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Caracterización fisicoquímica y microbiológica de la leche de cabra y su conservación mediante la activación del sistema lactoperoxidasa

Caracterización fisicoquímica y microbiológica de la lechede cabra y su conservación mediante la activación del

sistema lactoperoxidasa

Physical-chemical and microbiological characterization of goat’s milk and itsconservation by means of the activation of the lactoperoxidase system

RESUMEN

Las características fisicoquímicas y microbiológicas de la leche de cabra criolla fue-ron estudiadas a través de un período de lactación, obteniéndose los siguientesvalores medios en lactaciones de 14 a 18 semanas: acidez titulable (14,53+2,06 ºD),pH (6,70+0,08), densidad (1,030+0,003 g/ml), grasa (4,89+1,36%), proteína(3,77+0,59 %), lactosa (4,01+0,46 %), sólidos totales (13,38+1,69 %), estabilidad alalcohol (48,93+ 4,97 %), bacterias aerobias mesófilas viables (3,81x104+4,98x104

ufc/ml) y coliformes totales (5,68x102+1,14x103 ufc/ml). La lactosa, bacterias aerobiasmesófilas viables y coliformes no dependieron del período de lactación, según losanálisis de regresión. No se presentaron muestras con un tiempo de reducción delazul de metileno menor a 5 horas. El tiocianato a 67 días posparto fue de 7,08 µg/ml. El sistema lactoperoxidasa extendió la conservación de leche caprina de buenacalidad higiénica, almacenada a 22-25 ºC, en 4,3 horas. Muestras almacenadas a 6ºC incrementaron su tiempo de conservación en 55,89 horas y 54,22 horas enleche de buena y mala calidad higiénica, respectivamente.

Palabras clave: leche de cabra, lactación, sistema lactoperoxidasa.

ABSTRACT

The physical-chemical and microbiological characteristics of goat’s milk from criollabreed were studied throughout lactation period. The following average values wereobtained in lactations from 14 to 18 weeks: titratable acidity (14,53+2,06 ºD), pH(6,70+0,08), density (1,030+0,003 g/ml), fat (4,89+1,36 %), protein (3,77+0,59 %),lactose (4,01+0,46 %), total solids (13,38+1,69 %), alcohol stability (48,93+4,97 %),viable mesophilic aerobic bacteria (3,81x104+4,98x104 ufc/ml) and total coliformbacteria (5,68x102+1,14x103 ufc/ml). The lactose, viable mesophilic aerobic bacte-ria and coliform bacteria did not depend on the lactation period. There were notsamples with a reduction time of methylene blue less than 5 hours. The thiocyanateafter 67 days of birth was 7,08 µg/ml. The lactoperoxidase system extended theconservation of goat’s milk of good hygienic quality, stored at 22-25 ºC, in 4,3hours whereas in milk of bad hygienic quality it did not allow its acceptance. Samplesstored at 6ºC increased its time of conservation in 55,89 hours and 54,22 hours inmilk of good and bad hygienic quality respectively.

Key words: goat milk, lactation, lactoperoxidase system.

Fanny Ludeña1

Silvia Peralta2

Oscar Arroyo3

Luz Fung4

Celso Gonzales5

1 Mg. Sc. en Industrias Alimentarias. Profesor de la Facultad de Industrias Alimentarias,Universidad Nacional Agraria La Molina.

2 Br. en Industrias Alimentarias. Egresada de la Universidad Nacional Agraria La Molina.3 Mg. Sc. en Producción Animal. Director Ejecutivo de PROCABRA.4 Ing. en Industrias Alimentarias. Jefe de Planta de PROCABRA.5 Ing. Estadístico. Profesor de la Facultad de Economía, Universidad Nacional Agraria La

Molina.

INTRODUCCIÓNEn los últimos años, la leche de cabra ha sido objeto dediversos estudios, los mismos que han demostrado una

serie de ventajas con respecto a la leche de otrasespecies, como por ejemplo la leche bovina.

A pesar de que la explotación de caprinos en el Perútiene una gran importancia social y económica porqueinvolucra a una especie animal con los criadores demenores recursos y más marginales, y de que suproducción anual ha ido aumentando en los últimosaños1, no se conocen las bondades y características dela leche de cabra criolla criada en nuestro país.

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Fanny Ludeña, Silvia Peralta, Oscar Arroyo, Luz Fung, Celso Gonzales

La mayoría de las granjas caprinas del país es de tipotradicional, pues en ellas se practica un sistema artesanalde crianza y hay poca producción de leche. Por ello,actualmente las explotaciones de leche caprina en elpaís no pueden contar con un sistema de conservaciónde leche cruda tan caro como es el de refrigeración.Así pues, existe la necesidad de contar con un sistemaapropiado que permita que la leche resista el ataque demicroorganismos mientras es transportada.

La activación del sistema lactoperoxidasa en leche crudade cabra es una alternativa para permitir unaconservación de la leche durante su transporte,permitiendo de esta manera obtener una leche de buenacalidad sin involucrar los altos costos que implicaría untransporte en refrigeración.

MATERIAL Y MÉTODOCaracterización fisicoquímica y microbiológica dela leche de cabra

El número de granjas caprinas seleccionadas sedeterminó en base a un muestreo estratificado deltamaño del rebaño. De cada granja seleccionada seescogió al azar entre 1 y 2 cabras preñadas. Desde elsegundo al cuarto día posparto, la toma de muestra delordeño de la mañana fue diaria, para después realizarsesemanalmente hasta el final de la lactación. El tiempo deseca se determinó por producciones de leche menoresa 0,3 litros por un período de 2 semanas seguidas2. Losanálisis realizados fueron: acidez titulable, pH, densidad,grasa, proteína, lactosa, sólidos totales, prueba delalcohol, tiempo de reducción del azul de metileno yrecuento de mesófilos y coliformes. Todos los análisisse realizaron en cada toma de muestra, a excepción dela lactosa, proteína, tiempo de reducción del azul demetileno y recuento de mesófilos y coniformes, loscuales se llevaron a cabo una vez por mes. Se determinóel contenido de tiocianato a los 67 días posparto. Secalculó la media y desviación estándar de cada variable,además de realizar análisis de regresión para cadacaracterística versus semana o mes de lactación.

Determinación del tiempo máximo de conservación deleche cruda de cabra mediante la activación del sistemalactoperoxidasa

Se tomaron muestras de leche de cada una de las granjasdel valle del río Chillón, con el objetivo de realizarlesun recuento de bacterias aerobias mesófilas viables ypoder clasificar a las granjas en dos tipos, según su calidadhigiénica (Tipo A: Buena calidad higiénica, Tipo B: Malacalidad higiénica). El límite planteado para la leche tipoA y B fue de 106 ufc/ml3,4. Se seleccionaron dosproductores de cada tipo de leche debido a las dos

Figura 1. Evaluación del tiempo de conservación deleche cruda de cabra mediante la activación del

sistema lactoperoxidasa

repeticiones que se efectuaron por tipo. En la Figura 1se muestra el procedimiento experimental. Se ejecutóun diseño factorial, siendo los factores calidad higiénica(A y B) y activación (testigo y tratamiento).

RESULTADOCaracterización fisicoquímica y microbiológica dela leche de cabra

En la Tabla 1 se muestra la transición de las característicasfisicoquímicas de leche calostral a leche normal.

En la Tabla 2 se presentan las medias de las característicasfisicoquímicas y microbiológicas de un período completode lactación de 14 a18 semanas.

Tabla 1. Transición de las característicasfisicoquímicas de leche calostral a leche normal

Variable Calostro Leche

Segundo día Tercer día Cuarto día

Acidez (ºD) 20 19 18

pH 6,58 6,62 6,65

Densidad (g/ml) 1,038 1,039 1,039

Grasa (%) 6 3,7 3,6

Lactosa (%) 3,9 - 4,4

Proteína (%) 5,9 - 5,4

ETOH (%)1 40 44 48

1 Estabilidad al alcohol, máxima concentración de solución de etanol que nocausa coagulación a un igual volumen de muestra.



Tabla 2. Media de las características fisicoquímicas ymicrobiológicas de un período completo de lactación

de 14 a 18 semanas

Característica Media

Acidez (ºDornic) 14,53+2,06

pH 6,7+0,08

Densidad (g/ml) 1,030+0,003

Grasa (%) 4,89+1,36

Proteína (%) 3,77+0,59

Lactosa (%) 4,01+0,46

Sólidos totales (%) 13,38+1,69

Estabilidad al alcohol (%) 48,93+4,91

B.a.m.v. (ufc/ml) 3,81x104+4,98x104

Coliformes (ufc/ml) 5,68x104+1,14x103

TRAM (horas) >5

Tiocianato (µg/ml) 7,08

Figura 3. Comportamiento del pH a través delperíodo de lactación

Figura 2. Comportamiento de la acidez a través delperíodo de lactación

En las Figuras 2 a 11 se presentan los comportamientosde las características fisicoquímicas y microbiológicasevaluadas en el transcurso de la lactación, así comotambién sus respectivos análisis de regresión.

Figura 4. Comportamiento de la densidad a través delperíodo de lactación

Figura 5. Comportamiento de la grasa a través delperíodo de lactación



Figura 6. Comportamiento de la proteína a través delperíodo de lactación

Figura 7. Comportamiento de la lactosa a través delperíodo de lactación

Figura 9. Comportamiento de la estabilidad al alcohola través del período de lactación

Figura 10. Comportamiento del recuento debacterias aerobias mesófilas viables a través del

período de lactación

Figura 11. Comportamiento del recuento decoliformes totales a través del período de lactación

Figura 8. Comportamiento de los sólidos totales através del período de lactación



Los resultados de los análisis fisicoquímicos ymicrobiológicos de las muestras provenientes de lasgranjas caprinas del valle del río Chillón se presentan enla Tabla 3.

En la Tabla 4 se aprecian los resultados de lacaracterización fisicoquímica de las muestras de lechede las granjas evaluadas en el valle del río Chillón.

Tabla 3. Resultados de análisis fisicoquímicos ymicrobiológicos en las muestras provenientes de las

granjas caprinas del valle del río Chillón

Granja (Nº) Acidez(ºDornic) b.a.m.v.1(log ufc/ml)

P1 15,75 4,55a

P2 14 5,66b

P3 15,5 5,29b

P4 15,5 5,39b

P5 17,75 4,37a

P6 18 5,40b

P7 16,5 5,65b

P8 17 3,77a

P9 15,5 4,44a

P10 15,75 3,99a

P11 14 4,70a

P12 15,75 4,68a

P13 15,5 3,61a

P14 16 4,68a

P15 16,5 4,46a

1 Bacterias aerobias mesófilas viables.a Leche tipo A, b Leche tipo B.

Determinación del tiempo máximo de conser-vación de leche cruda de cabra mediante la activa-ción del sistema lactoperoxidasa

Los comportamientos de las característicasfisicoquímicas y microbiológicas evaluadas en eltranscurso del almacenamiento a temperatura ambientese muestran en las Figuras 12 a 17.

Figura 12. Variación de la acidez láctica de la leche detipo A y B durante el almacenamiento a temperatura

ambiente

Tabla 4. Resultados de la caracterización fisicoquímicade las muestras de leche de las granjas evaluadas en el

valle del río Chillón

Granja Acidez pH Pruebas del Densidad Grasa

(Nº) (ºDornic) alcohol (%)1 (g/ml) (%)

P9 16 6,76 52 1,0327 6,15

P3 17 6,72 52 1,0307 7,45

P4 16 6,77 56 1,0320 6,00

P12 16 6,82 48 1,0310 6,351 Estabilidad al alcohol, máxima concentración de solución de etanol que no

causa coagulación a un igual volumen de muestra.

Figura 13. Variación del pH de la leche de tipo A y Bdurante el almacenamiento a temperatura ambiente



Figura 14. Variación de la estabilidad al alcohol de la leche tipoA y B durante el almacenamiento a temperatura ambiente

Figura 15. Variación del TRAM de la leche tipo A y Bdurante el almacenamiento a temperatura ambiente

Figura 16. Bacterias aerobias mesófilas viables (B.a.m.v) en lechetipo A y B durante el almacenamiento a temperatura ambiente

Figura 17. Coliformes totales en leche tipo A y Bdurante el almacenamiento a temperatura ambiente

Los comportamientos de las características fisico-químicas y microbiológicas evaluadas en el transcursodel almacenamiento a temperatura ambiente semuestran en las Figuras 18 a 22.

Figura 18. Acidez en leche tipo A y B durante elalmacenamiento a temperatura de refrigeración

Figura 19. Estabilidad al alcohol de la leche tipo A y B duranteel almacenamiento a temperatura de refrigeración



Figura 20. TRAM de la leche tipo A y B durante elalmacenamiento a temperatura de refrigeración

Figura 21. Psicrófilos en leche tipo A y B durante elalmacenamiento a temperatura de refrigeración

Figura 22. Coniformes totales en leche tipo A y B durante elalmacenamiento a temperatura de refrigeración

El tiempo máximo de conservación de la leche cruda decabra almacenada a temperatura ambiente (22-25 ºC)en función de cada análisis se presenta en la Tabla 5.

Tabla 5. Tiempo máximo de conservación de lechecruda de cabra (horas) almacenada a temperatura

ambiente (22-25ºC) en función de cada análisis*

Tipo de leche A B

Análisis Testigo Tratamiento Testigo Tratamiento

Acidez 9,00 12,47 6,08 9,22

TRAM1 5,19 8 3,82 7,74

b.a.m.v.2 5,04 9,92 3,61 9,12

Coliformestot. 3,15 7,45 0 01 Tiempo de reducción del azul de metileno.2 Bacterias aerobias mesófilas viables.

El tiempo máximo de conservación de la leche cruda decabra a temperatura de refrigeración (4-6 ºC) enfunción de cada análisis se presenta en la Tabla 6.

Tipo de leche A B

Análisis Testigo Tratamiento Testigo Tratamiento

Acidez 96 138 73,16 127,75

TRAM1 29,5 108,25 25,63 110,5

Psicrótrofastot.2 41,49 85,39 32,2 86,41

Coliformestot. 43,66 91,46 0 54,221 Tiempo de reducción del azul de metileno.2 En función del valor límite recomendado por Romero (1989). Máx. 1 millón

ufc/ml.

DISCUSIÓNCaracterización fisicoquímica y microbiológica dela leche de cabra

El número de granjas evaluadas fue ocho, y el de cabrasseleccionadas, nueve. Éstas presentaron pariciones entrelos meses de febrero y mayo de 2005.

Caracterización del calostro

En el Tabla 1 se muestra la transición de las característicasfisicoquímicas de calostro a leche. La acidez decreció arazón de 1 ºDornic por día, lo cual se debió posiblementeal descenso en el contenido de caseína5. El pH aumentócasi en la misma proporción que la acidez. La densidadaumentó de 1,038 g/ml a 1,039 g/ml del segundo al tercerdía, manteniéndose luego constante al cuarto díaposparto. El aumento de densidad fue producto de ladisminución del tenor graso en dichos días, descendiendo



de 6,0 a 3,7 %. El calostro tuvo una mayor cantidad deproteína que la leche, siendo de 5,9 % y 5,4 %respectivamente, lo cual se pudo deber a la alta fracciónde la globulina en el calostro6. La lactosa aumentó de3,9 % a 4,4 % en su transición de calostro a leche. Laprueba del alcohol demostró una menor estabilidad delcalostro en comparación a la leche normal.

Caracterización de la leche

El comportamiento de las características evaluadas enel transcurso de la lactación y los análisis de regresiónson presentados en las Figuras 2 a 11. Los análisis deregresión mostraron que todas las variables estudiadasdependieron de la semana o mes de lactación, aexcepción de la lactosa, bacterias aerobias mesófilasviables y coliformes. Las medias y desviacionesestándares son presentadas en la Tabla 2.

La acidez alcanzó sus más altos valores en la primera yúltima semana, siendo de 18,38 ºD y 17 ºD respectivamente,mientras que su más bajo valor fue de 12,38 ºD, obtenidoa la séptima semana. El cambio de acidez se debe a loscambios químicos que ocurren en la leche al pasar losdías, principalmente de la caseína5. El promedio fue de14,53 ºD, siendo este valor mayor a los obtenidos en otrasinvestigaciones7,8. Los valores de pH variaron entre 6,64 y6,80 a partir de la segunda semana hasta el final de lalactación, mientras que en la primera semana se registróel valor más bajo, siendo éste de 6,56. En promedio seobtuvo un valor de pH de 6,70, el cual coincide con losresultados obtenidos en otras investigaciones7,8.

El más alto valor de densidad fue obtenido en la primerasemana, siendo éste de 1,033 g/ml. En las semanassiguientes se mostró un descenso hasta que en la semanadoce y trece se tuvo un incremento a 1,031 g/ml, paraluego otra vez decrecer. La densidad depende delextracto seco y de la grasa5, los cuales variaron a travésde la lactación provocando una variación en la densidad.La densidad promedio fue de 1,030 g/ml, siendo similara la de la leche de cabra cruzada Saanen7, pero mayor ala de la leche de las cabras white short- haired8.

En la primera semana de lactación, la grasa fue de 4,63%, la cual decreció hasta 3,56 % en la tercera semana,para luego no variar hasta la séptima semana y registrarseluego un crecimiento hasta el final de la lactación. Lagrasa de la leche es alta al comienzo de la lactación, yaque la cabra consume sus reservas, pero luego disminuyerápidamente al perder estos recursos. Al final delperíodo, la grasa aumenta en razón de la menorproducción de leche9. El porcentaje graso medio fue de4,89 %, siendo éste apreciablemente mayor a losobtenidos en otras investigaciones7,8,10.

La proteína a partir del primer mes hasta el final de lalactación aumentó desde 3,33% a 4,63% respectivamen-

te, debido a una evolución en la glándula mamaria7 y a lamenor producción de leche al final de la lactación9. Elvalor medio fue de 3,77 %, similar a los reportados enotros trabajos, los cuales varían desde 2,79 %10 a 3,8 %11.

El mayor contenido de lactosa se obtuvo al primer mes,siendo éste de 4,5 %. Después, este componentedecreció a 3,43 % en el tercer mes, siendo éste el valormás bajo, ya que en el último mes el promedio ascendióa 3,67 %. El promedio de la lactosa fue de 4,01 %, siendoéste menor a los encontrados en otros trabajos8,13,14.

Los sólidos totales descendieron durante las primerastres semanas desde 14,01 % a 12,06 %. En la cuartasemana subieron a 12,64 % y después decrecieron a12,08 % en la semana siete. Los valores fueron casiconstantes hasta la semana once, a partir de la cualcrecieron hasta el final de la lactación, siendo el mayorvalor alcanzado de 14,8 %. El promedio fue de 13,38 %,siendo éste mayor a los obtenidos en otrostrabajos7,8,10,14; sin embargo, es menor al registrado encabras criollas criadas en Chile12.

La menor estabilidad de la leche de cabra se presentó alinicio y al final de la lactación, siendo 46 % y 44 % losmenores valores, respectivamente. La mayor estabilidadfue de 54 % y se presentó en la séptima semana. Lassales presentes en la leche de cabra influyen en laestabilidad al alcohol13, por lo que éstas al variar en lalactación provocan un cambio en la estabilidad. Enpromedio, la estabilidad al alcohol fue de 48,93 %, locual muestra que la leche de cabra es inestable encomparación a la de vaca3.

El mayor recuento de bacterias aerobias mesófilas fuede 4,91 log ufc/ml, y se presentó en el primer mes. En lossiguientes meses, los recuentos se mantuvieron casiconstantes. El promedio obtenido en todo el período delactación fue de 3,8x104 ufc/ml, estando este valor pordebajo del límite máximo permitido en leche de cabra4.

El menor recuento de coliformes se obtuvo al comienzode la lactación, mientras que el mayor se registró en elúltimo mes, siendo éste mayor al límite permitido porla norma técnica de leche de vaca3. El recuento mediode coliformes fue de 568 ufc/ml. Con respecto al tiempode reducción del azul de metileno, no se presentaronmuestras con un tiempo menor a 5 horas. El contenidode tiocianato a los 67 días posparto fue de 7,08 ìg/ml.

Determinación del tiempo máximo deconservación de leche cruda de cabra mediantela activación del sistema lactoperoxidasa

En la evaluación microbiológica de la leche de cada granja(Tabla 3), se obtuvo que ninguna sobrepasó el límitefijado en la metodología para diferenciar a las calidadesde leche, por lo que se planteó que el nuevo límite seael fijado por la PMO14.



Las granjas seleccionadas presentaron similarescaracterísticas fisicoquímicas.

Evaluación a temperatura ambiente

Los comportamientos de cada característica evaluada atemperatura ambiente se presentan en las Figuras 12 a17. La acidez, el pH y la estabilidad al alcohol nopresentaron diferencias significativas en ninguna de lashoras evaluadas entre ambos tipos de calidad, ni tampocoentre tratamientos. Por otro lado, en el tiempo dereducción del azul de metileno se presentaron diferenciassignificativas (p < 0,05) entre los testigos y tratamientosa partir de la hora 6, mostrándose en los tratamientosmayores tiempos.

En el análisis de bacterias aerobias mesófilas se obtuvoque en las dos primeras horas de análisis se presentarondiferencias significativas (p < 0,05) entre los tipos decalidad de leche, mientras que entre tratamientos deactivación las diferencias (p < 0,01) se mostraron a partirde la hora 3. El sistema lactoperoxidasa (SLP) tuvo unaacción bactericida contra las bacterias aerobias mesófilasdurante las primeras horas de almacenamiento. Por otrolado, no se encontraron diferencias significativas encoliformes en ninguna de las horas evaluadas, a pesardel efecto bactericida del SLP en las primeras horas dealmacenamiento.

En base a los límites fisicoquímicos y microbiológicos deleche de vaca3, se determinaron los tiempos máximosde conservación (Tabla 5). En leche tipo A, el testigotuvo un tiempo de conservación de 3,15 horas y untratamiento de 7,45 horas. La leche tipo B desde uninicio mostró un recuento de coliformes superior allímite máximo, por lo que su tiempo de conservaciónfue de 0 horas en el testigo y en el tratamiento.

Evaluación a temperatura de refrigeración

Los resultados promedios para cada característicaevaluada son presentados en las Figuras 18 a 22.

Con respecto a la acidez titulable, se presentarondiferencias significativas (p < 0,01) entre tratamientos apartir de la hora 72, mientras que en la estabilidad alalcohol, estas diferencias (p < 0,05) recién se mostrarona partir de la hora 96. En el tiempo de reducción delazul de metileno y en el recuento de bacteriaspsicrótrofas, las diferencias significativas (p < 0,01) seoriginaron a las 24 horas de almacenamiento. El SLPmostró un efecto bactericida contra bacteriaspsicrótrofas.

En lo concerniente a los coliformes, en las muestrastestigo se observó que la refrigeración ocasionó unefecto bacteriostático y bactericida en las muestras tipoA y B respectivamente, mientras que en los tratamientos

el efecto fue sólo bactericida, obteniéndose de estamanera menores recuentos que los presentados en laevaluación a temperatura ambiente. Las diferenciassignificativas (p < 0,05) entre tratamientos se mostrarona partir de la hora 72.

Los tiempos máximos de conservación en la leche tipoA fueron de 29,5 horas y 85,39 horas para el testigo ytratamiento respectivamente. En leche tipo B, debido aque los recuentos de coliformes del testigo desde elinicio de la evaluación fueron mayores al indicado porla norma, su tiempo de conservación fue de 0, mientrasque en el tratamiento, debido al alto efecto bactericidapresentado por el SLP, se obtuvo un tiempo deconservación de 54,22 horas.

CONCLUSIONESSegún los resultados de la presente investigación, todaslas características evaluadas, a excepción de la lactosa,bacterias aerobias mesófilas viables y coniformes,dependieron del período de lactación. La acidez, grasay sólidos totales mostraron la misma tendencia, ya queal inicio y al final de la lactación se obtuvieron los mayoresvalores, mientras que los menores fueron obtenidos altérmino del primer mes y a comienzos del segundo. ElpH obtuvo su menor valor en la primera semana,mientras que luego se mantuvo variable en un rangoamplio. La densidad fue mayor al inicio de la lactación,para luego descender gradualmente. La estabilidad alalcohol fue menor al inicio y final de la lactación,mostrando su mayor estabilidad a la séptima semana.

El SLP incrementó el tiempo de conservación de la lechecruda de cabra durante el almacenamiento atemperatura ambiente y en refrigeración, siendo másefectivo a temperatura de refrigeración. Con respectoa las calidades, la leche tipo A presentó un mayor tiempode conservación que la de tipo B. No se presentaroninteracciones entre las calidades y la activación del SLP.

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Dirección de contacto:

Ing. Fanny Ludeña: Urb. Los Precursores, calle H3, Nº 331. Surco,Lima 33, Perú. • Teléfono: 2744559

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