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BROMATOLOGÍA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE LA PLATA Licenciatura en Nutrición. Primer cuatrimestre 2011 Profesores: Dr. Enrique Agulló Bca. Julia Carro NUTRIENTES 1 CARACTERÍSTICA NUTRICIONAL COMPONENTES DE LOS ALIMENTOS Son dos los componentes principales de los alimentos: nutritivos y no nutritivos. Nutritivos: los alimentos poseen en su composición sustancias denominadas nutrientes, que al ser ingeridas contribuyen al normal funcionamiento del organismo. No nutritivos. Comprenden: sustancias propias de un alimento natural como ser: pigmentos, sustancias saborizantes, tóxicas, etc. Ingrediente: que es toda sustancia, incluido los aditivos alimentarios, que se emplee en la fabricación o preparación de alimentos y que esté presente en el producto final en su forma original o modificada. Los nutrientes pueden se absorbidos directamente en el tracto digestivo o deben sufrir la digestión como se nuestra en el siguiente esquema: NUTRIENTES Sufren digestión Glúcidos complejos Lípidos Proteínas Se absorben directamente Azúcares simples Sales minerales Vitaminas Agua 2 CARACTERÍSTICA NUTRICIONAL En la Figura 1, se presenta la clasificación de los nutrientes según su naturaleza y según la cantidad en la que se encuentran en los alimentos. FIGURA 1. Clasificación de los nutrientes NUTRIENTES ORGÁNICOS MACRONUTRIENTES Proteínas Lípidos Hidratos de Carbono MICRONUTRIENTES Vitaminas NUTRIENTES INORGÁNICOS AGUA MACRONUTRIENTES Na K Ca P Mg Cl S Fe MICRONUTRIENTES Trazas: I, F, Zn, Cr, Cu. Se, Mn, Mo Ultra trazas: Ni, Sn, Si, V, Co, As, B, Li En estudio: Pb, Cd, Hg 3 La clasificación de los nutrientes por su funcionalidad se sintetiza en la Figura 2 . . Dentro de los macronutrientes orgánicos, las proteínas y los hidratos de carbono son degradados a sus constituyentes monoméricos (aminoácidos y hexosas respectivamente) y absorbidos a nivel intestinal, mientras que los lípidos lo hacen en forma de emulsión. En estos tres estados y juntos a vitaminas y nutrientes inorgánicos, cumplen con las funciones anabólicas, sintetizando los macronutrientes propios del organismo mediante gasto de energía y las funciones catabólicas (siguiendo la ruta de la acetil-coenzima A, para introducirse en el ciclo del ácido tricarboxílico, degradándose a CO2 ; H2O y urea (en el caso de las proteínas) con liberación de energía. Figura 3. FIGURA 2. Funciones de los nutrientes en el organismo. Procesos de formación de estructuras (plásticos) Proteínas � Sintetizar nuevos tejidos (niñez, adolescencia y obesidad � Renovación de los tejidos que cumplieron su vida útil Procesos energéticos H. de Carbono y Lípidos - Trabajo interno - Trabajo externo (actividad normal, profesional y recreativa) - Mantenimiento de la temperatura AA TT PP Función reguladora - Vitaminas (Coenzimas) - Minerales (Catalizadores) Función Hídrica A G U A 4 FIGURA 3. Destino de los nutrientes en el organismo ESENCIALIDAD. Los nutrientes se clasifican como esenciales y no esenciales. Los esenciales son aquellos necesarios para las actividades normales del cuerpo y que no son sintetizados por el organismo o lo hacen en menor proporción de su requerimiento, por lo que deben ser aportados irremediablemente de la dieta. Como se observa en la Tabla 1 son alrededor de cincuenta los nutrientes esenciales y abarcan representantes de macro y micro nutrientes orgánicos e inorgánicos. Las particularidades de cada uno de ellos se tratan en sus capítulos respectivos. Se define al requerimiento diario “como la cantidad mínima de un nutriente, que cumple con normalidad sus funciones en el organismo”. Ciclo del Ácido tricarboxílico NH3 Orina CO2 H2O + Urea Orina citrato isocitrato α-oxoglujtarato succinato fumarato oxalato oxalacetato CO2 CO2 N A D TEJIDOS Proteínas Glúcidos Lípidos MACRONUTRIENTES DIETA Anabolism o Aminoácidos Hexosas Lípidos + + Acetil CoA Proteínas Polisacáridos Lípidos α cetoácidos Piruvato C atabolism o 5 TABLA1. Esencialidad de los nutrientes. AMINOÁCIDOS VITAMINAS NUTRIENTES MINERALES Histidina Leucina Isoleucina Lisina Aromáticos Azufrados Treonina Triptófano Valina Liposolubles Retinol (A) Colecalciferol (D) Tocoferol (E) Filoquinona (K) Macro Micro Na Fe I Co K Zn V Ca Cr Si P Cu Sn Hidrosolubles Tiamina (B1) Riboflavina (B2) Niacina Piridoxina (B6) Ac. Pantoténico Biotina Ac. Fólico Cobalamina (B12) Ac. Ascórbico ( C ) Mg Se Ni Cl Mn S Mo H2O ACIDOS GRASOS Linoleico Linilénico *El organismo los sintetiza pero en menor cantidad de su requerimiento SEMIESENCIALES Proteínas: cisterna – Tirosina Ácidos grasos: aranquidónico Fibra Dietética ??? CARBOIHIDRATOS GLUCOSA* Para evaluar la esencialidad de un nutriente, se debe cumplir con varias exigencias, Para su mayor comprensión se presenta el estudio de la vitamina “A” como ejemplo. Conocimiento de la estructura química La estructura de la Vitamina “A” corresponde a derivados de la β-ionona y en particular al trans retinol, que es el que posee actividad biológica junto con sus ésteres y sus derivados obtenidos por oxidación: retinal y ácido retinoico. Todos se encuentran en alimentos de origen animal. También se incluyen a un grupo minúsculo de carotenoides que tienen en su molécula por lo menos un anillo beta-ionona, razón por la cual posee la � Conocimiento de la estructura química � Función biológica (organismo) � Deterioro en el organismo por deficiencia o carencia � Absorción y metabolismo � Concentración en el organismo � Requerimiento diario � Fuentes alimenticias 6 característica de originar retinol en el organismo por lo que se denominan “provitamina A” y están presentes en alimentos de origen vegetal. FIGURA 4. Estructuras química de vitamina y provitamina “A” � Función biológica en el organismo y deterioro por deficiencia o carencia. Solo presenta acción biológica el isómero trans. Tiene distintas e importantes actividades en el organismo. Cuando la ingesta es menor de su requerimiento diario, se produce disminución de sus funciones específicas y se originan las deficiencias y deterioro en el organismo. En la Tabla 2 se sintetiza este ítem, sobresaliendo su participación en el ciclo visual. ALGUNOS CAROTENOIDES PRESENTES EN LOS ALIMENTOS β - CAROTENO R: - CH2OH R: - COH2 R: - COOH RETINOL (TODO TRANS) RETINAL ACIDO RETINOICO 11 – Cis Retinal β-ionona 7 TABLA 2. Funciones de la vitamina a y relación con los síntomas de deficiencia FUNCIONES SÍNTOMAS DE DEFICIENCIA Diferenciación celular Detención del crecimiento Síntesis de proteínas Integridad de los tejidos Sequedad de piel y mucosa Síntesis de glucoproteínas Disminución de secreciones Sistema inmunitario Fagocitosis disminuida Aumento de susceptibilidad de las infecciones CICLO VISUAL DISMINUCIÓN DE AL ADAPTACIÓN A LA LUZ CREPUSCULAR Liberación de hierro del hígado Anemia ferropénica Regulación de los canales de comunicación intercelular Prevención de al carcinogenesis Absorción y metabolización en el organismo. El retinol y derivados se encuentran en los alimentos esterificados con ácido palmítico. En el intestino se emulsiona con las sales biliaresy luego es hidrolizado por la lipasa pancreática, absorbiéndose en forma micelar. Una vez absorbido es nuevamente esterificado con ácido palmítico proveniente del organismo, por vía linfática pasa a sangre y por vena porta llega al hígado, donde parte es almacenada (en exceso produce hipervitaminosis) y parte es distribuida por plasma sanguíneo a los distintos órganos para cumplir sus funciones biológicas específicas que se detallan en la Tabla 6, junto con los síntomas que se originan por una ingesta deficiente de este nutriente. La eliminación del organismo se realiza como ácido retinoico por vías biliar y urinaria y como retenil glucurónido por vía biliar. Los carotenos con actividad vitamínica se absorben también en la fase micelar, en menor proporción que el retinol por ser menos polares y una vez absorbidos, parte se transforma en retinal en un proceso enzimático y de muy poca eficiencia. El β-caroteno que tiene en su moléculas 2 moléculas de retinol, tiene una 8 eficiencia de 1/6, mientras que el gamma-caroteno, que posee una sola molécula de retinol, su eficiencia es solamente de 1/12. El excedente de ingesta de carotenos, en caso de hipervitaminosis (hipercarotenosis) pasa inalterable a la piel , dando el típico color amarillento. FIGURA 5. Destino de la vitamina “A” en el organismo ORIGEN ANIMAL PALMITATO DE RETINILO ORIGEN VEGETAL CAROTENOS (Actividad de pro-vit. s/estructura) LIPASA + SALES BILIARES + palmitil -CoA INTESTINO ββββ-CAROTENO (Vit. A) RETINAL Ac. Retinoico CAROTENOS di - oxigenasa LIPOPROTEINAS CAROTENOS RETINOL Palmitato de retinilo QUILOMICRO HIGADO ALMACENAMIENTO FUNCIONES EN EL ORGANISMO ALIMENTOS CAROTENOS DEPOSITO EN PIEL Y MUCOSAS Color amarillo EXCRECIÓN BILIAR Y URINARIA 9 � Concentración en el organismo - Requerimiento diario - Fuentes alimenticias. De acuerdo a la síntesis del ítem anterior, se presenta la concentración de Retinol en el organismo y los diferentes requerimientos diarios de retinol y carotenos. También se presentan los alimentos de origen animal y vegetal fuentes de esta vitamina. TABLA 3. Relación de las necesidades diarias de vitamina “A” y su contenido en el organismo. REQUERIMIENTO DIARIO CONCENTRACIÓN EN EL ORGANISMO 1UI = 0,3 µg de retinol > 10 µg /dL de plasma 1Equivalente de retinol (EqR) = 1 µg de retinol 1 µg de β-caroteno = 0,167 µg EqR FUENTES ALIMENTICIAS De otros carotenoides provitamina A = 0,084 µg EqR Origen animal: leche entera, manteca, crema, queso, hígado, huevos y pescados grasos Origen vegetal : hortalizas de hojas verdes, zanahorias, zapallo, batata y frutas amarillas y rojas 1 µg de β-caroteno = 1 / 6 µg retinol Otros β-caroteno = 1 / 12 µg retinol Es necesario definir ciertos parámetros que son decisivos en el momento de evaluar el requerimiento de un dado nutriente; ellos son: antinutriente; disponibilidad; digestibilidad y biodisponibilidad. Antinutriente: son sustancias que se encuentran en forma natural en los alimentos y que por su acción perjudicial sobre los nutrientes en el proceso de digestión, disminuye la disponibilidad y/o digestibilidad, es decir disminuye la biodisponibilidad. 10 Disponibilidad: es la fracción de un nutriente que no ha sido deteriorado en el proceso tecnológico ni en el almacenamiento, o por la presencia de antinutrientes en el alimento. Digestibilidad: se refiere a la magnitud del proceso de catabolización de los nutrientes en el tubo digestivo; depende de los procesos enzimáticos, de la absorción intestinal y de la presencia de sustancias en los alimentos que actúan adversamente (antinutrientes). Biodisponibilidad: es la fracción de un nutriente que es absorbido en el intestino y utilizado por el organismo. Está relacionado con su disponibilidad al ser ingerido y con su digestibilidad o utilización en el tracto digestivo. Las Tablas 4 a 6 y Figuras 6 y 7, ilustran estos conceptos. TABLA 4. Antinutrientes que disminuyen la disponibilidad de los nutrientes de los alimentos ANTINUTREINTES NUTREINTES AFECTADOS FUENTES DE LA DIETA Fibra dietaria Minerales, vitaminas, proteínas Plantas Fitatos Zn ; otros minerales Semillas oleaginosas; granos cereales Oxalato Ca Espinaca; te; cacao Plantas fenólicas Gosipol Fe ; otros minerales, proteínas Semillas de algodón Taninos Proteínas, Vit B12, glucosa Algunas plantas Otros fenoles Proteínas, vitaminas Algunas plantas Antagonistas de vitaminas Avidina Biotina Huevo Fenólicas tiamina Algunas plantas Enzimas Tiaminasa Tiamina Mariscos Lipo oxigenasa Vitamina A Soja ; otras plantas Tosoferol oxidasa Vitamina E Porotos de soja 11 TABLA 5. Antinutrientes que disminuyen la digestibilidad de los nutrientes de los alimentos ANTINUTRIENTES NUTRIENTES AFECTADOS MECANISMO FUENTES Inhibidores enzimáticos Inhibidor tripsina proteínas Inhibe digestión proteínas legumbres Ovomucoides proteínas Inhibe digestión proteínas huevo Ovoinhibidor proteínas Inhibe digestión proteínas huevo Inhibidor amilasa carbohidratos Inhibe digestión carbohidratos legumbres Antagonistas de vitaminas Dicumarol vitamina K Interfiere producción trombina trébol dulce Goiterogénicos Iodo Inhibe la asimilación de Yodo por tiroides Plantas crucíferas Fenoles Taninos Glucosa; metionina Inhibe absorción intestinal Algunas plantas Saponinas Colesterol Inhibe absorción colesterol Alfalfa; p. soja TABLA 6. Factores antinutricionales de la soja De todos estos factores, los más perjudiciales son los inhibidores de tripsina, o factor antitriptico de la soja, que interfieren en la digestión de las proteínas en el intestino, disminuyendo la asimilación de las proteínas de la propia soja, como las proteínas de otros alimentos ingeridos junto con la soja activa. La actividad de estos inhibidores puede ser disminuida en un 90% a través de la inactivación por tratamiento térmico adecuado, ya que son termolábiles. LLáábbiilleess aall ccaalloorr EEssttaabblleess aall ccaalloorr �� HHeemmooaagglluuttiinniinnaass �� IInnhhiibbiiddoorreess ddee ttrriippssiinnaa �� FFaaccttoorreess ggooiitteeóóggéénniiccooss �� AAnnttiivviittaammiinnaass �� FFiittaattooss �� SSaappoonniinnaass �� EEssttrróóggeennooss �� FFaaccttoorreess ddee ffllaattuulleenncciiaa �� LLiissiinnooaallaanniinnaa �� AAlleerrggéénniiccooss 12 FIGURA 6. Esquema sobre la disponibilidad, digestibilidad y biodisponibilidad PÉRDIDA DE VITAMINAS POST-COSECHA PELADO - DESCASCARADO ESCALDADO PROCESAMIENTO ALMACENAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN PREPARACIÓN HOGAR [ V ] 0 [ V ] 1 [ V ] 2 [ V ] 3 [ V ] 4 [ V ] 5 [ V ] 6 [ ] [ ] 100% 0 6 ×= V V retención DISPONIBILIDAD BIODISPONIBILIDAD CONSUMO (DIGESTIBILIDAD) FIGURA 7. Absorción y metabolismo del hierro CARNES Hb; Mb; Fe++ VEGETALES Fe++ : Fe+++ Reductores (Ac. Ascórbico) Complejantes (Ac. Cítrico) Ac. Fítico y Taninos pH Fe(OH)3 precipitan NIVEL INTESTINAL 5 – 8 % 23 – 25 % TRANSFERRINA (T) + Fe++ TFe ���� BIODISPONIBILIDAD [ ] [ ][ ] 20 10== ++FeT TFe k
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