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Desarrollo de Productos con alto contenido de principios activos funcionales a partir de leche bovina y sus derivados

Monografía Desarrollo de productos a partir de la leche bovina y sus derivados

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Monografía Desarrollo de productos a partir de la leche bovina y sus derivados

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Desarrollo deProductos con

alto contenido deprincipios activos

funcionales apartir de lechebovina y susderivados

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Identificación del Proyecto

Código del Proyecto D03I1010

Título del proyecto Desarrollo de Productos con alto contenido de principios activos funcionales apartir de leche bovina y sus derivados

Año de Adjudicación 2003

Duración 3 años

Área Prioritaria Agropecuaria

Áreas Secundarias Manufactura

Montos totales M$ 423.073

Montos Fondef Asignados M$ 220.000

Director Paul Escobar Bahamondes (Octubre 2005 al presente)Juan Pablo Aviléz Ruíz /2004 - 2005

Dirección Manuel Montt 056, Campus San Francisco, UCTemuco

Teléfono 45 - 205 556

Correo electrónico [email protected]

Web proyecto http://www.uctemuco.cl/fondefD02I1135

Institución principal Universidad Católica de Temuco

Instituciones asociadas

Empresas asociadas Nestlé Chile S.A.

Agrícola Melimollu

Desarrollo de Productos con alto contenido de principios activos funcionales a partir de leche bovina y sus derivados

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3Desarrollo de Productos con alto contenido de principios activos funcionales a partir de leche bovina y sus derivados

Desarrollo de productos lacteos funcionales

El objetivo central de este proyecto es desarrollar productos con alto contenido de principiosfuncionales a partir de leche bovina y sus derivados. Los productos pueden ser: lecheenriquecida, productos lácteos con altos contenidos de IMM o CLA, o ambos, o otra formade entrega de estos compuestos para ser consumidos.

Actualmente, a nivel mundial, existe una creciente demanda por parte del consumidor deproductos cada vez más naturales, que posean un efecto positivo en la salud humana y queno correspondan a drogas, vacunas, productos químicos o antibióticos. Este grupo deproductos se define como “alimentos o suplementos alimenticios de origen natural queposeen un efecto benéfico en la salud humana”.

En la leche existen una serie de componentes con efectos positivos para la salud, dentro delos cuales se encuentra el ácido linoleico conjugado (CLA), el cual es un ácido graso omega-6, que puede tener los beneficios de omega-3. Dentro de los efectos benéficos de su consumoestá ser un agente anti-oxidante, reducción de tumores, reducción de incidencia de cáncer,regulación del metabolismo de glucosa y lípidos, y por lo tanto regulación de la gananciade grasas y masa muscular.

Actualmente está en discusión el desarrollo de métodos que permitan mejorar la actividaddel sistema inmunológico a través de componentes propios de la leche, cuya concentraciónpuede ser aumentada, tanto en leche como en productos lácteos produciendo leche enriquecida,con fines inmunológicos. Dentro de la grasa láctea se encuentra el CLA (acido linoleicoconjugado), que es un ácido graso con propiedades inmunomoduladoras.

El CLA (ácido linoleico conjugado) es una derivación natural del ácido linoleico, que haadquirido importancia en los últimos años.

Este compuesto se encuentra en forma natural en alimentos que se obtienen desde rumiantes,tanto en carnes como en productos lácteos, en concentraciones mayores a las que seencuentran en productos vegetales.

El ácido linoleico conjugado (CLA), un ácido graso proveniente de la isomerización ruminaldel ácido linoleico y que posee propiedades benéficas contra afecciones del corazón y elcáncer, además de propiedades contra la obesidad. El ácido linoleico conjugado, CLA estáformado por un grupo de compuestos que contienen una mezcla de isómeros posicionalesy geométricos, incluso se han identificado más de 20 diversos isómeros de este ácido. Siendoel isómero C18:2 (cis-9, trans-11), ácido octadecadienóico, producto intermedio de labiohidrogenación del ácido linoleico por la bacteria ruminal Butyrivibrio fibrisolvens, el másabundante en este grupo. Este isómero, encontrado en la grasa láctea, ha sido reconocidopor la Academia Nacional de Ciencias, de EE UU, como el único ácido graso que ha presentadoinequívocamente la propiedad de inhibir la carcinogénesis en animales experimental. Esteisómero también puede ser sintetizado en los tejidos por la enzima delta-9 desaturasa apartir de ácido vaccénico, otro intermediario en la biohidrogenación ruminal.

En el último tiempo, ha aumentado la presión para que se disminuya el uso de antibióticosy promotores de crecimiento en la producción animal. Recientemente se ha prohibido el usode más de 16 sustancias, además de algunos promotores de crecimiento de naturalezaantibiótica y se están estableciendo los límites máximos de residuos en los productos animales.

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Dentro de los efectos benéficos nombrados anteriormente, está la inmunomodulación, opotenciación de la actividad inmunológica en el individuo que consume tales productos, tantoa nivel del sistema inmunológico específico como el no específico. Los inmunomoduladores(IMM) corresponden a compuestos que tienen la capacidad de potenciar el sistema inmunológicoa través de la activación de uno o más mecanismos de defensa del organismo.

En los mamíferos, y en especial en el ser humano, el sistema inmune específico tiene especialimportancia en la sobrevivencia a las enfermedades, pudiendo crear defensas específicas(anticuerpos) ante la detección de un agente extraño que le es amenazante. Existe un nivel deequivalencia entre algunos anticuerpos de diferentes especies, que permite una transferenciaeficaz de los IMM de origen bovino a humanos, potenciando las defensas humanas.

En el calostro bovino, naturalmente se encuentran compuestos que fortalecen el sistemainmunológico de los terneros recién nacidos. Los principios activos que transfieren estainmunidad son los inmunomoduladores (IMM), y se encuentran representados principalmentepor las inmunoglobulinas (Ig). Las Ig poseen concentración variable en tipo y cantidad deacuerdo a diversos factores como edad, raza, sistema de manejo y exposición a antígenos opatógenos específicos.Estos productos estarán orientado a personas de la tercera edad, deportistas, infantes, personascon problema de salud, etc, quienes requieren en sus sistemas la incorporación de alimentossaludables.

Objetivo general

Desarrollar productos con alto contenido de principios activos funcionales (IMM y CLA) apartir de leche bovina y sus derivados.

Objetivos especificos

1. Desarrollar metodologías de análisis de principios funcionales para leche, y productosderivados.

2. Desarrollar una caracterización en función de manejos productivos de principios funcionales.

3. Desarrollar procesos de maximización de contenido de principios funcionales en planteleslecheros.

4. Desarrollar parámetros de extracción, concentración y síntesis de productos de interés aescala de laboratorio.

5. Desarrollar el proceso agroindustrial a nivel piloto para obtener productos funcionales dealta calidad.

6. Desarrollar productos con alto contenido de principios funcionales pre-comerciales a partirde leche bovina.

7. Desarrollar y evaluar estrategia de abastecimiento y conservación de materia prima fresca,para la elaboración de productos funcionales a partir de leche bovina.

8. Desarrollar paquetes tecnológicos para transferencia al sector productivo.

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Al realizar un análisis crítico de los resultados obtenidos hasta ahora de acuerdo a la hipótesisplanteada podemos señalar que la concentración de IMM sería factible de modificar. En elproyecto se han generado los siguientes resultados. En primer lugar el montaje de una técnicade ELISA Competitivo para la determinación cuantitativa de niveles de inmunoglobulinas(IgG e IgM) en calostro bovino, la validación analítica del ELISA mencionado, la cuantificaciónde IgG e IgM en muestras de calostro, la evaluación de diferencias en niveles deinmunoglobulinas en calostro de predios con sistemas sanitario-alimenticio diferentes,principalmente referentes a la suplementación con Selenio. En estos momentos estamosrealizando ensayos de concentración y extracción de inmunoglobulinas a través de técnicasde precipitación, ultrafiltración y cromatografía de afinidad. En cuanto a factores de crecimientoy de permeabilidad estamos en la etapa de montaje de la técnica, cuyas mediciones serealizarán por ensayos de ELISA.

En cuanto al CLA actualmente tenemos un diagnóstico bastante preciso de los efectos quetiene este parámetro en las estaciones de verano, otoño e invierno y de las posiblesmodificaciones en alimentación que podamos realizar en vacas de lechería. Nuestros ensayoshasta la fecha se ha basado en la utilización de Raps canola como principal ingrediente enla dieta de vacas, con el objeto de promover la producción de CLA en leche. Estos ensayosse realizaron en Vilcún con agricultores de la zona de la Agrícola Melimollu y en Osornocon productores que entregan a la planta NESTLE. Además se han evaluado los concentradosmás usados en la zona de mayor producción de leche como es Osorno.

La pradera debería ser la que aporta principalmente CLA en leche en estos sectores, peroes difícil que los productores produzcan leche solo a base de praderas, por la estacionalidadde esta y porque con los niveles productivos de sus animales siempre será necesariosuplementar con concentrado, incluso en periodos en que la pradera esta en su máximopotencial. Sin embargo, a pesar que es difícil de evaluar por los tipos de manejos en lospredios analizados, creemos que es necesario saber lo que aporta la pradera por si sola enla producción de CLA y además seria necesario evaluar el efecto del tipo de praderas en laproducción de CLA. Es por ello que para la primavera 2005 se pretende muestrear prediosque solo basen su producción lechera con praderas. Además de evaluar la pradera en si.Para ello se tomaran muestras de predios lecheros que entreguen a la planta NESTLE.

Con la ejecución de este proyecto se pretende desarrollar la tecnología necesaria para laconcentración de IMM provenientes del calostro y la producción de CLA en altasconcentraciones en productos lácteos (leche en polvo, leche condensada y mantequilla etc.).En el caso del calostro la idea es poder venderlo con un mayor valor agregado al mostrar

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un producto o alimento funcional con una concentración especificada de IMM, de CLA, deproteínas etc.; además se pretende concentrar a través de procesos físicos los IMM(específicamente anticuerpos) desde el calostro y agregarlo al producto lácteo para otorgarlemayor valor agregado a esos productos. Actualmente el calostro es usado para alimentaciónde terneros y/o eliminado del predio.

Para el caso de la leche y productos lácteos, se pretende lograr un alimento funcional con altasconcentraciones de CLA, especificando la proporción de los isómeros principales. Previamentese habrá logrado, en un numero creciente de productores, la adopción de un manejo alimenticiodeterminado de sus vacas. Esta leche rica en CLA deberá dar origen a productos lácteosespecíficamente ricos en CLA, introduciendo así un producto de alta calidad en el mercado.Esto se ve como otra alternativa para elevar el consumo de lácteos en el país.

Además los productos desarrollados se podrán diversificar para estratos de la población comopor ejemplo, a partir del calostro, cuyas bondades potenciales son para uso en deportistas ytambién en personas de la tercera edad, lo cual abre otras alternativas de negocio. Los resultadosdel proyecto podrán fortalecer la industria lechera lo que podría mejorar las condiciones decompra al productor aumentando la actividad productiva con la generación de empleosregionales (especialmente gen IX y X regiones). En el caso de los productos a desarrollar, losprincipales beneficiarios son consumidores específicos como personas de la tercera edad,deportistas, infantes, personas con problemas de salud, etc., quienes requieren en sus sistemasla incorporación de alimentos saludable.

Otro sectores favorecidos podrían ser las plantas de alimentos de animales con la modificaciónde sus dietas ofreciendo al productor otras alternativas de concentrados con ingredientes quepodrían modificar los cultivos tradicionales. Además se podría potenciar la producción deleche a base de praderas usando dietas que no deberían ser de un precio significativamentemayor que las que se utilizan normalmente en los predios.

Sin duda que se generará nueva tecnología en laboratorio con la implementación de técnicaspara determinación de CLA, IMM, etc, que no están desarrolladas a cabalidad en Chile, lo cualpermitirá fortalecer otras líneas de investigación y establecer servicios a la comunidad y sobretodo a los productores lecheros. Se podrá generar un mayor conocimiento para entregar aprofesionales de la producción lechera y de la biotecnología mediante la transferencia tecnológica.Esto permitirá la creación de una nueva línea de trabajo sobre la cual continuar realizandoinnovaciones y mejorando aspectos relacionados con la aplicación de tecnologías biológicasa la producción comercial.

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En el caso de los servicios, los cuales están orientados casi en su totalidad al productor, losprincipales beneficios están orientados a incorporar un mayor valor agregado a su productotradicional, la leche, y percibir los beneficios económicos y sociales de la innovaciónincorporada.

Todo lo anterior permitirá establecer como será la fase de la planta piloto o pruebasdeterminadas para el eventual escalamiento, que podría realizarse en NESTLE o en instalacionesde la UCT.

Se está evaluando la posibilidad de realizar un nuevo proyecto conjunto entre las institucionesy la empresa, el cual se presentaría a través de un Fondecyt y que seguiría la línea deInmunomodulación en animales, la que fue sacada del proyecto actual.

Bibliografía

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ContactosPAUL ESCOBAR BAHAMONDESIngeniero Agrícola M. Sc.DirectorEscuela de AgronomíaFacultad de Recursos [email protected] - [email protected]://www.uctemuco.cl/fondefD02I1135/Fono 45-205556Fax 45-205570

JUAN PABLO AVILEZMédico Veterinario M. Sc.Director AlternoEscuela de Medicina VeterinariaFacultad de Recursos [email protected] - [email protected]://www.uctemuco.cl/fondefD02I1135/Fono 45-205556 / fax 45-205570

GABRIELE VON FABECK SCHNEEBERGERMédico VeterinarioInvestigador TerrenoEscuela de Medicina VeterinariaFacultad de Recursos [email protected] - [email protected]://www.uctemuco.cl/fondefD02I1135/fono 45-205556 / fax 45-205570