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Conservación de la calidad de la leche mediante la aplicación del sistema lactoperoxidasa

Enviado por dmsoler



  1. Resumen
  2. Aspectos generales
  3. Aplicación
  4. Toxicidad

RESUMEN

Para evitar el deterioro de la calidad de la leche existen dos métodos: la refrigeración y la activación del Sistema Lactoperoxidasa (SLP), el segundo constituye una alternativa barata, fácil de usar y aplicar, con un mínimo de entrenamiento si se dispone del producto. Se abordan aspectos generales del mismo, así como la aplicación para prevenir el deterioro de la leche cruda por acción de las bacterias durante su obtención, recogida y traslado, hasta su procesamiento. Se abarcan elementos que avalan la seguridad del empleo de este producto sin riesgos toxicológicos.

INTRODUCCIÓN

La refrigeración entre 4-6 °C es el método universalmente reconocido para conservar la leche cruda. Su amplia aplicación, unido a la implementación de las buenas prácticas de ordeño e higiene y de mejores niveles de salud de los rebaños lecheros, ha posibilitado el establecimiento en los países desarrollados de conteos máximos de bacterias menores de 1 x 105 unidades formadoras de colonia/mL (UFC/mL) e incluso menores de 2.5 x 104 UFC/mL, así como otras exigencias de calidad en dependencia del grado de clasificación de la misma.

En la práctica cualquier método que no implique el rápido enfriamiento de la leche entre 4-6 °C en las dos primeras horas de ser obtenidas, ocasiona en mayor o menor 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.

En áreas remotas donde existe una gran demanda por leche fresca de buena calidad, el producto puede transportarse sin refrigeración hasta 30 Km., pero después de cierto período comienza a deteriorarse, comenzando el proceso de acidificación.

En 1957 a partir del análisis y aprobación por la FAO, de la posibilidad de utilizar el peróxido de hidrógeno en la conservación de la leche cruda destinada al consumo humano en condiciones donde fuera imposible practicar la refrigeración, muchos países, de forma oficial o sin la aprobación expresa de las legislaciones nacionales lo utilizaron para tal fin.

El empleo de agua oxigenada, fundamentalmente por parte de la industria, ha constituido un medio de evitar la acidificación de grandes volúmenes de leche y posibilitar su posterior tratamiento térmico. Sin embargo, este método requiere de una gran cantidad de producto (300-800 mg/L), altera en cierta medida el sabor de la leche (metálico), adiciona algunos contaminantes potencialmente tóxicos y puede producir quemaduras o irritación de la piel, características que dificultan su manipulación en lecherías e industrias lácteas.

A pesar de lo anterior, todavía se sigue empleando en algunos países en desarrollo, como una alternativa del sistema de conservación de la leche (Abd-El-Hady et al., 1995; Saha et al., 2003).

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.

Aspectos generales

 Después de 15 años de experimentos en el terreno en países en desarrollo, se aprobó 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 (Comisión del Codex Alimentarius, Comité del Codex sobre Leche y Productos Lácteos, 1991).

Posteriormente, aparte de la refrigeración, fue ratificado como el único método permitido para la conservación de la leche cruda bajo determinadas condiciones (Codex alimentarius Comisión, 2002). En Cuba se realizaron estudios sobre el método para su aplicación y generalización y se ha profundizado de forma considerable en el tema (Ponce, 1983; Ponce et al., 1986; 1987; 1992 a y b; Ponce, 1993; Ponce et al., 1996; Ponce y Clergé, 2001).

Al respecto se han establecido una serie de regulaciones (Comité Mixto FAO/OMS de Expertos Gubernamentales sobre Códigos de Principios referentes a la leche y productos lácteos, 1997):

  • Que la activación del sistema LP es superior al uso del peróxido de hidrógeno y una opción para los países que no cuentan con las posibilidades técnicas ni económicas para conservar la leche cruda.
  • No debe ser un sustituto de los sistemas de refrigeración para conservar la leche cruda.
  • Solo se limita a impedir el deterioro de la leche cruda por bacterias durante la recolección y el transporte a una planta de elaboración de productos lácteos (Comisión del Codex Alimentarius FAO/OMS, 1986)
  • Los procedimientos de pasteurización reducen los compuestos oxidados de tiocianato y eliminan las pequeñas cantidades de peróxido de hidrógeno remanente.

Reconociendo el gran potencial y la demanda para el uso de un sistema de conservación de leche cruda tan seguro y barato, FAO, con el apoyo del gobierno sueco se preparó para asesorar a los países en desarrollo sobre la adopción del sistema LP. Un panel de 11 expertos de 5 continentes se reunió en Uppsala en 1998 para lanzar el Programa Mundial Lactoperoxidasa, con sede en las oficinas de FAO en Roma (Global Lactoperoxidase Programe (1998). 

El objetivo del programa es facilitar la implementación del sistema en países en desarrollo y en transición.  Las principales actividades del programa incluyen demostraciones nacionales y regionales de la aplicación del sistema a nivel de campo, y la provisión de entrenamiento (Kurwijila y Ryoba, 2000; Ryoba et al., 2000).

El tercer encuentro anual del grupo de expertos de este programa se realizó en Cuba para intercambiar experiencias prácticas llevadas a cabo en diferentes países. Se revisaron los lineamientos del Codex Alimentarius CAC/GL 13-1991"Lineamientos para la preservación de la leche cruda mediante el uso del sistema lactoperoxidasa" donde se incluyeron algunas mejoras para incluir en el Código de Prácticas que fueron enviados al Codex para su consideración (Global Lactoperoxidase Programme, 2001).

2. Aplicación

La activación del SLP se ha concebido como un medio para prevenir el deterioro de la leche cruda por acción de las bacterias durante su obtención, recogida y traslado, hasta su procesamiento (Comisión del Codex Alimentarius, Comité del Codex sobre Leche y Productos Lácteos, 1991). La aplicación del mismo en leche con disminución de su calidad inicial, no produce mejoría, se puede detener el proceso de deterioro, aunque por un tiempo menor que cuando se aplica en leche fresca (Reiter, 1985, Chang y Fa, 2000).

No afecta las propiedades organolépticas de la leche ni la elaboración de derivados lácteos (Zall et al., 1983, Atamer et al., 1999).

Se ha observado una mejoría de la vida de anaquel de cremas dulces y ácidas obtenidas a partir de leche coadyuvada con activación del sistema LP (Toledo y García, 1991).

Algunos informes sobre la capacidad de preservación de la leche mediante el LP indican un tiempo entre 6-12 horas a temperatura fijas de 30° C o a temperaturas ambientales fluctuantes. Ensayos de esta naturaleza realizados en Kenya, Sri Lanka, India, México y China (Björck, 1991) han demostrado las posibilidades de este método para evitar la rápida acidificación de la leche en condiciones donde se hace imposible, por razones técnicas o económicas, practicar la refrigeración (Girgis et al., 1999; Barrett et al., 1999; Mehanna y Moussa, 1999, Buikstra, 1999; Ming y Chi, 1999; Bosch et al., 2000; Doorne et al., 2000; Moussa et al., 2000)

Según Björck et al. (1979), la reactivación intermitente con peróxido de hidrógeno, una vez realizada la primera activación con ambos compuestos, produce un alargamiento de la vida útil de la leche entre 5-8 días. Se observaron mayores rendimientos en queso tipo cheddar, sin afectar su calidad.

En México (Toledo y García, 1991) también encontraron un efecto beneficioso en la vida de anaquel de las cremas dulces y ácidas obtenidas de leche en las cuales se activó previamente el sistema LP, lo que parece estar asociado a una disminución de la actividad de las enzimas proteolíticas (queso) y lipolíticas de las cremas (Ekstrand, 1989).

El efecto del sistema LP sobre los microorganismos mesófilos y termófilos constituye un aspecto controvertido, aunque generalmente se indica una disminución en la capacidad de producción de ácido láctico, y consecuentemente un retardo en el tiempo de coagulación de leches activadas no pasteurizadas, o que solamente fueron pasteurizadas a bajas temperaturas (Valdéz et al., 1988). Sin embargo, en estas mismas condiciones algunas cepas de Latococcus lactis spp cremoris son fuertemente inhibidas mientras otras no lo son. Similar comportamiento ocurre en mezclas de diferentes cepas de microorganismos iniciadores, incluyendo una mejoría en su actividad (Girgis et al., 1999).

Su aplicación no se limitó a la conservación de la leche, sino a la preservación de otros alimentos de origen animal y vegetal (Touch et al., 2004).

Las enfermedades trasmitidas a los seres humanos a través del consumo de alimentos contaminados es un problema común a escala mundial, siendo la leche y sus derivados una de las vías de transmisión de dichas enfermedades (Campbell, 2001; Kendall, 2003).

Desde hace varias décadas y por reportes de diversos países, se reconocieron como patógenos trasmitidos por la leche un grupo importante de microorganismos, dentro de los que se encuentran: Escherichia coli, Salmonella sp., Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Aeromonas hydrophila, Yersinia enterocolitica, Plesiomonas shigelloides y Clostridium sp., entre otros (FDA/Center for Food Safety & Applied Nutrition, 2004). Estos microorganismos se han identificados en diferentes eslabones de la cadena de producción, pero con mayor frecuencia al nivel de la leche cruda.

Se demostró que el sistema LP mejora la eficiencia del tratamiento con altas presiones para inactivar E. coli, Listeria innocua, Salmonella typhimurium, Pseudomonas fluorescens, S. aureus, Enterococcus faecalis y Lactobacillus plantarum, que se utiliza en la conservación de alimentos (García-Graells et al., 2000; 2003).

El sistema LP mantuvo la calidad inicial de leches inoculadas con Pseudomonas aeruginosa, S. aureus y Streptococcus thermophilus y pasteurizadas a 72°C, pero tuvo poco o ningún efecto en leches pasteurizadas a 80 °C, probablemente debido a la inactivación de la enzima LP. Sin embargo, la temperatura de pasteurización no mantuvo la calidad de la leche inoculada con esporas de Bacillus cereus (Marks et al., 2001).

La eficacia de este sistema se probó sobre un número amplio de microorganismos con buenos resultados (Doyle y Mazzotta, 2000; Sadhana et al., 2000; Shin et al., 2000; Pitt et al., 2000; Revol-Junelles et al., 2001), incluso en leche de cabra (Jacob et al., 2000). Al respecto, Seifu et al (2004) demostraron el efecto bactericida del sistema LP contra L. monocytogenes, Brucella Melitensis y S. aureus y un efecto bactereriostático contra E. coli en leche de cabra.

Como se puede apreciar en diversos estudios se demostró el efecto de la activación del SLP sobre los principales microorganismos patógenos que pueden encontrarse en la leche, aunque su uso declarado en las directrices es como método de conservación. Es conveniente señalar que al igual que la refrigeración u otros métodos, su efectividad dependerá en gran medida de la calidad inicial con que se obtiene la leche en las fincas.

Por lo antes expuesto, no se identifican otros peligros microbiológicos para el uso de la leche tratada con SLP, que no sean los mismos reconocidos para los principales sistemas clásicos de conservación y tratamiento de la leche. Un ejemplo es que la refrigeración inhibe el crecimiento de los principales grupos de microorganismos, pero a temperaturas bajas se desarrollan los microorganismos psicrótrofos productores de enzimas indeseables termoresistentes como lipasas y proteasas, (Campbell, 2001).

Por otra parte, la pasteurización presenta una eficiencia entre un 98-99% y permanece un remanente de microorganismos y/o toxinas en la leche (Sánchez, 2003; Guía Práctica Microbiología de la Leche, 2003).

3. Toxicidad

La aplicación de este producto no provoca riesgos tóxicos en los consumidores (Comisión del Codex Alimentarius. FAO/OMS, 1990; Comisión del Codex Alimentarius, Comité del Codex sobre Leche y Productos Lácteos, 1991). Los resultados de la experimentación clínica demuestran que el consumo de leche tratada con el método LP no interfiere en la absorción del Yodo por la glándula tiroide en personas normales y con bocio endémico (Doorne et al., 2000).

Hay tres aspectos que se deben analizar desde el punto de vista de la salud pública.

  1. Los productos intermediarios de la oxidación del tiocianato no son estables en la leche, especialmente a elevadas temperaturas, por lo que un tratamiento de pasteurización asegura que el efecto de sistema finalice antes del consumo o procesamiento de la leche. Por otra parte, se comprobó la presencia de los componentes del sistema LP en la saliva, jugo gástricos y otros fluidos biológicos en humanos y animales, que actúa como un sistema natural biológico de defensa (Reiter, 1978).
  2. La siguiente consideración se refiere al ajuste de las concentraciones naturales de tiocianato en la leche, señalados en 0.25 mmol/L para lograr el efecto antibacteriano adecuado, el cual esta dentro del rango fisiológico reportado en leche de vaca, cabras y búfalas sanas, o que se puede lograr, por la adición exógena de una pequeña cantidad de sal sódica. En este caso no se considera como el empleo de un aditivo; sino como la restauración del nivel normal de tiocianato.
  3. El uso de pequeñas cantidades de peróxido de hidrógeno, que se consumen en los primeros minutos después de ser adicionado a la leche sin tener efectos residuales. Debido a esto, se superan las limitaciones propias de la adición de mayores cantidades del mismo, como un sistema único de conservación. Debido a la estequiometría de la reacción, en el sistema LP la totalidad de peróxido se consume para la oxidación de tiocianato (Björck, 1991).

El tiocianato clasifica dentro de las sustancias débilmente tóxicas al presentar una dosis letal media (DL50) oral en ratas de 764 mg/Kg (The Merck Index, 2001). En seres humanos, se necesitan dosis de 500 g para promover probables cuadros tóxicos agudos. Wang et al. (1987) realizaron ensayos con ratas, ratones y perros, los cuales consumieron (mg) desde 0.271 hasta 5.732 en cantidades crecientes hasta los 105 días, sin que se produjeran cambios de la ganancia en peso ni alteraciones macro y microscópicas en hígado, corazón y pulmón.

En la leche el contenido de tiocianato oscila en un intervalo de 0.02 a 0.4 mmol/L (Reiter, 1985, Björck, 1991), que establece una variación que sobrepasa la cantidad añadida para activar el sistema.

Con relación a la toxicidad del peróxido se ha reportado que es necesaria una exposición de 4000 ppm durante 65 semanas para producir hiperplasia en la mucosa duodenal en 6 de 50 ratones; cambios no observados en las ratas (Ito, 1982).

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Lic. Dulce María Soler Roger, MSc, PhD.

Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria (CENSA)
San José de las Lajas
La Habana. Cuba

Categoría: Agricultura y ganadería


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