Nutrición y Bromatología

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1 NUTRICION Temario Concepto de nutriente. Nutrientes esenciales y antinutrientes. Alimentos que los contienen. Digestión, absorción, transporte y metabolismo de nutrientes. Requerimiento de macro y microcomponentes. Función energética, plástica y de regulación. Necesidad y equilibrio energético. Cálculo del gasto energético. Ración alimenticia y tablas de composición de alimentos. Equilibrios nutricionales. Necesidad proteica. Balance nitrogenado. Calidad proteica. Métodos químicos y biológicos de evaluación. Digestibilidad y utilización metabólica. Complementación y suplementación.. Alimentos funcionales Alimentos probióticos. Efecto de tratamientos físicos y químicos sobre la calidad nutricional de los alimentos. Preguntas 1. Cuáles son los objetivos principales de la alimentación? 2. Qué necesidades energéticas corresponden al metabolismo basal? Cuáles a los gastos no incluídos en el metabolismo basal? 3. En qué se utilizan los glúcidos aportados por los alimentos? Describa a los azúcares de absorción rápida y a los azúcares de absorción lenta. 4. Cuáles son las funciones de los lípidos en la alimentación? Cuáles son los ácidos grasos esenciales? 5. Cuáles son las funciones de las proteínas en la alimentación? 6. Defina relación de eficiencia proteíca, digestibilidad, valor biológico, utilización proteica neta y cómputo químico. 7. Defina complementación y suplementación. Dé ejemplos de cada una. 8. Cómo afecta la cocción al aporte nutritivo y nutricional de un alimento? 9. Qué entiende por alimento funcional? 10. Qué factores antinutricionales se encuentran presentes en alimentos? Mencione algunos de ellos e indique qué efecto produce y cómo los evitaría. Problemas 1.a. Calcular las necesidades energéticas de un hombre de 29 años y 66 kg de peso que en un día duerme 8 hs, dedica 1 h a aseo y vestido, corre 2 hs, camina 1 h, tiene 2 hs de reposo, 3 hs de actividad a pie y 7 hs de actividad sentado. Los gastos energéticos Kcal/min de un hombre de esa edad y peso incluyendo los gastos basales (TMB) son: Sueño 1,13; reposo 1,37; actividad sentado 1,65; actividad de pié 1,90; aseo,vestido 3,2; caminata 4 a 5; trabajo intenso a pie 7,5; trabajo muy intenso 10; esfuerzo breve intenso 12,5. b. Calcular las necesidades energéticas de una mujer de 35 años y 55 kg de peso que en un día duerme 8 hs, dedica 2 hs a aseo y vestido, 8 hs de trabajo ligero, 3 hs de trabajo moderado, 1 h de trabajo pesado, 2 hs de caminata. Los gastos energéticos para cada actividad expresados en TMB/h son: sueño 1; actividad sedentaria mínima 1,4; trabajo ligero 1,7; trabajo moderado 2,2; trabajo pesado 2,8; caminata 2,5. Cálculo del TMB/día para mujeres entre 30 y 60 años: 8,7x peso (kg) = kcal/día. 2. Una industria de productos alimenticios desea lanzar a la venta un alimento formulado destinado a completar los requerimientos nutricionales de una determinada población. Los requerimientos calóricos se estimaron en 3000 Kcal/día de las cuales 50 % deben aportarla los hidratos de carbono, 35 % los lípidos y 15 % las proteínas. La alimentación promedio de la población cubre el 97% de las necesidades energéticas en hidratos de carbono, el 86% en lípidos y el 80% en proteínas. El alimento contendría un 55 % de agua. a. Cuál será la composición del alimento? Considerar 1% de cenizas. b. Cuánto deberá consumir por día de ese alimento una persona de dicha población para cubrir sus necesidades calóricas? Facultad de Ciencias Exactas UNLP Area Bioquímica y Control de Alimentos 1

2 3. Un laboratorio de desarrollo de nuevos productos alimenticios esta probando formulaciones con el objeto de complementar proteínas de trigo con proteínas de soja para lograr un producto de mayor valor nutricional. En base a la Tabla I calcule los índices químicos de las proteínas de trigo y de soja, los cómputos aminoacídicos de todos los aminoácidos y la composición de la mezcla de harina de trigo y de harina de soja que debería utilizarse para obtener una buena complementación proteica. Tabla I mg aa/g proteína patrón FAO 1980 proteína de trigo proteína de soja isoleucina leucina lisina metionina+cisteína fenilalanina+tirosina treonina triptofano valina Composición: harina de trigo: proteínas 14%; lípidos 1%; carbohidratos 70%; humedad 15% harina de soja: proteínas 45%; lípidos 25%; carbohidratos 15%; humedad 15% 4. Para mejorar la calidad nutricional de las proteínas se ha intentado reemplazar parte de la harina de trigo (10% proteína) por aislado de amaranto (90% proteína). En la Tabla II se muestra la composición de aminoácidos de ambas proteinas como también de una proteína de referencia. a. En qué proporción tendría que mezclar la harina de trigo con amaranto para lograr una buena complementación? b. Calcular la composición de aminoácidos en la mezcla. c. Cuál es el aminoácido limitante en cada harina y en la mezcla? Tabla II Aminoácido g aa/100 g proteína Proteina patrón Trigo Amaranto Arg Pro Gly Ala Cys+met Thr Ser Glu Val Ile Leu Tyr+phe His Lys Facultad de Ciencias Exactas UNLP Area Bioquímica y Control de Alimentos 2

3 5. Un laboratorio bromatológico recibe 3 muestras (A,B,C). Se sospecha que son aislados de proteínas de carne, de trigo y de poroto. Para identificarlas se realizó un análisis del contenido de aminoácidos de cada muestra. Los resultados obtenidos y los correspondientes a una proteína patrón (huevo) se detallan en la tabla III Tabla III g aa/100 g proteína lys trp cys met ile val Huevo A B C En la tabla IV se muestran datos bibliográficos de distintas proteínas. a. a qué aislado proteíco corresponden las muestras A,B y C.? Justifique su respuesta. b. Cómo explica que proteínas de igual D, tengan valores de NPU y PER diferentes? c. Cuál es el valor biológico de cada uno de ellos? d. Qué alimentos combinaría para obtener un alimento nuevo de mayor calidad nutricional? Tabla IV Proteína Principales factores IQ PER NPU D limitantes Huevos 100 3, Leche y der Aa azufrados 60 3, Ile Pescado Trp-Ile 65 3, Carne Aa azufrados 65 2, Aves Val Cereales Lys-Ile 50 1, Oleaginosas Lys-Ile 50 1, Leguminosas Aa azufrados Trp-Val , Para evaluar el valor nutricional de una harina, un lote de ratas fue alimentada 18 días con dieta libre de proteínas (Período 1); durante los últimos 7 días se colectaron orina y heces. Las mismas ratas se alimentaron con dieta conteniendo la proteína en estudio durante 11 días (Período 2). Se juntaron las heces y la orina de los últimos 7 días y se analizó el contenido de nitrógeno (N) de las mismas. Los resultados se muestran en la Tabla V. Tabla V Período 1 Período 2 N en la dieta (mg/g) Alimento ingerido (g/día) Heces (g/día) N en heces (mg/g) Orina (ml/día) N en orina (mg/ml) Peso cadáver seco (g) N en cadáver seco (mg/g) Facultad de Ciencias Exactas UNLP Area Bioquímica y Control de Alimentos 3

4 a) Calcule el balance nitrogenado en ambos períodos. b) Cuál es el valor biológico verdadero de las proteínas de la harina? Qué conclusiones saca de este resultado? c) Calcule UPN y D. d) Se calculó el PER para la harina y la harina sometida a un tratamiento térmico obteniéndose un valor de 2,377 y 2,550 respectivamente. A qué atribuye la diferencia? 7. Se realizó un estudio nutricional de un aislado proteico de soja utilizándose para el experimento una población de adultos jóvenes. Esta población fue sometida a la ingesta de diferentes cantidades de aislado proteico como única fuente de proteína durante períodos consecutivos (intercalados con descansos), cuantificándose en cada caso el N en heces y orina. Esta metodología permite obtener parámetros verdaderos prescindiendo de hacer un control (población en ayuno). Se obtuvieron los resultados que se muestran en la Tabla VI. Tabla VI N ingerido(mg/kg) 60,4 78,2 91,9 105,5 120,0 N fecal(mg/kg) 12,6 14,4 13,5 14,0 14,0 N urinario(mg/kg) 67,0 78,5 85,6 94,3 105,0 BN N absorbido a) Defina UPN, VB, D y PER. Complete la tabla precedente y obtenga utilizando gráficos los valores de UPN, VB y D. Los valores biológicos que se pueden obtener de los gráficos son verdaderos o aparentes? Qué significa la ordenada al origen negativa? b) De qué otra forma podría obtener los parámetros verdaderos UPN, VB y D? Qué debería tener en cuenta en este caso? Describa brevemente el ensayo a realizar. c) Cuál es la ingesta expresada en gr proteína soja/kg y en gr aislado/kg para mantener el balance nitrogenado (BN=0) en esta población de jóvenes. Factor de conversión de N a proteína f: 5,7. Composición del aislado proteico: agua 13,20 %; proteína 72,14 %; grasa 2,35%; fibra cruda 0,12 %; cenizas 2,93 %; carbohidratos 9,26 %. 8. Se prosiguieron los estudios comparando la digestibilidad de proteínas de subproductos de soja sometidos a distintos tratamientos con la del aislado proteico. Teniendo en cuenta los datos de digestibidad aportados y el hallado en el problema 7: a. Complete la Tabla VII y calcule la ingesta de cada una de estas proteínas para un adulto de esta población (70 kg peso promedio) sabiendo que sus necesidades de ingesta de proteína de alto valor biológico (caseína) son 0,55 g/kg/día (UPN caseína=90). Suponga que los tratamientos térmicos efectuados en los tres casos afectan únicamente la digestibilidad. Justifique todas sus repuestas con cálculos. Tabla VII Proteína VB D UPN ingesta de proteína (g) aislado proteico de soja poroto de soja hervido 92 harina de soja tostada 78 Facultad de Ciencias Exactas UNLP Area Bioquímica y Control de Alimentos 4

5 9. Se ha trabajado con un alimento destinado a lactantes con el fin de estudiar sus atributos nutricionales. La composición del alimento es la siguiente: Proteína (caseína):20%, Glúcidos (dextrina y glucosa): 50%, Lípidos (aceite de uva):20%, Minerales y Vitaminas:6.0%, Agua:4.0%. La evaluación biológica de dicho alimento en seis poblaciones de niños dio los resultados que se muestran en la tabla VIII a. Grafique BN vs N abs y calcule el valor biológico. b. El valor biológico obtenido con estos datos, es el valor biológico real?. Justifique su respuesta e indique en caso que lo considere necesario cuáles son los datos que faltan. c. Calcule qué cantidad de alimento consume cada población de niños por día. d. Explique cuáles son las modificaciones que pueden sufrir las proteínas del alimento cuando se las somete a tratamientos térmicos. Cómo afectan su valor nutricional? Tabla VIII N ingerido mg/kg/día N fecal mg/kg/día N urinario mg/kg/día Poblaciones de niños Bibliografía *Introducción a la bioquímica y tecnología de alimentos. Vol I y II Cheftel J.C. y Cheftel H. Editorial Acribia *Food Chemistry Fennema O.R. (editor) M.Deckker inc Facultad de Ciencias Exactas UNLP Area Bioquímica y Control de Alimentos 5

6 Problemas Adicionales 1. a) Confeccione una ración alimentaria ideal para una persona de su edad, sexo, peso y actividad. b) Confeccione su propia ración alimentaria y compárela con la ideal. 2. Para la elaboración de galletitas se utiliza la siguiente formulación: harina 47,61 % sacarosa 20,93 % glucosa 6,58 % sal 6,44 % margarina 13,54 % agua 4,37 % bicarbonato de sodio 0,53 % Calcule el porcentaje de lípidos, glúcidos, proteínas, cenizas y humedad y el valor calórico de las galletitas sabiendo que la harina tiene la siguiente composición: proteínas 10%, humedad 12%, lípidos, cenizas 0,5% y glúcidos 76%. Considere que se pierde el 40% de agua en la cocción. 3. Confeccione una ración de 500 Kcal para un desayuno, de manera de lograr la mejor complementación proteica, sabiendo que los hidratos de carbono deben aportar el 55% de las Kcal, las proteínas el 15% y los lípidos el 30%. Alimento Proteínas Hidratos Lípidos Agua Pan francés 9,3 50 0,2 30,9 Margarina ,0 16,0 Leche 4,0 5,0 3,0 88,0 Azúcar -- 99,5 -- 0,5 Café, té o ,0 mate Jalea -- 65, ,0 Aminoácido Patrón Leche Harina Lys 7,0 7,8 2,7 Trp 1,7 1,4 1,2 Cys + Met 5,7 3,9 4,3 Ile 5,4 4,7 3,6 Val 6,6 6,4 4,5 4. Qué cantidad de una proteína de UPN=60 debe consumir un individuo adulto de 70 kg de peso sabiendo que sus necesidades de proteína de alto valor biológico son 0,55 g/kg-día? UPNcas=90. Facultad de Ciencias Exactas UNLP Area Bioquímica y Control de Alimentos 6