Biodisponibilidad de nutrientes en comidaspreparadas con cultivos nutricionalmente

mejorados de fríjol y maízDarwin Ortiz1, Helena Pachón1, Cristina Araujo2, Matthew Blair1, José Restrepo3

1 Centro Internacional de Agricultura Tropical, CIAT. 2 Grupo de Nutrición, Universidad del Valle. 3Fundación para la Investigación y el Desarrollo Agrícola, FIDAR.

BIODISPONIBILIDADEs la fracción ingestada de un nutriente que es disponible para el cuerpo para la utilización en las funciones fisiológicas normales.

Importancia

• Concentración “real” de un nutriente una vez finalizado el proceso biológico de la digestión.

• Estimación de qué tan accesible es el nutriente para el organismo.

Biodisponibilidad con métodos

in vitro

¿En qué consiste?

Fuente Imagen: http://www.medes-salud.com.ar/digestion.htm

Simulación Fase Oral

pH específico 6.5Enzima amilasaSales KCl, KSCN, NaH2PO4

Simulación digestión gástricaSales NaCl, CaCl2 , KClpH 2.5 Enzima PepsinaTemperatura 37pH específico 2.5

Simulación digestión intestinalExtracto de bilisPancreatinaLipasapH específico 6.5

In vitro

In vivo

confiable

Platos preparados con cultivos bioforticados

Fríjol y Maíz Común

Guarderías

Recetas

Fríjoles guisadosMazamorra

Fríjol y Maíz Biofortificado

Guarderias Seleccionadas(n=8)

Maíz y Fríjol nutricionalmentemejorado (n=2)

Maíz y Fríjol convencional (n=3)

Suplemento de hierro (n=3)

Preparación de dos recetas, fríjoles sancochados y mazamorra para fríjol y maíz

Se tomán 2 muestras de 75-g de cada recetaen dos muestreos

Asignación Aleatoria

Congelación a -80ºC, liofilización por 4 d y almacenamiento a temperatura ambiente hasta

el análisis

Medición aproximada de biodisponibilidad: digestibilidad in vitro de proteína,

biodisponibilidad in vitro de hierro, relaciónmolar fitato:zinc

Determinación de nutrientes: proteina, triptofano, lisina, hierro,

zinc, fitatos

•Objetivos

Determinar concentración de hierro, zinc y proteína en las recetas que están comiendo los niños en las guarderías

Biodisponibilidad de zinc, hierro y digestibilidad de proteína en las recetas que están comiendo los niños en las guarderías

•Hipótesis

“Existen diferencias en la concentración y biodisponibilidad de nutrientes entre las recetas con ingredientes convencionales y mejorados”

Resultados

Fríjol

Contenido de Nitrógeno en fríjol y comida preparada con fríjoles

30.95 30.2325.63

29.59

0

10

20

30

40

Mej

orad

o

Con

venc

iona

l

Mej

orad

o

Con

venc

iona

l

Crudo Cocido

Nitr

ógen

o (p

pm)

Nitrógeno

Maíz

Contenido de nitrógeno en maíz y comida preparada con maíz

14.88 15.03 16.6112.22

05

1015

20

QPM

Con

venc

iona

l

QPM

Con

venc

iona

l

Crudo Cocido

Nitr

ógen

o (p

pm)

Contenido de hierro en fríjol y comida preparada con fríjoles

62.86 63.8950.04

43.11

0

20

40

60

80

Mej

orad

o

Con

venc

iona

l

mej

orad

o

Con

venc

iona

l

Crudo Cocido

Con

tein

o de

hie

rro,

ppm

Fríjol

Hierro

Maíz

11.18

16.10

7.05 7.50

0

5

10

15

20Q

PM

conv

enci

onal

QPM

conv

enci

onal

Crudo Cocido

Con

teni

do d

e hi

erro

, ppm

Contenido de hierro en maíz y comida preparada con maíz

Fríjol

26.47

22.31 23.9420.15

0

10

20

30M

ejor

ado

Con

venc

iona

l

Mej

orad

o

Con

venc

iona

l

Crudo Cocido

Con

teni

do d

e Z

inc,

ppm

Contenido de zinc en fríjol y comida preparadacon fríjoles

Zinc

MaízContenido de zinc en maíz y comida preparada con

maíz

15.12

22.57

8.79 7.35

0

10

20

30Q

PM

conv

enci

onal

QPM

conv

enci

onal

Crudo Cocido

Con

teni

do d

e Zi

nc, p

pm

Fríjol

79.60 82.12 84.38 82.23

0

30

60

90

120

Mej

orad

o

Con

venc

iona

l

Mej

orad

o

Con

venc

iona

l

Crudo Cocido

% D

iges

tibili

dad

Digestibilidad in vitro de fríjol y comida preparada con fríjoles

Digestibilidad de proteína

Maíz

Digestibilidad in vitro de maíz y comida preparada con maíz

78.08 79.75 83.01 82.49

0

30

60

90

QPM

Con

venc

iona

l

QPM

Con

venc

iona

l

Crudo Cocido

% D

iges

tibili

dad

Biodisponibilidad del Zinc*Fitato:zinc = Biodisponibilidad

Alta biodisponibilidad = < 5:1

Mediana biodisponibilidad = 5:1 a 15:1

Pobre biodisponibilidad = > 15:1

*World Health Organization (WHO), Food and Agriculture Organization (FAO), InternationalAtomic Energy Association (IAEA). 1996. Trace elements in human health and nutrition. World Health Organization, Geneva,

Fríjol Fitatos(mg/100g)

Fitato:zincrelación molar

Mejorado (n=8) 871.29 (90.29) 36.28 (4.35)

Convencional (n=8) 949.29 (67.28) 46.75 (3.41)

Prueba T, Valor-P 0.43 0.07

Contenido de fitatos y relación molar fitato:zinc para fríjolnutricionalmente mejorado y convencional, en platos

preparados.

PDCAASMedida de la calidad de la proteína

idaddigestibil de % referencia de proteína de 1gen aminoácido igual de mg

proteína de 1gen limitante aminoácido de mg×

Valores reportados para maíz*

QPM (n=15) = 54 a 72% en QPM liofilizado

Comercial (n=3) = 30 a 50% en maíz comercial liofilizado

*Zarkadas CG, Hamilton RI, Yu ZR, Choi VK, Khanizadeh S, Rose NGW, Pattison PL. 2000. Assessment of the protein quality of 15 new northern adapted cultivars of quality protein maize using amino acid analysis. J Agric Food Chem 48(11):5351-5361.

Contenido de triptofano, lisina y PDCAAS de proteína para maíznutricionalmente mejorado y convencional, en platos

preparados.

Maíz N (g/kg)Triptofano

(% proteína total)

Lisina (% proteína

total)PDCAAS

Mejorado (n=8) 16.66 (0.99) 0.13 (0.01) 0.54 (0.03) 64.1 %

Convencional (n=8) 12.04 (0.12) 0.09 (0.01) 0.31 (0.02) 43.6 %

Prueba-T P-valor 0.0001 0.02 < 0.0001

Conclusiones• No se encontró diferencia en los niveles de hierro en el fríjol crudo y

cocido, pero sí se encontró diferencia en los niveles de zinc.

• Los niveles de triptofano y lisina fueron más altos en el maíz mejorado; los niveles de nitrógeno fueron similares en los dos tipos de maíz.

• Una mejor relación molar de fitato: zinc se observó en las recetas preparadas con frijoles mejorados en comparación con las recetas preparadas con fríjoles convencionales, pero aún se observa una baja biodisponibilidad.

• Los resultados sugieren qué un aumento en los niveles de nutrientes en el cultivo se verá reflejado en un aumento de nutrientes en el alimento, por lo tanto; las estrategias de mejoramiento deberían ser enfocadas en incrementar el contenido de nutrientes e incluyendo la reducción en el contenido de agentes antinutricionales.

Agracedimientos• A los directores y cocineros de las guarderías que permitieron la toma de

muestras de la comida que preparó. • Lydia Niño de la Universidad de Cornell por el diseño del protocolo de

toma y recogida de muestras.• Cristina Araujo y Piedad Murillo de la Universidad del Valle por la

recolección de muestras de comida. • Natalia Palacios en el CIMMYT por la realización de los análisis de

proteína, lisina y triptófano. • A la Fundación Monsanto por el apoyo al Laboratorio de Calidad

Nutricional en el CIAT donde se realizaron los estudios de biodisponibilidad.

• Al Consejo Directivo del Fondo Regional de Tecnología Agropecuaria (FONTAGRO FTG-05/2003),

• Al Instituto Colombiano para el Desarrollo de la Ciencia y la Tecnología "Francisco José de Caldas" (COLCIENCIAS 6295-12-16793).

• Al Proyecto Fondo para la Acción Ambiental ( 000.068) por la financiación de los estudios agronómicos y ensayos de eficacia .

• A la Agencia Canadiense de Desarrollo Internacional (CIDA 7034161), a través del Proyecto AgroSalud, por financiar el personal del Laboratorio de Calidad Nutricional.

Para Mayor Información

www.AgroSalud.org

Darwin OrtizCentro Internacional de Agricultura Tropical

(CIAT)Palmira, Valle

Teléfono: 445 0000d.a.ortiz@cgiar.org

1 For each crop and nutrient, values with no letters in common are statistically significantly different (P<0.05). For beans, NUA35 and NUA45 were each compared using Student’s t-test to CAL96. No statistical tests were run for tryptophan and lysine as there was only one value per crop type. 2 NA = Not analyzed

0.2540.05414.97 (0.149)a22.82 (0.963)b15.74 (0.788)bDK777Conventional

0.3660.08414.89 (0.868)a14.89 (0.640)a11.50 (0.388)aFIDAR fields in Palmira,

Colombia

CML491Nutritionally enhanced

Maize

NA0.20831.3 (0.700)a21.32 (1.086)a57.12 (7.036)aCAL96Conventional

NA0.20330.16 (1.365)a23.99 (0.492)a64.75 (1.947)aNUA45

NA20.20230.31 (0.726)a28.74 (0.430)b62.75 (0.127)aFIDAR and CIAT

fields in 5 sites in

Colombia

NUA35Nutritionally enhanced

Beans

Lysine (% total protein),

n=1

Tryptophan(% total

protein), n=1N (g/kg), n=3Zn (mg/kg),

n=3Fe (mg/kg),

n=3OriginNameSample

Mean (SEM)1

Perfil nutricional del fríjol y el maíz sin cocción