Importancia de las mejoras nutricionales de la producción primaria

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Gregorio Torregrosa Martin
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1 4ta Conferencia del Ciclo Alimentos, Nutricion y Salud Oficina de Alimentos BA Salon Auditorio OSDE Calle 50 No 925 La Plata 24 de octubre 2012 Importancia de las mejoras nutricionales de la producción primaria Dra. Pilar Teresa García FANUS ITA CIA INTA Castelar UM, UNLZ.

octubre 2012 Importancia de las mejoras nutricionales de la

2 Antecedentes La agricultura es la fuente primaria de alimentos para el hombre y los animales. Plantas pueden adquirir compuestos elementales y convertirlos en aminoácidos, ácidos grasos, ácidos nucleicos, metabolitos secundarios para formar macromoléculas necesarias para sostener el crecimiento y la reproducción. A excepción de las vitaminas B12 y D las plantas pueden asegurar la nutrición en humanos en todos los estadios de su vida. Pero no todas las plantas tienen en una porción los nutrientes esenciales ni en las cantidades adecuadas para cumplir con los requerimientos.

formar macromoléculas necesarias para sostener el crecimiento y la reproducción.

3 Antecedentes Semillas: Buena fuente de hidratos de carbono, proteínas, lípidos, y vitaminas liposolubles pero poco Fe y Ca. Hojas: Buena fuente de minerales y vitaminas pero muy pocos hidratos de carbono y proteínas. Frutas: Hidratos de carbono, vitaminas hidrosolubles y carotenoides pero poca proteína y ciertos minerales. Legumbres: Altas en proteínas pero deficientes en metionina. Arroz: rico en almidón pero pobre en lisina, hierro y sin ß- caroteno.

Frutas: Hidratos de carbono, vitaminas hidrosolubles y carotenoides pero poca proteína y ciertos minerales.

4 Antecedentes Cereales: Proteínas pobres en lisina ( vs 5.5% recomendado por WHO). Legumbres, raíces y tubérculos: proteínas pobres en metionina y cisteína ( vs 3.5% recomendado por WHO)

5 Situación paradójica Mas de 1 billón de personas están desnutridas por falta de alimentos (FAO, 2009). La deficiencia de micronutrientes produce el (35%) de muertes infantiles y el 15% de los gastos globales por enfermedades (Black et al. 2008) La ingesta excesiva over nutrición que lleva a la epidemia global de obesidad y diabetes aumenta los gastos por discapacidad y muerte (WHO/FAO, 2003)

La deficiencia de micronutrientes produce el (35%) de muertes infantiles y el 15% de los gastos

6 Elementos esenciales H2O Energía: Hidratos de carbono Proteínas: AA esenciales Lípidos: C18:2 n-6 y C18:3 n-3? Macro: Na K Ca Mg S P y Cl Micro: Fe Zn Cu I F B Se Mo Ni Cr V Si As Sn Vitaminas: A D E K C B1 B2 B3 Niacina B6 Folato Biotina B12O.

Macro: Na K Ca Mg S P y Cl Micro: Fe Zn Cu I F B Se Mo Ni Cr

7 Deficiencias microelementos Las deficiencias en microelementos Fe, Zn y Vitamina A prevalecen en los países no desarrollados (FAO, 2009). Deficiencias de Ca, Mg, Cu y Se ocurren en otros países (Stein, 2010) Deficiencias de Se se estima en billón de personas en el mundo (Combs, 2001) En UK la ingesta diaria de Fe en 25% de las mujeres fue menor que la recomendada y la de Zn en adultos un 4%.

Deficiencias de Ca, Mg, Cu y Se ocurren en otros países (Stein, 2010) Deficiencias de Se se estima

8 Deficiencias microelementos 6 billones de personas 60-80% en Fe >30% en Zn 30% en I 15% Se Dietas bajas vegetales, frutas y productos animales y marinos.

9 Desafíos actuales Definir como la producción primaria puede contribuir a través de la cadena alimenticia, a mejorar la salud de toda la población. Para ello es necesario comprender las interacciones entre la producción, los sistemas de alimentación y la salud humana. El primer paso es definir una DIETA SALUDABLE

Para ello es necesario comprender las interacciones entre la producción, los

10 HIDRATOS DE CARBONO Hidratos de carbono simples Hidratos de carbono complejos Granos cereales enteros, vegetales, legumbres y frutas son la mejores fuentes de hidratos de carbono (FAO/ WOH; Mann et al. 2007)

11 Grasas Estructura ácidos grasos diferentes efectos en la salud humana (Lecerf, 2009). Ácidos grasos trans Ácidos grasos n-3 n-6 n-9 Isómeros conjugados del acido linoleico (CLA) Antioxidantes

12 Como mejorar la dieta (Hawkesworth et al. 2010) Produciendo variedades mas nutritivas de cultivos por medios agronómicos o por ingeniería genética para expresar altos niveles de vitamina A, hierro y zinc y cruzamientos de animales con o sin modificación de sus dietas para producir productos animales mas saludables.

o por ingeniería genética para expresar altos niveles de vitamina A, hierro y

13 PROTEINAS 0.83 g de proteína de alta calidad por kg de peso corporal por día y que un consumo de 3 a 4 veces mas puede no ser libre de riesgo (WHO/FAO/UNU 2007)

14 Como mejorar la dieta Diversificación de la dieta incluyendo granos, semillas, vegetales, frutas, carnes y pescados (FAO y WHO, 2001). Fortificación y suplementacion (Yodo a la sal, Vit A y Acido fólico al pan) Biofortificacion

15 Intervenciones Suplementaciones Fortificaciones Diversificación de la dieta BIOFORTIFICACION Aumentar las concentraciones biodisponibles de elementos esenciales en porciones comestibles de plantas vía intervenciones agronómicas o selección genética

concentraciones biodisponibles de elementos esenciales en

16 Variaciones fenotípicas En semillas de cereales la concentración de Fe y Zn varia entre veces (White y Broadley, 2009). Β-caroteno varia 4 veces en cultivares de brócoli Folato varia 4 veces en cultivares de remolacha

17 Estrategias para incrementar las concentraciones de minerales esenciales en plantas (Zhoo et al 2010) Producción convencional Biotecnología Agronomía La estrategia depende del mineral, condiciones del suelo, tipo de cultivo y sistema de producción. Algunos minerales tóxicos como cromo y arsénico se pueden acumular.

estrategia depende del mineral, condiciones del suelo, tipo de cultivo y

18 PRODUCCION CONVENCIONAL Obtención de semillas con altos niveles de Fe y Zn en semillas. Programa HarvestPlus International Rice Research Institute

19 Modificaciones genéticas Empleo de técnicas transgénicas Se aplican fundamentalmente a Fe y Zn que están en muy bajas concentraciones en el endosperma amiláceo comúnmente consumido y por su poca biodisponibilidad para los humanos por la presencia de fitatos. Reducen la síntesis de fitato o por expresión de genes que llevan a la acumulación de Fe en el endosperma (Brinch-Pedersen, 2007). Fitatos son potentes inhibidores de la absorción de Zn y Fe no heminico.

20 Intervenciones agronómicas Fertilización del suelo por baja disponibilidad de Se, I y Zn. Suelos de partes de Europa, China y Nueva Zelandia son bajos en Se. Finlandia fertilizo suelos con Se y aumento las concentraciones del mismo en productos vegetales y animales (Hartikainen, 2005). UK elevo 10 veces Se en grano de trigo (Broadley, 2011).

Finlandia fertilizo suelos con Se y aumento las concentraciones del mismo en

21 INTERVENCIONES AGRONOMICAS La mitad de los suelos dedicados a la agricultura son pobres en Zn y se asocian a deficiencia de Zn en humanos. El grano de trigo tiene mg kg-1 y es necesario aumentar al menos 10 mg kg-1. Aplicaciones foliares de ZnSO4 a cultivos de trigo en la etapa final aumento la concentración en grano a 60 mg kg-1 (Cakmak, 2008). La concentración de Zn en el suelo determina la concentración de Zn en el grano de arroz (Wissuwa et al. 2008). Aplicación foliar es mas efectiva.

22 BIOFORTIFICACION DE VITAMINAS Vitamina A. Retinol. Sistema visual.endosperma del arroz no tiene provitamina A (ß-caroteno). Arroz transgénico Golden rice Empleando enzimas clave en la síntesis de (ß-caroteno). Folatos. Síntesis nucleótidos, metabolismo AA y ciclo metilación. Humanos y animales no lo pueden sintetizar. Cereales muy pobres. Biofortificacion de cultivos es posible por ingeniería metabólica. Vitamina E. Protege membranas del daño oxidativo. Es esencial. Semillas de soja transgénicas pueden tener 5 veces mas de vitamina E.

23 ENFERMEDADES RESULTANTES DE LA DIETA OCCIDENTAL DIETAS RICAS EN: Alimentos muy refinados Ricos en almidón y grasas saturadas y pobres en fibra. PRODUCEN: Diabetes y síndrome metabólico Resistencia insulina, hiperglucemia, intolerancia a la glucosa, dislipemia, triglicéridos, bajo HDL-colesterol, adiposidad, hipertensión, etc.

24 AREAS DE INVESTIGACION Alimentos ricos en fibras y con bajo índice glucemico. Almidón : Mezcla de dos polímeros, amilasa(25%) y amilopeptina (75%). Ej. Aumentando la proporción de amilosa se obtiene almidones menos digestibles. Almidón resistente. Fibra dieta: Granos enteros. Seleccionar variedades de trigo con concentraciones altas de fibras solubles en su harina. Incrementar la concentración de ß-glucano en trigo por transgénesis. Síntesis de PUFA n-6 y n-3 en oleaginosas. Incrementar PUFA n-3 en productos de origen animal.

25 1. Investigaciones en desarrollo Proteínas y aminoácidos Cantidad y calidad de AA Composición en AA Lisina Metionina Triptofano Aceites y ácidos grasos Incrementar PUFA n-3 Composición en AA Mas γ-linolenico Mas oleico Mas aceite Hidratos de carbono Fructanos Inulina Almidón Fructosa, rafinosa Vitaminas y carotenoides Vi taminas E y C Beta-caroteno Luteína Licopeno McGloughlin, 2011

26 2. Investigaciones en desarrollo Metabolitos funcionales secundarios Resveratrol Estilbenos Flavonoides Disponibilidad de minerales Fitasas Hierro Ferritina McGloughlin, 2011

27 1. Componentes en plantas con funcionalidad sugerida Carotenoides Alfa caroteno Beta-caroteno Luteina Licopeno Zeaxantina Acidos grasos Omega 3 DHA/EPA CLA Gama linolenico Fibra Insoluble Beta-glucano Fibra soluble Granos enteros Colageno hidrolizado Flavonoides Antocianidinas Hidroxicinnamatos Catequinas, taninos Flavononas Flavonas quercitinas

28 2. Componentes en plantas con funcionalidad sugerida Glucosinolatos, indoles, isotiocianatos,sulforafanos. Fenoles Estilvenos resveratrol Acidos cafeico y ferulico Epicatequina Estanoles y esteroles vegetales. Estanol/esterol ester. Prebioticos y probioticos Fructanos, inulinas, fructooligosacaridos (FOS) Lactobacilos Saponinas Proteina de soja Fitoestrogenos Isoflavonas Lignanos Taninos Proantocianidinas MacGloughin, 20111

29 CONCLUSIONES Es posible mejorar la calidad nutricional de las materias primas contribuyendo a una mejor calidad de vida. Los sistemas de producción primaria de alimentos deben incorporar el concepto de calidad nutricional y contribuir así a disminuir deficiencias y a mejorar la calidad nutricional de sus productos. Las nuevas materias primas generadas por las diferentes estrategias en desarrollo tendrán sin dudad un efecto importante en la nutrición y salud de todas las poblaciones en las próximas décadas.

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