Leche


Determinación del contenido de lípidos y proteínas en la leche

Acosta Iturralde, Nidia Valeria y Sierra Tello, Karen Gabriela

Universidad Latinoamericana · Campus Florida

Resumen

Esta investigación surgió a raíz de una reseña publicada por la Procuraduría Federal del Consumidor (PROFECO) en octubre del 2006: Leche y fórmulas…¿lácteas?, en la que se analizó la calidad de diferentes tipos de leche, y al no encontrar reportada la marca de leche que consumimos diariamente decidimos cuantificar el contenido de lípidos y proteínas. Con base en los métodos existentes diseñamos un método sencillo, que no requiere instrumental sofisticado, que consiste en las técnicas de extracción y precipitación. Los resultados obtenidos demostraron que nuestro método fue acertado ya que, al compararlos con los reportados en la tabla nutrimental de los envases, coincidieron con lo esperado, siendo el porcentaje de error menor al 5%.

Por esta razón, se concluye que nuestro método fue una propuesta eficiente, que puede ser incluida en las prácticas de laboratorio escolar.

Determinación del contenido de lípidos y proteínas en la leche

Introducción

La leche, por ser fuente básica en la alimentación elemental del ser humano, es adquirida en gran cantidad a nivel mundial; por esta razón la PROFECO realizó un estudio de la calidad de la leche, verificando que la información proporcionada de los lácteos coincidieran con el contenido de acuerdo con la Norma Oficial Mexicana, lo cual nos generó curiosidad por saber si el contenido de lípidos y proteínas de la leche que ingerimos diariamente concordaba con la información indicada en la tabla nutrimental..

Se cree que el consumo de la leche de origen animal comenzó con la domesticación de los animales en el Medio Oriente y su principal función ha sido, desde entonces, la de alimentar a las crías hasta que sean capaces de digerir otros alimentos; por otra parte, la leche de los mamíferos domésticos es un producto de consumo común en la mayoría de las civilizaciones humanas, principalmente leche de vaca, pero también de oveja, cabra, de yegua, de camello o dromedario.

La leche cruda no es apta para su comercialización y consumo, puesto que es fácil de contaminarse; por esto, una leche con garantías de salubridad debe ser ordeñada, continuamente, con métodos modernos de succión en los que no haya contacto físico con el producto. Después de su ordeño se enfría y almacena en tanques de leche hasta su transporte en cisternas isotérmicas en las plantas de procesado, donde una vez comprobado su estado óptimo, se almacena en depósitos y se prepara para su envasado comercial; la pasteurización rápida es un método de sanidad que se ha impuesto por su mayor eficacia, ya que elimina el 99.5% de los gérmenes y además no modifica sensiblemente las características naturales, como el sabor dulce.

La composición química depende de factores como la raza de los vacunos, la época del año, (por ejemplo, la leche de otoño - invierno, en lo particular cuando los animales ingieren forrajes secos es más rica en grasas) y, finalmente, de la hora de la ordeña, así como el intervalo entre dos ordeños sucesivos.

La presentación de la leche es variable, pues se acepta alterar sus propiedades para satisfacer preferencias de los consumidores. Una alteración muy frecuente es deshidratarla para facilitar su transporte y almacenaje. También es usual reducir el contenido de grasa, aumentar el de calcio y agregar sabores:

Tabla 1

NUTRIENTES POR CADA 100g.

Tipo de leche

Cal/100 (g)

Carbohidratos (g)

Proteínas (g)

Lípidos (g)

Leche saborizada

62

10

3

1.1

Leche descremada en polvo

36

5.1

3.5

0.1

Leche entera

57

4.5

3

3

Leche entera azucarada

79

10

3

3

Leche descremada

45

4.7

3.1

1.5

Se estima que la producción mundial de leche es de 4 500 millones de hectolitros anuales. Entre los más grandes productores de leche se encuentran los EE.UU., con alrededor del 20 %.de la producción mundial, seguidos de algunos países europeos como Francia, Alemania, Polonia y Holanda.

La leche de vaca tiene una densidad media de 1.032 g/L. Es una mezcla muy compleja y muy inestable, cerca del 87 % es agua, los prótidos (sustancias orgánicas nitrogenadas) son el 4% aproximadamente, entre los que predomina la caseína, 4.5% pertenece a la lactosa disuelta en agua, la cual le da el sabor dulce, y el resto proviene de los diferentes grupos de nutrientes.

Las sustancias orgánicas (glúcidos, lípidos y proteínas) están presentes en cantidades más o menos iguales y constituyen la principal fuente de energía. Estos nutrientes se reparten en elementos constructores, proteínas y en elementos energéticos, los glúcidos y los lípidos.

La leche contiene también elementos funcionales, iones minerales (Ca, P, K, Na, Mg) y vitaminas (Tabla 2), finalmente, en baja proporción pero cumpliendo funciones biológicas, se encuentran las vitaminas A y D, esta última es decisiva para la fijación del fosfato de calcio en dientes y huesos.

Una característica física importante de la leche es que puede ser considerada como solución (lactosa, sales minerales), suspensión (materias nitrogenadas) y emulsión (materias grasas), su pH es ligeramente ácido (pH comprendido entre 6,6 y 6,8).

También es considerado como un medio biológico pues contiene células sanguíneas y mamarias (hasta 30 000 por mL) y microbios (hasta 50 000 por mL).

En la constitución de la leche encontramos grasa, de la cual dos terceras partes son ácidos grasos saturados y el resto ácidos grasos insaturados, como el ácido oleíco; prótidos, como la caseína, y glúcidos, como la lactosa, azúcar específica de la leche.

La leche entera de vaca es una importante fuente de vitaminas:

Tabla 2

VITAMINA

CONTENIDO POR LITRO

A (μg RE)

400

D (UI)

40

E (μg)

1000

K (μg)

50

B1 (μg)

450

B2 (μg)

1750

Niacina (μg)

900

B6 (μg)

500

Ácido pantoténico (μg)

3500

Biotina (μg)

35

Ácido fólico (μg)

55

B12 (μg)

4.5

C (mg)

20

La principal clase de lípidos en la leche son los triglicéridos, formados por un esqueleto de glicerol unido a tres diferentes ácidos grasos; los ácidos grasos están compuestos de una cadena de hidrocarburos y un grupo carboxilo; de éstos, el ácido graso butírico se observa en la leche de los rumiantes y es responsable del sabor rancio cuando es separado del glicerol mediante la acción de unas lipasa.

De los ácidos grasos que se encuentran en la leche, el ácido linoleíco conjugado inhibe varios tipos de cáncer, y también elimina cánceres de piel humana en estudios in vitro. Se piensa que podría ayudar a disminuir el colesterol y prevenir la arterioesclerosis. Estos ácidos grasos benéficos se encuentran en mayor cantidad en leches de vacas alimentadas con pasturas.

Como las grasas proveen lubricación, le imparten una sensación cremosa a la boca al momento de ingerir el producto lácteo.

El contenido de caseína en la leche representa cerca del 80% de las proteínas de la misma y se encuentra en forma de pequeñas partículas o mícelas en suspensión y carece de homogeneidad ya que consta de varias fracciones o tipos. La conformación espacial es muy similar al de las proteínas globulares desnaturalizadas. El alto número de residuos de prolina en las caseínas hace que tengan uniones particulares de la cadena protéica e inhibe la formación de estructuras secundarias, compactas y ordenadas, además no contienen puentes disulfuro.

Las estructuras terciarias sirven para la estabilidad contra una desnaturalización por calor, esta propiedad no es observada debido a que hay muy poca estructura que desdoblar. La caseína pura no se precipita con la aplicación de calor, pero cuando se encuentra en la leche puede precipitarse a 100 °C, después de 12 horas o cuando esta expuesta a 120 °C por una hora, aunque si la leche está ligeramente ácida la aplicación de poco calor precipita la caseína. Sin esta estructura terciaria hay una exposición considerable de residuos hidrofóbicos, por lo tanto son insolubles en agua.

Otra de las propiedades químicas que distingue a las caseínas es su baja solubilidad a un pH de 4.6. Cuando la caseína se precipita con ácidos se libera el calcio y si se utiliza renina normalmente se obtiene como cuajo.

Esta proteína se utiliza para preparación de crema, manufactura de quesos, elaboración de mantequilla. En su forma pura es usada en la industria para elaboración de plásticos, peines, botones, marcos de lentes, imitaciones de hueso, etcétera.

La lactosa es un disacárido formado de glucosa y galactosa y no es tan dulce como la sacarosa. Algunas personas son intolerantes a la lactosa, por lo que la presencia de esta azúcar en los productos lácteos debe ser evitada. Otros carbohidratos presentes en pequeñas cantidades son fructuosa, galactosa y oligosacáridos.

Existen distintos métodos para determinar la grasa en la leche:

1. Cantidad de grasa separada

2. Propiedades de Glóbulos grasos y Triglicéridos

Algunos métodos para la precipitación de caseína son:

Con la finalidad de determinar el contenido de lípidos y proteínas en algunos tipos de leche utilizamos un método de extracción combinado con precipitación.

De los métodos expuestos en el marco teórico, consideramos que el de extracción es el mejor para cuantificar lípidos en la leche, ya que permite determinar el contenido total de grasa, a diferencia de otros como el Gerber que únicamente cuantifica la grasa butírica; pensamos que en la fase orgánica se disolverán los lípidos y en la fase acuosa permanecerán las proteínas, sin ser desnaturalizadas, que podrán ser precipitadas utilizando un ácido; también pensamos que una aportación importante es que la fase acuosa que se considera como residuo en el método de extracción original, para nosotros será parte aprovechable.

La investigación está basada en la reseña que vimos de la PROFECO y en la gran demanda que la leche tiene, es por eso que quisimos comprobar por medio de un experimento, si los resultados obtenidos concuerdan con lo establecido en la tabla nutrimental de los diferentes tipos de leche que utilizamos. El método propuesto fue seleccionado debido a la facilidad con la que se realizan las extracciones y a la ventaja que representa utilizar el residuo, fase acuosa, para la segunda parte de la determinación, por lo que el tiempo y los residuos experimentales se reducen considerablemente.

Método

Por medio de una investigación experimental, las integrantes del equipo determinamos el contenido de lípidos y proteínas en diferentes tipos de leche.

El experimento se llevó a cabo en el laboratorio de Química en Alimentos de la Universidad Simón Bolívar, para evitar el traslado de sustancias volátiles e inflamables como el éter etílico y el éter de petróleo, éste último no es material básico de las prácticas de laboratorio de química.

Los pasos para extraer los lípidos y precipitar las proteínas se mencionan a continuación.

  1. Pesar 10gr de la muestra y vaciar en un matraz Erlenmeyer.

  2. Agregar 1.5 mL de NH4OH al 25% y agitar.

  3. Adicionar 10mL de etanol y mezclar suavemente.

  4. Verter el contenido en un embudo de separación

  5. Lavar el matraz con otros 10mL de etanol y pasar al embudo de separación.

  6. Adicionar 20mL de agua destilada y mezclar suavemente con el tapón colocado. (Durante 1 min.).

  7. Agregar al embudo de separación 25mL de éter etílico.

  8. Agregar otros 25mL de éter de petróleo y agitar suavemente (4 veces, abriendo la llave con el embudo hacia arriba para dejar salir el gas)

  9. Dejar en reposo el embudo de separación sin el tapón, hasta observar claramente que se separe en dos fases la mezcla.

  10. Recoger la fase acuosa en un Erlenmeyer y la fase orgánica en el matraz de fondo plano.

  11. Pasar nuevamente la fase acuosa al embudo de separación y realizar una segunda extracción utilizando 25mL de cada uno de los solventes.

  12. Volver a recoger la fase acuosa en el Erlenmeyer y la fase orgánica en mismo matraz de fondo plano.

  13. Realizar la tercera extracción con el mismo volumen de disolventes.

  14. Recoger la fase acuosa en el matraz Erlenmeyer y la fase orgánica en el matraz de fondo plano.

  15. Destilar la fase orgánica para obtener los lípidos.

  16. Medir el pH de la fase acuosa obtenida con un potenciómetro.

  17. Agregar gota por gota ácido acético y medir el pH hasta que éste baje a 4.6.

  18. Colocar en un embudo papel filtro y verter la solución acuosa desnaturalizada.

  1. Dejar reposar hasta que ésta se haya filtrado totalmente.

  2. Dejar secar la proteína contenida en el papel filtro.

  3. Determinar la masa de la proteína.

El material utilizado:

Los reactivos empleados

Los residuos de éter etílico y el éter de petróleo se destilan porque son líquidos volátiles y altamente inflamables; queman al gusto; sus vapores son más pesados que el aire, su olor es penetrante y después de ser destilados, se guardan.

El etanol, por ser inflamable y de olor penetrante, también se recupera por destilación.

Otro de los residuos, la fase acuosa, se lleva a pH 7 con bicarbonato de sodio y se deshecha o tira al drenaje.

La técnica más importante de separación se basa en el reparto selectivo del soluto entre dos líquidos no miscibles.

La distribución del soluto es un fenómeno de equilibrio que se describe por medio de la ley de distribución y la constante de reparto permite conocer el número de extracciones que hagan más eficiente el experimento, sin embargo, nosotros no determinamos el número de extracciones, nos basamos en lo recomendado en la literatura.

La grasa es un compuesto soluble en disolventes orgánicos no polares, por lo tanto permanecerá en la fase orgánica de la cual se separa al evaporar los disolventes.

En la fase acuosa permanecen todos los componentes insolubles en el éter; como previamente mencionamos la caseína es insoluble en agua si el medio tiene un pH cercano a 4.6, y es sencillo separarla una vez precipitada por filtración simple.

Dado que la leche que nosotros consumimos no apareció en el estudio de la PROFECO, no tenemos un referente para comparar nuestros datos experimentales. Por esta razón, decidimos incluir la leche tipo Alpura Light, que sí está reportada, y nos servió como referencia para determinar la utilidad del método que empleamos.

Resultados

Tabla 3

Tipo de leche

Volumen

Muestra (mL)

Masa

(g)

Lípidos

Extraídos (g)

Lípidos Estimados1 (g)

Proteínas

Extraídas (g)

Proteínas Estimadas1 (g)

Alpura Entera A

11.4

11.97

0.3287

7.20

0..3876

8.5

Alpura Entera B

9.5

9.97

0.2836

7.40

0.2888

7.6

Alpura Light

A

10.6

10.91

0.1072

2.52

0.3790

8.93

Alpura Light

B

9.7

9.99

0.0938

2.41

0.3204

8.25

Lala2 Entera

A

10.48

10.79

0.1624

3.87

0.3257

7.45

Lala Entera

B

9.7

9.99

0.1453

3.59

0.3142

7.77

Tabla 4

MUESTRA

Lípidos Encontrados/Reportados (g)

Proteínas Encontradas/Reportadas (g)

Alpura Entera

7.3/7.0

8.05/7.75

Alpura Light 3

2.46/2.5/4

8.59/8.33/7

Lala Entera

3.73/7.2

7.61/7.5

1 Los valores fueron estimados para un volumen de 250 mL.

2 La leche Lala refiere a 240 mL..

3 El tercer dato corresponde a la referencia que reporta la PROFECO con base en la NMX-F-210-1971 y NOM-150-SCFI-2003

Tabla 5. Porcentaje de error

MUESTRA

LÍPIDOS

PROTEÍNAS

Alpura Entera

4.28%

3.87%

Alpura Light

1.4%

3.12%

Lala Entera

48.19%

1.46%

Discusión

Realizamos dos veces las pruebas con cada tipo de leche para garantizar que nuestros resultados fueran confiables; sin embargo, sabemos que no son estadísticamente válidos por dos razones: primero, debido a que no utilizamos muestras de diferentes lotes, y, segundo, porque el número de repeticiones no fue el apropiado.

La leche tipo Alpura Entera presentó una cantidad de lípidos y proteínas cercana al valor reportado en el empaque.

Los resultados obtenidos de lípidos y proteínas, en las pruebas realizadas con la leche tipo Alpura Light, fueron acertados porque coincidieron con la información de la tabla nutrimental.

Los resultados de las pruebas realizadas con la leche tipo Lala Entera no fueron los esperados; la cantidad de lípidos presentó una diferencia importante en comparación con la información de la tabla nutrimental; es importante resaltar que la cantidad de grasa fue muy baja, comparada con lo reportado; aunque fue la mejor en cuanto a la cantidad de proteína

Comprobamos que la leche Light tiene índices bajos de lípidos en comparación con la leche Entera.

Así mismo, comprobamos que los resultados en la leche Alpura Entera coincidieron con lo dicho en la tabla nutrimental, por lo tanto los datos son aceptables.

Observamos que la leche Alpura Light tuvo un bajo margen de error en lípidos, y que la que presentó la mayor variación fue la Lala Entera. (Tabla 5)

En cuanto a las proteínas, los resultados de Alpura Light fueron cercanos a lo esperado; sin embargo, los de la leche Lala Entera fueron los más parecidos a la tabla nutrimental.

Conclusiones

Después de realizar nuestro experimento logramos aislar de la fase orgánica los lípidos contenidos en la leche, manteniendo sin alterar la estructura de la caseína, en la fase acuosa, residuo de la extracción,

Al comparar nuestros resultados con la información establecida en la tabla nutrimental de cada envase de leche, y lo reportado por la PROFECO podemos concluir que nuestro método propuesto fue exitoso debido a que presentó un porcentaje de error aceptable.

Logramos comprobar, en varios tipos de leche, que la información nutrimental ofrecida al consumidor es veráz, excepto la cantidad de grasa en la leche Lala Entera.

Finalmente, podemos decir que el método experimental propuesto nos permitió cumplir satisfactoriamente con el objetivo de la investigación, y que su sencillez y poca exigencia técnica permite que sea incorporado en las prácticas de Laboratorio de Química.

Referencias

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