Introducción
El concentrado de proteína de suero (WPC) es uno de los ingredientes más utilizados en los sustitutos de la leche de ternera (CMR) que se utilizan en los EE. UU. Las cantidades utilizadas en la fórmula variarán de acuerdo con el contenido de proteína del producto y la disponibilidad y el costo de los ingredientes alternativos. La leche desnatada en polvo, el suero de leche, la caseína y otros ingredientes a base de leche generalmente no contribuyen significativamente a las fórmulas de reemplazo de leche que se usan en los EE. UU., Pero pueden usarse en países donde el exceso de leche desnatada está disponible mediante subsidios. Otras fórmulas de CMR pueden usar proteína de soja para reemplazar el WPC a un costo más bajo. Debido a que el suero es un componente tan importante de la dieta de los terneros jóvenes, es útil comprender un poco sobre este ingrediente esencial.
Formulaciones con WPC (CPS)
En la Tabla 1 se muestran dos fórmulas utilizadas en un experimento reciente. Las fórmulas se prepararon para contener 20% de proteína cruda y 20% de grasa (estándar) y 28% de proteína y 15% de grasa (Hi Protein). Las fórmulas utilizaron tanto WPC de 34% de proteína como WPC de 80% de proteína. Estas fórmulas son bastante simples y probablemente no sean típicas de formulaciones comerciales más complejas. Sin embargo, señalan que el concentrado de proteína de suero (WPC) se puede usar como el ingrediente principal de proteína en las fórmulas CMR.
Por qué WPC?
El suero es un subproducto (o coproducto) de la fabricación de queso y se produce después de la coagulación de la fracción de caseína de la leche. El suero líquido (que tiene aproximadamente un 12% de proteína secado al aire) luego se procesa para eliminar parte de la lactosa, grasa y minerales para producir un producto que varía de 34 a 80% de proteína (secado al aire). El aislado de proteína de suero es la fuente más concentrada de proteína de suero (alrededor del 92% de PC) y generalmente es demasiado costoso para su uso en fórmulas CMR. Durante muchos años, el suero se consideró un producto de desecho con poco valor. Se esparció en los campos, en las carreteras (para controlar el polvo) y se alimentó al ganado y a los cerdos. Los desarrollos recientes en tecnología nos han permitido comenzar a aprovechar las muchas proteínas únicas en WPC.
El concentrado de proteína de suero se usa en las formulaciones de CMR debido a su alto valor nutricional (buen perfil de aminoácidos), excelente digestibilidad y costo relativamente bajo. Los terneros muy jóvenes (<3 semanas de edad) tienen menor capacidad digestiva debido a la inmadurez del intestino, por lo que la digestión de proteínas no lácteas es limitada; por lo tanto, WPC es una opción lógica para las fórmulas CMR.
Rendimiento de terneros alimentados con WPC
Los investigadores de la Penn State University compararon el uso de WPC con leche desnatada en polvo en dos ensayos. El primero (Terosky et al., 1997) alimentó a terneros con dietas que contenían 0, 33, 66 o 100% de proteína de WPC o leche desnatada en polvo. Los terneros fueron alimentados con CMR experimental al 10-12% del peso corporal hasta las 8 semanas de edad. La digestibilidad de la dieta se midió a las 4, 6 y 8 semanas de edad. Como puede verse en la Tabla 2, no hubo ningún efecto en el rendimiento de los terneros, ni la digestibilidad se vio afectada por varias cantidades de WPC
Un segundo ensayo (Lammers et al., 1998) alimentó a los terneros con dietas similares a las del ensayo anterior (también al 10-12% del peso corporal) en dos ensayos. En el primero, los terneros fueron alimentados solo con CMR hasta las 6 semanas de edad. En el segundo ensayo, los terneros fueron alimentados con CMR más acceso ad libitum al iniciador para terneros. Los resultados (Tabla 3) indicaron que en la prueba 1 (cuando los terneros solo consumieron CMR), el rendimiento fue mayor cuando los terneros consumieron 67% o 100% WPC en comparación con la leche descremada. Por otro lado, cuando los terneros fueron alimentados con iniciador para terneros, hubo poca diferencia entre los cuatro tratamientos.
En total, estos datos sugieren que el WPC es un ingrediente excelente en las dietas CMR. Sin embargo, debemos recordar que estas dietas probaron solo dos lotes de WPC (uno en cada ensayo), presumiblemente de un fabricante de alta calidad. Además, los terneros en estos estudios fueron alimentados con dietas del 10 al 12% del peso corporal. Cuando los terneros son alimentados con dietas más proteicas o con mayores cantidades de CMR, entonces la variación en los perfiles de aminoácidos puede ser más significativa para el ternero.
Que es la proteína de suero?
Veamos el 34% de WPC, que es el ingrediente proteico más utilizado en CMR en los EE. UU. La típica composición del 34% de WPC es (secado al aire): materia seca = 97%; proteína = 34%, lactosa = 50%, grasa = 3%, ceniza = 10%.
Las proteínas primarias del suero incluyen β-lactoglobulina, α-lactoalbúmina, inmunoglobulinas, albúmina de suero bovino, glicomacropéptido, lactoferrina, lactoperoxidasa y lisozima. Las proteínas más abundantes son la β-lactoglobulina, que comprende aproximadamente el 50% de la proteína del suero y la α-lactoalbúmina, que comprende aproximadamente el 20-25% de la proteína del suero. Cada una de estas proteínas varía en composición de aminoácidos, digestibilidad y valor para el ternero. Los investigadores han demostrado que diferentes fabricantes producen WPC con proporciones algo diferentes de cada fracción, según el proceso utilizado. Por lo tanto, el valor de WPC puede variar algo debido a la fuente del producto y al procesamiento.
Variación de proteína de suero
La cantidad y los tipos de proteína en el concentrado de proteína de suero dependen del tipo de queso elaborado, el cultivo utilizado y las condiciones de procesamiento del queso. Los cambios en la composición de la leche también pueden afectar la calidad del WPC. La aplicación de un exceso de calor durante el procesamiento (especialmente el secado) puede afectar el color (presencia de partículas quemadas) y la solubilidad del polvo. EL grupo USDA tienen especificaciones para WPC, que describe los requisitos del producto.
Investigadores de USDA (Onwulata et al., 2004) informaron recientemente los resultados de un estudio que evaluó seis fuentes diferentes de WPC al 80% (un WPC de alta calidad que se utiliza en aplicaciones alimentarias para humanos). Las muestras de WPC se obtuvieron comercialmente y se evaluaron mediante análisis aproximado, evaluación microscópica y otras pruebas. Los autores informaron diferencias estadísticamente significativas en la concentración de proteínas, grasas, humedad, cenizas y carbohidratos. Las características físicas de cada muestra (por ejemplo, tamaño de partícula, etc.) también variaron. Los resultados de los datos del análisis aproximado se encuentran en la Tabla 4. Todos los nutrientes cercanos variaron significativamente entre los diferentes productos (los fabricantes de cada producto no fueron identificados en el informe). Sin embargo, no hubo indicios de la cantidad de variación entre muestras del mismo fabricante.
Las diferencias absolutas parecen pequeñas (rango de proteína cruda de 74,3 a 77,5) en esta muestra de fabricantes. De hecho, el cálculo de las diferencias en la ingesta de proteínas cuando se incluye en un CMR indica solo pequeñas diferencias en las proteínas disponibles para el ternero. Por ejemplo, si un ternero recibe 500 gramos de CMR en polvo que contiene 15% de WPC (80%) y proporciona un total de 22% de proteína cruda (la proteína restante proviene del suero y la grasa seca), entonces 500 gramos x 0,15 x (77,5 – 74.3) / 100] = 2.4 gramos de proteína de diferencia por día de las muestras más altas a las más bajas en la Tabla 4. Probablemente haya una mayor variación en las cantidades totales de proteína que se alimentan al ternero debido al derrame y variación en la cantidad de alimento.
Las muestras de WPC que son menos refinadas generalmente tendrán una mayor variación en las características generales. Por ejemplo, se ha demostrado que la solubilidad de las muestras de WPC al 34% varía del 25 al 82%. La solubilidad es un índice de daño por calor: cuanto menor es la solubilidad, mayor es la extensión del daño. Claramente, las muestras de WPC con un 25% de solubilidad serán ingredientes inaceptables en las fórmulas CMR. No todos los lotes de WPC cumplirán con las especificaciones de nutrientes (por ejemplo, humedad, cenizas, proteínas), color, solubilidad y especificaciones microbiológicas. Por lo tanto, cada fabricante comercial de CMR tiene un programa intensivo de garantía de calidad para probar los ingredientes entrantes y asegurarse de que cumplan con sus especificaciones.
El contenido mineral de WPC también puede variar. El contenido total de cenizas de WPC puede variar desde <1% en productos altamente purificados hasta más del 12%. Por supuesto, parte de esta ceniza puede ser útil para proporcionar minerales esenciales (por ejemplo, Ca) al ternero, pero algunas cenizas pueden ser ácidos agregados durante el procesamiento. Además, los investigadores alemanes (Kamphues and others) encontraron que la cantidad de sulfato en los productos de suero variaba de 0.3 a 43 g / kg de MS y las fórmulas comerciales de CMR variaban de 2 a 12 g SO4 / kg de MS. Cantidades más altas de sulfato en el CMR resultaron en un mayor número de terneros con diarrea. Estos datos sugerirían que las cenizas o el perfil de minerales en las muestras de WPC utilizadas en las formulaciones de CMR serían esenciales para reducir la variabilidad en el rendimiento animal.
Otros usos de la proteína de suero
Durante muchos años, el suero se consideró un producto de desecho y los fabricantes de CMR tenían acceso a cantidades ilimitadas de suero y WPC baratos. Los avances en el aislamiento de componentes del suero (proteínas, lactosa) y el reconocimiento de la calidad nutricional del WPC para consumo humano han generado un mercado en crecimiento para WPC y aislado de proteína de suero para aplicaciones humanas. Las proteínas del suero se utilizan por sus propiedades funcionales en diversas aplicaciones alimentarias. Las proteínas de suero se pueden utilizar para la formación de gel, para cambiar la solubilidad de la matriz de la proteína (emulsificación) y para producir espuma.
Investigaciones recientes también han demostrado que varias proteínas de suero de leche apoyan el sistema inmunológico en humanos y animales, lo que hace que estas proteínas sean cada vez más atractivas. Una búsqueda rápida en Internet le mostrará una miríada de sitios web que venden concentrados de proteína de suero de grado humano para mejorar la salud y el desarrollo del cuerpo.
Efectos sobre las formulaciones de CMR
La variación normal en el contenido de nutrientes de WPC no debería ser una preocupación importante si compra CMR comercial de un fabricante de renombre. Por otro lado, si compra suero o WPC para usar en una fórmula en la granja, la variación en la calidad de WPC debe ser una consideración. Si compra WPC, debe contar con un programa de garantía de calidad para probar los envíos entrantes en busca de nutrientes clave (cenizas, humedad, proteínas), cualidades organolépticas (por ejemplo, olor, color), solubilidad y carga microbiana. Cada carga debe probarse para asegurarse de que pasa y las muestras deben conservarse. Si no tiene los recursos para establecer un laboratorio de control de calidad, existen varios laboratorios comerciales que pueden configurar un programa con usted. ¡La mejor de las suertes!
Referencias:
- Heinrichs, A. J. S. J. Wells and W. C. Losinger. 1995. A study of the use of milk replacers for dairy calves the United States. J. Dairy Sci. 78:2831-2837.
- Lammers, B. P. A. J. Heinrichs, and A. Aydin. 1998. The effect of whey protein concentrate or dried skim milk in milk replacer on calf performance and blood metabolites. J. Dairy Sci. 81:1940–1945.
- Onwulata, C. I., R. P. Konstance, and P. M. Tomasula. 2004. Minimizing variations in functionality of whey protein concentrates from different sources. J. Dairy Sci. 87:749-756.
- Terosky, T. L. , A. J. Heinrichs, and L. L. Wilson. 1997. A comparison of milk protein sources in diets of calves up to eight weeks of age. J Dairy Sci. 80:2977-2983.