ESTIMACION DE ECUACIONES QUE RELACIONAN MATERIA GRASA Y PROTEINAS EN LECHE DE PRODUCTORES DE CENTROS DE ACOPIO LECHEROS

Luz H. Molina ¹, Danilo Silva ², Yolanda Castillo ², Irma Molina ³, Bernardo Carrillo ¹ y Carmen Brito ^1
1Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Austral de Chile. Casilla 47 Valdivia.
²Ingeniero en Alimentos, Escuela de Ingeniería en Alimentos. Universidad Austral de Chile.
³Facultad de Ciencias Económicas y Administrativas, Universidad Austral de Chile.
hmolina@uach.cl

Recepción originales 04 de Octubre de 2001

ABSTRACT

Estimation of equations relating fat and protein contents in milk of farmers of milk collecting centers.

Key words: milk quality, milk composition, Milk Collecting Centers

The relationship between fat and protein content was studied in milk of farmers of Milk Collecting Centers (CAL) in the city of Valdivia, Chile, during autumn- winter and spring- summer 2000 and 2001. The objective of this research was to study the relationship between these parameters.
The milk samples were obtained from 10 farmers associated to Milk Collecting Centers and sample of milk tank.
Milk fat was determined by the Gerber method and protein contents by the Kjeldhal method. The data obtained from this study were statistically analysed through the software Statgraphic Plus 2.0.
Statistically significant differences of milk fat  (p<0,05), between samplings and farms were found in both seasons. With respect to protein contents  this parameter was similar in the season autumn- winter, but different in the season spring- summer. According to the average of fat and protein contents there were no differences between seasons.
The data of both parameters were analysed by linear regression  and second order polinomial models.   The best model studied was the polinomial regression to relationship of these parameters.
With a general equation for the autumn- winter season it is possible to calculate protein through the fat content of milk. But in spring- summer season it is necessary to obtain a particular equation for each CAL.

RESUMEN

Palabras claves: calidad de leche, composición de leche, Centros de Acopio Lecheros.

Se estudió la relación entre materia grasa y proteínas de la leche de productores de Centros de Acopio Lechero (CAL), en Valdivia, en otoño- invierno y primavera- verano del 2000 e inicios de 2001. El objetivo fue estimar la relación entre materia grasa y proteínas de la leche en Centros de Acopio Lechero, a fin de disponer de una ecuación que permita calcular proteínas apartir de materia grasa.
Se obtuvieron muestras de leche de 10 productores de Centros de Acopio Lecheros  y de  la leche mezcla de estanque.
La materia grasa se determinó por el método  Gerber y  las proteínas por el método de Kjeldhal. Los resultados fueron analizados estadísticamente mediante el programa Statgraphic Plus 2.0
Se detectaron diferencias estadísticamente significativas al 95 % de confianza, en el contenido de materia grasa entre predios y entre muestreos para las dos épocas analizadas otoño- invierno y primavera- verano. En relación  al contenido de proteínas no se detectaron diferencias entre predios ni entre CAL, en la época de otoño- invierno, pero sí en la época primavera- verano. Al considerar el promedio  de materia grasa y proteínas por estación, no se detectaron diferencias significativas.
Se aplicaron modelos de regresión lineal y polinomial de segundo orden a los resultados de materia grasa y proteínas. El modelo aplicado que mejor se ajustó a la realidad de los CAL fue el de regresión polinomial de segundo orden, se propone una ecuación general para la época otoño- invierno y una particular para cada CAL en estudio, en la época de primavera- verano.

INTRODUCCION

La recepción de leche en la X región de Chile, representa el 65% del total nacional (Chile, Odepa, 2000). Además, en dicha región se concentra el 65% de los Centros de Acopio Lechero (CAL), con el 71% de los productores lecheros asociados a estas organizaciones (Anrique, 1999). En el año 1999, los CAL de la X región contribuyeron con un 5,5% de la recepción regional de leche (Chile, Indap, 2000), representando el 82% del total de agricultores lecheros del país (Anrique, 1999).

A partir del año 1995, las industrias lecheras cancelan la calidad de leche en los CAL por la leche mezcla de estanque y no por productor individual, siendo de responsabilidad del CAL determinar la calidad de leche entregada por sus asociados.

Entre los parámetros químicos considerados para determinar la calidad de leche se consideran el contenido de materia grasa y proteínas, pero en la mayoría de los CAL no existen laboratorios de análisis para estos fines. Por lo tanto, se contrata este servicio lo cual hace disminuir los ingresos de los productores asociados en un importante porcentaje especialmente en aquellos que reciben menos de $20.000/mes (25% de los productores de los cinco CAL considerados en el  estudio).

Por este motivo, surgió el interés de realizar el presente estudio, a fin de  estimar el contenido de proteínas a partir del contenido de materia grasa, considerando que ambos parámetros siguen el mismo patrón durante la lactancia; por lo tanto, se puede esperar que la relación entre ambos sea significativa.
El contenido de materia grasa de la leche es uno de los parámetros que varía en mayor proporción, considerando características propias del animal y las no dependientes del animal, siendo las de mayor incidencia las de manejo del rebaño y/o raza de los mismos y las características individuales. (Alais, 1985; Casado y García, 1985;  Amiot, 1991).

En relación a las proteínas de la leche, estas varían por los mismos factores aunque en menor proporción. Además, la evolución de estos parámetros durante la lactancia siguen una misma tendencia, decrece durante el primer mes  y luego aumentan gradualmente hasta fines de ella (Alais, 1985; Casdo y García,1985).

En diferentes estudios realizados en el extranjero y en el país se han determinado coeficientes de correlación entre ambos parámetros, el cual ha variado entre 0,3 a 0,7; tanto en estudios realizados en Chile (Lavín, 1996, Letelier, 1998, Romo, 2000), como en otros países (Grappin et al., 1981; Ng-Kwai-Hang et al., 1984; Somerfeldt y Baer, 1986; Alenda et al., 1988).

El desarrollo de  fórmulas para el cálculo de parámetros de composición de la leche, por ejemplo sólidos totales, han sido descritas desde el s XIX con fines industriales, utilizándose el contenido de materia grasa y el peso específico de la leche, con determinados factores de corrección, dada las características de la leche de cada región y de los diferentes factores que la modifican (Pinto et al., 1973).

En Chile, se desarrolló la fórmula ITL (del Instituto  Tecnológico de la Leche), para el cálculo de sólidos totales considerando el contenido de materia grasa y densidad con sus respectivos factores de corrección (Pinto et al., 1973).

Cervinka et al. (1976), aplicaron el análisis de regresión múltiple en muestras de leche, a fin de describir un modelo que relacionara materia grasa, proteínas, lactosa con los sólidos totales.

Paralelamente, con el fin de predecir beneficios económicos en la industria lechera, se han desarrollado ecuaciones que estiman el rendimiento teórico quesero, a partir de parámetros de composición de la leche como proteínas, materia grasa, sólidos totales, entre otros. Así, mediante el uso de una ecuación, se determina una incógnita referida a algún parámetro de calidad de la leche (Nicklitschek, 1997).

El objetivo general del estudio fue estimar la relación entre los parámetros de composición de materia grasa y proteínas en la  leche de predios de cinco Centros de Acopio Lechero de la provincia de Valdivia, durante las épocas otoño - invierno y primavera - verano.

Se plantea la hipótesis que existe una relación entre materia grasa y proteínas que permitirá obtener una ecuación a fin de estimar el contenido de proteínas a partir de materia grasa, en muestras de leche de pequeños productores de Centros de Acopio Lechero.

MATERIALES Y METODO

Se obtuvieron muestras de leche de 10 predios y del estanque del CAL en cinco Centros de Acopio de la provincia de Valdivia, X Región, que representaban el 60% de la recepción de leche del CAL.

A fin de caracterizar los predios en estudio, se aplicó una encuesta que consideraba aspectos de manejo y del animal (alimentación, ordeño, raza edad, época de lactancia, entre otros).

Se realizaron 10 muestreos de leche durante las etapas otoño - invierno y 10 muestreos de leche durante las etapas  primavera - verano del año 2000 e inicios de 2001.El muestreo se realizó de acuerdo a la Norma chilena 1011 (Chile, 1998).

El análisis de materia grasa se realizó de acuerdo al método Gerber (Chile, 1979) y el análisis de proteínas de acuerdo al método Kjeldhal (IDF/FIL, 1993).

Los análisis estadísticos comprendieron:

-Descripción,  análisis de varianza y comparaciones múltiples según Tukey, de los  parámetros en estudio,  para los diferentes CAL y entre estaciones.

-Además, del análisis de correlación se realizó un análisis de regresión y se aplicaron modelos de regresión lineal y polinomial de segundo orden, con el programa Statgraphic Plus 2.0, para la obtención de la mejor ecuación de regresión que se ajuste a la realidad de los CAL.

-Se compararon los valores de proteína analítica y por fórmula con una prueba de t de comparación simple.

-En los análisis estadísticos se consideraron los duplicados de las muestras para ambos parámetros.

RESULTADOS Y DISCUSION

Una relación funcional entre materia grasa y proteínas debe considerar la mayor variabilidad de respuestas de la variable independiente, en este caso materia grasa. Bajo las condiciones del estudio, se obtuvieron diferencias estadísticamente significativas en el contenido de materia grasa, entre predios y entre muestreos, en las épocas de otoño - invierno y primavera - verano (p< 0,05).

Las diferencias en el contenido de materia grasa se deben principalmente a las características propias del manejo y rebaño de cada predio (Alais, 1985 y Casado y García, 1985). Entre estas características se mencionan tipo de alimentación, edad de los animales, época de parto y etapa de lactancia de las vacas. Los factores que afectan el contenido de materia grasa y proteínas se observan en sus variaciones, constituyendo variables exógenas, que dependen del manejo de los animales, que para este grupo de CAL fueron conocidas.

En todos los predios predominaba la raza Frisón Negro y en ocho de ellos tenían además, Frisón Colorado. El número de vacas en los predios era entre 4 a 17  y en el 60% de los predios en estudio se utilizaba ordeño mecánico. La alimentación era en base a silo y praderas y en un 30 % de ellos se incluía concentrado en la alimentación en la época otoño- invierno (Castillo, 2001). En las estaciones de primavera- verano la alimentación era en base a praderas y en algunos predios también se incluía silo y concentrados (Silva, 2001).

En cuanto al contenido de proteínas, no se detectaron diferencias estadísticas entre predios ni entre CAL (p>0,05), en la época de otoño - invierno. Sin embargo, en la época de primavera y verano se determinaron diferencias  estadísticamente significativas al 95% de confianza (p<0,05), entre predios y entre CAL.
El contenido promedio de materia grasa por estación y por CAL (Cuadro 1) fue mayor al 3.0%, considerado como base para el cálculo del precio de leche. No se observó lo mismo para el contenido de proteínas, ya que en las diferentes épocas, en algunos CAL el promedio fue menor al 3,2%,  considerado como base para el pago de bonificación por este parámetro (Agroanálisis,2001).

Al considerar el promedio según la estación en el contenido de materia grasa y proteínas (Cuadro 1), no se detectaron diferencias entre estaciones ni entre CAL, para ambos parámetros.

A través del análisis de regresión lineal de los resultados de materia grasa y proteínas en leche se determinaron correlaciones significativas en tres de los CAL, en la época de otoño- invierno y en la época de primavera - verano sólo en uno.

Se determinaron ecuaciones generales por regresión lineal que incluían todos los CAL en los períodos estudiados, las que resultaron significativas pero de baja correlación.

De acuerdo a Borovkov (1988) y  Kume (1992), para mejorar el ajuste de las ecuaciones obtenidas, se puede utilizar una regresión modificada, tal como el modelo de regresión polinomial de segundo orden, que presenta una mejor explicación.

Por medio de regresión polinomial, se determinaron ecuaciones generales para la época de otoño - invierno y otra para la época de primavera - verano, obteniéndose una correlación significativa para la época otoño- invierno (Cuadro 2), pero no así, para la época de primavera - verano, debido probablemente a diferencias en el tipo de alimentación.

Por lo cual, para la época primavera - verano  se determinaron ecuaciones individuales, para cada CAL (Cuadro 2), lo que reflejaría el comportamiento real de cada uno, obteniéndose correlaciones más altas y estadísticamente significativas; puesto que estarían influyendo variaciones estacionales y geográficas, como las diferencias entre los rebaños en estudio.

Las ecuaciones así obtenidas responden a características de manejo y geográficas en cada CAL; así, serían aplicables siempre y cuando las condiciones de manejo en los distintos predios se mantengan constantes en el tiempo.

Con la utilización de las ecuaciones se determinaron las diferencias entre el contenido proteico obtenido por el análisis de laboratorio (método Kjeldhal) y por la utilización de las respectivas fórmulas de regresión polinomial (Cuadro 3).

Con las ecuaciones individuales por CAL, obtenidas para las épocas primavera- verano se presentaron las menores diferencias entre ambas formas de determinar proteínas, ya que aproximadamente el 90% de las muestras presentaron diferencias menor a 0,20% (Cuadro3). De acuerdo a IDF/FIL (1993), la reproducibilidad del método semi-micro Kjeldhal es 0,19, definida como grado de acercamiento entre resultados de análisis en la misma muestra y el mismo método en diferentes laboratorios.

En la Figura 1 se presenta la distribución de frecuencias de las diferencias entre ambas formas de obtención de proteínas, aplicando la fórmula general de la época otoño- invierno, se observa que la mayor frecuencia se presenta en el intervalo -0,2 a +0,1, en el cual se obtuvo un 65% de los valores en este rango (Cuadro 2).

Diferencia Algebraica entre métodos (% Análitico -% Teótico)

Figura 1: Histograma de frecuencia de las diferencias entre protéina teórica (ecuación polinomial) y proteína analítica (Kjedhal) (otoño-invierno). Figure 1: Frecuency chart of differences between teorial protein (polinomial equiation) and anlytical protein (Kjedhal) (Autonm-winter)

En la Figura 2 se presenta la regresión lineal obtenida al comparar ambos métodos para la determinación de proteínas en el CAL Pucara, de las épocas primavera- verano, obteniéndose un coeficiente de correlación de 0,47 y un error residual de 0,04 (Cuadro 4).

Al aplicar la prueba t, se observó que no existían diferencias estadísticamente significativas entre ambas formas de determinar proteínas, es decir método analítico y por fórmula obtenida por el análisis de regresión polinomial, tanto con la ecuación general de las épocas otoño- invierno como la particular para cada CAL en las épocas primavera- verano.

Proteína análitica

Figura 2: Regresión lineal entre los métodos análitico y teórico según formula polinomial. CAL Pucara. Figure 2: Lineal regresión between analytical and theorical methods. Cal Pucara.

CONCLUSIONES

AGRADECIMIENTOS

Financiado con aporte de las Sociedades Agrícolas Paillaco, Pichirrupulli, Pumol, Pucara, Santa Rosa de la comuna de Paillaco.

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