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Mecanismos endógenos para mantener la calidad de la leche: Sistema lactoperoxidasa




Enviado por dmsoler



    1. Resumen
    2. Composición de la
      leche
    3. Calidad
    4. Factores que afectan el
      crecimiento de microorganismos en la leche
    5. Mecanismos endógenos para
      mantener la calidad de la leche
    6. Componentes del sistema
      lactoperoxidasa

    RESUMEN

    El trabajo aborda
    la definición de leche, así como sus componentes
    principales. Por otra parte se refiere a la importancia de la
    calidad de la misma tanto para el productor, la industria
    láctea y el consumidor. Se
    detallan los principales factores que afectan el crecimiento de
    microorganismos tanto intrínsecos como extrínsecos.
    Se destacan los mecanismos de defensa de la glándula
    mamaria con una atención principal en el sistema
    lactoperoxidasa sus componentes.

    PALABRAS CLAVES: calidad, leche, sistema
    lactoperoxidasa, mecanismos endógenos

    INTRODUCCIÓN

    La leche tiene algunas desventajas: es, por un lado,
    fácilmente alterable, por lo que en muchas ocasiones se
    encuentra adulterada, y es, por otro lado, vehículo
    frecuente de gérmenes y su consumo es a
    veces causa de enfermedades
    endémicas.

    Los gérmenes de la leche son de cuatro tipos:
    bacterias no
    patógenas; bacterias formadas de ácido
    láctico, causantes de la fermentación; bacterias de
    putrefacción, y bacterias patógenas, siendo estas
    últimas las únicas peligrosas para la salud porque provocan serias
    enfermedades e infecciones. Las bacterias patógenas
    más comunes en la leche son: el bacilo de Koch (que causa
    la tuberculosis de
    tipo alimenticio), bacilos tíficos y paratíficos,
    germen de la escarlatina, entre otros.

    El presente trabajo aborda las características de
    la leche, factores relacionados con la calidad y mecanismos
    endógenos de defensa de la glándula mamaria contra
    microorganismos, con énfasis en el Sistema
    Lactoperoxidasa.

    1.
    Composición de la leche

    La leche es un líquido segregado por las
    glándulas mamarias de las hembras de los mamíferos, cuya finalidad principal es
    alimentar a la cría durante su crecimiento, compuesta por
    agua, grasas,
    proteínas, azúcares (lactosa),
    minerales,
    vitaminas y
    algunas sustancias presentes en menor concentración, como
    son: enzimas,
    nucleótidos, lecitinas y gases
    disueltos, así como otros elementos sin valor
    nutritivo de color
    blanco-amarillento y de apariencia opaca, su olor es poco
    característico, pero si la ración contiene
    compuestos aromáticos puede adquirir olores anormales.
    Desde el punto de vista nutricional, se define como un alimento
    completo cuyos componentes se encuentran en una proporción
    adecuada y contiene de forma balanceada la mayoría de los
    nutrientes esenciales, además de ser muy digestible. Su
    peso específico oscila entre 1.028-1.034 y disminuye
    cuando es rica en grasa (Ruvalcaba, 1994).

    La leche es el más completo y equilibrado de los
    alimentos,
    exclusivo del hombre en sus
    primeros meses de vida y excelente en cualquier edad.

    La leche de vaca, que es la que con más
    frecuencia consumimos, contiene lo siguiente:

    • 87.5 % de agua
    • 35 % de proteínas animales (
      caseína, lactalbúmina y lactaglobulina
      )
    • 45 % de lactosa
    • 6% de minerales (fosfatos y cloruro de
      sodio)
    • grandes cantidades de vitaminas A, B y D,
      además de pocas cantidades de vitamina C.

    Otras características secundarias de la leche son
    una débil reacción alcalina y una reacción
    ácida. Esta última indica alteración por
    fermentación.

    Las principales variaciones en cuanto a la composición de
    la leche se relacionan con la genética
    (raza), etapa de la lactación, alimentación (tipo,
    calidad y cantidad del mismo, así como frecuencia del
    suministro), clima
    (época del año), manejo del ordeño (método y
    hora) y estado de
    salud del animal (O'Brien, 2002).


    2.
    Calidad

    La calidad de la leche es uno de los pilares
    fundamentales de una industria lechera desarrollada y comprende
    ganado sano bien alimentado y criado, leche con una capacidad de
    conservación adecuada para su transporte a
    la industria, y composición óptima. Las citadas
    cualidades redundarán en beneficio de todos:

    • Al productor, ya que recibirá mayores
    ingresos
    económicos por una mayor producción de leche, evitando
    pérdidas de todo orden y en los casos en que exista un
    pago de leche en base a la calidad, mayores ingresos por este
    concepto,

    • Para la industria lechera, debido a que la
    calidad de la leche resultará de un nivel tal que no
    será necesario el desvío de suministros
    insatisfactorios a otros usos, mayor valor de utilización
    y mejor calidad de los productos
    terminados,

    • Para el consumidor porque recibirá un
    producto de
    alto valor nutricional y sin riesgo para la
    salud (Roye, 1999).

    3. Factores que
    afectan el crecimiento de microorganismos en la
    leche

    Una vez que los microorganismos han alcanzado la leche,
    comienza un periodo de adaptación de estos al medio
    circundante, la duración de este periodo así como
    la capacidad para multiplicarse esta condicionada al efecto de
    varios factores intrínsecos, extrínsecos e
    implícitos (Jay, 2000).

    Los factores intrínsecos son aquellos que tienen
    que ver con la leche en sí, su composición y
    características. Dentro de este grupo esta el
    pH, actividad
    de agua, potencial de óxido reducción, cantidad de
    nutrientes y sistemas
    antimicrobianos. Los diferentes microorganismos alcanzan la leche
    por dos elementos principales: la vía mamaria y los
    factores extrínsecos (Larrañaga et al, 1999;
    Jay, 2000).

    Estos microorganismos pueden alcanzar la leche por
    vía mamaria ascendente o mamaria descendente. Por
    vía ascendente lo hacen bacterias que se adhieren a la
    piel de la
    ubre y posterior al ordeño entran a través del
    esfínter del pezón (Staphilococcus aureus,
    Streptococcus
    , Coliformes). La vía descendente o
    hematógena la utilizan los microorganismos que pueden
    causar enfermedad sistémica o tienen la propiedad de
    movilizarse por la sangre y a
    través de los capilares mamarios llegar a infectar la ubre
    (Salmonellas, Brucellas, Mycobacterium tuberculosos).
    Entre los factores extrínsecos se pueden citar el aire, el agua, el
    suelo, el
    ordeñador, el estiércol, los utensilios y el
    transporte (Larrañaga et al, 1999; Jay,
    2000).

    4. Mecanismos
    endógenos para mantener la calidad de la
    leche

    1. Mecanismos de defensa de la glándula
      mamaria

    La capacidad de resistencia de la
    glándula mamaria es muy compleja y está asociada
    con los propios mecanismos de defensa de la ubre (Philpot y
    Nickerson, 1992), los cuales se agrupan en:

    Defensa estructural del pezón: Los
    tejidos que se
    encuentran alrededor del canal del pezón conforman la
    primera barrera en contra de los microorganismos causantes de la
    mastitis. El
    músculo del esfínter alrededor del canal del
    pezón se mantiene cerrado herméticamente entre los
    ordeños, lo que limita el paso hacia su
    interior.

    La queratina es una sustancia gomosa que se produce en
    la piel del interior del canal del pezón y bloquea la
    apertura de este, sirviendo como barrera física.

    Defensa específica: Está regida a
    través de la fagocitosis de las células
    leucocitarias, macrófagos y polimorfonucleares (PMN), es
    reconocido como el mecanismo de defensa contra las infecciones
    bacterianas.

    Defensa inespecífica: En la leche de
    vacas, cabras, búfalas y otros mamíferos se han
    identificado diversos agentes con acción
    antimicrobiana y que están asociados a los mecanismos de
    defensa inespecíficos de la glándula mamaria. Entre
    las principales sustancias que conforman la actividad bactericida
    o bacteriostática, se encuentran varias proteínas
    como la lisozima, lactoferrina, lactoperoxidasa (LP),
    inmunoglobulinas, sistemas enzimáticos generadores de
    superóxidos, sustancias de origen lipídico, etc.,
    que se originan en el tejido epitelial mamario y/o proceden
    directamente de la sangre o de los propios leucocitos,
    básicamente de macrófagos y neutrófilos
    (Philpot y Nickerson, 1992). Este conjunto de sustancias que se
    encuentran comúnmente en la leche cruda, intervienen en la
    conocida estabilidad natural que ocurre en las primeras horas
    después de obtenida la misma.

    4.2. Componentes del
    Sistema lactoperoxidasa (LP)

    En la leche se han identificado diferentes sustancias
    naturales, complejos enzimáticos y células que
    tienen probada capacidad antibacteriana (Wong et al.,
    1997):

    • Actividad antibacteriana de la queratina
    • Mecanismos celulares: Macrófagos, leucocitos y
      PMN (polimorfonucleares)
    • Capacidad de opsonización de la
      inmunoglobulina
    • Producción de diversos
      inmunomoduladores
    • Sistemas inespecíficos: Sistema
      lactoperoxidasa, lisozima, lactoferrina y otras
      sustancias

    Uno de los sistemas más estudiados en los
    últimos 20 años lo constituye el sistema
    lactoperoxidasa, debido a sus potencialidades para evitar el
    desarrollo de
    microorganismos indeseables, tanto en la leche cruda como en la
    glándula mamaria, como en el tracto intestinal de los
    animales jóvenes (Reiter et al., 1964; Kamau et
    al
    , 1990; Benkerroum et al. 2004).

    Este sistema está formado por la enzima LP,
    Tiocianato (SCN-) y Peróxido de hidrógeno (H2O2)
    (Naidu, 2000). En presencia de estos dos últimos, el
    sistema genera los iones hipotiocianitos (OSCN-) como
    principal producto antimicrobiano (pH=2.35). Los iones
    hipotiocianitos existen en equilibrio con
    el ácido hipotiocianoso (HOSCN) con pKa de 5.3 (Aune y
    Thomas, 1978). El mecanismo de acción de este sistema se
    asocia al efecto de los iones OSCN- y HOSCN, quienes
    son agentes fuertemente oxidantes de los grupos
    sulfidrilos constituyentes de la membrana citoplasmática
    de bacterias; inhibiendo con ellos varias enzimas claves del
    metabolismo
    celular e infiriendo en el transporte de nutrientes como la
    glucosa, la
    síntesis de ADN y ARN; la
    captación de oxigeno, y la
    cadena respiratoria. Además provocan un debilitamiento de
    los iones potasio, aminoácidos y péptidos (Reiter,
    1985).

    La LP es una glicoproteína básica
    compuesta por una simple cadena de péptidos, tiene una
    estructura
    hemo con una molécula de hierro por mol
    de LP y tiene un peso molecular de 78, 431 daltons. Tiene un
    punto isoeléctrico superior (pH: 9.2) al resto de las
    proteínas. El contenido de carbohidratos
    es de alrededor de un 10% estructurado dentro de 4 a 5 sitios de
    enlace potenciales. La pérdida de alguno de sus
    componentes glicosídicos durante su aislamiento puede ser
    atribuida a su heterogeneidad electroforética. La
    conformación de la estructura se estabiliza por un
    ión calcio fuertemente quelado (Kussendrager y van
    Hooijdonk, 2000).

    Aunque ella por sí misma no tiene actividad
    antibacteriana, su efecto se pone de manifiesto al catalizar la
    oxidación parcial de tiocianato a partir del
    peróxido de hidrógeno como donador de oxígeno
    (Thomas, 1981). La leche de vaca contiene alrededor de 30 mg/mL
    de esta enzima; aunque varía de acuerdo al animal de 2 a
    59 mg/mL (Reiter, 1985), dependiendo fundamentalmente del estado
    fisiológico y el período de lactancia. La
    cantidad necesaria para activar el sistema LP se considera mucho
    menor que la reportada en la leche (Harnuulv y Kandasamy, 1982),
    por lo cual no constituye un elemento limitante en la actividad
    general del sistema.

    El peróxido de hidrógeno se encuentra en
    muy bajas concentraciones, por lo cual; no tiene capacidad
    suficiente de activar el sistema LP. Sin embargo, algunos
    microorganismos lactofermentadores son capaces de producir
    peróxido bajo condiciones anaeróbicas, lo que
    explica, cierta autoinhibición existente sobre algunas
    cepas de lactobacillus helveticus, bulgaricus y lactis
    (Bjorck, 1991). Los organismos clasificados como catalasa
    positivos descomponen rápidamente el peróxido, y
    para ser destruidos necesitan de una fuente exógena del
    mismo. La adición de peróxido tiene un fuerte
    efecto oxidante, eliminando con ello una parte considerable de
    microorganismos, lo que a su vez inhibe la actividad de la enzima
    (Bjorck et al., 1979).

    La concentración de LP necesaria para la
    activación del sistema está entre 1 -2 ml/L
    (Björck, 1978), se considera que en la leche existe la
    cantidad necesaria para activar el sistema. El principal factor
    que limita este sistema en leche es la cantidad de tiocianato y
    peróxido de hidrógeno (Björck, 1978) y se
    necesita una proporción balanceada de
    H2O2 por SCN- para la actividad
    óptima del sistema LP (Björck, 1977). Estudios
    realizados por Björck et al. (1975) mostraron que el
    efecto antibacteriano del sistema LP es proporcional a la
    concentración de SCN- presente y que el efecto
    máximo se obtiene a concentraciones equimolares: 0.2 -0.25
    mM (11.6-14.5 mg/L) de SCN- o 10 – 15 ppm de
    H2O2 (Reiter, 1985 y Björck, 1977).
    Posteriormente se demostró que para el óptimo
    funcionamiento del sistema LP en leche, se consideran necesarias
    concentraciones mínimas entre 10-15 mg/L (0.17-0.26
    mmol/L) de tiocianato (Björck et al.,
    1979).

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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

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