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Biodisponibilidad de nutrientes en comidas
preparadas con cultivos nutricionalmente
mejorados de fríjol y maíz
Darwin Ortiz1, Helena Pachón1, Cristina Araujo2, Matthew Blair1, José Restrepo3
1 Centro
Internacional de Agricultura Tropical, CIAT.
2 Grupo de Nutrición, Universidad del Valle.
3Fundación para la Investigación y el Desarrollo Agrícola, FIDAR.
BIODISPONIBILIDAD
Es la fracción ingestada de un nutriente
que es disponible para el cuerpo para
la utilización en las funciones
fisiológicas normales.
Importancia
•
Concentración “real” de un nutriente una vez
finalizado el proceso biológico de la digestión.
•
Estimación de qué tan accesible es el nutriente
para el organismo.
Biodisponibilidad
con métodos
in vitro
¿En qué consiste?
Fuente Imagen: http://www.medes-salud.com.ar/digestion.htm
Simulación Fase Oral
pH específico 6.5
Enzima amilasa
Sales KCl, KSCN, NaH2PO4
Simulación digestión
gástrica
Sales NaCl, CaCl2 , KCl
pH 2.5
Enzima Pepsina
Temperatura 37
pH específico 2.5
Simulación digestión
intestinal
Extracto de bilis
Pancreatina
Lipasa
pH específico 6.5
confiab
le
In vitro
In vivo
Platos preparados con cultivos
bioforticados
Guarderías
Fríjol y Maíz
Biofortificado
Fríjol y Maíz
Común
Recetas
Mazamorra
Fríjoles guisados
Guarderias Seleccionadas
(n=8)
Asignación
Aleatoria
Maíz y Fríjol nutricionalmente
mejorado (n=2)
Maíz y Fríjol
convencional (n=3)
Preparación de dos recetas, fríjoles sancochados y
mazamorra para fríjol y maíz
Suplemento de
hierro (n=3)
Se tomán 2 muestras de 75-g de cada receta
en dos muestreos
Congelación a -80ºC, liofilización por 4 d y
almacenamiento a temperatura ambiente hasta
el análisis
Determinación de nutrientes:
proteina, triptofano, lisina, hierro,
zinc, fitatos
Medición aproximada de biodisponibilidad:
digestibilidad in vitro de proteína,
biodisponibilidad in vitro de hierro, relación
molar fitato:zinc
•Objetivos
Determinar concentración de hierro, zinc y proteína en las recetas
que están comiendo los niños en las guarderías
Biodisponibilidad de zinc, hierro y digestibilidad de proteína en las
recetas que están comiendo los niños en las guarderías
•Hipótesis
“Existen diferencias en la concentración y biodisponibilidad de
nutrientes entre las recetas con ingredientes convencionales y
mejorados”
Resultados
Fríjol
40
29.59
30
30.95
30.23
Nitrógeno
25.63
20
Crudo
Convencional
Mejorado
0
Convencional
10
Mejorado
Nitrógeno (ppm)
Contenido de Nitrógeno en fríjol y comida
preparada con fríjoles
Cocido
Maíz
20
15.03
14.88
16.61
12.22
15
10
Crudo
Convencional
Convencional
0
QPM
5
QPM
Nitrógeno (ppm)
Contenido de nitrógeno en maíz y comida
preparada con maíz
Cocido
Fríjol
80
63.89
62.86
60
Hierro
40
50.04
43.11
20
mejorado
Convencional
Crudo
Convencional
0
Mejorado
Conteino de hierro, ppm
Contenido de hierro en fríjol y comida preparada
con fríjoles
Cocido
Maíz
20
16.10
15
11.18
10
7.50
7.05
Crudo
convencional
convencional
0
QPM
5
QPM
Contenido de hierro, ppm
Contenido de hierro en maíz y comida preparada con maíz
Cocido
Fríjol
Contenido de zinc en fríjol y comida preparada
con fríjoles
26.47
22.31
23.94
20.15
20
Zinc
10
Convencional
Convencional
Crudo
Mejorado
0
Mejorado
Contenido de Zinc, ppm
30
Cocido
Maíz
Contenido de zinc en maíz y comida preparada con
maíz
22.57
15.12
8.79
convencional
0
Crudo
7.35
convencional
10
QPM
20
QPM
Contenido de Zinc, ppm
30
Cocido
Fríjol
Digestibilidad in vitro de fríjol y comida
preparada con fríjoles
90
82.12
79.60
84.38
82.23
60
Digestibilidad de proteína
30
Crudo
Convencional
Mejorado
Convencional
0
Mejorado
% Digestibilidad
120
Cocido
Maíz
79.75
83.01
Q PM
78.08
Convencional
90
82.49
60
30
Crudo
Convencional
0
Q PM
% Digestibilidad
Digestibilidad in vitro de maíz y comida preparada
con maíz
Cocido
Biodisponibilidad del Zinc*
Fitato:zinc = Biodisponibilidad
Alta biodisponibilidad = < 5:1
Mediana biodisponibilidad = 5:1 a 15:1
Pobre biodisponibilidad = > 15:1
*World
Health Organization (WHO), Food and Agriculture Organization (FAO), International
Atomic Energy Association (IAEA). 1996. Trace elements in human health and nutrition.
World Health Organization, Geneva,
Contenido de fitatos y relación molar fitato:zinc para fríjol
nutricionalmente mejorado y convencional, en platos
preparados.
Fitatos
(mg/100g)
Fitato:zinc
relación molar
Mejorado (n=8)
871.29 (90.29)
36.28 (4.35)
Convencional
(n=8)
949.29 (67.28)
46.75 (3.41)
0.43
0.07
Fríjol
Prueba T, Valor-P
PDCAAS
Medida de la calidad de la proteína
mg de aminoácido limitante en 1g de proteína
× % de digestibilidad
mg de igual aminoácido en 1g de proteína de referencia
Valores reportados para maíz*
QPM (n=15) = 54 a 72% en QPM liofilizado
Comercial (n=3) = 30 a 50% en maíz comercial liofilizado
*Zarkadas CG, Hamilton RI, Yu ZR, Choi VK, Khanizadeh S, Rose NGW, Pattison PL. 2000. Assessment of the
protein quality of 15 new northern adapted cultivars of quality protein maize using amino acid analysis. J Agric Food
Chem 48(11):5351-5361.
Contenido de triptofano, lisina y PDCAAS de proteína para maíz
nutricionalmente mejorado y convencional, en platos
preparados.
N (g/kg)
Triptofano
(% proteína
total)
Lisina
(% proteína
total)
PDCAAS
16.66 (0.99)
0.13 (0.01)
0.54 (0.03)
64.1 %
Convencional
12.04 (0.12)
(n=8)
0.09 (0.01)
0.31 (0.02)
43.6 %
0.02
< 0.0001
Maíz
Mejorado
(n=8)
Prueba-T
P-valor
0.0001
Conclusiones
•
No se encontró diferencia en los niveles de hierro en el fríjol crudo y
cocido, pero sí se encontró diferencia en los niveles de zinc.
•
Los niveles de triptofano y lisina fueron más altos en el maíz
mejorado; los niveles de nitrógeno fueron similares en los dos tipos
de maíz.
•
Una mejor relación molar de fitato: zinc se observó en las recetas
preparadas con frijoles mejorados en comparación con las recetas
preparadas con fríjoles convencionales, pero aún se observa una
baja biodisponibilidad.
•
Los resultados sugieren qué un aumento en los niveles de
nutrientes en el cultivo se verá reflejado en un aumento de
nutrientes en el alimento, por lo tanto; las estrategias de
mejoramiento deberían ser enfocadas en incrementar el contenido
de nutrientes e incluyendo la reducción en el contenido de agentes
antinutricionales.
Agracedimientos
•
•
•
•
•
•
•
•
•
A los directores y cocineros de las guarderías que permitieron la toma de
muestras de la comida que preparó.
Lydia Niño de la Universidad de Cornell por el diseño del protocolo de
toma y recogida de muestras.
Cristina Araujo y Piedad Murillo de la Universidad del Valle por la
recolección de muestras de comida.
Natalia Palacios en el CIMMYT por la realización de los análisis de
proteína, lisina y triptófano.
A la Fundación Monsanto por el apoyo al Laboratorio de Calidad
Nutricional en el CIAT donde se realizaron los estudios de
biodisponibilidad.
Al Consejo Directivo del Fondo Regional de Tecnología Agropecuaria
(FONTAGRO FTG-05/2003),
Al Instituto Colombiano para el Desarrollo de la Ciencia y la Tecnología
"Francisco José de Caldas" (COLCIENCIAS 6295-12-16793).
Al Proyecto Fondo para la Acción Ambiental ( 000.068) por la
financiación de los estudios agronómicos y ensayos de eficacia .
A la Agencia Canadiense de Desarrollo Internacional (CIDA 7034161), a
través del Proyecto AgroSalud, por financiar el personal del Laboratorio
de Calidad Nutricional.
www.AgroSalud.org
Para Mayor
Información
Darwin Ortiz
Centro Internacional de Agricultura Tropical
(CIAT)
Palmira, Valle
Teléfono: 445 0000
[email protected]
Perfil nutricional del fríjol y el maíz sin cocción
Mean (SEM)1
Sample
Name
Origin
Nutritionally
enhanced
NUA35
Conventional
CAL96
FIDAR and
CIAT
fields in 5
sites in
Colombia
Fe (mg/kg),
n=3
Zn (mg/kg),
n=3
N (g/kg), n=3
Tryptophan
(% total
protein), n=1
Lysine (%
total protein),
n=1
62.75 (0.127)a
28.74 (0.430)b
30.31 (0.726)a
0.202
NA2
64.75 (1.947)a
23.99 (0.492)a
30.16 (1.365)a
0.203
NA
57.12 (7.036)a
21.32 (1.086)a
31.3 (0.700)a
0.208
NA
11.50 (0.388)a
14.89 (0.640)a
14.89 (0.868)a
0.084
0.366
15.74 (0.788)b
22.82 (0.963)b
14.97 (0.149)a
0.054
0.254
Beans
NUA45
Maize
Nutritionally
enhanced
CML491
Conventional
DK777
1 For
FIDAR
fields in
Palmira,
Colombia
each crop and nutrient, values with no letters in common are statistically significantly different
(P<0.05). For beans, NUA35 and NUA45 were each compared using Student’s t-test to CAL96.
No statistical tests were run for tryptophan and lysine as there was only one value per crop type.
2 NA = Not analyzed