Composicin nutricional de la leche.

Composicin nutricional de la leche.Biotecnologa AlimentariaChan Correa DeliaHerrera Pool EmanuelMagaa Trejo BrendaTorres Gonzlez YazmnVillegas Pacheco Miguel ngelLpidos y cidos grasos presentes en la lecheLeche materna y leche entera de vacaLpidosSon constituyentes importantes de la estructura de las membranas celulares, cumplen funciones energticas as como de reserva metablica; tambin forman la estructura bsica de algunas hormonas y de las sales biliares (Valenzuela y Nieto, 2003; Mc Namara y Carlson,2006; Fernndez, 2010; Mourek y Mourek Jr, 2011).

algunos lpidos tienen el carcter de esenciales debido a que no pueden ser sintetizados a partir de estructuras precursoras.La lactancia ocurre con la ayuda de dos hormonas, la prolactina y la oxitocina. La prolactina promueve la produccin de leche materna mientras que la oxitocina estimula la secrecin de la misma. Cuando el bebe comienza a succionar, se estimulan receptores nerviosos que estn localizados alrededor de la areola y el pezn. Estas sensaciones tctiles crean impulsos que llegan al cerebro (la oxitocina se produce en la hipotlamo y la hipfisis la secreta) secretando oxitocina que produce la contraccin de los conductos mamarios resultando en la eyeccin de la leche.

3cidos grasosLos cidos grasos poliinsaturados de cadena larga (LC- PUFA).Funcionamiento:*En el tejido de la corteza cerebral la parte de DHA en la edad adulta representa aproximadamente el 20 % y la parte de AA es de aproximadamente el 10 % de todos los cidos grasos detectados.*Cuando el organismo presenta desnutricin la concentracin de PUFA n-3 en el suero sanguneo disminuye.

han demostrado ser un nutriente esencial en la nutricin humana; tanto en el adulto como en el paciente peditrico ya que son necesarios para un adecuado crecimiento y funcionamiento corporal. La leche materna aporta aproximadamente el 50% de la energa en forma de lpidos, y de stos el 99% estn en forma de triacilglicridos (Mena y Milad,1998; Sanjurjo et al., 2008; Bosch et al., 2009; Martnez et al., 2009).Existe una relacin significativa entre el peso del recin nacido al momento del nacimiento y la concentracin de PUFA n-3 en sangre.Desnutricin: Con ello, las concentraciones de cidos grasos saturados se elevan rpidamente sobre todo en aquellos que tienen una cadena ms corta.Las etapas iniciales del desarrollo de organismo en los mamferos se caracterizan por una concentracin ms alta de cidos saturados grasos (Mourek y Mourek Jr, 2011).

4Leche materna

Componentes*contiene el 88 % de agua aportando la cantidad necesaria que el bebe necesita durante el perodo de lactancia durante los primeros 6 meses.

*las protenas Constituyen el 0.9 % de la leche materna (0.9 gr./100 ml).La leche humana contiene casena, lactosuero (protenas del suero), mucinas y nitrgeno no proteico. la casena de la leche materna es ms fcil de digerir ya que los cogulos que forma son blandos en comparacin con los de la leche de vaca. Se destaca la beta-casena por ser la ms abundante de las casenas.

Agua:Por ello los bebes que estn bajo lactancia exclusivamente durante los primeros 6 meses de vida no necesitan beber agua en forma adicional, an en pases con temperaturas altas. Si se le da agua u otra bebida durante los primeros 6 meses se corre e riesgo que el bebe contraiga diarrea y otras enfermedades.

Proteinas:Son producidas en la gldula mamaria, excepto la seroalbmina que proviene de la circulacin materna. La casena constituye el 30-40 % de las protenas mientras que el lactosuero el 60-70 % de las mismas.

5cidos grasos en la leche materna

Los cidos grasos son componentes de gran importancia nutricional tanto en el feto como en el recin nacido.

Requieren un gran aporte de cidos araquidnico y docosahexaenoico.

La leche materna contiene los cidos grasos insaturados tienen funciones nutracuticas.debido a que la velocidad de transformacin de los precursoresa nivel heptico no son suficientes para cubrir los requerimientosmetablicos de stos cidos grasos y es la madrequien los aporta a travs del transporte placentario durante lagestacin y a travs de la leche durante la lactancia. La Organizacinpara Alimentacin y Agricultura (FAO), la OrganizacinMundial de la Salud (OMS) y la Sociedad Europea deGastroenterologa, Hepatologa y Nutricin Peditrica (ESPGHAN),as como la Academia Americana de Pediatra recomiendanque las frmulas lcteas deben ser inocuas y similaresa la composicin de la leche humana y muyespecialmente en los cidos grasos poliinsaturados (PUFA).

Por ejemplo, ladeficiencia de cidos grasos esenciales en la infanciaprovoca problemas en el desarrollo del cerebroy la retina, adems de que previenen y modulandesrdenes autoinmunitarios (neuropata), cncerde pecho, clon y prstata, hipertensin leve, ateroesclerosis,artritis reumatoide, entre otros. Debido a ello, las formulas lcteas que se ofertan en el mercado han sido diseadas con mezclas de grasas de leches de vaca o cabra con aceites vegetales y/o animales coo crtamo, girasol, soja y pescado.6

Figura 1Etapas metablicas de la biosntesis de cidos grasos omega-6y omega-3 a partir de sus precursores.Fuente: Modificado de Valenzuela et al., 2011.Como se muestra en la Figura 1, es importantedestacar el papel de los LC-PUFA especficamenteel cido araquidnico (AA, C20:4 n-6) y el cido docosahexaenico (DHA, C22:6 n-3), que mediante procesos de elongacin y desaturacin son sintetizados en el organismo a partir de los cidos grasos de 18 tomos de carbono, el linoleico (LA) y el -linolnico (ALA) respectivamente (Haschke-Becher, 2001; Cheatham et al., 2006; Campoy et al., 2010; Valenzuela et al., 2010; Valenzuela et al., 2011).

7Tabla de cidos grasos

8Leche entera de vacaLa grasa de la leche y de productos lcteos contribuye al consumo de cidos grasos (AG) esenciales, protenas y vitaminas en la dieta humana y juega un papel crtico en las propiedades sensoriales de esos alimentos (Chilliard y Ferlay 2004).

Normalmente, la grasa (o lpido) constituye desde el 3,5 hasta el 6,0% de la leche, variando entre razas de vacas y con las prcticas de alimentacin. Una racin demasiado rica en concentrados que no estimulan la rumia en la vaca, puede resultar en una cada en el porcentaje de grasa (2,0 a 2,5%).*

La adicin de forraje verde a la dieta de rumiantes aumenta la proporcin de AG insaturados en la leche (Ferlay y col 2008, Frelich y col 2009, Coppa y col 2011) y en la carne (Duckett y col 2009, Leheska y col 2008). El contenido de CLA en particular es hasta cinco veces ms abundante (Dhiman y col 1999). Una razn por la cual el forraje verde promueve esos incrementos es que la mayora de los AG que contiene son 18:2n-6, precursor de los CLA en el rumen, y 18:3n-3 precursor de 18:1n-7trans-11, este ltimo, intermediario en la sntesis de 18:2n-7cis-9trans-11 en la glndula mamaria (Griinari yBauman 1999). El contenido del cido 18:3n-3 se reduce a la mitad en el heno con respecto al forraje verde (Izumi y col 2002). Por otro lado, el pH del rumen afecta las especies de microorganismos que inducen la biohidrogenacin, siendo mayor la produccin de CLA a pH mayores de 6,0, lo cual sucede con forraje fresco (Martin y Jenkins 2002). Entonces, la alimentacin con forraje verde en lugar de materiales conservados o concentrados parece ser un medio simple y efectivo para aumentar el contenido de CLA en la leche de rumiantes (Tanaka 2005).9Leche entera de vacaEl cido 18:1n-9 es el AG monoinsaturado (MUFA, por sus siglas en ingls) ms abundante en la leche, el resto son en su mayora ismerostransde 16:1, 18:1 (Destaillats y col 2000) y 20:1 (Cruz-Hernndez y col 2004). La grasa de la leche es tambin una fuente importante de cido linoleico conjugado (CLA, por sus siglas en ingls).

ElCLA es un trmino colectivo que describe una mezcla de ismeros dienoicos, geomtrica y posicionalmente conjugados derivados del cido 18:2n-6. As, se ha reportado la presencia de 14 ismeros de CLA (Lock y Bauman 2004), pero el mayor inters se ha enfocado al CLA 18:2n-7cis-9trans-11 y CLA 18:2n-6trans-10cis-12 porque tienen funcin anticancergena, antiarteriognica, inmunomoduladora, promueven el crecimiento y una masa corporal magra (Tanaka 2005).El CLA 18:2n-7cis-9trans-11 es el ismero predominante, representa el 75-90% del total de CLA en la grasa de la leche de los rumiantes y se conoce con el nombre comn de cido rumnico, debido a su relacin nica con los animales pertenecientes a dicho suborden (Kramer y col 1998).

10Influencia de las razas de las vacas

Aunque hay numerosos estudios sobre los CLA en leche, la dificultad para identificar los cidos grasostrans, la diversidad de razas, sistemas de alimentacin y tipos de dieta, as como la poca del ao y otros factores, hacen difcil la comparacin de AG en leche de vaca en distintos trabajos (Khanal y Olson 2004). Por ejemplo, se ha observado que la raza Holstein produce ms CLA que la Jersey (Lawless y col 1999). No se han encontrado diferencias en el CLA en relacin al tiempo de lactancia (Kelsey y col 2003), pero s en relacin a la poca del ao (Mnsson 2008). Se han reportado mayores niveles de CLA en leche de vacas alimentadas con pasto fresco que en seco y mayor CLA cuando hay diversidad de plantas forrajeras (Collomb y col 2004).11Tipos de cidos grasos en la leche entera de vacaLa grasa de la leche contiene principalmente cidos grasos de cadena corta (cadenas de menos de ocho tomos de carbono) producidas de unidades de cido actico derivadas de la fermentacin ruminal.

Los cidos grasos de cadena larga en la leche son principalmente los insaturados (deficientes en hidrgeno), siendo los predominantes el oleico (cadena de 18 carbonos), y los polinsaturados linoleico y linolnico.La grasa se encuentra presente en pequeos glbulos suspendidos en agua. Cada glbulo se encuentra rodeado de una capa de fosfolpidos, que evitan que los glbulos se aglutinen entre s repeliendo otros glbulos de grasa y atrayendo agua. Siempre que esta estructura se encuentre intacta, la leche permanece como una emulsin.La mayora de los glbulos de grasa se encuentran en la forma de triglicridos formados por la unin de glicerol con cidos grasos (Figura 3). Las proporciones de cidos grasos de diferente largo determina el punto de fusin de la grasa y por lo tanto la consistencia a la mantequilla que deriva de ella. Esta es una caracterstica nica de la grasa de la leche comparada con otras clases de grasas animales y vegetales..

12Leche de vaca

Sales mineralesEn su mayor parte disueltas (molculas e iones) y otras en estado coloidal.La mayora son de tipo mineral (fosfatos, cloruros, bicarbonatos,), aunque tambin las hay de origen orgnico (citratos y lactatos).La distribucin de las sales entre las fases soluble y coloidal y sus interacciones con las protenas de la leche son factores importantes en la estabilidad de los productos lcteosVitaminasLa leche contiene vitaminas hidrosolubles (grupo B y la C)*y liposolubles (A, E, D, K) **

*Que provienen de la biosntesis que realizan las bacterias del rumen**sujetas a variaciones importantes, debido a la alimentacin del animal y a las radiaciones solares15EnzimasLa mayora son componentes o productos de las clulas mamarias que, durante los procesos secretores, llegan a la leche.Aunque presentes en pequeas cantidades, pueden influir en la estabilidad de los productos lcteosLas enzimas de la leche carecen de valor desde el punto de vista alimenticioEnzimasExisten dos grupos de enzimas:Hidrolasas: esterasas, lipasas (sabor a rancio), carbohidratasas y proteasas.Oxidoreductasas: las ms importante son la catalasa y la peroxidasa que sirven como indicadoras de la calidad microbiolgica de la leche.ProtenasLa protena contenida en la leche es del 3,5% (variando desde el 2.9% al 3.9%).Las protenas se clasifican en dos grandes grupos: casenas (80%) y protenas sricas (20%).

CasenaLa casena es la protena ms abundante, adems de ser la ms caracterstica de la leche

Vital en la produccin de quesos

CasenaLas casenas de la leche pueden precipitar (pierden su estabilidad coloidal) por acidificacin, hasta el pH isoelctrico (4,6), o por la accin de enzimas proteolticas (de origen animal o cuajo, de origen microbiano, vegetal, gentico).Suero de leche El lacto suero, suero, suero lcteo o suero de quesera es un lquido verde-amarillento que se separa de la leche cuando sta se coagula para la obtencin del queso, contiene todos los componentes de la leche que no se integran en la coagulacin de la casena y constituyendo aproximadamente el 85% - 90% del volumen de la leche. (Snchez-Snchez, et al, 2009).El suero est compuesto principalmente por lactosa, calcio, sales minerales y protenas lacto-sricas Las protenas del suero lcteo tienen un gran contenido en aminocidos esenciales como lisina, triptfano adems de aminocidos azufrados (Hernndez & Rudn, 2002).

Al representar el suero cerca del 90% del volumen de la leche, contiene la mayor parte de los compuestos hidrosolubles de sta, el 95% de lactosa (azcar de la leche), el 25% de las protenas y el 8% de la materia grasa de la lecheEn general el contenido aproximado es:Composicin Porcentaje Agua93,1% 94-96% (FAO, 1997)Lactosa4,9%Protena Cruda0,9%Cenizas0,6%Grasas0,3% 98% triglicridos, 0.5-1% fosfolpidos y otras sustancias (Hernndez & Rudn, 2002)

cido lctico 0,2%(Garca, et al, 1993; Kirk, et al, 2005)

(Guerrero, 2012)Cerca del 70% de la protena cruda que se encuentra en el suero corresponde a protenas con un valor nutritivo superior al de la casena, como son -lacto-globlina, -lacto-albmina, inmunoglobulinas y enzimas (Garca, et al, 1993; Kirk, et al, 2005).

Propiedades del suero Las protenas del suero lcteo representan una mezcla variada de protenas, las cuales tienen una serie de efectos biolgicos, que van desde un efecto anti cancergeno hasta efectos en la funcin digestiva (Hernndez & Rudn, 2002).

Aprovechamiento del suero en la industria

Debido a las excelentes propiedades nutricionales y funcionales y a las grandes cantidades de suero de quesera que se producen, se ha convertido en una excelente materia prima para obtener diferentes productos a nivel tecnolgico o como medio de formulacin.Hidrolizados Los aislados de protena de suero tienen como caractersticas importantes un 90% de protena y entre 4-5.5% de agua. Los hidrolizados de protenas son bastante utilizados debido a que los aminocidos proporcionados son rpida y completamente absorbidos a nivel digestivo en comparacin con la protena intacta sin hidrolizar (Parra & Huerta, 2009).

BiomasaUna alternativa es utilizar el suero como medio para el crecimiento de microorganismos para la produccin de biomasa. En diversas investigaciones se ha indicado la posibilidad de obtener protena unicelular mediante el crecimiento de microorganismos que hacen uso de la lactosa presente en el suero (Zumbado & Rivera, et al, 2006).

Estados de dispersin: Fases de la lecheEmulsin de materia grasaLos lpidos de la leche, los fosfolpedos y otras sustancias insaponificables, se encuentran dispersos en forma globular enestado inestable. El grado de dispersin de la materia grasa forma una superficie que representa aproximadamente 80m2en un litro de leche.

El tamao de los glbulos grasos vara entre 1.5 y 10m(1m= 0.001 mm).El tamao de los glbulos grasos disminuye en la operacin de homogenizacin hasta llegar a un tamao de 0.002 mm producindose una emulsin ms estable.

La separacin de la fase globular se debe a la diferencia de densidad que tienen los glbulos grasos y la del lquido en que estn emulsionados, siendo menor la densidad de los glbulos grasos. Esta diferencia ocasionada por la fuerza de gravedad, hace que losglbulos grasos asciendan y ocurra la separacin de la crema. Esta fuerza es la que acta en el descremado por la accin centrfuga.30Para calcular la velocidad terica en que asciende un glbulo graso se utiliza la frmula de Stokes:V = 2 r2(dm dl) g

Donde:v= velocidad de ascensor= radio del glbulodm=densidad del mediodl= densidad de la grasag=aceleracin por la fuerza de gravedadh= viscosidad

Con esta frmula se puede calcular que un glbulo graso de 5 micrones de dimetro ascender 2 mm aproximadamente en una hora. La aglutinacin de los glbulos grasos en racimos explica la diferencia entre la velocidad de descremado promedio calculada con la frmula de Stokes y la velocidad real de separacin de la crema.

32Las temperaturas entre 7 8oC ayudan al descremado espontneo por causa de la aglutinacin de los glbulos grasos. Temperaturas mayores de los 60oC ocasionan problemas en la aglutinacinporque modifica la protena soluble, la aglutinina, que es la que produce la agregacin de losglbulos grasos.

La acidez tambin influye en la aglutinacin de los glbulos grasos acelerndola al reducir las cargas elctricas del glbulo graso. Por lo anterior en el descremado se prefieren temperaturas entre32 35oCpor ser la ms adecuada para separar la grasa al ser mayor la diferencia entre el dm y dl y menor el coeficiente de viscosidad.

33La separacin de la materia grasa de la crema mediante la operacin de batido, en la elaboracin de mantequilla, se debe a la incorporacin de aire en microburbujas. Que ocasionan el agrupamiento de los glbulos grasos en la superficie de las burbujas, comprimindolos a medida que aumenta el batido. Es as como los granos de la mantequilla se separan del plasma o suero de la mantequilla producindose una inversin de la emulsin inicial grasas en agua a agua en grasa, especfica de la mantequilla.Cuando la leche se encuentra sin los glbulos grasos se forma el plasma lcteoque es un lquido donde se encuentra en emulsin los glbulos de grasa.

34Suspensin de lacasenaQu es la casena?La casena es el componente proteico de la leche, que comprende en definitiva la mayora de las protenas de la leche, al constituir aproximadamente un 80%, mientras que el 20% restante es suero.suspensin de lacasenaLa dispersin de las micelas de casena en la leche es bastante estable y resistente a operaciones de concentracin, congelacin, secado y reconstitucin.

Fig. 2. Estructura de una micela de casenaLas casenas interaccionan entre s formando una dispersin coloidal que consiste en partculas esfricas llamadas micelas (ver Figura 3) con un dimetro que suele variar entre 60 a 450nm poseyendo un promedio de 130nm. A pesar de la abundante literatura cientfica sobre la posible estructura de una micela, no hay consenso sobre el tema.37Casena

Fig. 1. Estructura tridimensional de la casenaContiene el complejo de fosfocaseinato de calcio como partculas que se denominan micelas las cuales tienen un movimiento browniano.

38suspensin de lacasenaEl complejo caseinato contiene el 8% de calcio y fsforo inorgnico, aproximadamente, adems de otras sales como los citratos.

Se observa que la estabilidad es mxima a un pH de 6.6 6.7 y mnima a un pH de 6.7 6.9-.

Fase hdricaFase hdricaLa fase hdrica puede considerarse como formada por el conjunto de sustancias disueltas en el agua, cualquiera que sea el tamao de sus molculas (incluidas protenas solubles), o nicamente por las sustancias de bajo peso molecular: principalmente la lactosa y las sales que constituiran la solucin verdadera.Fase hdricaEl agua de la leche se encuentra en forma libre y en forma ligada.

El agua ligada por la casena cambia por efecto de la temperatura, del pH y por la concentracin de sales que la reducen considerablemente.Fase hdrica6% de protenas, sales (fosfatos), cloruros, sulfatos y bicarbonatos de calcio, magnesio, sodio y potasio y lactosa.El calcio, magnesio, sodio y potasio estn combinados con los grupos aninicos de la casena.En el agua libre, la fase hdrica est formada por un grupo de sustancias disueltas en el agua entre las cualesse encuentra aproximadamente un 43Fase hdricaEsta fase est representada, ms o menos completamente, por los lacto sueros, y estos pueden obtenerse de diversas formas.Referencias LERCHE, Martn. Inspeccin veterinaria de la leche. Ed Acribia;Zaragoza Espaa, 1.69; p 188MINISTERIO DE SALUD. Decreto 2437 por el cual se reglamenta parcialmente el Ttulo V de la Ley 9 de 1979, en cuanto a Produccin, Procesamiento, Transporte y Comercializacin de la leche, agosto 30 de 1893Composicion de la leche y valor nutritivo http://www.agrobit.com/Info_tecnica/Ganaderia/prod_lechera/GA000002pr.htm. visto:7/06/2015R. Ortega Prez, et Al.(2013).Perfil de cidos grasos en leche de vacas Chinampas (Bos taurus) alimentadas con forraje fresco de matorral sarcocaulescente o heno de alfalfaS. Vega,a R. Gutirrez,a, et.Al.(2012).La importancia de los cidos grasos en la leche materna y en las frmulas lcteasSnchez-Snchez, G. L., Gil Garzn, M. J., Gil-Garzn, M. A., Giraldo-Rojas, F. J., Milln-Cardona, L. D. J., & Villada-Ramrez, M. E. (2012). Aprovechamiento del suero lcteo de una empresa del norte antioqueo mediante microorganismos eficientes, 4 (2), 65-74. Recuperado de http://repository.lasallista.edu.co/dspace/handle/10567/551NMX-F-721-COFOCALEC-2012. Sistema producto leche alimentos lcteos suero de leche (lquido o en polvo) especificaciones y mtodos de prueba.FAO. (1997). La leche y los productos lcteos en la nutricin humana. Mxico D.F.: FAO. Hernndez, X. R. G., & Rudn, J. R. G. (2002). UTILIZACIN DEL SUERO DE LECHE PARA LA ELABORACIN DE UNA BEBIDA FERMENTADA. Tesis de Licenciatura. Obtenida desde http://usi.earth.ac.cr/glas/sp/dpg/99044.pdfGarca, G., Revah, M., & Gmez, R. (1993). Productos Lcteos. Mxico: Limusa Noriega. Kirk, R. Sawer, R. y Edgan, H. (2005). Composicin y Anlisis de Alimentos Deperson. Mxico: Cecsa. GUERRERO W, GOMEZ C, CASTRO J, GONZLEZ C, SANTOS E. Caracterizacin fisicoqumica del lactosuero en el valle de Tulancingo [Articulo de internet]. http://www.uaeh.edu.mx/investigacion/icbi/LI_FisicAlim/Carlos_Aldapa/3.pdf. [Consulta noviembre 27 de 2012] Kraulis, P. 1991. Molscript: a program to produce both detailed and schematic plots of protein structures. J. Applied Crystallog.. 24: 946-950.Parra-Huertas, R. A. (2009). Lactosuero: Importancia en la Industria de Alimentos. Rev.Fac. Nac.Arg.Medellin 62(1) 4967-4982. Recuperado de http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=17991537702 Zumbado-Rivera, W., Esquivel-Rodrguez, P. & Wong-Gonzlez, E. (2006). Seleccin De Una levadura Para La Produccin de biomasa: Crecimiento en suero de queso. Agronoma Mesoamericana, 17 (2), 151-160. Recuperado de http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=43717202