Clase Minerales
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MINERALES EN ALIMENTOS
Prof. Q.F. Nalda Romero PalaciosMg. Cs. de la Nutricin
Laboratorio de Qumica de AlimentosFacultad de Cs. Qcas. y Farmacuticas
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aCa, P, Mg son esenciales para la funcin y estructura tisularasu fisiologa y metabolismo estn
interrelacionados y modulados por otros nutrientes y hormonas (metabolitos de vit. D)amantienen la homeostasis y el crecimiento
normal en el organismoaprevienen la desmineralizacin del hueso,
fracturas y raquitismo.
INTRODUCCION
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aFe, es de importancia en nutricin humanaaproblemas de salud pblica por dficit
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CALCIO
aCmo se encuentra en el organismo?
a99% como hidroxiapatitaCa10(Po4)6(OH)2 y otras sales de Caen la estructura sea.
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CALCIO INICO - FUNCIONES FISIOLGICAS
calmodulina y otras protenas ligantes
afludo intracelulara glomrulo-tbulosa 50 % Ca ionizadoafludo extracelular 10 % difusibleaa 40 % unido a protenaa (80 % albmina, 20 % globulina)
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Funciones del Calcio
aEstructural en huesos y dientes
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Participa en:
acoagulacin sanguneaacontraccin musculararegulacin de excitabilidad nerviosaamotilidad de espermatozoidesafertilizacin y reproduccinacontrol de reacciones enzimticas
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Mecanismos de absorcin
aTransporte activo aTransporte pasivo
aRequisito: Calcio solublea forma inica
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Absorcin por transporte activo
Caractersticasaproceso saturableaocurre en duodeno y yeyuno proximalaregulado por vitamina D que estimula la
sntesis de una protena ligante (calbindina)adependiente de la situacin nutricional del
individuo en calcio, vitamina D y aspectos fisiolgicos como edad, embarazo, lactancia
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Absorcin por transporte pasivo
Caracteristicas:aproceso no saturableaindependiente de la regulacin de vit. Daocurre en el intestino delgadoadependiente de la biodisponibilidad de Ca
de la dieta
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Factores de la dieta que favorecen la biodisponibilidad
aPh cidoaazucares simples (lactosa, manosa y
xilosa)acidos como ac. lctico y c. Ctricoapresencia de vitamina D
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Factores de la dieta que disminuyen la biodisponibilidad del Ca
afitatos y fosfatos que forman complejos insolubles con calcioaalto contenido de fibra (cido urnico)aalta concentracin de grasa (formacin de
jabones)aesteatorreaaingesta excesiva de magnesio (a veces)
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Factores del individuo que favorecen la biodisponibilidad del
Ca
aedad: nios > adultosarequerimientos aumentados: embarazo,
lactancia (75 %), perodos de rpido crecimiento (lactante, preescolar, adolescente)asituaciones de dficit de Calcioahormonas: h. de crecimiento, estrgenos
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Regulacin homeostticaControl homeosttico de Ca y P intervienen reacciones reguladas por sistema vit. D-endocrinoatransporte neto desde el intestinoabalance entre el flujo de iones hacia y
desde el huesoabalance entre entrada y salida de iones de
las clulasaexcrecin urinaria
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Absorcin intestinal Ca y P
PTH 1.25 (OH)2D3Ca srico
Ca
Pexcretado ( PTH)Se restauran Ca srico y no se modifican P.
Calcitonina
Ca
Ca srico Inhibe Metabolitos Vit D, prostaglandinas, Vitamina A
(Promueven movilizacin de Cadel hueso)
Para una adecuada mineralizacin del hueso se requieren niveles de Ca a sobresaturacin.
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Regulacin homeosttica
Controlada por un sistema de hormonas reguladorasaestimulan la resorcin del hueso: PTH,
Vit. D, h. tirodea, cortisol y prostaglandinasainhiben la resorcin: calcitonina,
estrgenos
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ahueso desmineralizado
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Vas de eliminacin de Calcio
aExcrecin de Ca urinario 100 - 240 mg/daasecreciones endgenas intestinales 100
mg/da
Afecta eliminacin: (calciuria)aingesta alta de sodio y protenas: casena,
lactoalbmina o gluten en adultos)
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Fuentes de calcio
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Fuentes de calcio
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Fuentes de calcio
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Recomendaciones de ingesta diaria de calcio poredad (mg)
0 6 meses 4006 -12 meses 6001 5 aos 8006 10 aos 800 120011 24 aos 1200 1500Mujeres 25 50 aos 1000Mujeres Embarazadas o en lactancia 1200 1500Mujeres postmenopusicas con TRE 1000Mujeres postmenopusicas sin TRE 1200 - 1500Hombres 25 65 aos 1000Hombres y mujeres + 65 aos 1500
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FOSFORO
aPresente en todas las clulas del organismo, es el segundo ms abundantea85% en hueso (Ca10(Po4)6(OH)2 y Ca3Po4a14% msculo esquelticoa1% medio intra y extracelular como P
inorgnico en combinacin con protenas, lpidos, carbohidratos entre otros.
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Funciones
aFormacin de huesos y dientes
aImportante papel en el metabolismo intermediario, ya que forma derivados del cido fosfrico: ATP, NAD, NADP, fosfolpidos). La mayora de los nutrientes energticos requieren activarse mediante la intervencin del ATP.
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Mecanismos de Absorcin
aIntestino delgado- yeyuno, leon.
aPor difusin simple y transporte activo -bomba Na/K
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Factores que influyen en la biodisponibilidad
De la dietaaPh cido (favorece)aIngesta elevada de calcio (disminuye)aFormas de P presentes en la dieta.
Fosforo inorgnico en leche: fosfato de Ca, Mg, K, 65-90% de absorcin. aP orgnico (cido ftico) en vegetales
prcticamente no es absorbido.
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Del individuo
aHipoclorhidriaaRequerimientos aumentados -
embarazo, lactancia y periodos de rpido crecimientoaEstado nutricional de Vit D adecuado
(favorece)
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Regulacin Homeosttica de Fosforo
1,25(OH)2D3
intestino
PTH srico AMPc urinario
rin huesos tejidos blandos
P plasmtico
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Ingesta Recomendada
aLactantes > 2 meses relacin Ca: P 2:1
aLactantes 2 meses - 1 ao relacin Ca: P gradualmente se acerca a 1:1
a> 1 ao relacin Ca: P 1:1
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Fuentes de Fosforo
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Fuentes de Fosforo
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DETERMINACIN DE FSFORO EN ALIMENTOS
Mtodo colorimtricoaLa mustra se quema a 525 C y se disuelve
en Ac. Ntrico diludo.aUna alcuota se mezcla con molibdovanadato
y se desarrolla color.ase lee al espectrofotmetro a 400nm.
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Magnesio
a huesos 59%aaDistribucin Msculo y tejidos blandos 40%aa fludo extraclular 1%a ( inico 55%, unido protena 32%, complejado
13%)a
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Funciones
aactividad neuromuscular
ametabolismo de los carbohidratos, grasas
acomo componente de los ribosomas interviene en la sntesis proteica
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Mecanismo de Absorcin
aPorcin distal del intestino delgado y colonaDifusin pasiva y Transporte Activo
Factores de la dieta que influyen en la biodisponibilidadaingesta alta de Paingesta alta de fitatos y/o fibra
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Ingesta Recomendada de Magnesio
a 350 mg/da varn
a 300 mg/da mujer (450 mg/da en embarazo y lactancia)
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Fuentes de Magnesioacereales (grano entero)a leguminosasavegetales (ya que este mineral aparece en la
estructura de la clorofila).
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Fuentes de Magnesio
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Fuentes de Magnesio
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METODOLOGAS DE ANLISIS DE CALCIO Y MAGNESIO EN
ALIMENTOS
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aLa muestra se quema a 525 Case disuelve en HCl diludo y se enrasa con
agua,ase ajusta a Ph 3,5 y se pasa por columna
de intercambio aninicoauna alcuota se ajusta a Ph 10, se aade
200mg de indicador calmagite y se titula con EDTA 0.01M (rojo a azul). (Ca +Mg)
Ca y Mg mtodo titrimtrico
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Calcio mtodo titrimtrico
aUna alcuota del eludo de la columna de intercambio aninico, se ajusta a Ph 12,5-13.aSe aade 100mg de Ac. Ascrbico e
hidroxinaftol como indicador y se titula con EDTA 0.01M (rosado a azul). (Ca)
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Hierro
a 65% hemoglobina hierro HemaDistribucin 10% mioglobina hierro Hema 3% enzimasa 22% ferritina y hemosiderina
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Funciones
aTransporte de oxgenoatransporte de electronesaparticipa en procesos enzimticos
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Mecanismo de Absorcin(duodeno y yeyuno proximal)
Fe+2E
Fe Hementerocito
transferrina
ferritina
Fe+2 Fe+3
Fe no Hem
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Factores que Influyen en la Biodisponibilidad
aTipos de hierro presentes en la dieta:aFe Hem 10 - 20%, aFe no Hem o inorgnico 1 - 5%.
aFactores de la dieta que afectan la biodisponibilidadde Fe no HemFavorecedores: Ph cido, reductores vit. C, cidos orgnicos, carnes. Inhibidores:fitatos, fosfatos y polifenoles (taninos), alta ingesta de fibra, anticidos, Ca, Mg, protenas.
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aFactores de la dieta que afectan la biodisponibilidad de Fe Hemfavorecedor: carneinhibidor: calcio (transporte intracelular)
aFactores del individuo que afecta a hierro Hem y hierro no Hem.deficiencia de Fe, necesidades de Fe aumentadas (embarazo, lactancia, nios en crecimiento).estados patolgicos como aclorhidria y
gastrectoma.
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Ingesta Recomendada
aHombres: 10 mg (considerando que slo se absorbe un 10%).
aMujeres en edad reproductiva, embarazo y lactancia: 18 mg.
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Deficiencia de HierroaEn nios: afecta el sistema inmune,
presentan menor resistencia a infecciones y aumento de morbilidad. Menor desarrollo cognitivo.aEn adultos: menor capacidad de trabajo.aEn embarazo: la anemia se asocia con
prematuridad, mayor morbilidad, mayor mortalidad materna y fetal.aANEMIA NUTRICIONAL PROBLEMA DE
SALUD PUBLICA PREVALENTE EN PAISES EN DESARROLLO
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Causas de la Deficiencia
aBaja ingesta de hierro: baja disponibilidad de alimentos, nivel socioeconmico bajo o prcticas alimentarias incorrectas.aBaja biodisponibilidad de hierro en la
dieta: baja ingesta de Fe Hem, falta de factores favorecedores de la absorcin, alto consumo de agentes inhibidores.aRequerimientos aumentadosaAumento de las prdidas
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Cmo mejorar la deficiencia de hierro?
aMejorando la biodisponibilidad de Fe
aDiagnstico y tratamiento oportuno de la deficiencia
aIntervencin con Fe adicional - suplementacin, fortificacin.
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Fuentes de hierro
aVsceras, carnes, pescados, mariscos
alegumbres, guisantes, cereales
aOtra fuente importante son los utensilios de hierro utilizados para cocinar.
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Fuentes de Hierro
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Fuentes de Hierro
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Determinacin de hierro en alimentos
Mtodo Espectrofotomtricoala muestra se quema a 525 C, se disuelve
en HCl y se afora con agua y se filtraaen una alcuota se reduce el Fe+3 a Fe+2
con Ac. Ascrbicoase forma un complejo con o- fenantrolinaase lee a 510 nm al espectrofotmetro
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Zinc
aDistribucin en el organismoTotal 2 - 3 g de Zn
60% musculatura estriada20% hueso3.4% hgado
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Funciones
aReplicacin y crecimiento celularaFertilidad y reproduccinaCrecimiento longitudinalamaduracin sexualaVisin nocturna
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Funciones
aRespuesta inmuneaFuncin hormonalaolfato, gusto, apetitoaFuncin cognitiva
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Mecanismos a Travs de los Cuales el Zinc Acta
aZn-enzimas (200), sntesis y degradacin de DNA, RNA, protenas -timidina kinasa, DNA polimerasa, RNA polimerasa, carboxipeptidasa etc.
aActa a nivel de receptores hormonales de superficie, canales inicos y actividad de algunas enzimas.
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Mecanismos a Travs de los Cuales el Zinc Acta
aForma parte de protenas que regulan la expresin de ciertos genes, se ubica en puntos clave de la secuencia de AA y forma los llamados dedos de zinc
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Deficiencias de Zn
aretardo del crecimientoaretraso en el desarrollo de los
rganos genitales areduccin del nmero de
espermatozoides aanemia moderada
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adermatitisaretraso en cicatrizacin de heridasaprdida de apetitoadiarrea y malabsorcin
Deficiencias de Zn
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Inhibidores de la Absorcin de Zn
aFitatos, fibra
aCa, forma compuesto insoluble Ca-Zn-fitato
aFe/Zn > 3 interfiere en la absorcin de Zn
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Recomendaciones de Ingesta
a15 mg para el adulto (hombre) y 12 para la mujer a15 mg en embarazadas y 19 mg en
lactantes
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Fuentes
aCarnesalcteos, cereales enteros, legumbres
secas, huevos, semillas y pescadoafrutas
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Fuentes de Zinc
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DETERMINACIN DE ZINC EN ALIMENTOS
Mtodo colorimtrico
ase realiza una digestin cida con HNO3 y H2SO4,
ase precipitan los minerales interferentes con H2S ( Pb, Cu, Bi, Sb; Sn, Hg, Ag)
ase elimina Ni y Co con dimetilglioxima y nitroso naftolase forma un compuesto coloreado con
difeniltiocarbazone y se lee a 540 nm.
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Cobre
FuncionesaContribuye a la utilizacin del hierro para
la sntesis de hemoglobinaaEritropoyesisaleucopoyesisasntesis de tejido conectivoamineralizacin sea
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asntesis de mielinaametabolismo de catecolaminasafosforilacin oxidativaafuncin inmune
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Mecanismo de Accin
aForma parte de varias enzimas, superxido dismutasa, citocromo C oxidasa, dopamina hidroxilasa, amina oxidasa y tirosina.
ase une a globulina ceruloplasmina que transporta Cu en el plasma y tiene actividad de ferroxidasa.
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Absorcin, Transporte y Excrecin
aAdulto 80-120 mg total
a CuCu Cu
tejidos
Secrecin biliar
albmina
ceruloplasmina
Cu
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Ingesta Recomendada
a2 mg/da
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Fuentes
anueces, carnes, hgado, mariscos y semillas.
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Fuentes de Cobre
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DETERMINACIN DE COBRE EN ALIMENTOS
Mtodo colorimtricoaSe realiza una digestin con HNO3 y
H2SO4 y se diluye la muestra con aguaase aade EDTA y se ajusta a Ph 8,5ase forma un complejo con dietil ditio
carbamatoase extrae el complejo con Ccl4 y se lee a
400 nm.
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Selenio
Funcionesacomponente de la enzima glutatin
peroxidasa relacionada con la proteccin del estrs oxidativo.aInvolucrado en la detoxificacin heptica
y en la repuesta inmunearelacionado con metabolismo de la
hormona tirodea
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Requerimientos
aNios 10 - 30 ugaAdultos 40 - 75 ug
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Fuentes de Selenio
aCarnes, pescados, mariscos, cereales, frutas y verduras.
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Fuentes de Selenio
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DETERMINACIN DE SELENIO EN ALIMENTOS
Mtodo de Espectrosfotomtria de absorcin atmica AAS.ala muestra se digiere con ac. Ntrico a 150 C.aSe forma el hidruro de selenioase lee en AAS.
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CUANTIFICACIN DE MINERALES EN FORMULAS INFANTILES Y ALIMENTOS A BASE DE LECHE
Mtodo AAS.aLa muestra se quema a 525 C y las
cenizas se disuelven en HNO3 0.1 N.aSe agrega LaCl3 para Ca y Mg y CsCl para
Na y Kase lee cada mineral a la longitud de onda
respectiva.
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Elemento Longitud de onda
Ca 422
Cu 324
Fe 248
K 766
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Elemento Longitud de Onda
Na 589
Mg 285
Mn 279
Zn 214ZnZn
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YodoFuncionesaForma parte de la estructura de las hormonas
tirodeas triyodo tironina (t3) y tiroxina (t4)
Principales funciones de hormonas tirodeasaregulan el metabolismo energticoacrecimiento y maduracin de varios sistemas
orgnicosametabolismo de otras glndulas endocrinas
(hipfisis y gnadas)afuncionamiento neuromuscular
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Deficiencias de Yodo
aDeficiencia mantenida de yodo BOCIO
aDeficiencia severa en nios produceCretinismo neurolgico: retardo mental sin un marcado deterioro de la talla.aCretinismo Mixidematoso: retardo mental
menos severo con un retardo del crecimiento severo, acompaado de edema facial y de manos.
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Interferentes en la Sntesis de Hormonas Tiroideas
aBocgenos como repollo, raps y otros del gnero brassica.
aTiouracilo, tiocianatos y tiourea.
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Fuentes de Yodo
aProductos del marasal yodada.
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Fuentes de Yodo
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Perdidas de minerales por el procesamiento
Efecto de la molienda sobre niveles de elementos traza en trigo
Elemento trigoHarinablanca
PanBlanco Grmen
Semillamolida
Prdidaharina%
Mn 46 6.5 5.9 137.4 64-119 85.8
Fe 43 10.5 27.3 66.6 47-78 75.6
Co 0.026 0.003 0.022 0.0170.07-0.18 88.5
Cu 5.3 1.7 2.3 7.47.7-17.0 67.9
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Perdidas de minerales por el procesamiento
Efecto de la molienda sobre niveles de elementos traza en trigo
Elemento TrigoHarinablanca
PanBlanco Grmen
SemillaMolida
Prdidaharina%
Zn 35 7.8 9.7 100.8 54-130 77.7
Mb 0.48 0.25 0.32 0.67 0.7-0.83 48.0
Cr 0.05 0.03 0.03 0.07 0.07 40.0
Se 0.63 0.53 - 1.1 0.46-0.84 15.9
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Efecto del procesamiento sobre niveles de elementos trazas en
arrozCr Mn Co Cu Zn
Arrozno pulido
0.16 2.8 0.16 4.1 6.5
Arrozpulido
0.07 1.5 0.1 3.04 1.6
%prdida
75 45 38 26 75
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Efecto del procesamiento sobre niveles de elementos trazas en
azcarCr Mn Co Cu Zn Mb
Caa deazcar
0.1 1.75 0.03 1.00 0.5 0.13
Azcarcruda
0.3 1.18 0.40 3.35 8.7 nd
Melaza 1.21 4.24 0.25 6.83 8.3 0.19
Azcarblanca
0.02 0.13