LOS ALIMENTOS Y SUS COMPONENTES NUTRICIONALES
Los componentes
de los alimentos que llevan a cabo las importantes funciones son conocidos como
nutrientes. De entre los múltiples y diversos componentes que forman el cuerpo
humano, sólo unos 50 tienen el carácter de nutriente. Es decir, el hombre para
mantener la salud desde el punto de vista nutricional necesita consumir
aproximadamente 50 nutrientes. Junto con la energía o las calorías, obtenidas a
partir de grasas, hidratos de carbono y proteínas, además del agua, debiendo estar presentes en
la dieta diaria del hombre.
1.
NUTRICION,
ALIMENTO Y NUTRIENTES
1.1. NUTRICION
La nutrición como ciencia estudia todos los procesos que ocurren en el
organismo mediante las cuales, éste utiliza unos compuestos químicamente
definidos, que se conocen con el nombre de Nutrientes, los cuales son recibidos
por el individuo a través de los alimentos.
El ser humano necesita alimentos para regenerar su estructura celular y
obtener energía. Las sustancias nutritivas contenidas en los alimentos reciben
el nombre de principios inmediatos. Pudiendo ser orgánicos e inorgánicos.
De manera genérica la Nutrición tiene tres objetivos fundamentales:
ü
Satisfacer las
necesidades energéticas que el organismo requiere, sin cuyo aporte no es
posible llevar a cabo ningún proceso.
ü
Cubrir las necesidades
del crecimiento como proceso neoformador de estructuras, así como permitir el
mantenimiento de las citadas estructuras.
ü
Llevar a cabo todos los
procesos que requieren energía o formación y mantenimiento de estructuras, de
una manera armónica, lo que se realiza a través de complejos mecanismos de
regulación.
Figura Nº 01. Las necesidades nutricionales del cuerpo
humano se pueden dividir en
necesidades
energéticas, estructurales o de soporte y reguladoras.
Fuente: Funiber (2009)
Para que los objetivos
que la nutrición tiene, se cumplan lo más idealmente posible, el aporte de
nutrientes debe hacerse de tal modo que se cumplan determinadas premisas.
La primera de ellas es
que los nutrientes deben suministrarse en cantidades adecuadas, especialmente
sin que haya deficiencia de ningún nutriente, y de manera destacable de los que
se denominan esenciales.
Hay que evitar exceso de
nutrientes, entendiendo que el déficit nutricional, siempre acarrea más
problemas que un cierto exceso, puesto que el organismo se defiende mejor en exceso
de nutrientes que en déficit.
Desde el punto de vista
de la energía, hay que suministrar una cantidad de nutrientes energéticos tal,
que permita mantener un peso saludable. Teniendo en cuenta el aporte de
nutrientes energéticos y un adecuado grado de actividad física.
1.2. ALIMENTO
Constituyen una parte esencial de nuestra
vida diaria y gracias a una dieta equilibrada es que nos podemos mantener sanos
y mejorar nuestra salud. Por ello es importante saber que es un alimento y como
es su composición.
Se considera como alimento
a aquellas sustancias naturales o transformadas que al ser ingeridas y
absorbidas por el organismo, producen energía, promueven el crecimiento y
reparación de los tejidos o regulan los procesos del cuerpo.
Los
alimentos pueden ser de origen animal o vegetal siempre y cuando aporten
energía y nutrientes y en general se entiende que ingresan vía oral.
Característica de los alimentos es que entre sí son reemplazables unos por
otros, lo que no siempre sucede con los nutrientes. Está es una gran diferencia
entre alimento y nutriente.
Un
conjunto de nutrientes forman un alimento y a su vez un conjunto de de
alimentos conforman la dieta.
1.3. NUTRIENTES
Los nutrientes son compuestos
químicamente definidos, que aportados a través de los alimentos, hacen posible
que el organismo produzca energía para llevar a cabo sus funciones vitales,
forme y mantenga las estructuras corporales, y todo ello sea regulado de una
manera eficaz.
El
nutriente es absorbido por la célula y transformado a través de un proceso
metabólico de biosíntesis (conocido como anabolismo)
o mediante degradación para obtener otras moléculas.
Los nutrientes se pueden dividir en macronutrientes (principios inmediatos
orgánicos), deben ingerirse en cantidades importantes (decenas de gramos), y micronutrientes (principios inmediatos
inorgánicos) que se toman en cantidades muy pequeñas (miligramos o
microgramos).
Entre los macronutrientes se
distinguen los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas. Los
micronutrientes comprenden las vitaminas y minerales.
Todos ellos permiten cubrir los
objetivos que tiene la nutrición. Así, hidratos de carbono, grasa y proteínas,
son capaces mediante procesos oxidativos de suministrar energía o cumplir con
las necesidades energéticas. También
es capaz de generar energía en el organismo, el alcohol, pero no se debe
considerar un nutriente, ni tampoco las bebidas alcohólicas que lo contienen,
deben encuadrarse como alimentos.
Las
necesidades estructurales y de soporte (huesos, músculo, piel, membranas,
células, reparación de las ya existentes, etc.) se encuentran las proteínas,
las grasas y algunos minerales, como el calcio, fósforo y flúor.
La
necesidades de regulación metabólica y control es posible mediante determinadas
proteínas, minerales y vitaminas, básicamente las
vitaminas controlan la mayoría de las reacciones químicas que se producen en el
metabolismo celular. Debemos tomarlas con los alimentos, ya que nuestro
organismo es incapaz de fabricarlas a partir de otras moléculas orgánicas.
Los principios inmediatos
inorgánicos se obtienen del medio inerte que nos rodea. El agua es el
componente mayoritario de nuestro cuerpo, resulta esencial para el correcto
funcionamiento del organismo, por lo que debemos renovar las pérdidas que se producen
diariamente por la orina, el sudor, la respiración y las heces. La regulación
entre las ganancias y las pérdidas de agua se denominan equilibrio hídrico.
Las sales minerales
proporcionan elementos químicos indispensables para el organismo:
ü El sodio es
importante para el funcionamiento del sistema nervioso.
ü El calcio
participa en la composición de huesos y dientes.
ü El hierro se
encuentra en el interior de los glóbulos rojos, formando parte de las moléculas
de hemoglobina, y se une al oxígeno para transportarlo hasta las células.
Figura
Nº 02. Funciones genéricas de la nutrición
Fuente: Funiber (2009)
1.1.1. NUTRIENTES ESENCIALES Y NO ESENCIALES
El organismo humano necesita y utiliza
algo más de cincuenta nutrientes pero no todos tienen igual trascendencia.
Algunos, en el caso de que no aporten a través de los alimentos, pueden ser
sintetizados por el organismo, recibiendo el nombre de nutrientes no esenciales. Por ejemplo tenemos la glucosa, que aún
siendo un nutriente clave para el funcionamiento celular, en el caso de no
recibirlo a través de la dieta, el organismo es capaz de formarla a través del
hígado.
Por el contrario, otros nutrientes que
no son suministrados por la alimentación y no pueden ser sintetizados por el
organismo, son denominados nutrientes esenciales.
Por ejemplo:
ü Entre los hidratos de carbono,
se incluye la fibra alimentaria y de este a su vez destacan la celulosa,
hemicelulosa y pectina.
ü En relación a las proteínas,
son esenciales prácticamente la mitad de los aminoácidos que las forman,
concretamente leucina, isoleucina, valina, treonina, metionina, fenilalanina,
triptófano e histidina (lactantes).
ü En las grasas, los ácidos
grasos esenciales son le linoleico y el α – linilénico.
ü Las vitaminas son todas
esenciales, a excepción de la D, K y el ácido nicotínico, que pueden
sintetizarse en el organismo.
ü Todos los minerales son
esenciales.
1.1.2. MACRONUTRIENTES
Son sustancias químicas que componen
mayoritariamente los organismos vivos y por supuesto los alimentos y cuya
presencia es necesaria en los organismos para un correcto funcionamiento.
Los
macronutrientes también son llamados principios inmediatos que se dividen en
hidratos de carbono, lípidos y proteínas. Sus características bioquímicas y sus
funciones metabólicas son distintas.
HIDRATOS DE CARBONO
Los hidratos de carbono, carbohidratos, glúcidos o
azúcares tienen también como función primordial aportar energía, aunque con un
rendimiento 2.5 veces menor que el de la grasa. Químicamente, están compuestos
por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) y en menos proporción fósforo (P),
nitrógeno (N) y azufre (S).
Se clasifican según su estructura química en:
ü Monosacáridos (o
azúcares simples) de los que glucosa, fructosa y galactosa son nutricionalmente
los más importantes.
ü Disacáridos (formados
por dos monosacáridos) destacan sacarosa
(glucosa + fructosa), lactosa (el azúcar de la leche: glucosa + galactosa) y
maltosa (glucosa + glucosa).
ü Polisacáridos o
hidratos de carbono complejos son moléculas largas compuestas por un número
variable de unidades de glucosa unidas entre sí. Nutricionalmente hay que
distinguir dos grandes grupos: Almidón, es la forma de almacenamiento de
glucosa (de energía) de las plantas. Cuando comemos alimentos de origen
vegetal, el almidón es hidrolizado liberando las moléculas de glucosa que
nuestro cuerpo utiliza para obtener energía. El glucógeno, sintetizado a partir de glucosa por los animales y no
por las plantas, se almacena en pequeñas cantidades en el músculo y en el
hígado, como reserva energética. No es un componente significativo en la dieta
puesto que, tras la muerte del animal, se degrada nuevamente a glucosa.
El rendimiento energético medio de los hidratos de
carbono es de 3.75 – 4 kcal/gramo. Además
de su papel energético, son fundamentales en el metabolismo de los
centros nerviosos pues la glucosa proporciona casi toda la energía que utiliza
el cerebro diariamente. La glucosa y su forma de almacenamiento, el glucógeno,
suministran aproximadamente la mitad de toda la energía que los músculos y
otros tejidos del organismo necesitan para llevar a cabo todas sus funciones
(la otra mitad la obtienen de la grasa).
También confieren
sabor y textura a los alimentos.
Los alimentos proporcionan los hidratos de carbono que nuestro organismo
convierte en glucosa, fuente inmediata de energía, y en glucógeno, una de las
reservas energéticas.
Las principales fuentes de hidratos de carbono son:
cereales, sobre todo en forma de pan, pastas, arroz, entre otros, en
leguminosas, tubérculos, golosinas y dulces y otros. Se recomienda que para una
dieta equilibrada y prudente se incluya aproximadamente de 50 a 55% hidratos de carbono.
PROTEINAS
Se distinguen químicamente de los lípidos y de los hidratos
de carbono por contener nitrógeno. Son macromoléculas constituidas a partir de aminoácidos que desempeñan funciones
diversas. Los aminoácidos son moléculas
de bajo peso molecular unidos por enlaces peptídicos. Una proteína puede
contener varios cientos o miles de aminoácidos y la disposición o secuencia de estos
aminoácidos determina la estructura y la función de las diferentes proteínas.
De los 20 aminoácidos que se combinan para formar las
proteínas, algunos pueden ser sintetizados por el organismo, por lo que se
denominan:
ü
No esenciales (alanina,
arginina, ácido aspártico, asparragina, cisteína, ácido glutámico, glutamina,
glicina, prolina, serina y tirosina).
ü
Esenciales o indispensables que no pueden
ser sintetizados por el hombre por lo que tienen que ser aportados por los
alimentos, por la dieta, condicionando su esencialidad. Estos son:
histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina,
triptófano y valina.
Hay también dos aminoácidos no esenciales que se forman
a partir de otros esenciales: cisteína (y cistina) a partir de metionina y
tirosina a partir de fenilalanina. Si la dieta no aporta suficiente cantidad de
fenilalanina o si el organismo no puede transformar la fenilalanina en
tirosina por algún motivo, entonces la tirosina se convierte en
esencial.
Las proteínas son el constituyente principal de las
células y son necesarias para el
crecimiento, la reparación, formación de estructura y la continua renovación y
mantenimiento de los tejidos corporales y esto determina su continua
necesidad. Por ejemplo, el tejido epitelial del intestino es reemplazado cada 3
o 4 días.
Durante la síntesis proteica deben estar presentes en
las células todos los aminoácidos necesarios, si falta alguno, la síntesis
puede fallar. Por ello, si la proteína ingerida contiene todos los aminoácidos
esenciales en las proporciones necesarias para el hombre, se dice que es de alto valor biológico, que es
completamente utilizable. Por el contrario, si sólo tiene pequeñas cantidades
de uno de ellos (el denominado aminoácido limitante), será de menor calidad. Las
proteínas de los alimentos de origen animal tienen mayor valor biológico que
las de procedencia vegetal porque su composición en aminoácidos es más parecida
a las proteínas corporales. Las proteínas de los huevos y de la leche humana
tienen un valor biológico entre 0.9 y 1 (eficacia del 90-100%, por lo que se
usan como proteínas de referencia, un concepto teórico para designar a la
"proteína perfecta"); el valor biológico de la proteína de carnes y
pescados es de 0.75 y 0.8; en la proteína del trigo de 0.5 y en la de la
gelatina de 0. La calidad individual de las proteínas es poco importante en
dietas mixtas debido al fenómeno de complementación/
suplementación entre proteínas distintas.
Las necesidades de proteína varían a lo largo de la
vida: los bebes, los niños y los adolescentes las necesitan para crecer, las
gestantes para el desarrollo del feto y durante la lactación para la producción
de leche. Las principales fuentes de
proteína son: lácteos, carnes, pescados, huevos, cereales, leguminosas y
frutos secos.
También proporcionan energía (4 kcal/gramo) pero, por razones fisiológicas y económicas, es poco
recomendable utilizarlas para este fin. Sin embargo, si en la dieta no hay
suficiente cantidad de grasas o hidratos de carbono, la proteína se usará para
proporcionar energía. Se recomienda que para una dieta equilibrada y prudente
se incluya aproximadamente de 10 a 15%
de proteínas.
LIPIDOS
Los lípidos son un grupo de sustancias insolubles en
agua, pero solubles en solventes orgánicos, que incluyen los triglicéridos
(comúnmente llamados grasas), fosfolípidos y esteroles. La estructura de los
lípidos se caracteriza por una relativa falta de oxígeno, estando compuesto
casi exclusivamente de carbono e hidrógeno.
Las grasas son mezclas de triglicéridos, formados por
3 moléculas de ácidos grasos y una de glicerol y las diferencias entre ellas
dependen fundamentalmente de su diferente composición en ácidos grasos que, a
su vez, se diferencian por el número de átomos de carbono y de dobles enlaces.
Hay tres tipos principales de ácidos grasos:
ü Ácidos
grasos saturados (AGS). Predominan en
los alimentos de origen animal, aunque también se encuentran en grandes
cantidades en algunos alimentos de origen vegetal como los aceites de coco,
palma y palmiste, también llamados aceites tropicales.
ü Ácidos
grasos poliinsaturados (AGP). Pueden reaccionar con el oxígeno del aire aumentando
la posibilidad de enranciamiento de la grasa. Los pescados y algunos alimentos
de origen vegetal, como los aceites vegetales líquidos a temperatura ambiente,
son especialmente ricos en AGP. Siendo los más importantes los de las familias
omega-3 ( n-3) y omega-6 (n-6),
ü Ácidos
grasos monoinsaturados (AGM). Principal
componente del aceite de oliva.
Aunque en todos los alimentos hay mezclas de los tres,
en los de origen vegetal predominan las grasas poliinsaturadas y en los de
origen animal las saturadas. Se recomienda que el aporte calórico de la ingesta
total de grasa no supere el 30 - 35% de
lípidos de la energía total consumida, que el de AGS, AGP y AGM sea
<10%, <7% y >13% de la energía total, respectivamente.
Los lípidos, se distingue de los otros dos
macronutrientes, hidratos de carbono y proteínas, por su mayor valor calórico,
el cual es una fuente concentrada de
energía que por término medio suministra, al ser oxidada en el
organismo, 9 kcal/gramo y es esta su característica principal y la que
determina su papel en los procesos nutritivos. Las principales fuentes son los
aceites (oliva, girasol, etc.) las grasas animales (tocino, manteca, nata
mantequilla, etc.), margarinas, huevos, mariscos, frutos secos, entre otros.
Los lípidos son elementos
de reserva y protección, además de otras funciones como:
ü Componentes
estructurales indispensables, pues forman parte de las membranas
biológicas.
ü Intervienen
en algunos procesos de la fisiología celular, por ejemplo, en la síntesis de
hormonas esteroideas y de sales biliares.
ü Transportan
las vitaminas liposolubles (A, D, E y K) y son necesarios para que se absorban
dichas vitaminas.
ü Contienen
ciertos ácidos grasos esenciales (aquellos que el hombre no puede
sintetizar) como el ácido linoleico (C18:2 n-6) y el alfa-linolénico (C18:3
n-3) que juegan un papel especial en ciertas estructuras, principalmente en el
sistema nervioso.
ü La
grasa sirve de vehículo de muchos de los componentes de los alimentos que le
confieren su sabor, olor y textura. La grasa contribuye, por tanto, a la palatabilidad
de la dieta.
ü Intervienen
en la regulación de la concentración plasmática de lípidos y lipoproteínas.
1.1.3. MICRONUTRIENTES
Son los componentes minoritarios, se
pueden dividir en compuestos inorgánicos (minerales) y vitaminas, cuya
presencia en el organismo en necesaria y fundamental para producir determinadas
reacciones bioquímicas.
MINERALES
Se han descrito aproximadamente 20 minerales
esenciales para el hombre. Según las cantidades en que sean necesarios y se
encuentren en los tejidos corporales se distinguen dos grandes grupos:
ü Macrominerales:
calcio, fósforo, magnesio, sodio o potasio, cloro, azufre.
ü Microminerales
o elementos traza que se encuentran en muy pequeñas cantidades: hierro,
cinc, yodo, selenio, flúor, manganeso, selenio, cromo, cobre o molibdeno.
A diferencia de las vitaminas que pueden ser
fácilmente destruidas, los minerales son elementos inorgánicos que siempre
mantienen su estructura química. Los minerales no son destruidos o alterados
por el calor, el oxígeno o los ácidos, únicamente pueden perderse por
lixiviación (en el agua de lavado y cocción de los alimentos, cuando ésta no se
consume). Igual que las vitaminas liposolubles, los minerales ingeridos en exceso pueden ser tóxicos.
Los minerales, no suministran energía al organismo
pero tienen importantes funciones reguladoras
además de su función plástica al formar parte de la estructura de muchos
tejidos. Son constituyentes de
huesos y dientes (calcio, fósforo y magnesio), controlan la composición de los líquidos extracelulares (sodio,
cloro) e intracelulares (potasio,
magnesio y fósforo) y forman parte de
enzimas y otras proteínas que
intervienen en el metabolismo, como las necesarias para la producción y
utilización de la energía (hierro, cinc, fósforo).
VITAMINAS
Las vitaminas son micronutrientes orgánicos, sin valor
energético, necesarias para el hombre en muy pequeñas cantidades y que deben
ser aportadas por la dieta, por la alimentación, para mantener la salud.
Algunas pueden formarse en cantidades variables en el
organismo (vitamina D y niacina se sintetizan endógenamente (la primera se
forma en la piel por exposición al sol y la niacina puede obtenerse a partir
del triptófano) y las vitaminas K2, B1, B2 y biotina son sintetizadas por
bacterias intestinales). Sin embargo, generalmente esta síntesis no es
suficiente para cubrir las necesidades.
Son químicamente muy heterogéneas y clásicamente se
han clasificado en dos grandes grupos en función de su solubilidad:
ü Liposolubles
(A, D, E y K), solubles en lípidos pero no en el agua y, por tanto,
vehiculizadas generalmente en la grasa de los alimentos. Estas pueden
acumularse y provocar toxicidad cuando se ingieren en grandes cantidades.
ü Hidrosolubles (vitaminas del grupo B
[B1, B2, niacina, ácido pantoténico, B6, biotina, ácido fólico, B12] y vitamina
C), contenidas en los compartimentos acuosos de los alimentos.
Las principales fuentes alimentarias de vitaminas:
carnes, pescado, huevos, lácteos, cereales y derivados, verduras, hortalizas,
frutas y legumbres, aceites y grasas.
Las vitaminas son muy sensibles a diferentes
agentes físicos y químicos (calor, luz, oxidantes, reductores, humedad,
ácidos, bases) por lo que pueden sufrir pérdidas durante los procesos
culinarios, especialmente las vitaminas C, ácido fólico y B1. Parte de las
hidrosolubles pueden ser también eliminadas con el agua de lavado y de cocción.
Durante la cocción puede llegar a perderse prácticamente toda la vitamina C y
hasta un 40% de la tiamina, por ejemplo. La radiación ultravioleta del sol o de
los fluorescentes puede destruir parte de la riboflavina de aquellos alimentos
que se almacenan en recipientes de cristal transparente.
Las vitaminas están implicadas en cuatro grandes tipos
de funciones:
ü Acción coenzimática, según la
cual se combinan con proteínas para formar enzimas metabólicamente activas que
intervienen en múltiples e importantes reacciones (regulación del metabolismo)
que no podrían llevarse a cabo sin su presencia (A, K, B1, B2, niacina, B6,
ácido pantoténico, biotina, ácido fólico, B12, C); ayudan a los enzimas a
liberar la energía de los hidratos de carbono, lípidos y proteínas contenidos
en los alimentos y facilitan el trabajo de las células.
ü Transferencia de protones y electrones (E,
K, B2, niacina, ácido pantoténico, C)
ü Estabilización de membranas (vitamina E)
ü Función de tipo hormonal (vitamina D)
Pueden agruparse también en: antianémicas (B12, ácido
fólico), antioxidantes (C, E, carotenos), antixeroftálmica (A), antirraquítica
(D), antihemorrágica (K).
Como nutrientes, su falta en la dieta puede producir
una enfermedad con sintomatología clínica característica que sólo curará cuando
se consuma de nuevo la vitamina implicada.
2.
VALOR NUTRICIONAL DE LOS ALIMENTOS
La química y el análisis de los
alimentos son disciplinas muy amplias que se basan en los principios de la
fisicoquímica, química orgánica, biología y química analítica. Han tenido un
efecto importante en la comprensión de muchos aspectos de la ciencia y
tecnología de alimentos y han sido decisivos en el mejoramiento de la cantidad,
calidad y disponibilidad del suministro de alimentos a nivel mundial.
La
disponibilidad de los nutrientes de un alimento está esencialmente determinada
por su composición química (concentración de nutrientes disponibles y no
disponibles y estructuras orgánicas e inhibidores a los que están ligados, que
pueden limitar su biodisponibilidad).
Las determinaciones que se
realizan más frecuentemente para conocer la composición de los alimentos
incluyen la determinación de humedad, cenizas, extracto etéreo (grasa cruda),
proteína total, fibra y carbohidratos asimilables, en un protocolo conocido
como Análisis Proximal.
2.1. ANALISIS
FISICOQUIMICOS
Los ensayos de evaluación de alimentos son
procedimientos que permiten determinar el valor nutritivo de los alimentos y
así optimizar su utilización. Los más utilizados son los ensayos fisicoquímicos,
en especial el Análisis Fisicoquímico Proximal. El sistema convencional involucra la
determinación aplicando métodos específicos establecidos en la actualidad por
la Asociación of Official Agriculture Chemists (AOAC),
2.1.1. DE
WEENDE O PROXIMAL
El análisis de Weende es un procedimiento clásico que permite la
caracterización y valoración de los materiales nutritivos brutos de un alimento
con fines prácticos.
El análisis de Weende es
sin duda, el más conocido y, si bien posee una utilidad relativa, en algunos
aspectos no ha podido ser mejorado. El método fue ideado por Henneberg y
Stohmann (1867) en la estación experimental de Weende (Alemania) y consiste en
separar, a partir de la materia seca de la muestra, una serie de fracciones que
presentan unas ciertas características comunes de solubilidad o insolubilidad
en diferentes reactivos.
La importancia del
análisis proximal para efectos de formulación y evaluación de dietas, desde que
permite valorar un mismo alimento en condiciones estándar pero bajo estadios y
formas de presentación.
Con este método se
obtienen cinco principios nutritivos brutos que incluyen los siguientes
compuestos.
MUESTRA
Agua Materia Seca |
Cenizas 1 Materia
Materia Inorgánica Orgánica
 |
Proteína2 Grasa3 Fibra4 Extracción Libre5
Bruta Bruta Bruta de Nitrógeno
Proteínas Grasas Celulosa (P) Almidón
Aminoácidos Aceites Hemicelulosa (P) Glucógeno
Péptidos Ceras Lignina (P) Azucares
Ac. Nucleicos Esteroles
Cutina Pectinas
Amidas Pigmentos (P) Celulosa (P)
Nitratos Vitaminas Liposolubles Hemicelulosa (P)
Vitamina B (P)
Ac. Orgánicos (P) Lignina (P)
Vitamina hidrosol (P)
Ac. Orgánicos (P)
Pigmentos (P)
Determinado analíticamente
Calculado
por diferencia
(P) En forma parcial
1. Cenizas: Materiales inorgánicos en general
2. Proteína bruta (PB):
Proteínas, péptidos, aminoácidos (Aas), bases nitrogenadas, amidas, nitrógeno
vitamínico, etc.
3. Extracto
etéreo (EE) o Grasa bruta (GB): Grasas, ceras, resinas,
lípidos complejos, pigmentos, vitaminas liposolubles, ácidos orgánicos.
4. Fibra
bruta (FB): Celulosa, hemicelulosa, lignina insoluble, cutina.
5. Sustancias
Extractivas Libres de Nitrógeno (SELN, MELN, ELN): Almidón, glucógeno,
azúcares, celulosa, hemicelulosa, lignina, pectinas, pigmentos, ácidos grasos de bajo
peso molecular, vitaminas hidrosolubles, ácidos orgánicos, pigmentos.
Figura Nº 03. Fracciones del análisis
inmediato de los alimentos.
HUMEDAD
Todos los
alimentos, cualquiera que sea el método de industrialización a que hayan sido
sometidos, contienen agua en mayor o menor proporción. Las cifras de contenido
en agua varían entre un 60 y un 95% en los alimentos naturales. En los tejidos
vegetales y animales, puede decirse que existe en dos formas generales: “agua
libre” y “agua ligada”. El agua libre o absorbida, que es la forma
predominante, se libera con gran facilidad. El agua ligada se halla combinada o
absorbida. Se encuentra en los alimentos como agua de cristalización (en los
hidratos) o ligada a las proteínas y a las moléculas de sacáridos y absorbida
sobre la superficie de las partículas coloidales.
Existen varias razones por las cuales, la mayoría de
las industrias de alimentos determinan la humedad, las principales son las
siguientes:
ü El
comprador de materias primas no desea adquirir agua en exceso.
ü El
agua, si está presente por encima de ciertos niveles, facilita el desarrollo de
los microorganismos.
ü Para
la mantequilla, margarina, leche en polvo y queso está señalado el máximo legal.
ü Los
materiales pulverulentos se aglomeran en presencia de agua, por ejemplo azúcar
y sal.
ü La
humedad de trigo debe ajustarse adecuadamente para facilitar la molienda.
ü La
cantidad de agua presente puede afectar la textura.
ü La
determinación del contenido en agua representa una vía sencilla para el control
de la concentración en las distintas etapas de la fabricación de alimentos.
El método más corriente para determinar el contenido
de humedad en los alimentos son:
ü Método
de secado en estufa a presión atmosférica
hasta peso constante, a la temperatura de ebullición el agua, en algunos casos
en los que a través de este procedimiento no se puede remover todo el agua por
lo que es necesario utilizar
ü Método
se secado en estufa de vacio y de bajas temperaturas. También
se pueden utilizar:
ü Métodos
instrumentales, que consiste en utilizaron instrumentos basados en
la resistencia eléctrica, la frecuencia y las propiedades dieléctricas.
CENIZAS
Las cenizas de un alimento son un término analítico
equivalente al residuo inorgánico que queda después de calcinar la materia
orgánica. El valor principal de la determinación de cenizas (y también de las
cenizas solubles en agua, la alcalinidad de las cenizas y las cenizas
insolubles en ácido) es que supone un método sencillo para determinar la
calidad de ciertos alimentos, por ejemplo en las especias y en la gelatina es
un inconveniente un alto contenido en cenizas. Las cenizas de los alimentos
deberán estar comprendidas entre ciertos valores, lo cual facilitará en parte
su identificación. Las cenizas no tienen ningún valor energético, pero son
importantes para la cuantificación de los minerales presentes.
a) Método de Cenizas Totales (método seco –
calcinación)
Para
alimentos en general, es el método más común para cuantificar la totalidad
de minerales en alimentos y se basa en la descomposición de la materia orgánica
quedando solamente materia inorgánica en la muestra.
b) Método de Cenizas (método vía húmeda – digestión húmeda)
La determinación húmeda se basa en la descomposición
de la materia orgánica en medio ácido por lo que la materia inorgánica puede
ser determinada por gravimetría de las sales que precipiten, y también por
algún otro método analítico para las sales que permanezcan en disolución acuosa
o ácida. Para la determinación húmeda se dan cenizas alcalinas, ácidas y
neutras y esto se basa en el tipo de anión o catión ya sea metálico o complejo
de tal forma hay minerales como tartratos, citratos que producirán cenizas con
un carácter alcalino. Es necesario tomar en cuenta que también un índice de
alcalinidad de cenizas es muestra del contenido de carbonatos en disolución
acuosa.
ü Método de Cenizas Solubles e Insolubles
en Agua: Es útil para evidenciar fraudes, debido
a que en los distintos productos naturales se observan relaciones bastante
constantes en los valores correspondientes a la relación cenizas
insolubles/cenizas solubles.
ü Alcalinidad de las cenizas: Para zumos de frutas, bebidas a base de zumos de frutas;
vino. La alcalinidad de las cenizas
representa el contenido total de compuestos con reacción alcalina (carbonatos,
óxidos, en ocasiones también fosfatos) del residuo obtenido por incineración
(cenizas).
EXTRACTO
ETEREO O GRASA
El extracto etéreo o grasa, junto con las proteínas y
carbohidratos, constituyen los principales componentes estructurales de los
alimentos. Los lípidos se definen como un grupo heterogéneo de compuestos que
son insolubles en agua pero solubles en disolventes orgánicos tales como éter,
cloroformo, benceno o acetona. Todo los lípidos contienen carbón, hidrógeno y
oxigeno, y algunos también contienen fósforo y nitrógeno.
El contenido total de lípidos se determina comúnmente
por métodos de extracción con disolventes orgánicos como éter o benceno, con un
material alimenticio previamente secado e introducido en un equipo de Soxhlet.
ü
Método
de Soxhlet: Es una extracción semicontinua con un disolvente
orgánico. En este método el disolvente se calienta, se volatiliza y condensa
goteando sobre la muestra la cual queda sumergida en el disolvente.
ü
Método
de Bligh-Dyer o Método de Folch: Es un
método rápido para la extracción de lípidos de tejidos y productos alimenticios
que contienen una cantidad significativa de agua. El método se basa en la
homogenización de la muestra con cloroformo y metanol, en proporciones tales
que se forme una sola fase miscible con el agua de la muestra.
PROTEINA
CRUDA
La palabra “proteína” es un término selectivo que abarca un grupo de
productos afines, pero con diferencias fisiológicas. Las proteínas vegetales
difieren unas de otras y de las proteínas animales. No hay dos proteínas que
sean exactamente iguales en cuanto a su comportamiento fisiológico.
El nitrógeno presenta en la mayoría de las sustancias proteicas un
porcentaje relativamente constante, alrededor del 16%. La determinación de
nitrógeno en forma orgánica sirve como medida del contenido proteico de los
materiales alimenticios. Pero como además se encuentran presentes pequeñas
cantidades de otros compuestos nitrogenados de naturaleza no proteica, sólo
pueden determinarse como “proteína cruda”, que no es más que el valor proteico
calculado a partir del contenido total de nitrógeno.
Para el análisis se utiliza los métodos no extractivos como:
ü Método de Kjeldahl: Determinación de Proteínas Totales: Determinación del
Nitrógeno Total por el Método de Kjeldahl (Método de Referencia): Aplicable en alimentos en general.
Como
consecuencia de su estructura a base de aminoácidos individuales. Para la
determinación analítica del contenido en proteína total, se determina por lo
general el contenido de nitrógeno (N) tras eliminar la materia orgánica con
ácido sulfúrico (método de Kjeldahl), calculándose finalmente el contenido de
proteína con ayuda de un factor (en general f = 6,25).
FIBRA CRUDA
Por un procedimiento analítico sencillo no se puede determinar la gran
variedad de carbohidratos presentes en los materiales alimenticios. El
procedimiento de Weende separa a los carbohidratos en dos grupos: fibra cruda y
extracto libre de nitrógeno (ELN).
La fibra cruda es determinada mediante dos procesos:
ü
Digestión ácida; utilizando un
ácido débil
ü Digestión
alcalina; como un proceso de neutralización con un álcali.
El residuo de está forma queda libre de de componentes solubles como
grasas, proteínas y otros componentes menos solubles como son la lignina, celulosa,
hemicelulosa, sílice. La perdida por incineración representa la fibra cruda.
EXTRACTO LIBRE DE NITROGENO (ELN) O
NIFEX
Se determina por diferencia de 100, con la sumatoria de todas las
fracciones determinadas en el laboratorio como son humedad, cenizas, proteína,
extracto etéreo o lípidos, fibra cruda.
ELN = 100 – (% humedad + % cenizas + % proteína total +
% extracto etéreo + % fibra cruda)
La mayor parte del ELN se compone de almidón y azúcares.
2.2.
ANALISIS
BIOLOGICOS
Los análisis
fisicoquímico proximal, tiene la limitación que entrega información acerca del
contenido del alimento, pero no de lo que el ser humano puede utilizar. Es
decir, no considera las pérdidas nutritivas que ocurren durante la digestión,
absorción y metabolización de los diferentes nutrientes.
Considerando
que la digestión representa la primera pérdida de nutrientes del alimento, se
desprende que la información sobre el contenido de nutrientes de una dieta es
de poca utilidad si no se conoce la digestibilidad del producto. Debido a esto,
se realizan Análisis Biológicos de los alimentos, dentro de los cuales, los más
usados son los ensayos de digestibilidad. Estos representan la fracción que no
es digerida y absorbida y que es excretada en las heces. Indirectamente, esto da
una medida de la calidad de la dieta porque determina la proporción de
nutrientes del alimento disponible para su absorción en el organismo.
Estos
métodos también son de utilidad para comparar dos dietas que, por ejemplo,
tienen una composición proteica igual (28% de proteína).
Se tiene la
dieta A con una digestibilidad de la
proteína de 70.25%, significa que ese alimento aporta en realidad menos de un
20% de proteínas digestibles.
Mientras que
la dieta B tiene una digestibilidad del 85.8% proporcionará alrededor del 24%
de la proteína digestible.
2.2.1. DIGESTIBILIDAD
La digestibilidad mide la desaparición de los nutrientes
en su paso a través del tracto gastrointestinal debido a la absorción. Una
prueba de digestión implica cuantificar los nutrientes consumidos y las
cantidades que se eliminan en las heces; por lo tanto la digestibilidad puede
ser definida como el porcentaje de un alimento (materia seca y/o nutriente)
ingerido que es absorbido. Se expresa como coeficiente porcentual de digestión obtenido
a partir del siguiente modo:
Absorción
D =
---------------- x 100; donde D
= Digestibilidad
Ingesta
La Absorción se determina midiendo la diferencia entre la materia seca
o nutriente ingerido y la materia seca o nutriente que aparece en las heces (F)
A = Ingesta - Fecal
Luego si se reemplaza la Absorción
en la primera ecuación, obteniéndose una
digestibilidad
aparente (DAP):
Ingesta
– Fecal
DAP
= ---------------------- x 100
Ingesta
En la digestibilidad aparente, se hacen mediciones y
correcciones del nitrógeno que no proviene de la dieta, sino de la descamación
del tubo digestivo, de los jugos y secreciones gástricas y de la flora
intestinal, que constituye una pérdida inevitable de nitrógeno.
Una cuantificación my rigurosa de la absorción y por lo
tanto de la digestibilidad hace necesario estimar esa pérdida; para ellos se
somete a los sujetos o animales experimentales a una dieta sin proteínas y se
valora la excreción de nitrógeno fecal, que
generalmente se designa como FecalENDOGENO
y se utiliza para corregir FecalTOTAL. El nitrógeno que aparece en
las heces y que proviene de la proteína ingerida resulta igual a FecalTOTAL
– FENDOGENO. De esta manera se calcula la digestibilidad real (DR)
y será:
Ingesta
– (FecalTOTAL – FecalENDOGENO)
DR
= ---------------------------------------------------- x 100
Ingesta
Los coeficientes de digestibilidad no son constantes
para un determinado alimento o especie animal o humana. En el cuadro Nº 01 se
muestra la capacidad digestiva comparativa entre el hombre, ratas, caballos,
ovejas y cerdo, para una dieta cocida con agua y consistente en 68% de trigo,
7% de sacarosa, 13% de leche descremada en polvo, 11% de crema de leche y 1% de
sal.
Cuadro Nº 01: Digestibilidad
Aparente de una misma Dieta en Diversas Especies.
|
Nutriente
|
Coeficiente de Digestión (%)
|
||||
|
Hombre
|
Rata
|
Caballo
|
Oveja
|
Cerdo
|
|
|
Materia seca
|
90
|
88
|
85
|
79
|
91
|
|
Energía
|
90
|
87
|
83
|
75
|
91
|
|
Proteína
|
89
|
79
|
76
|
76
|
92
|
|
Extracto etéreo
|
84
|
76
|
35
|
90
|
71
|
|
Carbohidratos
|
92
|
90
|
100
|
87
|
93
|
|
Extracto Libre de N
|
94
|
92
|
100
|
89
|
95
|
Fuente: E.W. Crampton, et al.
Una prueba de digestión requiere la colección
cuantitativa de heces libres de contaminación urinaria para lo cual los animales
son confinados en jaulas metabólicas. Característica esencial de dichas jaulas
es que el animal debe tener libertad de movimiento en particular para acostarse
y levantarse. En algunos modelos el piso es una malla de metal a través de la
cual pasan las heces y la orina, donde las heces son recolectadas en otras
mallas que están debajo.
2.2.2. ENSAYOS DE DIGESTIBILIDAD
La
realización de estos ensayos de digestibilidad consta de un protocolo
establecido, con una serie de pasos y condiciones que consideran las diferentes
variables que inciden en los resultados y que simplifican el manejo
desarrollado en la evaluación. Además, existen diferentes metodologías para
llevar a cabo los ensayos de digestibilidad, dentro de los cuales está el
método tradicional y el método del indicador.
Existen
también diversos factores que afectan la digestibilidad, como la composición
del alimento, la composición de la ración, la preparación del alimento, la
suplementación enzimática, nivel de alimentación y factores animales.
a) METODOS IN VIVO
Los más
utilizados son:
METODO TRADICIONAL
El
método tradicional consiste en alimentar a animales monogástricos con un
alimento de composición conocida para poder analizar sus deposiciones,
siguiendo un protocolo estricto que consiste en:
Selección de Animal
El animal es un reactivo indispensable, se preparan lotes de
animales exactamente idénticos en todo los aspectos (raza, edad, sexo y peso),
debe usarse entre 6 a 10 animales sanos,
de al menos 1 año de edad que ya hayan terminado su crecimiento, que estén
declarados exentos de gérmenes patológicos.
En pruebas realizadas en mamíferos, se prefieren a machos sobre hembras, y dentro de los machos, se opta por machos castrados. Esto se da exclusivamente por razones de manejo, ya que por disposiciones anatómicas es más fácil extraer las heces y orina separadamente en los machos. Además, se prefieren machos castrados, por temas de docilidad.
Los animales deben alojarse individualmente en jaulas metabólicas, con un suelo de rejilla que permite la eliminación de la orina y de las heces a medida que se originan. El animalario es un local en el que la aireación, la temperatura y la humedad son constantes; la iluminación es generalmente 12 horas al día.
Disponibilidad de Alimento y Tiempo de Alimentación
Los animales
se alimentan al menos una vez al día y la disponibilidad va depender de la
cantidad de alimento requerido para mantener el peso corporal, o en los
requerimientos energéticos diarios para la manutención. Lo que sobra de
alimento debe pesarse después de la alimentación, para poder restarlo a la
cantidad de alimento ofrecida y calcular la cantidad real de alimento ingerida.
El agua, esta debe estar disponible a toda hora. Se debe mantener constante la
cantidad de alimento dado al animal y fijar una hora establecida de
alimentación.
Desarrollo del Ensayo
Se realiza
en dos fases y la ingesta de alimento debe ser registrada en ambas fases.
La primera
fase es la de pre-recolección, se realiza en un período de al menos 5 días en
los cuales a los animales se les da la dieta que se pondrá a prueba, pero sin
recolectar las heces. Es el periodo de aclimatación de los animales a la dieta
y ajustar la ingesta de alimento para mantener el peso del animal. Además de
servir para limpiar el tracto digestivo de los residuos de otros alimentos. Si
durante esta fase el alimento es continuamente rechazado, o resulta en un
consumo mínimo de parte de la mayoría de los animales, la prueba no debiera
continuar a la fase de recolección.
La segunda fase es la de recolección de heces, la cual generalmente dura 5 días (120 horas) pudiendo llegar a 14 días. Durante esta fase de recolección, las heces deben recolectarse diariamente. Se utilizan containers de recolección, con peso registrado, para posteriormente calcular el peso neto de heces recolectadas. Las heces en el container se rotulan por cada animal, por cada día, además de indicar el número del animal, el número de dieta y las fechas de recolección. Luego, se someten a refrigeración para conservarlas o se secan diariamente para obtener el peso de materia seca. Con las recolecciones se puede determinar la composición y la cantidad de nutrientes en ellas. El coeficiente de digestibilidad se puede obtener expresando el peso de los nutrientes digeridos como proporción de los pesos consumidos. Esto se hace a través de la fórmula de coeficiente de digestibilidad.
Validez del Coeficiente de Digestibilidad
Parte de las heces excretadas está formado por enzimas, sustancias
secretadas al intestino y células de descamación epitelial, ciertos minerales
(como el calcio). Estas sustancias lleva a una subestimación de la proporción
de alimento absorbido por el animal, obteniéndose una digestibilidad aparente.
Para calcular la digestibilidad verdadera, es necesario dar al animal una dieta libre del nutriente que se busca medir. Al medir la concentración de tal nutriente excretado por las heces, se estará determinando su pérdida endógena.
METODO DE LOS INDICADORES
Se aplica
este método en los casos en que no se puede precisar la cantidad de comida
ingerida o excretada por cada animal, por ejemplo: cuando son alimentados como
grupo, es imposible medir la ingesta de cada individuo, esto se puede realizar
calculando su digestibilidad con alimentos que contengan alguna sustancia que
sea muy indigestible. Estas sustancias pueden ser parte del alimento (indicador
natural) o ser adicionada (sustancia extraña), o pueden usarse ambas.
Dentro de las sustancias naturales encontramos lignina, sílice y ceniza insoluble en ácidos, entre otros; y en los adicionados, los más utilizados son el sesquióxido de cromo, colorantes, polietilenglicol, óxido férrico, óxido crómico, tierras raras, fibra tratada y elementos hidrosolubles.
En este
método se mantiene el mismo protocolo analizado anteriormente, y se agrega
específicamente el uso de un indicador, siendo el más utilizado el óxido
crómico, esto debido a que se recupera totalmente en heces. Se debe agregar
aproximadamente el 0.25% de oxido de crómico que debe ser mezclado uniformemente en una cantidad de alimento
suficiente para alimentar a todos los animales que serán utilizados en el
proceso de pre-recolección y recolección.
Una vez recolectadas las deposiciones del animal, se evalúa el aumento de la concentración del indicador en las heces excretadas y se obtiene la digestibilidad de los nutrientes.
Características de un Buen Indicador
ü Ser inerte y carecer de efectos tóxicos.
ü No ser absorbido ni metabolizado en el conducto
gastrointestinal.
ü Carecer de volumen apreciable.
ü Debe mantenerse uniformemente distribuido en la
digesta.
ü No influir sobre las secreciones gastrointestinales,
digestión, absorción o motilidad normal.
ü No interferir en la microflora del tracto
gastrointestinal.
ü Debe poseer propiedades fisicoquímicas, fácilmente
discernibles en la totalidad del tracto gastrointestinal, que permitan su
determinación cuantitativa de forma simple y exacta.
OTRO METODOS
ü In Situ: Se practica en animales fistulados en el órgano que
sea desea investigar, en el cual introducen los alimentos, debidamente
acondicionados y dosificados, empacados en bolas de materiales no digestibles
(nylon o dacrón), las cuales posteriormente son recuperadas para realizar los
análisis requeridos en la evaluación.
ü Válvula Electromagnética: Esta técnica se reserva para la experimentación
fisiológica y no suele utilizarse para controles de rutina. Por su relativa
facilidad el método resulta adecuado para uso en animales de tamaño grande
(cerdos por ejemplo). Consiste en colocar en el animal una válvula electromagnética
que rodea perpendicularmente la vena porta. En estas condiciones, se puede
medir el caudal venoso que transporta al hígado los productos de la digestión
absorbidos por la mucosa intestinal. Simultáneamente se coloca dos catéteres en
la red sanguínea, uno en la vena porta y otro en la arteria carótida. Este
método sirve para determinar la concentración en sangre del elemento objeto de
estudio.
b) METODOS IN VITRO
Dentro
de este método el más usado es la digestión enzimática
DIGESTION ENZIMATICA
Es una
variante de las pruebas en vivo, donde
se simula las condiciones de un animal en un laboratorio. Consiste en incubar
la muestra en un medio de cultivo con soluciones microminerales, agentes
reductores, enzimas, indicadores, saturados con CO2 y con liquido
ruminal o jugo gástrico. La muestra de alimento se introduce en bolsas de
poliester/polietileno e incubadas en el medio de cultivo, por un tiempo
determinado que permita la digestión de la muestra a analizar, posteriormente
es pesado para conocer la cantidad de muestra digerida.
2.2.3. TABLA DE
DIGESTIBILIDAD DE ALGUNOS ALIMENTOS
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
LOS ALIMENTOS Y SUS COMPONENTES NUTRICIONALES
Los componentes
de los alimentos que llevan a cabo las importantes funciones son conocidos como
nutrientes. De entre los múltiples y diversos componentes que forman el cuerpo
humano, sólo unos 50 tienen el carácter de nutriente. Es decir, el hombre para
mantener la salud desde el punto de vista nutricional necesita consumir
aproximadamente 50 nutrientes. Junto con la energía o las calorías, obtenidas a
partir de grasas, hidratos de carbono y proteínas, además del agua, debiendo estar presentes en
la dieta diaria del hombre.
1.
NUTRICION,
ALIMENTO Y NUTRIENTES
1.1. NUTRICION
La nutrición como ciencia estudia todos los procesos que ocurren en el
organismo mediante las cuales, éste utiliza unos compuestos químicamente
definidos, que se conocen con el nombre de Nutrientes, los cuales son recibidos
por el individuo a través de los alimentos.
El ser humano necesita alimentos para regenerar su estructura celular y
obtener energía. Las sustancias nutritivas contenidas en los alimentos reciben
el nombre de principios inmediatos. Pudiendo ser orgánicos e inorgánicos.
De manera genérica la Nutrición tiene tres objetivos fundamentales:
ü
Satisfacer las
necesidades energéticas que el organismo requiere, sin cuyo aporte no es
posible llevar a cabo ningún proceso.
ü
Cubrir las necesidades
del crecimiento como proceso neoformador de estructuras, así como permitir el
mantenimiento de las citadas estructuras.
ü
Llevar a cabo todos los
procesos que requieren energía o formación y mantenimiento de estructuras, de
una manera armónica, lo que se realiza a través de complejos mecanismos de
regulación.
Figura Nº 01. Las necesidades nutricionales del cuerpo
humano se pueden dividir en
necesidades
energéticas, estructurales o de soporte y reguladoras.
Fuente: Funiber (2009)
Para que los objetivos
que la nutrición tiene, se cumplan lo más idealmente posible, el aporte de
nutrientes debe hacerse de tal modo que se cumplan determinadas premisas.
La primera de ellas es
que los nutrientes deben suministrarse en cantidades adecuadas, especialmente
sin que haya deficiencia de ningún nutriente, y de manera destacable de los que
se denominan esenciales.
Hay que evitar exceso de
nutrientes, entendiendo que el déficit nutricional, siempre acarrea más
problemas que un cierto exceso, puesto que el organismo se defiende mejor en exceso
de nutrientes que en déficit.
Desde el punto de vista
de la energía, hay que suministrar una cantidad de nutrientes energéticos tal,
que permita mantener un peso saludable. Teniendo en cuenta el aporte de
nutrientes energéticos y un adecuado grado de actividad física.
1.2. ALIMENTO
Constituyen una parte esencial de nuestra
vida diaria y gracias a una dieta equilibrada es que nos podemos mantener sanos
y mejorar nuestra salud. Por ello es importante saber que es un alimento y como
es su composición.
Se considera como alimento
a aquellas sustancias naturales o transformadas que al ser ingeridas y
absorbidas por el organismo, producen energía, promueven el crecimiento y
reparación de los tejidos o regulan los procesos del cuerpo.
Los
alimentos pueden ser de origen animal o vegetal siempre y cuando aporten
energía y nutrientes y en general se entiende que ingresan vía oral.
Característica de los alimentos es que entre sí son reemplazables unos por
otros, lo que no siempre sucede con los nutrientes. Está es una gran diferencia
entre alimento y nutriente.
Un
conjunto de nutrientes forman un alimento y a su vez un conjunto de de
alimentos conforman la dieta.
1.3. NUTRIENTES
Los nutrientes son compuestos
químicamente definidos, que aportados a través de los alimentos, hacen posible
que el organismo produzca energía para llevar a cabo sus funciones vitales,
forme y mantenga las estructuras corporales, y todo ello sea regulado de una
manera eficaz.
El
nutriente es absorbido por la célula y transformado a través de un proceso
metabólico de biosíntesis (conocido como anabolismo)
o mediante degradación para obtener otras moléculas.
Los nutrientes se pueden dividir en macronutrientes (principios inmediatos
orgánicos), deben ingerirse en cantidades importantes (decenas de gramos), y micronutrientes (principios inmediatos
inorgánicos) que se toman en cantidades muy pequeñas (miligramos o
microgramos).
Entre los macronutrientes se
distinguen los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas. Los
micronutrientes comprenden las vitaminas y minerales.
Todos ellos permiten cubrir los
objetivos que tiene la nutrición. Así, hidratos de carbono, grasa y proteínas,
son capaces mediante procesos oxidativos de suministrar energía o cumplir con
las necesidades energéticas. También
es capaz de generar energía en el organismo, el alcohol, pero no se debe
considerar un nutriente, ni tampoco las bebidas alcohólicas que lo contienen,
deben encuadrarse como alimentos.
Las
necesidades estructurales y de soporte (huesos, músculo, piel, membranas,
células, reparación de las ya existentes, etc.) se encuentran las proteínas,
las grasas y algunos minerales, como el calcio, fósforo y flúor.
La
necesidades de regulación metabólica y control es posible mediante determinadas
proteínas, minerales y vitaminas, básicamente las
vitaminas controlan la mayoría de las reacciones químicas que se producen en el
metabolismo celular. Debemos tomarlas con los alimentos, ya que nuestro
organismo es incapaz de fabricarlas a partir de otras moléculas orgánicas.
Los principios inmediatos
inorgánicos se obtienen del medio inerte que nos rodea. El agua es el
componente mayoritario de nuestro cuerpo, resulta esencial para el correcto
funcionamiento del organismo, por lo que debemos renovar las pérdidas que se producen
diariamente por la orina, el sudor, la respiración y las heces. La regulación
entre las ganancias y las pérdidas de agua se denominan equilibrio hídrico.
Las sales minerales
proporcionan elementos químicos indispensables para el organismo:
ü El sodio es
importante para el funcionamiento del sistema nervioso.
ü El calcio
participa en la composición de huesos y dientes.
ü El hierro se
encuentra en el interior de los glóbulos rojos, formando parte de las moléculas
de hemoglobina, y se une al oxígeno para transportarlo hasta las células.
Figura
Nº 02. Funciones genéricas de la nutrición
Fuente: Funiber (2009)
1.1.1. NUTRIENTES ESENCIALES Y NO ESENCIALES
El organismo humano necesita y utiliza
algo más de cincuenta nutrientes pero no todos tienen igual trascendencia.
Algunos, en el caso de que no aporten a través de los alimentos, pueden ser
sintetizados por el organismo, recibiendo el nombre de nutrientes no esenciales. Por ejemplo tenemos la glucosa, que aún
siendo un nutriente clave para el funcionamiento celular, en el caso de no
recibirlo a través de la dieta, el organismo es capaz de formarla a través del
hígado.
Por el contrario, otros nutrientes que
no son suministrados por la alimentación y no pueden ser sintetizados por el
organismo, son denominados nutrientes esenciales.
Por ejemplo:
ü Entre los hidratos de carbono,
se incluye la fibra alimentaria y de este a su vez destacan la celulosa,
hemicelulosa y pectina.
ü En relación a las proteínas,
son esenciales prácticamente la mitad de los aminoácidos que las forman,
concretamente leucina, isoleucina, valina, treonina, metionina, fenilalanina,
triptófano e histidina (lactantes).
ü En las grasas, los ácidos
grasos esenciales son le linoleico y el α – linilénico.
ü Las vitaminas son todas
esenciales, a excepción de la D, K y el ácido nicotínico, que pueden
sintetizarse en el organismo.
ü Todos los minerales son
esenciales.
1.1.2. MACRONUTRIENTES
Son sustancias químicas que componen
mayoritariamente los organismos vivos y por supuesto los alimentos y cuya
presencia es necesaria en los organismos para un correcto funcionamiento.
Los
macronutrientes también son llamados principios inmediatos que se dividen en
hidratos de carbono, lípidos y proteínas. Sus características bioquímicas y sus
funciones metabólicas son distintas.
HIDRATOS DE CARBONO
Los hidratos de carbono, carbohidratos, glúcidos o
azúcares tienen también como función primordial aportar energía, aunque con un
rendimiento 2.5 veces menor que el de la grasa. Químicamente, están compuestos
por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) y en menos proporción fósforo (P),
nitrógeno (N) y azufre (S).
Se clasifican según su estructura química en:
ü Monosacáridos (o
azúcares simples) de los que glucosa, fructosa y galactosa son nutricionalmente
los más importantes.
ü Disacáridos (formados
por dos monosacáridos) destacan sacarosa
(glucosa + fructosa), lactosa (el azúcar de la leche: glucosa + galactosa) y
maltosa (glucosa + glucosa).
ü Polisacáridos o
hidratos de carbono complejos son moléculas largas compuestas por un número
variable de unidades de glucosa unidas entre sí. Nutricionalmente hay que
distinguir dos grandes grupos: Almidón, es la forma de almacenamiento de
glucosa (de energía) de las plantas. Cuando comemos alimentos de origen
vegetal, el almidón es hidrolizado liberando las moléculas de glucosa que
nuestro cuerpo utiliza para obtener energía. El glucógeno, sintetizado a partir de glucosa por los animales y no
por las plantas, se almacena en pequeñas cantidades en el músculo y en el
hígado, como reserva energética. No es un componente significativo en la dieta
puesto que, tras la muerte del animal, se degrada nuevamente a glucosa.
El rendimiento energético medio de los hidratos de
carbono es de 3.75 – 4 kcal/gramo. Además
de su papel energético, son fundamentales en el metabolismo de los
centros nerviosos pues la glucosa proporciona casi toda la energía que utiliza
el cerebro diariamente. La glucosa y su forma de almacenamiento, el glucógeno,
suministran aproximadamente la mitad de toda la energía que los músculos y
otros tejidos del organismo necesitan para llevar a cabo todas sus funciones
(la otra mitad la obtienen de la grasa).
También confieren
sabor y textura a los alimentos.
Los alimentos proporcionan los hidratos de carbono que nuestro organismo
convierte en glucosa, fuente inmediata de energía, y en glucógeno, una de las
reservas energéticas.
Las principales fuentes de hidratos de carbono son:
cereales, sobre todo en forma de pan, pastas, arroz, entre otros, en
leguminosas, tubérculos, golosinas y dulces y otros. Se recomienda que para una
dieta equilibrada y prudente se incluya aproximadamente de 50 a 55% hidratos de carbono.
PROTEINAS
Se distinguen químicamente de los lípidos y de los hidratos
de carbono por contener nitrógeno. Son macromoléculas constituidas a partir de aminoácidos que desempeñan funciones
diversas. Los aminoácidos son moléculas
de bajo peso molecular unidos por enlaces peptídicos. Una proteína puede
contener varios cientos o miles de aminoácidos y la disposición o secuencia de estos
aminoácidos determina la estructura y la función de las diferentes proteínas.
De los 20 aminoácidos que se combinan para formar las
proteínas, algunos pueden ser sintetizados por el organismo, por lo que se
denominan:
ü
No esenciales (alanina,
arginina, ácido aspártico, asparragina, cisteína, ácido glutámico, glutamina,
glicina, prolina, serina y tirosina).
ü
Esenciales o indispensables que no pueden
ser sintetizados por el hombre por lo que tienen que ser aportados por los
alimentos, por la dieta, condicionando su esencialidad. Estos son:
histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina,
triptófano y valina.
Hay también dos aminoácidos no esenciales que se forman
a partir de otros esenciales: cisteína (y cistina) a partir de metionina y
tirosina a partir de fenilalanina. Si la dieta no aporta suficiente cantidad de
fenilalanina o si el organismo no puede transformar la fenilalanina en
tirosina por algún motivo, entonces la tirosina se convierte en
esencial.
Las proteínas son el constituyente principal de las
células y son necesarias para el
crecimiento, la reparación, formación de estructura y la continua renovación y
mantenimiento de los tejidos corporales y esto determina su continua
necesidad. Por ejemplo, el tejido epitelial del intestino es reemplazado cada 3
o 4 días.
Durante la síntesis proteica deben estar presentes en
las células todos los aminoácidos necesarios, si falta alguno, la síntesis
puede fallar. Por ello, si la proteína ingerida contiene todos los aminoácidos
esenciales en las proporciones necesarias para el hombre, se dice que es de alto valor biológico, que es
completamente utilizable. Por el contrario, si sólo tiene pequeñas cantidades
de uno de ellos (el denominado aminoácido limitante), será de menor calidad. Las
proteínas de los alimentos de origen animal tienen mayor valor biológico que
las de procedencia vegetal porque su composición en aminoácidos es más parecida
a las proteínas corporales. Las proteínas de los huevos y de la leche humana
tienen un valor biológico entre 0.9 y 1 (eficacia del 90-100%, por lo que se
usan como proteínas de referencia, un concepto teórico para designar a la
"proteína perfecta"); el valor biológico de la proteína de carnes y
pescados es de 0.75 y 0.8; en la proteína del trigo de 0.5 y en la de la
gelatina de 0. La calidad individual de las proteínas es poco importante en
dietas mixtas debido al fenómeno de complementación/
suplementación entre proteínas distintas.
Las necesidades de proteína varían a lo largo de la
vida: los bebes, los niños y los adolescentes las necesitan para crecer, las
gestantes para el desarrollo del feto y durante la lactación para la producción
de leche. Las principales fuentes de
proteína son: lácteos, carnes, pescados, huevos, cereales, leguminosas y
frutos secos.
También proporcionan energía (4 kcal/gramo) pero, por razones fisiológicas y económicas, es poco
recomendable utilizarlas para este fin. Sin embargo, si en la dieta no hay
suficiente cantidad de grasas o hidratos de carbono, la proteína se usará para
proporcionar energía. Se recomienda que para una dieta equilibrada y prudente
se incluya aproximadamente de 10 a 15%
de proteínas.
LIPIDOS
Los lípidos son un grupo de sustancias insolubles en
agua, pero solubles en solventes orgánicos, que incluyen los triglicéridos
(comúnmente llamados grasas), fosfolípidos y esteroles. La estructura de los
lípidos se caracteriza por una relativa falta de oxígeno, estando compuesto
casi exclusivamente de carbono e hidrógeno.
Las grasas son mezclas de triglicéridos, formados por
3 moléculas de ácidos grasos y una de glicerol y las diferencias entre ellas
dependen fundamentalmente de su diferente composición en ácidos grasos que, a
su vez, se diferencian por el número de átomos de carbono y de dobles enlaces.
Hay tres tipos principales de ácidos grasos:
ü Ácidos
grasos saturados (AGS). Predominan en
los alimentos de origen animal, aunque también se encuentran en grandes
cantidades en algunos alimentos de origen vegetal como los aceites de coco,
palma y palmiste, también llamados aceites tropicales.
ü Ácidos
grasos poliinsaturados (AGP). Pueden reaccionar con el oxígeno del aire aumentando
la posibilidad de enranciamiento de la grasa. Los pescados y algunos alimentos
de origen vegetal, como los aceites vegetales líquidos a temperatura ambiente,
son especialmente ricos en AGP. Siendo los más importantes los de las familias
omega-3 ( n-3) y omega-6 (n-6),
ü Ácidos
grasos monoinsaturados (AGM). Principal
componente del aceite de oliva.
Aunque en todos los alimentos hay mezclas de los tres,
en los de origen vegetal predominan las grasas poliinsaturadas y en los de
origen animal las saturadas. Se recomienda que el aporte calórico de la ingesta
total de grasa no supere el 30 - 35% de
lípidos de la energía total consumida, que el de AGS, AGP y AGM sea
<10%, <7% y >13% de la energía total, respectivamente.
Los lípidos, se distingue de los otros dos
macronutrientes, hidratos de carbono y proteínas, por su mayor valor calórico,
el cual es una fuente concentrada de
energía que por término medio suministra, al ser oxidada en el
organismo, 9 kcal/gramo y es esta su característica principal y la que
determina su papel en los procesos nutritivos. Las principales fuentes son los
aceites (oliva, girasol, etc.) las grasas animales (tocino, manteca, nata
mantequilla, etc.), margarinas, huevos, mariscos, frutos secos, entre otros.
Los lípidos son elementos
de reserva y protección, además de otras funciones como:
ü Componentes
estructurales indispensables, pues forman parte de las membranas
biológicas.
ü Intervienen
en algunos procesos de la fisiología celular, por ejemplo, en la síntesis de
hormonas esteroideas y de sales biliares.
ü Transportan
las vitaminas liposolubles (A, D, E y K) y son necesarios para que se absorban
dichas vitaminas.
ü Contienen
ciertos ácidos grasos esenciales (aquellos que el hombre no puede
sintetizar) como el ácido linoleico (C18:2 n-6) y el alfa-linolénico (C18:3
n-3) que juegan un papel especial en ciertas estructuras, principalmente en el
sistema nervioso.
ü La
grasa sirve de vehículo de muchos de los componentes de los alimentos que le
confieren su sabor, olor y textura. La grasa contribuye, por tanto, a la palatabilidad
de la dieta.
ü Intervienen
en la regulación de la concentración plasmática de lípidos y lipoproteínas.
1.1.3. MICRONUTRIENTES
Son los componentes minoritarios, se
pueden dividir en compuestos inorgánicos (minerales) y vitaminas, cuya
presencia en el organismo en necesaria y fundamental para producir determinadas
reacciones bioquímicas.
MINERALES
Se han descrito aproximadamente 20 minerales
esenciales para el hombre. Según las cantidades en que sean necesarios y se
encuentren en los tejidos corporales se distinguen dos grandes grupos:
ü Macrominerales:
calcio, fósforo, magnesio, sodio o potasio, cloro, azufre.
ü Microminerales
o elementos traza que se encuentran en muy pequeñas cantidades: hierro,
cinc, yodo, selenio, flúor, manganeso, selenio, cromo, cobre o molibdeno.
A diferencia de las vitaminas que pueden ser
fácilmente destruidas, los minerales son elementos inorgánicos que siempre
mantienen su estructura química. Los minerales no son destruidos o alterados
por el calor, el oxígeno o los ácidos, únicamente pueden perderse por
lixiviación (en el agua de lavado y cocción de los alimentos, cuando ésta no se
consume). Igual que las vitaminas liposolubles, los minerales ingeridos en exceso pueden ser tóxicos.
Los minerales, no suministran energía al organismo
pero tienen importantes funciones reguladoras
además de su función plástica al formar parte de la estructura de muchos
tejidos. Son constituyentes de
huesos y dientes (calcio, fósforo y magnesio), controlan la composición de los líquidos extracelulares (sodio,
cloro) e intracelulares (potasio,
magnesio y fósforo) y forman parte de
enzimas y otras proteínas que
intervienen en el metabolismo, como las necesarias para la producción y
utilización de la energía (hierro, cinc, fósforo).
VITAMINAS
Las vitaminas son micronutrientes orgánicos, sin valor
energético, necesarias para el hombre en muy pequeñas cantidades y que deben
ser aportadas por la dieta, por la alimentación, para mantener la salud.
Algunas pueden formarse en cantidades variables en el
organismo (vitamina D y niacina se sintetizan endógenamente (la primera se
forma en la piel por exposición al sol y la niacina puede obtenerse a partir
del triptófano) y las vitaminas K2, B1, B2 y biotina son sintetizadas por
bacterias intestinales). Sin embargo, generalmente esta síntesis no es
suficiente para cubrir las necesidades.
Son químicamente muy heterogéneas y clásicamente se
han clasificado en dos grandes grupos en función de su solubilidad:
ü Liposolubles
(A, D, E y K), solubles en lípidos pero no en el agua y, por tanto,
vehiculizadas generalmente en la grasa de los alimentos. Estas pueden
acumularse y provocar toxicidad cuando se ingieren en grandes cantidades.
ü Hidrosolubles (vitaminas del grupo B
[B1, B2, niacina, ácido pantoténico, B6, biotina, ácido fólico, B12] y vitamina
C), contenidas en los compartimentos acuosos de los alimentos.
Las principales fuentes alimentarias de vitaminas:
carnes, pescado, huevos, lácteos, cereales y derivados, verduras, hortalizas,
frutas y legumbres, aceites y grasas.
Las vitaminas son muy sensibles a diferentes
agentes físicos y químicos (calor, luz, oxidantes, reductores, humedad,
ácidos, bases) por lo que pueden sufrir pérdidas durante los procesos
culinarios, especialmente las vitaminas C, ácido fólico y B1. Parte de las
hidrosolubles pueden ser también eliminadas con el agua de lavado y de cocción.
Durante la cocción puede llegar a perderse prácticamente toda la vitamina C y
hasta un 40% de la tiamina, por ejemplo. La radiación ultravioleta del sol o de
los fluorescentes puede destruir parte de la riboflavina de aquellos alimentos
que se almacenan en recipientes de cristal transparente.
Las vitaminas están implicadas en cuatro grandes tipos
de funciones:
ü Acción coenzimática, según la
cual se combinan con proteínas para formar enzimas metabólicamente activas que
intervienen en múltiples e importantes reacciones (regulación del metabolismo)
que no podrían llevarse a cabo sin su presencia (A, K, B1, B2, niacina, B6,
ácido pantoténico, biotina, ácido fólico, B12, C); ayudan a los enzimas a
liberar la energía de los hidratos de carbono, lípidos y proteínas contenidos
en los alimentos y facilitan el trabajo de las células.
ü Transferencia de protones y electrones (E,
K, B2, niacina, ácido pantoténico, C)
ü Estabilización de membranas (vitamina E)
ü Función de tipo hormonal (vitamina D)
Pueden agruparse también en: antianémicas (B12, ácido
fólico), antioxidantes (C, E, carotenos), antixeroftálmica (A), antirraquítica
(D), antihemorrágica (K).
Como nutrientes, su falta en la dieta puede producir
una enfermedad con sintomatología clínica característica que sólo curará cuando
se consuma de nuevo la vitamina implicada.
2.
VALOR NUTRICIONAL DE LOS ALIMENTOS
La química y el análisis de los
alimentos son disciplinas muy amplias que se basan en los principios de la
fisicoquímica, química orgánica, biología y química analítica. Han tenido un
efecto importante en la comprensión de muchos aspectos de la ciencia y
tecnología de alimentos y han sido decisivos en el mejoramiento de la cantidad,
calidad y disponibilidad del suministro de alimentos a nivel mundial.
La
disponibilidad de los nutrientes de un alimento está esencialmente determinada
por su composición química (concentración de nutrientes disponibles y no
disponibles y estructuras orgánicas e inhibidores a los que están ligados, que
pueden limitar su biodisponibilidad).
Las determinaciones que se
realizan más frecuentemente para conocer la composición de los alimentos
incluyen la determinación de humedad, cenizas, extracto etéreo (grasa cruda),
proteína total, fibra y carbohidratos asimilables, en un protocolo conocido
como Análisis Proximal.
2.1. ANALISIS
FISICOQUIMICOS
Los ensayos de evaluación de alimentos son
procedimientos que permiten determinar el valor nutritivo de los alimentos y
así optimizar su utilización. Los más utilizados son los ensayos fisicoquímicos,
en especial el Análisis Fisicoquímico Proximal. El sistema convencional involucra la
determinación aplicando métodos específicos establecidos en la actualidad por
la Asociación of Official Agriculture Chemists (AOAC),
2.1.1. DE
WEENDE O PROXIMAL
El análisis de Weende es un procedimiento clásico que permite la
caracterización y valoración de los materiales nutritivos brutos de un alimento
con fines prácticos.
El análisis de Weende es
sin duda, el más conocido y, si bien posee una utilidad relativa, en algunos
aspectos no ha podido ser mejorado. El método fue ideado por Henneberg y
Stohmann (1867) en la estación experimental de Weende (Alemania) y consiste en
separar, a partir de la materia seca de la muestra, una serie de fracciones que
presentan unas ciertas características comunes de solubilidad o insolubilidad
en diferentes reactivos.
La importancia del
análisis proximal para efectos de formulación y evaluación de dietas, desde que
permite valorar un mismo alimento en condiciones estándar pero bajo estadios y
formas de presentación.
Con este método se
obtienen cinco principios nutritivos brutos que incluyen los siguientes
compuestos.
MUESTRA Agua Materia Seca
Cenizas 1 Materia
Materia Inorgánica Orgánica
Proteína2 Grasa3 Fibra4 Extracción Libre5
Bruta Bruta Bruta de Nitrógeno
Proteínas Grasas Celulosa (P) Almidón
Aminoácidos Aceites Hemicelulosa (P) Glucógeno
Péptidos Ceras Lignina (P) Azucares
Ac. Nucleicos Esteroles
Cutina Pectinas
Amidas Pigmentos (P) Celulosa (P)
Nitratos Vitaminas Liposolubles Hemicelulosa (P)
Vitamina B (P)
Ac. Orgánicos (P) Lignina (P)
Vitamina hidrosol (P)
Ac. Orgánicos (P)
Pigmentos (P)
Determinado analíticamente
Calculado
por diferencia
(P) En forma parcial
1. Cenizas: Materiales inorgánicos en general
2. Proteína bruta (PB):
Proteínas, péptidos, aminoácidos (Aas), bases nitrogenadas, amidas, nitrógeno
vitamínico, etc.
3. Extracto
etéreo (EE) o Grasa bruta (GB): Grasas, ceras, resinas,
lípidos complejos, pigmentos, vitaminas liposolubles, ácidos orgánicos.
4. Fibra
bruta (FB): Celulosa, hemicelulosa, lignina insoluble, cutina.
5. Sustancias
Extractivas Libres de Nitrógeno (SELN, MELN, ELN): Almidón, glucógeno,
azúcares, celulosa, hemicelulosa, lignina, pectinas, pigmentos, ácidos grasos de bajo
peso molecular, vitaminas hidrosolubles, ácidos orgánicos, pigmentos.
Figura Nº 03. Fracciones del análisis
inmediato de los alimentos.
HUMEDAD
Todos los
alimentos, cualquiera que sea el método de industrialización a que hayan sido
sometidos, contienen agua en mayor o menor proporción. Las cifras de contenido
en agua varían entre un 60 y un 95% en los alimentos naturales. En los tejidos
vegetales y animales, puede decirse que existe en dos formas generales: “agua
libre” y “agua ligada”. El agua libre o absorbida, que es la forma
predominante, se libera con gran facilidad. El agua ligada se halla combinada o
absorbida. Se encuentra en los alimentos como agua de cristalización (en los
hidratos) o ligada a las proteínas y a las moléculas de sacáridos y absorbida
sobre la superficie de las partículas coloidales.
Existen varias razones por las cuales, la mayoría de
las industrias de alimentos determinan la humedad, las principales son las
siguientes:
ü El
comprador de materias primas no desea adquirir agua en exceso.
ü El
agua, si está presente por encima de ciertos niveles, facilita el desarrollo de
los microorganismos.
ü Para
la mantequilla, margarina, leche en polvo y queso está señalado el máximo legal.
ü Los
materiales pulverulentos se aglomeran en presencia de agua, por ejemplo azúcar
y sal.
ü La
humedad de trigo debe ajustarse adecuadamente para facilitar la molienda.
ü La
cantidad de agua presente puede afectar la textura.
ü La
determinación del contenido en agua representa una vía sencilla para el control
de la concentración en las distintas etapas de la fabricación de alimentos.
El método más corriente para determinar el contenido
de humedad en los alimentos son:
ü Método
de secado en estufa a presión atmosférica
hasta peso constante, a la temperatura de ebullición el agua, en algunos casos
en los que a través de este procedimiento no se puede remover todo el agua por
lo que es necesario utilizar
ü Método
se secado en estufa de vacio y de bajas temperaturas. También
se pueden utilizar:
ü Métodos
instrumentales, que consiste en utilizaron instrumentos basados en
la resistencia eléctrica, la frecuencia y las propiedades dieléctricas.
CENIZAS
Las cenizas de un alimento son un término analítico
equivalente al residuo inorgánico que queda después de calcinar la materia
orgánica. El valor principal de la determinación de cenizas (y también de las
cenizas solubles en agua, la alcalinidad de las cenizas y las cenizas
insolubles en ácido) es que supone un método sencillo para determinar la
calidad de ciertos alimentos, por ejemplo en las especias y en la gelatina es
un inconveniente un alto contenido en cenizas. Las cenizas de los alimentos
deberán estar comprendidas entre ciertos valores, lo cual facilitará en parte
su identificación. Las cenizas no tienen ningún valor energético, pero son
importantes para la cuantificación de los minerales presentes.
a) Método de Cenizas Totales (método seco –
calcinación)
Para
alimentos en general, es el método más común para cuantificar la totalidad
de minerales en alimentos y se basa en la descomposición de la materia orgánica
quedando solamente materia inorgánica en la muestra.
b) Método de Cenizas (método vía húmeda – digestión húmeda)
La determinación húmeda se basa en la descomposición
de la materia orgánica en medio ácido por lo que la materia inorgánica puede
ser determinada por gravimetría de las sales que precipiten, y también por
algún otro método analítico para las sales que permanezcan en disolución acuosa
o ácida. Para la determinación húmeda se dan cenizas alcalinas, ácidas y
neutras y esto se basa en el tipo de anión o catión ya sea metálico o complejo
de tal forma hay minerales como tartratos, citratos que producirán cenizas con
un carácter alcalino. Es necesario tomar en cuenta que también un índice de
alcalinidad de cenizas es muestra del contenido de carbonatos en disolución
acuosa.
ü Método de Cenizas Solubles e Insolubles
en Agua: Es útil para evidenciar fraudes, debido
a que en los distintos productos naturales se observan relaciones bastante
constantes en los valores correspondientes a la relación cenizas
insolubles/cenizas solubles.
ü Alcalinidad de las cenizas: Para zumos de frutas, bebidas a base de zumos de frutas;
vino. La alcalinidad de las cenizas
representa el contenido total de compuestos con reacción alcalina (carbonatos,
óxidos, en ocasiones también fosfatos) del residuo obtenido por incineración
(cenizas).
EXTRACTO
ETEREO O GRASA
El extracto etéreo o grasa, junto con las proteínas y
carbohidratos, constituyen los principales componentes estructurales de los
alimentos. Los lípidos se definen como un grupo heterogéneo de compuestos que
son insolubles en agua pero solubles en disolventes orgánicos tales como éter,
cloroformo, benceno o acetona. Todo los lípidos contienen carbón, hidrógeno y
oxigeno, y algunos también contienen fósforo y nitrógeno.
El contenido total de lípidos se determina comúnmente
por métodos de extracción con disolventes orgánicos como éter o benceno, con un
material alimenticio previamente secado e introducido en un equipo de Soxhlet.
ü
Método
de Soxhlet: Es una extracción semicontinua con un disolvente
orgánico. En este método el disolvente se calienta, se volatiliza y condensa
goteando sobre la muestra la cual queda sumergida en el disolvente.
ü
Método
de Bligh-Dyer o Método de Folch: Es un
método rápido para la extracción de lípidos de tejidos y productos alimenticios
que contienen una cantidad significativa de agua. El método se basa en la
homogenización de la muestra con cloroformo y metanol, en proporciones tales
que se forme una sola fase miscible con el agua de la muestra.
PROTEINA
CRUDA
La palabra “proteína” es un término selectivo que abarca un grupo de
productos afines, pero con diferencias fisiológicas. Las proteínas vegetales
difieren unas de otras y de las proteínas animales. No hay dos proteínas que
sean exactamente iguales en cuanto a su comportamiento fisiológico.
El nitrógeno presenta en la mayoría de las sustancias proteicas un
porcentaje relativamente constante, alrededor del 16%. La determinación de
nitrógeno en forma orgánica sirve como medida del contenido proteico de los
materiales alimenticios. Pero como además se encuentran presentes pequeñas
cantidades de otros compuestos nitrogenados de naturaleza no proteica, sólo
pueden determinarse como “proteína cruda”, que no es más que el valor proteico
calculado a partir del contenido total de nitrógeno.
Para el análisis se utiliza los métodos no extractivos como:
ü Método de Kjeldahl: Determinación de Proteínas Totales: Determinación del
Nitrógeno Total por el Método de Kjeldahl (Método de Referencia): Aplicable en alimentos en general.
Como
consecuencia de su estructura a base de aminoácidos individuales. Para la
determinación analítica del contenido en proteína total, se determina por lo
general el contenido de nitrógeno (N) tras eliminar la materia orgánica con
ácido sulfúrico (método de Kjeldahl), calculándose finalmente el contenido de
proteína con ayuda de un factor (en general f = 6,25).
FIBRA CRUDA
Por un procedimiento analítico sencillo no se puede determinar la gran
variedad de carbohidratos presentes en los materiales alimenticios. El
procedimiento de Weende separa a los carbohidratos en dos grupos: fibra cruda y
extracto libre de nitrógeno (ELN).
La fibra cruda es determinada mediante dos procesos:
ü
Digestión ácida; utilizando un
ácido débil
ü Digestión
alcalina; como un proceso de neutralización con un álcali.
El residuo de está forma queda libre de de componentes solubles como
grasas, proteínas y otros componentes menos solubles como son la lignina, celulosa,
hemicelulosa, sílice. La perdida por incineración representa la fibra cruda.
EXTRACTO LIBRE DE NITROGENO (ELN) O
NIFEX
Se determina por diferencia de 100, con la sumatoria de todas las
fracciones determinadas en el laboratorio como son humedad, cenizas, proteína,
extracto etéreo o lípidos, fibra cruda.
ELN = 100 – (% humedad + % cenizas + % proteína total +
% extracto etéreo + % fibra cruda)
La mayor parte del ELN se compone de almidón y azúcares.
2.2.
ANALISIS
BIOLOGICOS
Los análisis
fisicoquímico proximal, tiene la limitación que entrega información acerca del
contenido del alimento, pero no de lo que el ser humano puede utilizar. Es
decir, no considera las pérdidas nutritivas que ocurren durante la digestión,
absorción y metabolización de los diferentes nutrientes.
Considerando
que la digestión representa la primera pérdida de nutrientes del alimento, se
desprende que la información sobre el contenido de nutrientes de una dieta es
de poca utilidad si no se conoce la digestibilidad del producto. Debido a esto,
se realizan Análisis Biológicos de los alimentos, dentro de los cuales, los más
usados son los ensayos de digestibilidad. Estos representan la fracción que no
es digerida y absorbida y que es excretada en las heces. Indirectamente, esto da
una medida de la calidad de la dieta porque determina la proporción de
nutrientes del alimento disponible para su absorción en el organismo.
Estos
métodos también son de utilidad para comparar dos dietas que, por ejemplo,
tienen una composición proteica igual (28% de proteína).
Se tiene la
dieta A con una digestibilidad de la
proteína de 70.25%, significa que ese alimento aporta en realidad menos de un
20% de proteínas digestibles.
Mientras que
la dieta B tiene una digestibilidad del 85.8% proporcionará alrededor del 24%
de la proteína digestible.
2.2.1. DIGESTIBILIDAD
La digestibilidad mide la desaparición de los nutrientes
en su paso a través del tracto gastrointestinal debido a la absorción. Una
prueba de digestión implica cuantificar los nutrientes consumidos y las
cantidades que se eliminan en las heces; por lo tanto la digestibilidad puede
ser definida como el porcentaje de un alimento (materia seca y/o nutriente)
ingerido que es absorbido. Se expresa como coeficiente porcentual de digestión obtenido
a partir del siguiente modo:
Absorción
D =
---------------- x 100; donde D
= Digestibilidad
Ingesta
La Absorción se determina midiendo la diferencia entre la materia seca
o nutriente ingerido y la materia seca o nutriente que aparece en las heces (F)
A = Ingesta - Fecal
Luego si se reemplaza la Absorción
en la primera ecuación, obteniéndose una
digestibilidad
aparente (DAP):
Ingesta
– Fecal
DAP
= ---------------------- x 100
Ingesta
En la digestibilidad aparente, se hacen mediciones y
correcciones del nitrógeno que no proviene de la dieta, sino de la descamación
del tubo digestivo, de los jugos y secreciones gástricas y de la flora
intestinal, que constituye una pérdida inevitable de nitrógeno.
Una cuantificación my rigurosa de la absorción y por lo
tanto de la digestibilidad hace necesario estimar esa pérdida; para ellos se
somete a los sujetos o animales experimentales a una dieta sin proteínas y se
valora la excreción de nitrógeno fecal, que
generalmente se designa como FecalENDOGENO
y se utiliza para corregir FecalTOTAL. El nitrógeno que aparece en
las heces y que proviene de la proteína ingerida resulta igual a FecalTOTAL
– FENDOGENO. De esta manera se calcula la digestibilidad real (DR)
y será:
Ingesta
– (FecalTOTAL – FecalENDOGENO)
DR
= ---------------------------------------------------- x 100
Ingesta
Los coeficientes de digestibilidad no son constantes
para un determinado alimento o especie animal o humana. En el cuadro Nº 01 se
muestra la capacidad digestiva comparativa entre el hombre, ratas, caballos,
ovejas y cerdo, para una dieta cocida con agua y consistente en 68% de trigo,
7% de sacarosa, 13% de leche descremada en polvo, 11% de crema de leche y 1% de
sal.
Cuadro Nº 01: Digestibilidad
Aparente de una misma Dieta en Diversas Especies.
Fuente: E.W. Crampton, et al.
Una prueba de digestión requiere la colección
cuantitativa de heces libres de contaminación urinaria para lo cual los animales
son confinados en jaulas metabólicas. Característica esencial de dichas jaulas
es que el animal debe tener libertad de movimiento en particular para acostarse
y levantarse. En algunos modelos el piso es una malla de metal a través de la
cual pasan las heces y la orina, donde las heces son recolectadas en otras
mallas que están debajo.
2.2.2. ENSAYOS DE DIGESTIBILIDAD
La
realización de estos ensayos de digestibilidad consta de un protocolo
establecido, con una serie de pasos y condiciones que consideran las diferentes
variables que inciden en los resultados y que simplifican el manejo
desarrollado en la evaluación. Además, existen diferentes metodologías para
llevar a cabo los ensayos de digestibilidad, dentro de los cuales está el
método tradicional y el método del indicador.
Existen
también diversos factores que afectan la digestibilidad, como la composición
del alimento, la composición de la ración, la preparación del alimento, la
suplementación enzimática, nivel de alimentación y factores animales.
a) METODOS IN VIVO
Los más
utilizados son:
METODO TRADICIONAL
El
método tradicional consiste en alimentar a animales monogástricos con un
alimento de composición conocida para poder analizar sus deposiciones,
siguiendo un protocolo estricto que consiste en:
Selección de Animal
El animal es un reactivo indispensable, se preparan lotes de
animales exactamente idénticos en todo los aspectos (raza, edad, sexo y peso),
debe usarse entre 6 a 10 animales sanos,
de al menos 1 año de edad que ya hayan terminado su crecimiento, que estén
declarados exentos de gérmenes patológicos.
En pruebas realizadas en mamíferos, se prefieren a machos sobre hembras, y dentro de los machos, se opta por machos castrados. Esto se da exclusivamente por razones de manejo, ya que por disposiciones anatómicas es más fácil extraer las heces y orina separadamente en los machos. Además, se prefieren machos castrados, por temas de docilidad. Los animales deben alojarse individualmente en jaulas metabólicas, con un suelo de rejilla que permite la eliminación de la orina y de las heces a medida que se originan. El animalario es un local en el que la aireación, la temperatura y la humedad son constantes; la iluminación es generalmente 12 horas al día.
Disponibilidad de Alimento y Tiempo de Alimentación
Los animales
se alimentan al menos una vez al día y la disponibilidad va depender de la
cantidad de alimento requerido para mantener el peso corporal, o en los
requerimientos energéticos diarios para la manutención. Lo que sobra de
alimento debe pesarse después de la alimentación, para poder restarlo a la
cantidad de alimento ofrecida y calcular la cantidad real de alimento ingerida.
El agua, esta debe estar disponible a toda hora. Se debe mantener constante la
cantidad de alimento dado al animal y fijar una hora establecida de
alimentación.
Desarrollo del Ensayo
Se realiza
en dos fases y la ingesta de alimento debe ser registrada en ambas fases.
La primera
fase es la de pre-recolección, se realiza en un período de al menos 5 días en
los cuales a los animales se les da la dieta que se pondrá a prueba, pero sin
recolectar las heces. Es el periodo de aclimatación de los animales a la dieta
y ajustar la ingesta de alimento para mantener el peso del animal. Además de
servir para limpiar el tracto digestivo de los residuos de otros alimentos. Si
durante esta fase el alimento es continuamente rechazado, o resulta en un
consumo mínimo de parte de la mayoría de los animales, la prueba no debiera
continuar a la fase de recolección.
La segunda fase es la de recolección de heces, la cual generalmente dura 5 días (120 horas) pudiendo llegar a 14 días. Durante esta fase de recolección, las heces deben recolectarse diariamente. Se utilizan containers de recolección, con peso registrado, para posteriormente calcular el peso neto de heces recolectadas. Las heces en el container se rotulan por cada animal, por cada día, además de indicar el número del animal, el número de dieta y las fechas de recolección. Luego, se someten a refrigeración para conservarlas o se secan diariamente para obtener el peso de materia seca. Con las recolecciones se puede determinar la composición y la cantidad de nutrientes en ellas. El coeficiente de digestibilidad se puede obtener expresando el peso de los nutrientes digeridos como proporción de los pesos consumidos. Esto se hace a través de la fórmula de coeficiente de digestibilidad.
Validez del Coeficiente de Digestibilidad
Parte de las heces excretadas está formado por enzimas, sustancias
secretadas al intestino y células de descamación epitelial, ciertos minerales
(como el calcio). Estas sustancias lleva a una subestimación de la proporción
de alimento absorbido por el animal, obteniéndose una digestibilidad aparente.
Para calcular la digestibilidad verdadera, es necesario dar al animal una dieta libre del nutriente que se busca medir. Al medir la concentración de tal nutriente excretado por las heces, se estará determinando su pérdida endógena.
METODO DE LOS INDICADORES
Se aplica
este método en los casos en que no se puede precisar la cantidad de comida
ingerida o excretada por cada animal, por ejemplo: cuando son alimentados como
grupo, es imposible medir la ingesta de cada individuo, esto se puede realizar
calculando su digestibilidad con alimentos que contengan alguna sustancia que
sea muy indigestible. Estas sustancias pueden ser parte del alimento (indicador
natural) o ser adicionada (sustancia extraña), o pueden usarse ambas.
Dentro de las sustancias naturales encontramos lignina, sílice y ceniza insoluble en ácidos, entre otros; y en los adicionados, los más utilizados son el sesquióxido de cromo, colorantes, polietilenglicol, óxido férrico, óxido crómico, tierras raras, fibra tratada y elementos hidrosolubles.
En este
método se mantiene el mismo protocolo analizado anteriormente, y se agrega
específicamente el uso de un indicador, siendo el más utilizado el óxido
crómico, esto debido a que se recupera totalmente en heces. Se debe agregar
aproximadamente el 0.25% de oxido de crómico que debe ser mezclado uniformemente en una cantidad de alimento
suficiente para alimentar a todos los animales que serán utilizados en el
proceso de pre-recolección y recolección.
Una vez recolectadas las deposiciones del animal, se evalúa el aumento de la concentración del indicador en las heces excretadas y se obtiene la digestibilidad de los nutrientes. Características de un Buen Indicador
ü Ser inerte y carecer de efectos tóxicos.
ü No ser absorbido ni metabolizado en el conducto
gastrointestinal.
ü Carecer de volumen apreciable.
ü Debe mantenerse uniformemente distribuido en la
digesta.
ü No influir sobre las secreciones gastrointestinales,
digestión, absorción o motilidad normal.
ü No interferir en la microflora del tracto
gastrointestinal.
ü Debe poseer propiedades fisicoquímicas, fácilmente
discernibles en la totalidad del tracto gastrointestinal, que permitan su
determinación cuantitativa de forma simple y exacta.
OTRO METODOS
ü In Situ: Se practica en animales fistulados en el órgano que
sea desea investigar, en el cual introducen los alimentos, debidamente
acondicionados y dosificados, empacados en bolas de materiales no digestibles
(nylon o dacrón), las cuales posteriormente son recuperadas para realizar los
análisis requeridos en la evaluación.
ü Válvula Electromagnética: Esta técnica se reserva para la experimentación
fisiológica y no suele utilizarse para controles de rutina. Por su relativa
facilidad el método resulta adecuado para uso en animales de tamaño grande
(cerdos por ejemplo). Consiste en colocar en el animal una válvula electromagnética
que rodea perpendicularmente la vena porta. En estas condiciones, se puede
medir el caudal venoso que transporta al hígado los productos de la digestión
absorbidos por la mucosa intestinal. Simultáneamente se coloca dos catéteres en
la red sanguínea, uno en la vena porta y otro en la arteria carótida. Este
método sirve para determinar la concentración en sangre del elemento objeto de
estudio.
b) METODOS IN VITRO
Dentro
de este método el más usado es la digestión enzimática
DIGESTION ENZIMATICA
Es una
variante de las pruebas en vivo, donde
se simula las condiciones de un animal en un laboratorio. Consiste en incubar
la muestra en un medio de cultivo con soluciones microminerales, agentes
reductores, enzimas, indicadores, saturados con CO2 y con liquido
ruminal o jugo gástrico. La muestra de alimento se introduce en bolsas de
poliester/polietileno e incubadas en el medio de cultivo, por un tiempo
determinado que permita la digestión de la muestra a analizar, posteriormente
es pesado para conocer la cantidad de muestra digerida.
2.2.3. TABLA DE
DIGESTIBILIDAD DE ALGUNOS ALIMENTOS
Tabla Nº 01: Digestibilidad de
algunos alimentos
Fuente: Olivares, M (2003)80
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Tabla Nº 01: Digestibilidad de
algunos alimentos
Fuente: Olivares, M (2003)
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