ALFA. Revista de Investigación en Ciencias Agronómicas y
Veterinarias
Septiembre-diciembre 2024
/ Volumen 8, Número 24
ISSN: 2664-0902 / ISSN-L:
2664-0902
https://revistaalfa.org
pp. 1082 - 1097
Calidad nutricional y oligoelementos en
la leche de vaca e hato libreen zonas rurales altoandinos del sur de Perú
Nutritional quality and trace elements
in cow ́s and fre-range herd in rural high Andreanareas of southern Peru
Qualidade nutricional e oligoelementos
no leite de vacas e rebanhos criados ao ar livre em áreasrurais andinas do sul
do Peru
Rosa Huaraca Aparco1
rhuaraca@unajma.edu.pe
https://orcid.org/0000-0003-4493-7754
Fidelia Tapia Tadeo1
ftapia@unajma.edu.pe
https://orcid.org/0000-0003-4892-941X
Edwin Mescco Caceres1
emescco@unajma.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-5270-0370
Grecia Mamani Valverde1
gvalverde@unajma.edu.pe
https://orcid.org/0000-0003-0734-0991
Juan Alarcón Camacho2
alrconcamacho@yahoo.com
https://orcid.org/0000-0002-4911-7440
1Universidad Nacional José María Arguedas, Andahuaylas,
Perú
2Ingeniería Agropecuaria, Universidad Tecnología de
los Andes, Abancay, Perú
Artículo recibido 04 de marzo 2024 | Aceptado 08 de abril
2024 | Publicado 20 de septiembre 2024
RESUMEN
El
manejo de la producción y calidad de la leche en ambientes andinos en Perú
caracterizados por su altitud cuestiones que afectan por exposición a altas
actividades antropogénicas y explotación de recursos minerales. El objetivo
fue evaluar la calidad nutricional de la leche de vacas criadas en pequeños
rebaños en zonas alto andinas de hato libre. Se caracterizó la leche en cuanto
a composición química y oligoelementos, utilizando cromatografía de capa
fina-(CCF), espectrometría de emisión atómica con plasma acoplado
inductivamente (ICP-OES). Los resultados revelaron una elevada
concentración de grasa y proteína en una mayor altitud, con mayor contenido de
oligoelementos tóxicos y los esenciales dentro de los rangos adecuados. Estos
resultados contribuyen a nuevos conocimientos sobre la calidad de producción de
leche en zonas Altoandinas expuestas a actividades antropogénicas para su
procesamiento a nivel industrial.
Palabras
clave:
Calidad nutricional; Composición química; Oligoelementos tóxicos; Zona Altoandina
ABSTRACT
The management of
milk production and quality in Andean environments in Peru characterized by
their altitude issues that affect exposure to high anthropogenic activities and
exploitation of mineral resources. The objective was to evaluate the
nutritional quality of milk from cows raised in small herds in high Andean
areas of free herds. The milk was characterized in terms of chemical
composition and trace elements, using thin layer chromatography (TLC) and
inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-OES). The results
revealed a high concentration of fat and protein at higher altitudes, with
higher content of toxic trace elements and essential ones within the
appropriate ranges. These results contribute to new knowledge about the quality
of milk production in high Andean areas exposed to anthropogenic activities for
industrial processing.
Key words: Nutritional quality; Chemical composition; Toxic trace elements; High
Andean area
RESUMO
A gestão da produção
e qualidade do leite em ambientes andinos no Peru caracteriza-se por seus
problemas de altitude que afetam a exposição a altas atividades antrópicas e a
exploração de recursos minerais. O objetivo foi avaliar a qualidade
nutricional do leite de vacas criadas em pequenos rebanhos em áreas caipiras
dos altos andinos. O leite foi caracterizado quanto à composição química e
oligoelementos, utilizando cromatografia em camada delgada (TLC),
espectrometria de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES).
Os resultados revelaram alta concentração de gordura e proteína em
altitudes mais elevadas, com maior teor de oligoelementos tóxicos e essenciais
dentro de faixas adequadas. Estes resultados contribuem para novos
conhecimentos sobre a qualidade da produção de leite em áreas do Alto Andino
expostas a atividades antropogênicas para processamento em nível industrial.
Palavras-chave: Qualidade nutricional; Composição química; Oligoelementos tóxicos;
Zona alta andina
INTRODUCCIÓN
A nivel mundial, el consumo per cápita de leche de vaca es de
117,7 kg por año (1). Este dato, junto con el crecimiento de la población
global, indica un aumento absoluto en el volumen del mercado, con millones de
personas consumiendo leche en todo el mundo (2). El elevado consumo de leche de
vaca se debe a la capacidad de adaptación de las vacas a diversos factores
climáticos, así como a su alimentación y manejo (3). La adaptabilidad de las
vacas a diferentes condiciones climáticas representa un valor añadido, ya que
se asocia con características nutricionales favorables y una alta
sostenibilidad ambiental. Esto está vinculado a la autenticidad relacionada con
su origen y los procesos de producción tradicionales (4). Su sistema de
alimentación se basa principalmente en pastos, que ofrecen beneficios asociados
con una alta calidad de grasa. La modificación de las estrategias alimentarias
para las vacas está estrechamente relacionada con las condiciones ambientales y
la disponibilidad de alimentos, factores que pueden afectar la composición
química de la leche (5). Sin embargo, estudios recientes sugieren que la leche
producida a altitudes elevadas es de alta calidad debido a su composición en
grasa y proteínas (6).
Es por ellos, que los factores ambientales y alimentarios,
como la altitud y la composición del forraje, influyen en la calidad de la
leche de vaca debido a las diversas formas del relieve geográfico donde se
encuentran estas vacas lecheras. Además, el manejo en estas condiciones se basa
en el comportamiento natural de los animales; se ha observado que las vacas en
pastoreo presentan una menor incidencia de problemas de salud en comparación
con los animales confinados (7). Por lo que, la altura desempeña un papel relevante en la producción lechera con una
particularidad en las regiones geográficas superior a los 2500 msnm, donde
prevalecen las circunstancias topográficas únicas y una práctica tradicional
que influye en la fisiología de las vacas lecheras (5).
No obstante, la cantidad de investigaciones sobre cómo la
altitud afecta la composición de la leche es bastante limitada, aunque está
impacta en la calidad de la leche debido a las variaciones ambientales
asociadas con las diferencias de elevación y sus condiciones antropogénicas, en
especial en los Andes Altoandinas, donde predominan prácticas tradicionales de
manejo estacional y costumbres ancestrales (4). Por lo que, a alturas
superiores a 2547 msnm, se enfrentan potencialmente un desafío metabólico, ya
que los forrajes en estas regiones suelen tener un alto contenido de nitrógeno
no proteico y un bajo nivel de carbohidratos que no cubren los requerimientos
nutricionales de su dieta. Así mismo, se observó que las vacas en periodo de
trashumancia de verano presentan un incremento en el contenido de grasa de la
leche y una reducción en el contenido proteico en comparación con las vacas que
se encuentran a menor altitud (8).
Es por esto, que los procesos antropogénicos influyen
negativamente en los sistemas productivos del ganado lechero a estas altitudes
con temperaturas extremas y escasez de precipitaciones, que provocan sequías,
baja producción de pastizales, lo que a su vez perjudica las funciones
productivas del ganado, incluyendo tanto la cantidad como la calidad de la
leche. Además, el cambio climático impacta directamente en la producción y el
bienestar del ganado. Otro factor de peso, lo constituyen las actividades
humanas que interactúan con los recursos hídricos, cuestiones que también
afectan las características fisicoquímicas, biológicas y composición química de
la leche, las fluctúan además por el impacto de actividades naturales y
explotación minera (9).
Además, los productores de leche en altitudes elevadas han
mantenido tradicionalmente prácticas de pastoreo que tienen implicaciones positivas
para el bienestar animal y que, a su vez, pueden influir favorablemente en la
calidad de la leche, la que es rica en vitaminas y polifenoles, lo que resulta
beneficioso para la salud de los consumidores. De ahí que, la mayoría de los
componentes dependen de la riqueza nutricional de los pastizales, que presentan
niveles más altos de grasa y vitaminas en comparación con aquellos producidos
en establos. Sin embargo, los pesticidas organoclorados son ampliamente
utilizados para incrementar la productividad de los pastizales afectan el medio
ambiente y han recibido atención considerable en la producción láctea debido a
su ubicuidad y toxicidad, así como a su persistencia y baja biodegradabilidad
(10).
Estudios, han demostrado que los factores antes descritos
influyen en parámetros clave de la calidad de la leche, como las proteínas,
grasa y caseína. Estas variaciones pueden estar influenciadas por factores
ambientales relacionados con diferentes altitudes y actividades antropogénicas,
lo que podría generar cambios fisiológicos significativos en la composición
láctea. Así como, las características tecnológicas de la leche son
fundamentales para su procesamiento en derivados lácteos. Por lo que, las fracciones
de caseína, por ejemplo, influyen en las propiedades de coagulación. Por lo
tanto, caracterizar las propiedades tecnológicas de la leche es de gran
interés, especialmente en relación con su capacidad de coagulación y el impacto
que las proteínas tienen sobre las propiedades tecnofuncionales y el
rendimiento del queso (11).
Por lo que, la hipótesis de estudio plantea que la altitud y
los componentes nutricionales incluyendo propiedades físicas, oligoelementos,
composición química y propiedades tecnológicas están asociados con las
condiciones antropogénicas en áreas de gran altitud. De ahí que, el objetivo de
esta investigación es caracterizar la calidad nutricional y tecnológica de la
leche de vacas criadas en pequeños rebaños en hatos libres en zonas Altoandinas.
Dado que existe una falta de información sobre los componentes nutricionales,
oligoelementos tóxicos y esenciales, así como aspectos tecnológicos en estas
altitudes expuestas a condiciones antropogénicas y explotación minera, es
crucial recopilar datos que informen futuras decisiones estratégicas para
lograr una producción ganadera sostenible.
MATERIALES
Y MÉTODOS
Área de estudio
Para esta investigación se
seleccionaron cinco zonas agroecológicas de productores de leche de vaca (Bos
taurus) en el sur este del distrito de San Jerónimo, Cusco, Perú. Ubicado en
los 13°33′07″S 71°52′53″O a 3251 msnm, zonas agroecológicas de productores.
Se realizó una investigación del tipo
cualitativa, para lo que se utilizó un método de muestreo no probabilístico
aleatorio intencional. Los criterios de selección incluyeron la buena salud
(vacas sin signos de diarrea, tos, secreción nasal, cojos ni mastitis). Los
hatos se seleccionaron aleatoriamente con aproximadamente 10 cabezas cada uno,
teniendo en cuenta la voluntad de los agricultores de participar en el estudio.
Se recolectaron 45 muestras de leche de vacas de raza bronzui, josten y
criollas, mediante ordeño manual una vez al día (entre 06:00 y 7:00 de la
mañana). Como factor de variación se tomó la altitud de 3060-3758 msnm en las
localidades de Totoral (3068), Ollabamba (3418), Champaccocha (3440),
Llupapuquio (3495) y Chullcuisa (3758), las zonas se caracterizan con una
intensa actividad agrícola cuya producción se comercializa principalmente por
la leche por su calidad y su destino es mercado de la capital Peruana y existen
pocos reportes del chequeo de la calidad del producto.
Se recolectaron muestras de leche en
frascos de vidrio de 250 mL, 45 en total de las razas bronzui, josten y criollas
15 por cada raza, en los 5 hatos, para una población total de vacas de 50, las
muestras se colocaron en contenedores portátiles isotérmicos con bolsas de
hielo a temperatura de 4 °C y se transportaron al laboratorio, composición
química y la determinación de las características fisicoquímicas se mantuvieron
se analizaron dentro de las 24 h posteriores a su recolección.
Composición química de la leche
La composición de la leche (grasa,
proteína, lactosa, sólidos totales y contenido de sólidos no grasos) se
determinó utilizando un analizador Milkoscan FT6000 (Foss, Hillerød, Dinamarca)
de acuerdo con la AOAC (12).
Propiedades físicas
El pH de la leche se midió utilizando
un electrodo de vidrio con un sensor de temperatura incorporado (5014T, Crison
Instruments, Barcelona, España) en un pHmetro (GLP 21, Crison Instruments,
Barcelona, España) que fue calibrado con soluciones tampón estándar de pH. 4.0
y 7.0 según las instrucciones del fabricante. La densidad de la leche se
calculó a partir de la ecuación de Fleischman que tiene en cuenta el contenido
total de sólidos y grasas de la leche. Punto de congelación de la leche (FPD)
se midió utilizando el equipo MilkoScan FT 6000 (Foss, Hillerød,
Dinamarca).
Estabilidad del
etanol
La estabilidad del etanol se midió
mezclando volúmenes iguales en una placa de Petri de vidrio con un volumen
igual (1 ml) de la muestra de leche y la solución de etanol (agua/etanol en un
rango del 10 al 100 % a intervalos del 2 %, v / v ) a temperatura ambiente. La
concentración máxima de la solución de etanol que no provocó coagulación se
definió como la estabilidad del etanol de la leche. Cada muestra fue evaluada
por tres observadores en la escala visual. Este estudio fue diseñado según Lan
et al. (12,13).
Determinación de Oligoelementos
Reactivos y soluciones
estándar
Todas las soluciones se prepararon
utilizando agua ultrapura con una resistencia de 18 MΩ cm−1
producida por un sistema de purificación Milli-Q (Millipore Corp., Bedford, MA,
EE. UU.). Las soluciones estándar madre de los elementos (1000 mg/L) de grado
ultrapuro (Solución estándar de elementos múltiples ICP IV certiPUR). El ácido
nítrico (69%) se obtuvo de Merck (Poole, Reino Unido).
Análisis de muestras
Las muestras se sometieron a
digestión ácida antes del análisis. El procedimiento de digestión asistida por
microondas se llevó a cabo en el laboratorio de CICOTOX de la Universidad
Nacional Mayor de San Marcos. Donde, cada muestra de leche cruda bovina (5 mL)
se colocó en matraz de vidrio con 10 mL de HNO3 y se digirió en un horno
microondas (modelo MarsXpress-CEM Technology Inside) durante 28 min (paso 1:
110 °C durante 8 min, paso 2: 170 °C durante 10 min, y paso 3: 170 °C durante
10 min.) Las muestras digeridas se filtraron a través de papel de filtro
doblado en forma de pirámide (peso 80 gm2, velocidad de filtración
20–25 s) en un nuevo recipiente estéril.
Las concentraciones de Cd, Pb, Cu, Fe
y Zn se determinaron mediante espectrometría de emisión atómica con plasma
acoplado inductivamente (ICP-OES) (Optima 7000 DV, PerkinElmer, Waltham, MA,
EE. UU.). Todas las muestras se analizaron por duplicado y las concentraciones
se expresaron en mg/L (12).
Durante todo el estudio se aplicó un
programa de control de calidad analítica. Se procesaron muestras en blanco
junto con las muestras de prueba y los valores así obtenidos se restaron de las
lecturas de las muestras. Los límites de detección (LOD) en el digesto ácido se
calcularon tres veces, mientras que la desviación estándar de los blancos de
reactivos fue: 0,012 (Cd), 0,036 (Pb), 0,14 (Cu), 0,85 (Fe) y 0,93 (Zn) µg/L.
Las concentraciones elementales de todas las muestras analizadas fueron superiores
a los respectivos LOD. Para comprobar la precisión del método analítico, se
utilizaron soluciones estándar de elementos múltiples para la calibración y se
procedió a comprar con las muestras. La precisión del método se expresó como la
recuperación analítica, que en todos los casos estuvo dentro de un rango
aceptable (90 a 110%), con una desviación estándar relativa (RSD) <10%.
Análisis estadístico
Los datos se analizaron a través de
ANOVA, mediante la prueba de Kolmogorov-Smirnov con el fin de determinar la
distribución de los datos, confirmándose que los datos se ajustan a una
distribución normal. Adicionalmente, se realizaron análisis de varianza de tipo
unidireccional, utilizando el software Origin Pro2018 (OriginLab Corporation).
Se consideró como factor categórico la altitud y se explicó el efecto de esta
variable en cada una de las propiedades analizadas. Se utilizó la prueba de
Tukey con un nivel de significancia de p ≤ 0.05 para determinar las diferencias
en cada parámetro con respecto a la altitud.
RESULTADOS
La leche tiene
propiedades específicas, cuyo estándar de composición organoléptica y
físico-química varían ligeramente, de acuerdo con su tipo y se define como la
secreción láctea completa y fresca, obtenida por el ordeño completo de una o
varias vacas sanas (13,14). De acuerdo con la composición proximal de la leche
Tabla 1, los valores reportados para proteína, grasa y lactosa se caracterizó
con un contenido significativo de proteína porcentual de 3.12 y 3.26 %, Grasa
de 3.99 y 4.25%, solidos no grasos SNG 8.77 y 8.49%, Lactosa 4.83 y 4.68% y
concentración de sales de 0.76 y 0.69% de acuerdo a diferentes zonas de
ubicación de la producción de leche por altura.
En cuanto a las
propiedades físicas Tabla 2, la actitud ejerce efecto sobre estos indicadores con
valores entre 6.657-6.750; 0.155-0.161; 1.027-1.028; -0.502 a -0.536 y
65.472-67.286 para pH, acidez, densidad, punto de congelación y estabilidad al
etanol, respectivamente. Se ha notado poca variación entre los indicadores
evaluados con algunos incrementos para el pH y estabilidad al etanol con la
altitud, mientras que, acidez, densidad y punto de congelación han
experimentado disminución con la altitud.
Las concentraciones de oligoelementos tóxicos y esenciales en la leche
Figura 1. El Cd y Pb fueron de 0.0246± 0.0012 y 0.0251± 0.0013 mg/L en los
sectores lecheros de la región andina. Mientras que, la concentraciones de
medias de Cu fueron superiores ( Figura 1c) sin embargo en el caso de Fe y Ca
fueron inferiores a los reportados por otros estudios Figura 1b,e , se
considera los rangos deficientes para la leche de vaca cuando el Cu 0.010 a
0.020 y Fe menor a 0.2, y los rangos adecuados para el Cu son; 0.05-0.6 y Fe
0.2-0.063 mg/L. de acuerdo a los resultados encontrados la leche producida en
el área de estudio es de buena fuente de
oligoelementos para la población local.