Calidad alimentaria La calidad de la producción láctea puede contemplarse desde un punto de vista adicional,

La leche como alimento funcional (I)

el dietético. Aquí entran en juego los alimentos

Producción en las granj as de origen

funcionales, como la leche enriquecida con ácidos omega-3

I'. J. Álvarf^i N^ ^^;^tl. Departamento de Yroducc•ión Animal ^le la U niv^rsi^la^l ^le I,^^^íi^.

o con conjugados del ácido linolénico. Conocemos varias acepciones del concepto calidad en el caso de la leche: calidad bacteriológica, bromatológica, higiénico-sanitaria, organoléptica, etc. A tenor de las implicaciones que lleva consigo el apelativo funcional, cobra sentido incorporarlo como una acepción más, ligada en este caso a la calidad dietética de la leche (Dietética: parte de la medicina que estudia las dietas alimenticias y sus relaciones con el metaholismo, tanto en la salud como en la enfermedad). Dos de las modalidades de leche funcional son la enriquecida con ácidos omega-3 por un lado y con conjugados del ácido linoleico por otro.

piedades organolépticas quc refuercen el aspecto hedonista de la alimentación. Las interrelaciones entre la dicta y la salud de los consumidores vienen siendo motivo de especial interés y preocupación en los últimos años, lo que amplia el horizonte de los alimentos a su papel como portadores de componentes biológicamente activos capaces de ejercer acciones beneficiosas sobre alguna/s de las funciones del organismo humano y con potencial por tanto para mejorar el estado de salud de las personas. Es esta última faceta la que otorga a un alimento la categoría de funcional en cuanto poseedor de una función que sobrepasa el ámbito meramente nutritivo.

Alimentos funcionales: concepto

A1 margen de lo acertado 0 no de su denominación, la connotación funcional de los alimentos no es nueva. Hipócrates nos dejó su máxima "Que el alimento sea tu medicina y la medicina tu alimento", transmitida probablemente al acervo del refranero popular como "No hay mejor medicamento que el propio alimento". Tampoco faltan observaciones empíricas al respecto, por ejemplo la acción beneficiosa delos cítricos frente a los resfriados, de la fibra vegetal ante el estreñimiento, de los yogures frente

En su concepción más básica, los alimentos representan la fuente genuina de nutrientes para la cobertura de las consabidas necesidades nutritivas y el recurso por excelencia para satisfacer la sensación de hambre. En el caso de los alimentos humanos se pretende además que cumplan unos requisitos de carácter higiénico-sanitario presentados bajo la vitola de la seguridad alimentaria y que atesoren, por otro lado, unas adecuadas pro40 mundoganadero

a la diarrea, etc. La inexistencia cn la Unión Europca dc Icgislación definitiva relativa a los alimentos funcionales explica entre otras cuestiones que carezcan de una definición precisa con cntidad jurídica, lo que no impide sin embargo haber alcanzado una situación de consenso respecto a lo que se entiendc por tales alimentos. Se cunsidera funcional todo aquel alimento que, consumido cn las cantidades que habitualmente se incluyen en la dicta y conservando su propia apariencia, demuestra dc forma satisfactoria ser capaz de surtir los efectos nutritivos esperados y de beneficiar una o más funciones fisiológicas hasta el punto de mejorar la salud y el bienestar o de reducir el riesgo de contracr dctcrminadas enfermedades o la progresión de las mismas (Diplock et al., 19c)9). EI carácter funcional de un alimento radica en determinados nutricntcs y componentes del mismo, un listadu de los cuales aparcce cn el cuadro 1 junto con sus propiedades y las patologías a que se vinculan. Hay alimentos intrínsecamente funcionales desde el momento en que son portadores naturales de alguno/s de estos nulrientes y/o componentes. Vcamos algu-

nos ejemplos. El pescado azul, el aceite de soja y las nueces son ricos en ácidos omega-3, yue entre otras acciones contribuyen a la prevención de las enfermedades cardiovasculares (ECV). Las frutas, verduras y hortalizas contienen antioxidantes (carotenoides, polifenoles, vitaminas C y E, Se...), yue neutralizan los radicales libres desprendidos en el curso de las reacciones metabólicas, colaborando así en el mantenimiento en buen estado de los sistemas cardiovascular e inmunitario y en la ralentización del proceso de envejecimiento. En otros casos se trata de alimentos dotados artificialmente de funcionalidad, alimentos procesados ad hoc por la industria para incorporarles el carácter funcional como valor añadido, aplicándose alguna de las estrategias siguientes (Palou et aL, 2000):

- Eliminación de componentes perjudiciales para el organismo humano, por ejemplo el gluten del trigo. - Elevación de la concentración de componentes funcionales presentes en los alimentos de modo natural, por ejemplo de vitaminas y minerales en los cereales. - Adición de componentes funcionales ausentes originalmente en los alimentos, por ejemplo fibra a los yogures.

- Sustitución de componentes no deseables por otros beneficiosos para la salud, por ejemplo de la grasa por inulina. - Modificación en sentido positivo o negativo de la accesibilidad de algunos componentes a las rutas metabólicas del organismo, por ejemplo el enriquccimiento de alimentos con transferrina para una mayor absorción y disponibilidad de Fe, la adición de fitosteroles a fin de reducir la absorción del colesterol. Los alimentos procesados conforme a una de estas estrategias -expresamente desarrolladas- son los que formalmente se reconocen como funcionales y como tales se promocionan en los mercados, no de forma expresa

puesto que no están todavía debidamente categorizados (a diferencia de los alimentos dietéticos o de los ecológicos), sino mediante mcnsajes informativos impresos en la propia etiqueta.

La leche como alimento funcional La leche (se sobrentiende que de vaca) es uno de esos alimentos considerados intrínsecamente funcionales o que gozan de una funcionalidad naturaL Lo atestigua en particular su alto contenido cn Ca, presente además en una forma de muy fácil asimilación por el organismo humano gracias a lo cual se incorpora rápidamente al metabolismo del tejido óseo contribuyendo a la prevcnción de enfermedades afines como el raquitismo y la osteoporosis. Pero no es el Ca el único componente con propiedades funcionales. Entre los integrantes de la fracción grasa aparecen dos ácidos grasos insaturados, el oleico (C18:1) y el linoleico (C18:2), conocidos por su acción hipocolesterolemiante y preventiva por tanto de las ECV (Grundy, 1994). Y dentro asimismo de la materia grasa hay otros compuestos caracterizados por su potencial como agentes anticancerígenos; se refiere a los conjugados del ácido linoleico (CAL), la esfingomielina a través de sus dos metabolitos biológicamente activos (ceramida y esfingosina), el ácido butírico, el f3-caroteno y las vitaminas A y D, yue se han mostrado capaces de inhibir la carcinogénesis en experimentos in vivo con animales de laboratorio y en ensayos in vitr-o con cultivos celulares (Parodi, 1 yyy). La funcionalidad artificial de los alimentos aludida en el apartado precedente es aplicable lógicamente a la leche, valiéndose de una u otra de las estrategias mencionadas. A propósito de la primera, la leche desnatada muy bien puede considerarse uno de los primeros productos funcionales desarrollados por la industria lechera con el fin primordial de reducir en el organis-

mo humano la entrada de colesterol exógeno y combatir así la hipercolesterolemia, y también de contener la obesidad. Un caso parecido es el de las leches cuyo contenido en tactosa ha sido rebajado pensando en las personas con problemas de intolerancia a la misma. Entre los componentes funcionales incorporados a la leche por carecer originariamente de ellos, uno de los

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Nutriemes/ Componerrtes alimerrtarios Fibra dietaria

Antioxidantes: Vitaminas A, E y C Xantofilas Flavonoides Bacterias ácido-lácticas

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Propiedades

Patologías relacionadas

Regulación del equilibrio bacteriano

Cáncer colorrectal

Mejora del tránsito intestinal

Estreñimiento

Dilución de agentes carcinogénicos

Diverticulosis

Aumento de la excreción de sales biliares

Hipercolesterolemia

Reducción del colesterol plasmático

Diabetes

Regulación de la glucemia

Obesidad

Eliminación de radicales libres Iprotección contra el daño oxidativo celular) Inhibición de la peroxidación lipídica Mejora de la digestibilidad de la lactosa

Enfermedades cardiovasculares Cáncer

Aumento de la absorción del calcio Estimulación del sistema inmunitario Ácidos grasos omega-3

Reducción de triglicéridos y del LDL-colesterol

Intolerancia a la lactosa Estreñimiento/dia rrea Gastroenteritis Cáncer Enfermedades cardiovasculares

Reducción de la agregación plaquetaria Estimulación del sistema inmunitario Micronutrientes: Se, Fe, Cu, Zn, Mn,

Cofactores enzimáticos

Ca, Fe, Folato

Estimulación del sistema inmunitario

Enfermedades cardiovasculares Cáncer Osteoporosis Anemia Defectos deltubo neural

Aminoácidos: Triptófano Tiramina

Glutamina Arginina Cisterna Cafeína

Efecto hipnótico y sedante

Reyulación del sueño

Mejora de la memoria

Estrés

Recuperación de la fatiga mental Estimulación del sistema inmunitario Enlentecimiento del proceso de envejecimiento Estimulación del sistema nervioso central

más publicitados posiblemente sea la fibra, como ocurre también en el caso de los yogures. Y hemos dejado para el final el incremento de la concentración de componentes ya presentes en la leche en origen, cuyo ejemplo más conocido yuizás sea el Ca, si bien es ésta una estrategia que ha derivado en la preparación de leches enriquecidas varias (leches vitaminadas, con jalea real, etc.) con cl fin únicamen^r•t

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I. CAL• 1. Acción anticancerígena: inhibición del crecimiento tumoral. 2. Acción antiaterogénica: protección contra la ateroesclerosis.

3. Acción antilipogénica: limitación en la acumulación de grasas de reserva 1"efecto antiobesidad"1. 4. Acción antidiabética: normalización de la tolerancia a la glucosa. 5. Acción inmunomoduladora: mejora de la respuesta inmunitaria. 6. Acción mineralizadora del esqueleto.

II. Ácidos omega-3: 1. Acción protectora frente a algunos tumores comunes Imama y colonl. 2. Acción reguladora de los niveles plasmáticos de colesterol: prevención de las enfermedades cardiovasculares. 3. Propiedades antiinflamatorias.

42 mundoganadero

te de elevar su valor nutritivo sin que por ello deban ser consideradas en propiedad leches funcionales, lo que no hace sino crcar confusión y dudas entre los consumidores. Pero son otras dos aún no citadas las que a juicio del autor resultan más prometedoras entre las distintas variantes de Icche funcional. La primera y más conocida se refiere a la leche enriquecida con ácidos omcga-3, cuya aparición en los mercados ya data de unos años atrás contando además con una pereepción favorable por parte de los consumidores. La segunda y todavía ignorada por cl gran público es la leche enriquecida con CAL. Las acciones heneficiosas sobre el organismo humano de ambos compucstos atestiguan su caráctcr funcional y por extensión el dc la leche enriquecida con cualquiera de ellos, unas acciones de las que nos ocupamos en el apartado que sigue como paso previo al análisis de cómo obtener ambos tipos de

leche enriquecida en cuanto modalidadcs dc Icchc funcional.

Los conju^ladt^ del ácido linoleico y Io^s ácidt^ omega3 en [a salud humana Los CAL son una mczcla de isómeros dcl ácido linoleico cuya estructura química difierc en la posicicín y en la configuración espacial (cis o trans) de los dos dohles cnlaces en la cadena carbonada, de modo que son muchas las formas teóricamentc posibles. Se les atribuyen diversas acciones beneficiosas sobre el organismo humano (Cuadro II), cn vista dc las cualcs dcbieran sumarsc al listado dc nutrientes con propiedades funcionales mostrado cn cl cuadro I. A la cspcra dc su confirmación en pacientcs voluntarios y/o de su verificación en estudios epidemiológicos, no qucda más remedio que calificar de potenciales dichas accioncs, ya quc la información existente al respecto surge de expericncias realiiadas con animales de laboratorio y también sobre cultivos celulares; añádase quc los CAL probados fueron sintctizados químicamente y no se ticne la ccrtera dc quc su composición sea coincidente con la de aqucllos otros dc origcn natural presentes en los alimentos (McGuire y McGuire, 200U; Bauman et al., 2001). Dicho esto particularicemos en algunas de las referidas acciones. La acción antiatcrogénica se fundamcnta en la reducción que ocasionan cn cl nivcl plasm^ílico dc las lipoprotcínas dc baja densidad (McGuire y McGuire, 2000), cuya oxidación contrihuye junto con otros cventos fisiopatológicos al desarrollo dc la atcroesclcrosis, la m^ís frecucnte de las causas subyaccntes en la mortalidad asociada a las ECV. Hasta tal punto ha sido comprobada en animales de laboratorio la menor incidencia dc proccsos tumoralcs (cn conCCelO df', tumOCl',S mamarloti) a resultas de la ingesticín de CAL ([p ct al., 1^)9^)), quc la National Acadcmy of Scicn-

ces de los EE.UU. de Norteamérica, en su publicación °Carcinogens and Anticarcinogcns in the Human Diet" (NRC, 1996) concluye que: "... los CA L son los únicos ácidos grasos que se han mostrado inequívocamente capaces de inhihir procesos cancerígenos en pruebas animales". Se vincula esta acción anticancerígena de manera explícita al cis-9,trans-11CAL (Ip et al, 1999), tamhién llamado ácido ruménico, del mismo modo que se asume la implicación específica del trans-l0,cis12CAL en la función antilipogénica (Park et al., 1999). Así pues, éstos son los dos únicos conjugados que por el momento se han mostrado biológicamente activos, de ahí que en ellos se particularice toda alusión a los CAL. Son el resultado de la actividad metabólica de los microorganismos ruminales sohre los lípidos ingeridos por los animales a través dc su ración diaria (Bauman et al., 2001), razón por la cual aparecen en los alimentos provenientes de los rumiantes, especialmente en la Ieche, que se constituye así, tal cual o como derivado lácteo, en la principal fuente alimenticia de CAL para el ser humano. Dentro de los ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) unos pertenecen a la familia omega-3 y otros a la familia omega-6. Se incluyen en la primera los ácidos a-linolénico (C1H:3), cicosapentaenoico (EPA; C20:5) y docosahexaenoico (DHA; C22:6) y en la segunda los ácidos linoleico, y-linolénico y araquidónico (C20:4). Las acciones y propiedades atrihuidas a los ácidos omega-3, recogidas también en el cuadro [I, han sido inferidas a partir de estudios epidemiológicos, clínicos y bioquímicos Ilevados a caho sohre pohlaciones humanas (Ordoñez et al., 2003). Súmese a ellas el papel específico dcl DHA en las funciones cerebral y nerviosa (Nohle, 1998), lo que remarca su importancia en dos fases muy concretas del ciclo vital de la especie humana, la fase prenatal-neonatal y la senectud. Se viene aconsejando dupli-

car la ingestión dc ácidos omega-3 por las pcrsonas y aproximarla a 750 mg/semana (Department of Health, 1994), contribuyendo con ello además a que la relación ácidos omega-6/omega-3 en la dieta humana se acerque al valor recomendado de 4-5/l, bastante distante del 20-30/I actual en los países oceidentales a consecuencia de un consumo excesivo de ácidos omega-6 (linoleico en especial). La citada relación ha acabado por desbancar a la clásica AGPI/AG saturados (AGS) como indicativa de la calidad grasa de los alimentos para el ser humano. Como AGPI que son, los CAL y los ácidos omega-3 encajan perfectamente entre los integrantes grasos de la leche, de hecho algunos aparecen en ella de modo natural, y en caso contrario cabe su incorporación hajo la forma de un enriquecimiento, que posibilitaría, por un lado, elevar en el ser humano la ingestión de ambos nutrientes funcionales de un modo tan sencillo y familiar a la vez como es la toma de leche y, por otro, revalorizar las virtudes dictéticas de este alimento al tiempo que se contribuye a potenciar su consumo. Varias son las alternativas para llevar a cabo dicho enriquecimiento, unas situadas en la órbita de la tecnología industrial y otras en la de las prácticas de manejo que configuran la explotación de las vacas lecheras. Siguiendo las primeras, se procede a la adición de nutrientes a la leche mediante el procesado apropiado de la misma, una vez transportada al centro correspondiente. Con las segundas alternativas se trata de obtener leche enriquecida en origen -tal como se extrae ya de la vaca productora- y para ello se puede seguir una doble vía, o bien mediante actuaciones de orden genético, o bien interviniendo a través de la alimentación de las propias vacas. En esta segunda vía nos centraremos especialmente, no sin antes repasar los aspectos fisiológicos subyacentes para una mejor comprensión dcl proceso.

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Fundamentos biológ^'cos de la modificación del perf'il graso de la leche De todos los AG disponibles por las células epiteliales mamarias para la síntesis de la fracción grasa de la leche, casi en su totalidad (95-98%) como triglicéridos (ésteres de AG con glicerol), sólo los de procedencia exógena ofrecen

^ramaindii^utivodela 1''igura 1. Diav hidrogenación ruminal ^Ir+ los ácidos linoleico y linolénico, junto con los hechos más destacables de la reacción (adaptado de Bauman et aL [2001] y elaboraciGn propia).

Ácido linoleico Cis-9, cis-12C 18:2 R^a n^dóarro

Ácido ruménico Cis-9,trans-11 CA^

Trans-l0,cis-12CAL

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Ácido vacénico Trans-11 C 18:1

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Ácido esteárico C18:0

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Ácido esteárico C18:0

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; Ruta alternativa i

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^ Ácido linolénico Cis-9,cir-12,cis-1 SC18:3

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La hidrogenación no tiene necesariamente que Ilegar hasta el final: algunos metabolitos intermedios abandonan como tales el rumen, se absorben en el intestino delgado y vía sanguínea Ilegan a la mama. La formación a partir del ácido linoleico de los dos conjugados más relevantes: el cis9,trans-11CAL y el trans-10,cis-12CAL La formación, a partir de ambos ácidos pero por distinta ruta, del trans-11C18:1 lácido vacénico) y del trans-10C18:1. A partir del trans-11C18:1 cabe la síntesis endógena de cis9,trans-11CAL en el organismo de la vaca, preferentemente en la glándula mamaria, con el enzima D9-desaturasa como agente catalizador de la reacción (Griinari et al., 20001. Por su parte, el trans-10C18:1 ha sido implicado, junto con el trans-10,cis-12CAL, en la inhibición de la síntesis de la grasa láctea que acarrea el consumo por parte de las vacas de determinados tipos de ración (Griinari y Bauman, 20031.

un margen de variabilidad realmente amplio. Se refieren a los provenientes de los alimentos, cuya composición lipídica va a determinar lógicamente cuáles son los AG liberados en el transcurso de la digestión, absorbidos y llevados vía sanguínea, previo paso por el hígado, a las distintas partes 44 mundo ganadero

del cuerpo, por ejemplo la glándula mamaria. Hahlando de la digestión de los lípidos en los rumiantes es inevitable referirse a la hidrogenación de los AGI, el conjunto de reacciones emprendidas por la población microbiana ruminal, para autoprotegerse dcl carácter tóxico de dichos AG I y que culminan con la producción de AGS ya carentes de toxicidad. Así y todo, algunos AGI son refractarios a la hidrogenación, pasan intactos por los preestómagos y ya cn el intestino delgado son ahsorhidos junto con los dcmás nutrientes, lo cual explica que a la glándula mamaria puedan llegar AGI idénticos a los existentes en los alimentos. La hidrogenación ruminal más estudiada y mejor conocida es la de los dos AGPI mayoritarios en la fracción lipídica de los alimentos vegetales para el ganado, cl ácido linoleico y el linolénico. Se desarrolla conforme a dos rutas metabólicas (Bauman ct al., 2001) que denominamos ordinaria y alternativa. La primera se vincula a condiciones dc alimentación ordinarias, que posibilitan el asentamiento de una población microhiana característica y perfectamente equilibrada. A) contrario que unas prácticas alimenticias irregulares, yue deseyuilibran la población microbiana y alteran los patrones de fermentación ruminal, hacicndo que la hidrogenación siga entonces la ruta alternativa. En la Figura 1 se detallan ambas rutas para el ácido linoleico, mostrando los principales compuestos intermedios formados en el transcurso de una y de otra antes de Ilegar al AGS final (ácido esteárico); se indica asimismo cl compuesto en que converge la hidrogenación del ácido linolénico según la ruta de que se tratc. Sc muestran también los hechos más relevantes de dicho proceso dc hidrogenación ( Figura 1).

En ocasiones, como cuando a la ración dc las vacas se añaden aceites de pescado, llegan al rumen AGPI de 20 y 22 átomos de C. Parece ser yue éstos experimentan un grado importante de hidrogenación ru-

minal, compatihle con cl traspaso directo dc partc dc los mismos a la matcria grasa dc la leche; y tal como sc cree yue discurrc, favorcce la acumulación en el rumen de trans11C18:1, yuc rcdunda cn bcneficio de la síntcsis dc cis9,trans-I 1CAL (Dorcau ct al., 1999; C'hilliard ct al., 20(11). Existcn mccanismos yuc brindan protección a los AGI frente a la hidrogenación ruminal. Unos son naturales, como ocurrc en las semillas oleaginosas gracias a su envoltura fibrosa, de cuya naturaleza yuímica dcpcndcrá cl grado de protección conferido a los aceites yue conticnen. En otros casos la protccción se dota artificialmcntc mcdiante tratamientos lecnolcígicos ( refcridos como bypass), siendo dos los procedimientos hahituales al respecto. EI primero sc trata dc mcrclar AGI (lihres o conjugados en aceites líquidos) con ('a para formar sales cálcicas (jabones), quc deberían mantenerlos inertes en el rumcn y permitir su postcrior ruptura en un medio ácido como cl abomaso. La realidad sin cmbargo es quc resulta incvitable una disociación parcial en cl rumcn quc rehaja la cficacia protectora ( Dorcau ct al., 1997; Chouinard ct al., 20U1). EI segundo consiste cn el revestimiento con una fina capa de proteínas tratadas con formaldehído, catalogando como "encapsulados" los elementos así lratados. Aunque hoy día se lc tiene por el procedimiento que mcjores resultados arroja, tampoco garantiza una protección ahsoluta. Ha sido cifrada alrededor del 65%,, perdi^ndose el 35% restante como consecuencia en primer lugar de la ineficiencia del propio tratamiento tecnológico y en segundo lugar del deterioro causado por los animalcs al masticar y rumiar, sin olvidar que el posterior proccsado de los elementos encapsulados conforme a algunas dc las actuales tecnologías de piensos (extrusión, claboración de gránulos, de copos,...) pucdc comprometer aún más la eficacia protectora (Ashcs et al., 1997; Chilliard ct al., 2O01).