MS – AA – 4 – CL “Metamorfosis de la leche: medición de la actividad de la enzima lactasa en diferentes tipos de leche”

La lactasa es una enzima responsable de la descomposición de la lactosa en glucosa y galactosa, facilitando su digestión en personas tolerantes a la lactosa. Este experimento investiga cómo distintos tipos de leche afectan la actividad enzimática de la lactasa, midiendo la producción de glucosa en cada caso.

Se utilizarán tres tipos de leche: entera, deslactosada y vegetal (como almendra o soya). En cada muestra se añadirá una cantidad controlada de lactasa y, tras un período de reacción de 10-15 minutos, se utilizarán tiras reactivas para medir la concentración de glucosa generada.

Se alinea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), particularmente el ODS 3 (Salud y Bienestar), promoviendo opciones alimenticias más accesibles. También se relaciona con el ODS 12 (Producción y Consumo Responsables), contribuyendo al desarrollo de productos lácteos sostenibles.

Lactase is an enzyme responsible for breaking down lactose into glucose and galactose, facilitating digestion in lactose-tolerant individuals. This experiment investigates how different types of milk affect lactase enzyme activity by measuring glucose production in each case.

Three types of milk will be used: whole milk, lactose-free milk, and plant-based milk (such as almond or soy). A controlled amount of lactase will be added to each sample, and after a reaction period of 10-15 minutes, test strips will be used to measure the concentration of glucose produced.

This study aligns with the Sustainable Development Goals (SDGs), particularly SDG 3 (Good Health and Well-being), by promoting more accessible dietary options. It also relates to SDG 9 (Industry, Innovation, and Infrastructure) and SDG 12 (Responsible Consumption and Production), contributing to the development of sustainable dairy products.

In lactasa enzima tlen quixopanoltia in lactosa ipan glúcosa huan galactosa. Ipan nin tlamachiliztli, momachtiuh quenamic in lactasa quichihua in lechi entera, lechi deslactosada huan lechi tlācatl (almendra o soya), huan nechicoa glúcosa quipantlaz ipan Benedict’s reactivo.

Mopatlaz occepa ipan ODS 3 huan ODS 12, quenin tlāltikpaktlakameh hueliz tlapehuaz itech tlacualiztli cuali huan tlahuelqui momachtiz in quixopanoltia in lactosa.

La lactasa es una enzima responsable de catalizar la hidrólisis de la lactosa en dos monosacáridos: glucosa y galactosa. Este proceso facilita la absorción de dichos azúcares en el intestino delgado y contribuye a una digestión adecuada. Sin embargo, una parte significativa de la población mundial presenta una deficiencia en la producción de lactasa, lo cual provoca intolerancia a la lactosa y dificulta el consumo de productos lácteos.

En este estudio se investigó la actividad de la enzima lactasa en diferentes tipos de leche: leche entera, leche deslactosada y leche vegetal (almendra o soya). Se buscó determinar cómo la composición de cada tipo de leche influye en la descomposición de la lactosa y en la producción de glucosa, utilizando el reactivo de Benedict como indicador de la presencia de azúcares reductores.

La investigación resulta relevante debido a la alta prevalencia de la intolerancia a la lactosa a nivel global y a la necesidad de identificar alternativas alimenticias que mejoren la salud y el bienestar. Asimismo, se alinea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), particularmente con el ODS 3 (Salud y Bienestar) y el ODS 12 (Producción y Consumo Responsables), al promover opciones más saludables y sostenibles para la población.

Este estudio es relevante debido a la alta prevalencia mundial de la intolerancia a la lactosa, que afecta a un estimado de entre el 57% y el 65% de la población adulta. Las personas con esta condición experimentan malestar digestivo al consumir productos lácteos debido a la producción reducida o ausente de lactasa, la enzima responsable de descomponer la lactosa.

Comprender cómo diferentes tipos de leche, como la entera, la deslactosada y las alternativas vegetales, interactúan con la enzima lactasa puede brindar información valiosa sobre las elecciones dietéticas para las personas intolerantes a la lactosa. Aunque a menudo se recomiendan las leches deslactosada y vegetal, pocos estudios comparan directamente sus interacciones bioquímicas con la lactasa.

Al investigar la producción de glucosa como un indicador de la actividad enzimática, este estudio busca profundizar en la comprensión de cómo la composición de la leche influye en la función de la lactasa. Esto tiene aplicaciones potenciales en la ciencia de la nutrición, el procesamiento de alimentos y la toma de decisiones relacionadas con la salud personal, especialmente en poblaciones afectadas por la intolerancia a la lactosa.

La intolerancia a la lactosa afecta a millones de personas en todo el mundo, particularmente en regiones como Asia y África. Las personas con esta condición presentan dificultades para digerir la lactosa debido a una deficiencia en la producción de la enzima lactasa. Aunque las opciones como la leche deslactosada y las alternativas vegetales (almendra, soya, avena) han ganado popularidad en el mercado, existen pocos estudios que comparen directamente cómo distintos tipos de leche afectan la actividad de la lactasa.

A nivel local, muchas personas desconocen cómo la composición de cada tipo de leche influye en la descomposición de la lactosa, lo cual puede impactar en su salud y en sus decisiones alimenticias. Por esta razón, surge la necesidad de investigar cómo interactúa la lactasa con la leche entera, la leche deslactosada y la leche vegetal, con el fin de determinar cuál de estas facilita de mejor manera la descomposición de la lactosa y, por ende, contribuir a la toma de decisiones informadas en la dieta de individuos intolerantes.

Si se añade lactasa a diferentes tipos de leche, entonces la producción de glucosa será mayor en la leche entera en comparación con la leche deslactosada (que ya contiene glucosa por la hidrólisis previa de la lactosa) y con la leche de almendra (que no contiene lactosa), debido a la hidrólisis de la lactosa en glucosa y galactosa.

Analizar el efecto de diferentes tipos de leche en la actividad de la enzima lactasa mediante la medición de la producción de glucosa, con el fin de determinar cómo la composición de cada leche influye en la reacción enzimática.

Comparar la producción de glucosa en distintos tipos de leche (entera, deslactosada y vegetal) después de la acción de la lactasa.

Medir la actividad enzimática de la lactasa utilizando el reactivo de Benedict para determinar la cantidad de glucosa generada en cada muestra.

Evaluar cuál tipo de leche favorece en mayor medida la descomposición de la lactosa, aportando información útil para personas con intolerancia a la lactosa.

ODS 3: Salud y Bienestar
Contribuye a la búsqueda de alternativas alimenticias que promuevan una mejor digestión en personas con intolerancia a la lactosa, mejorando su calidad de vida y bienestar nutricional.

ODS 9: Industria, Innovación e Infraestructura
Impulsa la investigación y el desarrollo de innovaciones en el área alimentaria, fomentando nuevas soluciones científicas que puedan ser aplicadas en la producción de alimentos.

ODS 12: Producción y Consumo Responsables
Favorece el análisis de productos lácteos y alternativas vegetales sostenibles, orientando el consumo hacia opciones responsables que reduzcan el impacto ambiental y promuevan prácticas más sostenibles en la industria alimentaria.

La lactasa es una enzima ampliamente estudiada por su capacidad de hidrolizar la lactosa en glucosa y galactosa, facilitando su digestión en individuos tolerantes. Estudios previos han demostrado que la actividad de la lactasa disminuye con la edad, afectando a más del 65% de la población mundial (Gropper & Smith, 2021). Además, se ha documentado que la leche deslactosada ya contiene glucosa y galactosa debido a la hidrólisis previa de la lactosa, mientras que las bebidas vegetales, como la leche de almendra o soya, no requieren lactasa porque carecen de lactosa.

Investigaciones recientes han analizado la actividad enzimática de la lactasa en distintos tipos de leche, mostrando que la cantidad de glucosa producida varía según la composición de cada leche. Estos estudios han resaltado la importancia de considerar la naturaleza del sustrato y los componentes adicionales presentes en cada tipo de leche, ya que pueden interferir en la medición de la actividad enzimática.

A nivel experimental, se ha utilizado el reactivo de Benedict como método confiable para detectar la presencia de azúcares reductores, siendo ampliamente aplicado para evaluar la hidrólisis de lactosa por lactasa en diferentes condiciones. Sin embargo, se ha observado que la mayoría de los estudios se concentran en leche entera y deslactosada, con escasa información sobre el comportamiento de la enzima en leches vegetales.

En este contexto, el presente proyecto busca llenar esta laguna mediante la comparación directa de la producción de glucosa en leche entera, leche deslactosada y leche vegetal, contribuyendo a un entendimiento más amplio de cómo la composición de la leche afecta la actividad de la lactasa y proporcionando información relevante para personas con intolerancia a la lactosa.

Materiales, equipos y sustancias

4 tipos de leche: leche entera, leche deslactosada, leche de almendra, leche de avena

Enzima lactasa (líquida)

Reactivo de Benedict

Tubos de ensayo

Gradilla para tubos de ensayo

Cronómetro

Vaso de precipitados

Varilla de vidrio para agitación

Consideraciones de seguridad, éticas y ambientales
Se emplearon guantes y gafas de seguridad durante todo el experimento. Se manipuló el reactivo de Benedict con cuidado, evitando el contacto con la piel y la ingestión. Los residuos de los reactivos se eliminaron siguiendo las normas del laboratorio, vertiéndolos en los contenedores designados para desechos químicos.

Procedimiento experimental

Se midieron y vertieron 5 ml de cada tipo de leche en tubos de ensayo separados.

Se trituró una tableta de lactasa y se disolvió en una pequeña cantidad de agua.

Se añadió 1 ml de la solución de lactasa a cada muestra de leche y se agitó suavemente con la varilla de vidrio para asegurar una mezcla homogénea.

Se dejaron reposar las mezclas a temperatura ambiente durante 10–15 minutos, agitando cada 5 minutos.

Se añadieron 2 ml de reactivo de Benedict a cada tubo de ensayo.

Se calentaron los tubos sobre un mechero Bunsen durante aproximadamente 5 minutos hasta observar un cambio de color.

Se registraron los resultados observados, anotando la intensidad del cambio de color como indicador de la presencia de glucosa.

Variables controladas

Volumen de leche y de enzima utilizado

Temperatura ambiente (~25 °C)

Concentración del reactivo de Benedict

Mismo observador para la detección de cambio de color

Durante la experimentación se evaluó la actividad de la lactasa en la leche de almendra mediante el reactivo de Benedict. Debido a limitaciones de tiempo, no fue posible completar todas las condiciones experimentales ni evaluar todos los tipos de leche.

Después del calentamiento, el tubo de ensayo con leche de almendra presentó un color naranja oscuro, lo que indicó la presencia de glucosa. Esto sugiere que la leche de almendra puede contener azúcares simples que reaccionaron directamente con el reactivo, sin requerir la acción de la lactasa.

Dado que no se cuenta con datos comparativos de otros tipos de leche, no se pudieron extraer conclusiones definitivas sobre la actividad enzimática de la lactasa. Sin embargo, este resultado preliminar permitió observar que algunos tipos de leches vegetales ya contienen azúcares simples que podrían interferir con la medición de la acción específica de la enzima.

Aunque el experimento no pudo completarse en su totalidad debido a limitaciones de tiempo, los resultados obtenidos de la muestra de leche de almendra proporcionan información preliminar relevante. Después de la adición del reactivo de Benedict y el calentamiento del tubo de ensayo, se observó un cambio de color notable hacia naranja oscuro, lo que indica la presencia de azúcares reductores, principalmente glucosa.

Dado que la leche de almendra no contiene lactosa (el sustrato específico de la enzima lactasa), la presencia de glucosa no puede atribuirse a la acción enzimática. Es probable que los azúcares detectados provengan de azúcares simples presentes de manera natural en la leche de almendra o añadidos durante su procesamiento comercial.

Debido a la ausencia de datos comparativos con otros tipos de leche, como la leche entera y la leche deslactosada, no fue posible validar la hipótesis inicial, que planteaba que la adición de lactasa produciría una mayor concentración de glucosa en la leche entera.

Se concluye que, para futuras investigaciones, será necesario incluir todos los tipos de leche bajo condiciones controladas, lo que permitirá medir y comparar de manera precisa la producción de glucosa tras la acción de la lactasa. Esto permitirá evaluar de forma más robusta la eficiencia de la enzima en la descomposición de la lactosa y validar o refutar la hipótesis planteada.

Gropper, S. S., & Smith, J. L. (2021). Advanced nutrition and human metabolism (7th ed.). Cengage Learning.

Mayo Clinic. (2023). Lactose intolerance: Symptoms and causes. https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/lactose-intolerance/symptoms-causes/

Nutira. (s.f.). Mapa de la intolerancia a la lactosa en el mundo. Nutira. https://nutira.es/blog/mapa-intolerancia-lactosa/Learning