Impacto Potencial Nutricional de los Cultivos Biofortificados Ejemplo Fríjol

Transcripción

1 Impacto Potencial Nutricional de los Cultivos Biofortificados Ejemplo Fríjol Helena Pachón Proyecto AgroSalud Primer Congreso Internacional y Feria Nacional del Fríjol Instituto Tecnológico de Celaya Celaya, Guanajuato, México 22 mayo 2008

2 Crisis Alimentaria Aguda Fuente: International Monetary Fund, Abril 2008 Fuente: The Economist, Abril 2008 Tendencia: Aumento en precios para el arroz, trigo y maíz Rojo: se espera que sufran mayores perdidas en el balance comercial debido al alto precio de los alimentos Azul: se espera una ganancia

3 Problema Crónico: Deficiencia de Hierro Anemia en Pre-escolares Anemia en Embarazadas MAYORÍA DE PAÍSES Moderada (McClean et al., 2007) Severa

4 Problema Crónico: Deficiencia de Zinc Riesgo No. Países (%) (IZINCG, 2004; *Incluye a México) Bajo 5 (14.3%) Moderado* 16 (45.7%) Alto 8 (22.9%) Sin dato 6 (17.1%) Total 35

5 Problema Crónico: Deficiencia de Vitamina A MAYORÍA Grave Moderado ( datos de la OMS de 1997)

6 Problema Crónico: Dietas Bajas en Proteína de Calidad ( datos , suman a ~90%) País Proteína de origen animal (%) Proteína de origen vegetal (%) Bolivia 40% 51% Brasil 49% 42% Colombia 41% 48% Costa Rica 47% 43% Cuba 25% 65% El Salvador 28% 62% Guatemala 22% 69% Haití 14% 75% Honduras 33% 56% México 37% 55% Nicaragua 22% 70% Panamá 53% 39% Perú 33% 57% Rep. Dominicana 44% 46% EEUU 63% 29%

7 Problema Crónico: Inseguridad Alimentaria y Nutricional País Prevalencia de la subnutrición en la población total (%) Bolivia 23% Brasil 7% Colombia 13% Costa Rica 5% Cuba <2.5% El Salvador 11% Guatemala 22% País Prevalencia de la subnutrición en la población total (%) Haití 46% Honduras 23% México 5% Nicaragua 27% Panamá 23% Perú 12% R. Dominicana 29% EEUU <2.5% ( preliminar)

8 Qué Ofrece AgroSalud? Mejorar la seguridad alimentaria y nutricional en América Latina y el Caribe a través de cultivos biofortificados Foto: Matthew Blair

9 Cultivos Biofortificados En comparación con cultivos nobiofortificados (convencionales), los cultivos biofortificados tienen Mejores características agronómicas Mayor: rendimiento, resistencia a plagas, tolerancia a estreses Mayor contenido nutricional Más: hierro, zinc, betacaroteno y/o triptófano y lisina

10 Cultivos Biofortificados En comparación con cultivos nobiofortificados (convencionales), los cultivos biofortificados tienen Mejores características agronómicas Mayor: rendimiento, resistencia a plagas, tolerancia a estreses Mayor contenido nutricional Más: hierro, zinc, betacaroteno y/o triptófano y lisina Aumentar la disponibilidad de alimentos en el hogar Aumentar la ingesta de estos nutrientes

11 Cultivos Biofortificados En comparación con cultivos nobiofortificados (convencionales), los cultivos biofortificados tienen Mejores características agronómicas Mayor: rendimiento, resistencia a plagas, tolerancia a estreses Mayor contenido nutricional Más: hierro, zinc, betacaroteno y/o triptófano y lisina Aumentar la disponibilidad de alimentos en el hogar Aumentar la ingesta de estos nutrientes Mejorar la seguridad alimentaria Mejorar la seguridad nutricional

12 Cultivos y Nutrientes Prioritarios Lisina, Triptófano Zinc Beta-caroteno Hierro arroz fríjol camote batata maíz yuca Cortesía: Jaime Borrero (Imágenes: Productos Alimenticios

13 La Biofortificación: Estrategia Basada en una Canasta de Alimentos (FAO, Con varios cultivos biofortificados, se podría mejorar el perfil nutricional de 12-48% de la dieta en estos países

14 La Biofortificación: Estrategia Complementaria Suplementación Alimentos Fortificados Dieta Diversa Mejorar la Seguridad Alimentaria y Nutricional Educación Nutricional Mejorar Productividad Biofortificación de Cultivos

15 Países Prioritarios y Algunos Socios en AgroSalud México: INIFAP Guatemala: ICTA, CeSSIAM Honduras: EAP, DICTA, UNA El Salvador: CENTA Nicaragua: INTA, PESA/FAO, CNIAUCA, UNAN, Fundación Fabretto Costa Rica: UCR Panamá: IDIAP, PMA

16 Liberación de ~36 Cultivares Mejorados con Mayor Valor Nutricional Países Cultivos Bolivia (1) 2009 (1) - Colombia 2008 (2) 2009 (1) (2) Cuba (1) Maíz Fríjol Arroz Batata Brasil (1) 2009 (2) Costa Rica (1) (1) 2010 (1) El Salvador 2008 (2) 2010 (1) - - Guatemala 2008 (2) 2009 (1) - - Haití 2008 (1) Honduras 2008 (2) 2009 (1) - - México 2008 (1) Cortesía: Róger Urbina Nicaragua 2007 (2) 2009 (1) 2010 (1) 2009 (1) Panamá 2008 (2) Perú (2) República Dominicana (1) 2009 (1) Total

17 Impacto Potencial Nutricional de los Cultivos Biofortificados con Hierro y Zinc Ejemplo Fríjol F. Monserrate, CIAT AgroSalud AgroSalud faculty.maxwell.syr.edu

18 Estrategia para Evaluar Impacto Nutricional Crear una cadena de evidencia Costoefectividad Concentración nutricional Biodisponibilidad Retención de nutrientes Biofortificado > No biofortificado Simulación Efectividad Eficacia Aceptabilidad

19 .. Concentración Nutricional Hierro Las concentraciones aumentaron entre el 2005 y el Concentración de Hierro en Líneas de Fríjol Concentración de Hierro (ppm) Concentración de Hierro en Líneas de Fríjol 2006 Líneas de mejoramiento del CIAT Cortesía: Steve Beebe Línea basal: Fe 50 ppm Concentración de Hierro (ppm) Meta: Fe 100 ppm

20 Concentración Nutricional Zinc Las concentraciones aumentaron entre el 2005 y el 2006 Concentración de Zinc en Líneas de Fríjol Concentración de Zinc (ppm) Concentracion de Zinc en Líneas de Fríjol 2006 Líneas de mejoramiento del CIAT Cortesía: Steve Beebe Concentración de Zinc (ppm) Línea basal: Zn 25 ppm Meta: Zn 50 ppm

21 Estudio 1: Biodisponibilidad Biodisponibilidad en Personas del Fe y Zn en Fríjoles Mujeres (n=23) de años con hemoglobina normal (>110 g/l) y bajas reservas de Fe (ferritina < 25 μg/l) Aleatoriamente Fríjoles testigos* (50.4 ppm Fe, 28.0 ppm Zn) Altos minerales* (82.9 ppm Fe, 55.4 ppm Zn) Se midió absorción de Fe >14 días en sangre y absorción de Zn > 3-5 días en orina (Donangelo et al., 2003; *Testigo: CIAT8465 (color rojo); *Alto Mineral: CIAT3096 (color morado-blanco moteado))

22 Estudio 1: Biodisponibilidad (Donangelo et al., 2003) Absorción (%) de Fe y Zn Absorción (%) Fríjol Testigo Fríjol Alto Mineral 13.4 Absorción Fe (I) Absorción Fe (E) Absorción Zn (I) Absorción Zn (E) No hubo diferencias estadísticamente significantes entre testigo y alto mineral para Fe o Zn I: Fríjol marcado intrínsecamente E: Fríjol marcado extrínsecamente

23 Estudio 1: Biodisponibilidad Conclusiones De ambos fríjoles la absorción de Fe fue baja (<2%) (P:F=31 testigo; 20 alto mineral) Zn fue mayor (~15%) (P:Z=66 testigo; 36 alto mineral) Interpretaciones Fríjoles con ~32 ppm > Fe no mejorarán el estado nutricio de Fe Fríjoles con ~27 ppm > Zn sí mejorarán el estado nutricio de Zn (Donangelo et al., 2003)

24 Estudio 2: Biodisponibilidad Biodisponibilidad in vitro del Fe y Zn en Fríjoles Fríjol Testigo (~57 ppm Fe, ~21 ppm Zn) Fríjol Alto Mineral (~63 ppm Fe, ~26 ppm Zn) Cocción en Guarderías Recolectado, Congelado, Liofilizado, Molido (Pachón et al., 2008) Análisis de Fe, Zn y la biodisponibilidad in vitro de Fe y Zn

25 Fe (mg/kg): Testigo = Alto Mineral (45.8 = 45.2) Zn (mg/kg): Testigo < Alto Mineral (20.2 < 24.3) Alto Mineral Biodisp Fe: Biodisp Zn (F:Z): Testigo > Alto Mineral (46.8 > 36.3) Alto Mineral Estudio 2: Biodisponibilidad (Pachón et al., 2008) Fe, Zn y Su Biodisponibilidad en Platos Preparados con Fríjoles Testigo Alto Mineral Fe Zn Biodisp Fe Biodisp Zn

26 Estudio 2: Biodisponibilidad Conclusiones Minerales en platos preparados Fe: Testigo = Alto Mineral Zn: Testigo < Alto Mineral Biodisponibilidad Zn: Mejor (F:Z) en Alto Mineral vs. Testigo, pero bajo (>15:1) Interpretación Absorción del zinc en plato preparado con fríjoles de alto mineral pueda que sea mayor que con los testigos (Pachón et al., 2008)

27 Estudio 3: Biodisponibilidad/Eficacia Biodisponibilidad en Cerdos del Fe en Fríjoles Fríjol Testigo (71 ppm Fe) Fríjol Alto Fe (106 ppm Fe) (Tako et al., 2008) Dietas Elaboradas (37% Fríjol, 45% Maíz) (43 ppm Fe vs. 55 ppm Fe) Alimentación 2 Veces Diaria x 5 Semanas Eficiencia de Repleción de Hemoglobina y Síntesis de Hemoglobina en los Cerdos

28 Estudio 3: Biodisponibilidad Hemoglobin repletion efficiency % Low Fe High Fe Testigo Alto Fe week 1 week 2 week 3 week 4 week 5 Biodisponibilidad: Testigo = Alto Fe (Tako et al., 2008)

29 Estudio 3: Eficacia 11.5 Hemoglobin 11 Hb (g/dl) L H Testigo Alto Fe day 0 day 7 day 14 day 21 day 28 day 35 Eficacia/Capacidad de Sintetizar Hb: Testigo < Alto Fe (Tako et al., 2008)

30 Estudio 3: Biodisponibilidad/Eficacia Conclusiones Fe en la dieta Testigo < Alto Fe (43 ppm < 55 ppm) Biodisponibilidad del Fe Testigo = Alto Fe (Semanas 2-5) Eficacia/Capacidad de sintetizar Hb con Fe en la dieta Testigo < Alto Fe (Semanas 4 y 5) Interpretación Absorción y utilización del Fe en fríjol mejorado es mayor al Fe en fríjol testigo (Tako et al., 2008)

31 Retención de Nutrientes Efecto en Concentración de Nutrientes al Procesar el Fríjol (Phaseolus vulgaris ) a a a a a a a a a a a a b c d Hierro Zinc Ácido Fítico Crudo Remojado Germinado Cocinado Fermentado (Mamiro, 2001; Remojado 8 h; Germinación durante 48 h; Cocinado en autoclave 121C por 20 min; Fermentado con Lactobacillus salivarius; No Biofortificados)

32 Retención de Nutrientes Conclusiones En fríjoles no mejorados, procesamiento No afectó concentración de Fe y Zn Disminuyó la concentración de fitato (germinación, cocción, fermentación) Interpretación Desde que el agua de remojo o cocción se guarde, no hay preocupación de pérdida de Fe o Zn con su procesamiento Procesamiento (pero no remojo con agua guardada) disminuye los fitatos, que puede mejorar biodisponibilidad

33 (Datos de ingesta: Simulación País Consumo per cápita (g/d) Contribución adicional de hierro (μg/d) Contribución adicional de zinc (μg/d) % RDA hierro* % RDA zinc* Bolivia % 0% Brasil % 6% Colombia % 1% Costa Rica % 4% Cuba % 7% El Salvador % 5% Guatemala % 3% Haití % 2% Honduras % 3% México % 4% Nicaragua % 10% Panamá % 1% Perú % 1% República Dominicana % 2% *RDA Fe: 18,000 μg/d, Zn: 11,000 μg/d (IOM, 2001)

34 Simulación 50 Nicaragua: Aporte Adicional a la Dieta 45 Aporte (%) al Requerimiento Hierro Zinc Nacional Urbano Rural Requerimiento de adultos de 19 a 50 años Fuente: Ingesta (IV Encuesta de Consumo Aparente de Alimentos, 2004); requerimiento nutricional (IOM DRI, 2001)

35 Simulación Conclusiones El fríjol biofortificado podría aportar a los requerimientos nutricionales de 14 países 0-20% Fe 0-10% Zn Interpretación Los fríjoles biofortificados podrían contribuir a aumentar el consumo de Fe y Zn, especialmente en países con alto consumo del fríjol

36 Aceptabilidad Cuba: en ejecución* Fríjoles Rojos Fríjoles Negros Línea Mejorada 1 Línea Mejorada 2 Testigo Línea Mejorada 1 Línea Mejorada 2 Testigo 150 Productoras y Productores de Fríjol Discriminan entre las líneas mejoradas y el testigo? Cuán aceptables son las líneas mejoradas en comparación con el testigo? Prefieren alguna línea mejorada en comparación con el testigo? *Unidad de Extensión, Investigación y Capacitación Agropecuaria de Holguín, Cuba

37 Aceptabilidad Cortesía: Orlando Chaveco

38 Aceptabilidad Discriminan entre las líneas mejoradas y el testigo? Testigo (Bat 304) Mejorado* * (SXB 122x(INB 36xG 23818B)F1)F1 X (MAB 95xEAP B- 1)F1/-MC-3Q-MQ-3C-MC-MC-MC Cortesía: Orlando Chaveco Preliminarmente de los 25 comensales 15 detectaron leves diferencias perceptibles y el resto no detectó diferencia alguna lo que conllevó a realizar una prueba de aceptabilidad

39 Aceptabilidad Cuán aceptables son las líneas mejoradas en comparación con el testigo? Datos Preliminares Testigo Mejorado Calidad del caldo 94.5% 81.5% Sabor agradable 91.8% 89.4% Textura del grano 86.4% 84.2% Preferencia 40.0% 39.4% Prefieren alguna línea mejorada en comparación con el testigo? Cortesía: Orlando Chaveco

40 Aceptabilidad Conclusiones Se están ejecutando/planificando en Cuba y Nicaragua estudios de aceptabilidad sensorial de fríjoles mejorados

41 Eficacia México: planificado* Escolares internados (5 d/sem) por 1 año escolar Aleatoriamente Consumir fríjoles testigos Consumir fríjoles de altos minerales Medir impacto en indicadores bioquímicos de hierro y en factores psicológicos *Pennsylvania State University, Cornell University, INSP, financiado por HarvestPlus

42 Resumen: Fríjoles Biofortificados Mayor concentración nutricional (Fe, Zn) Biodisponibilidad: baja en Fe (pero, mayor capacidad de sintetizar Hb en cerdos) más alta en Zn Retención no estudiada, pero se espera ~100% si agua es guardada Aceptabilidad/eficacia: en estudio/planificación Simulación: potencial de aportar hasta 20% más Fe y 10% más zinc a la dieta en 14 países donde el problema de anemia y riesgo de deficiencia de zinc es moderado-alto Róger Urbina

43 Para Mayor Información Helena Pachón Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) Cali, Colombia Teléfono: h.pachon@cgiar.org