sólidos de la leche, derivado de una sub-alimentación. Las medias de la concentración de lactosa en todos los grupos corresponden a lo especificado en la norma. 5, 6.
El pH fue ligeramente mayor en la leche producida por vacas del trópico, sin ser significativo, en comparación con la leche producida en el altiplano, coincidiendo con el rango notificado en la literatura, porque el pH es un parámetro físico con poca variabilidad en la leche cruda de vaca. 5, 6, 8, 9 y 14.
En cuanto al contenido de elementos minerales, solo las concentraciones medias de Ca, Fe y Zn fueron significativamente mayores (P>0.05) en las leches provenientes del trópico. No se detectaron concentraciones de manganeso ni de selenio en la leche de ninguno de los dos grupos (Cuadro 1). Las medias de la concentración de Ca, Fe y Zn (mg/l) mostraron diferencia significativa mayor (P>0.05), en la leche cruda de las vacas de primera lactancia del trópico, en comparación con las del altiplano. No se encontraron diferencias en el resto de los parámetros. No se detectaron concentraciones de manganeso ni de selenio en las muestras de estos grupos (Cuadro 2). La media en la concentración (mg/l) de P, Mg, Fe y Zn presentó diferencia significativa mayor en la leche de la segunda lactancia del trópico en comparación con las del altiplano; el resto de los parámetros no fueron diferentes significativamente, ni se detectó Mn ni Se, (Cuadro 3). En las muestras de leche del grupo de vacas de tercera o más lactancias (Cuadro 4), sólo las medias de la concentración de: Ca, P, Fe, Zn y Cu, presentaron diferencias significativamente mayores en las del trópico, en comparación con las del altiplano. El resto de los parámetros medidos en este grupo no mostraron diferencias significativas, tampoco se detectaron concentraciones de Se y Mn (Cuadro 4).
Discusión
Los parámetros evaluados en la leche de vacas del presente trabajo se encontraron dentro del rango notificado en la literatura, a excepción de los valores de hierro, que estuvieron altos en las muestras de tercera o más lactancias del trópico, Cuadros 3 y 4. 8-14, 18.
Estos comportamientos en las medias de las concentraciones de grasa, proteína y lactosa se pueden atribuir a los siguientes factores: por la producción de una menor cantidad de leche de las vacas del trópico, pero con una mayor concentración de sólidos, en comparación con las del altiplano, que por su volumen de producción, contienen menor cantidad de solidos.4, 9, 10, 13-16,18.
El muestreo de las vacas en el trópico se realizó a finales del otoño, época en la que casi no llueve en el estado de Veracruz y por lo tanto hay una mayor concentración de nutrientes en los pastos. La literatura refiere que en vacas cuya alimentación está basada en el pastoreo, la época del año puede contribuir a un mayor aporte de nutrientes en el forraje, debido a que este contiene una menor cantidad de agua.4,9,10,13-18 Un comportamiento similar se encontró11,15-17 al describir una disminución en el porcentaje de proteína y lactosa a medida que aumentaban los números de lactancias en bovinos de doble propósito en condiciones de pastoreo y silvopastoreo; asociándolo con un efecto de dilución de los componentes de la leche por una mayor producción en animales de más lactancias.
Al comparar los valores promedio de los elementos minerales y del pH de la leche de vacas mexicanas con los de la literatura consultada, se encontró que el pH, Mg, y K son inferiores; las proteínas, la lactosa, Ca, P y Na son superiores; la grasa, el Fe y el Zn, resultaron similares. Cuando se compararon los valores de los parámetros entre los grupos y la ubicación de las vacas, se observó que las medias de las concentraciones de Ca fueron significativamente mayores en vacas del trópico de primera y tercera lactancias; el P y el Mg, fueron mayores en la leche del trópico de segunda y tercera o más lactancias. Este comportamiento se puede explicar debido a que la concentración de estos tres minerales se deriva del aporte en la dieta y se asocia con el contenido de proteína y grasa en leche. Alrededor del 57% del Ca y 27% del P (está en forma de fosfatos) se concentran en las micelas de proteína, que son responsables de la estructura y estabilidad de las micelas de caseína.13-18
Al tener en cuenta lo anterior, a medida que aumenta el porcentaje de grasa y proteína en leche, habrá un aumento en la concentración de Ca y P y en menor grado del Mg, sin dejar de considerar el contenido en el alimento.
La disminución en el porcentaje de proteína en las vacas de tres o más lactancias del trópico, sin una consecuente disminución en la concentración de Ca, se explica por la manera de metabolizar el calcio en el lactocito; el Ca entra a éste a través de una membrana basolateral dentro de la célula secretora. Las concentraciones citosólicas de Ca son inferiores a las cantidades secretadas, lo que evidencia un sistema de acumulación en organelos como el aparato de Golgi. El resultado es una disminución en el contenido de proteína sin que el Ca
Disminuya, ya que el lactocito secretará siempre una cantidad constante de Ca en la leche. 13-18
La concentración de Na fue más alta en los tres grupos estudiados del trópico, sin ser significativamente diferentes, mientras que la de K, siempre estuvo por debajo en estas mismas vacas, sin mostrar tampoco diferencia significativa. Sin embargo, siempre se mantuvo la relación Ca: K: Na, (2:3:1). El hecho de una mayor concentración de Na en la leche del trópico se puede asociar con una mayor transpiración corporal de agua en las vacas del trópico que en las del altiplano. También se describe un incremento en las concentraciones de Na en vacas que se encuentran a temperaturas mayores de 27°C, asociado con esta alta transpiración o derivado del aporte del elemento en el alimento. 14-16
Las medias de las concentraciones de Fe fueron significativamente mayores en vacas del trópico, en vacas de primera, segunda y de tres o más lactancias, lo mismo ocurrió con el Zn y el Cu, sólo en vacas de tres o más lactancias, excepto en vacas de segunda lactancia. Las concentraciones de dichos elementos minerales en la leche se relacionan directamente con el contenido en los alimentos, que indican así una cantidad importante de estos elementos en los suelos donde pastorean las vacas del trópico; a diferencia de los forrajes ofrecidos a las vacas en zonas templadas del altiplano.15
Los resultados del contenido de elementos minerales en leche cruda, obtenidos en el presente trabajo, son identificados por primera vez en México y demuestran que sí existen diferencias en el contenido de elementos minerales de la leche producida en el trópico y en el altiplano mexicanos, principalmente en cuanto a las concentraciones de elementos minerales como Ca, P, Fe, Zn, Cu y Mg. Lo anterior se puede asociar con factores como la complementación mineral, el número o etapa de la lactancia, el nivel de producción. Así como con el mérito genético del individuo, o el sistema de producción empleado, el tipo de alimentación y la época del año.
Referencias
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