Composición y estructura de la leche

Ing. Sonia Rodas E

¿Qué es la leche?

• La leche es el producto normal de secreción de la glándula mamaria de las hembras mamíferas. Es un producto nutritivo complejo con más de cien sustancias en solución, suspensión o emulsión.

Composición de la sangre y la lechePlasma sanguíneo Leche

Componentes Porcentaje Componentes Porcentaje

Agua 91,0% Agua 87,0%

Glucosa 0,05% Lactosa 4,90%

Caseína 2,90%

Seroalbúmina 3,20% Lactalbúmina 0,52%

Seroglobulina 4,40% Lactoglobulina 0,20%

Grasa neutra 0,06% Grasa neutra 3,70%

Fosfolípidos 0,24% Fosfolípidos 0,10%

Calcio 0,009% Calcio 0,12%

Fósforo 0,011% Fósforo 0,10%

Sodio 0,34% Sodio 0,05%

Potasio 0,03% Potasio 0,15%

Cloro 0,35% Cloro 0,11%

Ácido cítrico Indicios Ácido cítrico 0,20%

1. Cisterna de la ubre

2. Cisterna del pezón

3. Canal del pezón

4. Alveolo

• La leche tiene tres componentes característicos que sólo se encuentran en ella en esa proporción :

– Grasa

– Lactosa (Azúcar)

– Caseína (Proteína)

Productos finales de la digestión en los rumiantes

NUTRIENTE PRODUCTO FINAL

Carbohidratos Ácidos grasos volátiles de cadena corta, ácido láctico y monosacáridos

Grasas Ácidos grasos de cadena corta y/o larga y glicerol

Proteínas Amoniaco y aminoácidos

Composición cuantitativa de la leche

Constituyente Principal

Límites de variación

Valor principal

Agua 85,5 – 89,5 87,5

Sólidos totales 10,5 – 14,5 13,0

Grasa 2,5 – 6,0 3,9

Proteínas 2,9 – 5,0 3,4

Lactosa 3,6 – 5,5 4,8

Minerales 0,6 – 0,9 0,8

Composición de la leche en diferentes tipos de animales

Especie Proteína Total %

Caseína %

Sero-proteína

%

Grasa % Carbohidratos %

Ceniza %

Humana

(albuminosa)1,2 0,5 0,7 3,8 7,0 0,2

Yegua

(albuminosa)2,2 1,3 0,9 1,7 6,2 0,5

Vaca

(caseinosa)3,5 2,8 0,7 3,7 4,8 0,7

Búfala (caseinosa)

4,0 3,5 0,5 7,5 4,8 0,7

Cabra (caseinosa)

3,6 2,7 0,9 4,1 4,7 0,8

Oveja (caseinosa)

5,8 4,9 0,9 7,9 4,5 0,8

Valores representativos de algunos constituyentes principales de la leche de buena calidad en diferentes especies

Especie Grasa Sólidos (no grasos)

Proteína (N x 6,38)

Lactosa (anhidra)

Calcio Energía fisiológica

Gramos / 100 gramos Calorías / 100 gr

Humana 4,62 8,97 1,23 6,94 0,03 73

Vaca Friesian 3,50 8,65 3,25 4,60 0,115 62

Vaca Guernsey 4,65 9,10 3,65 4,70 0,13 75

Búfala hindú 7,45 9,32 3,78 4,90 0,19 100

Cabra 4,50 8,70 3,30 4,40 0,13 71

Oveja 7,50 10,90 5,60 4,40 0,20 105

Yegua 1,60 8,50 2,20 6,00 0,09 47

Burra 1,50 8,60 2,10 6,20 0,08 46

Camella 4,20 8,70 3,70 4,10 - 70

Yak 7,00 10,90 5,20 4,60 - 100

Llama 3,20 10,30 3,90 5,30 - 65

Venada 22,50 14,20 10,30 2,40 - 250

Los guiones representan falta de información o datos no confiables

Estatus físico – químico de la leche de vaca

Composición Promedio %

Emulsión tipo

aceite/agua

Solución coloidal /

suspensión

Solución verdadera

Humedad 87,0

Grasa 4,00

Proteínas 3,50

Lactosa 4,70

Ceniza 0,80

Tamaño relativo de las partículas en la leche

Tamaño (mm) Tipo de partículas

10 -2 – 10 -3 Glóbulos grasos

10 -4 – 10 -5 Caseína – fosfatos de calcio

10 -5 – 10 -6 Seroproteínas

10 -6 – 10 -7 Lactosa, sales y otras sustancias en solución

verdadera

El agua en la leche

• El 90% de la leche está integrada por agua, que puede ser libre o ligada.

• La cantidad de agua en la leche es regulada por la lactosa, sintetizada en las células secretoras de la glándula mamaria.

El agua en la leche

• La corriente circulatoria transporta el agua a la glándula mamaria.

• La disminución en el suministro o disponibilidad de agua afecta de inmediato la producción de leche.

• Las vacas siempre deben tener libre acceso a una fuente abundante de agua.

Lípidos en la leche

• La grasa es el componente que más varía en cuanto a valor. Se presenta en partículas de gran tamaño: glóbulos.

• Los glóbulos grasos no son solubles en agua y tienen peso específico inferior (menor densidad), por tanto flotan en la leche y se facilita su separación por medios mecánicos (desnatado o desgrasado).

Lípidos en la leche

• 1 litro de leche pesa 1.033 Kg; un litro de grasa pesa 0,942 Kg.

• Dentro de la fracción de los lípidos, el 98% corresponde a grasa, el 2% restante a la capa que recubre al glóbulo y le confiere estabilidad: vitaminas liposolubles (A, D, E, K) y fosfolípidos.

• La grasa de la leche está compuesta por glicerina y ácidos grasos, que se combinan en las células alveolares por interesterificación.

Principales ácidos grasos en la grasa de la lecheÁcidos grasos % total de

contenido ácidos grasos

Punto de fusión

º C

Número de átomos

H C O

SATURADOS

Ácido butírico 3,0 – 4,5 -7,9 8 4 2 Líquidos a temperatura

ambienteÁcido caproico 1,3 – 2,2 -1,5 16 6 2

Ácido caprílico 0,8 – 2,5 +16,5 16 8 2

Ácido cáprico 1,8 – 3,8 +31,4 20 10 2

Sólidos a temperatura

ambiente

Ácido láurico 2,0 – 5,0 +43,6 24 12 2

Ácido mirístico 7,0 – 11,0 +53,8 28 14 2

Ácido palmítico 25,0 – 29,0 +62,6 32 16 2

Ácido esteárico 7,0 – 3,0 +69,3 36 18 2

NO SATURADOS

Ácido oleico 30,0 – 40,0 +14,0 34 18 2

Líquidos a temperatura

ambiente

Ácido linoleico 2,0 – 3,0 -5,0 32 18 2

Ácido linolénico Hasta 1,0 -5,0 30 18 2

Ácido araquidónico Hasta 1,0 -49,5 32 20 2

Triglicéridos

Diglicéridos

Ácidos grasos

Esteroles

Carotenoides

Vitaminas A, D, E, KFosfolípidos

Lipoproteínas

Glicéridos

Cerebrósidos

Proteínas

Ácidos nucléicos

Enzimas

Metales

Agua

Proteínas en la leche

• La principal es la caseína, formada a partir de aminoácidos que llegan por la sangre y se combinan específicamente en el alveolo.

Proteínas en la leche

• Las moléculas de caseína (miscelas) se encuentran en estado coloidal unidas por puentes de calcio, magnesio y oxígeno, que forman caseinatos. Esto las hace estables, difíciles de desnaturalizar y precipitar.

Proteínas en la leche

• Por lo tanto, la pasteurización no afecta el valor biológico de la proteína de la leche y en la elaboración de quesos se debe añadir cuajo, para la floculación.

• El cuajo es un fermento biológico que, por acción enzimática, neutraliza los coloides que se separan.

CONCENTRACIÓN DE PROTEÍNAS EN LA LECHE

Concentración en leche (g/kg)

Porcentaje total de proteína

(peso/peso)

Caseínas

αs1 – Caseína 10,0 30,6

αs2 – Caseína 2,6 8,0

β – Caseína 10,1 30,8

κ – Caseína 3,3 10,1

Total Caseínas 26,0 79,5

Seroproteínas

α - Lactoalbúmina 1,2 3,7

β - Lactoglobulina 3,2 9,8

Albúmina del suero sanguíneo 0,4 1,2

Inmunoglobulinas 0,7 2,1

Miscelánea (Incluye proteosa y peptona) 0,8 2,4

Total Seroproteínas 6,3 19,3Proteínas membrana del glóbulo graso 0,4 1,2

TOTAL PROTEÍNAS 32,7 100

Otras proteínas de importancia

• Inmunogloblinas

• Enzimas

Una enzima sólo liberará ciertas moléculas, en determinadas uniones

La enzima encaja en un lugar particular de la cadena molecular, donde se debilita la unión

La molécula se divide. La enzima queda en libertad, lista para atacar y dividir una nueva molécula

La lactosa y la sucrosa se convierten en fructosa, glucosa y galactosa

Lactosa = Glucosa + Galactosa

Enzimas bacterianas

C12H22O11+H2O 2C6H12O6 4C3H6O3

Enzimas Enzimas

Lactosa Glucosa Ácido Láctico

Galactosa

Azúcares en la leche

• La lactosa, azúcar de la leche, es un disacárido formado por glucosa más galactosa.

• El carbohidrato que origina la lactosa es la glucosa. La galactosa es glucosa transformada.

Azúcares en la leche

• La lactosa regula la presión osmótica interna en la ubre, de allí que sea el compuesto más estable en porcentaje: una variación en la síntesis de lactosa se asocia a una variación en la producción de leche.

Relación entre el metabolismo de hidratos de carbono, grasas y proteínas

Vitaminas

• La mayor cantidad de vitaminas se hallan en el calostro.

• En la leche existen vitaminas asociadas a los lípidos (A, D, E y K) y vitaminas hidrosolubles, que se alteran con mucha facilidad (B1, B2, B6, B12 y C).

• Al igual que los minerales, pasan directamente de la sangre a la ubre y no sufren transformaciones.

Vitaminas

El contenido de vitaminas de la leche depende mucho de la alimentación del animal y aumenta con el consumo de forraje verde.

Comparación entre el calostro y la leche normal

Algunos datos sobre el calostro

• Las novillas de primer parto son más pobres en calostro que las vacas más viejas.

• Existen diferencias raciales en cuanto a calidad de calostro. Ej. Las vacas tipo carne son más ricas en Ig que las Holstein, como resultado de la selección genética o de la dilución en el gran volumen de la vaca lechera.

Concentraciones minerales y vitamínicas en la leche (mg/100 ml)

MINERALES mg/100 ml VITAMINAS µg/100 ml

Potasio 138 Vitamina A 30,0

Calcio 125 Vitamina D 0,06

Cloro 103 Vitamina E 88,0

Fósforo 96 Vitamina K 17,0

Sodio 58 Vitamina B1 37,0

Azufre 30 Vitamina B2 180,0

Magnesio 12 Vitamina B6 46,0

Minerales trazas ≤0,1 Vitamina B12 0,42

Vitamina C 1,7

Fuente: WATTIAUX, Michel. Instituto Babcock, 2005.

Elementos que afectan la calidad de la leche

• Células en leche. Las células somáticas no afectan la calidad del líquido en sí, pero son indicadoras de otros procesos como la inflamación del tejido mamario.

• Cuando las células se encuentran en un monto superior al medio millón por mililitro, existe una razón para sospechar de mastitis.

Sustancias indeseables más comunes de la leche

• Agua adicional

• Detergentes y desinfectantes

• Antibióticos

• Pesticidas

• Insecticidas

• Bacterias

• La lactancia es uno de los factores que alteran la composición de la leche.

• Al analizar una lactación en vaca Holstein, los niveles de proteína de la leche aumentaron lentamente hasta la semana 25, cuando comenzaron a disminuir.

• Durante la gestación, la secreción de leche apenas se altera al quinto mes. A los ocho meses, la lactación declina con rapidez.

• Dependiendo de la fase de lactación se consideran tres etapas:– Calostro– Leche al final de la etapa– Lactación completa

Fracción del ordeño

• Cada cuarto de ordeño es independiente y eso puede alterar ligeramente la composición de la leche, sobre todo en cuanto a grasa.

• En la primera fracción de ordeño, la primera porción de leche contiene 1 – 2% de grasa, mientras que la restante tiene un valor entre el 8 y el 15%.

Edad

• Factor altamente correlacionado con la producción de leche a los 300 días.

• A medida que aumenta la edad de la vaca, o el número de lactaciones, desciende la riqueza en grasas y SNG.

Edad

• Entre la primera y la quinta lactación, la grasa desciende 0,2% y los sólidos totales 0,4%.

• El porcentaje de caseína también baja, pero no se ha comprobado si se debe a la edad, la incidencia de mastitis, el deterioro normal de la ubre o la pérdida de tejido alveolar.

Influencia racial y hereditaria

• La producción láctea es un carácter individual transmisible por herencia y patrimonio de una estirpe.

• Se puede conseguir una leche muy rica en grasa asociando dos buenas herencias con una nutrición conveniente.

• Los animales de las razas Jersey y Guernsey son los mayores productores de grasa, proteína y SNG, sin embargo producen menores volúmenes de leche.

Celo o calor

Factor fisiológico que influye en el Factor fisiológico que influye en el rendimiento lechero. Cuando se presenta, rendimiento lechero. Cuando se presenta, el porcentaje graso puede estar encima o el porcentaje graso puede estar encima o debajo de la cifra promedio de la vaca.debajo de la cifra promedio de la vaca.

Estado de salud

Todas las alteraciones de la salud animal provocan ciertas variaciones en la composición de la leche, pero las que producen mayores cambios y pérdidas económicas son aquellas que atentan contra el parénquima mamario, de allí que la mastitis sea una de las enfermedades más graves del ganado.

• Efectos de la mastitis en la composición de la leche:

– Disminución de los niveles de lactosa, potasio, seroalbúmina, proteasas, caseína y ES (debido a la lactosa).

– Aumento en los niveles de sodio, cloruros y globulina.

– Alteración de la coagulación de la caseína por renina.

– Se afecta la relación Cl – lactosa, prevaleciendo un sabor salado.

AlimentaciónTiene una influencia fundamental en la composición de la leche, por eso deben proporcionarse raciones debidamente equilibradas y calculadas.

Alimentación

Si el plano nutricional se eleva entre el 25 y el 35%, los ST aumentan 0,3%: cambio debido a una alteración del contenido proteico y a modificaciones de la caseína.

AlimentaciónLa subalimentación conduce a una reducción de la concentración proteica de la leche y al incremento de su riqueza grasa por movilización de reservas, gluconeogénesis.

AlimentaciónLa sobre – ingestión de alimentos aumenta escasamente la riqueza proteica de la leche y, con frecuencia, la grasa disminuye.

Alimentación• La oferta de

carbohidratos no estructurales en la dieta no debe ser inferior al 35%, ni superior al 40%, para evitar acidosis y mermas en la grasa de la leche.

• Un descenso simultáneo de proteína y materia grasa en la leche indica deficiencia de fibra y energía en la dieta.

• Niveles muy bajos de grasa en la leche pueden deberse a las siguientes causas:– Acidosis por exceso de grano o carbohidratos – Bajo consumo de forraje– Oferta de alimento muy molido o picado– Menos de 19% de fibra detergente ácida (FDA)– Raciones con más de 50% de humedad– Oferta de más de 2 Kg. de concentrado/vaca– Bajo consumo de MS, energía o proteína– Alteración relación energía/proteína– Alteración relación forraje/concentrado– Actividad ruminal deprimida– Forraje peletizados– Deficiencias de azufre o proteína en la dieta– Bajo nivel de grasa en la ración– Alto contenido de células somáticas

Causas de descenso del porcentaje de proteína en leche

• Niveles bajos de energía, especialmente CNF (Carbohidratos No Fibrosos)

• Niveles altos de fibra, especialmente con forrajes poco triturados

• Mejora con ensilados más que con henos• Déficits proteicos• Depresión de la producción de proteína

microbiana• Niveles altos de grasa, especialmente si

no es protegida

Factores climáticos

La leche del ganado vacuno expuesto a altas temperaturas ambientales, con diferentes niveles de humedad relativa, sufre un aumento de Nitrógeno No Proteico (NNP), ácido palmítico y esteárico, así como un descenso en grasa butírica, sólidos totales, sólidos no grasos, nitrógenos totales, lactosa, ácidos grasos de cadena corta (Co – C12) y ácido oleico.

• A temperaturas entre los 21 y los 27º C, el porcentaje de grasa disminuye. Por encima de los 27º C, aumenta.

• El calor también disminuye el potasio pero no produce alteraciones significativas en los niveles de sodio.

• Las bajas temperaturas ambientales causan un aumento en el porcentaje de grasa butírica (10 – 35% en Jersey).

• El total de sólidos, nitrógenos y sólidos no grasos se incrementa a temperaturas bajo el punto de congelación.