Desarrollo y evaluación de herramientas analíticas para el control de calidad de la producción láctea

Resumen

Las conexiones entre alimento, salud animal, nutrición animal y productos animales saludables para consumo humano, como la leche, implican una investigación multidisciplinar. En este sentido, la presencia de ciertos AG de la leche ha adquirido enorme interés dados sus efectos positivos en la salud humana. En el apartado Experimental 1 de la presente Tesis Doctoral, se ha desarrollado la implementación de una metodología para la cuantificación de AG de interés en leche. Se ha estudiado la obtención de la fracción lipídica mediante una centrifugación y ultracentrifugación. Posteriormente se ha optimizado y evaluado el proceso de trasnsmetilación/extracción mediante catálisis básica a diferentes temperaturas. Dichos procesos se han validado por comparación de los resultados con el método de referencia, que incluye una extracción de la fracción lipídica mediante disolventes orgánicos. El método de análisis mediante GC-MS empleado para la cuantificación de los ésteres metílicos de AG así obtenidos, se optimizó para adecuarlo a los AG de interés. Los resultados obtenidos indican que la temperatura no afecta al número de AG identificados, aunque sí a la reproducibilidad del método, y que el desarrollo de una metodología alternativa a temperatura ambiente, cumple los criterios de precisión y exactitud establecidos por la Norma ISO15885/IDF184. En el estudio Experimental 2, se desarrolló un procedimiento de extracción/metilación de AG en leche en un solo paso, mediante el empleo del MW como alternativa al método convencional. Se probaron digestiones en medio ácido (AD) para leche y fracción lipídica y en medio básico (BD) en muestras de fracción lipídica. El primer fue la optimización secuencial de las condiciones experimentales, tanto instrumentales (T y t), como químicas (ratio muestra/disolvente). Se analizaron estadísticamente los resultados y se establecieron las condiciones más favorables para AD y BD. Se evaluó la exactitud y la precisión del método mediante un material de referencia (grasa de mantequilla). En base a los resultados obtenidos, la metodología BD se considera la seleccionada, estudiando como punto final su reproducibilidad como método de análisis, resultando ser satisfactoria al cumplir los criterios de evaluación de resultados de la Norma ISO15885/IDF184. Siguiendo en la línea de la mejora de las características nutricionales de los alimentos se ha desarrollado el apartado Experimental 3. En él se describe la influencia de la suplementación de la dieta de vacuno lechero con Se orgánico, con la finalidad de aumentar su concentración en leche y su posible repercusión sobre el contenido de los oligoelementos Zn, Cu, Co y I. Su ingesta regular permitirá una nutrición más equilibrada. El ensayo fue realizado con tres dosis diferentes de Se: D0 o grupo sin suplementación (grupo control), D1, D2 y D3 con contenidos crecientes de Se en la ración. Para el control de metales traza y I, se puso a punto una metodología que lleva asociado el ataque por MW para eliminar la materia orgánica de las muestras de leche y el posterior análisis mediante ICP-MS. Para los metales traza se utilizó un método de digestión de MW ácido y para el I básico. El método fue validado mediante el análisis de un material de referencia certificado. Los resultados mostraron que el contenido en Se experimenta una rápida respuesta, aumentando rápidamente y alcanzando el séptimo día de ensayo el 100% del nivel de estabilización para D1 y el 80% de D2. Sin embargo, para el grupo D3 con dosis más alta, los niveles de Se aumentan hasta el final del experimento. Los grupos con dosis D2 y D3 obtienen recuperaciones de Se que alcanzan en la primera semana del ensayo el 15% de la CDR para este elemento. En cuanto al Co, Zn y I, no mostraron efectos significativos para la interferencia con Se a ninguna de las dosis estudiadas, sin embargo, se observa que el contenido en Cu total experimenta un descenso a medida que se incrementa la concentración de Se en leche. En la sección Experimental 4 se describe el desarrollo y la evaluación de modelos quimiométricos NIRS para la caracterización de la leche de vaca a pie de campo. La finalidad es desarrollar una metodología analítica basada en la tecnología NIRS que permita establecer un control de calidad ¿in-situ¿ y a tiempo real de las producciones lecheras a nivel de explotación. Empleando un espectrofotómetro portátil MicroPHAZIR, se llevó a cabo la puesta a punto y optimización de la recogida de información espectral, se ensayaron diferentes pretratamientos de las muestras de leche y se optimizaron las condiciones instrumentales de medida con el objetivo de obtener una señal espectral satisfactoria. Se desarrollaron ecuaciones de calibración NIRS, realizando un pretratamiento de la señal espectral y aplicando modelos de regresión lineales multivariantes. Los mejores resultados se obtuvieron recogiendo el espectro de la leche sin pretratamiento utilizando una cubeta de 17 mm. Las condiciones instrumentales más adecuadas fueron 80 barridos a promediar por espectro y tres espectros por muestra de leche. Los estadísticos de las ecuaciones de calibración desarrolladas ponen de manifiesto que es posible la predicción cuantitativa del contenido en grasa, proteína y el ESM. Posteriormente, se evaluó la transferencia de los modelos desarrollados en el equipo MicroPhazir, Master, a otro equipo similar, Satélite. Se evaluaron diferentes matrices de estandarización con diversos grupos de muestras en función de la distancia al centro poblacional y se desarrollaron los correspondientes algoritmos de clonación hasta conseguir el mejor ajuste posible de los espectros del equipo satélite a los del master. En términos del estadístico RMS(C) los mejores resultados los mostró la matriz desarrollada con 10 espectros de muestras de leche. La evaluación de la transferencia se llevó a cabo sobre una colección de 40 muestras de leche. Los SED (errores estándar de las diferencias) entre los dos equipos alcanzaron una gran reducción que oscila entre más del 85% para la grasa, el 40% para proteína y casi el 30% para lactosa y ESM.