Conservación de la calidad de la leche mediante la aplicación del sistema lactoperoxidasa
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.
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.
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).
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).
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.
- 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). - 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. - 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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