Conservacion de la leche cruda sin refrigerar

El presente documento expone de forma general las dificultades que tienen la mayoría de los países en vías de desarrollo para preservar la leche cruda que se obtiene y no existen sistemas de refrigeración para evitar su acidificación, de aquí que cada año se reportan grandes volúmenes de leche que no se puede utilizar, por lo que exponemos diferentes métodos no convencionales, y específicamente el efecto de los campos magnéticos en la conservación de la leche cruda sin refrigerar. De manera sencilla, este material intenta brindar de cierta forma conocimiento respecto a la necesidad de producir leche con calidad higiénica requerida. La obra no pretende ser completa ni original, solo es el resultado de la experiencia y esfuerzos de más de tres décadas dedicadas a la investigación de esta importante temática. El documento identifica los principales factores que pueden de una forma u otra provocar efectos nocivos en la leche y expone diferentes métodos para lograr preservar la leche cruda sin refrigerar en condiciones de producción donde se carezca de tecnología en refrigeración.

Resumen

En los momentos actuales los países de ganaderías especializadas han incrementado las exigencias de calidad sanitaria de la leche cruda en consonancia con el desarrollo tecnológico y las necesidades de la industria láctea, para garantizar productos de alta calidad y mayor vida media. La ganadería lechera en los países latinoamericanos y el caribe mayoritariamente presentan una estructura generalmente en pequeños rebaños concomitantes con otras actividades agropecuarias, aunque también existen se amplían rebaños de mediano a mayor tamaño con razas especializadas y doble ordeño mecánico. Estas peculiaridades de la producción lechera unidas a la baja capacidad económica para realizar inversiones en la modificación del sistema ya sea por adquisición de equipos de refrigeración, grandes distancias hasta las plantas de procesamiento y el efecto directo de los factores climáticos adversos, conforman una situación desfavorable para obtener y mantener la leche con alta calidad de aquí que se requiera poner en practica diferentes métodos de conservación de la leche cruda sin refrigerar para lograr ese objetivo. En el presente material se exponen varios métodos alternativos de conservación de la leche cruda sin refrigeración con un especial interés en la utilización de la magnetización empleando imanes a diferentes intensidades tanto a nivel de laboratorio como en condiciones de producción, habiéndose obtenido resultados alentadores con la aplicación de dicho método.

Introducción

La ganadería lechera cubana ha sufrido una gran transformación en estos últimos 30 años, debido en gran medida a la introducción de técnicas productivas de avanzada y la aplicación de un amplio programa de mejora genética de la masa bovina, lo cual se ha traducido en un incremento de la producción de leche (Ponce y Bell, 1990).

La leche es el alimento que mayor atención ha requerido en los últimos años en el país por parte de los órganos de control sanitario y de normalización, lo que se expresa en los últimos documentos y regulaciones establecidas al respecto (Pérez y Rodríguez, 1992).

La calidad higiénica de la leche es uno de los problemas más difíciles de solucionar de la Industria Láctea (Quiñones et al., 1990).

En estos momentos se presta gran atención en las plantas procesadoras para lograr un producto de más alta calidad sanitaria, objetivo que en muchas ocasiones se ve entorpecido por la baja calidad de la leche acopiada (alta contaminación microbiana, restos de antibióticos y otros medicamentos), lo que trae grandes problemas en el proceso industrial de las leches fermentadas, perdiéndose grandes cantidades de las mismas, lo que representa un enorme gasto económico.

Además de lo antes expuesto no podemos olvidar que la leche es un substrato idóneo que brinda condiciones favorables para el desarrollo y multiplicación de un gran número de gérmenes, pudiéndose convertir en un vector de transmisión de enfermedades tanto endógenos como exógenos (Martínez et al., 1992).

Estos microorganismos, cuando están presentes en la leche, pueden constituir un peligro potencialmente grande desde el punto de vista epidemiológico, así Hernández et al., (1995) señala que son diversos los microorganismos presentes en la leche y derivados lácteos que afectan la salud humana y animal, encontrándose dentro de los más patógenos la Listeria monocitogena, Escherichia coli, Staphilococcus, Yersinia y bacterias enterocólicas, entre otras.Entre las principales enfermedades que pueden ser transmitidas a través de la leche tenemos: Brucelosis, Tuberculosis, Carbunco bacteridiano, Difteria, Leptospirosis, Listeriosis e infecciones producidas por gérmenes coliformes.

Muchos trastornos gastrointestinales se atribuyen a la acción de gérmenes coliformes de los géneros Escherichia, Pseudomonas, Klebsiella y Proteus, y está demostrado que algunos como por ejemplo la Escherichia coli, están implicados en la aparición de la gastroenteritis aguda en niños y en ocasiones también en adultos (Mederos, 1989).

También debemos señalar que la calidad de los productos lácteos depende en gran medida de la calidad de la leche como materia prima, ya que aunque los procesos de pasteurización provocan la inactivación de estos microorganismos, los fallos en los procesos tecnológicos, la posible recontaminación de la leche y la producción de algunos productos de leche cruda, constituyen un alto riesgo para la salud humana o al menos un riesgo potencial, fundamentalmente en los niños. Además hay que considerar la producción de enterotoxinas, que resisten los tratamientos térmicos comunes, siendo así que la fabricación de productos frescos como el queso a partir de la leche sin pasteurizar, está prohibido mundialmente (Ponce, 1992).

Manipulación y conservación de la leche cruda en las condiciones del trópico americano. Experiencia cubana sobre la activación del sistema lactoperoxidasa.

La leche y los productos lácteos son ecosistemas complejos determinados por factores intrínsecos inherentes al alimento como pH, actividad de agua y nutrientes, y por factores extrínsecos como temperatura, entorno gaseoso o presencia de otras bacterias. Ambos factores pueden ser manipulados para la conservación de los alimentos con el fin de obtener unas condiciones que se conocen con el nombre de "ecología del crecimiento cero" (Boddy y Wimpenny, 1992).

Los principales sistemas empleados para la conservación de la calidad y la seguridad microbiológica de los alimentos se basan según Gould (1995) en:

oooooProcedimientos para prevenir el acceso de los microorganismos a los alimentos. El sistema más empleado es el envasado aséptico de los alimentos tratados térmicamente.

oooooProcedimientos para inactivar los microorganismos en el alimento. El más empleado para la leche es la esterilización, que presenta el inconveniente de producir defectos como aromas desagradables, pardeamiento, desnaturalización de las proteínas, precipitación, etc. Recientemente se han desarrollado nuevas técnicas como las radiaciones ionizantes en quesos (Vosniakos y Hatziioannou.,1997), las altas presiones (Gervilla et al., 1997; Mancini, 1997) y los campos pulsantes eléctricos (Vega-Mercado et al., 1997).

oooooProcedimientos para prevenir o frenar el crecimiento de los microorganismos en el alimento. La congelación es un procedimiento muy efectivo, aunque presenta inconvenientes de alteración de textura. La técnica más empleada es la refrigeración entre 4 y 6 ºC. Se han aplicado otras técnicas como la reducción de la actividad del agua (Caric, 1994), la acidificación de la leche (Raccach y Geshell, 1993), la fermentación (Mollet, 1996), el envasado al vacío o en atmósferas modificadas (Day, 1996; Mancini, 1997), la adición de conservantes, agentes quelantes como citrato y fosfato, componentes de plantas como los encontrados en las especias (Ray et al., 1993), el ácido D-3 fenilláctico formado por Geotricun candidum (Dieuleveux et al., 1998), monogliceridos con actividad antilistérica (Wang y Johnson, 1997), aceites esenciales con efecto bacteriostático frente a L. Monocytogenes (Mendoza-Yepes et al., 1997), etc.

Bada et al., (1998), han patentado un nuevo sistema para aumentar el período de conservación de la leche cruda sin alterar sus componentes básicos.

Gracias a este sistema, se conservará más tiempo la leche destinada a la elaboración de quesos, se podrá preacidificar la leche y se reducirá su tiempo de coagulación. El método se basa en la acidificación de la leche refrigerada con dióxido de carbono de grado alimentario. El dióxido de carbono es eliminado posteriormente mediante un proceso de desgasificación por vacío que se realiza antes de que se someta a la leche al tratamiento térmico previsto (pasteurización, UHT o esterilización).

Este nuevo sistema permite inhibir la proliferación de unos microorganismos llamados "psicrótrofos" que aparecen en la leche cruda refrigerada y consigue mantener los componentes básicos de la leche (caseínas, ácidos orgánicos, proteínas de suero y vitaminas liposolubles). Además, la inyección de dióxido de carbono en la leche es un proceso que podrán realizar los propios elaboradores, sean artesanos o industriales, en las ganaderías.

Sistemas de conservación y manipulación de la leche cruda en el trópico.

Existen diferentes formas para la conservación y acopio de la leche cruda, que, en gran medida, dependen del volumen a manipular y, por supuesto, del tamaño del rebaño activo. En áreas tropicales, como son la mayor parte de los países latinoamericanos y el Caribe, la ganadería lechera está estructurada, generalmente, en pequeños rebaños concomitantes con otras actividades agropecuarias, aunque también existen y se amplían rebaños de mediano a mayor tamaño con razas especializadas y doble ordeño mecánico. Estas peculiaridades de la producción lechera, unidas a la baja capacidad económica para realizar inversiones en la modificación del sistema (adquisición de equipos de refrigeración y otros insumos, falta de caminos adecuados, grandes distancias hasta las plantas y el efecto directo de los factores climáticos adversos: altas temperaturas (mayores de 30 0C en alguna época del año), acompañadas de elevada humedad relativa por encima del 90%, conforman una situación desfavorable para obtener y mantener la leche con alta calidad. A ello se suman las características y uso final de la materia prima, ya que la distribución y venta de leche sin tratamiento térmico a la población y la producción de derivados lácteos con tecnologías artesanales, aún constituye en algunos países, un importante destino de la leche. El desarrollo de la pequeña producción industrial (mercado local) y de grandes y modernas industrias observan una tendencia creciente, pero todavía reciben leche de fuentes diversas en calidad y formas de conservación (FEPALE, 1997).

Dentro de los métodos de conservación de la leche cruda encontramos métodos físicos, químicos y biológicos, como ejemplo de los físicos tenemos: el calor, la refrigeración, los ultrasonidos y las radiaciones ultravioletas; dentro de los químicos tenemos el uso de una serie de sustancias como son: formaldehído, peróxido de hidrógeno, dicromato de potasio, azida de sodio. En el caso de los métodos biológicos, existen perspectivas en la actualidad de profundizar en su estudio.

Las formas de conservación y acopio de la leche cruda más comunes son las siguientes:

oooooLeche caliente sin beneficios alguno.

oooooLeche caliente con cierto enfriamiento (agua y/o hielo) en el establo.

oooooLeche caliente con beneficio en un centro de enfriamiento intermedio. oooooLeche enfriada durante el proceso de almacenamiento y transporte (4-60C). oooooPasteurización en la propia lechería (60 0C/30 minutos).

oooooLeche conservada con peróxido de hidrógeno (agua oxigenada).

oooooUso de la activación del sistema lactoperoxidasa.

oooooCombinación de diferentes métodos.

En la práctica, cualquier método que no implique el rápido enfriamiento de la leche entre 4-6 0C en las dos primeras horas de ser obtenida ocasiona, en menor o mayor medida, algún grado de deterioro de su calidad. Sin embargo debido a factores económicos y prácticos es común manipular leche caliente hasta la planta o hasta un centro de acopio de beneficio intermedio. De hecho, el uso de métodos de enfriamiento por expansión directa (agua fría o tanques de hielo) o la prepasteurización conllevan gastos adicionales que sobrepasan, en algunos casos, los realizados al establecer sistemas de expansión indirecta mediante tanques refrigerados en el establo y en el centro de acopio. A estas limitaciones se une el exceso de manipulación de la leche, lo que también contribuye a su deterioro y a una mayor recontaminación. Por ello, y a los efectos de concentrar nuestra atención, nos referimos a los beneficios y limitaciones de la refrigeración y de la conservación y acopio de leche caliente.

Uso de la refrigeración

La refrigeración entre 4-6 0C es el método universalmente reconocido para conservar la leche cruda. Su amplia aplicación, junto a la implementación de las buenas prácticas de ordeño e higiene y de mejores niveles de salud de los rebaños lecheros, ha posibilitado en los países desarrollados el establecimiento de conteos máximos de bacterias menores de 100 000 UFC/ml e, incluso menores de 25 000 UFC/ml, así como otras exigencias de calidad en dependencia de su grado de clasificación (Ponce, 1996).

Estas exigencias, algunas ya establecidas dentro de los sistemas de pago y/o regulaciones sanitarias y otras que pudieran establecerse en un futuro cercano son de cierto modo posibles debido al uso extendido de la refrigeración. Sin embargo aún partiendo del presupuesto de que la leche obtenida a nivel del predio sea de buena calidad y no se deteriore posteriormente por el empleo de la refrigeración, la elevación de las exigencias de calidad de los productos y la participación de nuevos productos en el mercado, como es el caso de la leche de larga vida, hacen necesario establecer nuevos enfoques sobre el particular en los países de clima calientes.

Un problema emergente en la leche refrigerada se refiere a la influencia de los microorganismos psicrótrofos y a la producción de enzimas proteolíticas y lipolíticas.

En tal sentido, si bien las bacterias que crecen a bajas temperaturas (Pseudomona, Flavobacterium, Acinetobacter) son eliminadas por el proceso de esterilización, las enzimas pueden reactivarse posteriormente produciendo efectos indeseables en los productos finales, o son consecuencia de la suma de defectos indeseables antes y posterior al tratamiento.

El efecto de gelificación en leche ultrapasteurizada (UHT) dependerá del tiempo y contaminación inicial con bacterias psicrótrofas; se acorta la vida útil cuando se alcanzan, valores en el ordeño de 1 000 000 de estos microorganismos. Las

observaciones más frecuentes indican que, para niveles de contaminación de 106

UFC/ml, la vida útil de la leche estéril puede estar alrededor de las 4 semanas, o menor cuando se incrementan dichos conteos. El efecto de la lipólisis sobre el grado de rancidez de la crema también se incrementa en la medida en que es mayor la contaminación inicial de la leche enfriada.

El enfriamiento de la leche es el único método admitido para retardar el crecimiento bacteriano y obtener una buena leche de calidad. Depende de varios factores: (Philpot,1998)

oooooTemperatura de conservación. oooooDuración del almacenamiento. oooooContaminación inicial.

oooooVelocidad de enfriamiento.

Enfriar la leche a una temperatura entre 2 y 4 0C retarda el crecimiento de los gérmenes. Una temperatura inferior puede dar grados de congelación que deben ser evitados pues alteran la composición y calidad de la leche. Cualquier falta en la temperatura de conservación es determinante para el contenido final de gérmenes(Harding, 1995).

Cuanto más largo es el período de almacenamiento, mayor es el crecimiento bacteriano. Períodos de almacenamiento superiores a dos días, ni siquiera a una temperatura de 4 0C será suficiente para garantizar una buena calidad higiénica. Una leche inicial poco contaminada a una temperatura de refrigeración correcta, es

una leche de mala calidad bacteriológica. No sólo hay que refrigerar la leche, sino que hay que obtenerla de la forma más higiénica posible (Pinto et al., 1996).

El tiempo de enfriamiento no debe ser inferior a dos horas. La temperatura media en el intervalo entre ordeños, no debería subir por encima de 5 0C y en ninguna parte del volumen de la leche debería llegar a más de 9 0C. El resto de la agitación periódica

y la puesta en funcionamiento del tanque con el salto del termostato debería ser suficiente (Leverque, 1998).

A continuación se relacionan varios factores adicionales que deben tenerse en cuenta en la mayoría de los países tropicales:

oooooSe parte de la leche con alta contaminación inicial con psicrótrofos y otros microorganismos.

oooooFrecuentemente se utiliza agua contaminada en las labores de higiene del ordeño y de recipientes.

oooooSe manipula leche enfriada por encima de 6 0C y, a menudo, superior a 100C.

oooooNo siempre la refrigeración se realiza de forma rápida.

oooooCon frecuencia se acopian mezclas de leche enfriadas y caliente.

Por ello, un error bastante común es creer, sin el análisis de la influencia de los factores antes mencionados, que la leche obtenida y procesada en la industria es de alta calidad por el solo hecho de realizar la refrigeración en algunas o todas sus etapas.

El pago de incentivos por el uso de la refrigeración debe estar, por tanto, acompañado de criterios reales en la mejora de la calidad bacteriológica de la leche, o sus efectos a mediano o largo plazo pueden ser contraproducentes para la propia industria láctea de la región. Si bien la refrigeración en las condiciones del trópico es un factor indispensable para la manipulación de leche cruda con calidad, el problema no será resuelto definitivamente hasta tanto no se generalicen las buenas prácticas de ordeño y se desarrolle la infraestructura y cultura acompañante, necesaria para una moderna explotación de los rebaños.

Preacidificación de la leche

La tecnología desarrollada consiste en emplear CO2 alimentario para conservar la leche. El CO2 se elimina mediante un proceso de desgacificación por vacío antes de someter la leche a un tratamiento térmico (Pasterización, UTH o Esterilización).Este método sustitutorio de los tratamientos térmicos utilizados en la actualidad que no evitan la proliferación de microorganismos en la leche cruda refrigerada, hace posible espaciar el tiempo de recogida de la leche y con ello el abaratamiento de los costos de transporte, almacenamiento, consumo de energía, tratamiento y mano de obra en el sector quesero.

La preacidificación de la leche con CO2 que así se le denomina a la técnica, mejora el rendimiento de la industria quesera, ya que homogeneiza la acidez de la leche cuando es distinta procedencia, coagula más rápidamente, comporta un menor consumo de cuajo y un ligero aumento de sabor agradable, todo ello sin que la leche pierda sus vitaminas, azúcares, aromas y proteínas (Bada, et al., 1998).

Conservación de la leche caliente mediante la adición de agua oxigenada

Al establecerse por la FAO, en 1961, la posibilidad de utilizar el peróxido de hidrógeno en la conservación de leche cruda destinada al consumo humano en condiciones donde fuera imposible practicar la refrigeración, muchos países, de forma oficial o sin una aprobación expresa de las legislaciones nacionales, lo han utilizado para tal fin. El empleo de agua oxigenada principalmente por parte de la industria, ha constituido un medio de evitar la acidificación de grandes volúmenes de leche y posibilitar su posterior tratamiento térmico.

La cantidad a adicionar fluctúa entre 300-1000 ppm, en dependencia de la calidad de la leche de que se trate. Las condiciones de manipulación y el tiempo que debe transcurrir hasta su procesamiento definitivo; pero, en general se aconseja el uso de la enzima catalasa para descomponer el peróxido remanente, fundamentalmente cuando se utilizan las concentraciones elevadas. El agua oxigenada, sin embargo, presenta un conjunto de inconvenientes que limitan su empleo, en primer lugar por los productores y también por la industria, a pesar del desarrollo de formas de presentación más simples y prácticas. Algunas de estas limitaciones son:

oooooDificultades en su manipulación y dosificación para volúmenes pequeños de leche.

oooooIrritante a la piel e inestable a la luz y al calor.

oooooNecesidad de emplear una enzima, la catalasa, para eliminar el peróxido remanente, lo que encarece y dificulta el procesamiento.

oooooCambio de sabor a la leche, alteraciones en la fabricación de algunos derivados lácteos.

oooooEfectos oxidativos sobre la grasa.

oooooEn altas concentraciones pueden producirse reacciones con las superficies de los recipientes metálicos.

oooooPosibles efectos tóxicos sobre la mucosa intestinal cuando no se eliminan las cantidades remanentes.

oooooInterferencias con algunos métodos analíticos, como es la determinación de proteínas.

Además del uso del peróxido de hidrógeno en algunos países, también se emplean sustancias no autorizadas como antibióticos, cloro activo, formol, alcalinizantes y otros. Recientemente se aprobó, en la reunión del Comité Mixto FAO-OMS de Expertos en Leche y Derivados Lácteos del CODEX Alimentarius (Uruguay, Junio 98), incluir la práctica del agua oxigenada en la leche.

El sistema lactoperoxidasa: sus componentes y principios. Antecedentes del sistema.

La leche ofrece uno de los retornos más rápidos para productores de pequeña escala, y es un elemento clave para la seguridad alimentaria de los hogares. La generación de excedentes de leche aporta ingresos a mujeres y niños quienes están usualmente a cargo de animales lecheros como cabras, ovejas y vacas. La lechería frecuentemente genera el único ingreso regular para familias rurales por lo que es esencial para su supervivencia. En áreas remotas donde existe una gran demanda por leche fresca de buena calidad, los productores de pequeña escala enfrentan un serio problema para acceder a mercados distantes. La mayoría de los pequeños productores no tienen acceso directo al mercado, por lo que los intermediarios reciben la mayor parte del precio final de la leche. Normalmente, el producto puede transportarse sin refrigeración hasta 30 Km., pero después de cierto período comienza a deteriorarse, comenzando el proceso de acidez (Bennett, 1999).

Además de aportar una dieta completa y balanceada al recién nacido, la leche también contiene agentes antibacterianos que protegen contra varias infecciones que amenazan al nuevo ser. El conocimiento de que la leche, y particularmente el calostro, contiene factores inmunes esenciales para la supervivencia del recién nacido no es nuevo; en los años 60 investigaciones sobre calostro en Suecia llevaron al descubrimiento de un sistema enzimático natural de conservación en la leche. La enzima es llamada Lactoperoxidasa y mediante investigación en profundidad, se desarrolló un sistema de reactivación utilizando activadores simples. El resultado es un sistema de conservación de leche, que mantiene las cualidades de la leche por 7-8 horas a temperatura ambiente en el trópico (30ºC).

El sistema.

Estudios realizados por investigadores (Bjork, 1978 y Alfonso et al.; 1991) esclarecieron los mecanismos básicos de acción del s-LP y señalaron la posibilidad de emplearlo como una alternativa favorable en la conservación de leche cruda sin refrigerar.

La lactoperoxidasa es una enzima presente naturalmente en la leche. Una de sus singulares funciones biológicas es un efecto antibacteriano en presencia de peróxido de hidrógeno y tiocinato. Ambas sustancias están presentes naturalmente en la leche en concentraciones variables. El método para activar el s-LP en la leche consiste en agregar alrededor de 10 p.p.m de tiocinato (preferentemente en forma de polvo) a la leche cruda para aumentar en nivel total a 15 p.p.m (Partes Por Millón, 5 p.p.m presentes naturalmente). La solución se mezcla completamente durante 30 segundos, y luego se agrega una cantidad equimolecular (8.5 p.p.m) de peróxido de hidrógeno, generalmente en forma de carbonato de sodio peroxhidrato granulado). La activación de la lactoperoxidasa tiene un efecto bacteriostático sobre la leche cruda extendiendo la vida del producto por 7-8 h bajo condiciones tropicales. Esto significa que los productores pueden transportar la leche desde al punto de acopio hasta la planta procesadora, incrementando significativamente el ingreso generado en la finca o en el grupo de productores.

Después de 15 años de experimentos en el terreno en países en desarrollo, fue aprobado un Código de Prácticas para el uso de un sistema alternativo para la conservación de la leche basado en la activación de un complejo antibacteriano enzimático natural en la leche (sistema Lactoperoxidasa), por el Comité de Expertos en Aditivos Alimentarios de FAO/OMS en 1989, y por el Codex en 1991. El sistema es barato, fácil de usar y aplicable en los países en desarrollo con un mínimo de entrenamiento.

El Banco Mundial estima que el 20% de toda la leche producida es descartada en los países en desarrollo. El uso del s-LP permite acopiar y procesar una mayor cantidad de leche en zonas donde no hay infraestructura lechera. Los productores de pequeña escala podrán aumentar sus ingresos a través de la venta de excedentes, existe un beneficio "líquido" para los consumidores y se estimulará la producción. Tendrán mayor oportunidad de comercializar sus excedentes de leche en los centros urbanos y también reducir las pérdidas del producto. Esto resultará en un incremento sustancial del ingreso en el hogar. Cuando el sistema es adoptado puede esperarse un aumento de hasta el 40% en la producción de leche para industria. También serán beneficiarios del sistema los consumidores quienes tendrán un acceso rápido a leche segura y de calidad.

En la leche se han identificado diferentes sustancias naturales, complejos enzimáticos y células, que tienen una probada capacidad antibacteriana; algunas de naturaleza inmunológica local o sistémica y otras que tienen carácter inespecífico. Uno de los sistemas más estudiados en los últimos 20 años es el lactoperoxidasa-tiocianato- peróxido de hidrógeno (sistema LP), debido a sus grandes posibilidades para evitar el desarrollo de microorganismos indeseables en la leche cruda en la glándula mamaria e, incluso, en el intestino de los animales jóvenes.

Reacción específica con los grupos SH- Inactivación de bacterias

• a) Enzima lactoperoxidasa

Es un componente natural del suero lácteo, que se encuentra en la leche en cantidades que varían entre 10-40 og/ml y depende de la especie de mamíferos y el estado fisiológico de la lactación. Con relación a la función del sistema, se considera que la concentración de la enzima no es, bajo ningún caso, un factor limitante de la reacción. El sistema LP es inhibido por las altas concentraciones de oxígeno libre tales como los aportados por la adición de agua oxigenada. La lactoperoxidasa también se altera por los procesos térmicos, puesto que la pasteurización (730C/15") inhibe parte de la actividad enzimática, aunque esta no desaparece totalmente. Por ello, dicha prueba se realiza para establecer diferencias entre leche bien pasteurizada, que no debe tener ninguna actividad de fosfatasa alcalina y sí de lactoperoxidasa, y leche esterilizada, donde no se debe observar ninguna actividad de ambas enzimas.

En las condiciones de Cuba, se han realizado algunos ensayos para determinar la actividad de las enzimas mediante las técnicas con ABTS y con guayacol. No se han observado diferencias apreciables con lo reportado internacionalmente.

• b) Tiocianato

Los tiocianatos son productos derivados de la detoxicación de productos cianogénicos y como parte del metabolismo de los aminoácidos azufrados, proceso en el cual el hígado tiene un importante papel. Considerando que la fuente fundamental de los tiocianatos se originan de la propia transformación de los alimentos, estos se encuentran en altas concentraciones en el jugo gástrico, saliva y otros fluidos biológicos de los animales superiores y, por supuesto, de los rumiantes y el hombre.

En Cuba, desde 1982, se han realizado diversos estudios sobre las concentraciones de tiocianato en la leche cruda, tanto proveniente de animales individuales como en leche de mezcla. Las concentraciones individuales observadas son muy variables, se han encontrado entre 0,05 mMol/L hasta 0,6 mMol/L, en dependencia del tipo de alimentación y del estado fisiológico del animal, pero en leche de mezclas las concentraciones medias se han mantenido en el orden de 0,10-0,15 mMol/L. Es de destacar que en aquellos estados fisiológicos que implican alteraciones de la glándula mamaria, como es el caso de la mastitis bovina o durante el periodo calostral, las concentraciones de tiocianato se elevan considerablemente, y se normaliza en la medida que se produce la recuperación de los animales. También se ha encontrado menor concentración en la primera lactación (0,06mMol/L) que en lactancias sucesivas

(0,16mMol/L).

Considerando que la máxima actividad de la enzima se alcanza en concentraciones de tiocianato entre 0,20-0,30 mMol/L, estos resultados indican por una parte, que la adición exógena de tiocianato a la leche mezclada para alcanzar un umbral de máxima actividad de la enzima está en el orden de 0,10-0,15 mMol/L, y que en ningún caso debe superar los niveles superiores observados de forma natural en algunos animales individuales y bajo determinadas condiciones fisiológicas. Por otra parte, se incrementa el interés por la posible manipulación del sistema LP como una vía para aumentar la resistencia de la glándula mamaria en aquellos períodos de máxima susceptibildad ante enfermedades provocadas por bacterias.

Múltiples ensayos realizados en leche pasteurizada muestran una inactivación del sistema LP, si bien las concentraciones de tiocianato se mantienen en los intervalos de óptima concentración, lo que demuestra que la actividad total depende de la interrelación entre los tres componentes del sistema.

• c) Peróxidos

Se producen por los sistemas enzimáticos del tejido mamario y también por los leucocitos, que generan peróxidos y superóxidos en pequeñas cantidades. La producción de radicales libres de oxígeno a nivel local tiene una vida media limitada, al ser estos descompuestos por la acción de la enzima catalasa y en diferentes reacciones de oxidación, una de las cuales es la activación natural del sistema LP.

Aunque la presencia de altas concentraciones de radicales libres de oxígeno tiene una acción tóxica sobre los tejidos, incluyendo el epitelial mamario, las cantidades de peróxido adicionados a la leche en el proceso de activación del sistema LP son muy pequeños 8-12 ppm (0,20 mMol/L). Estos son degradados rápidamente por la propia enzima LP, al transferir el oxígeno activo al tiocianato. Además, una parte se pierde degradado por la acción de la catalasa y en otras reacciones secundarias. De esta forma, al cabo de los 5 minutos de la reacción, es prácticamente imposible detectar oxígeno libre mediante los métodos convencionales, fundamentalmente en leche con más de dos horas de haber sido obtenida y con altos conteos celulares.

Una situación totalmente diferente ocurre cuando el método de conservación empleado es el agua oxigenada en concentraciones elevadas, caso en el cual el oxígeno no se consume totalmente.

Un comité de normas alimentarias de la leche y los lácteos ha confirmado de nuevo su apoyo a un método para conservar la leche, que podría dar a los campesinos pobres de localidades aisladas la posibilidad de comercializar su leche lejos de sus fincas. Con la adopción del sistema LP, los campesinos podrían disponer de 5 horas para transportar la leche a instalaciones de refrigeración (FEPALE, 1996).

Los estudios realizados por un grupo de investigadores (Reiter, et al., 1964; Oram and Reiter, 1976; Bjork, 1978; Alfonso, et al., 1991) esclarecieron los mecanismos básicos de acción del SLP y señalaron la posibilidad de emplearlo en la conservación de la leche cruda sin refrigerar, como una alternativa más favorable que el peróxido de hidrógeno.

Bjork, (1979) señaló la presencia de la lactoperoxidasa como una glucoproteína básica que posee un grupo hemo en su composición y tiene un peso molecular de 78000 daltons.

Ella por sí sola no posee acción antimicrobiana, sino que su efecto se pone de manifiesto al catalizar la oxidación parcial del tiocianato a partir del peróxido de hidrógeno como donador de oxígeno.

El mecanismo de acción se asocia al efecto de los iones hipocianatos sobre los grupos sulfídricos de algunas proteínas que forman la pared bacteriana, inhibiendo varias enzimas del metabolismo celular, interfiriendo el transporte de nutrientes, la síntesis de ADN y ARN, la captación de oxígeno y la cadena respiratoria (Reiter, 1985).

Según Harnuluv and Kandasamy, (1982) la cantidad necesaria para la activación de este sistema es inferior a la reportada en la leche, por lo cual no es un elemento limitante en la actividad del sistema.

La leche contiene 30 &µg/ml de laptoperoxidasa, aunque varía en animales individuales desde 2 &µg/ml a 50 &µg/ml, dependiendo del estado fisiológico y del período de lactancia

(Korhonen, et al., 1985).

La capacidad bactericida o bacteriostática de este sistema se vincula directamente con la accesibilidad de los compuestos oxidados del tiocianato a la pared interna de las bacterias, en dependencia de las características de la misma; esto explica que muchos microorganismos Gram negativos como E. coli, Pseudomona spp, Salmonella spp, sean eliminados, mientras que la mayor parte de los Gram positivos sean solamente inhibidos en su crecimiento (Earnshaw, et al., 1989).

Para el óptimo funcionamiento del sistema LP en leche, son necesarias concentraciones mínimas de 10 a 15 mg/L de tiocianato, por lo que se recomienda adicionar ciertas cantidades de leche (Bjork, 1979). El contenido del tiocianato en la leche tiene un origen exógeno y plantean (Alfonso, et al., 1991) que la cantidad del mismo en la leche depende de la alimentación, el estado fisiológico y la salud de la ubre.

Para la dosificación del tiocianato y percarbonato de sodio se hace uso de las tabletas y de sobres de nylon con percarbonato, en estas condiciones se puede activar el

sistema LP haciendo uso de volúmenes de leche variados desde 50 hasta 1000 L (FAO/OMS, 1990; FAO/OMS, 1991).

Hernández, (1993) señaló el efecto beneficioso de un conjunto de sustancias presentes en la leche cruda que intervienen en la fase de estabilidad natural que ocurre en las primeras horas, después de obtenida la leche debido a la inhibición del crecimiento de los microorganismos. Reportó Bjork, (1991) que la capacidad de conservación

mediante el sistema LP indica un tiempo entre 6 y 12 horas a temperatura fija, de 30 0C

o a temperatura ambiental fluctuante. Sin embargo, trabajos realizados por Ponce, et al., (1992) comprueban que la leche se mantiene sin alteraciones sensibles entre 8 y 20 horas, en dependencia de la temperatura y la calidad inicial de la misma, no afectándose el producto de su destino.

El peróxido de hidrógeno se encuentra en muy bajas concentraciones, por lo cual no tiene capacidad suficiente para activar el sistema LP, sin embargo, algunos microorganismos lactofermentadores son capaces de producir peróxido bajo condiciones anaerobias, lo cual implica cierta inhibición sobre algunas cepas de Lactobacillus, aunque generalmente dichos microorganismos sobreviven a tal acción e incluso algunos muestran una alta capacidad de adaptación (Bjork, 1991).

Los microorganismos clasificados como catalasa positivos descomponen rápidamente el peróxido y para ser destruidos necesitan una fuente exógena del mismo. La adición de elevadas concentraciones de peróxido tiene un fuerte efecto oxidante, eliminando por ello una parte considerable de microorganismos, pero a su vez puede inhibir la actividad de la enzima (Harnuluv and Kandasamy, 1982). Por ello, para activar el sistema se recomienda adicionar pequeñas cantidades de peróxido, preferiblemente de un portador sólido como es el percarbonato de sodio, y en proporciones equimolares en relación con el tiocianato.

Los tres aspectos fundamentales del sistema son:

• 1. Su papel como parte de los mecanismos de defensa de la glándula mamaria.

• 2. Los posibles efectos perjudiciales en la industria debido a la capacidad de inhibir el desarrollo de microorganismos lactofermentadores, entre otros.

• 3. Partiendo de su capacidad bactericida y/o bacteriostática, su utilización en la conservación de la leche cruda.

El efecto sistema LP sobre los microorganismos iniciadores mesófilos y termófilos constituye un aspecto muy controvertido, aunque generalmente se reporta una capacidad de producción de ácido láctico y consecuentemente un retardo en el tiempo de coagulación en leches activadas que no han sido pasteurizadas o que solamente han estado sometidas a temperaturas de pasteurización muy bajas (Nuñez, et al.,

1984; Valdés et al., 1988).

Ponce et al., (1992) demostraron que la activación del sistema LP causa un alargamiento en el TRAM lo que puede dificultar la interpretación de las pruebas basadas en los mecanismos de oxidación y reducción de las bacterias. El sistema LP inhibe el deterioro por acidificación de la leche pero no disminuye la cantidad de ácido láctico, producido antes de la activación. Por ello es conveniente la activación lo más rápido posible posterior a la conclusión del ordeño.

Cada dosis está constituida por dos formulaciones: STABILAK 1 y STABILAK 2, que se adicionan a la leche en este orden, en dependencia del volumen que se trate. La aplicación del sistema LP es técnicamente fácil y no requiere de personal especializado para ello. Tiene una estabilidad probada de seis meses (Ponce, 1996).

El efecto del activador del sistema LP depende de la temperatura y de la calidad inicial

de la leche; produce una protección mínima de 8 horas para una leche con mala calidad inicial y temperatura superior a los 300C.

Puede sobrepasar las 24 horas cuando las condiciones ambientales son más benignas y la calidad higiénica es mejor, lo cual ha sido investigado durante algunos años según plantearan diferentes autores (Ponce et al., 1984,1992, 1994).

La activación del sistema lactoperoxidasa.

Como ya se señaló, el sistema LP es un mecanismo natural de protección de la ubre y otros tipos de tejido animal. Un principio fundamental es la generación de iones oxidados de tiocianato, que reacciona de forma selectiva con los grupos sulfidrilos de las proteínas que constituyen la pared celular de las bacterias, lo cual produce un efecto de tipo bacterioatático/bactericida, en dependencia de las características de dichos microorganismos. La activación del sistema se produce de forma exógena con la adición de cantidades equimolares de peróxido y tiocianato. Generalmente el oxígeno es suministrado mediante un portador sólido de peróxido, como es el percarbonato de sodio, o en forma líquida en cantidades equivalentes de agua oxigenada; el tiocianato es aportado comúnmente por un sal sódica y por la generación in situ de peróxidos mediante la adición de enzimas y substratos específicos. El tiocianato es comercializado comúnmente como una sal sódica.

Un programa práctico importante es la imposibilidad o dificultad de manipular los activadores del sistema LP, a causa de sus características de inestabilidad, hidroscopicidad, difícil dosificación para pequeños volúmenes de leche, entre otras. Por ello, el CENSA, que ha venido estudiando desde hace 13 años todos los aspectos técnicos y prácticos con relación a este sistema, desarrolló un producto, de nombre comercial STABILAK, basado en dicho principio. Este se emplea con éxito en el mantenimiento de la calidad inicial de la leche cruda en condiciones de trópico, especialmente en Cuba.

Características del activador del sistema LP.