Triglicéridos de la grasa láctea: Factores determinantes en su composición y estructura
La leche bovina contiene entre 3 y 6% de grasa, siendo triglicéridos aproximadamente 98% de sus componentes. Esto significa que las propiedades físico-químicas de los triglicéridos determinan en gran parte las características sensoriales de la grasa láctea y los productos ricos en grasa láctea. Por esta razón tener conocimiento de su composición y estructura es clave para el desarrollo de este tipo de productos alimenticios. Dependiendo de la aplicación se requerirá de grasa con consistencia más suave o más dura, características que cambiando la composición de los triglicéridos se pueden ajustar a las necesidades del producto de interés.
La estructura de los triglicéridos está compuesta por tres ácidos grasos unidos por medio de un enlace éster a una molécula de glicerol, como muestra la siguiente ilustración. En la leche bovina se han identificado alrededor de 400 diferentes ácidos grasos, lo cual resulta en miles de posibles combinaciones de ácidos grasos y la formación de diferentes especies de triglicéridos. El más reciente estudio sobre la composición de triglicéridos en la grasa láctea bovina identificó 3452 especies de triglicéridos. Es por esta gran variedad de especies que la grasa de leche bovina se considera como una de las más complejas grasas en la naturaleza.
Las propiedades físico-químicas de los ácidos grasos en la estructura del triglicérido determinan sus propiedades físico-químicas. La longitud de la cadena de carbono, el número de enlaces dobles en la cadena de los ácidos grasos y la posición de los mismos en la molécula de glicerol (posición 1, 2 o 3) son las características físico – químicas de los ácidos grasos que determinan las propiedades de los triglicéridos. Dependiendo de la longitud de cadena y el número de enlaces dobles se determinará el punto de fusión de los triglicéridos y por ende el punto de fusión de la grasa láctea. El punto de fusión a una temperatura específica establece el porcentaje de grasa en estado sólido a esta temperatura. La grasa en estado sólido, es decir la grasa que cristaliza a una temperatura específica, determinará la aplicación más conveniente de la grasa láctea. Por ejemplo, grasa láctea con características de textura más suave a temperatura de refrigeración (4 – 5 °C) serán idóneas para el desarrollo de mantequillas esparcibles.
Adicional a esto, la posición de los ácidos grasos en la estructura del triglicérido es importante porque ésta determinará la formación de los diferentes tipos de polimorfos de cristal en la grasa láctea, característica física única que define su textura (suave o arenosa). En la grasa láctea los polimorfos de cristal más comunes son a, b´ y b: a es el polimorfo de cristal más inestable y se transforma en b´, b´ es el cristal más estable y se transforma en b. Grasa láctea con mayor contenido de polimorfos de cristal b´ tendrá una textura más suave, mientras que grasa láctea con alto contenido de cristales b tendrá una textura más arenosa.
Debido a la gran influencia de la composición de la grasa láctea en sus propiedades físicas, muchos estudios se han enfocado en los factores que modifican su composición. Al manipular la composición de los triglicéridos será posible modificar el punto de fusión de la grasa láctea y diseñar grasa láctea que se ajuste a las necesidades tecnológicas de productos alimenticios ricos en grasa. Los factores que influencian la composición de ácidos grasos y a su vez la composición de triglicéridos en la grasa láctea son la alimentación, las características genéticas y la etapa de lactancia de las vacas.
Para entender por qué estos factores son determinantes en la composición de triglicéridos en la grasa láctea es importante comprender los mecanismos durante la biosíntesis de grasa en la glándula mamaria. El siguiente es un esquema simplificado de la biosíntesis de grasa en la célula epitelial mamaria.
La síntesis de triglicéridos (TG) y subsecuente formación del glóbulo de grasa se originan en el retículo endoplasmático. Las reacciones químicas durante la síntesis de triglicéridos son catalizadas por tres enzimas (1-acilglicerol-3-fosfato O-aciltransferasa (AGPAT), glicerol-3-fosfato aciltransferasa (GPAT) y diacilglicerol aciltransferasa (DGAT)). Cada enzima tiene afinidad con ácidos grasos específicos, indicando así que la posición de los ácidos grasos en la molécula de glicerol no es aleatoria. Las dos fuentes de ácidos grasos utilizadas por estas enzimas para la síntesis de triglicéridos son: ácidos grasos absorbidos y/o transferidos de la sangre o ácidos grasos formados en la célula epitelial mamaria. Los ácidos grasos absorbidos y/o transferidos de la sangre son ácidos grasos con cadenas de carbono mayores a 18, y los ácidos grasos formados en la célula epitelial mamaria tienen longitud de cadenas de carbono entre 4 y 16. Una vez se sintetizan los triglicéridos, se forma la membrana del glóbulo de grasa (conformada en su mayoría por fosfolípidos) resultando en el glóbulo de grasa, el cual es finalmente secretado a la leche.
Los factores alimentación, genética y etapa de lactancia son determinantes en la síntesis de triglicéridos porque estos influyen directamente en la disponibilidad de ácidos grasos durante este proceso. Cambiando la disponibilidad de ácidos grasos, las enzimas responsables de la síntesis de triglicéridos son forzadas a esterificar ácidos grasos con características específicas, resultando en modificaciones de interés en la composición de la grasa láctea para la industria alimenticia. Por ejemplo: ácidos grasos con puntos de fusión específicos para modificar el punto de fusión de la grasa láctea o ácidos grasos con un mejor valor nutricional para el consumo humano en productos alimenticios ricos en grasa láctea.
La alimentación de las vacas lactantes es uno de los factores con mayor influencia en la composición de la grasa láctea. En la literatura existen todo tipo de estudios donde por medio de diferentes dietas (a base de diferentes concentrados, varios tipos de pastos y suplementos) fue posible modificar la composición de ácidos grasos en la grasa láctea y a su vez su punto de fusión. Un caso interesante en el estudio del efecto de la alimentación son los cambios alimenticios en las diferentes estaciones del año. En los meses de primavera y verano, cuando las vacas salen a pastar e incluyen en su dieta pasto fresco, hay un incremento en el consumo de ácidos grasos poli-insaturados (con 1 o más enlaces dobles en su estructura). Este cambio en la dieta de las vacas lactantes resulta en grasa láctea con un alto contenido de triglicéridos insaturados con un punto de fusión bajo, lo que decrece a su vez el punto de fusión de la grasa láctea. Contrariamente, la dieta de invierno a base en su mayoría de concentrados con un alto contenido de ácidos grasos saturados (ningún doble enlace en su estructura), resulta en la grasa láctea con concentraciones altas de triglicéridos saturados con un alto punto de fusión. Estos cambios en el punto de fusión de la grasa láctea en las diferentes estaciones del año presentan retos en la industria de productos lácteos, ya que deben ajustar sus procesos para estandarizar y mantener la calidad de los productos altos en grasa (por ejemplo: textura).
El segundo factor que afecta la composición de la grasa láctea es la genética de las vacas. Cambios en la genética de las vacas lactantes influencian los mecanismos de biosíntesis de grasa en la glándula mamaria, resultando por ejemplo en vacas con una capacidad mayor de síntesis de grasa. Este es el caso del polimorfismo genético de la enzima DGAT1 (diacilglicerol aciltransferasa 1) identificado en diferentes poblaciones de ganado lechero. Se ha comprobado que vacas con el polimorfo genético DGAT1 KK producen leche con un contenido de grasa 1.5 veces mayor. Además de este incremento en el contenido de grasa la composición de la grasa láctea de vacas DGAT1 KK presentó concentraciones altas en ácidos grasos saturados (especialmente ácido palmítico (C16:0)) y bajas concentraciones de ácidos grasos insaturados de 18 carbonos. Estos cambios en la composición de los ácidos grasos resultan en alteraciones en los triglicéridos formados, causando un incremento en la síntesis de los triglicéridos con 36 y 38 átomos de carbono. Con base en estos cambios composicionales se podría inferir que el punto de fusión de grasa láctea producida por vacas con el genotipo DGAT1 KK sería alto, lo cual implicaría un contenido alto de grasa sólida a una temperatura específica.
El tercer y último factor conocido en influenciar la composición de la grasa láctea es la etapa de lactancia de las vacas lecheras. Las etapas de lactancia de las vacas lecheras se dividen en tres: temprana, media y tardía. Durante la etapa temprana de lactancia debido a la alta producción de leche, la energía que reciben las vacas de la alimentación no es suficiente para suplir la producción de leche y sus requerimientos energéticos físicos. Este estado se conoce como el balance de energía negativo en la etapa temprana de lactancia. Para suplir sus necesidades energéticas el cuerpo de las vacas utiliza energía de sus reservas de grasa corporal. Esto resulta en un incremento en la transferencia de ácidos grasos de la sangre característicos de las reservas de grasa corporal (específicamente ácido estérico (C18:0) y ácido oleico (C18:1cis9)) durante la síntesis de triglicéridos y subsecuente formación del glóbulo de grasa y secreción en la leche. Después de 100 días de lactancia las vacas lecheras se consideran ya en la etapa media de lactancia donde ya no se encuentran en un balance de energía negativo. En términos de la biosíntesis de grasa láctea significa que la glándula mamaria ahora puede producir ácidos grasos, incrementando la disponibilidad de este tipo de ácidos grasos (C4:0 – C16:0) para la síntesis de triglicéridos. Similar a la etapa media de lactancia, la etapa tardía presenta una alta formación de ácidos grasos producidos por la glándula mamaria. Estos cambios en la disponibilidad de ácidos grasos para la síntesis de triglicéridos influenciada por los cambios fisiológicos durante las etapas de lactancia de las vacas, resulta en cambios en las propiedades físicas de la grasa láctea. Específicamente, grasa láctea de vacas lecheras en etapa temprana tendrá un menor punto de fusión y por ende un menor contenido de grasa sólida.
En general, para el desarrollo de productos alimenticios altos en grasa es importante el conocimiento de los diferentes factores que determinan los cambios en su composición y estructura. Como se muestra en este resumen, la composición de la grasa láctea determina las propiedades físico-químicas de la misma. Conociendo cómo modificar la composición y estructura de la grasa láctea será posible diseñar grasas que se ajusten a las necesidades de los productos altos en grasa láctea. Esto incluye cambios requeridos en los procesos de producción y características sensoriales de este tipo de productos.
Referencias: