Módulo 1 Composição e propriedades físico-químicas do leite

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1 Curso Online: Monitoramento da Qualidade do Leite MÓDULO 1 Módulo 1 Composição e propriedades físico-químicas do leite Prof. Dr. Marcos Veiga dos Santos Prof. Dr. Luis Fernando Laranja da Fonseca Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia Universidade de São Paulo (FMVZ/USP) Introdução O leite é uma combinação de várias substâncias na água, contendo: Suspensão coloidal de pequenas partículas de caseína (micelas de caseína ligadas ao cálcio e fósforo); Emulsão de glóbulos de gordura do leite e vitaminas lipossolúveis, que se encontram em suspensão; Solução de lactose, proteínas solúveis em água, sais minerais e vitaminas. Desta forma, o leite é composto por uma mistura complexa e heterogênea de substâncias, apresentando as seguintes propriedades físico-químicas: a) Densidade: é o peso específico do leite determinado por dois grupos de substâncias: de um lado a concentração de elementos em solução e suspensão, de outro a porcentagem de gordura. Como a água apresenta densidade igual a 1 g/ml, a gordura possui densidade abaixo desse valor, e a densidade dos sólidos não-gordurosos apresenta valores superiores; a densidade final do leite é dependente do balanço desses componentes. A variação normal da densidade do leite em amostras individuais a 15 o C é de 1,023 a 1,040 g/ml, com média de 1,032 g/ml. O teste da densidade pode ser útil na detecção de adulteração do leite, uma vez que a adição de água causa diminuição da densidade, enquanto a retirada de gordura resulta em aumento da densidade, além de fornecer importante informação para a determinação do extrato seco total (EST), juntamente com a % de gordura do leite. b) Ponto crioscópico: indica a temperatura de congelamento do leite, cujo valor normal para o leite com 12,5% de EST (4,75% de lactose e 0,1% de cloretos) é de -0,531 o C (-0,550 o H). O ponto crioscópico do leite é determinado, principalmente, pelos elementos solúveis do leite, em especial a lactose. A adição de água no leite causa alteração no ponto crioscópico, ocorrendo aumento da temperatura de congelamento do leite, a qual tende a se aproximar da temperatura de congelamento da água (0 o C). Ainda que seja uma característica muito usada para

2 2 indicar a adulteração do leite pela adição de água, alguns estudos indicam que a crioscopia do leite pode sofrer influencia da fase de lactação, estação do ano, clima, latitude, alimentação e raça. O ponto crioscópico pode também ser expresso em outra unidade, denominada de graus Hortvet ( o H), e para conversão entre as escalas o C e o H, basta utilizar as seguintes fórmulas: o C=0,96418 o H + 0,00085 o H = 1,03711 o C - 0,00085 Figura 1 - Crioscópio eletrônico para determinação do ponto de congelamento do leite. c) Acidez: o leite recém-ordenhado apresenta-se ligeiramente ácido, uma vez que o seu ph é de 6,6-6,8. Esta acidez chamada de acidez natural do leite tem origem nos seus componentes normais como: albumina, citratos, dióxido de carbono, caseínas e fosfatos. Por outro lado, quando o leite é obtido sob condições inadequadas de higiene e refrigeração deficiente, ocorre o aumento de ácidos orgânicos, em especial do ácido lático, produzido por microrganismos fermentadores da lactose, resultando na chamada acidez adquirida, a qual, em conjunto com a acidez natural, forma a acidez real do leite. A acidez do leite pode ser medida por duas formas: ph ou pelo método da acidez titulável - chamada de método de Dornic (1 mg de ácido lático = 0,1 ml de sol. NaOH (N/9) = 1 o Dornic). Assim, o leite normal apresenta uma faixa de variação de ph entre 6,6 e 6,8 e acidez titulável em o D (graus Dornic) de O teste de Dornic tem sido o mais utilizado para avaliação de acidez do leite, tendo por objetivo detectar aumentos na concentração de ácido lático, uma vez que esse ácido é formado pela fermentação da lactose por bactérias mesófilas e, conseqüentemente, pode indicar qualidade microbiológica inadequada da matéria- prima. No entanto, não é somente a presença de ácido lático que determina a acidez, outros componentes do leite também interferem nessa característica e, entre esses compostos, podemos destacar citratos, fosfatos e proteínas. Dessa forma, a análise de amostras individuais de leite pode apresentar resultados variando de 10 a 30 O D, mesmo sabendo-se que no leite fresco é improvável haver presença de ácido lático e a carga microbiana é normalmente reduzida, essa acidez se deve somente aos demais componentes ácidos do leite e não ao teor de ácido lático. Podemos citar como principais fatores que afetam a acidez real do leite: a genética das vacas, a produção de leite, o momento da ordenha, o intervalo ordenha-análise, a nutrição, a sanidade da glândula mamária, o estresse calórico e a diluição do leite. Feitas estas considerações, podemos afirmar que de forma geral o leite fresco de vacas

3 3 Jérsei apresenta maior acidez que o de vacas Holandesas, devido ao teor mais alto de proteína das vacas daquela raça. Na medida em que os componentes que determinam a acidez do leite são bastante variáveis, é importante que sejam definidos critérios e padrões específicos para cada região e raças de animais. Logo, somente com a análise rotineira do leite é possível determinar padrões mais adequados para cada fornecedor e, portanto, a rejeição do leite baseada somente na prova da acidez, sem considerar as provas de análise microbiológica (Contagem global ou redutase), pode levar a penalidades injustas aos produtores, uma vez que uma prova de acidez levemente aumentada pode se dever à contaminação bacteriana ou ao alto nível de proteína no leite. d) Viscosidade: o leite é mais viscoso que a água devido à presença de glóbulos de gordura e micelas de caseína. A viscosidade normal do leite integral e do leite desnatado é de aproximadamente 1,631 e 1,404 centipoise, respectivamente (Pereira, et al. 2001). e).condutividade elétrica: a condutividade elétrica varia em função da temperatura e do teor de cloro, sódio, potássio, fosfatos e nitratos, sendo que seu valor, a 15 O C, está na faixa de x 10-4 mhos. f) Prova de resistência ao álcool De acordo com a metodologia recomendada pelo Ministério da Agricultura, a prova do álcool pode ser usada como um método rápido para estimar a estabilidade das proteínas do leite durante o processamento térmico, uma vez que o leite com baixa qualidade higiênica durante a sua produção pode apresentar redução do ph pela fermentação da lactose em ácido lático, resultando, assim, em maior instabilidade da proteína. Nesta prova, o álcool atua como um desidratante e simula as condições do aquecimento. São colocados em um tubo de ensaio 2 ml de leite mais 2 ml de álcool a 72% (v/v). Caso haja floculação do leite, pode-se suspeitar de leite ácido. Outros testes que poderiam ser usados com os mesmos objetivos seriam: a prova da fervura, a prova do Alizarol e prova da acidez titulável (Dornic). De acordo ainda com a técnica descrita, os resultados podem ser alterados pela interferência de substâncias presentes no leite que alteram o equilíbrio cálcio-magnésio e citrato-fosfóro do leite. No entanto, diversas cooperativas e laticínios freqüentemente recebem leite que não passa na prova do álcool a 72%, ainda que o leite apresente baixa CBT (contagem bacteriana total), baixa CCS (contagem de células somáticas), ph normal e sólidos totais dentro da faixa de normalidade. A grande preocupação das indústrias, neste caso, é que o leite que não passa nesta prova (quando ocorre coagulação) poderia ter problemas de estabilidade durante o processamento do leite UHT. A utilização do teste do álcool como teste de plataforma para avaliar a capacidade de processamento do leite, no entanto, deve ser diferenciada entre duas metodologias: Uso de álcool a 72%: método usado para leite a ser processado em leite em pó, leite condensado ou leite UHT. Neste caso, se o leite não passar pelo teste do álcool a 72%, pode ocorrer coagulação durante o processamento e o teste da fervura do leite não pode ser usado como uma alternativa.

4 4 Uso de álcool a 68%: usado para o leite que deve sofrer apenas pasteurização. Neste caso o teste da fervura do leite pode ser usado como alternativa em relação ao teste do álcool. Uso de outras concentrações de álcool: deve ser avaliado cada caso em particular em função do tipo de produto a ser fabricado e dos sistemas de produção. O objetivo é receber o leite que não apresenta alterações de qualidade durante o processamento ou mesmo no produto final. É importante ainda lembrar que é necessário diluir o álcool na concentração correta (volume/volume) e manter esta concentração até o momento do seu uso, uma vez que uma pequena elevação de 1-2% pode produzir resultados bastante diferentes. Este fato explica porque os resultados usando álcool a 68% são diferentes daqueles do teste do álcool a 72%. Alguns especialistas consideram que o teste do álcool é fundamental para decidir sobre o recebimento do leite na plataforma, em especial para alguns tipos de derivados lácteos como leite UHT, mas deve-se sempre ter em mente que, assim como qualquer método, podem ocorrer resultados falso-positivos, e desta forma, outros métodos devem ser usados como confirmação. Ocasionalmente, alguns animais dentro de um rebanho podem apresentar o teste do álcool positivo, enquanto que outros parâmetros considerados mais importantes como ph, acidez titulável e criscopia encontram-se dentro da normalidade. O uso do teste de resistência ao álcool como um teste primário para avaliar o desenvolvimento de acidez e desta forma classificar o leite quanto a sua qualidade é bastante insatisfatório. O teste é qualitativo e não quantitativo, o que significa uma grande desvantagem do método. Uma vez que possa ser usada outra alternativa, pode-se até recomendar a não utilização do teste do álcool, no entanto, se para uma indústria é necessário avaliar a estabilidade da proteína no leite para evitar a coagulação protéica no pasteurizador, sugere-se que seja feito o teste da fervura do leite, que seria mais confiável e útil. Como exemplo de fatores que podem afetar o desempenho deste teste, países tropicais com altas temperaturas médias terão alteração nos resultados, uma vez que a temperatura do álcool (10, 15, 20, 25 ou 30 o C) pode trazer alterações nos resultados, em função da evaporação do álcool em altas temperaturas. Outra variável que pode afetar os resultados deste teste é a origem do álcool utilizado, que em alguns países pode vir de origem que não a cana-deaçúcar. O ph do álcool pode sofrer alterações em função da origem do álcool, assim como pela própria temperatura ambiente, e conseqüentemente provocar o aparecimento de resultados alterados. Estes fatos indicam que a qualidade do álcool a ser utilizado neste teste deve ser sempre averiguada e adicionalmente, a solução a ser utilizada deve ser freqüentemente trocada, o que minimiza as alterações nos resultados. A instabilidade da proteína do leite em relação ao álcool tem sido observada tanto em rebanhos manejados a pasto, quanto em rebanhos confinados com alimentação em sistema TMR. O problema de instabilidade ao álcool tem sido observado de forma esporádica, sendo apontadas diversas possíveis causas: Desbalanço nutricional na relação Ca:P Ação de microrganismos sobre a caseína Vacas com mastite

5 5 Presença de colostro (devido ao alto nível de albumina) Vacas no final de lactação Presença de agentes desinfetantes nos recipientes do leite Em Cuba foi descrita situação semelhante, a qual foi denominada de Síndrome do Leite Anormal (SILA), a qual é caracterizada pela positividade ao teste do álcool, baixa acidez titulável, alterações no equilíbrio mineral, baixos níveis de lactose e inúmeras alterações na industrialização do leite como: Precipitação do leite durante a pasteurização Baixo rendimento na fabricação do queijo Aumento do tempo de coagulação por culturas e por enzimas Maior fragilidade do coágulo Possibilidade de precipitações para o leite tipo UHT Altos níveis de nitrogênio não-protéico (acima de 5% da proteína total) Deve-se, no entanto, antes de apontar para este quadro de ocorrência da SILA, descartar outras possíveis causas já descritas: mastite, vacas em final de lactação, vacas velhas e teste do leite imediatamente após a ordenha (deve-se aguardar pelo menos 30 minutos após a ordenha). A ocorrência da SILA está intimamente ligada à alimentação com pastagens com baixo teor de matéria seca (MS) e altos níveis de nitrogênio solúvel. Algumas das possíveis causas da SILA estão associadas ao desequilíbrio entre energia/proteína da dieta, baixo consumo de matéria seca, aumento do consumo de carboidratos rapidamente fermentecíveis (melaço, cana-de- açúcar) e diminuição do ph ruminal. Paralelamente, do ponto de vista genético algumas vacas com variação da kappa-caseína podem estar mais propensas a apresentar o problema. Legislação e características físico-químicas do leite Segundo o REGULAMENTO TÉCNICO DE IDENTIDADE E QUALIDADE DE LEITE CRU RESFRIADO, (INSTRUÇÃO NORMATIVA Nº 51 de 18/09/2002, MAPA), o leite cru resfriado deve apresentar os seguintes requisitos físico-químicos dentro da propriedade rural: Quadro 1 - Requisitos Físico-Químicos para leite cru resfriado Requisitos Limites Gordura, g /100 g Teor original, com o mínimo de 3,0 1 Densidade relativa a 15/15 O C, g/ml 2 1,028 a 1,034 Acidez titulável, g ácido lático/100 ml 0,14 a 0,18 Extrato seco desengordurado, g/100 g mín. 8,4 Índice crioscópico máximo - 0,530ºH (equivalente a -0,512ºC) Proteínas, g /100g mín. 2,9 1 proibida a realização de padronização ou desnate na propriedade rural. 2 dispensada a realização quando o ESD for determinado eletronicamente.

6 6 Composição do leite O leite é composto de uma grande variedade de compostos, sendo que cada um apresenta função específica, proporcionando nutrientes ou proteção imunológica para o neonato. Embora o leite tenha como função primordial a alimentação do neonato, ele constitui um dos alimentos mais completos que se conhece e oferece grandes possibilidades de processamento industrial para obtenção de diversos produtos para a alimentação humana. A compreensão da composição do leite pode ser interessante ao produtor que precisa planejar a lactação da vaca para maximizar os lucros. Isso envolve a compreensão do efeito da alimentação, do manejo reprodutivo e da genética sobre a lactação. O conhecimento da composição do leite também é importante para a indústria processadora, que depende da manipulação das suas características físicas e químicas para a elaboração de diferentes produtos lácteos, assim como para assegurar a sua qualidade. A mudança na composição do leite pode alterar significativamente seu valor como matéria-prima para a fabricação de derivados. Para ilustrar esse fato, podemos apontar que uma diminuição de 0,5 unidades percentuais de sólidos totais ou 0,1 unidade percentual em proteínas pode significar perda de até 5 toneladas de leite em pó ou 2,2 toneladas de queijo, respectivamente, para cada milhão de litros de leite processados. A seguir, são apresentados a composição média do leite de vacas de diferentes raças e de acordo com a região, uma vez que vários fatores como a raça, a alimentação, o estágio de lactação, a idade da vaca, a estação do ano e a saúde da glândula mamária podem afetar a composição do leite (Tabelas 1,2 e 3). Tabela 1 Composição média do leite em várias regiões do Brasil RS PR SP MG Proteína (%) 2,95 a 3,24 3,4 ±0,24 3,13 ±0,52 3,22 Gordura (%) 3,47 a 3,80 3,69 ±0,62 3,40 ±0,18 3,56 Lactose (%) 4,35 a 4,66 4,56 ±0,19 4,55 ±0,19 4,59 ESD 2 (%) 8,62 ±0,39 8,57 9,05 1 Adaptado de: Brito, J. R. F.; Portugal J. A. B. (Org.). Diagnóstico da qualidade do leite, impacto para a indústria e a questão dos resíduos de antibióticos. Juiz de Fora, ESD: Extrato seco desengordurado. Tabela 2 - Composição (%) do leite de vacas de diferentes raças especializadas de regiões temperadas Colostro 2 Holandesa Jérsei Pardo Suíço Ayrshire Guernsey Proteína (%) 14,3 3,29 3,98 3,64 3,48 3,75 Gordura (%) 3,60 3,54 5,13 3,99 3,95 4,72 Cinzas (%) 5,2 0,72 0,77 0,74 0,72 0,76 Lactose (%) 3,10 4,68 4,83 4,94 4,60 4,71 EST 1 (%) 22,1 12,16 14,42 13,08 12,77 14,43 1 Extrato seco total. Fonte: adaptado de Goff e Hill (1992). 2 Adaptado de Roy, (1980).

7 7 Tabela 3 - Composição do leite de diferentes raças especializadas no Brasil Holandesa Jérsei Pardo Suíço Proteína (%) 3,11 3,68 3,37 Gordura (%) 3,23 4,49 3,65 Lactações analisadas Fonte: Ribas (1998). Mecanismo de síntese e secreção do leite Síntese de carboidratos do leite Os carboidratos presentes na dieta de vacas leiteiras são fermentados no rúmen, formando os ácidos graxos voláteis: acético, propiônico e butírico. A glicose que a vaca necessita como precursor para a síntese de lactose é produzida no fígado pela neoglicogênese a partir principalmente do metabolismo do ácido propiônico e de alguns aminoácidos. Comparando-se a concentração de glicose que entra na glândula mamária em lactação com aquela que sai, cerca de 25% ou mais da glicose presente no sangue é removida a cada vez que este passa através dos tecidos mamários. Uma vez que a glicose entra nas células secretoras, ela é utilizada em quatro funções: a maioria (60%-70%) é usada para síntese de lactose; estimulação da síntese de proteína; precursor da síntese de glicerol para a formação da gordura do leite; usada como precursores para a síntese de gordura. A lactose é um dissacarídeo, composto de dois açúcares, glicose e galactose, sendo este último de origem da própria glicose. Para a formação de uma molécula de lactose, ocorre a ligação entre uma molécula de glicose e de galactose, que é feita pela enzima lactose sintetase. A secreção da lactose dentro do lúmen alveolar causa a entrada de água, exercendo importante controle do volume de leite. Cada micrograma de lactose do leite arrasta aproximadamente 10 vezes o peso em água. A lactose é um dos principais determinantes do volume de leite, pois ela representa cerca de 50% da pressão osmótica do leite e, assim, controla o volume de água do leite. Dessa forma, a enzima lactose sintetase apresenta importante função no controle do volume de leite. Essa enzima é composta de duas subunidades, α-lactoalbumina e galactossiltransferase. Variações genéticas α - lactoalbumina podem ser importantes indicadores do potencial genético de produção. Figura 2 - Estrutura química da lactose.

8 8 Síntese de proteína do leite As proteínas do leite podem ser classificadas em dois grandes grupos: as caseínas e as proteínas do soro. A caseína pode ser definida como a fração da proteína do leite que sofre precipitação em ph = 4,6; enquanto que o restante das proteínas que não sofreram esta precipitação é chamado coletivamente de proteínas do soro. A caseína é sintetizada nas células epiteliais da glândula mamária, consistindo de 4 principais variantes genéticas: αs1-, αs2-, β- e κ-caseína. Este grupo de proteínas compõe aproximadamente 80% do total de proteínas do leite, o que determina uma concentração média de mg/ml. As concentrações das diversas frações da caseína do leite: αs1-, αs2-, β- e κ-caseína são de aproximadamente, 12-15, 3-4, 9-11, e 3-4 mg/ml, respectivamente. Adicionalmente, a estas classes principais, a proteólise da β -caseína produz γ- caseína (1-2 mg/ml) e outros peptídeos menores. De forma similar, a proteólise das αs-caseínas apresenta como subprodutos a λ-caseína. Figura 3 Modelo de micela de caseína. Dentre as quatro principais proteínas do soro, duas são sintetizadas na glândula mamária (β-lactoglobulina e a α-lactalbumina), enquanto as outras duas são de origem do sangue (albumina sérica e imunoglobulinas). Outras proteínas do soro incluem a lactoferrina, transferrina e enzimas (plasmina, lípase lipoprotéica, fosfatase alcalina). No leite normal, a β-lactoglobulina é a proteína do soro presente em maior concentração (2-4 mg/ml), seguida pela α-lactalbumina (1-1.5 mg/ml), enquanto que a albumina sérica e as imunoglobulinas apresentam, respectivamente, as seguintes concentrações: 0,1-0,4 e 0,6-1,0 mg/ml. Exceto para a albumina e imunoglobulinas que são sintetizadas fora da glândula mamária e transportadas pela corrente sangüínea até as células secretoras, as proteínas do leite são sintetizadas nas células alveolares, a partir de aminoácidos do sangue. Alguns aminoácidos são chamados de essenciais, pois necessitam vir do sangue, enquanto outros são não-essenciais, pois podem ser produzidos pelas próprias células secretoras. A síntese de proteína nas células secretoras ocorre no retículo endoplasmático rugoso. A estrutura da proteína é pré-determinada pela informação genética contida no DNA presente no núcleo da célula. O DNA serve de molde

9 9 para a síntese de uma fita de RNA que contém a informação sobre a seqüência de aminoácidos para as proteínas. Vacúolos presentes no citoplasma são formados para transporte da proteína sintetizada até o lúmen. Algumas proteínas presentes no leite não são sintetizadas na glândula mamária e são transportadas pelo sangue até entrarem no lúmen alveolar. A albumina encontrada no leite é produzida no fígado e sua concentração no leite reflete a concentração no sangue. As imunoglobulinas são transportadas para o leite via sangue e vasos linfáticos de origem do baço e linfonodos. Linfócitos B produtores de anticorpos podem se alojar na glândula mamária para auxiliar na síntese de imunoglobulinas do colostro. Tabela 4 - Composição das proteínas do leite Tipo de proteína Composição em relação à proteína total Proteínas do soro 19% α-caseína 45% β-caseína 24% κ-caseína 12% Fonte: Homan e Wattiax, A caseína representa cerca de 80% da proteína presente no leite, sendo secretada pelas células alveolares na forma de micelas, que são agrupamentos de várias moléculas de caseína ligadas a íons como o fosfato de cálcio. Normalmente, a caseína não é afetada pela pasteurização, permanecendo estável, entretanto, quando há acidificação do leite ocorre a desestruturação das micelas de caseína e formação do coágulo. As proteínas do soro do leite são aquelas que estão solúveis na água presente no leite; ao contrário da caseína que se encontra em suspensão na forma de micelas. As proteínas do soro incluem aquelas específicas que são encontradas no próprio soro e aquelas que também estão presentes no sangue. O leite apresenta, além das proteínas e peptídeos, uma fração de compostos nitrogenados não-protéicos (NNP), que pode perfazer aproximadamente 5% do total de nitrogênio do leite. Estes compostos são principalmente de origem do sangue, incluindo principalmente substâncias como a uréia, a creatina e a creatinina. A maior porção do NNP é nitrogênio na forma de uréia (48%), o qual entra livremente na glândula mamária por difusão para equilibrar sua concentração com a do plasma sangüíneo. Ainda segundo os mesmos autores, fatores como o clima (ambiente), doenças do úbere, estágio de lactação, parto, raça e nutrição podem alterar a distribuição do nitrogênio entre as frações nitrogenadas do leite. Desta forma, aumentos na proteína total do leite podem ocorrer devido a estratégias nutricionais que aumentam o teor de NNP, o que conseqüentemente não apresentariam benefícios em termos de rendimentos industriais, o qual depende de alterações na concentração de caseína do leite. O nitrogênio uréico no leite (NUL) tem sido usado ultimamente como medida integrada do metabolismo da utilização da proteína (degradada e não degradada no rúmen), envolvendo ingestão e disponibilidade de energia. O interesse na utilização do N ocorre, pois fornece uma boa idéia do balanço energia proteína da dieta. Altos níveis de NUL indicam além dos reflexos negativos na reprodução, excessos de proteína na dieta e maior custo de alimentação.

10 10 Figura 4 - Composição da matéria nitrogenada do leite Matéria Nitrogenada (100%) Proteínas (95%) Compostos não protéicos (5%) (Amônia, uréia, creatina, ácido úrico, vitaminas, fosfolipídeos) Caseína (78%) Proteínas do soro (17%) Albuminas (9,2%) Globulinas (3,3%) Tabela 5 Distribuição das proteínas do soro do leite. Proteína Função Concentração(mg/l) α-lactoalbumina Síntese de lactose 700 β-lactoglobulina Albumina 300 Imunoglobulina Função imune 600 Lactoferrina Carreador de ferro 18 Ceruloplasmina Carreador de cobre Traços Prolactina Hormônio Varia conforme sangue Lactogênio Hormônio Varia conforme sangue placentário Outras enzimas Várias Fonte: Homan e Wattiax, Síntese de gordura do leite A gordura do leite é composta em sua quase totalidade por triacilglicerídeos (98% da gordura total), os quais são os componentes com o maior teor energético do leite. Esses triacilglicerídeos presentes no leite são sintetizados nas células epiteliais da glândula mamária, sendo que os ácidos graxos que compõem esses triacilglicerídeos podem vir de duas fontes: a partir de lipídeos de origem do sangue e pela síntese "de novo" nas células epiteliais. As gorduras de origem vegetal da dieta das vacas leiteiras são altamente insaturadas (deficientes em átomos de hidrogênio), desta forma, essas gorduras quando ingeridas sofrem no rúmen a hidrogenação, antes de serem absorvidas pela corrente sangüínea na forma de triglicérides ligados a lipoproteínas. Esses triacilglicerídeos são transportados pelo sangue até a glândula mamária, onde sofrem a quebra em subunidades de glicerol e ácidos graxos livres que podem, então, ser absorvidos pelas células da glândula mamária. Ocorre uma grande remoção de triacilglicerídeos da corrente sangüínea pela glândula mamária, os quais são utilizados para a síntese da gordura que será secretada no leite. Os ácidos graxos de cadeia longa podem ser transferidos diretamente do sangue para a glândula mamária, mas a maioria dos ácidos graxos

11 11 encontrados no leite é de cadeia curta (menos de 16 carbonos), os quais são sintetizados pelas células da glândula mamária. Dentro da célula epitelial, os triacilglicerídeos são sintetizados na superfície externa do retículo endoplasmático liso, ocorrendo então a formação de microgotículas de gordura. Com a fusão de várias gotículas, ocorre a formação de gotículas maiores que são recobertas por uma bicamada de membrana plasmática e são secretadas por meio de sua fusão com a membrana apical da célula epitelial. Tabela 6 - Composição dos ácidos graxos da gordura do leite de vacas holandesas Ácido graxo % em relação à gordura total Butírico (C 4 ) 2,8 Capróico (C 6 ) 2,3 Caprílico (C 8 ) 1,1 Cáprico (C 10 ) 3,0 Láurico (C 12 ) 2,9 Mirístico (C 14 ) 8,9 Palmítico (C 16 ) 24 Palmitoléico 1,8 (C 16:1 ) Esteárico (C 18 ) 13,2 Oléico (C 18:1 ) 29,6 Linoléico (C 18:2 ) 2,1 Fonte: Campbell e Marshall (1975). O acetato e o butirato estão entre os ácidos graxos voláteis produzidos pela fermentação ruminal que são absorvidos pela corrente sangüínea e, na glândula mamária, servem como precursores para a síntese de gordura do leite. Aproximadamente 17%-45% da gordura do leite tem origem do acetato e 8%-25% tem origem do butirato. Sendo assim, a fermentação ruminal é extremamente importante, pois está diretamente ligada à produção de leite. Alguns subprodutos do acetato e butirato - chamados de corpos cetônicos - também podem ser utilizados como precursores da síntese de gordura do leite. É importante lembrar que o terceiro ácido graxo volátil produzido no rúmen - o propionato - é utilizado para a síntese de lactose, mas inicialmente precisa ser transformado em glicose no fígado. Devido à síntese de gordura do leite ser um processo dinâmico, mudanças na dieta podem alterar proporção de diferentes ácidos graxos para a síntese de leite. Como exemplo, quando são utilizadas grandes quantidades de alimentos concentrados na dieta de vacas leiteiras, ocorre uma diminuição da proporção de síntese de ácido acético em relação ao ácido propiônico, o que leva a uma diminuição da síntese total de gordura pela glândula mamária. Secreção de minerais no leite Embora o leite contenha vários elementos minerais na sua composição, os mais importantes são aqueles necessários para o desenvolvimento do esqueleto do bezerro. Esses minerais envolvidos no crescimento dos ossos são principalmente o cálcio, o fósforo e, em menor escala, o magnésio. O conteúdo

12 12 desses minerais é superior no leite, quando comparado com a concentração sangüínea (cerca de 10 vezes mais). Isso se torna possível, pois o cálcio e o fósforo são ligados aos aminoácidos das moléculas de caseína. As concentrações de sódio, potássio e cloreto no leite constituem o segundo maior determinante do volume de água presente no leite pela pressão osmótica desses íons, complementando o efeito da lactose na determinação do volume de água presente no leite. Tabela 7 - Concentração dos principais elementos minerais no leite. Mineral Concentração (mmol/l) Sódio 25.2 Potássio 35.3 Cálcio 30.1 Magnésio 5.1 Fósforo inorgânico 22.3 Fosfato 3.4 Cloro 28 Citrato 10.6 Carbonato 2 Sulfato 1 Fonte: LARSON (1985) As vitaminas são compostos essenciais que são requeridos em pequenas concentrações na dieta. A maioria das vitaminas hidrossolúveis (complexo B) é sintetizada pelos microrganismos do rúmen e, dessa forma, os níveis de vitaminas no leite refletem os níveis presentes no sangue. As vitaminas lipossolúveis (A, D, E e K) estão associadas com os glóbulos de gordura do leite. O leite é uma fonte importante de vitaminas B1 e B2. Tabela 8 -Composição de vitaminas do leite bovino e humano Vitamina Concentração (mg/l) Bovino Humano Vitamina A 0,5 0,7 Vitamina D 0,0004 0,0005 Vitamina E 0,98 6,64 Tiamina (B1) 0,44 0,16 Riboflavina (B2) 1,75 0,36 Niacina 0,94 1,47 Piridoxina (B6) 0,64 0,10 Ácido pantotênico 3,46 1,84 Biotina 0,031 0,008 Ácido fólico 0,05 0,03 Cobalamina (B12) 0,0043 0,0003 Ácido ascórbico Colina Fonte: LARSON (1985).

13 13 Referências consultadas 1. GOFF, H.D., HILL, A. R. Chemistry and physics in dairy science and technology handbook I. Principles and properties. HUI, Y.H. (Ed)., New York,VCH Publishers Inc, HOMAN E.J. WATTIAX, M.A. Technical dairy guide: lactation and milking. 2.ed,The Babcock Institute for International Dairy Research and Development, LARSON, B.L. (Ed) Lactation. Ames, Iowa,The lowa State University Press, Ames, 267p MEPHAN, T.B., GAYE, P., MARTIN, P., MERCIER, J.C. Biosynthesis of milk protein. In: Fox, P.F (Ed.). Advanced dairy chemistry -Proteins. London, Elsevier Applied Science, pp., 1992, v PONCE, P.C. Comunicação pessoal RIBAS, N.P. Programa de análise de rebanhos leiteiros. Anais do I Simpósio Internacional sobre qualidade do leite. Curitiba, pp , ROY, J.H.B. The calf. Management and Feeding. 4. ed. Ilife, London, Butterworth, 1980, v HARDING, F. Compositional quality. In: HARDING, F. (Ed.). Milk quality. London: Chapman & Hall, 1995, pp WAGHORN, G.C., BALDWIN, RL. Model of metabolite flux within mammarygland of the lactating cow. Journal of Dairy Science. v.67, p , PEREIRA, D. B. C., SILVA, P.H.F., COSTA Jr., L. C. G., OLIVEIRA, L. L. Físicoquímica do leite e derivados - Métodos Analíticos. Epamig, Juiz de Fora, 234 p, 2001.

14 Figura 5 - Esquema do metabolismo para síntese de lactose na glândula mamária. 14

15 Figura 6 - Esquema do metabolismo para síntese de proteína na glândula mamária. 15

16 Figura 7 - Esquema do metabolismo para síntese de gordura na glândula mamária. 16