Evaluación de la calidad higiénico-sanitaria y tecnológica de la leche de raza manchega como instrumento para la mejora de la viabilidad socioeconómica y ambiental de los sistemas productivos de ovino lechero

Abstract

El sector ovino lechero tiene una gran relevancia socioeconómica en el medio rural, especialmente en la Comunidad Autónoma de Castilla-La Mancha, destacada por la elaboración de productos de calidad diferenciada, como el queso Manchego con Denominación de Origen Protegida. En los últimos años se ha producido una importante transformación en el sector, con una disminución en el número de ganaderías y un aumento del número de ovejas en explotaciones más tecnificadas y especializadas hacia la producción de leche. Esto ha dado lugar a una modificación de los sistemas productivos y de manejo en las explotaciones, y en este contexto se plantea el presente estudio con el objetivo de evaluar la calidad de la leche de oveja Manchega en relación con su sistema de producción, así como estimar su aptitud tecnológica en base a las características físico-químicas e higiénico-sanitarias (microbiología diferencial y recuento de células somáticas) de la leche de tanque. Tras una revisión de la situación actual de la calidad de la leche ovina en las principales áreas de producción, y en particular en la región natural de La Mancha, se seleccionaron 77 ganaderías de ovejas de raza Manchega entre las 798 totales inscritas en la Denominación de Origen Protegida Queso Manchego. En las ganaderías seleccionadas se realizó una encuesta sobre las características productivas dividida en seis bloques temáticos: características generales de la explotación, características estructurales, manejo de la alimentación, manejo reproductivo, aspectos higiénico-sanitarios, producción y conservación de la leche, y aspectos relativos a la sanidad mamaria. Paralelamente, y durante un periodo de un año (marzo 2012 – febrero 2013), y con periodicidad estacional, se recogieron un total de 308 muestras de leche de tanque de las ganaderías de raza ovina Manchega, para determinar su calidad físico-química, colorimétrica, higiénico-sanitaria (microbiología diferencial y recuento de células somáticas) y características tecnológicas. Se han estudiado los resultados analíticos de las características físico-químicas (grasa, proteína total, extracto seco, caseína total, lactosa, relación proteína total/extracto seco y caseína total/grasa, urea y pH), colorimétricas (luminosidad, índice de rojo e índice de amarillo), características microbiológicas (recuento de mesófilos totales, termodúricos, psicotrofos, Pseudomonas spp., Escherichia coli, coliformes distintos de Escherichia coli, bacterias ácido lácticas, cocos gram-positivos catalasa-negativos, esporas butíricas, estafilococos coagulasa positivos y estafilococos coagulasa negativos), recuento de células somáticas de leche de tanque y características tecnológicas (tiempo de coagulación (RCT), velocidad de endurecimiento (K20), dureza del coágulo a los treinta minutos (A30), dureza del coágulo a los 60 minutos (A60), y rendimiento de la cuajada (RCUA)). Los modelos estadísticos utilizados para el estudio de los parámetros de composición físico-química, colorimétrica, higiénico-sanitaria y tecnológica han tenido en cuenta factores generales relacionados con la explotación, factores relacionados con la sala de ordeño y la lechería, así como factores relacionados con la sanidad mamaria de los animales de producción. Los resultados del estudio indican que la leche de tanque de oveja Manchega es rica en los principales componentes físico-químicos (grasa, proteína, extracto seco), siendo la grasa la que presenta una mayor variación entre las ganaderías estudiadas, y evidenciándose fuertes correlaciones entre ellos. Es de destacar la utilidad de otros parámetros analizados, como el contenido en caseína (indicador de aptitud tecnológica) o de urea en leche (estimador de eficiencia de la alimentación de las ovejas de ordeño). La determinación del color de la leche de tanque con métodos instrumentales objetivos, que tiene tendencia al blanco, verde y amarillo, y la existencia de relación entre estos índices y la composición de la leche de oveja podría permitir el desarrollo de una herramienta de análisis sencilla para predecir la calidad físicoquímica a partir de los índices colorimétricos. Asimismo, se han identificado una serie de factores que condicionan la calidad físico-química de la leche de tanque, como la estación del año (primavera-verano vs otoño-invierno), la pertenencia a la asociación de mejora de la raza (AGRAMA), el nivel productivo o el manejo de la alimentación de las ovejas de ordeño (uso de lotes de alimentación en función del nivel productivo de las ovejas de ordeño, utilización de subproductos, etc.). La realización de un recuento microbiano general y diferencial en leche de tanque ha permitido observar cómo se relacionan entre sí, estimando además su utilidad en los sistemas de control de la calidad. De esta forma, se ha determinado que el recuento de mesófilos totales sería un buen indicador de la calidad higiénico-sanitaria de la leche al estar correlacionado con buena parte de grupos de microorganismos estudiados (psicrotrofos, termodúricos, coliformes, Pseudomonas spp., bacterias ácido lácticas, cocos gran-positivos catalasa-negativos) y con el recuento de células somáticas; sin embargo, no se ha constatado relación entre el recuento de mesófilos y el de estafilococos o de esporas butíricas, por lo que en un marco de gestión de riesgos en producción primaria, la determinación de estafilococos en leche de tanque sería útil como indicador de seguridad de procesos, y la determinación de esporas butíricas como indicador tecnológico. Asimismo, han sido identificados diversos factores de variación de la microbiología diferencial de la leche de tanque, que deberían ser considerados en un escenario de gestión de riesgos, tales como la época del año, la pertenencia a la asociación de mejora de la raza (AGRAMA), el nivel productivo, manejo de la alimentación, las condiciones higiénicas de la explotación, manejo del ordeño y conservación de la leche, la aplicación de protocolos de limpieza y desinfección, la revisión periódica de equipos de ordeño y lechería, la aplicación de tratamientos farmacológicos de secado o de desinfección de pezones tras el ordeño. El comportamiento tecnológico de la leche de tanque de oveja Manchega presenta, en general, altos valores para el tiempo de coagulación y el rendimiento de la cuajada, así como una alta variabilidad de la velocidad de endurecimiento de la cuajada. Se han observado correlaciones positivas entre el tiempo de coagulación y la velocidad de endurecimiento de la cuajada (r=0,70), y negativas entre estos y la dureza de la cuajada (r=-0,88 y r=-0,66, respectivamente); es de destacar la ausencia de correlación entre la dureza de la cuajada a treinta y sesenta minutos, condicionada por los altos tiempos de coagulación observados, así como el comportamiento del rendimiento de la cuajada, que sólo guarda relación con la dureza de la cuajada a los 60 minutos de entre los parámetros tecnológicos considerados. Una mayor riqueza de la leche en cuanto a grasa, proteína y caseína da lugar a la obtención de cuajadas más rápidas y de mayor consistencia. El rendimiento de la cuajada aumenta cuando se incrementa el contenido en grasa y proteína total de la leche, siendo el parámetro tecnológico que mantiene correlaciones significativas más altas con la mayoría de los componentes de la leche. Por otra parte, los parámetros tecnológicos presentan correlaciones más altas con proteína y caseína que con la grasa de la leche. Respecto a la cromaticidad, la luminosidad de la leche mantiene una correlación negativa y significativa con el rendimiento de la cuajada, y el índice de rojo presenta correlaciones negativas con tiempo de coagulación y velocidad de endurecimiento, y positivas con la dureza y con el rendimiento de la cuajada. Estos resultados podrían permitir el desarrollo de una herramienta de análisis sencilla y eficaz para predecir la aptitud tecnológica de la leche de tanque. En general, el aumento de los microorganismos de la leche de tanque, mediada por un proceso de acidificación de la misma, provoca una disminución del tiempo de coagulación, la velocidad de endurecimiento y el rendimiento de la cuajada, así como un incremento de la dureza de la cuajada, siendo de destacar las correlaciones entre estos parámetros y determinados grupos microbianos específicos (Pseudomonas spp., coliformes, CGPCN, bacterias lácticas, y estafilococos). La estación del año ha afectado significativamente a todas las características tecnológicas de la leche de tanque, disminuyendo el tiempo de coagulación y la velocidad de endurecimiento, y aumentando la dureza de la cuajada a 30 y 60 minutos en las cuajadas realizadas con la leche de otoño, observando el mayor rendimiento de la cuajada con la leche de otoño e invierno frente a la primavera y verano. Se han definido tres grupos tecnológicos con las muestras de leche de tanque con el fin de mejorar la comprensión del proceso de coagulación, que son los siguientes: - Grupo 1 (G1).- Integrado por el 19% del total de las muestras analizadas y que cumplen la siguiente premisa: RCT<30 minutos; A30>A60. Presentan un tipo de coagulación muy rápida, con sinéresis rápida, y bajo rendimiento. Se caracterizan por tener los mayores recuentos de la gran mayoría de gérmenes estudiados, salvo de esporas butíricas y estafilococos coagulasa positivos, y el menor valor de pH. - Grupo 2 (G2).- Lo componen el 25% del total de las muestras analizadas y que cumplen la siguiente premisa: RCT<30 minutos; A30<A60. Presentan una coagulación rápida y un mayor rendimiento en cuajada de todos los grupos estudiados. Se caracterizan por tener los mayores porcentajes de grasa y proteína. - Grupo 3 (G3).- Este grupo lo forman el 56% del total de muestras analizadas, y cumplen la siguiente premisa: RCT>30 minutos; A30<A60. Tienen una coagulación lenta y poseen un bajo rendimiento. Es el grupo de muestras con mayor porcentaje de lactosa e índices colorimétricos más elevados que el resto de grupos. Las relaciones entre los parámetros tecnológicos presentan ciertas diferencias en función del grupo tecnológico que define la muestra de leche. Así, en el estudio de correlaciones se observa que mientras que entre RCT y K20 son similares en todos los grupos (positivas y significativas), entre RCT ó K20 con la dureza de la cuajada las correlaciones son superiores para el G2 respecto al G1, verificando como la acidificación de la leche (G1) provoca considerables problemas tecnológicos; son también de destacar las correlaciones positivas y significativas entre A30 y A60 para los grupos de coagulación más rápida (RCT<30 minutos), tanto en el G1 (r=0,51) como en el G2 (r=0,59). Además, para los Grupos 1 y 2 de coagulación más rápida se observan, por una parte, correlaciones positivas y significativas entre A30 ó A60 y los principales componentes de la leche, y por otro, correlaciones negativas entre RCT ó K20 con la microbiología de la leche, siendo el G1 el más condicionado por los grupos microbianos generales y específicos, y en el que RCUA mantiene correlaciones negativas y significativas con diversos grupos microbianos. Por último, se han realizado unas estimaciones para predecir la aptitud tecnológica de la leche en función de su calidad físico-química e higiénico-sanitaria. Estas han resultado bajas para los parámetros tecnológicos cualitativos (RCT, K20, A30 y A60), pero no así para el rendimiento en cuajada, con estimaciones muy relevantes para todos los grupos tecnológicos, sobre todo para el Grupo 2 (R2=0,66), dependiendo en gran medida del porcentaje en caseína. A modo de conclusión, la calidad de la leche de oveja no puede ser evaluada, de forma independiente, en función de su composición físico-química, calidad higiénico-sanitaria o calidad tecnológica, sino que ha de ser valorada integrando todas estas características, y teniendo en cuenta los factores relacionados con el sistema de producción y de manejo de las ganaderías, ya que condicionan la calidad integral de la leche como materia prima de calidad contrastada para elaboración de quesos.

The dairy sheep sector has a great socio-economic relevance in rural areas, especially in Castilla- La Mancha Region, which is notable mainly for making products with differentiated quality, such as Protected Designation of Origin (PDO) Manchego cheese. In recent years had been a high transformation of this sector based on reducing the number of farms and increasing the flock size, toward more technical farms specialized in milk production. This has led to a change in farm production and management systems, and within this context, the present study aims to evaluate the quality of Manchega sheep’s milk in relation to the production system, as well as to estimate its technological aptitude based on physico-chemical and hygienic-sanitary characteristics (differential microbiology and somatic cell counts). Following a literature review of the current situation about the quality of sheep milk in the main production areas, and in particular the natural region of La Mancha, 77 Manchega sheep dairy herds were selected from a total of 798 Manchega sheep farms registered under the PDO Manchego Cheese. A survey about on-farm management practices of the selected dairy herds were filled, using a questionnaire divided in six thematic blocks: general characteristics of the farm, structural characteristics, feeding management, reproductive management, hygienic and sanitary aspects, milk production and storage, and mammary health. Concurrently, for a period of one year (March 2012 – February 2013) and seasonal periodicity, a total of 308 samples of bulk-tank milk were collected from Manchega sheep dairy herds, to assess their physicochemical, colorimetric, hygienic-sanitary (differential microbiology and somatic cell counts) and technological characteristics. The analytical results of the physico-chemical characteristics (fat, total protein, total solids, total casein, lactose, total protein/total solids and total casein/fat ratios, urea and pH), colorimetric characteristics (luminosity, red index and yellow index), microbiological characteristics (total bacterial, thermodurics, psychrotrophs, Pseudomonas spp., Escherichia coli, coliforms other than Escherichia coli, lactic acid bacteria, gram-positivecatalase- negative cocci, butyric acid bacteria spores, coagulase-positive staphylococci and coagulase-negative staphylococci counts), bulk-tank somatic cell count and technological characteristics (rennet clotting time (RCT), curd firming time (K20), curd firmness at 30 minutes (A30), curd firmness at 60 minutes (A60), and curd yield (RCUA)) were studied. The statistical models used for the study of physico-chemical, hygienic-sanitary and technological parameters have taken into account general factors related to the farm, the milking room and milk house, as well as factors related to mammary health of production animals. The results of this study indicate that Manchega sheep’s bulk-tank milk is rich in the main chemical components (fat, protein and total solids), with fat having the greatest variation among the farms studied, and strong correlations between them are evident too. It should be noted the usefulness of other parameters analyzed, such as the content of total casein (indicator of the technological aptitude) or urea in milk (an estimator of feeding efficiency of dairy sheep). The determination of the bulk-tank color milk with objective instrumental methods, which has tendency to white, green and yellow, and the existence of a relationship between these indices and the composition of sheep’s milk, could allow the development of a simple analysis tool to predict the physico-chemical quality from the colorimetric indices. Likewise, a number of factors have been identified as determinants of physico-chemical quality of bulk-tank milk, such as the season (spring-summer vs autumn-winter), the membership in the National Association of Selected Sheep Breeders of Manchega Breed (AGRAMA), the level of milk production or feeding management of dairy sheep (the use of group-feeding, feeding by-products, etc.). The attainment of a general and differential microbial count in bulk-tank milk has allowed to observe how they relate to each other, considering also their usefulness in quality control systems. In this way, it has been determined that total bacterial count should be a good indicator of the hygienic-sanitary quality of bulk-tank milk, being correlated with most of the differential microbial groups studied (psychrotrophs, thermodurics, coliforms, Pseudomonas spp., lactic acid bacteria, gram-positive-catalase-negative cocci) and bulk-tank milk somatic cell counts; however, no relationship between total bacterial count and staphylococci count or butyric acid bacteria spores has been established before, and therefore in a primary production risk management framework, the determination of staphylococci in bulk-tank milk should be used as an indicator of the safety of process, and the assessment of butyric acid bacteria spores as a technological indicator. In addition, several factors of variation in the differential microbiology of bulk-tank milk have been identified, which should be considered in a risk management scenario, such as the time of year, the membership in a National Association of Selected Sheep Breeders of Manchega Breed (AGRAMA), level of milk production, feeding management, hygienic conditions of farm, milking management and preservation of bulk-milk, application of cleaning and disinfection protocols, periodic review of milking parlor and milk house, the application of pharmacological treatments for drying or disinfecting nipples after milking. The technological behavior of Manchega sheep’ bulk-tank milk presents, in general, high values for rennet clotting time and curd yield, as well as a high variability in curd firming time. Positive correlations have been observed between rennet clotting and curd firming times (r=0.70), and negative correlations between these and curd firmness (r=0.88 and r=0.66, respectively); it should be noted the absence of correlation between curd firmness at 30 and 60 minutes, as a result of the high rennet clotting times observed, as well as the behavior of curd yield, which only relates with curd firmness at 60 minutes among the technological parameters considered. Greater milk richness in terms of fat, protein and casein contents lead to obtaining faster and more consistent curds. Curd yield increases when fat and total protein contents of milk increased, being the technological parameters that keeps higher significant correlations with most of the components of the milk. On the other hand, technological parameters have higher correlations with total protein and casein than with the fat of the milk. Regarding chromaticity, the luminosity of milk keeps a negative and significant correlation with curd yield, and the red index has negative correlations with rennet clotting and curd firming times, and positive correlations with curd firmness and curd yield. These results could allow the development of a simple and effective analytical tool to predict the technological suitability of bulk-tank milk. In general, the increase of microbial counts in bulk-tank milk, mediated by a process of acidification thereof, generates a decrease in rennet clotting time, curd firming time and curd yield, as well as an increase in curd firmness, being to emphasize the correlations between these parameters and some of the differential microbial counts (Pseudomonas spp., coliforms, grampositive- catalase-negative cocci and staphylococci). The season has significantly affected all the technological characteristics of bulk-tank milk, decreasing rennet clotting and curd firming times, and increasing curd firmness at 30 and 60 minutes in curds made with autumn milk, observing the higher curd yield with autumn and winter compared to spring and summer milk. Three technology groups have been defined with bulk-tank milk in order to improve understanding of the coagulation process, which are as follows: -Group 1 (G1). - represents about 19% of all analyzed samples, fulfilling the following premise: RCT<30 minutes; A30>A60. The samples have a fast coagulation, with fast syneresis and low curd yield. They are characterized by having the highest microbial counts, except for butyric acid bacteria spores and coagulase positive staphylococci, and the lowest pH value. -Group 2 (G2). – represents about 25% of all analyzed samples, fulfilling the following premise: RCT<30 minutes; A30<A60. The samples have a fast coagulation and have the highest curd yield compared with the rest of the studied groups. They are characterized by having the highest fat and protein percentages. -Group 3 (G3). - represents about 56% of all analyzed samples, fulfilling the following premise: RCT>30 minutes; A30<A60. The samples have a slow coagulation and low curd yield. It is the group of samples with higher percentage of lactose and colorimetric indices than the rest of groups. The relationships between technological parameters differ depending on the technological group defining the milk sample. Thus, in this study of correlations, it is observed that while RCT and K20 are similar in all groups of samples (positive and significant), between RCT or K20 with curd firmness the correlations are higher for G2 than G1, verifying how the acidification of milk (G1) produces considerable technological problems; also noteworthy the positive and significant correlations between A30 and A60 for fast coagulation groups (RCT<30 minutes), in both G1 (r=0.51) and G2 (r=0.59). In addition, for G1 and G2 with faster coagulation, on the one hand, there are positive and significant correlations between A30 or A60 and the main components of milk, and on the other hand, negative correlations between RCT or K20 with the microbiology of the milk, being G1 the most conditioned by general and specific microbial groups, and in which RCUA maintains negative and significant correlations with different microbial groups. Finally, statistical estimates have been made to predict the technological suitability of milk in terms of its physico-chemical and hygienic-sanitary quality. These have been low for qualitative technological parameters (RCT, K20, A30 and A60), but not so for curd yield, with greater statistical estimates for all technological groups, especially for G2 (R2=0.66), depending greatly on the percentage of casein. By way of conclusion, the quality of sheep´s milk cannot be assessed independently on the basis of its physico-chemical composition, hygienic-sanitary or technological quality, but it should be estimated integrating all these characteristics as a whole, and taking into account factors related to the production and management system of dairy farms, since they determine the integral quality of milk as a raw material of proven quality for cheese making.