Facultad de Ciencias Agrarias
“EFECTO DEL SISTEMA PRODUCTIVO SOBRE LA COMPOSICIÓN,
PERFIL DE ÁCIDOS GRASOS Y PERFIL DE CASEÍNAS
CONTENIDOS EN LECHE DE VACAS HOLSTEIN FRIESIAN,
REGIÓN DE LOS RÍOS”
TESIS DE MAGÍSTER
SOLEDAD CECILIA MUÑOZ GÓMEZ
EFECTO DEL SISTEMA PRODUCTIVO SOBRE LA COMPOSICIÓN, PERFIL DE ÁCIDOS GRASOS Y PERFIL DE CASEÍNAS CONTENIDOS EN LECHE DE VACAS HOLSTEIN FRIESIAN, REGIÓN DE LOS RÍOS
Tesis presentada a la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Austral de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al grado de Magister en Ciencias Mención Producción Animal
Por
SOLEDAD CECILIA MUÑOZ GOMEZ
INFORME DE APROBACIÓN TESIS DE MAGISTER
La Comisión Evaluadora de Tesis comunica al Director de la Escuela de Graduados de la Facultad de Ciencias Agrarias que la tesis de Magister presentada por el candidato
SOLEDAD CECILIA MUÑOZ GOMEZ
ha sido aprobada en el examen de defensa de Tesis rendido el día 29 de Octubre de 2014 como requisito para optar al grado de Magister en Ciencias Mención Producción Animal y, para que así conste para todos los efectos firman:
Profesor Patrocinante de Tesis: Dr. Daniel Alomar
Facultad de Ciencias Agrarias --- Universidad Austral de Chile
Comisión Evaluadora de Tesis: Dr. Rodrigo Morales
Investigador Calidad de Alimentos ---
INIA Remehue
Dr. Juan Pablo Keim
I
INDICE DE MATERIAS
Capítulo Pág. RESUMEN VII ABSTRACT IX 1. REVISION BIBLIOGRAFICA 1 1.1 INTRODUCCION 11.2 PRODUCCIÓN DE LECHE EN LA REGIÓN DE LOS RÍOS 3
1.3 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN DE LECHE EN LA REGIÓN DE
LOS RÍOS 5
1.3.1 Sistemas Intensivos o en Confinamiento Absoluto 6
1.3.2 Sistemas Semiintensivos o Mixtos 6
1.3.3 Sistemas Pastoriles o Extensivos 6
1.4 CALIDAD FÍSICO QUÍMICA DE LA LECHE BOVINA 7
1.4.1 Efecto de la genética sobre la calidad de leche 7
1.4.2 Efecto de la alimentación sobre la calidad de leche 8 1.4.3 Efecto de la estación del año y zona geográfica sobre la calidad de
leche 9
1.5 FRACCIÓN LIPÍDICA DE LECHE BOVINA 10
1.5.1 Ácido Linoleico Conjugado (CLA) 12
1.5.2 Ácidos Grasos Omega-3 (n-3) y Omega-6 (n-6) 15
1.6 IMPORTANCIA DE LOS LÍPIDOS Y ÁCIDOS GRASOS EN
SALUD HUMANA 16
1.7 FRACCIÓN PROTEICA EN LECHE BOVINA 18
1.8 IMPORTANCIA DE LA FRACCIÓN PROTEICA DE LA
LECHE EN LA SALUD HUMANA 20
II
2.1 OBJETIVO GENERAL 22
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 22
3 HIPOTESIS 23
4 MATERIALES Y MÉTODOS 24
4.1 ÁREA DE ESTUDIO Y FUENTE DE FINANCIAMIENTO 24
4.2 ENCUESTA PREVIA PARA SELECCIÓN DE LOS PREDIOS 25
4.3 TOMA DE MUESTRAS 25
4.3.1 Muestra de leche 25
4.3.2 Muestra de alimentos 26
4.3.3 Determinación del consumo aparente de la pradera 27
4.4 ANÁLISIS DE ALIMENTOS 28
4.4.1 Análisis Bromatológico 28
4.4.2 Determinación del perfil de ácidos grasos 28
4.5 ANÁLISIS DE LECHE 29
4.5.1 Determinación de calidad de leche 29
4.5.2 Determinación del perfil de ácidos grasos 30
4.5.3 Determinación del perfil de caseínas 31
4.6 DISEÑO EXPERIMENTAL 32
5 RESULTADOS Y DISCUSION 33
5.1 ALIMENTACION 33
5.2 EFECTO DEL SISTEMA PRODUCTIVO SOBRE CALIDAD DE
LECHE 36
5.2.1 Comportamiento anual de la concentración de grasa en leche 37 5.2.2 Comportamiento anual de la concentración de proteína y urea en
leche 39
5.2.3 Comportamiento anual de la concentración de lactosa en leche 42 5.2.4 Comportamiento anual del recuento de células somáticas (RCS) en
III
5.3 EFECTO DEL SISTEMA PRODUCTIVO SOBRE EL PERFIL DE
ÁCIDOS GRASOS EN LECHE 44
5.3.1 Efecto del sistema productivo sobre la concentración de isómero
C18:2 cis-9, trans-11 CLA (ácido ruménico “AR”) en leche 45 5.3.2 Efecto del sistema productivo sobre la concentración de ac. grasos
n-3 en leche 49
5.4 EFECTO DEL SISTEMA PRODUCTIVO SOBRE EL PERFIL DE
CASEINAS EN LECHE 54
6 CONCLUSIONES 58
IV
INDICE DE TABLAS
Tabla Pág.
Tabla 1 Promedio anual en precio real pagado a productor ($/litro sin
IVA) 4
Tabla 2 Composición porcentual promedio de la leche en diferentes razas 8
Tabla 3 Principales ácidos grasos en leche bovina 11
Tabla 4 Factores asociados a la variación de ácidos grasos 12
Tabla 5 Visión general de los factores de la dieta que afectan el contenido
de AR 14
Tabla 6 Tratamientos del estudio 25
Tabla 7 Características de la ración 33
Tabla 8 Porcentaje de la ración representada por forraje fresco, forraje
conservado y concentrado 34
Tabla 9 Concentración promedio anual de solidos lácteos (% de grasa,
proteína y lactosa) y recuento de células somáticas (x103) 36
Tabla 10 Concentración media anual de ác. grasos en leche (g 100g-1) 45
Tabla 11 Concentración media anual de ácidos grasos individuales en
leche (g 100g-1) 53
V
INDICE DE GRAFICOS
Grafico Pág.
Gráfico 1 Recepción nacional de leche en planta. Período 2011-2013.
ODEPA (2014) 2
Gráfico 2 Promedio mensual en precio real pagado a productor ($/L sin
IVA). ODEPA (2014) 4
Gráfico 3 Comportamiento anual de la concentración promedio de grasa láctea (%) por sistema productivo. Período abril 2012-marzo
2013 38
Gráfico 4 Comportamiento anual de la concentración promedio de proteína láctea (%) por sistema productivo. Período abril 2012-marzo
2013 40
Gráfico 5 Comportamiento anual de la concentración promedio de urea en
leche (mg dl-1) 41
Gráfico 6 Comportamiento anual de la concentración promedio de lactosa
(%) por sistema productivo. Período abril 2012-marzo 2013 43
Gráfico 7 Comportamiento anual del recuento de células somáticas promedio por sistema productivo. Período abril 2012-marzo
2013 44
Gráfico 8 Comportamiento anual de la concentración de ac. rumenico “AR” (g 100g-1)
.Período abril 2012-marzo 2013 48
Gráfico 9 Comportamiento anual en la relación C14:1/C14:0.Período abril
VI
INDICE DE FIGURAS
Figura Pág.
Figura 1 Recepción de leche 2013. Participación por plantas lecheras (%).
ODEPA 2014 2
Figura 2 Participacion regional en la industria nacional 2011, 2012 y
2013. ODEPA 2014 3
Figura 3 Porcentaje de concentrado (a), forrajes conservados (b), forrajes frescos (c) y relación forraje:concentrado (d) en la ración
mensual 35
Figura 4 Concentración de grasa y proteína láctea en sistema pastoril (a)
y según Calvache, (2009) (b) 42
Figura 5 Concentración mensual en leche (g 100g-1) de n-3 (a), n-6 (b) y
relación n-6/n-3 (c) 51
Figura 6 Concentración mensual en leche (g 100g-1) de ac. grasos saturados (a), ac. grasos insaturados (b), ac. grasos
monoinsaturados (c) y ac. grasos poliinsaturados (d) 52
Figura 7 Concentración mensual en leche (g l-1) de caseína S1 (a),
VII
RESUMEN
En Chile, la Región de Los Ríos fue la única que incrementó el volumen de producción de leche en 2013 en comparación al año 2012, sin embargo, el precio real promedio pagado a productor es inferior al promedio nacional. Considerando el crecimiento en el volumen de leche que se está produciendo en la región, resulta de gran importancia el estudio de los componentes de ésta y su mejora, ya que constituye la oportunidad de impulsar el precio que se paga al productor. Paralelamente, recientes hallazgos en el área de alimentos funcionales indican que ácidos grasos específicos en leche y producidos en el rumen pueden tener efectos benéficos sobre la salud, destacándose el ácido linoleico conjugado (CLA), específicamente el isómero C18:2 cis-9, trans-11 CLA (ácido ruménico “AR”) producido durante la biohidrogenación ruminal incompleta del ác. linoléico, al cual se le han atribuido propiedades anticancerígenas. Estos y otros aspectos han despertado el interés de los consumidores en el conocimiento de los procesos productivos que favorecen la producción y conservación de elementos con comprobados efectos positivos sobre la salud humana.
VIII
para comparaciones múltiples, considerando el sistema productivo como variable independiente y utilizando el programa SPSS 17.
Tras el análisis, se observó que la concentración de lactosa en leche fue mayor (p=0.006) en SC (4,92%) versus el SP (4,80%). En tanto, el SC presentó el RCS más alto (p=0.01) respecto de los otros tratamientos. De igual modo, se observó una diferencia significativa en la concentración media anual de AR (p=0.027), ácidos grasos n-6 (p=0.034) y en la relación n-6:n-3 (p=0.035) entre los tratamientos, identificándose la mayor concentración de AR en el SM (1.01 g 100g-1 de ác. grasos totales) versus SP y SC (0.85 y 0.64 g 100g-1 de ác. grasos totales, respectivamente). Además, existió un incremento de este acido graso durante la temporada primavera-verano, tanto en SP como SM, lo que podría atribuirse a un efecto estacional. El menor contenido ác. grasos n-6 fue identificada bajo el SP, lo cual hace relación con el aporte de estos ác. grasos en la ración y por ende influye sobre la relación n-6:n-3 (p=0.035). Por otra parte, no existió efecto del sistema productivo sobre el contenido de las fracciones de caseína en leche (g l-1). No existió efecto del sistema productivo sobre el contenido de las fracciones de caseína en leche (g l-1), sin embargo, se identificó un efecto de la interacción entre el sistema productivo x tiempo de muestreo sobre el contenido de αs2-CN, una de las fracciones solubles que componen la molécula de caseína. En conclusión, los diferentes sistemas de alimentación y/o productivos de la Región de Los Ríos y el tiempo de muestreo parecen influir directamente sobre el contenido de sólidos, calidad higiénico-sanitaria y perfil de ácidos grasos en leche, no así sobre el contenido de caseína y sus fracciones.
IX
ABSTRACT
In Chile, the only region that experienced an increase in the volume of milk production in 2013 compared to 2012 was Los Ríos; however, the price paid to producers is lower than the national average. Based on this, the determination of milk components and its improvement is an opportunity to boost the price paid to producers. Recent findings in the functional foods area indicate that specific fatty acids produced in rumen may have beneficial effects on human health, notably the C18:2 cis-9, trans-11 CLA isomer (Rumenic acid “AR”) produced by incomplete biohydrogenation of linoleic acid, wich have been attributed anticancer properties. These and other aspects have aroused consumers interest that production process knowledge that promote elements production and conservation with positive effects on human health.
The aim of this study was to determine the effect of different production systems in Los Rios region, using nine farms, which were monitored and sampled both in milk and food for 12 months. Treatments were defined as Grazing System "SP"; Mixed System "SM" and Confinement System "SC” and were considered as dependent variables, milk composition (fat, protein, lactose, urea), somatic cell count (SCC), fatty acid profile (with emphasis on CLA and n-3 fatty acids), casein (CN) and its fractions (α CN, β-and κ-CN). The data were subjected to statistical analysis using a one-way ANOVA with repeated measures over time and Tukey test for multiple comparasions as performed, with production system as independent variable, using the SPSS 17 program.
X
other treatments. Similarly, a significant difference was observed in AR average (p=0.027), n-6 fatty acids (p=0.034) and the n-6:n-3 ratio (p=0.035) between the treatments, identifying the highest AR concentration in the SM (1.01 g 100g-1 total fatty acid) versus SP and SC (0.85 and 0.64 g 100g-1 total fatty acid, respectively). In addition there was an increase during the spring-summer season, both SP and SM, which could be attributed to a seasonal effect. The lowest n-6 fatty acid content was under SP, which makes connection with the contribution of these fatty acid in diet, and thus influences the differences on n-6:n-3 ratio in milk (p=0.035). There was no effect of the production system on the content of the fractions of casein in milk (g l-1), however, an effect of the interaction between the production system x sampling time of the content identified αs2-CN, soluble fractions comprising casein molecule. In conclusion, different supply or production systems in Los Rios Region and the sampling time appear to directly influence milk solids content, hygienic-sanitary quality and fatty acid profile, not casein content and its fractions.
1. REVISION BIBLIOGRAFICA
1.1 INTRODUCCION
En Chile, el sector silvoagropecuario representa un 2,7 % del PIB nacional (año 2013) y se encuentra representado en un 16% por la agricultura (cultivos), 43% por fruticultura, 24% por ganadería y 18% por silvicultura. En el sector lácteo de nuestro país, es posible mencionar que durante el año 2012 en Chile fue recepcionado un volumen cercano a 2119 millones (M) de litros de leche por las principales empresas lácteas, mientras que en 2013 el volumen total alcanzó los 2149 M de litros de leche, superando en 30 M de litros, un 1,4% más que el año anterior.
Gráfico 1. Recepción nacional de leche en planta. Período 2011-2013. ODEPA (2014)
Según ODEPA (2014) de las trece industrias que informan su recepción anual de leche, destacan el crecimiento de Chilolac, Lácteos del Sur y especialmente Colún (45 M de litros), lo cual la posiciona como la empresa de mayor participación en la industria lechera, con una participación de 25% de la recepción total del país. Le siguen Soprole y Nestlé, con una participación de 23% y 22%, respectivamente (Figura 1).
Figura 1. Recepción de leche 2013. Participación por plantas lecheras (%). ODEPA 2014 120,000,000 140,000,000 160,000,000 180,000,000 200,000,000 220,000,000 240,000,000 Li tr o s 2011 2012 2013 SOPROLE 23% NESTLE 22% COLUN 25% WATT´S 12% QUILLAYES 3% SURLAT 6% DANONE 2% CHILOLAC 1% LACTEOS VALDIVIA
1% LACTEOS DEL SUR2% VALLE VERDE
1.2 PRODUCCIÓN DE LECHE EN LA REGIÓN DE LOS RÍOS
Según el Informe lácteo de ODEPA la participación en la industria nacional de la Región de Los Ríos fue de 29%, 30% y 31% en los años 2011, 2012 y 2013, respectivamente (Figura 2). Los Ríos fue la única región de Chile que aumentó el volumen de leche recepcionado en todos los meses del año respecto a los meses del año anterior y por ende presentó el mayor crecimiento anual (3.5%) con 22 M de litros más que en 2012.
Figura 2. Participacion regional en la industria nacional 2011, 2012 y 2013. ODEPA 2014
El precio real promedio pagado a productor en nuestro país en 2013 llegó a los $208,7 por litro, lo cual significó un aumento de $7,9 por litro, respecto al 2012 (Tabla 1). El precio referencial señalado corresponde al precio base más las asignaciones por volumen y calidad, entre otros factores que determinan el valor final. A pesar de que las principales regiones de producción de leche en nuestro país son la Región de Los Lagos y Región de los Ríos, cuya participación alcanza casi el 80%, se informa a través de ODEPA que en la Región de Los Ríos el precio real promedio pagado a productor es inferior al promedio nacional y frente a la Región de Los Lagos durante el año 2013. Según el Gráfico 2 este menor precio se debería al descenso que existe en invierno y primavera dada la marcada
estacionalidad de la zona y que se mantiene debido a la disminución del contenido de sólidos en el mes de diciembre.
Tabla 1. Promedio anual en precio real pagado a productor ($/litro sin IVA).
Fuente: ODEPA 2014
Gráfico 2. Promedio mensual en precio real pagado a productor ($/L sin IVA, 2014).
ODEPA (2014)
Ante ésta y otras problemáticas, la determinación de los principales componentes de la leche se ha convertido en un análisis de rutina y de utilidad en el pago de leche y control lechero. A través de estos parámetros es posible la evaluación de la materia prima y ponderación del pago respectivo por sus componentes. Considerando que existe un crecimiento en el volumen de leche que se está produciendo en la región, resulta de gran importancia el estudio a nivel predial del mejoramiento en la calidad de leche. Son los
180.00 190.00 200.00 210.00 220.00 230.00 240.00
ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic
$/L
si
n
IVA
Los Ríos Los Lagos País
Precio Los Ríos Los Lagos País
Precio 2011 197,08 222,39 199,55
Precio 2012 176,07 199,16 200,78
componentes de la leche y no el volumen, lo que impulsará el precio que se paga al productor (Lock, 2013).
Por otra parte, recientes hallazgos en el área de alimentos funcionales indican que ácidos grasos específicos, producidos en el rumen pueden tener efectos benéficos en salud humana y es de especial interés el desarrollo de productos naturales, ricos en estos ácidos grasos (Bauman, 2003). El término ―alimento funcional‖ es utilizado para identificar estos alimentos, o componentes de los mismos, que tienen propiedades adicionales sobre la salud y que superarían el beneficio de su aporte nutricional (Milner, 1999). El ácido linoleico conjugado (CLA) predominante en el rumen y leche, derivado del ác. linoleico y al cual se le han atribuido efectos benéficos para la salud, es el isómero C18:2 cis-9, trans-11 (ác. ruménico ―AR‖) pero muchos otros están presentes, con AR por lo general más abundante que los demás (Lourenco y col., 2010).
1.3 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN DE LECHE EN LA REGIÓN DE LOS RÍOS
1.3.1 Sistemas Intensivos o en Confinamiento Absoluto
Bajo el sistema en confinamiento las vacas permanecen confinadas desde su nacimiento hasta la venta. En este sistema productivo los costos de maquinaria e infraestructura son altos, pero se contrarrestan con los altos niveles de producción obtenidos y mantiene una producción pareja y estable durante todo el año (FAO, 2009). Son explotaciones de grandes rebaños y su alimentación depende de ensilajes, concentrados y soiling. En estos casos la suplementación permite el aumento del consumo y por ende la producción pero esto significa un gran costo, ya que el kilogramo de MS de forraje es mucho más barato que el kilogramo de concentrado (Balocchi y col., 2002), por tanto es necesaria la suplementación estratégica dentro de los sistemas productivos.
1.3.2 Sistemas Semiintensivos o Mixtos
El sistema semiintensivo es altamente dependiente de la conservación del forraje, por ende presenta una baja estacionalidad. La alimentación se basa en praderas, suplementadas con concentrados durante las épocas de pastoreo (otoño, primavera y verano), mientras que se utiliza el forraje conservado (heno y ensilaje) y concentrados durante el invierno, período en el cual los animales permanecen en confinamiento (FAO, 2009). Bajo este sistema se logra una producción de leche constante a través del año, y a bajo costo, si se utiliza alimentación estratégica.
1.3.3 Sistemas Pastoriles o Extensivos
crecimiento de la pradera. Sin embargo, el resto del año y dada la baja disponibilidad y calidad en invierno y verano, la pradera no permite la suplir las necesidades nutricionales de un rebaño de alta producción (Balocchi y col., 2002). Con estos sistemas se minimiza los costos, constituyéndose la pradera de utilización directa en la principal fuente de alimento (FAO, 2009).
1.4 CALIDAD FÍSICO QUÍMICA DE LA LECHE BOVINA
La vaca de leche posee la característica y ventaja, en su calidad de rumiante, de convertir el alimento de manera eficiente en un producto de alta calidad (Hazard y Christen, 2006). Según Jensen y col. (1991) la leche bovina se compone, en promedio por un 87,3% de agua y un 12,7% de sólidos totales entre los que se incluyen grasa (3,9%), proteína (3,2%), lactosa (4,6%) y cenizas (0,7%), que determinan su calidad físico-química. Estos componentes en la leche pueden variar de acuerdo a factores como la genética, alimentación, época del año y ubicación geográfica, entre otros. Sin embargo, la industria tiene la necesidad abastecerse de leche con niveles uniformes y altos en sólidos, con especial relevancia en grasa y proteína (Valderrama, 2011).
1.4.1 Efecto de la genética sobre la calidad de leche
Tabla 2. Composición porcentual promedio de la leche en diferentes razas
Raza Sólidos totales
(%) Grasa (%) Proteína (%) Lactosa (%) Ceniza (%) Holstein Friesian 12,9 4,0 3,5 4,7 0,68 Ayrshire 13,4 4,0 3,6 5,0 0,73 Guernesey 14,6 5,0 3,9 4,9 0,74 Jersey 14,9 5,4 3,9 4,9 0,71
Fuente: Hazard y Christen (2006)
El estudio de casos llevado a cabo por Valderrama (2011) concluye que el grupo genético constituido por Jersey y sus cruzas, presentó los niveles de grasa más altos, el grupo constituido por Holstein el más bajo y menciona que el aspecto genético fue más influyente que la alimentación para explicar las diferencias en el contenido de sólidos.
1.4.2 Efecto de la alimentación sobre la calidad de leche
Mohammed y col. (2009), compararon el contenido de grasa y proteínas en leche de seis vacas Holstein fistuladas, asignadas a tres tratamientos: pastoreo, cero pastoreo y ensilaje de pradera respectivamente, señalando que no hay diferencia entre pastoreo y cero pastoreo. Sin embargo, la cantidad de sólidos fue menor en la dieta en base a ensilaje. Cabe señalar que se ofreció a todas las vacas 20 kg MS/dia-1 y recibieron 3 kg de concentrado y pasto o ensilaje ad libitum. No obstante, en el tercer tratamiento se observó un menor consumo de materia seca lo que podría justificar la baja en el nivel de sólidos.
En otro caso en que se comparó un grupo de pastoreo (Digitaria sanguinalis, Trifolium
repens) versus un grupo bajo confinamiento, alimentado con una dieta totalmente mezclada
mayor de grasa (p<0,05) que el grupo de pastoreo. Sin embargo, el porcentaje de proteínas y otros sólidos no presentaron diferencias significativas (White y col., 2001).
Pérez y col. (2007) analizaron 1.578 lactancias de 493 vacas con partos biestacionales (otoño-primavera) de la Región de Los Lagos, entre 1990 y 2001, estableciendo que ambos grupos reciben una alimentación diferencial. El resultado de este análisis señala que la producción de grasa en lactancias con parto en otoño (205 kg) fue superior (p≤0,05) que en partos de primavera (198 kg), aun cuando no presentó diferencia en su concentración (3,72 vs 3,71%). En cuanto a la proteína no se evidenciaron diferencias en producción, sin embargo el porcentaje de proteína fue mayor (p≤0,05) en lactancias de primavera que de otoño (3,23 vs 3,19%). Cabe señalar que la alimentación de otoño correspondió a ensilaje directo de pradera más un aporte diferencial de concentrado (2-7 kg d-1) y la de primavera en la utilización de praderas y suplementación con concentrado (2-5 kg d-1).
1.4.3 Efecto de la estación del año y zona geográfica sobre la calidad de leche
Las diferencias estacionales están fuertemente relacionadas a cambios en la alimentación, la que debe ser manejada de modo tal de favorecer tanto la proteína como la grasa, especialmente en primavera, cuando tienen tendencias opuestas.
En un estudio, cuyo objetivo fue establecer el contenido de sólidos (grasa, proteína, lactosa, sólidos totales, sólidos no grasos y caseínas en regiones (VII, IX y X) y las variaciones en los meses del año (Pinto y col., 1998), se señala que la materia grasa es uno de los componentes más variables entre las regiones, con un coeficiente de variación de 6,30%, 6,55% y 7,66% para las regiones VII, IX y X, respectivamente, siendo ésta ultima la que presentó mayor variabilidad en relación a las demás.
1.5 FRACCIÓN LIPÍDICA DE LECHE BOVINA
Los ácidos grasos que se encuentran en la grasa de la leche derivan de dos fuentes, la primera corresponde a la síntesis de novo en la glándula mamaria y la segunda a la absorción desde la circulación periférica de ác. grasos preformados. Las células epiteliales de la glándula mamaria utilizan el acetato y β-hidroxibutirato (ambos ác. grasos volátiles) para sintetizar los ác. grasos de cadena corta (100% de C4:0-C12:0) y cadena media (95% de C14:0 y 50% de C16:0) que son secretados en leche (Shingfield y col., 2008). En contraste, los ác. grasos de cadena larga en leche deben ser ingeridos en la dieta para que sean secretados en ésta (Shingfield y col., 2008; Elgersma y col., 2006).
Según Jensen (1995), la grasa de la leche bovina está constituida en un 98% de la fracción lipídica por triglicéridos, mientras que el resto está representado por otros lípidos como son el diacilglicerol (2%), colesterol (0,5%), fosfolípidos (1%) y ácidos grasos libres (0,1 %). El mismo autor publica en 2002 que la leche bovina contiene 14 ácidos grasos en cantidades superiores a 1% (Tabla 3) y que en teoría contiene al menos 400 ácidos grasos diferentes.
Tabla 3. Principales ácidos grasos en leche bovina
18:1 Oleico 20–30
18:2 Linoleico 1–3
18:3 Linolenico 0.5–2
Fuente: Jensen (2002)
Jensen (2002), señala que los factores asociados a la variación en el contenido de ácidos grasos y composición lipídica en leche bovina, se clasifican en factores del animal y factores de la alimentación (Tabla 4).
Tabla 4. Factores asociados a la variación de ácidos grasos.
Factores del Animal -Genética Factores de Alimentación -Consumo de grano
-Etapa de lactación -Cantidad y composición de lípidos en la dieta -Fermentación ruminal -Infecciones intramamarias -Consumo de proteína -Consumo de energía
-Uso de somatototropina -Efecto de la estación del año y región
Fuente: Jensen (2002)
1.5.1 Ácido Linoleico Conjugado (CLA)
El Ácido Linoleico conjugado (CLA) está constituido por una mezcla de isómeros posicionales, conjugados, y con isomería cis-trans derivados del C18:2 cis-9, cis-12, cuyos dobles enlaces no están separados por un grupo metilénico (Obregón y Valenzuela, 2009). El doble enlace en el CLA puede estar en las posiciones C 8 y 10, 9 y 11, 10 y 12 o 11 y 13, a la vez cada uno de los enlaces puede estar en una configuración cis o trans, representando los diferentes isómeros geométricos (Roche y col., 2001). La forma biológicamente activa de los CLA estaría representada por el Ácido Ruménico (cis-9, trans-11 ―AR‖) cuya proporción se encuentra entre el 75-85 % del total de CLA contenido en la leche (Bauman y
leche es trans-7, cis-9 CLA, representando un 10%, sin embargo su función no ha sido investigada dada su limitada disponibilidad (Bauman, 2003). Por otra parte, se ha atribuido al isómero trans-10, cis-12 CLA cierta actividad depresora de la síntesis de grasa en leche, sin embargo este ác. graso representa sólo de 2 a 5% del total de CLA (Lock y col., 2006; Khanal y Olson, 2004; Bauman y col., 2003).
El AR (cis-9, trans-11) es producido en el rumen durante la biohidrogenación incompleta del ácido linoléico (C18:2 cis-9, cis-12 ) por efecto de microorganismos Butyrivibrio
fibrisolvens (Bauman y col., 2001, Bauman y col., 2003) y Butyrivibrio proteoclasticus
(Wallace y col., 2007), éste último identificado como capaz de reducir además el ác. vaccénico (VA) a ác. esteárico a nivel ruminal (Mckain y col. 2010). Mientras tanto, los productos intermedios identificados en la biohidrogenación de α-linolénico (C18:3 cis-9,
cis-12, cis-15) son cis-9, trans-11, cis-15 CLA, trans-11, cis-15 CLA y AV (Nam y
Garnsworthy, 2007).
De acuerdo a Lock y col. (2006) la primera transformación que sufre el ác. linoleico y los ác. α-γ linolénico es la isomerización del doble enlace cis-12. La segunda transformación consiste en la hidrogenación del doble enlace cis-9, obteniéndose el ácido vaccénico (C18:1
trans-11 ―AV‖) de la hidrogenación incompleta del ác. linoleico. El AR también puede ser
sintetizado en los tejidos de la glándula mamaria y el tejido adiposo por la enzima Δ-9 desaturasa a partir de AV, proceso que consiste en la adición de un doble enlace cis entre el carbono 9 y carbono 10 del ác. graso y es considerada la principal fuente de AR en la leche (Bauman, 2003, Lock y Garnsworthy, 2003; Bauman y col., 2001).
una combinación de ambos (Bauman y col., 2001; Bauman, 2003; Lock y Garnsworthy., 2003; Lock y col., 2006; Bauman y Lock., 2010; Lock y Van Amburgh, 2012; Lock, 2013). Según los autores, la oferta de gran concentración de ác. linoleico y linolénico en la dieta para su biohidrogenación ruminal, aumenta el flujo de AV e isómeros CLA. La segunda categoría señalada, involucra la modificación del ambiente ruminal a través del incremento en la relación forraje: concentrado que alteraría el proceso de biohidrogenación. Por último, se menciona la combinación de ambos factores, señalando que el pastoreo de primavera incrementa el contenido AR. Los ác. grasos que se encuentran en forrajes, cereales y semillas de oleaginosas (soja, girasol, colza y algodón) corresponden en su mayoría a ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) de 18 carbonos, específicamente ác. linoleico y ác. linolénico, los cuales son metabolizados y biohidrogenados hasta convertirse en ác. esteárico, por ende corresponden a los principales precursores de la síntesis del AR (Roca y
col., 2009; Chilliard y col., 2007).
Tabla 5. Visión general de los factores de la dieta que afectan el contenido de AR
Factor de la Dieta Efecto sobre AR en leche
Sustrato lipídico
Ácidos Grasos Poliinsaturados Incremento Ácidos Grasos Saturados No hay efecto Modificación del ambiente ruminal
Relación Forraje: Concentrado Incremento con el aumento del forraje
Aceite de Pescado Incremento
Utilización de Buffers Mínimo Efecto Combinación
Pastura Incremento
Madurez del forraje Descenso con la madurez del forraje
Suplementación de CLA Incremento
En el estudio de Rico y col. (2007), realizado en Bogotá, se observó una concentración promedio de AR en leche de 1,36 g 100g-1 ác. grasos totales, variando desde 0,64 hasta 1,95 g 100g-1. El menor contenido de AR fue encontrado en predios con mayor suplementación y resultaron particularmente bajos en alimentación con forrajes conservados. Se señala que las variables con mayor influencia sobre el contenido de ácido ruménico fueron aquellas relacionadas con la alimentación.
Mientras tanto, en nuestro país, Sanhueza (2004) señala para cuatro predios de la zona de Vilcún, que la concentración de AR y cis-12, trans-10 CLA en leche del predio B es mayor (cis-9, trans-11; 0,28% y cis-12, trans-10; 0,23% promedio) al predio A (0,24% y 0,15%, respectivamente) durante la época de verano, atribuyendo la diferencia al mayor contenido de ác. linoleico en la pradera B (36% versus 31,6%) y por ende un mayor aporte en la ración. No obstante, Pinto y col. (2002) señalan que el área geográfica tiene efecto sobre la composición de los ácidos grasos de la leche bovina de las regiones VIII, IX y X, indicándose una mayor concentración de AR en la IX región, mientras que se señala una tendencia al aumento durante la época de primavera-verano, aunque sin diferencias significativas en esta variable.
1.5.2 Ácidos Grasos Omega-3 (n-3) y Omega-6 (n-6)
Los ácidos grasos omega-3 (n-3) han mostrado efectividad en la prevención y el tratamiento de enfermedades cardiovasculares, hipertensión, diabetes, artritis y cáncer (Li y
col., 2003, Shahidi, 2008 citados en Gómez, 2010). Además de estar implicados en el
Gómez (2010) señala que la grasa de leche bovina contiene niveles muy bajos de ácido α-linolénico (n-3 de cadena corta) y prácticamente nulos de n-3 de cadena larga. Las estrategias que se mencionan para lograr el incremento en los niveles de ácidos grasos n-3, incluyen la alimentación con pradera fresca y suplementación con aceite o semilla de linaza para el incremento de ácido α-linolénico y la adición de aceites de pescado o micro algas para el aumento de n-3 de cadena larga, específicamente.
Los resultados observados por Petersen y col. (2011) indican una mayor concentración de ác. grasos n-3 y n-6 en la leche de vacas alimentadas con pradera versus trébol y TMR, a
pesar de que el aporte de n-3 de la ración de todos los tratamientos fue igual, mientras que el aporte de n-6 fue varias veces mayor en TMR. La composición botánica de la pradera se basó en especies de hoja ancha, con predominio de Cihorium intybus 43%, Plantego
lanceolata 21%, Poterium sangusisorba 11%, entre otras. La composición botánica de la
pradera en base a trébol fue 78% Trifolium repens, 21% Lolium perenne, mientras que la dieta TMR se compuso de 33% ensilaje de trébol, 30% ensilaje de maíz, 15% ensilaje de ballica, 10% de cebada, 6% de harina de soja, 4% de colza y 3% de pulpa de remolacha azucarera. Los autores señalan que existiría una mayor eficiencia en la transferencia de estos ác. grasos hacia la leche cuando se alimenta con pradera, pudiendo indicar un cambio en el ambiente ruminal que permita esta mayor transferencia.
1.6 IMPORTANCIA DE LOS LÍPIDOS Y ÁCIDOS GRASOS EN SALUD
HUMANA
consecuencias negativas para la salud, aumentando los niveles de colesterol circulante, entre otros efectos (Obregón y Valenzuela, 2009).Según Shingfield y col. (2008), sobre el 5% del total de ác. grasos en leche corresponderían al grupo de los trans, los cuales se asocian a enfermedades cardiovasculares. En este aspecto, el Instituto de Medicina de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos incluye dentro del grupo de ác. grasos trans a los conjugados y no conjugados (dentro de ellos el AR), no obstante, la Administración de Alimento y Droga de los Estados Unidos (FDA) no incluye el AR para efectos de etiquetado (Staton y col., 2013), ya que los ác. grasos trans en leche de vaca serían diferentes a los producidos industrialmente respecto a su efecto en la salud (FAO y WHO, 2010). Según Aldai y col. (2013) los ac. grasos trans provenientes de rumiantes corresponden principalmente a AV y AR, los cuales no han sido asociados al riesgo de enfermedades cardiovasculares a diferencia de los producidos industrialmente o durante la fritura de los alimentos; los autores hacen hincapié en que la investigación del efecto de los isómeros trans de forma independiente sobre la salud, indiferente a su origen o fuente son la base para obtener información confiable para realizar recomendaciones en salud humana.
Según el Departamento de Estadísticas e Información de Salud, las principales causas de muerte en nuestro país entre el año 2000 y 2009 fueron las enfermedades isquémicas del corazón y accidentes cerebrovasculares, asociadas a un alto consumo de ácidos grasos saturados. Por otra parte, los ácidos grasos n-6 y n-3 son considerados esenciales para el humano por lo cual es necesario consumirlos y su carencia puede generar alteraciones metabólicas (Valenzuela y Nieto, 2003).
disminución de IgE lo cual puede contribuir al tratamiento de alergias alimentarias, efecto en la disminución de peso y propiedades antioxidantes que aún requieren estudio para su aceptación.
1.7 FRACCIÓN PROTEICA EN LECHE BOVINA
Proteínas, aminoácidos, azúcares, vitaminas, enzimas, esteroles, fosfolípidos y ácidos grasos son sustancias contenidas en la leche bovina con actividad biológica. Según Micinski y col. (2013) Se atribuye a las fracciones proteicas lactoferrina, b-lactoglobulina, seroalbumina y caseínas un efecto inhibidor del crecimiento de células cancerígenas.
Se reconocen cuatro tipos principales de caseínas, denominados αs1-CN, αs2-CN, β-CN y
κ-CN, contenidas en leche y que mantienen una proporción aproximada de 4:1:4:1, respectivamente (Bonfatti y col., 2008; Dalgleish y Corredig, 2012). Sin embargo, Micinski
y col. (2013) señalan la existencia de cinco fracciones de caseína en leche bovina,
correspondientes a αs1-CN, αs2-CN, β-CN, κ-CN y γ-CN que constituyen un 30%, 9%,
28%, 10% y 2% del total de caseína, respectivamente. Las αs1-CN, αs2-CN, β-CN (85% de
fosfato de calcio y cuyo centro es hidrofóbico y superficie hidrofílica; ii) Modelo de nanoclusters y iii) Modelo de doble unión de Horne.
Según Fox (2009), a diferencia de las proteínas del suero, las caseínas se caracterizan por:
- Ser insolubles a pH 4.6
- Son capaces de coagular con una proteólisis limitada, son muy estables al calor resistiendo temperaturas de 100°C durante 24 h y 140°C por 20-25 min (a un pH 6,7) sin coagular.
- Contiene aproximadamente 0,8% de fosforo permitiendo una alta concentración de fosfato de calcio, presente en una forma soluble en la leche.
- Son bajas en azufre y éste corresponde principalmente a metionina, con poco o nada de cistina o cisteína.
- Son sintetizadas exclusivamente en la glándula mamaria.
- Y por último, se disponen en grandes agregados conocidos como micelas, conteniendo aproximadamente 5000 moléculas y cuya estructura, propiedades y estabilidad son de importancia en las propiedades tecnológicas de la leche.
La función biológica de la caseína es ser precursor de péptidos bioactivos y el transporte de los cationes Ca, PO4, Fe y Zn (Micinski y col., 2013). La micela de caseína secuestra el
superficie de la micela, β-CN en el interior y α-CN en toda la estructura. Según Bernabucci
y col. (2002), cuyo objetivo fue evaluar las fracciones proteicas en la leche bovina durante
el verano y encontrar una explicación a las alteraciones en las propiedades de la leche y rendimiento quesero durante esta época, señalan que el contenido de α-CN y β-CN fueron menores que en primavera y no se encontraron diferencias en la κ-CN; concluyendo que esta disminución se atribuye a la reducción en la disponibilidad de energía y proteína en la dieta producida durante el estrés por calor. Igualmente, Auldist y col. (1998) señalan en Nueva Zelanda que la relación caseina:seroproteina (relacionado con la calidad de leche para la fabricación de queso) es mayor en verano y desciende en invierno a causa de las fluctuaciones estacionales de caseína.
1.8 IMPORTANCIA DE LA FRACCIÓN PROTEICA DE LA LECHE EN LA
SALUD HUMANA
La presencia de ocho aminoácidos esenciales en la leche bovina y subproductos de ésta hacen de los productos lácteos la principal fuente de proteína para el humano, representando un mercado considerable en la industria (Wang y col., 2009).
cáncer o que estimulan la actividad de las células inmunocompetentes y células intestinales neonatales (Meisel y Fitz, 2003).
La proteína de la leche, en particular, la fracción de suero ha mostrado propiedades insulinotrópicas en personas sanas y con diabetes tipo 2, a través de su efecto secretagogo de insulina postprandial, en particular los aminoácidos leucina, isoleucina, valina, lisina y treonina (Nilsson y col., 2004; Nilsson y col., 2007). Otra de las proteínas importantes en leche humana es lactoferrina, cuya función biológica es ligar átomos de hierro para su absorción. En leche bovina, esta proteína se encuentra en cantidades inferiores de hasta diez veces (Macías y col., 2006).
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
Determinar el efecto de diferentes sistemas productivos de la Zona Sur sobre la composición, perfil de ácidos grasos y perfil de caseínas en leche de vacas Holstein Friesian de la Región de Los Ríos.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Evaluar la influencia del sistema productivo sobre la composición de leche (grasa, proteína, lactosa, urea y recuento de células somáticas), a través del año.
- Evaluar la influencia del sistema productivo sobre el perfil de ácidos grasos en la leche (con énfasis en ácidos grasos CLA y n-3), a través del año.
3. HIPOTESIS
4. MATERIALES Y MÉTODOS
4.1 ÁREA DE ESTUDIO Y FUENTE DE FINANCIAMIENTO
El estudio se llevó a cabo en predios de la Región de los Ríos pertenecientes a las comunas de La Unión, Río bueno y Valdivia. El clima predominante en esta región del país corresponde a templado lluvioso con influencia mediterránea, con temperaturas promedio de 11°C y totales anuales de agua caída que superan los 1300 mm y sobrepasan los 2200 mm en algunos sectores.
4.2 ENCUESTA PREVIA PARA SELECCIÓN DE LOS PREDIOS
Para realizar el estudio se seleccionaron 9 predios de la Región de los Ríos dedicados a la producción de leche de vacas de biotipo Holstein Friesian, a través de una encuesta realizada durante el año 2011 como parte inicial del FONDEF, donde inicialmente participaron 90 predios. Una vez que estos se clasificaron según el sistema de alojamiento y alimentación utilizados, fueron distribuidos en tres tratamientos compuestos por tres predios cada uno, corresponientes a: Sistema en Confinamiento Absoluto (SC), Sistema Mixto (SM) y Sistema Pastoril (SP) cada grupo compuesto por 3 predios. En la Tabla 6 se establecen las características de los predios participantes en cada tratamiento, utilizando como referencia la ración utilizada, producción de leche anual (millones de litros) y cantidad de vacas en ordeña (n°).
Tabla 6. Tratamientos del estudio
Ítem Confinamiento (SC) Mixto (SM) Pastoril (SP) Producción de leche
(M L/año)
3,8 ± 0,49 3,6 ± 0,56 1,5 ± 0,49
Vacas en leche (n°) 360 ± 56 435 ± 91 192 ± 63
Sistema Productivo Confinamiento Absoluto todo el año
Pastoreo en O-P-V Confinamiento invernal
Pastoreo directo todo el año
Características de la Ración
Dieta TMR en patio (Conc., Silo, Soiling)
Pastoreo y Suplementación en sala de ordeña o Dietas TMR en patio Pastoreo y Suplementación en sala de ordeña Supl. Concentrado (kg) 10,5 (48% ) 7,5 (39%) 5,8 (31%)
Información correspondiente al año 2011
4.3 TOMA DE MUESTRAS
Las muestras de leche fueron colectadas de forma mensual, comenzando en el mes de abril 2012 y finalizando en marzo 2013. Se extrajeron dos muestras de leche (250 ml cada una) desde el estanque de frio de cada predio, cuyo contenido fue agitado por 3 minutos con el objetivo de obtener una muestra homogénea y representativa de la producción diaria del rebaño. La muestra fue depositada en envase plástico donde fue mezclada con 2-bromo-2-nitropropan-1,3-diol, en una relación 0,6:100 (v/v) para inhibir el crecimiento bacteriano. Los envases señalados se transportaron en cadena de frío hasta el laboratorio de Calidad de Alimentos INIA Remehue, donde se separaron 50 ml para determinación de la composición de leche (en duplicado) y enviados al Laboratorio de Calidad de Leche de INIA Carillanca. De forma paralela, se separaron 90 ml (en duplicado) para su centrifugación y posterior separación de crema como parte inicial de la determinación de ácidos grasos, mientras que el contenido restante fue destinado a la determinación de caseínas.
4.3.2 Muestra de alimentos
Los alimentos consumidos por los animales fueron muestreados de forma mensual, durante el mismo período (12 meses), incluyendo forrajes frescos, forrajes conservados, granos, concentrado y subproductos de la agroindustria. La toma de muestra fue realizada en duplicado para la determinación de materia seca y perfil de ácidos grasos, según el siguiente protocolo:
- Silo Abierto: Se obtuvieron 4-5 submuestras desde el sector cortado recientemente, lejos de los bordes y procurando que ésta no haya tomado contacto con el aire, hasta completar 500 g. La muestra fue guardada en una bolsa sin aire, manteniendo un ambiente anaerobio.
puntos en forma de zig-zag hasta completar al menos 300 g lejos de árboles, bebederos, entradas de potrero, casas y bodegas.
- Grano y Concentrado: Se obtuvieron al menos 10 submuestras hasta completar 500 g de cada uno de los productos consumidos.
Una vez conocidas las proporciones que cada alimento representaba en la ración de los animales se procedió a realizar la mezcla de estos, obteniendo 100 g destinados a análisis químico y 100 g a determinación de perfil lipídico.
4.3.3 Determinación del consumo aparente de la pradera
Para definir el consumo aparente de pradera se registró mensualmente el consumo de concentrado, forraje conservado y cultivos suplementarios (kg MS/animal día-1) para cada predio. A partir de esta información, y de la estimación de requerimiento por animal según (AFRC, 1993) se estimó el consumo de pradera (kg MS/animal día-1), utilizando la siguiente ecuación:
Consumo de pradera = (EMm + EMml +EMlw) – (EMconc +EMens + EMcs) EM Pradera
Dónde:
EMm: Energía metabolizable de mantención
EMml: Energía metabolizable de lactación
EMlw: Energía metabolizable según peso vivo
EMens: Energía metabolizable del ensilaje
EMcs: Energía metabolizable de cultivos suplementarios
EM Pradera: Energía metabolizable de la pradera
La estimación de la energía metabolizable de los alimentos fue calculada usando la información disponible según Anrique y col. (2010).
4.4 ANÁLISIS DE ALIMENTOS
4.4.1 Análisis Bromatológico
El análisis químico mensual de pradera, forrajes conservados y suplementos se llevó a cabo en el Laboratorio de Bromatología de INIA Remehue, determinando materia seca (MS) para cada uno de ellos. Por otra parte, se realizó el análisis químico de las mezclas que representan la ración de los animales y se determinaron por gravimetría las variables: MS (%.) y proteína cruda (PC) según Harris (1970); energía metabolizable (EM) según Garrido y Mann (1981); extracto etéreo (EE) según AOAC (1990); fibra detergente neutro (FDN) según Goering y Van Soest (1972); y cenizas según Herrero (1970).
4.4.2 Determinación del perfil de ácidos grasos
proporción correspondiente para cada uno hasta obtener 100 g para su análisis, realizando la extracción, metilación y posterior lectura a través de cromatografía de gases.
Extracción: Para la extracción de la grasa fueron pesados 35 g y disueltos en 283.5 ml de
una solución de agua, metanol y cloroformo en una proporción de 40:100:62.5 (20% agua, 49% metanol y 31% cloroformo). Luego de ser agitada la muestra por 30 minutos, fue filtrada y colectada en matraz Erlenmayer de 250 ml. Posteriormente, se procedió a decantar y filtrar la mezcla, utilizando papel filtro y Sulfato de Sodio. Finalmente, la muestra se colectó en matraz redondo y fue llevada a rotavapor a presión reducida y temperatura de 60ºC por 5 min.
Metilación: El producto de la extracción fue metilado utilizando el método de Hartman &
Lago (1973) y analizado a través de cromatografía de gases. El método de cromatografía de gases usado se describe más adelante.
4.5 ANÁLISIS DE LECHE
4.5.1 Determinación de calidad de leche
Fossomatic 5000 en el caso de células somáticas células somáticas (Norma IDF 148-2:2006 - ISO 13366-2) expresado en recuento x ml x 1000.
4.5.2 Determinación del perfil de ácidos grasos
La determinación del perfil de ácidos grasos fue realizada en el Laboratorio de calidad de Alimentos del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA) Remehue, realizando la extracción, metilación y finalmente cromatografía de gases para su determinación.
Extracción: La separación de la grasa se realizó según Rico y col. (2007), centrifugando un
volumen de 90 ml de cada muestra de leche a 3000 rpm por 15 min para separación de la crema. Dos gramos de crema fueron pesados para la extracción de la grasa utilizando una mezcla de 10 cc de metanol-cloroformo en una relación 1:1 vol/vol. Luego, fue homogenizada mediante su agitación por 30 min y depositada en embudo de decantación. Una vez decantada se filtró, utilizando papel filtro y sulfato de sodio, y colectada en matraz redondo. El exceso de solvente se eliminó en rotavapor a presión reducida y Tº de 40ºC por 2 min.
Metilación: La grasa extraída fue metilada según Ichiara y col. (1996), agregando 1.4 cc de
hexano y 600 μl KOH; agitando durante 3 min a temperatura ambiente y centrifugando a 2400 rpm por 1 min. Finalmente fueron agregados 100 µl de estándar C19 y la muestra fue colectada en vial para su lectura mediante cromatografía de gases.
Cromatografía de gases: El cromatógrafo utilizado corresponde al modelo Perkin Elmer
modelo Clarus 600, utilizando un detector de ionización de llama (FID), Columna de 100 m x 0,25 mm 0,2 μm (SPtm
inyección fue de 260ºC y del detector de 260º. Los estándares para comprar los peaks originados en el cromatografo fueron: FAME Mix estándar de 37 componentes (Standard:47885-U, SigmaAldrich Co, St. Louis, Missouri, USA); éster metílico estándar C18:1 trans-11 (Standard: 46905-U, SigmaAldrich); y ácido octadecadienoico metilo conjugado (Standard: O5632, SigmaAldrich)
4.5.3 Determinación del perfil de caseínas
4.6 DISEÑO EXPERIMENTAL
El trabajo a realizar se presentó como un diseño experimental de medidas repetidas, utilizando un ANOVA de una vía con medidas repetidas en el tiempo para las variables de calidad de leche, perfil de ácidos grasos y fracciones de caseína, considerando el tratamiento como variable independiente. La prueba de comparaciones múltiples utilizada en los casos en que se identificó la existencia de diferencias significativas (p<0.05) fue la prueba de Tukey, ejecutada con el programa SPSS 17.
Modelo estadístico: Yijk= μ + αi + βj + (αβ)ij + εijk
Donde,
Yijk : Variable respuesta sometida al i-esimo tratamiento en el j-esimo tiempo de muestreo
μ : Media Poblacional
αi : Efecto del i-esimo sistema productivo (i= 1,2,3)
βk :Efecto del j-esimo tiempo de muestreo (j= 1…12)
(αβ)ik : Interacción entre el i-esimo sistema productivo y el j-esimo tiempo de muestreo
5. RESULTADOS Y DISCUSION
5.1 ALIMENTACION
Tras el análisis químico y de perfil de ácidos grasos de las muestras de alimento, de acuerdo a la ración utilizada en cada predio, se presentan en la Tabla 7, el promedio anual y desviación estándar para las variables de materia seca (MS), proteína cruda (PC), digestibilidad, energía metabolizable (EM), fibra detergente neutro (FDN), cenizas, extracto etéreo (EE), contenido de ác. grasos n-6 y n-3 de la ración.
Tabla 7. Características de la ración
Ítem SP DE SM DE SC DE
Materia Seca (%) 22,87 5,65 28,22 7,52 33,95 5,70
Proteína Cruda (%) 19,42 2,85 20,19 3,31 17,49 1,94
Digestibilidad "In Vitro" (%) 85,10 3,47 84,80 2,96 81,95 3,61 Energía Metabolizable (Mcal/kg) 2,76 0,12 2,73 0,13 2,74 0,14 Fibra Detergente Neutro (%) 39,44 3,17 37,32 2,40 33,94 3,71
Cenizas (%) 10,04 1,20 10,98 2,48 7,66 1,53
Extracto Etéreo (%) 3,06 0,41 2,88 0,41 3,21 0,58
C18:2 n-6 (g 100g -1) 21,81a 4,92 24,97ab 8,65 33,89b 4,19 C18:3 n-3 (g 100g -1) 15,57a 3,92 15,81a 3,03 8,04b 0,85 SP: Pastoril; SM: Mixto; SC: Confinamiento; DE: Desviación estándar. Letras distintas del superíndice indican diferencias significativas a y b
(p<0,001). Según Dewhurst y col. (2006) existe un descenso en la proporción de AGPI durante el proceso de conservación del forraje (heno y marchitamiento antes del ensilado), lo cual genera pérdidas importantes de C18:3 n-3, asociadas a la actividad de lipasas de las plantas a partir del daño en los tejidos de éstas, similares resultados en Chile fueron observados por Macías, 2011. Indudablemente, la alta dependencia de forrajes conservados que se presenta en SC, durante todo el año genera un menor aporte en la ración durante el período de estudio. En este caso, la mayor parte de la ración corresponde a granos y/o concentrados (maíz roleado, maíz molido, trigo y soya) y forrajes conservados (ensilaje de maíz, ensilaje de ballica) con un 48% y 40% en base MS, respectivamente (Tabla 8). El SM (de alta dependencia de forrajes conservados en invierno y pradera en primavera) presenta una oferta anual promedio de alimentos concentrados de 39%, forrajes conservados de 18% y fresco de 42%, mientras que en el SP, las proporciones son 31%, 16% y 53%, respectivamente (calculado en todos los casos en base MS). El grupo de alimentos concentrados involucran granos y concentrados industriales, en los forrajes conservados fueron considerados ensilajes y heno, mientras que en los forrajes frescos se cuantificaron pradera y soilling, tanto pradera como cultivos suplementarios.
Tabla 8. Porcentaje de la ración representada por forraje fresco, forraje conservado y
concentrado
Ración SP Rango SM Rango SC Rango
Concentrado (%) 31 28-35 39 36-45 48 42-57
Forraje Conservado (%) 16 0-38 18 0-42 40 24-51
Forraje Fresco (%) 53 29-68 42 18-63 12 0-23
SP: Pastoril; SM: Mixto; SC: Confinamiento
forraje conservado el SC mantiene una oferta relativamente estable a lo largo del año, con un leve descenso en los meses de octubre-noviembre-diciembre (primavera), sin embargo, el descenso es evidente en SM y SP (incluso llegando a cero) pues en este período el componente principal de la ración corresponde a pradera. Durante el verano y específicamente a partir del mes de febrero existe una tendencia opuesta en ambos sistemas productivos (SM y SP), aumentando progresivamente el consumo de forraje conservado y un descenso en el consumo de forraje fresco que se mantiene hasta alcanzar el mínimo en los meses de julio y agosto.
a) b)
c) d)
Figura 3. Porcentaje de concentrado (a), forrajes conservados (b), forrajes frescos (c) y
relación forraje:concentrado en la ración mensual
0 20 40 60 80 Ab r Ma y Ju n Jul Ago Sep t
Oct Nov Dic Ene Feb Mar
Confinamiento Mixto Pastoril
0 20 40 60 Ab r Ma y Ju n Jul Ago Sep t
Oct Nov Dic Ene Feb Mar
Confinamiento Mixto Pastoril
0 20 40 60 80 Ab r Ma y Ju n Jul Ago Sep t
Oct Nov Dic Ene Feb Mar
Confinamiento Mixto Pastoril
0 1 2 3 Ab r Ma y Ju n Jul Ago Sep t
Oct Nov Dic Ene Feb Mar
Es necesario mencionar que en el SC el forraje fresco (soiling) es muy bajo durante todo el año y alcanza un valor cero en los meses de invierno.
5.2 EFECTO DEL SISTEMA PRODUCTIVO SOBRE CALIDAD DE LECHE
Se analizaron grasa, proteína, lactosa y recuento de células somáticas en su concentración (%). Se registró un efecto del sistema productivo sobre el promedio anual de lactosa (p=0,006) y RCS (p=0,010) (Tabla 9). La concentración de lactosa en leche es mayor en SC (4,92%) versus SP (4,80%) en la zona sur de nuestro país, sin embargo no se diferencia de SM (4,87%). Los tres tratamientos evaluados en la Región de Los Ríos mantienen una media en la concentración de lactosa mayor a la señalada por los autores Jensen (1991) y Hazard y Christen (2006) para leche bovina y raza H. Friesian (4,6% y 4,7%), respectivamente). En tanto, es el SC el que presenta el RCS más alto respecto a los otros tratamientos.
Tabla 9. Concentración promedio anual de solidos lácteos (% de grasa, proteína y lactosa)
y recuento de células somáticas (x103)
Ítem Promedio Anual p-valor
SP L. min L. máx. SM L. min L. máx. SC L. min L máx S T T*S Grasa (%) 4,11 3,73 4,50 3,52 3,14 3,91 3,83 3,44 4,22 0,10 ˂ 0,01 ˂ 0,01 Proteína (%) 3,42 3,36 3,48 3,42 3,36 3,48 3,33 3,27 3,39 0,06 ˂ 0,01 0,61 Lactosa (%) 4,80b 4,75 4,84 4,87ab 4,82 4,91 4,92a 4,88 4,97 ˂ 0,01 ˂ 0,01 0,03 RCS(x103) 192b 166 218 170b 143 196 235a 208 261 0,01 ˂ 0,01 ˂ 0,01
No se identificó un efecto del sistema productivo sobre las variables grasa y proteína, sin embargo, es posible señalar que el contenido promedio de grasa en leche (4,11%) en SP es el más cercano al 3,9% definido por Jensen (1991) para leche bovina y 4,0% establecido por Hazard y Christen (2006) para la raza Holstein Friesian. Bajo el SC y SM promedio anual es 3,83% y 3,52%, muy cercano al determinado por Pinto y col. (1998) (3,53%) al evaluar 196 muestras de 16 plantas lecheras de las regiones VIII, IX y X. No se determinaron diferencias en el porcentaje de proteína entre los sistemas, sin embargo tiende a ser menor (p=0,06) en SC en relación al registrado en SP y SM. La concentración de proteína en SC es la más cercana a la media publicada por Jensen (1991) para leche bovina de 3,2% pero también la más lejana a la media establecida por Hazard y Christen (2006) para la raza H. Friesian (3.5%).
A partir del análisis presentado se estableció la interacción entre el tiempo de muestreo y el tratamiento sobre todas las variables de calidad de leche en estudio, por ende se realizó el análisis del efecto del sistema productivo en cada uno de los tiempos muestreados (12), resultados que se presentan más adelante en este trabajo.
5.2.1 Comportamiento anual de la concentración de grasa en leche
por el forraje fresco propio de la primavera. A raíz de esta menor ingesta de FDN, desciende la producción de ácido acético a nivel ruminal y grasa en leche (Heinrichs y col., 2005). Dado que la grasa láctea se sintetiza a partir de acetato y butirato, (productos de la fermentación ruminal del forraje y alimentos que contienen fibra) a medida que se aumenta el concentrado en la ración las proporciones de estos ácidos grasos disminuyen y a cambio, ocurre el aumento de propionato (Blowey y Laven, 2004).
Gráfico 3. Comportamiento anual de la concentración promedio de grasa láctea (%) por
sistema productivo. Período abril 2012-marzo 2013. Letras distintas del superíndice indican diferencias significativas a y b
Por otra parte, el descenso en la proporción de grasa láctea podría explicarse por un fenómeno denominado depresión de la grasa láctea (MFD). Lock (2013), Bauman y col. (2010) y Lock (2010) señalan que MFD se debe a los cambios en la biohidrogenación ruminal de ác. grasos insaturados y al paso de productos intermedios y específicos de este proceso (por ejemplo, trans-10, cis-12 CLA) fuera del rumen para posteriormente reducir la síntesis de grasa de la leche en la glándula mamaria mediante la alteración de la expresión de genes implicados en la síntesis de grasa. Sin embargo, existe poca información respecto a los factores de la alimentación que favorecen la formación de estos productos a nivel ruminal. Uno de los cambios considerados como fundamental en el ambiente ruminal es la
3.00 3.20 3.40 3.60 3.80 4.00 4.20 4.40 4.60
Abr May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Dic Ene Feb Mar
Gr
asa
(%
)
Pastoril Mixto Confinamiento
disminución en el pH ruminal a causa de un cambio en la población bacteriana y que lleva al flujo de ác. grasos a través de vías de biohidrogenación alternativas (Lock, 2013; Fuentes
y col., 2009). Esto podría explicar el descenso en el porcentaje de grasa observado durante
los meses de primavera.
Según He y col. (2012) la carga de ác. grasos insaturados a nivel ruminal debería considerar su ingesta desde todos los ingredientes de la ración, en lugar de considerar solo los ác. grasos proporcionados por suplementos de ác. grasos, además podría calcularse como la suma de los 3 ác. grasos principales como son oleico, linoleico y linolénico, y utilizarse como un indicador y/o predictor de la depresión grasa en lugar de considerar sólo el porcentaje de grasa suplementada o sólo el aporte de ác. linoleico de la dieta.
5.2.2 Comportamiento anual de la concentración de proteína y urea en leche
Tras el análisis del porcentaje de proteína se identificaron diferencias en los meses de abril (p˂0,01), mayo (p˂0,05) y octubre (p˂0,05), manteniéndose el SP como el de mayor concentración en los dos últimos muestreos mencionados (Gráfico 4). En contraste con lo que ocurre con la fluctuación del porcentaje de grasa en leche, el impacto de la nutrición sobre el de proteína en leche es poco definida (Lock y Van Amburgh, 2012). Sin embargo, se identificó una tendencia similar a la indicada por Valderrama (2011), estudio en el cual las mayores concentraciones de proteína se presentaron en otoño y primavera, mientras que durante el invierno y verano estos valores descendieron. La mayor concentración de proteína láctea fue registrada por el SP en el mes de octubre (3,54%) y la menor por el SC en enero (3,15%). En general, debido a que el aumento de energía en la ración y/o disminución de la fibra hace que la proporción de proteína se incremente en primavera
principales el suministro de energía metabolizable y disponibilidad de aminoácidos necesarios (Lock y Van Amburgh, 2012) y/o proteína cruda (PC) de la ración (Heinrichs y
col., 2005).
Gráfico 4. Comportamiento anual de la concentración promedio de proteína láctea (%) por
sistema productivo. Período abril 2012-marzo 2013. Letras distintas del superíndice indican diferencias significativas a y b.
En el presente estudio se determinó que la PC de la ración bajo el sistema pastoril en el mes de enero fue de 18% (datos no presentados) y el promedio anual de los tratamientos fue de un 21%, 23% y 19% para los SP, SM y SC, respectivamente. Kalscheur y col. (2006) señalan que la proteína de la leche aumentaría en 0,19 g d-1 por cada 1 g d-1de incremento en la PC de la ración, suplementada en forma de proteína degradable ruminal (PDR). Sin embargo, este aumento hace decrecer la eficiencia de utilización de nitrógeno (N) y por ende se produciría un ascenso en los niveles de N ureico en leche (Gráfico 5). Según Brodecrick y Clayton (1997) el factor de mayor relación e influencia sobre la concentración de urea en la leche corresponde a la concentración de proteína cruda en la dieta. 3.00 3.10 3.20 3.30 3.40 3.50 3.60
Abr May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Dic Ene Feb Mar
Pr o te in a (% )
Gráfico 5. Comportamiento anual de la concentración promedio de urea en leche (mg dl-1)
En el presente estudio, todas las mediciones a lo largo del año presentaron concentraciones de urea en leche igual o superior a 20 mg dl-1, y una tendencia al aumento en el período de primavera, especialmente en los sistemas productivos de alta dependencia de forraje verde en la temporada, como lo son SP y SM. Noro y Wittwer (2003) advierten que valores de urea en sangre o leche menores a 15 mg dl-1 revelan una deficiencia de proteína y exceso de energía, mientras que valores superiores a 42 mg dl-1 se consideran elevados y evidencian un elevado contenido de proteína y deficiencia de energía (bajo contenido de carbohidratos no estructurales) ya que disminuye la conversión de NH3 (amonio) a proteína microbiana.
Estas variaciones reflejan los cambios nutricionales a los cuales se someten vacas en pastoreo. Según los autores, el exceso de urea podría llevar a una menor fertilidad, mayor susceptibilidad a la cetosis y lesión de las papilas ruminales, considerados efectos primarios. Nourozi y col. (2010) señalan que vacas con cantidades de urea en leche sobre 18 mg dl-1 presentan una fertilidad 10% menor a vacas con una concentración menor a 12 mg dl-1.
En otro aspecto, la variaciones en porcentaje de grasa y proteína en leche resulta más notoria bajo el SP, lo cual es similar al resultado obtenido por Calvache (2009) en la zona
15 20 25 30 35 40 45
