Agro Sur, Vol. 32 N° 1, 2004, pp. 59-67

CIENCIA PECUARIA

Composición en triacilgliceroles de leche cruda proveniente del altiplano mexicano

Triacylglycerol composition of raw milk from the central region of México

Salvador Vega y León ^* ., Norma Pérez Flores ^*., Rey Gutiérrez Tolentino ^*., Gilberto Díaz González ^*, Georgina Urbán Carrillo ^*, Acacia Ramírez Ayala y Manuel Pinto Covarrubias ^**

* Departamento de Producción Agrícola y Animal, Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Xochimilco, México, D. F.
** Universidad Austral de Chile. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos, Casilla 567, Valdivia, Chile.
e-mail: salvega1@hotmail.com

Abstract

Raw bovine milk triacylglycerols, TAG, (C₂₈ - C₅₄) from four different areas (A, B, C, D) of the central part of Mexico were determined by gas chromatography using a flame ionization detector, FID. Regional and seasonal (dry and wet) effects in TAG C₂₈ - C₅₄ were studied. The TAG with higher contents were C₅₂, C₅₀ and C₃₈, with values of 15.2, 13.7 y 11.1 (wt %), respectively. The period of the year affected (p< 0.01) average values of TAG C₂₈, C₃₂, C₃₈, C₄₀, C₄₂, C₄₄, C₄₆, C₄₈, C₅₀, C₅₂, and C₅₄. During the dry period high contents of TAG C₃₄ - C₄₂ and low levels of those of C₄₄ - C₅₄ were observed, the opposite happened during the wet season. Higher levels of TAG C₄₈, C₅₀ and C₅₄ were found in area D compared with areas A, B and C, probably due to oilseeds being fed to the dairy cows of those regions.

Key words: Fat milk, composition, triacylglycerols, gas liquid chromatography.

Resumen

Se determinó a través de cromatografía de gases con detector de ionización de llama el contenido (% p/p) de triacilgliceroles (TAG) (C₂₈ - C₅₄) de leche cruda de vaca procedente de cuatro cuencas (A, B, C, D) de la región del Altiplano Mexicano. Se estudió el efecto de la época del año (lluvia y sequía) y el origen sobre los contenidos de TAG (C₂₈ - C₅₄). Los TAG que se cuantificaron en mayores cantidades fueron C₅₂, C₅₀ y C₃₈, con valores de 15,2 , 13,7 y 11,1 (% p/p) respectivamente. El periodo del año afectó (p < 0,01) las medias de los C₂₈, C₃₂, C₃₈, C₄₀, C₄₂, C₄₄, C₄₆, C₄₈, C₅₀, C₅₂, y C₅₄. En el período de seca se observaron contenidos (% p/p) mayores de los TAG C₃₄ - C₄₂ y menores de los TAG C₄₄ - C₅₄, lo cual fue inverso a lo ocurrido durante la época de lluvia. En la cuenca lechera “D” se encontraron cantidades mayores de los TAG C₄₈, C₅₀ y C₅₄ que en las cuencas “A”, “B” y “C” probablemente ocasionado por el consumo de oleaginosas y derivados usados en la alimentación de esas vacas lecheras.

Palabras clave: Grasa láctea, composición, triacilgliceroles, cromatografía de gases.

INTRODUCCION

Los lípidos figuran entre los constituyentes más importantes de la leche, representando aproximadamente el 30 por ciento de su materia seca, a su vez la grasa láctea bovina esta constituida hasta en un 98 por ciento de su peso total por triacilgliceroles (TAG) (Gresti et al., 1993).

El estudio de la composición de grasa de la leche no es reciente, desde los primeros años del siglo XX se discutía el efecto de la alimentación con pasta de algodón en la composición de los lípidos lácteos (Palmquist et al., 1993). De acuerdo con Contarini et al. (1996), se sabe que efectivamente la composición de la grasa láctea, y por lo tanto los contenidos de sus ácidos grasos (AG) y TAG puede ser modificada cambiando la dieta de las vacas, aunque ello también está relacionado con las características genéticas propias de las razas (Gibson, 1991); además influyen factores como ordeño, alojamiento, clima, aplicación de hormona somatotropina bovina (BST), y sobre todo el tipo de alimentación que se ofrezca a los animales, que a su vez puede depender de la estación del año y de la región de procedencia de la leche (Zegarska y Jaworski, 1981; Jensen et al., 1991; Precht, 1991; Hinrichs et al., 1992; Lipps, 1995; Pinto et al., 2001). Muchos de esos factores interactúan por lo cual la variabilidad en la composición de los TAG es amplia (Allore et al., 1997).

La variación en la composición de la grasa láctea no se conoció hasta que algunas muestras fueron analizadas a través de cromatografía gas –líquido (GLC) con ellos se identificaron sus componentes mayoritarios: AG y TAG, así como la presencia de otras sustancias (Trvzická y Mares, 1994).

El análisis de los TAG a través de GLC es una técnica atractiva para la determinación de algunos parámetros asociados a la calidad de las grasas, se realiza utilizando detector de ionización de flama y la separación de los TAG se puede llevar a cabo por columnas empacadas o capilares (Ulberth y Gabering, 1997; Jensen, 2002).

En México no se ha realizado este tipo de estudios y es necesario conocer la composición y contenido de TAG en grasa láctea bovina así como sus variaciones. Además, el conocimiento de los perfiles de los TAG en la leche cruda, de acuerdo con otros autores (Lipps, 1995), puede ser el camino usual para la detección de grasa extraña en diversos productos lácteos como leche fluida y desecada, queso, mantequilla y crema donde la grasa es uno de los componentes mayoritarios

Por lo anterior, fue objetivo de este experimento estudiar las variaciones en la composición de triacilgliceroles en leche cruda, así como valorar los efectos de la procedencia (cuenca) y estacionalidad (periodos de sequía y lluvia) del año sobre dichos componentes.

MATERIALES Y METODOS

Muestreo. Se realizó un muestreo mensual durante un año, de leche cruda proveniente de cuatro cuencas ubicadas en la región del altiplano Mexicano: Tlahuac-Xochimilco, D. F. (“A”), Tizayuca, estado de Hidalgo (“B”), Zumpango, estado de México (“C”) y Texcoco, estado de México (“D”). En las tres primeras se produjo leche bajo el sistema de manejo semiestabulado, predominando la raza Holstein y sus cruces, con promedio aproximado de 25 animales por hato y producción anual de 1600 a 2800 litros por vaca, el ganado consumió forrajes provenientes del pastoreo en praderas de gramíneas nativas de esas áreas, sin embargo en el periodo de sequía y principalmente durante el invierno (diciembre a marzo), para completar los requerimientos de los animales, se les ofreció alfalfa, salvado de trigo, rastrojo de maíz y alimentos preparados con base en granos de cereales molidos.

En la cuenca “D” la producción lechera se desarrolló bajo el sistema de manejo estabulado con animales de raza Holstein en un 95 por ciento, hatos de 265 animales en promedio y producción por vaca de 4 a 6 mil litros anuales. El alimento de los bovinos lecheros durante todo el año estuvo formado por alfalfa verde, silo de maíz, granos molidos (maíz, avena y soya) y alimento concentrado de marcas comerciales. En esa cuenca lechera está extendido el uso de la hormona BST, con la finalidad de incrementar la producción láctea.

Las muestras de leche cruda se tomaron en las explotaciones lecheras de estanques de almacenamiento, después de haber mezclado su contenido con agitadores apropiados, de conformidad con lo establecido por la FIL/IDF. La leche se sometió a una agitación mecánica durante cinco minutos, si la muestra había sido tomada dentro de los treinta minutos después de llenado el silo, pero si la leche tenía más de treinta minutos de estar almacenada, entonces la agitación mecánica fue al menos de quince minutos (FIL/IDF, 1995). Las muestras de leche se guardaron en envases plásticos con capacidad de un litro adicionados de solución de dicromato de potasio 0,1% se transportaron al laboratorio en caja termoaislada, y fueron almacenadas a 4 oC hasta su análisis, 24 horas después de su colección.

El número de muestras procesadas en el laboratorio fue de 39, 50, 36 y 59, respectivamente para las cuencas lecheras “A”, “B”, “C” y “D”, por lo que el número total de muestras de leche cruda bovina fue de 184.

Análisis. Extracción y purificación de grasa. A las muestras de leche cruda, se les extrajo la grasa, a través de técnica de separación mecánica según lo descrito por Frank et al. (1975) y propuesta en 1985 por la Oficina de la Industria Láctea de E. U. (APHA, 1985). Se colocaron 250 ml de leche en un matraz volumétrico de 500 ml. Se adicionaron 250 ml de una solución detergente preparada con 50 g de hexametafosfato de sodio y 24 ml de Tritón X-100 disueltos en un litro de agua. El matraz se agitó vigorosamente y se colocó en baño de agua a 90 oC invirtiendo cada 10 minutos el matraz de aforo, hasta lograr una clara separación de la materia grasa, que posteriormente se filtró en presencia de sulfato de sodio anhidro, se conservó en tubos de vidrio almacenados a -20 oC hasta su análisis.

Análisis cromatográfico. Para el análisis de los TAG, se procedió de acuerdo con lo informado por Firestone (1986), Antonelli et al. (1991) y Molketin y Precht (1994). Se uso un cromatógrafo de gases Perkin Elmer Autosystem 9000.

Condiciones cromatográficas:

- Columna: Columna capilar de sílica fundida SGE HT5 (catálogo Nº 2-5004 Supelco Inc., USA) con cubierta de aluminio; 6 m de longitud, 0,53 mm de diámetro interno, 0,10 µm, de espesor de fase estacionaria.
- Programa de temperaturas: T1 = 200 oC, con incremento de 4oC/min. T2 = 360 oC
- Gas de arrastre: Helio a presión de 1,5 psi.
- Tipo de inyección: Splitless
- Volumen de inyección: 1 µL.
- Tiempo total de la corrida: 39 minutos.
- Registro e integración de los picos cromatográficos: Integrador PE Nelson 1022.

Se aplicaron en el cromatógrafo muestras de 1 µL de una solución de 50 mg de grasa en 2,5 ml de n-pentano. Los análisis fueron corregidos según mezcla estándar de triacilgliceroles de pureza mayor a 99 por ciento en solución de diclorometano, de concentración 10 mg/ml de tricaprina, tricaprilina, trilaurina, trimiristina, tripalmitina y triestearina (Firestone, 1986, Antonelli et al., 1991 y Molketin y Precht, 1994).

Cuadro 1. Composición en triacilgliceroles de leche cruda proveniente del Altiplano Mexicano. Table 1. Triacylglycerol composition of raw milk from the central part of Mexico.

Cuadro 2. Efecto del periodo del año (sequía y lluvia), procedencia (cuenca) e interacción sobre el contenido de triacilgliceroles de leche cruda procedente de la región del Altiplano Mexicano. Valores F de Fisher. Table 2. Seasonal (dry and wet) and regional effects and their interaction in triacylglycerol contents of raw milk from the Central part of Mexico. Fisher values.

Los factores de corrección se calcularon asumiendo que la trilaurina fue recuperada completamente de la columna y los factores de corrección (fi) para cada uno de los restantes triacilgliceroles se calcularon a partir de la fórmula:

fi = (Csi/C1) x (Ai/Asi)

donde:

Ai = área de la trilaurina
Asi = área del triacilglicerol estándar
C1 = concentración (mg/ml) de trilaurina
Csi = concentración (mg/ml) del triacilglicerol estándar

Se trabajó con mezclas de leche de rebaños y de zonas completas en donde la raza predominante fue la Holstein y sus cruces, se estimó que las dos principales causas que afectan el contenido (% p/p) de TAG (C₂₈ a C₅₄) fueron el área geográfica de donde proceden las muestras (cuenca lechera) y la época del año (periodos de seca o de lluvia). Para valorar el efecto estacional sobre el perfil de TAG los datos obtenidos para cada cuenca lechera se dividieron en dos grupos, uno que representó el periodo de sequía (noviembre a abril) y otro el de lluvia (mayo a octubre).

Se utilizó un diseño experimental completamente al azar, con arreglo factorial de 4 x 2. Se consideraron como variables la procedencia de la leche (origen o cuenca) y el periodo del año (sequía o lluvia), por lo tanto, los datos se procesaron según el siguiente modelo lineal aditivo:

Yijk = µ + αi + ßi + µij + ξijk

Donde:

Yijk será la observación k dentro del grupo del periodo “i” y origen o cuenca “j”;
µ, la media general;
i, el efecto debido al periodo “i”;
j, el efecto debido origen o cuenca “j”;
ij, la interacción del periodo por el origen o cuenca en el grupo “ij” y
ξijk, una desviación al azar de la media del grupo “ij”.

Figura 1. Promedios anuales de triacilgliceroles (% p/p) de grasa láctea, en muestras provenientes de cuatro cuencas lecheras del Altiplano Mexicano. Figure 1. Annual averages for triacylglycerols (% w/w) of milk fat from four regions of the Central part of Mexico.

Cuadro 3. Composición en triacilgliceroles de leche cruda proveniente del Altiplano Mexicano durante los periodos de sequía y lluvia. Table 3. Triacylglycerol composition of raw milk from the Central part of Mexico during the dry and wet seasons.

Este trabajo se diseñó en conformidad con un experimento completamente al azar. Se midieron 14 parámetros correspondientes a los TAG: C₂₈, C₃₀, C₃₂, C₃₄, C₃₆, C₃₈, C₄₀, C₄₂, C₄₄, C₄₆, C₄₈, C₅₀, C₅₂, C₅₄, y 3 más, para un total de 17, considerando el criterio de Zegarka y Jawarski (1981) y Pinto et al. (2001), que clasifican a los TAG según el largo de sus cadenas carbonadas en TAG de cadenas cortas: C₂₈ -C₃₂, medianas: C₃₄ -C₄₂ y largas: C₄₄ -C₅₄.

Se realizó una base de datos con los resultados obtenidos en hoja de cálculo Excel V. 5.0 y se sometieron a un análisis de varianza seguida de la prueba de Tukey para detectar diferencias entre medias en el paquete estadístico SPSS V. 6.0.1.

RESULTADOS Y DISCUSION

En los cromatogramas obtenidos se determinaron 14 señales durante un tiempo total de corrida de 39 minutos, ver Figura 1. Las señales cromatográficas correspondieron a los siguientes TAG: C₂₈, C₃₀, C₃₂, C₃₄, C₃₆, C₃₈, C₄₀, C₄₂, C₄₄, C₄₆, C₄₈, C₅₀, C₅₂ y C₅₄, que se ajusta a lo reportado por otros investigadores (Trvzická y Mares, 1994 y Fraga et al., 1998). La mayoría de los cromatogramas presentaron un primer máximo en C₃₈ para disminuir hasta C₄₄ y luego un segundo máximo en C₅₂. Los TAG que se determinaron en mayor cantidad (Cuadro 1) fueron respectivamente C₅₂, C₅₀ y C₃₈ y en menores proporciones los TAG de peso molecular bajo C₂₈ y C₃₀. Algunos autores como Parodi (1972) en Australia, Zegarska y Jaworski (1981) en Polonia, Silva (1986) y Pinto et al. (2001) en Chile y Lozada et al. (1995) en España, encontraron el TAG C38 en mayores cantidades que todos los demás; sin embargo otros investigadores como Precht (1990) en Alemania y Contarini et al. (1996) en Italia informaron que los TAG C₅₀ y C₅₂ presentaron los contenidos más elevados, esto último fue igual a lo encontrado en esta investigación. Se considera que el perfil de TAG obtenido (Figura 1), refleja las condiciones de los sistemas de producción de leche propios de la región estudiada y particularmente esta asociado con el tipo de alimentación ofrecida al ganado lechero.

Se observó que la suma de los valores de los TAG de cadenas cortas (C₂₈ -C₃₂) y medianas (C₃₄ -C₄₂) no fue mayor, que la suma de los valores de los TAG de cadenas largas (C₄₄ -C₅₄).

Cuadro 4. Composición en triacilgliceroles de leche cruda proveniente de cuatro cuencas lecheras del Altiplano Mexicano. Table 4. Triacylglycerol composition of raw milk from four regions of the Central part of Mexico.

Los coeficientes de variación, obtenidos en este trabajo variaron de 15,73 a 47,97 % se asemejan a lo reportado por Zegarska y Jaworski, 1981 (9,20 a 47,60 %) pero son diferentes y mayores a los informados por Precht, 1990 (3,43 a 34,86 %), Contarini et al., 1996 (4,68 a 23,35 %) y Pinto et al., 2001 (5,38 a 37,56 %) lo cual pudo deberse a que las muestras para este estudio, procedieron de cuatro cuencas diferentes, en distintos periodos del año y con alimentación diversa.

Se encontró que el periodo del año afectó de manera altamente significativa (p <0,01) las medias de la mayoría de los TAG a excepción de los TAG C₃₀, C₃₄ y C₃₆ que fueron afectados en forma significativa (p <0,05) (Cuadro 2). En el periodo de sequía se presentaron contenidos (%p/p) significativamente mayores de los TAG de peso molecular medio C₃₈, C₄₀ y C₄₂ y menores de peso molecular alto C₅₀, C₅₂ y C₅₄ (Cuadro 3). Ese comportamiento se mostró inverso durante el periodo de lluvia y pudo deberse al efecto de la estacionalidad, particularmente al cambio de la alimentación, lo cual esta de acuerdo con lo informado por Parodi (1972) y Hinrichs et al. (1992).

Particularmente en las muestras de grasa láctea provenientes de las cuencas lecheras “A”, “B” y “C”, los TAG C₃₈, C₄₀, C₄₂, C₄₄, C₄₆, C₄₈, C₅₀, C₅₂ y C₅₄ fueron significativamente (p < 0,05) diferentes entre los dos periodos de tiempo estudiados. En la Figura 2 se muestran esas diferencias para los TAG C₄₀, C₅₀, C₅₂ y C₅₄. En el periodo de seca en esas cuencas lecheras el consumo de pastos disminuyó y con ello el aporte de AG saturados e insaturados de cadena larga (C₁₈), modificándose la dieta de los animales y con ello se pudo favorecer el incremento en los AG derivados de la síntesis de novo (C₄ a C₁₆), que principalmente forman a los TAG de cadenas medianas (C₃₄ –C₄₂); mientras que inversamente los TAG de cadenas largas (C₄₄ –C₅₄) disminuyeron como lo informaron Zegarska y Jawarski (1981) y Bornaz et al. (1992).

En la cuenca lechera “D” el ganado no tuvo cambios importantes en la alimentación durante el año, por lo cual los contenidos (%p/p) de los TAG de pesos moleculares alto, medio y bajo no presentaron diferencias significativas en los periodos de seca y lluvia. En esta cuenca los valores promedio del TAG C₅₂, fueron para el periodo de seca de 18,07 % p/p y para el de lluvia 19,06 % p/p esos valores siempre fueron mayores a los TAG de peso molecular medio C₃₆ y C₄₀ y de peso molecular alto C₄₈, C₅₀, y C₅₄. Además se observó que los niveles de los TAG de peso molecular alto, principalmente C₄₈, C₅₀, C₅₂ y C₅₄, fueron mayores con respecto a los encontrados para las otras tres cuencas de estudio con valores de: 9,63, 15,81, 19,06 y 10,89 % p/p y 9,80, 15,71, 18,07 y 10,02 % p/p respectivamente para los periodos de seca y lluvia.

Figura 2. Efecto del periodo del año (lluvia o sequía) en el contenido (% p/p) de triacilgliceroles en leche cruda de cuatro cuencas de la región del Altiplano Mexicano. Figure 2. Seasonal (dry and wet) variations in the triacylglycerol contents (% w/w) of raw milk from 4 regions of the Central part of Mexico.

Contarini et al. (1996) y De Peters et al. (2001), informaron que al aumentar la cantidad de grasa protegida en la dieta de la vaca, el contenido (% p/p) de los TAG C₅₀, C₅₂ y C₅₄ de la grasa láctea se incrementa ya que esas materias contienen altas proporciones de AG de cadena larga C₁₆, C_18:1 y C_18:2, lo que explicaría las diferencias observadas, ya que en la cuenca “D” se adicionaron granos de soya y alimentos concentrados a la alimentación del ganado lechero.

Se encontraron diferencias significativas (p< 0,05) entre los valores de los TAG: C₂₈, C₃₀, C₃₂, C₃₄, C₃₆, C₃₈, C₄₀, C₄₂, C₄₄, C₄₆, C₄₈, C₅₀, C₅₂ y C₅₄ de las cuatro cuencas lecheras en estudio (Cuadro 4), lo cual demostró el efecto origen o procedencia sobre los valores de TAG en las muestras analizadas. Solamente los TAG C₃₄ y C₃₆ no presentaron diferencias significativas. Se detectó que los valores de los TAG C₃₂, C₃₈, C₄₀, C₄₂, C₄₄, C₅₀, C₅₂ y C₅₄ de la cuenca “D” fueron diferentes a las otras tres cuencas estudiadas, mientras que entre los valores de esos mismos TAG para las cuencas “A”, “B” y “C” no se presentaron diferencias. El análisis de medias indica que los valores de los TAG de peso molecular alto C50, C52 y C54 de la cuenca “D” fueron significativamente (p<0,01) mayores que los valores de esos TAG para las cuencas “A”, “B” y “C”. Inversamente los TAG de peso molecular medio C₃₈, C₄₀, y C₄₂ de la cuenca “D” fueron significativamente menores (p <0,01) que los de las cuencas “A”, “B” y “C”. El perfil de TAG, así como el efecto de las variaciones del periodo del año obtenido a partir de la grasa láctea proveniente de las cuencas de: Tlahuac-Xochimilco, D. F., Tizayuca, Edo. de Hidalgo, Zumpango, Edo de México y Texcoco, Edo. de México ubicadas en la región del Altiplano Mexicano obtenido en esta investigación, es un aporte que podrá servir como base para valorar, parámetros fisicoquímicos asociados a la calidad de derivados lácteos, así como posibles adulteraciones en diferentes clases de leches comerciales producidas en esta región del país.

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