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Artículos para Profesionales

Sustancias funcionales en la leche y productos lácteos

Dr. Salvador Vega y León
Dr. Rey Gutiérrez Tolentino
Dra. Marta Coronado Herrera
M. en C. Beatriz Schettino Bermúdez
M. en C. M. Lourdes Ramírez Vega
M. en C. Claudia Radilla Vázquez
Departamento de Producción Agrícola y Animal, Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Xochimilco.

La leche, desde que se ha tenido conocimiento de sus componentes nutrimentales, ha sido considerada como una fuente de proteína animal con alto valor biológico. Sin embargo, desde el inicio del nuevo milenio a la fecha, se han publicado diversos documentos que asocian el contenido de otros de sus componentes, la grasa, con la presencia de enfermedades cardiovasculares, sobrepeso y obesidad. Por ejemplo, en México se publicó un artículo sobre las recomendaciones del consumo de bebidas para una vida saludable dirigidas a la población mayor de dos años de edad. Se realizó una clasificación y jerarquización de bebidas en seis niveles (figura 1), desde las menos recomendadas (nivel 6), integradas por bebidas que deben consumirse sólo de forma esporádica y en cantidades limitadas, hasta las más recomendadas (nivel 1), que deben constituir la principal fuente de líquidos: el agua (1). En ese estudio se situó a la leche entera en el nivel 5, mencionando que la ingesta de 240 mL de esta suministra de 138 a 150 kcal y que su grasa es una fuente importante de ácidos grasos saturados, cuyos efectos se han asociado con la presencia de enfermedades cardiovasculares. Sin embargo, hay otras voces que contrastan la visión anterior, e incluso señalan la existencia de sustancias proteicas y grasas en la leche y sus derivados que poseen efectos benéficos para el consumidor (2).

Durante los últimos 25 años se han incrementado paulatinamente las investigaciones concernientes a los componentes funcionales de la leche, sobre todo al papel que juegan en la prevención de enfermedades mediante la modulación de sistemas fisiológicos, como anticancerígenos, inmunomoduladores, antimutagénicos, antioxidantes, entre otros. Algunos lípidos como el ácido butírico y el linoleico conjugado son ejemplos de sustancias funcionales presentes en la leche, pero existen otras como las proteínas que son de gran interés debido a sus propiedades nutricionales, funcionales y bioactivas.

Alimentos funcionales

El reconocimiento de la importancia de desarrollar alimentos que promovieran la salud de la población se originó en Corea del Sur al inicio de la década de los 80 del siglo pasado. Pero el término de alimento funcional se acuña en Japón en el año 1984, cuando se publica la reglamentación “Alimentos para uso saludable específico” (FOSHU, por sus siglas en inglés) (2), con la intención de que los investigadores japoneses desarrollaran alimentos con sustancias naturales o adicionadas, y que presentaran algunas propiedades específicas y benéficas para el consumidor.

En la actualidad no existe un concepto definido a cabalidad y legal de alimento funcional, pero se han dado algunas definiciones en diferentes países, que en su mayoría tienen cierta similitud, aunque varíen dependiendo del contexto que se trate. Inclusive son vinculados con otros términos como alimentos diseñados, nutracéuticos, alicamentos y farmalimentos.

De acuerdo a lo anterior, se puede definir a los alimentos funcionales (AF) como el alimento, que mediante pruebas científicas, ha demostrado tener un efecto benéfico sobre alguna actividad o función biológica del cuerpo humano, mejorando con ello el estado de salud y bienestar, así como la reducción de riesgos de contraer enfermedades. Es decir, los AF son aquellos alimentos, que se consumen como parte de una dieta normal y contienen componentes biológicamente activos (bioactivos), naturales o adicionados, que ofrecen beneficios para la salud y la reducción de sufrir ciertos padecimientos. Se consideran también alimentos funcionales aquellos a los que se les ha sustraído o modificado, por procesos tecnológicos, sus componentes naturales, como es el caso de la leche hidrolizada, incorrectamente nombrada leche deslactosada.

De esta forma, la industria ha desarrollado alimentos con características especiales, que favorecen alguna función en particular o que se emplean como tratamiento contra algunas enfermedades cardiacas, cáncer de estómago y colon, presión arterial alta, obesidad y diabetes, entre otras.

Compuestos de los alimentos que los hacen distinguirse como alimentos funcionales

Los componentes de los alimentos que los distinguen como alimentos funcionales, siempre han estado presentes en ellos, sin embargo es a partir de 1980 que inicia su estudio científico, de tal manera que hoy en día ya se conocen sustancias de los alimentos que tienen funciones específicas en beneficio de la salud.

Las sustancias más estudiadas son las fibras dietéticas, antioxidantes, vitaminas, minerales, ácidos grasos, fitosteroles y fracciones proteicas, entre otros. Así como en los productos lácteos fermentados algunas bacterias lácteas.

La leche y productos lácteos pueden considerarse como los AF con la mayor cantidad de trabajos de investigación realizados en todo el mundo. Sus lípidos, hidratos de carbono, proteínas, vitaminas y minerales la hacen ser un alimento muy completo y nutritivo, con propiedades funcionales que a través del tiempo se les ha reconocido como resultado de los estudios realizados en diversas partes del mundo. También se han obtenido subproductos de la producción de quesos, como las proteínas del suero, que se emplean como ingredientes que aportan sustancias funcionales para la elaboración de otros productos alimenticios.

Sustancias y microorganismos funcionales en la leche y productos lácteos

Existen, de manera natural o adicionada, sustancias diversas en la leche y productos lácteos que han sido documentadas como sustancias funcionales. Asimismo, se han desarrollado productos a los cuales se les modifica su contenido natural de componentes, y que se les considera como AF. A continuación se ofrece información general de algunos componentes de la leche.

Péptidos bioactivos. Los péptidos son fragmentos pequeños de proteínas específicas (2-15 residuos de aminoácidos), inactivos dentro de la proteína completa, pero que pueden ser liberados durante la digestión del alimento en el organismo del individuo o mediante previa hidrólisis enzimática. Influyen en los procesos metabólicos y tienen efectos benéficos para la salud (3).

Las proteínas de la leche, ampliamente estudiadas, tienen muy diversas propiedades nutricionales, biológicas y funcionales (Cuadro 1). Se ha evidenciado que ejercen efectos variados en los procesos metabólicos y fisiológicos como en la respuesta inmune, hormonal y neurológica y en la función gastrointestinal. Por ejemplo, los péptidos (biopéptidos) lactoferrina y beta-lactoglobulina presentes en las caseínas de la leche se asocian con actividad antimicrobiana y antitrombótica y con la absorción de calcio. En la especie humana los biopéptidos de la leche ayudan a reducir el riesgo de padecer enfermedades crónicas, osteoporosis, hipertensión, sobrepeso y obesidad, caries dental y algunos tipos de cáncer (4, 5).

Cuadro 1. Péptidos bioactivos en proteínas de la leche

Péptido bioactivo Proteína precursora Bioactividad
 β-casomorfinas
Albúmina sérica
Casoxinas
Tyr-Gly y Tyr-Gly-Gly
Met-Ala-Ile-Pro-Lys-
Asn-Glu-Asp-Lys

Fosfopéptidos
Β-caseína
Serorfina
k-caseína y lactoferroxinas
α-lactoalbumina y k-caseína
k-caseína

α-β-caseína
Agonista opiode
Agonista opiode
Agonista opiode
Inmunomodulación
Antitrombótico

Quelante mineral (transportador de iones)

Fuente: Betancourt y Téllez, 2009 (5); Vioque y col., 2000 (6).

Lípidos bioactivos. Dentro de la diversidad estructural que caracteriza a los lípidos, los ácidos grasos son quizás las estructuras de mayor relevancia. Se dividen en dos grandes grupos según sus características estructurales: ácidos grasos saturados (AGS) y ácidos grasos insaturados (AGI). Estos últimos, dependiendo del grado de insaturación que posean se pueden clasificar como ácidos grasos monoinsaturados (AGMI) y ácidos grasos poliinsaturados (AGPI). Dependiendo de la posición del doble enlace (insaturación), los AGMI y los AGPI se agrupan en ácidos grasos omega-9 (primer doble enlace en el carbono 9), ácidos grasos omega-6 (primer doble enlace en el carbono 6) y ácidos grasos omega-3 (primer doble enlace en el carbono 3). Los ácidos grasos omega-9 no son indispensables ya que el metabolismo humano puede introducir una insaturación a un AGS en esa posición (7).

La grasa láctea es mayoritariamente saturada, lo cual se usa inadecuedamente como argumento que lleva a considerar a la leche y los productos lácteos dentro del grupo de alimentos no saludables. Sin embargo, con las herramientas de investigación disponibles, en las últimas décadas se ha documentado la presencia de distintos compuestos lipídicos que ejercen una importante actividad biológica. Entre los más representativos se encuentran los esteroles y ácidos grasos bioactivos, destacando los ácidos butírico, vaccénico (trans 11, C18:1) y linoleico conjugado (llamado CLA por sus siglas en inglés). Pero también hay presencia de fosfolípidos, que son constituyentes de la membrana del glóbulo de grasa, vitaminas liposolubles y carotenoides, entre otros. Estos compuestos ofrecen un potencial de aplicación comercial en el desarrollo de alimentos funcionales, encaminados a la promoción de la salud humana y/o en la prevención de enfermedades.

Hoy en día se reconoce que la grasa de leche de vaca contiene un gran número de ácidos grasos, algunos de los cuales tienen potenciales efectos positivos en la salud humana. En ella se han detectado más de 400 ácidos grasos (AG) diferentes, con longitudes de cadena que van desde C2 hasta C28, incluyendo pares, impares, saturados e insaturados con configuración cis y trans. Los tres ácidos grasos de la grasa láctea más estudiados con propiedades interesantes para la salud de los consumidores, son el ácido butírico (C4:0), el ácido vaccénico (trans-11, C18:1) y el ácido linoleico conjugado (CLA, C18:2). El término linoléico conjugado (CLA) incluye a un grupo de isómeros del ácido linoleico con un arreglo conjugado en los dobles enlaces. Esto quiere decir que los dobles enlaces del ácido graso se encuentran separados por un átomo de carbono y no por dos, como ocurre en el ácido linoleico (Figura 1). Aunque estos isómeros conjugados del ácido linoleico se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza, sus concentraciones son muy bajas en la mayoría de los alimentos, excepto en la leche y carne de los rumiantes. Dentro de sus principales efectos se destacan su actividad anticarcinogénica, antiateroesclerótica, antidiabética (diabetes tipo II), aumento de la respuesta inmune sin catálisis muscular, aumento de la mineralización ósea y efectos lipolíticos y antilipogénicos (8).

Figura 1. Estructura química del ácido linoleico (9 cis-12 cis) y de uno de los isómeros del ácido linoleico conjugado (9 cis-11 trans)
Fuente: Tomado de Gutiérrez y col., 2011 (9).

Beneficios del consumo de ácidos grasos

La potencialidad del ácido linoleico conjugado para la inhibición del cáncer y ateroesclerosis y el mejoramiento de las funciones inmunológicas, los efectos de atracción del ácido butírico para la eliminación de células cancerosas en el colon, y la función regulatoria celular de los fosfolípidos (en la membrana) son algunos de los nuevos descubrimientos sobre las funciones positivas de los lípidos de la leche (9, 10). El Cuadro 2 muestra algunas sustancias derivadas de lípidos a los cuales se les ha atribuido actividad funcional.

Cuadro 2. Sustancias funcionales derivadas de los lípidos de la leche

Ingrediente funcional Función u objetivo
Ácido gamma-amino butírico
  • Antihipertensivo
Ácido butírico
  • Eliminación de células cancerosas en el colon
Ácidos grasos omega-3 (sólo el ácido linoleico conjugado y el ácido alfa -linoleico se encuentran en la leche de vaca)
  • Desarrollo de la retina y el cerebro en la primera infancia
  • Previenen enfermedades coronarias y paros cardiacos
  • Prevención de desordenes autoinmunes
  • Prevención de la enfermedad de Crohn
  • Prevención de cáncer de pecho, colon y próstata
  • Regulación de la hipertensión
  • Prevención de artritis reumatoide
  • Ausencia en la dieta puede causar deficiencia neurológica y/o visual
Ácido linoleico conjugado
  • Inhibición de cáncer
  • Inhibición de aterosclerosis
  • Mejoramiento del sistema inmunológico
  • Antimutagénico
Esfingolípidos de la membrana
  • Relacionado con la regulación del comportamiento celular.
  • Control del cáncer de colon
  • Reducción del colesterol LDL (Lipoproteínas de baja densidad)
  • Aumento de las HDL (Lipoproteínas de alta densidad)
Productos metabólicos de triacilglicéridos y fosfolípidos
  • Actividades antimicrobiana y antiviral
Ácidos grasos de cadena corta
  • Prevención de colonización de patógenos enterogénicos
Fosfolípidos
  • Efecto de protección contra ulceración gástrica
Fosfolípidos en suero de mantequilla
  • Defensa contra la bacteria Listeria sp
Colesterol
  • Desempeña en todas las células animales una función esencial como “soporte” proporcionando estabilidad, firmeza y funcionalidad a las membranas que las componen
  • Precursor de sales biliares
  • Vitaminas (vitamina D)
  • Hormonas estroideas

Fuente: Gutiérrez y col., 2011 (9).

Hidratos de carbono y minerales. La lactosa de la leche es una sustancia fermentable por los microorganismos lácteos. Además, a la lactosa también se le asocia con mejoras en la absorción intestinal de calcio. Asimismo, se reconoce que los alimentos que han sido procesados y se les modifica o extraen sus componentes naturales, pueden denominarse alimentos funcionales. Por ejemplo la leche hidrolizada conocida como leche deslactosada.

En cuanto a minerales, la leche es una fuente importante de calcio. El calcio es indispensable para evitar la desmineralización del hueso y favorecer el desarrollo y mantenimiento de la masa ósea; se ha informado que adultos mayores a los 50 años presentan disminución en la densidad mineral ósea, pudiendo ser el factor principal de la presencia de fracturas por osteoporosis. Por ello se recomienda ingerir cantidades adecuadas de calcio, preferentemente a través de productos lácteos, un par de años antes del inicio de la pubertad y hasta alrededor de los 30 años. De igual manera, una ingesta inadecuada de calcio promueve la aparición de lesiones dentales en las diferentes etapas de la vida. Otras propiedades asociadas al consumo de calcio a través de productos lácteos son la regulación sanguínea, control de la hipertensión y efecto anticarcinogénico. En el Cuadro 3 se dan ejemplos de contenidos de calcio en leche y productos lácteos.

Cuadro 3. Contenido de calcio en leche y productos lácteos

Leche entera Contenido de calcio (mg/L)
Vaca
Cabra
Oveja
Búfala
Humana
1250
130
190
170
30
Producto Contenido de calcio (mg/100g)
Mantequilla
Yogurt natural
Queso parmesano
Queso manchego
Queso fresco
25
120
1250
400
70

 

Probióticos. Los probióticos son microorganismos vivos que viven en la leche y derivados lácteos fermentados, como lactobacilos, bifidobacterias y algunos cocos gram positivo. El yogurt es un ejemplo de este tipo de alimentos, se obtiene de la fermentación de la leche por L. bulgaricus y S. thermophilus, aunque también existen otros derivados lácteos fermentados.

El consumo regular de los probióticos restablece y restaura la microbiota o flora intestinal del organismo humano. Diversas investigaciones han demostrado que estos microorganismos mejoran la intolerancia a la lactosa, la prevención de varios tipos de cáncer, la reducción del colesterol sérico, la función inmunológica, reduciendo así las infecciones gastrointestinales, e impiden el crecimiento y colonización de bacterias patógenas.

En México existe en el mercado un producto lácteo fermentado, que contiene el microorganismo Lactobacillus casei Shirota. Se estima que se venden alrededor de 3,000,000 unidades de envase pequeño diariamente en todo el territorio nacional, cubriendo aproximadamente el 80% en este tipo de productos. Tal vez esta cifra sea un indicador indirecto de la confianza que tiene el consumidor de ingerir probióticos y del beneficio que obtiene sobre su salud.

A manera de conclusión, el contenido de péptidos, lípidos bioactivos, minerales, y bacterias lácticas, presentes en la leche y productos lácteos pueden potenciar positivamente la salud del consumidor.

Fuentes

  • Rivera, J., Muñoz, O., Rosas, M., Aguilar, C., Popkin, B., Cwillett, W., 2008. Consumo de bebidas para una vida saludable: recomendaciones para la población mexicana, Salud Pública de México. 50(2): 172-194.
  • Silva, R., Verdalet, I., 2003. Revisión: alimentos e ingredientes funcionales derivados de la leche. Archivos Latinoamericanos de Nutrición. 53(4): 1-22.
  • Bauchart, C., Savary, I., Patereau, M., Thomas, E., Morzel, M., Remond, D., 2006. Small Peptides (<5 kDa) Found In Ready to Eat Beef Meat. Meat Science. 74: 658-666.
  • Ovelgonne, E., Muir, W.Scott, T., 2007. Meat And Bone Meal, Future Nutraceuticals For Poultry? A Review. Australian Poultry Science Symposium. Sydney, Australia.
  • Betancourt, L., Afanador, G., 2009. Alimentos de origen animal con efectos nutracéuticos para la salud humana. Revista Ciencia Animal. 2: 41-52.
  • Vioque, J., Sánchez, R., Clemente, A., Pedroche, J., Yust, M., Millán, F., 2000. Péptidos bioactivos en proteínas de reserva. Grasas y Aceites. 51(5): 361-365.
  • Valenzuela, A., Nieto, S., 2003. Ácidos grasos omega-6 y omega-3 en la nutrición perinatal: su importancia en el desarrollo del sistema nervioso y visual. Revista Chilena de Pediatría. 74(2): 149-157.
  • Rico, J., Moreno, B., Pabón, M., Carulla, J., 2007. Composición de la grasa láctea en la Sabana de Bogotá con énfasis en ácido ruménico – CLA cis 9, trans -11. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias. 20(1): 30-39.
  • Gutiérrez, R., Vega, S., Radilla, C., Radilla, M., Coronel, S., Coronado, M., 2011. “The Importance Of the Fatty Acids Of Milk In Human Nutrition” en: Rekik, B., Milk Production. Nova Science Publishers, Inc.  
  • Castro, M., 2002. Ácidos grasos omega 3: beneficios y fuentes. Interciencia. 27(3): 128-138.