secreción de leche y estándares de calidad

Instituto Babcock © 2001Pamela L. Ruegg

Instituto BabcockUniversidad de Wisconsin

Novedades LácteasOrdeño & Calidad de Leche No 404 Autor: Dr. Pamela L. Ruegg1

Introducción1

La industria lechera es un segmento grande ydinámico de la economía agrícola de muchasnaciones. En 1999, los recibos en efectivo delmercado de leche excedieron 23 billones dedólares en los Estados Unidos. El consumo delos productos lecheros continua aumentando entodo el mundo. El amplio consumo deproductos lecheros y las recientes epidemias deenfermedades animales que recibieron muchapublicidad, (tal como la encefalopatíaespongiforme bovina "BSE" y la fiebre aftosa"FMD") ha aumentado la preocupación delconsumidor acerca de la calidad de alimentos de

1 La Dra. Pamela Ruegg es la extrensionista especializadaen calidad de la leche en el Departamento de Cienciaslácteas, Universidad de Wisconsin-Madison.

origen animal. Coincidente con estastendencias, la globalización ha influenciado ladefinición de leche de "alta calidad 2” y lasexpectativas del consumidor cada vez afectanlas prácticas de manejo animal. Es necesario unentendimiento de los conceptos relacionadoscon la secreción de la leche y calidad de la lechepara cumplir con las evolucionantesexpectativas de los consumidores.

Anatomía de la ubre ysecreción de leche

La ubre está compuesta decuatro glándulas secretorasdiferentes denominadascuartos. Cada cuarto con-siste de tejido secretor queproduce leche que se conocecomo alvéolo, un sistema deconductos para transportar laleche desde el alvéolo, dosáreas de almacenamiento de-nominadas "cisternas" y unpezón." Un componente im-portante del pezón es el"streak canal" un tejido mus-cular grueso que está prote-gido con substancias anti-bacteriales y cierra el pezóncuando no se está extrayendola leche. Cada cuarto es in-dependiente y está separadode los otros por ligamentosgruesos (Figura 1). Losmicroorganismos no pueden

Secreción de Lechey Estándares de

Calidad

En estaNovedad Láctea

1Introducción

1Anatomía de laubre y secreción

de leche2

Composición dela leche

4Lineamientosregulatorios

6Reconociendoproblemas de

calidad de lecheen hatos

7Reconociendo el

problema decalidad de leche

en vacas9

Referencias

Figura 1. Esquema de un cuarto

Secreción de Leche y Estándares de Calidad

2 Novedades Lácteas 2001

pasar directamente entre los cuartos, pero losantibióticos (administrados en un cuarto osistemáticamente) se absorben y se puedendiseminar por toda la ubre.

La mayor parte de la ubre está compuestode alvéolo y la leche se almacena en lassiguientes proporciones: 60% en el alvéolo,20% en los conductos y 20% en las cisternas.Las células que cubren el alvéolo son las queproducen la leche; al llenarse el alveolo conleche, la presión en las células epitelialesaumenta y la producción de leche se hace máslenta. Las arterias que suministran losnutrientes para la producción de lechecorresponden a cada alvéolo. Se estima quecada ml de leche requiere entre 500 y 100 ml desangre para circular por la ubre y 8% delvolumen total de la vaca lechera está presente enla ubre. Células de músculo rodean el alvéolo.Para extraer leche, los músculos alrededor delalvéolo se deben contraer para mover la lechehacia los conductos y cisternas. Este proceso sellama "bajada de la leche". El proceso de labajada de la leche es iniciado por el entorno y elestímulo físico que activa una serie de eventoshormonales. El estímulo positivo envía señales ala glándula pituitaria en el cerebro para produciroxitocina. La oxitocina viaja a la ubre en eltorrente sanguíneo y hace que las célulasmioepiteliales alrededor del alvéolo secontraigan y muevan la leche hacia el conductoy sistema de cisterna donde puede ser extraídamediante el proceso de ordeño. Los eventosestimulantes negativos (tales como gritarles alas vacas, usar perros para perseguirlas opegarles) estimulan la liberación de la hormonaadrenalina. La adrenalina hace que los vasossanguíneos se contraigan y reducen el efecto dela oxitocina.

Composición de la lecheLa leche normal de vacas lecheras de alta

producción, Holstein o Fiesian está compuestade agua (87%), grasa (3,8%), proteína (3,4%),azúcares (ej. lactosa, 4,5%) y otros sólidos talescomo minerales (1,3%). La leche tambiéncontiene un número de componentes menores

que incluyen células epiteliales desechadas ycélulas de glóbulos blancos. La leche de altacalidad debe ser de apariencia blanca, no tenerningún olor desagradable y estar libre desustancias anormales tales como pesticidas,agua añadida o residuos de antibióticos yantisépticos.

En los países más desarrollados la calidad dela leche se define por el recuento celularsomático (RCS) y el recuento bacteriano(recuento estándar o SPC) en tanques de leche agranel pre-pasteurizadas. Las células somáticasestán compuestas de células blancas (WBC) yocasionalmente células epiteliales desechadas.La mayoría de células que se encuentran enleche normal de bovinos son un tipo de WBC(macrófagos) que funcionan como una señaltemprana cuando las bacterias invaden la ubre(Tabla 1).

El mayor factor que influye el RCS de laleche es la mastitis (Harmon, 2001). El RCS deuna vaca que no está infectada con mastitis esusualmente menor de 200.000 células/ml ymuchas vacas mantienen valores RCS demenos de 100.000 células/ml. Cuando lamastitis causa la invasión de bacterias en laubre, los macrófagos presentes en la ubre dan laseñal al sistema imunológico de la vaca ymandan neutrófilos a la ubre para rodear ydestruir la bacteria. Más del 90% del RCS englándulas infectadas está compuesto deneutrófilos y un RCS de más de 200.000células/ml casi siempre lo causa la mastitis.

El siguiente punto crítico de control es laprevención del desarrollo de enfermedad clínicaen animales que sufren de enfermedadsubclínica. La detección temprana de animalesafectados subclínicamente es crítica para esteproceso. La detección temprana depende de la

Tabla 1. Células Somáticas encontradas en la leche debovinosa

Tipo de célulaLeche normal

(%)Mastitis

subclínicaNeutrófilos 0 – 11% >90%Macrófagos 66 – 88% 2 – 10%Linfocitos 10 – 27% 2 – 10%Células epiteliales 0 – 7 % 0 – 7 %aAdaptados de Lee et al., 1980


Ordeño y Calidad de Leche No 404 3

habilidad para aplicar pruebas de diagnósticotales como recuento somático celular, la PruebaCalifornia de Mastitis, exámenes del tractoreproductor o pruebas de diagnóstico (talescomo pruebas intradérmicas para tuberculosis obrucelosis). Existe una habilidad mucho mayorpara reducir las pérdidas económicas y curar losanimales infectados subclínicamente comparadocon esperar a tratarlos cuando la enfermedad sedesarrolla en su forma clínica. En las etapasclínicas de la enfermedad el tratamiento osalvación son las únicas opciones y las mayorespérdidas económicas ya se han presentado.

La mayoría de los procesadores de lecheprefieren comprar leche con RCS bajos y enEstados Unidos muchos procesadores ofrecenincentivos financieros a los granjeros por lechede alta calidad. La leche con alta RCS no esdeseable para los procesadores puesto quereduce la vida en percha de los productoslecheros y disminuye la calidad y cantidad deproteína de la leche, reduciendo así laproducción de queso. (Figura 2; Schalibaum,2001). La infección con patógenos de lamastitis causa daños a las células secretoras yreduce la síntesis de la lactosa, grasa y proteína.Las infecciones de mastitis subclínica y clínicatambién aumentan la permeabilidad de lasmembranas celulares y permiten el goteo decomponentes de sangre hacia la lechereduciendo aún más la producción y calidad.

El RCS también es importante para elproductor lechero por la buena relacióndocumentada entre la mastitis subclínica (segúnmedida por RCS) y la producción de leche. Una

revisión de 19 mo-nografías que estudiabanla relación concluyó quecada aumento al dobledel RCS sobre 50.000células/ml causaba unapérdida de 0,4 a 0,6 Kgde leche por día en vacasprimíparas y multíparasrespectivamente. Se es-tima que la produccióntotal de leche de lactan-cia se reduce en 80 Kgpara primíparas y 120Kg para multíparas por

cada duplicación en el aumento en la mediageométrica del RCS sobre 50.000 células/ml.

El otro gran criterio para la calidad de laleche es el recuento bacteriano. Hay variosmétodos que se usan para evaluar la cantidad debacteria presente en la leche, pero el métodomás común se conoce como el recuentostandard de placa (CSP) o recuento de placa enasa (PLC). Esta prueba sencilla se hacecontando el número de colonias de bacterias quecrecen después de que se ha incubado un ml deleche en medios estándares durante 48 horas a32C. El CSP debe ser menos de 5.000 deunidades formadoras de colonias (ufc) si lasvacas y equipo sanitario son buenos y elenfriamiento de la leche se ha efectuadoadecuadamente. La leche es un excelente mediode crecimiento de bacterias y un pequeñonúmero de bacteria en la leche puede crecerrápidamente a números muy altos especialmentesi la leche no ha sido enfriada en formaadecuada. La bacteria en la leche puedeoriginarse o de la mastitis o de la contaminaciónde la leche con los patógenos ambientalesdurante el ordeño o el proceso de manejo de laleche. La falla de limpiar en forma adecuada elequipo de ordeño a menudo se asocia con losaltos recuentos bacteriales. La leche de altacalidad se origina de vacas sanas que estánlibres de mastitis. La mayoría de losorganismos de mastitis no eliminancontinuamente altas cifras de bacteria y por lotanto a menudo se asocian únicamente con RCSalto antes que con CSP alto. Las infecciones de

Figura 2: Efecto del RCS en componentes de la leche



mastitis causadas por algunosStreptococus spp, pueden, sinembargo estar asociados conrecuentos bacterianos incre-mentados en la leche. Lamastitis causada por Strepto-cocci agalactia and Strepto-cocci uberis ha sido asociadafrecuentemente con recuentosbacterianos incrementados enleche en tanques a granel.

Cuando el recuento bacte-rial se incrementa hay dos pruebas adicionalesque se pueden llevar a cabo para ayudar aidentificar la fuente de la bacteria de la leche(Reinemann, 1997) El Recuento pasteurizadode laboratorio (CPL) es simplemente un SPCque se lleva a cabo en la leche que ha sidopasteurizada calentándola a 63 C por 30minutos. Este procedimiento debe matar lasbacterias que causan la mastitis que viven en laubre y dejan organismos que se originan en elentorno y pueden sobrevivir a altastemperaturas. El CPL debe ser bajo 100 a 200ufc si el equipo de limpieza y sanidad esadecuado. Un CPL de menos de 10 ufc indicauna excelente higiene del equipo. Un recuentode coliformes se puede llevar a cabo paraidentificar las bacterias que se originan porcontaminación fecal de la leche. Las bacteriascoliformes pueden contaminar la leche debido auna mala preparación de la ubre o manejoantihigiénico de las maquinas ordeñadoras. Estaprueba se lleva a cabo en medios especializados(agar bile rojo violeta) y debe ser menor de 100ufc para la leche que se destina a pasteurizaciónantes del consumo ymenos de 10 ufc si seconsumirá la lechecruda. Los coliformesse pueden incubar enlas películas residualesdejadas en las super-ficies en contacto conla leche tal comotuberías o equipo deordeño. Los recuentosde coliformes mayoresde 1000 sugieren una

incubación y se debe investigar el proceso delimpieza del equipo.

La adecuada preparación de las vacas en elpreordeño puede tener un impacto importante enlos recuentos bacteriales de la leche (Figura 3;Galton et al., 1986).

Lineamientos regulatoriosEn todas las naciones desarrolladas, los

funcionarios regulatorios fijan los RCS y SPCmáximos permitidos. En los Estados Unidos sepermite que los estados determinen sus propiosestándares de calidad siempre que éstoscumplan o excedan los definidos por laOrdenanza de Pasteurización de la Leche(PMO), un documento administrado por laAdministración de Alimentos y Medicinas.Desde 1986, los límites de PMO para RCS ybacteria han sido disminuidos gradualmente. Ellímite superior actual de PMO para tanque agranel RCS es 750.000 células/ml. Losestándares actuales de calidad de leche enWisconsin incluyen los siguientes

Figura 3: Efecto de la preparación de la ubre en los recuentosbacterianos

Figura 4: Recuento de células somáticas en tanques colectores de lecheGrado A del rebaño de Wisconsin en 1998.



requerimientos:1) Ninguna adulteración visible u olor que

pueda ser objetado,2) Recuento estándar de placas de <100.000

ufc y <300.000 ufc para leche de Grado A yGrado B respectivamente,

3) Ningún residuo de medicinas,4) RCS <750.000,5) Temperatura < 7,2o y 10o C para leche de

Grado A y Grado B respectivamente y6) Ningún residuo de pesticidas.

Aunque los estándares de Estados Unidospara SPC son comparables a los paísessimilares, el actual límite de Estados Unidos deUS RCS es conspicuamente más alto que losestándares de Canadá y Europa (500.000células/ml para Canadá y 400.000 células/mlpara la mayoría de los Estados Unidos). En losEstados Unidos, los Centros para Epidemiologíay Salud Animal supervisaron 35% de la lechede Estados Unidos desde 1994 a 1997 yreportaron un valor de media geométrica de297.000 células/ml. En 1998, 50% de lasgranjas lecheras grado A de Wisconsinprodujeron leche con un RCS de <290.000células/ml (Figura 4).

En el ámbito nacional, la leche de EstadosUnidos se monitora usando datos de las sieteordenes federales de mercadeo. En el ámbitonacional el rango promedio de RCS va de300.000-400.000 células/ml. Los recuentos decélulas somáticas son las más altas en laregión con veranos calientes y húmedosy tienen una relación significativa con eltamaño del hato. (Figura 5)

El RCS de la leche no es solo unaindicación de la calidad de la leche sinoque también es un indicativo de laposibilidad que el hato experimente unresiduo de antibióticos. Los hatoslecheros con RCS >400.000 células/mlhan demostrado tener un mayor riesgode residuos de antibióticos (Ruegg yTabone, 2000). En los Estados Unidosa cada camión tanquero de leche se lehacen pruebas sobre la presencia deantibióticos antes de que se descargue eltanque. Si se confirma que el camión da

positivo a la presencia de antibióticos, se hacenpruebas a cada una de las muestras recogidas decada granja para determinar cual granjacontaminó la leche. Toda la carga del tanquecontaminado se desecha y el granjeroresponsable es multado. Una granja que violerepetidamente los estándares de residuos deantibióticos recibirá la prohibición de venderleche. Los residuos de antibióticos sonindeseables por razones de salud pública ydebido a su potencial impacto en el proceso defabricación (Allison, 1985). Las regulacionessobre leche en Estados Unidos prohiben lapresencia de antibióticos en la leche paraconsumo humano para proteger a las personashipersensitivas a la exposición de antibióticosespecíficos (principalmente penicilina) y parareducir la remota posibilidad de que emerjanorganismos resistentes a los antibióticos en laleche. Existen una serie de estudios queexaminan las razones para residuos deantibiótico en leche. (Booth and Harding, 1986;McEwen et al., 1991; Oliver et al., 1990;Wilson et al., 1998) El tratamiento de mastitises la razón más común para el uso deantibióticos en las granjas lecheras. El uso deantibióticos intramamarios y los errores respectoal período de retención de la leche son lasrazones que se citan con mayor frecuencia parala presencia de residuos de antibióticos.

Figura 5: Recuento de células somáticas en tanquescolectores de leche por tamaño del rebaño (cantidad de lechetransportada por mes)Fuente: USDA:AMS, Ordenanza del Mercado Federal de Leche, 21Estados, 1998 (USDA:AMS, Federal Milk Market Orders, 21 States,1998).



Reconociendo problemas decalidad de leche en hatos

La percepción de problemas de mastitis varíatremendamente entre granjas. El punto dereferencia más frecuente respecto a la calidad dela leche es el recuento celular somático entanques a granel (RCSTC). Todas las granjaslecheras tienen información sobre el recuentobacterial y de RCSTC proporcionadas por sucomprador de leche. El RCSTC generalmenterefleja la prevalencia de mastitis subclínica queun hato lechero está experimentando. Las metasdel RCSTC debenfijarseindividualmente peroes posible lograr laproducciónconsistente de lechecon RCSTC<250.000 en muchasgranjas lecheras. Lasmetas de RCSTC sedeben fijar en formaindividual en base alestado actual de lagranja, pero elobjetivo final debeser despachar en

forma consistente leche con un RCSTC<250.000 células/ml.

Los valores de RCSTC pueden verificarla existencia de un problema de mastitis pero nodefinen el problema ni en un hato ni en base deanimales individuales. Tambo el RCSTC y lospromedios simples de valores de RCS de vacasindividuales pueden ser engañosos. Considereun Hato "A" hipotético con 10% de prevalenciade mastitis subclínica (solo 1 de 10 vacas tieneRCS de >250.000; Tabla 2). Debido a la altaproducción y alto RCS de la "Vaca 10" elRCSTC para el Hato A es 825.000 células/ml yel promedio aritmético (no ponderado) de RCS

Tabla 2. Datos de RCS para dos hatos hipotéticosHato Hipotético A Hato Hipotético B

VacaRCS

(x1000)Leche(kgs)

Peso Prom.(RCSxkgs) Vaca

RCS(x1000)

Leche(kg)

Peso Prom.(RCSxkgs)

1 100 22.7 2270 1 300 22.7 68042 100 22.7 2270 2 300 22.7 68043 100 22.7 2270 3 300 22.7 68044 100 22.7 2270 4 300 22.7 68045 100 22.7 2270 5 300 22.7 68046 100 22.7 2270 6 300 22.7 68047 100 22.7 2270 7 300 22.7 68048 100 22.7 2270 8 300 22.7 68049 100 22.7 2270 9 300 22.7 680410 3000 68.0 204000 10 100 68.0 6800

RCSTC estimado: 224,430/272 = 825 (x1000) RCSTC estimado: 68036/272 = 250(x1000)

Adaptados le Lee et al., 1980.

Figura 6: Datos resumidos sobre DHI del rebaño clasificados por nivel deproducción de rebaños lecheros de Wisconsin, Junio de 2000.



de vacas individuales es 390.000 células/ml. Enel hato hipotético "B" el 90% de las vacas tienemastitis subclínica (9 de 10 vacas con RCS>250.000) pero el RCSTC es solo de 250.000células/ml y el promedio simple de RCS devacas individuales es 280.000 células/ml. Losproblemas subyacentes de mastitis para estoshatos son dramáticamente diferentes.

La prevalencia de mastitis subclínica dentrode un hato (el porcentaje de vacas con RCS>250.000) se puede determinar obteniendo losvalores de RCS para vacas individuales ohaciendo la Prueba de Mastitis California(CMT) en cada vaca. La prevalencia de mastitissubclínica depende de dos factores:1) La nueva tasa de infección (el porcentaje de

vacas que desarrollan nuevas infeccionessubclínicas) y

2) La duración de cada infección subclínica.

La mastitis causada por los patógenosambientales (coliformes, y estreptococosambientales) es generalmente de menorduración que la mastitis causada por patógenoscontagiosos (Staph. aureus, Strep. ag andMycoplasma bovis). La implementación demedidas efectivas de control que reducen la tasade nuevas infecciones puede resultar en rápidasreducciones del RCSTC cuando las bacteriasambientales son los patógenos primarios. Lasmejoras más graduales en RCSTC se vengeneralmente cuando los programas de controlpara patógenos contagiosos son introducidos.En Estados Unidos desechar las vacas que se

infectan crónicamente con patógenoscontagiosos es una estrategia común parareducir el RCSTC. Muchos programas decontrol de mastitis para mastitis contagiosa seenfocan mucho en el desecho antes que en elcontrol de nuevas infecciones. Las metascomunes de la industria para la mastitissubclínica son: 85% de las vacas con recuentossomáticos celulares <250.000 y menos que <5%de vacas que desarrollan nueva infección demastitis subclínica cada mes Aunque muchoshatos alcanzan estas metas, muchos otros hatosexperimentan considerablemente más mastitissubclínica que lo que se espera. El resultado delos hatos lecheros de Wisconsin que pertenecena una Asociación de Mejora de Hatos Lecherosaparece en la figura 6. Existían mas de 7.000hatos incluidos en la información y ningunacategoría de tamaño tenía menos de 40 hatoscontribuyentes. Aproximadamente 40 - 50% delas vacas fueron infectadas con mastitissubclínica en hatos de baja producción y 29% delas vacas fueron infectadas en hatos de altaproducción. Menos del 5% de las vacas fueroninfectadas con mastitis subclínica en el 10%superior de estos hatos.

Reconociendo el problema decalidad de leche en vacas

Para vacas individuales, la mastitissubclínica se define en base de sus valores deRCS o puntajes CMT. Cualquier vaca sin

Tabla 3. Relación entre el puntaje somático celular y el recuento somático celularPerdida estimada de leche (Kg)Puntaje

SomáticoPunto medio

recuento somáticoRango aproximado

(células/ml) Lactación 1 Lactación 2+0 12,500 0 a 17,000 0 01 25,000 18,000 a 34,000 0 02 50,000 35,000 a 70,000 0 03 100,000 71,000 a 140,000 90 1804 200,000 141,000 a 282,000 180 3605 400,000 283,000 a 565,000 270 5406 800,000 566,000 a 1,130,000 360 7207 1,600,000 1,131,000 a 2,262,000 450 9008 3,200,000 2,263,000 a 4,525,000 540 10809 6,400,000 >4,526,000 630 1260

aConversión aproximada de libras



considerar la parición o estado de lactancia conun RCS de >250.000 está probablementeinfectada con mastitis subclínica. Hay otrasformas en que se pueden describir los valores deRCS para vacas individuales. El CMT es unamedida indirecta del RCS y a falta de reportesde RCS de vacas individuales se puede usar paratodas las vacas para determinar su grado deinfección. El sistema tradicional de puntajeCMT se basa en una escala de 5 puntos(negativa, rastro, 1,2,3). Sin embargo todos loscuartos con reacciones de rastro o más tienenRCS de por lo menos 300.000 células/ml ydeben ser consideradas como infectadas conmastitis subclínica. Un método común dereportar valores de RCS de vacas individualeses el linear o resultado del RCS (o log). Losresultados lineales de RCS se desarrollarondebido a que los valores de RCS normalmente

no son distribuidos, por lo tanto el promedio delvalor RCS no es una buena representación delestado de infección del hato. La relaciónaproximada entre los recuentos de RCS,puntajes lineales somáticos celulares y pérdidade producción se demuestran en la Tabla 3.

Es fundamental entender la relación entre laproducción de leche de alta calidad y la cantidadde mastitis clínica y subclínica en el hato para larentabilidad del negocio lechero. En laeconomía globalizada, los consumidores cadavez más demandan que los productosalimenticios sean producidos por animalessaludables, bien cuidados. El cumplir con lasexpectativas de los consumidores asegurará lacontinuación de una industria lechera próspera yestable.



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