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EQUIVALENCIA ENTRE LAS PRUEBAS CONVENCIONALES Y NO CONVENCIONALES PARA LA DETERMINACIÓN DE LA CALIDAD
COMPOSICIONAL DE LA LECHE
CRISTHIAN DARÍO CALVO NIÑO
JIMMY JACINTO GAMBA RODRÍGUEZ
UNIVERSIDAD DE LOS LLANOSFACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS Y RECURSOS NATURALES
ESCUELA DE CIENCIAS ANIMALESPROGRAMA DE MEDICINA VETERINARIA Y ZOOTECNIA
VILLAVICENCIO2016
EQUIVALENCIA ENTRE LAS PRUEBAS CONVENCIONALES Y NO CONVENCIONALES PARA LA DETERMINACIÓN DE LA CALIDAD
COMPOSICIONAL DE LA LECHE
Proyecto de investigación presentado como opción de grado para el título de Médico Veterinario y Zootecnista
CRISTHIAN DARIO CALVO NIÑOCódigo 12000-1644
JIMMY JACINTO GAMBA RODRÍGUEZCódigo 12000-1708
Directora. María Cristina Hernández Martínez. MVZ. Esp. cMSc
UNIVERSIDAD DE LOS LLANOSFACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS Y RECURSOS NATURALES
ESCUELA DE CIENCIAS ANIMALESPROGRAMA DE MEDICINA VETERINARIA Y ZOOTECNIA
VILLAVICENCIO2016
NOTA DE ACEPTACIÓN
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________________Director
_____________________________Jurado
_____________________________Jurado
Villavicencio, Abril, 2016
DEDICATORIA
Doy gracias a Dios por haberme dado la oportunidad de hacer este trabajo de grado
y lograr así concluir mi carrera, por darme salud y sabiduría a cada momento para
realizar mi proyecto de vida que hoy veo cumplir, con su ayuda todo fue posible.
A mis padres Rubén Calvo y Ángela Niño agradezco por haberme apoyado en todo
momento, con consejos, sus valores, la motivación constante, siendo ejemplo de
perseverancia y constancia, al darme valor para salir adelante y por su amor.
A mis profesores Manuel Martínez, Cristina Hernández, Orlando Vanegas y Jorge
Parra por sus orientaciones y conocimiento impartido en el transcurso de vida
estudiantil y que me ayudaron para hacer posible la realización de la tesis.
A mi amigo Jimmy Gamba gracias por compartir conmigo el aprendizaje en esta
etapa de formación personal, académica y profesional, su apoyo a lo largo del
proceso y estar pendiente de una u otra manera para realizar este trabajo.
A mi amiga Sandra Hernández, tu ayuda ha sido fundamental, has estado conmigo
en los momentos más difíciles del muestreo y la realización de las pruebas, pero
estuviste motivándome y ayudándome hasta donde tus alcances lo permitían.
CRISTHIAN DARIO CALVO NIÑO
DEDICATORIA
A Dios, por darme la oportunidad de vivir, por estar conmigo en cada paso que doy, y
por haber puesto en mi camino a aquellas personas que han sido mi soporte y
compañía durante todo el periodo de estudio.
A mis padres que con todo cariño y amor hicieron todo en la vida para que yo pudiera
lograr mis sueños, por motivarme y darme la mano en todo momento, a ustedes por
siempre mi corazón y mi agradecimiento.
A mis maestros que influyeron con sus lecciones y experiencias en formarme como
una persona preparada para los retos que pone la vida, a todos y cada uno de ellos
les dedico las páginas de mi tesis.
A mi compañero de tesis por brindarme su respeto y amistad, en haber compartido
durante todo el proceso del trabajo de grado y de nuestra carrera superando
obstáculos para alcanzar un objetivo en común.
JIMMY JACINTO GAMBA RODRÍGUEZ
TABLA DE CONTENIDO Pág.
RESUMEN.............................................................................................................13
ABSTRACT............................................................................................................14
INTRODUCCIÓN...................................................................................................15
1. OBJETIVOS..........................................................................................17
1.1 OBJETIVO GENERAL...........................................................................17
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.................................................................17
2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA.................................................................18
2.1 LECHE...................................................................................................18
2.2 PROPIEDADES ORGANOLÉPTICAS DE LA LECHE..........................19
2.2.1 Color......................................................................................................19
2.2.2 Sabor.....................................................................................................20
2.2.3 Olor........................................................................................................20
2.3 CALIDAD COMPOSICIONAL................................................................21
2.3.1 Caseína.................................................................................................22
2.3.2 Enzimas.................................................................................................23
2.3.3 Grasa.....................................................................................................23
2.3.4 Lactosa..................................................................................................24
2.3.5 Minerales...............................................................................................25
2.3.6 Sólidos no grasos..................................................................................26
2.3.7 Sólidos totales.......................................................................................27
2.3.8 Vitaminas...............................................................................................27
2.4 PROPIEDADES FÍSICAS DE LA LECHE.............................................28
2.4.1. Densidad...............................................................................................28
2.4.2. Índice crioscópico..................................................................................30
2.4.3. pH..........................................................................................................31
2.4.4. Punto de ebullición................................................................................32
2.5 PROPIEDADES QUÍMICAS DE LA LECHE..........................................32
2.5.1. Acidez titulable......................................................................................32
2.5.2. Alcoholimetría........................................................................................33
2.5.3. Grasa.....................................................................................................34
2.5.4. Lactometría............................................................................................35
2.5.5. Sólidos totales.......................................................................................36
2.5.6. Sólidos no grasos..................................................................................37
2.6 CALIDAD HIGIÉNICA............................................................................38
3. METODOLOGÍA....................................................................................40
3.1 LOCALIZACIÓN....................................................................................40
3.2 TOMA DE MUESTRA............................................................................40
3.3 PRUEBAS Y MATERIALES..................................................................41
3.3.1 Métodos convencionales o de laboratorio físico-químico......................42
3.3.1.1. Determinación de acidez titulable......................................................42
3.3.1.2. Determinación de la densidad...........................................................43
3.3.1.3. Determinación de la materia grasa....................................................43
3.3.2 Pruebas no convencionales o de campo físico-químico........................44
3.3.2.1 Determinación acidez por alcoholimetría..........................................44
3.3.2.2 Determinación de densidad por peso................................................44
3.3.2.3 Determinación de las grasa por escala de Vernier............................45
3.3.2.4 Prueba de Mastitis Californian...........................................................45
3.4 MODELO Y MÉTODO ESTADÍSTICO..................................................46
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN..............................................................47
5. CONCLUSIONES..................................................................................73
6. RECOMENDACIONES..........................................................................74
7. ANEXOS................................................................................................75
BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................80
LISTA DE TABLAS Pág.
Tabla 1. Características de la leche cruda.................................................................37
Tabla 2. Interpretación resultados de la prueba de mastitis California......................39
Tabla 3. Prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov para los métodos C y NC. 47
Tabla 4. Correlación de Pearson de los métodos convencional y no convencional. .48
Tabla 5. Estadística descriptiva de densidad convencional y no convencional.........49
Tabla 6. Prueba de z para densidad convencional y no convencional......................50
Tabla 7. Correlación de Pearson de densidad convencional y no convencional.......51
Tabla 8. Regresión lineal de densidad convencional y no convencional...................53
Tabla 9. Estadística descriptiva de materia grasa convencional y no convencional. .54
Tabla 10. Prueba de z para materia grasa convencional y no convencional.............55
Tabla 11. Correlación de Pearson de materia grasa C y NC.....................................56
Tabla 12. Regresión lineal de materia grasa convencional y no convencional..........58
Tabla 13. Estadística descriptiva de sólidos no grasos C y NC.................................59
Tabla 14. Prueba de z para sólidos no grasos convencional y no convencional.......60
Tabla 15. Correlación de Pearson de sólidos no grasos C y NC...............................61
Tabla 16. Regresión lineal de sólidos no grasos convencional y no convencional....63
Tabla 17. Estadística descriptiva de sólidos totales C y NC......................................64
Tabla 18. Prueba de z para sólidos totales convencional y no convencional............65
Tabla 19. Correlación de Pearson de sólidos totales C y NC....................................66
Tabla 20. Regresión lineal de sólidos totales convencional y no convencional.........68
Tabla 21. Regresión lineal de pH y alcoholimetría.....................................................69
Tabla 22. Rangos obtenidos entre la prueba de pH y el porcentaje de alcohol.........70
Tabla 23. Regresión lineal de alcoholimetría y acidez...............................................71
Tabla 24. Resultados obtenidos de densidad y materia grasa de dieciocho muestras
procesadas por el método convencional y no convencional......................................72
LISTA DE GRÁFICAS Pág.
Gráfica 1. Densidad (mg/mL) por métodos convencional y no convencional.........50
Gráfica 2. Correlación de la densidad (mg/mL) por métodos C y NC....................52
Gráfica 3. Materia grasa (%) por métodos convencional y no convencional..........55
Gráfica 4. Correlación de la materia grasa (%) por métodos C y NC.....................57
Gráfica 5. Sólidos no grasos (%) por métodos convencional y no convencional. . .60
Gráfica 6. Correlación de los sólidos no grasos (%) por métodos C y NC.............62
Gráfica 7. Sólidos totales (%) por métodos convencional y no convencional........65
Gráfica 8. Correlación de los sólidos totales (%) por métodos C y NC..................67
Gráfica 9. Relación entre el pH y la alcoholimetría (%)..........................................70
LISTA DE IMÁGENES Pág.
Imagen 1. Toma de sólidos no grasos con el refractómetro..................................75
Imagen 2. Índice lactométrico con refractómetro...................................................75
Imagen 3. Medida de grasa en la superficie de la leche tomada con el nonio.......76
Imagen 4. Lectura de pH con el peachímetro........................................................76
Imagen 5. Titulación...............................................................................................77
Imagen 6. Toma de densidad con el termolactodensímetro..................................77
Imagen 7. Lectura de densidad con el termolactodensímetro................................78
Imagen 8. Preparación de la prueba de Gerber.....................................................78
Imagen 9. Reacción de la prueba de Gerber.........................................................79
Imagen 10. Lectura de volumen de grasa en butirómetro......................................79
RESUMEN
El objetivo de este trabajo fue comparar pruebas no convencionales o de campo
con pruebas estandarizadas de análisis en laboratorio para la determinación de la
calidad composicional de la leche. El estudio se realizó en cinco fincas con
sistema de producción bovino doble propósito en el departamento del Meta, con
un total de 100 muestras de leche negativa y sin trazas de mastitis por CMT
(Californian Mastitis Test); para evaluar la equivalencia del método convencional
con el método propuesto de pruebas de campo o no convencionales, los
resultados se analizaron con el programa estadístico SPSS versión 22, mediante
la prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov, estadística descriptiva, prueba
de Z, correlación de Pearson y prueba de regresión.
Las variables estudiadas fueron densidad, materia grasa, sólidos no grasos y
sólidos totales. La densidad convencional tuvo un promedio de 1,0312 ± 0,0751
mg/mL y la no convencional de 1,0316 ± 0,0779 mg/mL, al analizar los dos
métodos por correlación de Pearson se obtuvo una correlación del 97,1%. El
promedio de la materia grasa convencional fue de 3,753% ± 0,0510% y la no
convencional de 3,554% ± 0,0476%, con una correlación del 96,5%. El promedio
de sólidos no grasos convencional fue de 9,105% ± 0,0420% y no convencional de
9,127% ± 0,0387%, con una correlación del 95,6%. Los sólidos totales
convencionales tuvieron promedio de 12,896% ± 0,0635% y los no convencionales
de 12,922% ± 0,0599%, con una correlación del 97,4%.
Los resultados estadísticos de campo tienen un porcentaje de correlación
aceptable (mayor a 95%) con respecto a las pruebas de laboratorio, además, las
pruebas tienen promedios similares, por tanto, son equivalentes como elementos
analíticos en campo para determinar de manera práctica y económica la calidad
composicional de la leche proveniente de ganaderías doble propósito del
13
departamento del Meta, sin embargo, se recomienda que las pruebas de
laboratorio también sean aplicadas para mayor precisión.
ABSTRACT
The objective of this study was to compare tests not conventional or field with
standardized tests of laboratory analysis for the determination of the compositional
quality of milk. The study was conducted at five farms with cattle production system
dual purpose in the Department of Meta, with a total of 100 specimens negative
milk and without trace of mastitis by CMT (Californian Mastitis Test); to assess the
equivalence of the conventional method with the method proposed for field testing
or not conventional, the results were analyzed with the statistical program SPSS
version 22, by the normality of Kolmogorov-Smirnov test, descriptive statistics, Z-
test, Pearson correlation and regression test.
The variables studied were density, fat, non-fat solids and total solids.
Conventional density had an average of 1,0312 ± 0,0751 mg/mL and the
unconventional 1,0316 ± 0,0779 mg/mL, analyzing methods for Pearson's
correlation was obtained a correlation of 97.1%. The conventional fat averaged
3,753% ± 0,0510% and the non-conventional of 3,554% ± 0,0476%, with a
correlation of 96.5%. The non-fat solids conventional averaged 9,105% ± 0,0420%
and non-conventional 9,127% ± 0,0387%, with a correlation of 95.6%.
Conventional total solids had average 12,896% ± 0,0635% and the non-
conventional 12,922% ± 0,0599%, with a correlation of 97.4%.
Statistical field results have a percentage of acceptable correlation (greater than
95%) with respect to laboratory tests, in addition, tests are similar, both averages,
they are equivalent as elements analytical field for practical and economic
determine the compositional coming from herds milk quality double purpose of the
14
Department of Meta, however, it is recommended that laboratory tests are also
enforced for accuracy.
INTRODUCCIÓN
Para el año 2015, en Colombia se presentó una desaceleración del 0,3% de la
economía nacional con respecto al 2014 (4,9%); y aunque siempre se había
considerado al sector agropecuario como una de las actividades que más
aportaban estabilidad financiera al país, de igual forma éste decreció un 1,85%
frente al 5,5% del 2014 reportado por el Departamento Administrativo Nacional de
Estadísticas -DANE- (2015), esto debido a las continuas fluctuaciones económicas
que dinamizan su desarrollo; uno de los renglones especialmente afectado es el
lechero, por los múltiples factores que de un modo u otro distorsionan la
productividad y calidad de la leche, así como el precio de pago y las bonificaciones
que se obtienen por ella.
En Latinoamérica, Colombia ocupa el cuarto lugar como país con mayor
producción de leche, encabezado por Brasil y Argentina, pasando la producción de
5.200 millones de litros en el año 2000, a 6.717 millones de litros en el 2015, lo
que refleja un crecimiento de más de 100 millones de litros por año (Fedegan,
2015). En el 2015, con un total nacional de 2.546.231 de vacas en ordeño, la
productividad promedio fue de 5,2 litros de leche por vaca al día. Del total de la
leche producida en finca, el 81,6% fue destinada para la venta; de este porcentaje
el 62,8% fue vendido a la industria y el 32,6% a intermediarios. (DANE, 2014).
El Ministerio de Protección Social (MPS) estableció el decreto 616 del 2006 (MPS,
2006) y sus modificatorios 2411 del 2008 (MPS, 2008a); 2838 del 2008 (MPS,
2008b) y 1880 del 2011 (MPS, 2011), para regular los requisitos de la leche para
consumo humano, y mediante la resolución 012 del 2007 y 017 del 2012 del
Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural (MADR, 2007-2012), se estableció el
15
sistema de pago de leche cruda al proveedor, como una necesidad sentida para
controlar a mediano y largo plazo el precio competitivo y las bonificaciones de
compra, además de pretender el mejoramiento de la calidad composicional y
sanitaria de la leche que se obtiene, buscando salvaguardar la inocuidad y calidad
de un alimento básico en la nutrición humana, especialmente de los infantes, lo
que se traduce en esfuerzos económicos propios del productor, que en muchas
ocasiones no se ven reflejados en el precio de pago de la leche; a pesar de que se
considera al productor como el actor principal dentro de la cadena láctea, resultan
con mayores beneficios productivos otros eslabones intermediarios.
De otra parte, el departamento del Meta se ha visualizado por la empresa privada
como una oportunidad de crecimiento económico para el sector lechero, potencial
dado por el buen acondicionamiento de las vías carreteables que le unen al
interior del país, al mejoramiento en la seguridad por los controles de orden
público, además de la amplia extensión y bajos costos de la tierra. Pero a pesar de
estas expectativas, en el departamento del Meta resulta nulo el control que ejercen
las entidades gubernamentales sobre los centros de acopio o jarreros, al no
establecerse un precio competitivo de compra de la leche al ganadero, razón que
termina castigando al productor, pues son las mismas empresas acopiadoras o
recolectores quienes imponen el precio de compra.
Es una realidad, que son los mismos acopiadores, comercializadores o
transformadores quienes determinan la calidad de la leche en diferentes
laboratorios, algunos de referencia, donde el productor evidencia las
características de la leche y por ende el precio sobre el cual pactará el pago. Esto
crea la necesidad de buscar métodos aplicables en el campo que le permitan al
ganadero sin mucha inversión, determinar de antemano de manera confiable una
las condiciones de la leche, y en forma práctica poder mejorar su calidad
composicional e higiénica.
16
1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
Comparar pruebas no convencionales o de campo con pruebas estandarizadas de
análisis en laboratorio para la determinación de la calidad composicional de la
leche obtenida en sistemas de ganaderías doble propósito del departamento del
Meta.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Validar mediante una prueba de regresión resultados homologables para
pruebas no convencionales que permitan determinar en campo la calidad
composicional de la leche.
Determinar la correlación de los resultados obtenidos en las pruebas no
convencionales y en las pruebas convencionales.
Realizar una tabla comparativa de los resultados obtenidos en las pruebas
de densidad y materia grasa por el método convencional y no convencional
para ser utilizada como guía en la interpretación de resultados.
17
2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.1 LECHE
La leche es el producto secretado por las hembras mamíferas para la alimentación
de sus crías durante las primeras etapas de su crecimiento (Villegas y Santos,
2009), es un líquido heterogéneo, blanco, de sabor dulce y reacción iónica (pH)
cercana a la neutralidad. Es un sistema fluido muy complejo en el cual coexisten
tres subsistemas bioquímicos en equilibrio dinámico: Una emulsión aceite-agua,
una suspensión coloidal proteica y una solución verdadera (Villegas, 2004).
Desde el punto de vista nutricional, la leche es uno de los alimentos más
completos que existe en la naturaleza, tanto por el equilibrio y diversidad entre sus
diferentes componentes, como por la alta digestibilidad y absorción de los mismos.
Se considera que la leche y los derivados lácteos, cubren más del 20% de las
necesidades proteicas y hasta el 80% de las necesidades de calcio de la
población en los países desarrollados (Kenelly et al., 1999).
En el decreto 616 del 2006, emitido por el MPS, se define la leche como el
producto de la secreción mamaria normal de animales bovinos, bufalinos y
caprinos lecheros sanos, obtenida mediante uno o más ordeños completos, sin
ningún tipo de adición, destinada al consumo en forma de leche líquida o para
elaboración posterior (MPS, 2006). No debe contener sustancias extrañas a su
composición natural: Antibióticos, preservantes químicos-biológicos, bactericidas,
bacteriostáticos, (Liconsa, 2007). Según la Norma Técnica Colombiana (NTC) 506
del 2002, no puede haber rastros de calostro, ni conservantes, como agua
oxigenada, formaldehído, hipocloritos, cloraminas, dicromato de potasio, ni
18
adulterantes como harinas, almidones, sacarosa o cloruros, tampoco
neutralizantes, colorantes, materiales extraños u olores objetables (NTC, 2002).
La leche cruda y la leche cruda enfriada para consumo humano directo deberán
cumplir con los siguientes requisitos: La leche líquida proveniente de los animales
bovinos debe tener mínimo 2,9% de proteína. Debe estar ausente de adulterantes,
neutralizantes y conservantes. Los niveles de sustancias como metales pesados,
plaguicidas y aflatoxina M1, se deben regir por normas oficiales o en su defecto
por las normas internacionales del Codex Alimentarius (FAO-OMS) (MPS, 2006).
2.2 PROPIEDADES ORGANOLÉPTICAS DE LA LECHE
La calidad organoléptica está basada en la percepción de los consumidores a
través de los órganos de los sentidos, con relación a atributos como el sabor, el
aroma, el color y la textura de la leche y sus derivados (Piñeros et al., 2005).
2.2.1 Color
La reflexión de la luz sobre las partículas opacas en suspensión (micelas de
caseína, fosfatos y citratos de calcio) y en emulsión (glóbulos grasos) da a la leche
su color blanco característico. El grado de blancura varía con el número y tamaño
de las partículas en suspensión (Amiot, 1991) El color de la leche, es resultante de
la incorporación de fuentes de caroteno en la dieta del animal y depende de la
capacidad de las diferentes razas bovinas para transformar el caroteno en
vitamina A (Piñeros et al., 2005). Aquellas leches que han sido parcial o totalmente
descremadas o que han sido adulteradas con agua, tienen un color blanco con
19
tinte azulado. Las leches mastíticas presentan un color gris amarillento. Un color
rosado puede ser por presencia de sangre o ciertos microorganismos. Otros
colores (amarillo, azul, entre otros), pueden ser producto de contaminación con
sustancias coloreadas o de crecimiento de ciertos microorganismos. Una leche
adulterada con suero de quesería puede adquirir una coloración amarilla-verdosa
debida a la presencia de riboflavina (Martínez-López et al., 2011).
2.2.2 Sabor
El sabor natural de la leche es difícil de definir, normalmente no es ácido ni
amargo, sino más bien ligeramente dulce gracias a su contenido en lactosa. A
veces se presenta con cierto sabor salado por la alta concentración de cloruros
según el periodo de lactancia o por estados infecciosos de la ubre (mastitis); otras
veces el sabor se presenta ácido cuando el porcentaje de acidez es mayor de 0,2
a 0,3% de ácido láctico. Pero en general, el sabor de la leche fresca normal es
agradable y puede describirse simplemente como característico (Cabrera, 2006).
2.2.3 Olor
El olor característico se debe a la presencia de compuestos orgánicos volátiles de
bajo peso molecular, entre ellos ácidos, aldehídos, cetonas y trazas de sulfato de
metilo. La leche puede adquirir fácilmente olores extraños derivados de ciertos
alimentos consumidos por la vaca antes del ordeño, de sustancia de olor
penetrante o superficies metálicas con las cuales ha estado en contacto a cambios
químicos o microbiológicos durante la manipulación, o del lugar donde se
20
almacena. Las bacterias contenidas en el medio ambiente también le pueden
conferir a la leche olor y sabor desagradable (Hazard, 2004).
2.3 CALIDAD COMPOSICIONAL
Se entiende por calidad composicional de la leche bovina, el contenido de sólidos
totales, grasa y proteína, los cuales determinan su valor nutricional y su destino
como materia prima para consumo o procesamiento. La composición puede variar
por aspectos genéticos, fisiológicos (edad, etapa de lactancia y estado sanitario de
las vacas) y ambiental (alimentación, clima y sistema de manejo). Desde el punto
de vista nutricional, la leche bovina constituye una excelente fuente de proteínas
(caseínas, lactoglobulinas, lactoalbúminas e inmunoglobulinas), carbohidratos
(lactosa), lípidos (triglicéridos y fosfolípidos), y minerales (calcio, fósforo, sodio,
potasio y cloro), convirtiéndose en alimento ideal del humano en diferentes etapas
de desarrollo y como sustituto de leche materna en lactantes (Piñeros et al., 2005).
La leche se puede adulterar para aumentar su volumen, conservación o disimular
la pérdida de calidad. Esta situación genera necesidad de establecer mecanismos
de control muy estrictos para evitar el recibo de leches adulteradas que puedan
poner en riesgo la salud humana. Como indicadores de la calidad composicional
de la leche se toman los contenidos de sólidos totales, proteína y grasa; sin
embargo los componentes menores o las propiedades fisicoquímicas pueden ser
determinantes del comportamiento de la leche al ser procesada (Novoa, 2005).
De manera tradicional, la calidad de la leche ha sido definida como la sumatoria de
aspectos higiénicos, sanitarios y composicionales. Esta se ha valorado según los
contenidos de proteína, grasa y sólidos totales (Fedegan, 2015).
21
La leche es una fuente importante de proteína, minerales y vitaminas en la dieta
humana, el interés por su composición ha aumentado. Anteriormente se prestaba
atención prioritaria al contenido de grasa, considerándose un alto contenido como
una medida de calidad de la leche. Sin embargo, actualmente se considera que el
contenido de sólidos no grasos, tiene mayor valor que el contenido de grasa. Por
tanto, la composición química determina el valor nutritivo de la leche y también
ejerce efecto directo sobre el rendimiento de los lácteos (Castle y Watkins, 1988).
2.3.1 Caseína
Las proteínas son los componentes más importantes de la leche nutricional e
industrialmente y constituyen el 95% de la fracción nitrogenada. Las proteínas
lácteas se pueden clasificar en caseínas y proteínas del suero (Novoa, 2005).
La caseína es de dimensiones coloidales y se coagula cuando la lactosa se
convierte en ácido láctico por efecto de calor o bacterias. Aunque genéricamente
se llama caseína, existen varias: la α-caseína, β-caseína, ℘-caseína y caseína D.
El contenido de caseína en la leche es del 2,7% aproximadamente (sustancias
nitrogenadas 3,7%). Las caseínas pueden ser precipitadas también por acción
enzimática, (quimosina o renina), otra forma de coagular la caseína es con calor, a
temperaturas mayores a 130ºC y mantenidas cierto tiempo (Celis y Juárez, 2009).
Es más importante considerar el contenido de caseína que el de proteína total; las
leches con mayor contenido de caseína dan mayor rendimiento en la fabricación
de quesos, mayor estabilidad al calentamiento, mayor cuerpo y consistencia en los
productos fermentados. El método de referencia para la valoración del contenido
de proteínas es el de Kjeldahl, que se basa en la conversión del nitrógeno
orgánico en nitrógeno amoniacal y luego de ser convertido a amoniaco se destila
22
por arrastre con vapor y se recoge en una solución de ácido bórico, la cual se titula
con una solución patronada de ácido. Multiplicando el contenido de nitrógeno por
6,38 se obtiene el contenido de proteína (Novoa, 2005).
2 Enzimas
Son catalizadores biológicos de naturaleza proteica (provista o no de una parte no
proteica llamada coenzima o grupo prostético). Las enzimas se encuentran
presentes como proteínas simples o como apoproteínas en los complejos
lipoproteicos. Las enzimas de la leche se encuentran repartidas en todo el
sistema, sobre la superficie del glóbulo graso, asociado a las micelas de la
caseína y en forma simple en suspensión coloidal (Zavala, 2005).
La leche contiene varias enzimas, algunas se hallan en las membranas de los
glóbulos de grasa, por lo que son arrastradas cuando se descrema (reductasas
aldehídicas, fosfatasas). Otras enzimas floculan con la caseína a pH 4,6
(proteasas, catalasas). Muchas veces es difícil saber el origen de las enzimas, ya
que las bacterias que pueden hallarse en la glándula mamaria, son semejantes a
las que se sintetizan allí. La actividad enzimática de la leche depende del pH y de
la temperatura. La elevación de la temperatura a más de 70ºC provoca la
destrucción de algunas de ellas. Las principales enzimas de la leche son:
lactoperoxidasa, reductasa y aldolasa (asociada a la membrana del glóbulo de
grasa), catalasa, lipasas (responsables de la rancidez de la leche), fosfatasa (en la
membrana del glóbulo de grasa), proteasas (asociadas a la caseína) amilosas y
lisozimas (Celis y Juárez, 2009).
23
3 Grasa
La concentración de grasa está relacionada directamente con el pH ruminal y con
la producción de ácidos grasos volátiles. Así, todas las prácticas alimenticias que
lleven a disminuir el pH y la concentración de ácido acético, como insuficiente fibra
en dieta, baja disponibilidad de forraje, exceso de carbohidratos, carbohidratos de
rápida fermentación, frecuencia de alimentación y el suministro de grasas
insaturadas, disminuyen el porcentaje de grasa en la leche (Patiño, 2003).
Una parte de la materia grasa se sintetiza en la glándula mamaria a partir de los
ácidos grasos volátiles del rumen; el resto se forma a partir de los ácidos grasos
sanguíneos. La nutrición animal tiene gran influencia sobre la composición de la
materia grasa de la leche. La grasa ha sido el único componente de la leche
determinado sistemáticamente con objeto de estimar el valor del producto y las
aptitudes del ganado lechero; sin embargo, esta simplificación es excesiva, puesto
que la relación entre el porcentaje de grasa y el de otros elementos no es
estrecha, sobre todo en lo que se refiere a materias nitrogenadas. La grasa varia
en su composición, la proporción de los diferentes ácidos grasos, de los distintos
tipos de fosfolípidos y las diversas sustancias insaponificables. De ello resultan
diversas variaciones en las propiedades de la materia grasa. La materia grasa se
altera más lentamente que la lactosa; sus modificaciones no provocan grandes
cambios en la estructura físico-química de la leche, pero son importantes por ser
causa de la aparición de sabores agradables (Alais, 2003).
4 Lactosa
24
Los glúcidos de la leche están compuestos esencialmente por lactosa y algunos
otros azucares en pequeñas cantidades, como glucosa y galactosa. La lactosa es
el componente cuantitativamente más importante de los sólidos no grasos (Amiot,
1991). La lactosa es el único carbohidrato libre de la leche. Es un disacárido
compuesto por galactosa y glucosa. Su contenido en leche es de 4,5 a 5,0%,
siendo constante, con variaciones en leches mastíticas en las que desciende su
valor. Es un azúcar que tiende a generar cristales ásperos en los productos
concentrados como leche en polvo o condensada, produciendo arenosidad.
Muchas personas adultas no pueden digerir la lactosa, por falta de la enzima β-
galactosidasa, sufriendo cuadros de diarrea o flatulencia al consumir leche. Para
prevenir el defecto de arenosidad y permitir el consumo de leche a personas con
síndrome de mal absorción, se acostumbra a hidrolizar la lactosa de la leche antes
de someterla a procesos de transformación. La determinación de lactosa en leche
no es una prueba de rutina, por ser componente no variable. Su análisis no es
sencillo como el de otros componentes, por lo que es preferible evaluar los sólidos
no grasos en los que se encuentra incluida esta fracción (Novoa, 2005).
2.3.5 Minerales
Prácticamente todos los minerales del suelo, de donde se alimentó la vaca, están
presentes en la leche; el calcio es el más significativo desde el punto de vista
nutricional. Estudios dietéticos han mostrado que las deficiencias de calcio en
nuestras dietas son debidas al bajo consumo de leche. Se torna difícil planear una
dieta adecuada sin el concurso de productos lácteos. El tenor de fósforo también
es considerable en la leche pero de menor importancia nutritiva que el calcio ya
que puede ser proveído por otras fuentes alimentarías comunes (Zavala, 2005).
25
Según Kenelly et al. (1999) los 22 minerales considerados esenciales en la dieta
se encuentran presentes en la leche, agrupándose en tres grupos, así:
Sodio (Na), potasio (K) y cloruros (Cl): están correlacionados positivamente con
la lactosa y mantienen el equilibrio osmótico entre la leche y la sangre.
Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Fósforo inorgánico (P-i) y citrato: Presenta una
distribución de 2/3 partes del Ca, 1/3 del Mg, 1/2 del P-i y menos de 1/10 del
citrato en forma coloidal presentes en la micela de caseína.
Sales disueltas de Ca, Mg, citrato y fosfatos: Estos elementos son dependientes
del pH y contribuyen al equilibrio ácido-básico de la leche.
La leche contiene 0,7% de minerales en forma de sales de ácidos cítrico y
fosfórico principalmente; es buena fuente de calcio y fósforo. El calcio tiene
importancia en el proceso de coagulación enzimática de la leche para producir
quesos. La leche mastítica contienen menos calcio, potasio y más cloruros y sodio
que la leche normal. El contenido global de minerales de la leche se determina
habitualmente por incineración o determinación de cenizas. Estas cenizas no
representan el total de las sales de la leche en su estado natural; la proporción de
sales es un poco más elevada. Mientras que la leche tiene una reacción
ligeramente ácida, las cenizas son alcalinas por acción de la incineración; además
se producen pérdidas de los elementos más volátiles, que dependen de la
temperatura alcanzada en el horno. También se determinan los minerales de la
leche por espectrometría de absorción atómica (Novoa, 2005).
2.3.6 Sólidos no grasos
26
Los sólidos no grasos (SNG) son todos los componentes de la leche, con
excepción del agua y los lípidos. El porcentaje de sólidos no grasos es igual al
porcentaje de sólidos totales menos el porcentaje de grasa (Villegas, 2004).
Los SNG tienen relación con el índice de refracción, por lo cual se puede obtener
por el refractómetro o lactómetro de Bertuzzi, que arroja una lectura llamada índice
lactométrico. Este valor aproximado también se puede obtener por fórmulas
empíricas basadas en la densidad y el contenido de grasa. Los SNG tienen una
variabilidad menor que los sólidos totales y su valor oscila entre 8,4 y 9,2%.
Valores por debajo pueden evidenciar leches muy pobres o con agua adicional y
valores superiores hacen sospechar la adición de sólidos utilizados como
correctores de densidad (cloruro de sodio, sacarosa o almidón) (Novoa, 2005).
2.3.7 Sólidos totales
Una leche con mayor contenido de sólidos totales (ST), tiene más valor
económico, pues dará mayor rendimiento en procesos industriales y será más
nutritiva. Existe correlación negativa entre el contenido de sólidos de la leche y la
producción. Las razas especializadas en producción de leche, producen menor
contenido de sólidos que las de doble propósito o las razas criollas. El contenido
de sólidos también varía con la fase de lactancia, siendo mayor al inicio y final de
esta. Normalmente se espera tener valores de 11,5 a 12,0% para las razas de alta
producción y de 12,0 a 13,0% para las de baja producción (Novoa, 2005).
Los ST son la sumatoria de los porcentajes de las proteínas, de la grasa en
emulsión, lactosa, vitaminas y sales. Por lo tanto, una disminución o aumento en
alguno de estos constituyentes puede influenciar el contenido total de los sólidos;
siendo el porcentaje de grasa, el factor que más influye en la sumatoria. La
27
determinación del porcentaje de sólidos totales, reviste importancia en cuanto a la
manera de detectar adulteraciones por aguado en la leche (TetraPak, 1995). Los
ST se pueden analizar por método gravimétrico al secar una muestra de leche a
temperatura que no provoque reacciones de caramelización ni pérdida de
sustancias diferentes al agua, o a través de fórmulas empíricas a partir de la
densidad y del contenido de grasa. La prueba de estufa consiste en medir 2 mL de
leche y calentarla de tal forma que se elimine toda la humedad de la muestra.
Después, se calcula el contenido de sólidos totales restando el peso de la muestra
de leche fluida al peso de la muestra después del secado (Villegas, 2004).
2.3.8 Vitaminas
Según Celis y Juárez (2009), la leche es el alimento que contiene la variedad más
completa de vitaminas, sin embargo, estos se hallan en pequeñas cantidades y
algunos no alcanzan para los requerimientos diarios. Las vitaminas se clasifican
en dos grupos según sean solubles en lípidos o en agua:
Vitaminas liposolubles: Son las vitaminas A (100-500 mg/litro); vitamina D
(2 mg/L); vitamina E (500-1000 mg/L); vitamina K (trazas). Estas vitaminas
son resistentes al calor, se hallan en la materia grasa y son menos
abundantes (solo la D), que en la leche humana.
Vitaminas hidrosolubles: Son vitamina B1 (tiamina) y vitamina B2
(rivoflavina): estas dos son las más abundantes: 400 a 1000 mg/litro de la B1
y 800 a 3000 mg/litro de B2; vitamina B12 (cianocabolamina) está presente
en muy pequeñas cantidades; vitaminas PP (ácido nicotínico): 5 a 10
mg/litro; vitamina C (ácido ascórbico): 10 a 20 mg/litro. De las vitaminas
hidrosolubles la leche vacuna tiene más vitaminas del complejo B que la
leche humana; algunos son muy resistentes a las temperaturas altas (como
la B1) mientras que otros se destruyen fácilmente con el calor (como la C).
28
2.4 PROPIEDADES FÍSICAS DE LA LECHE
Además de la composición, las propiedades físico-químicas de la leche también
nos dan información acerca de su calidad y de las condiciones en que el producto
llega a la planta para su procesamiento y transformación (Novoa, 2005)
1. Densidad
La densidad compara las masas de diferentes sustancias o de una misma bajo
diferentes condiciones, influyen todos los constituyentes normales, así como todas
aquellas sustancias extrañas que se adicionan de forma fraudulenta, tanto sólidos
como líquidos. La densidad de la leche, puede variar por la composición química,
temperatura de medición, temperatura de almacenamiento, tiempo desde ordeño,
ordeño fraccionado, centrifugación entre otras (Carrión, 2001). La densidad se
expresa en miligramos por centímetros cúbicos de leche (mg/cm3) o gramos por
litro de leche (g/L). Las leches más livianas pueden contener mayor cantidad de
grasa, y las más pesadas menor cantidad de grasa. La adición de agua, que es
menos pesada que la leche, disminuye la densidad (Sarah, 2000).
Se determina según la AOAC 33.2.03 (925.22) (NTC, 2002), mediante un
termolactodensímetro calibrado de Quevenne y la lectura se corrige a 15°C. La
desventaja de tomar la densidad como parámetro para evaluar adición de agua a
la leche, es que su lectura depende de todos los componentes incluyendo la
grasa, la cual tiene una amplia variabilidad, generando demasiada incertidumbre
en los resultados. La prueba es útil para determinar adición de agua, cuando ésta
29
sobrepasa el 10% (Novoa, 2005). El valor de la densidad de la leche debe estar
entre 1,030 a 1,033 g/cm3 según el decreto 616 del 2006 (Tabla 1) (MPS, 2006).
Una densidad inusualmente alta puede deberse a: Una mala lectura, un
termolactodensímetro sin calibrar 15/15°C, leche adulterada con sal, azúcar o
almidón o leche descremada. Una densidad inusualmente baja puede darse por:
Una mala lectura, un termolactodensímetro sin calibrar 15/15°C, adición de agua,
aceite o grasas vegetales o leches procedentes de vacas mastíticas. Para la toma
correcta de la densidad se debe tener en cuenta las siguientes indicaciones:
Tomar la lectura después de 2 horas del ordeño en climas cálidos y 4 horas en
climas fríos (leche recién ordeñada contiene gases disueltos). Agitar suavemente
la leche invirtiendo el frasco de la muestra. Verter la muestra de la leche por las
paredes de la probeta transparente, sin hacer espuma. El termolactodensímetro
debe flotar libremente, sin estar en contacto con las paredes del recipiente. Tomar
la lectura, retirar el termolactodensímetro, limpiar con papel absorbente. Corregir
la densidad con la temperatura registrada. No impregnar el termolactodensímetro
con jabones, detergentes, alcoholes y/o aceites, pues éstos alterarían la lectura de
la densidad (Martínez, 2003).
2. Índice crioscópico
El índice crioscópico es el punto de congelación de la leche. Debido a que la leche
contiene sólidos disueltos, su punto de congelación desciende con respecto al del
agua pura. A medida que se adiciona agua a la leche, su punto de congelación se
acerca a cero, y en caso de adición de sólidos como sal o azúcar, desciende.
Debido a que el punto de congelación es independiente del contenido de grasa,
tiene poca variabilidad, lo que hace que esta prueba sea muy sensible para la
30
determinación de agua adicional pudiendo determinar adiciones del 1 al 2%
(Novoa, 2005).
Según decreto 616 del 2006, el índice crioscópico permitido para una leche cruda
debe oscilar entre -0,530 a -0,510°C (Tabla 1), se considera prueba reglamentaria
para plataforma de recepción de plantas procesadoras y centros de acopio (MPS,
2006). Si la leche presenta una densidad mayor podrá sospecharse de un
descremado parcial o de la adición de sal o azúcar. Por el contrario si la leche
presenta una densidad menor se sospecha del aguado de la leche o de la adición
de grasa. Nótese que en ambos casos se puede sospechar de un aguado o
descremado de la leche, pero no afirmarlo categóricamente; por ello, para poder
juzgar una leche, hay que hacer determinaciones confirmativas, más precisas,
tales como el índice de refracción o el punto crioscópico (Santillán, 1999).
3. pH
Su valor en leche fresca está entre 6,5 y 6,8. Algunas empresas prefieren evaluar
el pH en vez de la acidez titulable, aunque a medida que aumenta la acidez, el pH
desciende y viceversa, esta relación no es perfecta, debido a que la leche tiene
capacidad buffer, lo cual hace que con leves cambios en la acidez titulable, no se
observen cambios en el pH. Cuando se le coloca agua adicional a la leche,
desciende la acidez titulable, pero el pH no cambia. Valores de pH menores de 6,4
indican que se han presentado procesos de acidificación y en este caso no puede
soportar tratamientos térmicos. Valores por encima de 6,9 indican neutralización
con sustancias alcalinas o presencia de mastitis (Novoa, 2005).
31
La leche es de característica cercana a la neutra. Valores distintos de pH se
producen por deficiente estado sanitario de la glándula mamaria, por la cantidad
de dióxido de carbono (CO2) disuelto; por el desarrollo de microorganismos, que
desdoblan o convierten la lactosa en ácido láctico; o por la acción de
microorganismos alcalinizantes (Celis y Juárez, 2009).
El pH se puede determinar con cinta indicadora de pH o tornasol sobre el que se
hace caer directamente del pezón algunas gotas de leche, se consideran
sospechosas las leches que dan una coloración correspondiente a un pH igual o
superior a 7. La prueba descubre el 50% de las leches infectadas (Alais, 2003). En
la Leche es el factor pH, y no la acidez titulable el que controla los procesos de
coagulación así como la actividad de las enzimas, el desarrollo de bacterias y la
reacción del indicador de coloración (Santillán, 1999).
4. Punto de ebullición
La temperatura de ebullición es de 100,17ºC (Celis y Juárez, 2009). Consiste en
llevar una pequeña muestra de leche a punto de ebullición para observar si hay
formación de precipitado o de grumos, o si por el contrario la leche es estable al
calor. Las leches ácidas o con desequilibrios salinos, forman precipitados
indicando que la leche no es estable al calor y no puede ser sometida al proceso
de pasteurización Está es una prueba para determinar acidez de tipo cualitativo
(Novoa, 2005).
Una muestra de 5 mL de leche, se somete a calentamiento en mechero hasta
llegar a ebullición y se observa su textura, si presenta grumos, indica un aumento
de acidez en ésta (Martínez, 2003).
32
2.5 PROPIEDADES QUÍMICAS DE LA LECHE
1. Acidez titulable
La acidez es suma de dos componentes, la acidez natural y la desarrollada, el
valor que interesa es este último, se utiliza esta valoración como criterio arbitrario
para la determinación de la acidez total de la leche (Acevedo y López, 2011). La
acidez permitida en leche cruda es de 0,13 a 0,17 (Tabla 1) expresado en
porcentaje de ácido láctico, según el decreto 616 del 2006 (MPS, 2006).
Determinadas adulteraciones hacen variar el valor de acidez: el aguado la rebaja,
el desnatado y adición de suero no la modifican y la neutralización la rebaja
considerablemente. Aunque existen diferentes modos de expresar la acidez la
forma más habitual de expresión es el porcentaje de ácido láctico (Hazard, 2004).
Determinar acidez se hace acorde con lo indicado en la NTC 4978/2001 o en la
AOAC 33.2.06 (947.05). El gasto de álcali es debido al contenido de CO 2 disuelto,
fosfatos ácidos, proteínas y citratos ácidos en leche. El ácido láctico producido
durante el "agriado", se debe a la acción de microorganismos sobre la lactosa.
Para leche líquida, evaporada, condensada, crema de leche y suero líquido, se
titula un volumen de 9 mL de la muestra de leche, con una solución de hidróxido
de sodio (NaoH) al 0,1 Normal y 3 a 4 gotas de fenolftaleína al 1% en base de
alcohol como indicador, hasta virar a un color rosa pálido (NTC, 2001a).
33
Cuando la acidez alcanza el valor de 0,22%, las proteínas de la leche se precipitan
por calentamiento, impidiendo ser sometida a pasteurización. Por esta razón la
leche ácida es rechazada por la mayoría de los industriales de la leche. Niveles
por debajo de 0,13%, podrían indicar adición de agua, neutralización con
sustancias alcalinas o leches mastíticas. Las leches pobres en caseína también
dan niveles de acidez por debajo de lo normal. Niveles por encima de lo normal se
presentan por almacenamiento prolongado de la leche sin suficiente refrigeración,
o por falta de higiene en su manejo (Novoa, 2005).
2. Alcoholimetría
La prueba de alcohol es usada como prueba preliminar de plataforma en la
recepción de la leche en nuestro país, para establecer la estabilidad de la leche a
los tratamientos térmicos. Este método se basa en el hecho de que el alcohol
afecta la caseína de la leche deshidratándola y desnaturalizándola (Alais, 2003).
Esta prueba reemplaza la prueba de ebullición. Se mezcla leche con alcohol
neutro al 68% en peso a partes iguales (1:1), y se observa si forma grumos o
precipitado. Tiene la ventaja de ser más fácil de realizar y además se puede volver
más o menos exigente dependiendo del grado de alcohol que se utilice. Las
leches con alto grado de acidez o con desbalance salino dan positivo a esta
prueba. Aunque la mayoría de resultados positivos se deben a un elevado nivel de
acidez, algunas muestras que presentan acidez y pH normales dan positivo a la
prueba, principalmente por altos contenidos de cloruros, calcio y sodio. Esta
prueba se realiza para recibir la leche en finca o de plataforma (Novoa, 2005).
34
3. Grasa
Durante mucho tiempo la grasa fue el componente de mayor valor económico de
la leche, sin embargo en la actualidad se aprecia más el contenido de proteína. La
grasa es el componente más variable de la leche, tiene una marcada influencia
sobre las características sensoriales del producto, tales como el color, aroma y
sabor (Novoa, 2005).
La grasa en leche se encuentra en forma de glóbulos grasos dispersos en
emulsión; debido a su baja densidad (0,920 gr/L), tiende a situarse en la
superficie, por lo que al tomar muestras de leche debe invertirse la muestra en los
frascos a fin de que la grasa quede uniformemente distribuida (Martínez, 2003).
De acuerdo a la cantidad de grasa se clasifican según el decreto 616 de 2006 en:
Leche entera mínimo 3% de grasa (Tabla 1), leche semidescremada de 1,5 – 2,0
% y leche descremada con 0,1- 0,5 % (MPS, 2006).
Para evaluar el contenido de grasa en leche se utilizan los métodos de Gerber o
Babcock, que por medio de la digestión de las proteínas con ácido sulfúrico, se
centrifuga para liberar la grasa, leyendo en una columna graduada. De esta
manera se obtiene el contenido porcentual de grasa de la leche (Novoa, 2005).
Se efectuará de acuerdo con lo indicado en la NTC 4722:1999 o en la ISO
1211:1999, en un butirómetro poner una muestra de 11 mL de leche, adicionar 10
mL de ácido sulfúrico de 1,820 - 1,840 de densidad y 90 - 93% de pureza y 1 mL
de alcohol isoamílico, en centrífuga método Gerber a 2.000 revoluciones por 5
minutos para leche cruda y 10 minutos para leche homogenizada (NTC, 2004).
35
4. Lactometría
Se determina con un refractómetro llamado lactómetro de Bertuzzi, con el objeto
de controlar adiciones de agua a la leche. El índice lactométrico está relacionado
con los sólidos no grasos y su valor oscila entre 8,3 y 9,2. Valores por debajo de
este rango indican adición de agua, mientras que valores por encima indican
adición de sólidos (sal, azúcar o almidones entre otros), que usualmente se
utilizan como correctores de densidad para disimular la adición de agua. Esta
prueba tiene la ventaja de ser rápida, sencilla y de fácil aplicación a nivel de
campo (Novoa, 2005).
Según el decreto 616 del 2006 la leche cruda debe tener un valor mínimo de 8,3 %
de sólidos no grasos (MPS, 2006), hallazgos menores del 8,0% indican leches
aguadas. En leches homogenizadas generalmente es superior al 10 % y no
corresponde al porcentaje de extracto seco desengrasado (Martínez, 2003).
5. Sólidos totales
Los sólidos totales (ST) también son reconocidos como extracto seco total (ESTA),
según el decreto 616 del 2006, se debe reportar en leche cruda un mínimo de
11,3% (Tabla1) (MPS, 2006).
El peso específico de la leche aumenta proporcional al porcentaje de sólidos no
grasos y disminuye al aumentar el contenido de grasa. El aguado y/o la adición de
36
crema tienden a disminuir esta propiedad, mientras que la separación de la grasa
láctea la aumenta. En base a la relación mencionada, se han establecido formulas
especiales que permiten calcular el porcentaje de sólidos totales y sólidos no
grasos en la leche a partir de la lectura lactométrico corregida (densidad) y el
porcentaje de grasa, aplicando la fórmula de Richmond:
% S .T=(0,25∗Densidad )+(1,21∗Grasa)+0,66
La determinación de ST se efectuará de acuerdo con lo indicado en la NTC
4979:2001 (NTC, 2001b) o en la ISO 6731:1989 (Confirmada1998), o en la ID
Standard 21 B: 198. O por método gravimétrico, fundamentado en la evaporación
del agua de una muestra de peso conocido y la pesada del residuo seco. La
evaporación puede hacerse por calentamiento preliminar en baño de vapor,
seguido de desecación a 98 - 100ºC, en estufa hasta peso constante; método
oficial de la Association of Official Analytical Chemists (AOAC) o por evaporación
preliminar sobre placa termoeléctrica hasta la aparición de las primeras trazas de
color marrón, seguido de desecación al vació a 100ºC; método de Mojonnier,
1925. O por calentamiento con una lámpara de rayos infrarrojos o por el calor
irradiado de una resistencia eléctrica, técnicas aplicadas en las Balanzas de
Ohaus, Cenco, y similares (Newlander y Atherton, 2002).
6. Sólidos no grasos
En la NTC 506 (2002) se propone el cálculo de los sólidos no grasos (extracto
seco desengrasado) a partir de la densidad se aplicará la fórmula de Richmond:
%ESD=250 (D−1 )+(0,2∗G )+0,14
37
Siendo:
ESD = Extracto seco desengrasado
D = Densidad de la leche a 15/15 °C
G = Porcentaje de materia grasa m/m en la leche.
Tabla 1. Características de la leche cruda
INDICADOR/UNIDAD LECHE CRUDA
Grasa % m / v mínimo 3,00
Extracto seco total % m/m mínimo 11,30
Extracto seco desengrasado % m / m mínimo 8,30
Min. Max.Densidad 15/15°C g/ml 1,030 1,033
índice Lactométrico 8,40 ---
Acidez expresado como ácido láctico %m/v 0,13 0,17
Índice crioscópico °C -0,530 -0,510
Índice crioscópico °H -0,550 -0,530
Fuente: Norma Técnica Colombiana NTC, 2002.
2.6 CALIDAD HIGIÉNICA
En la práctica es imposible obtener una leche estéril, por ser un medio de cultivo
natural para el desarrollo de microorganismos siempre habrá contaminación inicial
asociada a las características de los animales y su manejo, el ambiente y el
38
personal encargado del ordeño (Slaghuis, 1996). Así mismo, el transporte de leche
es una etapa crítica para conservar la calidad de la leche cruda, la cual se debe de
verificar el estado del vehículo y de los contenedores en los que se realiza la
colecta para evaluar la calidad de higiene (Villegas de Gante et al, 2011).
En países desarrollados la calidad de la leche se define por el conteo de células
somáticas (CCS) y el conteo bacteriano de la leche. Las células somáticas están
compuestas de células blancas (WBC) y ocasionalmente células epiteliales
desechadas. La mayoría de células que se encuentran en leche de bovinos son
macrófagos, que funcionan como señal temprana cuando las bacterias invaden la
glándula mamaria (Ruegg, 2001).
2.6.1. Californian Mastitis Test
La prueba consiste en agregar un detergente a la leche, el Alquilauril Sulfonato de
Sodio, que libera el ADN de los leucocitos presentes en la leche y este se
convierte en combinación con agentes proteicos en un gel. A mayor presencia de
células mayor concentración de ADN, y mayor será el gel, traduciéndose la
interpretación como el grado de inflamación, con base en la viscosidad del gel que
se forma al mezclar el reactivo lauril sulfato sódico con la misma cantidad de leche
en una paleta con cuatro pozos permitiendo evaluar cada cuarto
independientemente. La Prueba de California es un método de diagnóstico que
posee una sensibilidad del 97% y una especificidad del 93% (Bedolla et al., 2008).
La prueba puede determinar varios grados de afección, según la fuerza del gel
formado. Para determinar la calidad sanitaria de la leche a nivel de tanque, se
utiliza el recuento de células somáticas. Las células somáticas son los neutrófilos,
leucocitos, células polimorfonucleares y células de tejido epitelial. En los casos de
mastitis se aumenta el número de leucocitos. En leche de tanque, un recuento
menor de 400.000 células por mL se considera bajo, mientras que un recuento
39
mayor de 700.000 células por mL se considera alto, indicando que la leche
proviene de hatos con alta incidencia de mastitis.
El recuento de células somáticas se aplica a leche de animales individuales, pero
es necesario tener en cuenta que las células somáticas se ven aumentadas por
causas diferentes a la mastitis, como al inicio y final de la lactancia, o por estrés
del animal, aunque el incremento en estos casos no es tan pronunciado como en
mastitis. El aumento de células somáticas también está relacionado con mayor
actividad proteolítica y lipolíticas que causa cambios en la calidad sensorial de la
leche y sus derivados (Novoa, 2005). Tal y como se puede observar en la tabla 2.
Tabla 2. Interpretación resultados de la prueba de california para mastitis
Negativo: 0 El estado de la solución permanece inalterado. La mezcla sigue en estado líquido. El 25% de las células son leucocitos polimorfonucleares.
Trazas: Se forma un precipitado en el piso de la paleta que desaparece pronto. De un 30% son leucocitos polimorfonucleares.
1 (+) Hay mayor precipitado pero no se forma gel. De un 30 a 40% son leucocitos polimorfonucleares.
2 (++) El precipitado se torna denso y se concentra en el centro. De un 40 a 70% son leucocitos polimorfonucleares.
3 (+++) Se forma un gel muy denso que se adhiere a la paleta. De un 70 al 80% son leucocitos polimorfonucleares.
Fuente: Sociedad Veterinaria Alemana DVG, 2000.
3. METODOLOGÍA
40
3.1 LOCALIZACIÓN
El trabajo de investigación se llevó a cabo en cinco (5) unidades primarias de
producción bovina, de pequeña a mediana escala, dedicadas a ganadería tipo
doble propósito, ubicadas en subregiones lecheras del departamento del Meta, en
los municipios de Acacias, Guamal, Restrepo, San Martín de los Llanos y
Villavicencio, ubicados entre los 700 a 500 msnm, con temperatura promedio de
27°C y un régimen de lluvias biestacional de 3.000 a 4.000 mm de precipitación
anual. Los nombres de las fincas, no son dados a conocer, por reserva de
fidelidad con los productores colaboradores, la selección se realizó de acuerdo al
número de vacas en ordeño manual (con un número máximo de 60 animales por
finca), las fincas debían contar con corrales e instalaciones de manejo adecuadas
y con suplementación al momento del ordeño.
3.2 TOMA DE MUESTRA
Se realizó el método de muestreo probabilístico aleatorio simple de una población
estimada en 350 vacas en ordeño y el tamaño de la muestra se determinó así:
n= Z2∗p∗q∗NN∗e2+Z2∗p∗q
= 99,1
Donde:
n = El tamaño de la muestra a calcular.Z = Valor de la distribución normal estándar = 1,96.N = Tamaño de la población (350)p = La proporción estimada = 90%q = 1 – p = 10%e = Error de muestreo = 0,05
41
El tamaño de la muestra se aproximó en 100 vacas. El muestreo de la leche se
realizó a la hora habitual del primer ordeño en cada finca, identificando las vacas
de acuerdo a la numeración establecida en cada finca, se descartó la leche
proveniente de vacas que en la prueba de CMT (Californian Mastitis Test) diera
reacción positiva (1 o más cruces) o trazas o que estuvieran durante la etapa de
lactancia, en período calostral o de secado, proceso efectuado hasta completar
100 muestras de leche para análisis.
Al iniciar el ordeño, y luego del respectivo despunte de cada cuarto mamario se
realizó la prueba de CMT, de acuerdo con protocolo establecido. Se utilizaron
frascos de plástico transparente, estériles, aforados marca Merck de 100 mL con
tapa rosca color rojo para la estandarización de las pruebas de densidad y materia
grasa no convencional, mientras que para determinar densidad, materia grasa y
sólidos no grasos, acidez titulable y pH por método convencional, se utilizaron
frascos de 250 mL de las mismas características anteriores, pero tapa azul.
El volumen de leche requerido se obtuvo individualmente por vaca desde el balde
de ordeño, homogenizando previamente sin formar espuma en la superficie. Cada
frasco se rotuló identificando la muestra, para su transporte en cavas de icopor a
5°C hasta la Universidad de los Llanos, en la vereda Barcelona a 13 Km de
Villavicencio por la vía a Puerto López, en donde se realizaron las pruebas.
3.3 PRUEBAS Y MATERIALES
Las pruebas para determinar la calidad físico-química de la leche, se realizaron
por dos métodos, convencional o de laboratorio y no convencional o de campo,
para comparar las técnicas de determinación de la densidad, materia grasa,
42
sólidos totales y sólidos no grasos. Los implementos y reactivos empleados se
clasificaron de acuerdo al tipo de método.
3.3.1 Métodos convencionales o de laboratorio físico-químico
Las pruebas físico-químicas convencionales se realizan de acuerdo a técnicas
estandarizadas (AOAC) del Laboratorio de Lácteos de la Universidad de los
Llanos.
3.3.1.1. Determinación de acidez titulable
Para realizar la determinación de la acidez titulable, se empleó un acidómetro
método Gerber con botella plástica de 500 mL que contenía hidróxido de sodio
(NaOH) 0,1 Normal y una bureta de titulación aforada con graduación 0,1 mL, la
muestra de leche se mezcló suavemente en el frasco, y con ayuda de una pipeta
volumétrica y una pera de aspersión, se tomó un volumen de leche de 9 mL el cual
se depositó en un vaso de precipitados de 50 mL para proceder a titular.
Luego se adicionaron 4 gotas de fenolftaleína al 0,1 Normal en base alcohol como
indicador, y dejando caer gota a gota el NaOH, se agitaba lentamente el vaso de
precipitados para mezclar la solución hasta alcanzar el viraje a un tono rosa
pálido, el cual debía sostenerse al menos durante 20 segundos con tendencia a
volver al blanco, observando el volumen de NaOH gastado en la titulación para
determinar la acidez expresada como porcentaje (%) de ácido láctico. El gasto de
álcali (NaOH) es debido al contenido de CO2 disuelto, a los fosfatos ácidos,
proteínas y citratos ácidos presentes en la leche.
43
3.3.1.2. Determinación de la densidad
Para determinar la densidad corregida, se empleó una probeta plástica
transparente de 250 mL y un termolactodensímetro marca Quevenne 15/15°C,
calibrado 0,0 por picnómetro. Con previa agitación de la muestra, se incorporó la
leche mediante inclinación de la probeta, evitando formar espuma y dejando en
reposo 5 minutos. Posteriormente se introducía el termolactodensímetro de forma
vertical, verificando que no tocara paredes de la probeta. Se observaba el nivel de
flotación del termolactodensímetro y el punto más bajo donde tocaba el menisco
de la leche para tomar la lectura de densidad y temperatura. Se retiraba el
termolactodensímetro y esperando otros 5 minutos se tomaba una nueva lectura.
Las lecturas de densidad se corregían por la temperatura que indicará la muestra,
llevando a 15°C la corrección, de acuerdo a lo descrito en la literatura. Esta prueba
determina la cantidad de sólidos disueltos en el medio líquido.
3.3.1.3. Determinación de la materia grasa
Para determinar la grasa, se empleó el método ácido-butirométrico con un
butirómetro método Gerber con escala de 0 a 8%, al cual se incorporó con
dosificador, 10 mL de ácido sulfúrico al 93% de pureza y densidad de 1,820-
1,840, luego con ayuda de pipeta volumétrica y pera de aspersión se tomó una
muestra de 11 mL de leche homogenizada, procurando no tocar el orificio de
entrada del butirómetro, luego se adicionó con dosificador 1 mL de alcohol
amílico, el cual ayuda a separar las fases grasa y acuosa.
44
Con la puntilla se presionaba fuertemente el tapón del butirómetro hasta asegurar
la hermeticidad del mismo. El butirómetro se agitaba invirtiéndolo repetidamente
para facilitar que el ácido sulfúrico quemara los componentes de la leche,
liberando la materia grasa con una fuerte reacción térmica, la cual se separaba
totalmente por fuerza centrífuga a 2.000 revoluciones por minuto en una
centrifuga método Gerber durante 5 minutos. El butirómetro se introducía invertido
con el tapón hacia abajo.
Tiempo trascurrido se procedió a tomar la lectura en la escala, teniendo en cuenta
el nivel más bajo del menisco de la grasa sobre los números. Expresando la
cantidad de materia grasa como porcentaje.
3.3.2 Pruebas no convencionales o de campo físico-químico
3.3.2.1 Determinación acidez por alcoholimetría
Se tomaba una muestra de leche con una pipeta volumétrica de 2 mL y pera de
aspersión y se ponía en un vaso de precipitado de 10 mL, con otra pipeta se
tomaba 2 mL de alcohol etílico al 68% y se introducía sobre la muestra de leche
observando la reacción que se generaba, si había presentación de grumos o
precipitados en la muestra se tomaba como positivo y si se conservaba el estado
líquido sin formación de partículas sólidas se consideraba negativo.
45
3.3.2.2 Determinación de densidad por peso
Se tomó una muestra de leche en frascos de 100 ml rotulados marca Merck
previamente pesados (peso inicial) y numerados identificándolos, se ponía el
volumen de leche a 15°C (100 ml) medida a través de la jeringa de 50 mL y se
pesaban en una balanza electrónica con 5 decimales de precisión (peso final), la
cual, se mantuvo en un mismo sitio calibrada y nivelada para que no hubiera
margen de error. La densidad se calculó con el peso inicial o vacío y el peso final o
lleno, se sustrajo el peso lleno del peso vacío y éste valor se llevó a la fórmula
física de densidad de peso sobre volumen.
3.3.2.3 Determinación de las grasa por escala de Vernier
En el frasco de plástico tapa roja, se adicionará una muestra de leche de 100 mL
previamente homogenizada, la cual se llevará a reposo en nevera a temperatura
constante de 4oC durante 24 horas, para medir con el nonio o escala de vernier, la
capa de grasa en la superficie de la leche.
3.3.2.4 Prueba de Mastitis Californian
En cada vaca seleccionada, al momento del ordeño y posterior al despunte,
posicionar la paleta con cuatro pozos individuales, entrando siempre por el lado
izquierdo del animal, identificando lado derecho-izquierdo y anterior-posterior, se
procederá a ordeñar de cada cuarto un chorro de leche, y se adicionará una
46
cantidad proporcional del reactivo lauril sulfato sódico, observando la reacción de
formación de gel, y comparando con la tabla descrita por Deutsche Veterinär
medizinische Gesellschaft. (2000).
3.4 MODELO Y MÉTODO ESTADÍSTICO
El modelo estadístico propuesto se basó en la obtención de datos producto del
análisis de 100 muestras de leche que para ser aptas para la determinación de las
pruebas debían superar o estar en el rango por determinación cualitativa de
negativo y trazas, dentro de un grupo de hembras bovinas de ganaderías doble
propósito que en su etapa de lactancia no coincidieran con el período calostral o
de secado, por interferir con la calidad composicional de la leche y por tanto con la
correlación de los resultados.
Las muestras de leche se analizaron mediante pruebas convencionales o de
laboratorio y pruebas no convencionales o de campo, comparando la correlación
de los resultados de este último método con el de laboratorio. Los resultados de
las pruebas se ingresaron en una matriz de Excel Microsoft® Office 2013.
El análisis de los datos se corrió en el programa estadístico SPSS versión 22,
determinando mediante la prueba de Kolmogorov-Smirnov la normalidad de los
datos, posteriormente se sometieron a estadística descriptiva las variables físico-
químicas: Densidad, materia grasa, sólidos no grasos y sólidos totales, obteniendo
las medidas de dispersión: media, mediana, error estándar, desviación estándar,
coeficiente de variación, intervalo de confianza (límite superior e inferior) y valores
máximo y mínimo.
47
Para comparar los resultados entre los dos sistemas de pruebas (convencional y
no convencional) se hizo prueba de z para los datos con distribución normal
demostrada mediante la prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov. Se realizó
pruebas de correlación de Pearson para la correlación entre los dos sistemas de
pruebas. Se corrió la prueba de regresión lineal simple para validar que los
resultados no convencionales son homologables.
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Mediante la prueba del Californian Mastitis Test (CMT), se evaluaron 1400 cuartos
mamarios de 350 vacas en 5 fincas doble propósito del departamento del Meta, el
21% (73) de las hembras fueron positivas a CMT, seleccionándose las 100
muestras de un grupo de 113 vacas. Los resultados del análisis de las muestras
de leche en estudio se agruparon de acuerdo al tipo de prueba, en métodos
convencionales y no convencionales.
Se analizaron estadísticamente los datos para determinar la normalidad mediante
la prueba de Kolmogorov-Smirnov (Tabla 3) para los métodos, convencional y no
convencional.
Tabla 3. Prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov para los métodos convencional y no convencional
Prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov
MétodoConvencional
MétodoNo Convencional
Estadístico
gl Sig.Estadístic
ogl Sig.
Densidad 0,112 100 0,198 0,091 100 0,208
48
Materia Grasa 0,178 100 0,096 0,197 100 0,123
Sólidos no Grasos 0,249 100 0,195 0,182 100 0,146
Sólidos Totales 0,151 100 0,143 0,135 100 0,160
La distribución de la prueba de Kolmogorov-Smirnov es normal (P ≥ 0.05) para las
variables densidad (0,198) y (0,208), materia grasa (0,096) y (0,123), sólidos no
grasos (0,195) y (0,146) y sólidos totales (0,143) y (0,160), respectivamente para
los métodos convencional y no convencional.
Para determinar el grado de correlación entre los métodos convencional y no
convencional (Tabla 4), se analizó el coeficiente de correlación de Pearson, del
cual, se aceptaron como correlacionados los resultados que estén por encima del
95% del coeficiente de correlación.
Tabla 4. Coeficiente de correlación de Pearson entre los métodos convencional y no convencional
MétodoNo Convencional
Correlación de
Pearson
Sig. (bilateral)
n
Método Convencional
Densidad 0,971 0,000 100
Materia Grasa 0,965 0,000 100
Sólidos no Grasos 0,956 0,000 100
Sólidos Totales 0,974 0,000 100
Los resultados están por encima del 95% del coeficiente de correlación, por tanto,
se concluye que para el análisis de una muestra de leche con el método de
laboratorio o el de campo hay una correlación del 97,1%, 96,5%, 95,6% y 97,4%
49
de los resultados para determinar respectivamente la densidad, materia grasa,
sólidos no grasos y sólidos totales como características fisicoquímicas de la leche.
La primera variable analizada mediante estadística descriptiva fue la densidad
(Tabla 5) comparando los métodos, convencional y no convencional.
Tabla 5. Estadística descriptiva de densidad convencional y no convencional
Densidad Convencional
mg/mL
Densidad No Convencional
mg/mLMedia 1031,2 1031,6
Mediana 1031,2 1031,6
Error estándar 0,0751 0,0779
Desviación estándar 0,7512 0,7790
Coeficiente de variación 0,7284 0,7551
Intervalo de confianza:
Límite superior 1031,8 1031,0
Límite inferior 1031,5 1031,3
Mínimo 1030,1 1030,4
Máximo 1032,6 1032,6n 100 100
De la información obtenida se concluye que la densidad de los métodos
convencional o de laboratorio y no convencional o de campo tiene un promedio de
1,0312 ± 0,0751 mg/mL y 1,0316 ± 0,0779 mg/mL respectivamente; con una
variabilidad de 0,7512 mg/mL y 0,7790 mg/mL comparativamente; entre la
muestra que tiene mayor densidad y la que tiene menor en el caso del método
50
convencional y en el no convencional hay una diferencia de 2,5 mg/mL y 2,7
mg/mL correspondientemente.
En la gráfica 1 se observa que las 100 muestras analizadas en ambos métodos,
convencional y no convencional tienen una densidad mayor a 1,030 mg/mL y
menor a 1,033 mg/mL, concordando por lo exigido por la normatividad nacional, al
menos el 75% de las muestras de densidad convencional se encuentran por
debajo de 1,032 mg/mL y el 75% de las muestras de densidad no convencional se
encuentran por encima de 1,031 mg/mL.
Gráfica 1. Densidad (mg/mL) por métodos convencional y no convencional
Se comparó la densidad mediante la prueba de z (Tabla 6) para comparar
muestras relacionadas, para la cual, se establecieron las siguientes hipótesis:
Hipótesis nula (Ho): Los métodos tienen en su lectura medias similares, y la
hipótesis alterna (Hi): Los métodos tienen en su lectura medias diferentes. Si el
valor de z es ≤ el valor crítico de z se acepta la hipótesis nula, si es ≥ el valor
crítico de z se acepta la hipótesis alterna.
51
Tabla 6. Prueba de z para densidad convencional y no convencional
Al
comparar la densidad convencional y la no convencional mediante la prueba de z
(-1,144) es ≤ el valor crítico de z (1,959), por tanto, se acepta la hipótesis nula
(Ho), en la cual, los métodos tienen en su lectura medias similares y se concluye
que las pruebas convencionales y no convencionales son comparables entre sí
porque tienen promedios similares de la misma muestra.
Para determinar el grado de correlación entre densidad convencional y no
convencional (Tabla 7), se analizó el coeficiente de correlación de Pearson, del
cual, se aceptaron como correlacionados los resultados que estén por encima del
95% del coeficiente de correlación.
Tabla 7. Coeficiente de correlación de Pearson de densidad convencional y no convencional
52
Densidad No Convencional
Densidad Convencional
z -1,144
Valor crítico de z (una cola) 1,644
Valor crítico de z (dos colas) 1,959
Densidad No Convencional
Densidad Convencional
Correlación de Pearson 0,971
Sig. (bilateral)0,000
n 100
Se concluye que para el análisis de una muestra de leche con el método de
laboratorio o el de campo hay una correlación del 97,1% de los resultados para
determinar la densidad como característica fisicoquímica de la leche.
Se realizó el análisis de dispersión de los datos para determinar la correlación de
la densidad (mg/mL) medida por los métodos convencional y no convencional
(Gráfica 2).
Gráfica 2. Correlación de la densidad (mg/mL) por métodos convencional y no convencional
La correlación entre densidad convencional y no convencional indica que las dos
variables se correlacionan en sentido directo, puesto que a valores altos de una le
corresponden valores altos de la otra e igualmente con los valores bajos.
53
1030 1030.5 1031 1031.5 1032 1032.5 10331030.3
1030.8
1031.3
1031.8
1032.3
1032.8
1033.3
f(x) = 1.00673020987156 x − 6.50849527899936R² = 0.942489410422805
Densidad Convencional (mg/mL)
Den
sida
d N
o C
onve
ncio
nal
(mg/
mL)
Mediante la prueba de regresión se valida que los resultados son homologables
para la densidad medida por métodos convencional y no convencional (Tabla 8).
Tabla 8. Regresión lineal de densidad convencional y no convencional
Estadísticas de la regresiónR 0,971R cuadrado 0,942R cuadrado ajustado 0,942Error estándar de la estimación 0,1811
Análisis de varianza
Suma de cuadrado
s glMedia
cuadrática F Sig.
Regresión 52,655 1 52,6551606,03
40,00
0Residuos 3,213 98 0,033Total 55,868 99
Coeficientes no estandarizados
Coeficientes estandarizado
s
Coeficientes B
Error estánda
r Beta t Sig.
Constante 0,936 24,101 2,7140,00
8
Densidad no convencional 65,401 0,023 0,971 40,0750,00
0Densidad convencional = 0,936 + 0,971 x Densidad no convencional + 0,023
54
Al analizar los anteriores datos se puede determinar que la prueba es altamente
significativa dado los altos valores de regresión (0,942), además, los valores
obtenidos para la fórmula de conversión son para hallar valores de densidad en
mg/mL a partir de los datos de densidad no convencional (mg/mL) obtenidos a
través de los cálculos matemáticos anteriormente escritos.
La segunda variable analizada mediante estadística descriptiva fue la materia
grasa (Tabla 9) comparando los métodos, convencional y no convencional.
Tabla 9. Estadística descriptiva de materia grasa convencional y no convencional
Materia Grasa Convencional
%
Materia Grasa No Convencional
%Media 3,753 3,554
Mediana 3,6 3,4
Error estándar 0,0510 0,0476
Desviación estándar 0,5096 0,4755
Coeficiente de variación 0,1357 0,1337
Intervalo de confianza:
Límite superior 3,854 3,648
Límite inferior 3,651 3,459
Mínimo 2,9 3,0
Máximo 5,2 4,8
n 100 100
55
De la información obtenida se concluye que la materia grasa de los métodos
convencional o de laboratorio y no convencional o de campo tiene un promedio de
3,753% ± 0,0510% y 3,554% ± 0,0476% respectivamente; con una variabilidad de
0,5096% y 0,4755% comparativamente; entre la muestra que tiene mayor materia
grasa y la que tiene menor en el caso del método convencional y en el no
convencional hay una diferencia de 2,3% y 1,8% correspondientemente.
En la gráfica 3 se observa que las 100 muestras analizadas en ambos métodos,
convencional y no convencional tienen una materia grasa mayor a 2,5% y menor a
5,5%; al menos el 75% de las muestras de materia grasa convencional se
encuentran por debajo de 4,1% y el 75% de las muestras de materia grasa no
convencional se encuentran por encima de 3,2%.Gráfica 3. Materia grasa (%) por métodos convencional y no convencional
Se comparó la materia grasa mediante la prueba de z (Tabla 10) para comparar
muestras relacionadas, para la cual, se establecieron las siguientes hipótesis:
Hipótesis nula (Ho): Los métodos tienen en su lectura medias similares, y la
hipótesis alterna (Hi): Los métodos tienen en su lectura medias diferentes. Si el
56
valor de z es ≤ el valor crítico de z se acepta la hipótesis nula, si es ≥ el valor
crítico de z se acepta la hipótesis alterna.
Tabla 10. Prueba de z para materia grasa convencional y no convencional
Al comparar la materia grasa convencional y la no convencional mediante la
prueba de z (-1,065) es ≤ el valor crítico de z (1,959), por tanto, se acepta la
hipótesis nula (Ho), en la cual, los métodos tienen en su lectura medias similares y
se concluye que las pruebas convencionales y no convencionales son
comparables entre sí porque tienen promedios similares de la misma muestra.
Para determinar el grado de correlación entre materia grasa convencional y no
convencional (Tabla 11), se analizó el coeficiente de correlación de Pearson, del
cual, se aceptaron como correlacionados los resultados que estén por encima del
95% del coeficiente de correlación.
Tabla 11. Coeficiente de correlación de Pearson de materia grasa convencional y no convencional
57
Materia Grasa No Convencional
Materia Grasa Convencional
z -1,065
Valor crítico de z (una cola) 1,644
Valor crítico de z (dos colas) 1,959
Materia Grasa No Convencional
Materia Grasa Convencional
Correlación de Pearson 0,965
Sig. (bilateral)0,000
n 100
Se concluye que para el análisis de una muestra de leche con el método de
laboratorio o el de campo hay una correlación del 96,5% de los resultados para
determinar la materia grasa como característica fisicoquímica de la leche. Se
realizó el análisis de dispersión de los datos para determinar la correlación de la
materia grasa (%) medida por los métodos convencional y no convencional
(Gráfica 4).
Gráfica 4. Correlación de la materia grasa (%) por métodos convencional y no convencional
2.8 3.3 3.8 4.3 4.8 5.32.7
3.2
3.7
4.2
4.7
5.2
f(x) = 0.900218210672486 x + 0.175481055346158R² = 0.930592191677917
% Materia Grasa Convencional
% M
ater
ia G
rasa
No
Con
-ve
ncio
nal
La correlación entre materia grasa convencional y no convencional indica que las
dos variables se correlacionan en sentido directo, puesto que a valores altos de
una le corresponden valores altos de la otra e igualmente con los valores bajos.
58
Mediante la prueba de regresión se valida que los resultados son homologables
para la materia grasa medida por métodos convencional y no convencional (Tabla
12).
Tabla 12. Regresión lineal de materia grasa convencional y no convencional
Estadísticas de la regresiónR 0,965R cuadrado 0,930R cuadrado ajustado 0,930Error estándar de la estimación 0,1349
Análisis de varianzaSuma de cuadrado
sgl
Media cuadrática
F Sig.
Regresión 23,925 1 23,9251313,94
50,00
0Residuos 1,784 98 0,018Total 25,709 99
Coeficientes no estandarizados
Coeficientes estandarizado
s
Coeficientes BError
estándar
Beta t Sig.
Constante 0,079 0,102 0,7730,44
1Materia grasa no convencional 1,034 0,029 0,965 36,248 0,00
59
0Materia grasa convencional = 0,079 + 0,965 x Materia grasa no convencional + 0,029
Al analizar los anteriores datos se puede determinar que la prueba es altamente
significativa dado los altos valores de regresión (0,930), además, los valores
obtenidos para la fórmula de conversión son para hallar valores de materia grasa
en (%) a partir de los datos de materia grasa no convencional (%) obtenidos a
través de los cálculos matemáticos anteriormente escritos.
La tercera variable analizada mediante estadística descriptiva fue sólidos no
grasos (Tabla 13) comparando método, convencional y no convencional.
Tabla 13. Estadística descriptiva de sólidos no grasos convencional y no convencional
Sólidos No Grasos Convencional
%
Sólidos No Grasos No Convencional
%Media 9,105 9,127
Mediana 9,2 9,2
Error estándar 0,0420 0,0387
Desviación estándar 0,4203 0,3869
Coeficiente de variación 0,0461 0,0423
Intervalo de confianza:
Límite superior 9,188 9,204
Límite inferior 9,022 9,050
Mínimo 8,2 8,3
Máximo 9,8 9,8
60
n 100 100
De la información obtenida se concluye que los sólidos no grasos de los métodos
convencional o de laboratorio y no convencional o de campo tienen un promedio
de 9,105% ± 0,0420% y 9,127% ± 0,0387% respectivamente, con una variabilidad
de 0,4203% y 0,3869% comparativamente; entre la muestra que tiene mayor
sólidos no grasos y la que tiene menor en el caso del método convencional y en el
no convencional hay una diferencia de 1,6% y 1,5% correspondientemente.
En la gráfica 5 se observa que las 100 muestras analizadas en ambos métodos,
convencional y no convencional tienen sólidos no grasos mayores a 8,2% y
menores a 9,8%; al menos el 75% de las muestras de sólidos no grasos
convencional se encuentra por debajo de 9,4% y el 75% de las muestras de
sólidos no grasos no convencional se encuentran por encima de 8,8%.
Gráfica 5. Sólidos no grasos (%) por métodos convencional y no convencional
Se comparó sólidos no grasos mediante la prueba de z (Tabla 14) para comparar
muestras relacionadas, para la cual, se establecieron las siguientes hipótesis:
61
Hipótesis nula (Ho): Los métodos tienen en su lectura medias similares, y la
hipótesis alterna (Hi): Los métodos tienen en su lectura medias diferentes. Si el
valor de z es ≤ el valor crítico de z se acepta la hipótesis nula, si es ≥ el valor
crítico de z se acepta la hipótesis alterna.
Tabla 14. Prueba de z para sólidos no grasos convencional y no convencional
Al comparar sólidos no grasos convencional y no convencional mediante la prueba
de z (-1,154) es ≤ el valor crítico de z (1,959), por tanto, se acepta la hipótesis nula
(Ho), en la cual, los métodos tienen en su lectura medias similares y se concluye
que las pruebas convencionales y no convencionales son comparables entre sí
porque tienen promedios similares de la misma muestra.
Para determinar el grado de correlación entre sólidos no grasos convencional y no
convencional (Tabla 15), se analizó el coeficiente de correlación de Pearson, del
cual, se aceptaron como correlacionados los resultados que estén por encima del
95% del coeficiente de correlación.
Tabla 15. Coeficiente de correlación de Pearson de sólidos no grasos convencional y no convencional
62
Sólidos No Grasos No Convencional
Sólidos No Grasos Convencional
z -1,154
Valor crítico de z (una cola) 1,644
Valor crítico de z (dos colas) 1,959
Sólidos No Grasos No Convencional
Sólidos No Grasos Convencional
Correlación de Pearson 0,956
Sig. (bilateral)0,000
n 100
Se concluye que para el análisis de una muestra de leche con el método de
laboratorio o el de campo hay una correlación del 95,6% de los resultados para
determinar sólidos no grasos como característica fisicoquímica de la leche. Se
realizó el análisis de dispersión de los datos para determinar la correlación de
sólidos no grasos (%) medidos por los métodos convencional y no convencional
(Gráfica 6).
Gráfica 6. Correlación de los sólidos no grasos (%) por métodos convencional y no convencional
8 8.2 8.4 8.6 8.8 9 9.2 9.4 9.6 9.8 107.5
8
8.5
9
9.5
10
f(x) = 0.880428877769835 x + 1.11069506790565R² = 0.914856700473323
% Sólidos No Grasos Convencional
% S
ólid
os N
o G
raso
s N
o C
onve
ncio
nal
63
La correlación entre sólidos no grasos convencional y no convencional indica que
las dos variables se correlacionan en sentido directo, puesto que a valores altos
de una le corresponden valores altos de la otra e igualmente con los valores bajos.
Mediante la prueba de regresión se valida que los resultados son homologables
para los sólidos no grasos medidos por métodos convencional y no convencional
(Tabla 16).
Tabla 16. Regresión lineal de sólidos no grasos convencional y no convencional
Estadísticas de la regresiónR 0,956R cuadrado 0,914R cuadrado ajustado 0,914Error estándar de la estimación 0,1233
Análisis de varianza
Suma de cuadrado
s glMedia
cuadrática F Sig.
Regresión 15,999 1 15,9991053,00
10,00
0Residuos 1,489 98 0,015Total 17,488 99
Coeficientes no estandarizados
Coeficientes estandarizados
Coeficientes B Error Beta t Sig.
64
estándar
Constante 0,379 0,293 -1,2950,19
8
SNG no convencional 1,039 0,032 0,956 32,4500,00
0SNG convencional = 0,379 + 0,956 x Sólidos no grasos no convencional + 0,032
Al analizar los anteriores datos se puede determinar que la prueba es altamente
significativa dado los altos valores de regresión (0,914), además, los valores
obtenidos para la fórmula de conversión son para hallar valores de sólidos no
grasos en (%) a partir de los datos de sólidos no grasos no convencional (%)
obtenidos a través de los cálculos matemáticos anteriormente escritos.
La cuarta variable analizada mediante estadística descriptiva fue sólidos totales
(Tabla 17) comparando los métodos, convencional y no convencional.
Tabla 17. Estadística descriptiva de sólidos totales convencional y no convencional
Sólidos Totales Convencional
%
Sólidos Totales No Convencional
%Media 12,896 12,922
Mediana 12,7 12,8
Error estándar 0,0635 0,0599
Desviación estándar 0,6353 0,5991
Coeficiente de variación 0,0492 0,0463
Intervalo de confianza:
límite superior 13,022 13,041
65
límite inferior 12,770 12,803
Mínimo 11,91 12,11
Máximo 14,70 14,40
n 100 100
De la información obtenida que los sólidos totales de los métodos convencional o
de laboratorio y no convencional o de campo tienen un promedio de 12,896% ±
0,0635% y 12,922% ± 0,0599% respectivamente; con una variabilidad de 0,6353%
y 0,5991% comparativamente; entre la muestra que tiene mayor sólidos totales y
la que tiene menor en el caso del método convencional y en el no convencional
hay una diferencia de 2,8% y 2,3% correspondientemente.
En la gráfica 7 se observa que las 100 muestras analizadas en ambos métodos
convencionales y no convencionales tienen sólidos totales mayores a 11% y
menores a 15%; al menos el 75% de las muestras de sólidos totales
convencionales se encuentran por debajo de 13,5% y el 75% de las muestras de
sólidos totales no convencionales se encuentran por encima de 12,5%.
Gráfica 7. Sólidos totales (%) por métodos convencional y no convencional
66
Se comparó sólidos totales mediante la prueba de z (Tabla 18) para comparar
muestras relacionadas, para la cual, se establecieron las siguientes hipótesis:
Hipótesis nula (Ho): Los métodos tienen en su lectura medias similares, y la
hipótesis alterna (Hi): Los métodos tienen en su lectura medias diferentes. Si el
valor de z es ≤ el valor crítico de z se acepta la hipótesis nula, si es ≥ el valor
crítico de z se acepta la hipótesis alterna.
Tabla 18. Prueba de z para sólidos totales convencional y no convencional
Al comparar sólidos totales convencional y no convencional mediante la prueba de
z (-1,132) es ≤ el valor crítico de z (1,959), por tanto, se acepta la hipótesis nula
(Ho), en la cual, los métodos tienen en su lectura medias similares y se concluye
que las pruebas convencionales y no convencionales son comparables entre sí
porque tienen promedios similares de la misma muestra.
Para determinar el grado de correlación entre sólidos totales convencional y no
convencional (Tabla 19), se analizó el coeficiente de correlación de Pearson, del
cual, se aceptaron como correlacionados los resultados que estén por encima del
95% del coeficiente de correlación.
67
Sólidos Totales No Convencional
Sólidos Totales Convencional
z -1,132
Valor crítico de z (una cola) 1,644
Valor crítico de z (dos colas) 1,959
Tabla 19. Coeficiente de correlación de Pearson de sólidos totales convencional y no convencional
Se concluye que para el análisis de una muestra de leche con el método de
laboratorio o el de campo hay una correlación del 97,4% de los resultados para
determinar sólidos totales como característica fisicoquímica de la leche. Se realizó
el análisis de dispersión de los datos para determinar la correlación de sólidos
totales (%) medidos por los métodos convencional y no convencional (Gráfica 8).
Gráfica 8. Correlación de los sólidos totales (%) por métodos convencional y no convencional
68
Sólidos Totales No Convencional
Sólidos Totales Convencional
Correlación de Pearson 0,974
Sig. (bilateral) 0,000
n 100
11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5 1511.5
12
12.5
13
13.5
14
14.5
15
f(x) = 0.909415792424121 x + 1.19417394089852R² = 0.930075724080583
% Sólidos Totales Convencionales
% S
ólid
os T
otal
es N
o C
on-
venc
iona
les
La correlación entre sólidos totales convencional y no convencional indica que las
dos variables se correlacionan en sentido directo, puesto que a valores altos de
una le corresponden valores altos de la otra e igualmente con los valores bajos.
Mediante la prueba de regresión se valida que los resultados son homologables
para los sólidos totales medidos por métodos convencional y no convencional
(Tabla 20).
Tabla 20. Regresión lineal de sólidos totales convencional y no convencional
Estadísticas de la regresión
69
R 0,964R cuadrado 0,930R cuadrado ajustado 0,929Error estándar de la estimación 0,1689
Análisis de varianzaSuma de
cuadrados glMedia
cuadrática F Sig.Regresión 37,164 1 37,164 1303,516 0,000Residuos 2,794 98 0,029Total 39,958 99
Coeficientes no estandarizados
Coeficientes estandarizados
Coeficientes BError
estándar Beta t Sig.Constante 0,320 0,366 0,872 0,385
Sólidos totales no convencional 1,023 0,028 0,964 36,104 0,000Sólidos totales convencional = 0,320 + 0,964 x sólidos totales no convencional + 0,028
Al analizar los anteriores datos se puede determinar que la prueba es altamente
significativa dado los altos valores de regresión (0,930), además, los valores
obtenidos para la fórmula de conversión son para hallar valores de sólidos totales
en (%) a partir de los datos de sólidos totales no convencional (%) obtenidos a
través de los cálculos matemáticos anteriormente escritos.
El pH y la alcoholimetría se analizaron mediante regresión lineal (Tabla 21).
70
Tabla 21. Regresión lineal de pH y alcoholimetría
Estadísticas de la regresiónR 0,803R cuadrado 0,738R cuadrado ajustado 0,735Error estándar de la estimación 0,0673
ANÁLISIS DE VARIANZASuma de
cuadrados glMedia
cuadrática F Sig.Regresión 0,551 1 0,551 165,461 0,000Residuos 0,385 98 0,038Total 0,936 99
Coeficientes no estandarizados
Coeficientes estandarizados
Coeficientes BError
estándar Beta t Sig.Constante 5,892 0,062 0,278 0,780
Alcoholimetría 1,023 0,079 0,010 9,280 0,008pH convencional = 5,892 + 0,010 x Alcoholimetría
Al analizar los anteriores datos se puede determinar que la prueba es altamente
significativa dado los altos valores de regresión (0,738), además, los valores
obtenidos para la fórmula de conversión son lo suficientemente confiables para
hallar valores de pH a partir de los datos de alcoholimetría obtenidos a través de
los cálculos matemáticos anteriormente descritos. Esto permite tener una
correlación alta en el pH frente a la prueba de determinación de alcoholimetría.
En la tabla 22 se encuentran los rangos obtenidos entre la prueba de pH y el
porcentaje de alcohol.
71
60657075808590
6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 6,9 7pH
% A
lcoh
olim
etría
Tabla 22. Rangos obtenidos entre la prueba de pH y el porcentaje de alcohol
Los rangos obtenidos entre la prueba de pH y el porcentaje de alcohol evidencian
un pH entre 6,5 y 6,7 para un 68% de alcohol. En la gráfica 9 la relación de pH por
el método convencional con el peachimetro demostró una correlación con el
método propuesto de alcoholimetría, precipitándose las proteínas cuando el pH se
encuentra entre 6,5 y 6,7 a partir de un alcohol de 68% V/V. Una leche con pH
entre 6,5 y 6,7 coagula con un alcohol de 68% V/V.
Gráfica 9. Relación entre el pH y la alcoholimetría (%)
Luego se analizó mediante regresión lineal la alcoholimetría y acidez (Tabla 23).
72
pH % ALCOHOL6,5 686,6 686,7 68
Tabla 23. Regresión lineal de alcoholimetría y acidez
Estadísticas de la regresiónR 0,576R cuadrado 0,327R cuadrado ajustado 0,319Error estándar de la estimación 0,0252
Análisis de varianzaSuma de
cuadrados glMedia
cuadrática F Sig.Regresión 0,0064 1 0,0064 28,239 0,000Residuos 0,021 98 0,0002Total 0,0274 99
Coeficientes no estandarizados
Coeficientes estandarizados
Coeficientes BError
estándar Beta t Sig.Constante 0,372 0,026 17,885 0,341
Alcoholimetría 0,002 0,001 0,015 6,319 0,001
En el análisis de varianza entre los métodos de acidez determinada por la
titulación con NaOH 0,1 N y la prueba propuesta mediante alcoholimetría se
presentó un bajo coeficiente de correlación entre los dos métodos (0,327), lo cual,
nos indica que la prueba de alcoholimetría no es un método para la determinación
de la acidez de la leche. Este resultado se pudo presentar debido a las pocas
diluciones del alcohol etílico que se efectuaron para las pruebas y al amplio rango
que presenta la acidez.
Se realizó una tabla comparativa de los resultados obtenidos en las pruebas de
densidad y materia grasa, por el método convencional y no convencional para ser
utilizada como guía en la interpretación de resultados (Tabla 24).
Tabla 24. Resultados obtenidos de densidad y materia grasa de dieciocho
muestras procesadas por el método convencional y no convencional
73
5. CONCLUSIONES
74
No. de muestra
DENSIDAD DE CAMPO O NO
CONVENCIONAL
DENSIDAD DE LABORATORIO O CONVENCIONAL
MATERIA GRASA NO
CONVENCIONAL
MATERIA GRASA
CONVENCIONAL
1 1031,1 1030,8 4,4 4,6
2 1030,8 1030,4 3,2 3,5
3 1032,1 1031,7 3,8 4,1
4 1031,2 1030,8 3,6 3,8
5 1032,1 1031,8 3,8 4,1
6 1031,9 1031,6 4,2 4,5
7 1031,8 1031,3 3,4 3,6
8 1031,4 1031,2 3 3,2
9 1032,1 1031,8 3,8 4,2
10 1030,8 1030,6 3,6 3,9
11 1032,3 1031,9 3,2 3,2
12 1032,2 1031,7 3,6 3,8
13 1032,1 1031,5 4,2 4,1
14 1031,4 1030,8 3,4 3,8
La densidad medida por los métodos convencional y no convencional tuvo
una correlación del 97%, siendo un porcentaje aceptable (mayor a 95%),
además, los métodos tienen medias similares, por tanto, son equivalentes
para determinar la densidad como característica fisicoquímica de la leche.
La correlación de la prueba para la materia grasa fue del 96% a partir de las
100 muestras de leche provenientes de ganaderías doble propósito, los
métodos tienen en su lectura medias similares, lo que permite comparar la
grasa medida por el método de Gerber y la grasa formada en la superficie
de la leche medida con el nonio.
El método propuesto para determinar la acidez titulable resulto altamente
significativo y permite mediante procedimientos sencillos determinar la
acidez a nivel de campo. La dilución realizada de alcohol presentó una
relación satisfactoria obtenida entre esta y la acidez por medio de la
titulación con hidróxido de sodio, siendo necesario en otras investigaciones
que la dilución de alcohol se haga en diferentes grados de concentración.
Algunas muestras presentaron valores no esperados relacionados con el
pH y la acidez titulable, aunque el número porcentual es bajo, el pH debería
ser más bajo en dos muestras, el cual, no corresponde posiblemente por
una descalibración del peachímetro al igual que la muestra cuyo pH resulto
alto.
6. RECOMENDACIONES
La persona que realice las pruebas debe tener conocimiento del manejo de
reactivos y materiales de laboratorio, los métodos pueden ser empleados
75
tanto a nivel de campo como a nivel de empresas de productos lácteos
siendo sus costos relativamente bajos.
La densidad de campo debe ser medida con una balanza de precisión, la
leche se puede pesar a una temperatura de 15°C previa agitación de la
muestra, tomar la muestra mínimo dos horas antes de realizar la prueba y
medir el volumen de la muestra con jeringa desechable de 50 ml.
La materia grasa debe provenir de una muestra de leche previamente
agitada, recolectada en recipiente estéril, a una temperatura de 5°C y ser
ubicada en una superficie plana. El nonio permite obtener una lectura
precisa al momento de medir los milímetros de grasa.
Los frascos Merck son necesarios para la determinación de materia grasa
debido a que se toma como constante un volumen de 100 ml. Teniendo en
cuenta el diámetro del frasco se puede presentar variaciones en los
resultados si se utilizan frascos de otras marcas o similares.
El pH se relacionó con los grados de alcoholimetría en forma significativa
debido a que el rango en el valor para el pH es relativamente estrecho,
mientras que para la acidez que tiene un rango más amplio debe realizarse
diluciones a menor intervalo de concentración, por tanto, en una nueva
investigación debe variarse los grados de alcoholimetría para proporcionar
una información que pueda ser útil a los productores de lácteos.
76
7. ANEXOS
Imagen 1. Toma de sólidos no grasos con el refractómetro
Imagen 2. Índice lactométrico con refractómetro
77
Imagen 3. Medida de capa de grasa en la superficie de la leche tomada con el nonio
Imagen 4. Lectura de pH con el peachímetro
78
Imagen 5. Titulación
Imagen 6. Toma de densidad con el termolactodensímetro
79
Imagen 7. Lectura de densidad con el termolactodensímetro
Imagen 8. Preparación de la prueba de Gerber
80
Imagen 9. Reacción de la prueba de Gerber
Imagen 10. Lectura de volumen de grasa en butirómetro
81
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