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Colombia – Suero de leche, de Contaminante a Suplemento Nutricional

Publicado

6 años atrás

23/10/2018

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Por

Perulactea

Ingenieros químicos encontraron en el lactosuero, un residuo de la elaboración del queso que suele ser desechado, la materia prima ideal para obtener hidrógeno –fuente de energía limpia– y producir suplementos alimenticios bajos en calorías.

Uno de los trabajos más recientes adelantado por el grupo de investigación en Procesos Químicos y Bioquímicos, de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), es el aprovechamiento de la lactosa del lactosuero para obtener galactooligosacáridos (GOS), compuestos con actividad prebiótica que se pueden utilizar en la producción de suplementos alimenticios para fortalecer la flora intestinal y aumentar las defensas.

El profesor Juan Carlos Serrato, de la Facultad de Ingeniería de la U.N., explica que por cada kilo de queso se producen en promedio nueve litros de suero.

De hecho, un estudio realizado en 2012 por la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria (Agrosavia), la Universidad Libre, el Consejo Nacional Lácteo y la U.N. Sede Medellín, concluyó que de las cerca de 580.000 toneladas de suero de leche que se produjeron ese año solo el 18,9 % se trató de manera adecuada por la industria, mientras del 21,8 % se hizo un proceso inadecuado y el 59,4 % no tuvo ningún tipo de manejo, es decir que se arrojó directamente al alcantarillado.

No obstante el lactosuero posee importantes componentes orgánicos como carbohidratos, entre los que se destacan lactosa, proteínas y grasa, que lo convierten en candidato para elaborar suplementos alimenticios o materia prima para obtener derivados de interés industrial.

Nutritivo y sin azúcar

Con el uso de enzimas que facilitaban el proceso, Fabián Rico Rodríguez, doctor en Ingeniería – Ingeniería Química de la U.N., transformó la lactosa presente en el lactosuero en dos azucares simples: la galactosa –con la que se van a formar los GOS, que no aportan calorías al consumidor– y la glucosa, que es alta en calorías y hace que el producto no sea apto para diabéticos o para personas que quieran consumir alimentos bajos en calorías.

El investigador menciona que “cuando las galactosas se unen quedan glucosas libres, lo cual incrementa el contenido de azúcar en la sangre del consumidor”. Para resolver el inconveniente y lograr un producto atractivo, al proceso de elaboración de los GOS se le añadió la enzima glucosa oxidasa, gracias a la cual se produjo ácido glucónico, compuesto que no aporta calorías y que según su pureza se usa en las industrias de alimentos, farmacéutica y química, de textiles y pinturas.

Se trata de un hallazgo importante ya que el ácido glucónico es fácilmente separable de los GOS, a diferencia de la glucosa. Según el investigador, para lograrlo y obtener GOS de alta pureza se requieren procesos muy complejos y costosos, como la nanofiltración, la separación con solventes como etanol, o la fermentación selectiva con levaduras, y aún así no se alcanza un 100 % de éxito, ni siquiera cuando el procedimiento se lleva a cabo con lactosa pura y no lactosuero.

“Con el proceso que propusimos, de agregar la glucosa oxidasa, a partir de lactosa pura podíamos oxidar el 100 % de la glucosa para convertirla en ácido glucónico, mientras que cuando lo hacíamos con lactosuero llegábamos a oxidar un 80 – 85 % de la glucosa, debido a que es un medio más complejo”, asegura.

Fuente de hidrógeno y energía

En otro trabajo innovador, Patricia Castillo Moreno, doctora en Ingeniería Química, utilizó el lactosuero para obtener hidrógeno, gas importante como fuente de energía limpia cuya producción se logra a partir de un proceso fotofermentativo en el que una bacteria se alimenta del suero como sustrato, lo metaboliza gracias a una fuente lumínica proporcionada por una bombilla de sodio, y produce finalmente hidrógeno.

La investigación le apuesta a un método de producción de dicho gas de manera limpia, debido a que la mayoría de los procesos tradicionales para obtener este gas aún dependen de combustibles fósiles, por lo que son fuente importante de CO2, uno de los principales responsables de los gases de efecto invernadero.

Usando una bacteria fotosintética llamada Rhodobacter capsulatus, la doctora Castillo aprovecha el metabolismo del organismo; para eso lo ubica en un medio de cultivo con poco nitrógeno y una fuente lumínica, y le suministra el lactosuero del que la bacteria aprovecha los ácidos orgánicos y la lactosa para alimentarse y producir un biogás compuesto por CO2, en una concentración no superior al 30 %, e hidrógeno en una concentración que normalmente es mayor al 90 % pero que en algunos estudios, según las condiciones, ha llegado a ser hasta del 75 %.

“El biogás resultante de ese proceso se podría utilizar, por ejemplo, en pilas combustibles para producir energía”, señala la investigadora, quien realizó este proyecto con la dirección del profesor Jean Pierre Magnin, en un trabajo conjunto entre la U.N. y la Communauté Université Grenoble Alpes, de Francia.

Procesos biológicos como los trabajados por la doctora Castillo tienen gran potencial pues también disminuyen los costos de producción de hidrógeno referentes a materia prima y energía. Sin embargo hoy no presentan un alto rendimiento, por lo que se están desarrollando diferentes tecnologías con microorganismos modificados y recombinados genéticamente para aumentar la producción del gas.

Con los desarrollos de los investigadores Rico y Castillo, los miembros de la industria láctea colombiana podrían pensar en producir la energía que necesitan para suplir parte de sus procesos productivos, a partir del suero lácteo que hoy desechan, como ocurre con los residuos de la caña de azúcar y la palma de aceite para obtener biogás y energía.

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Girolando, la mejor alternativa para la producción lechera en climas cálidos

Publicado

3 días atrás

22/11/2024

Por

Perulactea

Con una producción promedio de 5.000 litros de leche durante 305 días bajo el calor del clima tropical, estas terneras presentan una mayor resistencia y adaptación al entorno, lo que aumenta sus tasas de supervivencia. Estas cualidades las destacan en un país donde la cría de terneras enfrenta tasas de mortalidad de hasta el 25 %. Las terneras Girolando pueden producir en promedio 5.000 litros de leche durante 305 días en climas cálidos. Fotos: Felipe Argoty, magíster en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia sede Palmira.

En Colombia la producción lechera afronta una crisis marcada por los altos costos tanto de los insumos importados utilizados por la industria como de los alimentos concentrados para el ganado, además de factores como la tendencia al bajo consumo en el mercado y el encarecimiento de las tierras en zonas tradicionales de ganadería, entre otros, situación que ha obligado a los productores a buscar nuevas alternativas que permitan mantener la rentabilidad del negocio y reducir las pérdidas.

Foto. La cría de terneras enfrenta tasas de mortalidad de hasta el 25 %

Cerca del 80 % de la producción de leche proviene de animales con composición genuina en su genética, escenario en el que resaltan las terneras Girolando, una raza que toma y supera lo mejor del cruzamiento entre la productividad de la Holstein y la rusticidad de la Gyr, lo que les permite adaptarse a altas temperaturas, ser más tolerantes a parásitos y poderse pastorear en condiciones adversas, características que las convierten en la mejor opción para climas tropicales como los de Tolima, Valle del Cauca, Magdalena Medio y los Llanos Orientales y la Costa Caribe, en donde han demostrado un rendimiento superior.

En la industria lechera la etapa más crítica es la cría de las terneras, ya que es cuando los animales dependen de una adecuada alimentación y cuidados especiales para asegurar su supervivencia y óptimo desarrollo. Además de ser costosa, esta fase se asocia con altos índices de mortalidad, en particular por problemas de nutrición.

Ante este problema, durante su Maestría en Ciencias Agrarias en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, el zootecnista Luis Felipe Argoty López evaluó mediante tres experimentos alternativas para mejorar la rentabilidad durante la cría, con dietas menos costosas pero con el aporte nutricional necesario para evitar problemas de crecimiento y desarrollo, clave en la crianza de reemplazo, cuando preparan a las terneras para que se conviertan en futuras vacas lecheras que renueven el hato y mantengan la productividad del sistema.

Foto. En Colombia cerca del 50 % de la producción de leche proviene de cruces de toros y cebús.

El Estudio

En la investigación se analizó el crecimiento y desarrollo ruminal (ingesta de alimento sólido) de 19 terneras Girolando F1 con edades entre 14 y 22 meses, en el corregimiento de Santa Rosa de Tapias, municipio de Guacarí (Valle del Cauca).

Para el trabajo se hicieron 3 grupos de animales con sendos tratamientos. A los del primer grupo (grupo control) se le suministraron 4 litros de leche al día, repartidas en dos tomas, y concentrado comercial; al segundo, 4 L de leche distribuidos en tres tomas, más consumo de alimento experimental; y al tercer grupo, 4 L de leche distribuidos en tres tomas, más consumo de alimento comercial. A todos los tratamientos se les suministró pasto pangola y agua a voluntad.

Sobre el alimento experimental, el investigador explica que “hicimos ajustes dentro de la proteína, la pusimos un poco más disponible dentro de la dieta de las terneras, usamos soya, maíz, algunos cereales, premezclas, un promotor de crecimiento ruminal y lo que utilizan todos los alimentos concentrados, porque el reto era hacer un concentrado experimental similar en composición al comercial, pero con algunas mejoras”.

Foto. El estudio se realizó con 19 terneras en el corregimiento de Santa Rosa de Tapias (Valle del Cauca)

También recolectó muestras de sangre cada 15 días, para analizar metabolitos como proteína, albúmina, globulinas, calcio, betahidroxibutirato (BHB) y cortisol. Así mismo evaluó parámetros biométricos como edad, peso, circunferencia, altura, ganancia de peso, consumo promedio y conversión alimenticia. Cada variable evaluada se analizó estadísticamente a través de un modelo mixto de medidas repetidas.

Aunque en la ganancia de peso los resultados no arrojaron diferencias significativas entre los tratamientos, entre muestreo sí las hubo y se evidenció que la edad de los animales influye en la concentración de proteínas en la sangre y que el BHB permite conocer indirectamente el desarrollo ruminal.

También se evidenció que “la edad de los animales influye en la concentración de proteínas en la sangre y que el BHB permite conocer indirectamente el desarrollo ruminal”.

Foto. Con la raza Girolando se puede obtener una producción lechera más competitiva y menos dependiente de razas europeas

El investigador destaca que, “este indicador sugiere que las terneras están desarrollando su rumen de forma óptima, lo cual es esencial para una digestión eficiente, y en última instancia para su futura capacidad de producir leche”.

También se registraron bajos niveles de cortisol en la sangre, una hormona que se libera en respuesta al estrés y puede afectar el crecimiento y la salud general del animal. Altos niveles de este indican que las terneras están experimentando estrés, lo que puede influir negativamente en su sistema inmunológico y reducir su capacidad de aprovechar nutrientes, afectando el desarrollo del rumen y la futura producción de leche.

“Si logramos que más productores opten por razas como la Girolando, tendríamos una producción lechera más competitiva y menos dependiente de razas europeas, cuya adaptación a nuestras condiciones es limitada”, anota el magíster.