VARIACIONES ESTACIONALES DE LOS TRIACILGLICÉRIDOS EN LA GRASA DE LECHE DE BOVINOS.

Manuel Pinto, Shaparak Shamshiri-Amirkolai, Erwin Carrasco, Carmen Brito  y Luz H. Molina
Universidad Austral de Chile. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Ciencias y Tecnología de los Alimentos, Casilla 567, Valdivia, Chile.
E-mail: mpinto@uach.cl

Recepción originales 27 de agosto de 2001

ABSTRACT

Seasonal variation in the triacyglycerides of bovine milk fat.

Key words: Milk fat, bovine, composition, triacylglycerides.

Using Gas Chromatography (GLC), the content of triacylglycerides of milk fat was determined in samples of raw milk collected monthy during one year (from june 1998 to May 1999) at milk tank level from six industries located in the VIII ^th, IX^th and X^th Region.
The triacylglycerides of pure milk fat were classified according to their chain length: short chain from C26 to C32, medium and long chain from C34 to C42 and C44 to C54 respectively. At chain level (short, medium and long) no seasonal effect was detected (p>0,05) in any of the studied regions.
At regional level  significant differences (p<0,05) were observed for the three chains. The average values  for short and medium chain in the X^th  Region, whith values of 7,55 and 51,85 % p/p respectively, were significantly higher (p<0,05) than those found in the VIII ^th and IX^th  Region. However an inverse situation was observed in the case of long chain (C44-C54) with average values of 40,13 % p/p in the X^th Region, that was significantly lower (p<0,05) than average values in the IX^th (48,78 %p/p) and VIII ^th Region (49,01 %p/p).
Season and geographic areas (regions) are factors that generated significant differences in the composition of the triacylglycerides in bovine milk fat.

RESUMEN

Palabras claves: Grasa láctea, bovino, composición, triacilglicéridos.

Se cuantificó, mediante cromatografía de gas líquido (CGL), el contenido de triacilglicéridos (%p/p), de la materia grasa, en muestras de leche cruda recolectadas mensualmente durante un año (junio 1998 a mayo 1999)  a nivel de silos a seis industrias localizadas en VIII, IX y X región.
Los triacilglicéridos de la grasa láctea  pura se clasificaron según el largo de cadena en  tres grupos: cadenas cortas (C26-C32); cadenas medianas y  cadenas largas  C34 a C42 y C44 a C54 respectivamente. A nivel cadenas (cortas, medianas y largas) no se encontró efecto estacional (p>0,05) en ninguna de las regiones estudiadas.
En cuanto al efecto región, se observó diferencias significativas (p<0,05), para los tres largos de cadenas. Los valores promedios de las cadenas cortas y medianas, en la X región, presentaron valores (7,55 y 51,85 % p/p, respectivamente) significativamente superiores (p<0,05), a la VIII y IX regiones. Sin embargo, se observó una situación inversa en la cadena larga (C44-C54), con un valor promedio en la X región (40,13 % p/p) significativamente inferior (p<0,05) con respecto a los valores promedios de la IX (48,74 %p/p) y VIII ( 49,01 %p/p) regiones.
La estacionalidad y áreas geográficas (regiones) son factores que generan diferencias significativas en la composición de los triacilglicéridos de la grasa láctea bovina.

INTRODUCCION

Los triacilglicéridos constituyen casi la totalidad de las sustancias grasas de la leche, con un 99 %, además contiene lípidos complejos tale como fosfolípidos, cerebrósidos, esteroles y ácidos grasos libres de alto peso molecular (Thomas y Rowney, 1996; Evers, 1999).

Bear, (1991), señala que es necesario un profundo estudio de la composición de la grasa láctea, ya que, la relación de los ácidos grasos de cadena larga y corta en el triacilglicérido hace variar su punto de fusión, afectando las características reológicas de los productos comerciales, tales como la untabilidad y dureza de la mantequilla.

Entre los factores que causan variaciones naturales en la composición de los ácidos grasos, se pueden mencionar la alimentación, raza, estacionalidad y período de lactancia, entre otras causales (Lomascolo et al., 1994; Papalois et al., 1996).

Además del efecto estacional se ha señalado el efecto área geográfica o región, en la concentración de los ácidos grasos. En un estudio realizado a tres regiones de Australia se encontró una diferencia regional significativa (Thomas y Rowney, 1996). Por otra parte, la alimentación está relacionada directamente con las variaciones en la composición química de la grasa láctea (Steele y Banks, 1994). En otro estudio se encontró que durante el invierno, aumentaron los triacilglicéridos de cadena corta y mediana y se encontró mayor contenido de ácidos grasos saturados y  hubo una disminución de los triacilglicéridos de cadena larga (C₅₀, C₅₂ y C₅₄) y ácidos grasos insaturados (Hinrichs et al., 1992).

El análisis cuantitativo de los triacilglicéridos, en la grasa láctea bovina por GLC, ha incrementado considerablemente el conocimiento de estos lípidos en la grasa de la leche (Hinrichs et al., 1992; Lipp, 1995; Ruiz-Sala et al., 1996).

La distribución porcentual de los triacilglicéridos, se ha usado con éxito en la detección de adulteraciones de la grasa láctea (Precht, 1992; Ulberth, 1994; Van Renterghem, 1997).

El análisis de triacilglicéridos por GLC demostró ser más sensible y confiable que los ácidos grasos metilados en la detección de adulteraciones en mantequilla con grasa de vacuno. Guyot (1979) usó el cuociente C₅₂/C₅₀ para detectar adulteraciones con manteca de cerdo.

El efecto área geográfica (regional) y estacionalidad afectan, según algunos autores,  la composición de la materia grasa de la leche bovina (Gray, 1972; Zegarska y Jaworsky, 1981;Hinrichs et al., 1992).

El propósito del presente  trabajo es estudiar las variaciones en la composición de los triacilglicéridos de la grasa de leche bovina, generadas por la estacionalidad y área geográfica, en muestras de leche recolectadas mensualmente y durante un año, a nivel de silos de plantas lecheras de la VIII, XI y X regiones. La toma de muestras de leche, en los grandes estanques de plantas (silos), permite reducir o neutralizar efectos tales como raza, tipo de alimentación, período de lactancia de los rebaños, predominando la estacionalidad y área geográfica.

MATERIALES Y METODOS

Muestreo. Se realizó un muestreo mensual y durante un año, de  leche a nivel de silos  de una planta lechera de la VIII región, dos plantas de la XI región y tres plantas de la X región. El día de  toma de la muestra se completó un volumen de 6 litros de los silos de cada planta, las cuales fueron enviadas en cajas termoaisladas, al Instituto de  Ciencias y Tecnología de los Alimentos, Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Austral de Chile, Valdivia.

Las plantas lecheras fueron codificadas según lo establecido en el cuadro 1. Se indica además, en este cuadro, la recepción de leche fluida (%) en las plantas lecheras muestreadas por regiones,

El sistema de muestreo se realizó en conformidad con lo establecido por la Federación Internacional de Lechería (FIL-IDF 50C:1995). "Toma de muestras de leche para análisis Químico-Físicos". Se  ha supuesto que la composición de las muestras de leches presentan dos fuentes de variación: región o distribución geográfica y estacionalidad. Detalles de la toma de muestra de leche de silos de plantas lecheras, transporte de las mismas al laboratorio, tratamiento de las muestras previo al análisis, así como el diseño experimental y análisis estadístico se detallan en una publicación anterior del autor (Pinto et al., 1998).

Diseño experimental y análisis estadístico. Se utilizó un diseño experimental completamente al azar, con arreglo factorial de 3x4 con 3 repeticiones. Como fuente de variación se consideró el efecto región (3 regiones) y efecto estacional (4 estaciones). Para cada estación se consideró 3 repeticiones. se realizó el análisis de varianza de Fisher, con un 5% de nivel de significancia y prueba de Tukey cuando fue necesario; se utilizó el programa Statgraphics plus 2.0 y Excel 7.0.

Análisis. Extracción de la materia grasa. La extracción de la materia grasa de la leche de silos, se realizó según Frank et al., (1975). Aproximadamente 125 ml de leche se mezcla con igual volumen de una solución detergente (50 g de tetrafosfato sódico y 24 ml de Tritón x-100, completar a 1 litro con  agua destilada), en matraz de  aforo de 250 ml. Se mantiene en baño de agua a 95ºC hasta obtener una clara separación de la grasa láctea en el cuello de matraz de aforo. La materia grasa se separa y luego de filtrada, en presencia de sulfato de sodio anhidro, se conserva en viales con tapa, a -20ºC hasta el inicio de los análisis.

Análisis cromatográfico. Para el análisis cromatográfico, se preparó una  solución, de  la grasa láctea anhidra, al 5% (p/v) en n-hexano. Se usó un equipo Perkin Elmer 8420 con detector FID y un integrador SHIMADZU C-R6A CHROMATOPAC, columna de vidrio de 550 mm x 4 mm ID., con fase estacionaria OV-1 al 3% en Supelcoport 100/120 mesh (Supelco INC., Bellefonte, Penna. USA); gas de arrastre, N₂ a 60 ml/min., programa de temperatura: 200-350ºC, a razón de 5ºC/min. Los análisis fueron corregidos según Firestone, (1986), usando una mezcla estándar de triacilglicéridos de pureza superior al 99% (SIGMA Chemical Co. St. Louis, Mo. USA). Solución en clorometano (CH₃Cl), de  concentración 10 mg/ml de tricaprina, tricaprilina, trilaurina, trimistirina, tripalmitina y triestearina.

Los factores de corrección fueron calculados asumiendo que la trilaurina fue recuperada completamente de la columna y los factores de corrección (f_i) para cada uno de los restantes triacilglicéridos se calcularon a partir de la  siguiente fórmula:   f_i = (C_si/C₁)x(A₁/A_si),  en donde A₁ = área de trilaurina; A_si = área del triacilglicérido estándar i; C₁ = concentración (mg/ml) de trilaurina; C_si = concentración (mg/ml) del triacilglicérido estándar i.

El porcentaje relativo de cada triacilglicérido fue calculado según la fórmula (A_Tri/A_T)x100, en donde A_Tri = área del grupo de tracilglicérido i; A_T = área total corregida de los grupos de triacilglicéridos contenidos en la muestra
(A_T = S   A_Tri).

RESULTADOS Y DISCUSION.

Valores promedios anuales (% p/p) de los triacilglicéridos, en muestras de leche cruda, de estanques industriales (silos) de plantas lecheras de las regiones VIII, IX y X, se presenta en el cuadro 2. Se puede observar que los valores menores de CV (%) lo presentaron los números de carbono C₃₈ (5,4 %) a C₄₆ (5,9 %). Una tendencia similar fue encontrado por Timms, (1980) y Pinto et al., (1987). Este rango de números de carbono son los más estables, desde el punto de vista de sus desviaciones estándares relativas y ha sido motivo para seleccionar diferentes ecuaciones que representan más fielmente la caracterización de la grasa láctea bovina, frente a posibles adulteraciones de la misma (Precht, 1992; Van Reterghem, 1997). Los valores promedios presentaron una tendencia bimodal, con niveles máximos en los carbonos C₃₈ (12,25 %) y C₅₀ (9,31 %). En la figura 1 se presentan dichas tendencias. Gresti et al., (1993), encontró igualmente un mayor porcentaje relativo para estos mismos números de carbono.

Variaciones estacionales de  la composición de triacilglicéridos (% p/p), en muestras de leche de estanques industriales de las regiones mencionadas anteriormente, se presenta en el cuadro 3. Al agrupar los números de carbono en cadenas cortas (C₂₆-C₃₂), Medianas (C₃₄-C₄₂) y cadenas largas (C₄₄-C₅₄), y comparar sus valores promedios estacionales, se observó que no presentaron diferencias significativas (p>0,05). A nivel de números de carbono individuales importantes, sólo el C₄₆ y C₄₈ presentaron valores en verano significativamente superiores a lo encontrado en invierno y primavera (P>0,05).

Al parecer, la toma de muestra en grandes estanques individuales (silos de plantas lecheras), ha generado una gran homogeneidad los valores promedios de porcentaje de triacilglicéridos, en donde posibles variaciones entre rebaños de productores, debido a número de lactancia, alimentación, clima, raza, ha quedado muy disminuida en un muestreo a nivel de silos de plantas, ver figura 2. A nivel de rebaños individuales, Papalois et al., (1996) encontró variación significativa en los triacilglicéridos con número de carbono C₂₆, C₄₆ y C₄₈. En invierno el consumo de forrajes y alimentos concentrados, aumentó el porcentaje de C₂₆; lo cual podría ser atribuido  a una alta proporción de ácidos entre C₄-C₁₆; en época de primavera - verano, el aporte de ácidos grasos de cadena larga C₁₈ de la pradera, aumentaría los números de carbonos C₄₆ y C₄₈ y superiores (Parodi, 1970; Hinrichs et al., 1992). Perea et al., (2000), en España, estudió los cambios estacionales de la composición de la grasa láctea. Encontró que la leche muestreada en el periodo de pastura contenía mayor cantidad de triacilglicéridos con ácidos grasos insaturados y de cadena larga y en épocas de alimentación a base de concentrados  y suplementos alimenticios comerciales se encontró una mayor cantidad de ácidos grasos saturados y de cadena corta. En la presente investigación con una toma de muestras a granel en silos, se enmascaró, al parecer, diferencias estacionales marcadas, para las regiones en estudio.

Para realizar el estudio del efecto región, en la composición de los triacilglicéridos de las regiones estudiadas (VIII, IX y X) ver cuadro 4; se tomó una planta por región, considerando la de mayor recepción de leche durante el período de muestreo, ver figura 3. Se observó diferencias significativas (p<0,05) entre las regiones estudiadas, tanto a nivel de cadenas cortas  (C₂₆-C₃₂), medianas (C₃₄-C₄₂) y cadenas largas (C₄₄-C₅₄), como  a nivel de triacilglicéridos individuales entre regiones. Se puede observar en el cuadro 4 que los valores promedios de las cadenas cortas y medianas, es decir, de C₂₆ a C₄₂, en la VIII y IX regiones, presentó valores significativamente inferiores (p<0,05) a la X región. Según la prueba de Tukey se observó en la cadena larga (C₄₄-C₅₄), valores promedios en la IX región de 48,7 y en la VIII región de 49,0 significativamente superiores (p<0,05) a la X región (40,1 % p/p). De acuerdo a Banks et al., (1989), una suplementación rica en grasas, disminuye las cantidades de C₃₀- C₃₆ y C₄₀-C₄₆, mientras aumentan el C₅₀-C₅₄, lo cual se presentó en cierta medida en la VIII y IX regiones de la presente investigación.
La alimentación, como ya se ha mencionado, juega un rol importante en el comportamiento  de estos componentes, los triacilglicéridos. El factor más importante se le atribuye al manejo de la alimentación (Kuzdzal-Savoie, 1980; Steele y Banks, 1994), ya que influye directamente en la concentración de los ácidos grasos que componen  los triacilglicéridos.

	Figura 1: Promedios anuales de triacilglicéridos (% p/p) de grasa láctea, en muestras de leches de silos de seis plantas lecheras de la VIII, IX y X regiones, n = 72. Figure 1:Annual averages for triacylglycerides (% w/w) of milk fat in milk samples at tank level for six dairy plants of the VIII th , IX th and X th regions, n=72.		Figura 2: Estacionalidad de la composición de los triacilglicéridos (% p/p) de la zona sur. (VIII, IX y X regiones, n =72). Figure 2: Seasonal effect on composition of the triacylglicerides (% w/w) in the southern area (VIII th , IX th and X th regions, n=72).
	Figura 3:Composición (% p/p) de los triacilglicéridos de la VIII, IX  y X regiones, n=36. Figure 3: Composition (% w/w) of the triacylglycérides in the VIII th , IX th and X th regions, n=36.

Las características fisico-químicas de la grasa láctea reflejan sobre todo las propiedades de los triacilglicéridos, generando las conocida diferencias entre mantequilla de invierno y de verano. Por lo tanto, esta variabilidad se dirige hacia la obtención de mantequillas mas blandas, suministrando, en algunos casos, a la dieta de la vaca, grasas poliinsaturadas microencapsuladas (Juarez, 1991).

La caracterización de la grasa láctea de la leche de bovinos, desde el punto de vista del contenido de triacilglicéridos, y conocidas sus variaciones regionales y estacionales en la zona de mayor producción lecheras del país, VIII, IX y X regiones, será un aporte relevante, para contribuir a una correcta certificación de autenticidad de este componente graso de la leche, e igualmente, a una sana competencia en los mercados y protección de los consumidores.

AGRADECIMIENTOS.

Esta investigación fue patrocinada y financiada,  en parte, por el proyecto FONDECYT Nº 1961046 y por la Dirección de Investigación y Desarrollo, DID-UACh, proyecto S-199940. Especial agradecimiento al Dr. Kong Shun Ah-Hen, por sus valiosos aportes a la presente investigación.

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