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Tesis de Maestría

Diseño y evaluación biológica de unDiseño y evaluación biológica de unalimento destinado a mejorar elalimento destinado a mejorar el

estado nutricional, con respecto alestado nutricional, con respecto alcalcio, de niños de 10 años, decalcio, de niños de 10 años, de

ColombiaColombia

Calderón Sánchez, Ingrid Paola

2016-09-05

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Calderón Sánchez, Ingrid Paola. (2016-09-05). Diseño y evaluación biológica de un alimentodestinado a mejorar el estado nutricional, con respecto al calcio, de niños de 10 años, deColombia. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Calderón Sánchez, Ingrid Paola. "Diseño y evaluación biológica de un alimento destinado amejorar el estado nutricional, con respecto al calcio, de niños de 10 años, de Colombia".Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. 2016-09-05.

Universidad De Buenos Aires Facultad De Ciencias Exactas Y Naturales

Maestría en Bromatología y tecnología de la industrialización de alimentos

Diseño y evaluación biológica de un alimento destinado a

mejorar el estado nutricional, con respecto al calcio, de niños

de 10 años, de Colombia.

Tesis presentada para optar el título de Magíster de la Universidad de Buenos

Aires en Bromatología y tecnología de la industrialización de alimentos

Autor: Ingrid Paola Calderón Sánchez

Directora de tesis: Dra. Adriana weisstaub

Lugar de Trabajo: Facultad de Farmacia y Bioquímica- UBA

Buenos Aires- Argentina 2016

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN........................................................................................... 1

Summary .......................................................................................... 1

1 INTRODUCCION ................................................................................. 3

1.1 MARCO TEORICO ....................................................................... 3

1.1.1 Generalidades ...................................................................... 10

1.1.1.1 Funciones y distribución corporal del calcio.................................. 10

1.1.1.2 Metabolismo del calcio. ......................................................... 11

1.1.1.3 Absorción del calcio .............................................................. 11

1.1.1.4 Excreción del calcio. ............................................................ 12

1.1.2 El Hueso. ............................................................................. 12

1.1.2.1 Remodelamiento óseo. .......................................................... 15

2 OBJETIVOS ................................................................................... 17

2.1 OBJETIVO GENERAL ...................................................................... 17

2.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................ 17

3. MATERIALES Y METODOS. ................................................................... 18

3.1 TIPO DE ESTUDIO ......................................................................... 18

3.2 LUGAR DE ESTUDIO....................................................................... 18

3.3 ELABORACION DE LAS TORTAS DE PLATANO .......................................... 18

3.4 DETERMINACIÓN DE LA COMPOSICIÓN CENTESIMAL ................................. 21

3.4.1 Preparación de Muestras ........................................................... 21

3.4.2 Reactivos ............................................................................. 21

3.4.3 Humedad ............................................................................. 22

3.4.4 Cenizas ................................................................................ 22

3.4.5 Proteínas ............................................................................. 22

3.4.6 Grasas ................................................................................. 22

3.4.7 Fibra Dietaría Total ................................................................ 22

3.4.8 Carbohidratos ........................................................................ 23

3.5 ENSAYOS BIOLOGICOS .................................................................... 23

3.5.1 Pruebas de eficiencia biológica mediante modelos experimentales en ratas.

................................................................................................ 23

3.5.2 Preparación de las Dietas .......................................................... 25

3.5.3 Ingesta de Nutrientes ............................................................... 25

3.5.4 Peso Corporal ........................................................................ 26

3.5.5 Absorción Aparente de Ca (Abs% Ca). ............................................ 26

3.5.6 Medidas y composición ósea ....................................................... 26

3.5.7 Determinación de Calcio por Absorción Atómica en Dietas y Heces. ........ 27

3.5.8 Determinación de Fósforo. ......................................................... 27

3.6 Análisis Estadístico de los Resultados. ................................................ 27

4. RESULTADOS .................................................................................. 28

4.1 CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS DE LAS TORTAS ELABORADAS .............. 28

4.1.1 Composición Centesimal ........................................................... 28

4.2 MODELO BIOLÓGICO...................................................................... 29

4.2.1. Consumo y Ganancia de Peso .................................................... 29

4.2.2 Absorción de calcio. ................................................................ 30

4.2.3 Determinaciones en fémures. .................................................... 38

5. DISCUSION ..................................................................................... 40

5.1 MODIFICACIÓN DE UNA TORTA TRADICIONAL PARA MEJORAR LA FORMULACIÓN 40

5.2 GANANCIA DE PESO EN FUNCIÓN DEL CONSUMO DE LA DIETA ..................... 41

5.3 ABSORCIÓN APARENTE DE CALCIO A LOS 10 Y 20 DÍAS DE EXPERIENCIA .......... 42

5.4 COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL FÉMUR .................................................... 43

CONCLUSIONES .................................................................................. 45

BIBLIOGRAFÍA .................................................................................... 46

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Porcentaje de individuos que ingirieron lácteos según grupo de edad.

Encuesta Nacional (ENSIN, 2005). .............................................................. 5

Tabla 2: Consumo promedio per cápita/año de leche y sus derivados. .................. 7

Tabla 3: Consumo promedio de los alimentos prioritarios en Colombia y aporte de

energía, proteínas, grasa y calcio (FAO 2011). .............................................. 8

Tabla 4: Porcentaje de adecuación de energía, proteínas y calcio para un hombre de

18–30 años (peso promedio 70 Kg según FAO 2007) con un estilo de vida

moderadamente activo. ......................................................................... 9

Tabla 5: Porcentaje de adecuación de energía, proteínas y calcio para niños de 9 a 10

años (peso promedio según FAO 2007= 30 kg) con un estilo de vida moderadamente

activo. ............................................................................................. 9

Tabla 6: Composición química del fruto de plátano (Musa paradisíaca) en diferentes

estados Fisiológicos ............................................................................. 19

Tabla 7: Modificaciones de la torta tradicional. ............................................ 21

Tabla 8: Composición de las dietas usadas en los ensayos biológicos y adaptados a los

requerimientos de las ratas. ................................................................... 25

Tabla 9: composición centesimal de T1 Y T2 (g/100 g de torta). ........................ 28

Tabla 10: Consumos y ganancia de peso ..................................................... 29

Tabla 11: Absorción aparente porcentual de calcio a los 10 y 20 días de experiencia

(Abs %Ca) ......................................................................................... 30

Tabla 12: Longitud, Peso, Cenizas (cen), Materia orgánica (en valor absoluto y

porcentual) y contenido porcentual de Ca y P en cenizas de fémures derechos de

ratas (f) ........................................................................................... 38

Tabla 13: Contenido de Ca y P (expresado en valor absoluto y porcentual) y relación

Ca/P, en los fémures derechos de ratas (f). ................................................ 39

Tabla 14: Comparación entre las recomendaciones nutricionales con respecto a

lípidos de la FAO y el contenido de lípidos porcentual de la torta tradicional. ....... 41

INDICE DE FOTOGRAFIAS.

FOTO 1: Mapa división política Colombia ..................................................... 6

FOTO 2: Estructura del hueso. ................................................................ 14

FOTO 3: Esquema del ciclo del remodelamiento óseo. .................................... 15

FOTO 4: Cambios en la masa ósea con la edad. ............................................ 16

FOTO 5: Plátanos maduros y verdes. ......................................................... 18

FOTO 6: Torta de plátano. ..................................................................... 20

FOTO 7: Ratas raza Wistar. .................................................................... 23

FOTO 8: Jaulas para animales. ................................................................ 24

.

TABLA DE ABREVIATURAS

AAI: Aminoácidos indispensables

AGS: Ácidos grasos Saturados

AGMI: Ácidos Grasos Monoinsaturados

AGPI: Ácidos Grasos Poliinsaturados

Abs Ca% Absorción aparente de Calcio

BH: Base Húmeda

BS: Base Seca.

Ca: Calcio

DANE: Departamento Administrativo Nacional de Estadística.

EAA: Espectrofotometría de absorción atómica

ENSIN: Encuesta Nacional de Situación Nutricional

FAO: Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la

Agricultura (Siglas en Inglés).

FAOSTAT: Sistemas de Estadísticas de la FAO

IC: Intervalo de confianza

OMS: Organización Mundial de la Salud

P: Fósforo

SISBEN: Sistema de Potenciales Beneficiarios para programas sociales, cuyo

objetivo es garantizar el cumplimiento de los derechos de la población

más vulnerable del país.

KUMIS: Es un producto lácteo, elaborado a partir de kéfirde leche.

A Dios, por darme la sabiduría y fuerza para continuar a

pesar de las dificultades, a mi familia especialmente a mi madre y hermana por su amor y

Apoyo incondicional. A Javi gracias por tu apoyo y paciencia

AGRADECIMIENTOS

A la Doctora Adriana Weisstaub mi directora de tesis, por su

disposición, estímulo, compromiso y apoyo brindado durante el

desarrollo de este trabajo.

A la Doctora María Luz Pita Martín de Portela y la licenciada María del

Carmen Sanahuja quienes con su conocimiento guiaron este trabajo.

A todo el personal del Laboratorio de la Cátedra Bromatología de la

Facultad de Farmacia y Bioquímica, UBA, y a la encargada del Bioterio,

Cecilia Mambrín, por sus enseñanzas y colaboración brindada.

A la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos

Aires, por las facilidades brindadas para la elaboración y realización de

este proyecto.

A Anita, mi compañera de trabajo por sus conocimientos y aportes para

el desarrollo de este trabajo y por los momentos compartidos.

1

Diseño y evaluación biológica de un alimento destinado a

mejorar el estado nutricional, con respecto al calcio, de niños

de 10 años, de Colombia.

RESUMEN

Diseño y evaluación biológica de un alimento destinado a mejorar el estado

nutricional, con respecto al calcio, de niños de 10 años, de Colombia.

El presente trabajo tuvo como objetivo formular y elaborar una torta de plátano

diseñada a mejorar el estado nutricional, con respecto al calcio en niños de 10 años,

de escuelas rurales de Colombia, evaluando la absorción y eficiencia biológica del

calcio del alimento, mediante ensayos biológicos en ratas de la raza Wistar en

crecimiento. Se utilizaron dos formulaciones de tortas diferentes T1 (a base de

plátano, leche en polvo, miel y especias y T2 a base de plátano, caseína y azúcar). Se

determinó la composición centesimal, según métodos de AOAC 2000. Los valores

obtenidos fueron para T1 (g/100g): 9,69 de proteína, 10,3 de lípidos, 48,4 de

carbohidratos digeribles, 2,75 de ceniza, 4,30 de Fibra, 23,2 de humedad y 480 mg

de calcio.T2: 13,1 de proteína, 10,3 de lípidos, 37,9 de carbohidratos digeribles, 2,75

de ceniza, 3,80 de Fibra, 32,2 de humedad y 611 mg de calcio. En el modelo

experimental, ambas formulaciones presentaron una alta absorción porcentual de

calcio, y aunque la de T1 fue ligeramente superior, T2 evidenció una mayor

retención de calcio que T1.

Palabras clave: calcio, niños en edad escolar, plátano, modelo experimental en

ratas Wistar en período de crecimiento.

Summary

Design and biological evaluation of a food to improve the nutritional status

of children 10 years old of Colombia, respect to calcium.

The aimed of this study was to develop and produce a banana cake designed to

improve the nutritional status respect to calcium in children 10 years old of rural

2

schools in Colombia, evaluating the absorption and biological efficiency of calcium

from food, by biological assays in Wistar rats during growth. Two formulations of

different cakes T1 (made with bananas, milk, honey and spices and T2 made with

banana, sugar and casein) were used. The percentage composition was determined

according to AOAC methods 2000. The values obtained were in percentage T1:

protein 9.69 g, lipid 10.3g, digestible carbohydrates 48.4 g, ash 2.75 g, fiber 4.30 g,

moisture 23.2 g and calcium 480mg; T2 protein 13.1 g, lipid 10.3 g , digestible

carbohydrates 37.9 g of, ash 2.75 g, fiber 3.80 g, moisture 32.2 g and calcium 611 mg

.In the experimental model, both formulations had a high percentage absorption of

calcium, and while T1 was slightly higher, T2 showed more retention of calcium than

T1.

Keywords: calcium, school children, banana, experimental model in Wistar growing rats

3

1 INTRODUCCION

1.1 MARCO TEORICO

La buena nutrición es la piedra angular de la supervivencia, la salud y el

desarrollo, no sólo de las generaciones actuales, sino de las venideras. Los

niños y niñas bien alimentados se desempeñan mejor en la escuela, llegan

más sanos a la edad adulta y pueden ofrecer a sus propios hijos un mejor

comienzo de la vida. Asimismo conlleva a importantes repercusiones

económicas. Cuando una población está bien nutrida, la productividad

individual es más alta, los costos de atención en salud son más bajos y el

rendimiento económico es mayor (1). Por lo tanto, actualmente se ha

incrementado el interés por elaborar y consumir alimentos que nutran y

además mejoren las condiciones de salud (2).

El termino mal nutrición se refiere a las carencias, excesos o desequilibrios en

la ingesta de energía, proteínas y otros nutrientes. De lo cual se desprende

que la “malnutrición” incluye tanto la desnutrición como la sobrealimentación

(3).La carencia de vitaminas y minerales da a lugar a un tipo de malnutrición

que se evidencia por alteraciones metabólicas y se engloban en la

denominación de “desnutrición oculta” (4).

En Latinoamérica son prevalentes diversas deficiencias nutricionales,

responsables de las elevadas cifras de recién nacidos de bajo peso, de morbi-

mortalidad materno-infantil y daños irreversibles en los sobrevivientes (5-6).

Por ello, se ha prestado especial atención a nivel de Salud Pública a las

deficiencias más estudiadas y de mayor prevalencia en la región (hierro, iodo

y vitamina A).

Sin embargo otras deficiencias como la del zinc y el calcio, son de magnitud y

consecuencias menos conocidas, por la dificultad de su diagnóstico.

El cuerpo no sintetiza minerales y su presencia en el organismo depende

exclusivamente del consumo en la dieta; por tal razón, una dieta variada que

contenga fuentes de calcio como la leche y los productos lácteos asegura el

4

aporte de éste para una buena salud. Sin embargo, en muchos países se ha

observado que el consumo de diversos minerales, entre ellos el calcio es

marginal o francamente deficiente (2).

La osteoporosis, definida por la OMS como la segunda causa de problemas de

salud, después de las enfermedades cardiovasculares, es consecuencia de

múltiples factores, dentro de los cuales la nutrición cumple un rol esencial

(7).

La ingesta recomendada de calcio, en los escolares y adolescentes, varía

según la edad entre 1000-1300 mg/día (8).Sin embargo, en muchos países, hay

una elevada prevalencia de población que ingiere una dieta deficiente en este

macronutriente mineral. La corrección de su deficiencia puede ser llevada a

cabo mediante cambios de conducta alimentaria de la población, fortificación

de alimentos o ingesta de suplementos. Estas estrategias no siempre son

sencillas de llevar a cabo, y la ingesta de calcio, puede llegar a ser un factor

crítico para el crecimiento y mantenimiento óseo en niños y adolescentes.

Colombia no es ajena a esta problemática. Estudios realizados en la ciudad de

Cartagena muestran que la ingesta promedio de calcio es baja en mujeres

adultas, además de haber encontrado otros factores como el poco hábito de

hacer ejercicio físico, hipertensión arterial y sobrepeso que pueden

predisponer a la osteoporosis. Los anteriores factores hacen imprescindible el

desarrollo y la aplicación de estrategias de tipo médico y nutricional, que

incentiven la inclusión en la dieta de productos alimenticios aportadores

naturales o adicionados/enriquecidos en calcio, en virtud del papel benéfico

que este elemento tiene en la salud (9).

La Encuesta Nacional de la Situación Nutricional en Colombia ENSIN 2005 (10),

evidenció que entre los alimentos de mayor consumo, la leche líquida ocupó

el quinto lugar en menores de 18 años y el sexto en adultos(sin aportar datos

numéricos de la ingesta de este alimento); le siguieron el queso, con un

promedio de 42,5 gramos/individuo día y la leche en polvo con un promedio

de 19,6 gramos/individuo día. El grupo de edad que evidenció mayor

5

prevalencia de consumo de lácteos fue el de 2 a 3 años (86,3%) y el menor el

de 51 a 64 años (70%) como se puede observar en la Tabla 1.

Tabla 1: Porcentaje de individuos que ingirieron lácteos según grupo de

edad. Encuesta Nacional (ENSIN, 2005).

*IC: intervalo de confianza

En la Foto Nº 1, podemos observar la distribución del consumo de lácteos por

Departamentos. La misma encuesta reveló que los que evidenciaron el menor

consumo de lácteos fueron Cauca con 51,1%, Chocó 54,2% y Guainía 57,1% y

las ingestas más altas para estos productos se registraron en Bogotá con un

88,9%, Atlántico 83,7% y Santander 83,2%.

Grupo edad (años)

N

Individuos que consumieron lácteos

Porcentaje e IC*

2-3 3.012 86,3 (83,2-89,4)

4-8 7.900 79,7 (77,5-81,9)

9-13 8.258 73,8 (71,5-76,1)

14-18 1.240 72,1 (69,5-74,7)

19-50 11.029 71,8 (69,8-73,8)

51-64 1.951 70,0 (64,875,2)

Total 39.390 73,4 (72,5-74,3)

6

Fuente:https://www.google.com.ar/search?q=mapa+division+politica+colombia&espv=2&biw=1242&bih=606&source=

lnms&tbm=isch&sa=X&sqi=2&ved=0ahUKEwj7k6rwwvbNAhWKEpAKHZykDVIQ_AUIBigB#imgrc=jcuWp3i1p9fFDM%3A.

FOTO 1: Mapa división política Colombia

El panorama no cambió mucho con los valores registrados en Ensin 2010 (11)

la cual evidenció que el 39% de los colombianos entre 5 y 64 años de edad no

consumen productos lácteos diariamente. Esta proporción es 1 de cada 4 en

niños de 5 a 8 años (24,9%). En población nivel 1 del SISBEN (Sistema de

Potenciales Beneficiarios para programas sociales) este porcentaje fue de

47,3%. La diferencia de consumo fue mayor según el área de residencia

(urbano 35,2%, rural 50,3%) y las regiones con menor consumo diario de

lácteos fueron Pacífica, Amazonia y Orinoquía.

7

El informe de la Situación de la Lechería en América Latina y el Caribe del

2011 indicó un consumo aproximado de leche en Colombia de 145 L/

persona/año (12), cantidad que dista del consumo recomendado por la

Organización Mundial de la Salud (OMS) de 180 L/persona/año (13).

Un estudio realizado en el año 2014 en una población escolar de Medellín (14)

encontró un consumo total estimado de leche de 135,5 litros por niño al año;

desglosado en leche fluida y derivados como se muestra en la Tabla 2.

Tabla 2: Consumo promedio per cápita/año de leche y sus derivados.

Leche fluida Yogurt y kumis* Quesos* Leche en polvo*

77,5 l/año 42,1 l/año 12,1 l/año 3,8 l/año

*Los productos lácteos se expresaron en equivalentes de leche en litros.

En Colombia como en muchos países de América latina, la accesibilidad a los

alimentos depende de los ingresos para adquirir una canasta de alimentos que

permita satisfacer sus necesidades nutricionales a nivel familiar. El patrón

alimentario y el estado nutricional se ven afectados por desplazamiento

forzado y la pobreza, debido a que el reducido ingreso familiar limita la

compra y consumo de alimentos.

El Análisis de las Hojas de Balance de alimentos indica la disponibilidad de

alimentos para el consumo a nivel del país (15).Para el caso de Colombia

encontramos que los alimentos de mayor consumo por la población son: leche,

plátano, yuca (mandioca), maíz y trigo FAO 2011 (16), como se puede

observar en la Tabla 3.

8

Tabla 3: Consumo promedio de los alimentos prioritarios en Colombia y aporte de energía, proteínas, grasa y calcio (FAO 2011).

Fuente: tomada de los datos de las hojas de Balance de la FAO para Colombia 2011.

Por otra parte, la información de la deficiencia del aporte de nutrientes, se

puede basar en la comparación de la disponibilidad total de alimentos y la

cobertura de las necesidades de nutrientes. Teniendo en cuenta las

necesidades promedio de un hombre entre los 18-30 años, con un peso de 70

kg y con un estilo de vida moderadamente activo, se puede deducir que las

deficiencias de nutrientes de este individuo (Tabla 4), serian comunes y

extrapolables a las de grupos etáreos vulnerables (Tabla 5).

Productos Total Total Energía Proteína Grasa Calcio

kg/año g/d kcal/d mg/d mg/d mg/d

Gran total 603,4 1653,2 2365 60,9 88,5 628

maíz grano/harinas 29,0 79,5 245 5,7 1,1 14

yuca (mandioca) 36,6 100,3 88 0,6 0,3 27

Patatas 27,4 75,1 52 1,3 0,1 3

Bananos 3,8 10,4 6 0,1 0,0 1

Plátano 48,9 134,0 122 1,1 0,1 5

Huevos 11,9 32,6 42 3,2 2,8 17

leche fluida 109 299,5 181 10,7 9,0 359

9

Tabla 4: Porcentaje de adecuación de energía, proteínas y calcio para un hombre de 18–30 años (peso promedio 70 Kg según FAO 2007) con un

estilo de vida moderadamente activo.

Energía

Ingesta Recomendada

Proteínas

Calcio

kcal/día

g/día

mg/día

Requerimiento Individuo

Nivel de actividad física(PAL)= 1,7 2968 58,1 1000

Disponibilidad promedio/ cápita/día 2804* 64* 629**

%Adecuación 94 110 63

Requerimientos según FAO 2007

Necesidades de Calcio. US Food &NutritionBoard. Inst. Medicine USA, 2011

*Valor total del suministro per cápita de energía y proteínas para Colombia del 2013.

**valor total del suministro per cápita de calcio para Colombia en el 2011.

Tabla 5: Porcentaje de adecuación de energía, proteínas y calcio para niños de 9 a 10 años (peso promedio según FAO 2007= 30 kg) con un estilo

de vida moderadamente activo.

Energía

Ingesta Recomendada

Proteínas

Calcio

kcal/día

g proteína/día

mg/día

Requerimiento Individuo

Nivel de actividad física(PAL)= 1,7 1854 27,3 1300

Disponibilidad promedio/ cápita/día 2804* 64* 629**

%Adecuación 151 234 48

Requerimientos según FAO 2007

Necesidades de Calcio. US Food &NutritionBoard. Inst. Medicine USA, 2011

*Valor total del suministro per cápita de energía y proteínas para Colombia del 2013.

**valor total del suministro per cápita de calcio para Colombia en el 2011.

De acuerdo a los porcentajes de cobertura observados en la Tablas 4 y 5 se

puede inferir que se cubren tanto el requerimiento energético como el

proteico de la población adulta y de los niños en edad escolar. Sin embargo,

10

los escolares presentan un requerimiento de aminoácidos indispensables

superior al adulto, por lo cual es de suma importancia corroborar

experimentalmente la calidad de la mezcla de la dieta o la del alimento a

elaborar para este tipo de población.

Con respecto a las necesidades de calcio, podemos ver que tanto para los

adultos como para los niños, los requerimientos no se encuentran cubiertos.

1.1.1 Generalidades

1.1.1.1Funciones y distribución corporal del calcio.

El calcio es el mineral más abundante del cuerpo, conforma entre el 1,5 al 2%

del peso corporal y representa el 39% del total de los minerales corporales.

Aproximadamente 99% está en los huesos asociado al fosfato, formando el

cristal hidroxiapatita y en los dientes, el 1% restante en la sangre, en los

líquidos extracelulares y en el espacio intracelular (17). Es un mineral esencial

en la nutrición humana y contribuye a las siguientes funciones:

Es el principal componente estructural del tejido óseo, proporcionando

fuerza y rigidez a huesos y dientes (18).

Interviene en la coagulación sanguínea, estimulando la liberación de

tromboplastina y es un cofactor necesario en la conversión de

protrombina a trombina (18).

Es imprescindible para la transmisión del impulso nervioso y participa

en la conservación del tono muscular y la regulación del latido cardiaco

(18).

Regula la actividad de diversas enzimas tanto intracelulares como

extracelulares y está implicado en la secreción y mecanismo de acción

de diversas hormonas citosólicas (19).

Proporciona estabilidad a las membranas plasmáticas e interviene en

los procesos de transporte ayudando a regular la permeabilidad celular

para el sodio y otros iones, y es un importante mediador intracelular

11

que participa en la transducción de señales actuando como segundo

mensajero (20).

1.1.1.2 Metabolismo del calcio.

El mantenimiento de la calcemia se realiza a través de precisos mecanismos

de absorción, excreción e intercambio en los que participan el intestino

delgado proximal, el riñón y el hueso, regulados principalmente por la

paratohormona, la calcitonina y la vitamina D en su forma activa (21).

1.1.1.3 Absorción del calcio

En condiciones normales, en el humano, se absorbe el 30-40 % de una dieta

mixta que aporte entre 600 – 1000 mg de calcio/d. Este proceso está influido

por el contenido de calcio de la dieta, pero también por sus componentes,

que pueden aumentarlo o disminuirlo (21).

Los fitatos, los oxalatos, los taninos, la fibra, los ácidos grasos de cadena

larga y los floruros, reducen la absorción; mientras que las proteínas de origen

animal y el sodio incrementan las pérdidas urinarias. El exceso en la ingesta

de fósforo, en especial cuando la de calcio es baja, incrementa la excreción

fecal de este mineral. Por otra parte, compuestos como la vitamina D, la

lactosa, el ácido cítrico y la proteína láctea incrementan la absorción.

La absorción de calcio se lleva a cabo mediante tres pasos consecutivos: en

primer lugar el calcio atraviesa la membrana apical de los enterocitos

cruzando el borde en forma de cepillo que poseen las microvellosidades

intestinales; después difunde por el citoplasma desde la membrana apical

hasta la barrera basolateral que es el paso limitante del proceso y finalmente,

atraviesa la membrana basolateral para salir de la célula a la lámina propia y

alcanzar el torrente sanguíneo (22).

La absorción de calcio es más eficaz en el duodeno, pero dada la mayor

longitud, es absorbido en mayor cantidad en el íleon (65%) y el yeyuno (17%).

También el colon tiene capacidad de absorción, especialmente cuando se

ingieren alimentos con capacidad prebiótica (21).

12

En el intestino, el calcio es absorbido por dos procesos, difusión pasiva y

transporte activo, éste último mediado por proteínas transportadoras, cuya

síntesis induce el 1,25-(OH) 2-D3. Este mecanismo tiene capacidad adaptativa,

ya que aumenta en el crecimiento, embarazo, lactancia y baja dieta en

calcio. Sin embargo la capacidad de responder a las bajas ingestas de calcio

es limitada, y el transporte activo no compensa la baja ingesta (21).

La difusión pasiva se produce cuando la concentración de calcio en la luz

intestinal se eleva hasta el punto de originar un gradiente positivo.

La absorción se modifica por la edad posnatal, ingesta de calcio,

concentración de lactosa, grasa y Vitamina D (21).

1.1.1.4 Excreción del calcio.

En condiciones normales los riñones filtran grandes cantidades de Ca2+ que

posteriormente son recuperadas gracias a un eficiente mecanismo de

reabsorción, aunque en caso de necesidad puede hasta quintuplicarse la

eliminación para mantener la calcemia. El proceso de reabsorción tiene lugar

en distintos puntos del nefrón y se produce por distintos mecanismos (22).

El principal órgano encargado de la excreción del calcio es el riñón aunque

este mineral también puede ser eliminado por las heces. El calcio fecal se

compone por el calcio de la dieta no absorbido, al cual se suma el calcio

secretado por los jugos digestivos (20 mg/día).

Existen otras vías de excreción que constituyen las pérdidas diarias insensibles

del calcio. Estas son: la piel, el pelo y las uñas. La medición de cada una de

estas vías es muy difícil pero la sumatoria de todas permite obtener valores

dentro del rango de los 40 a 80mg diarios (23).

1.1.2 El Hueso.

El hueso es un tejido conectivo especializado, en el cual el componente

orgánico se halla integrado por colágeno tipo I (85 -90 %) y una pequeña

porción de otras proteínas(10-15%) como proteoglicanos, proteínas implicadas

en la adhesión celular (osteonectina, sialoproteina ósea, osteocalcina y

factores de crecimiento) (24). El componente inorgánico de la matriz ósea

13

está constituido en su mayor parte por fosfato cálcico en forma de cristales

de hidroxiapatita.

Este tejido cumple tres funciones fundamentales: mecánica como soporte y

lugar de unión de los músculos para locomoción, de protección a los órganos y

tejidos internos, metabólica, ya que es un importante y dinámico depósito de

calcio, fósforo y otros minerales, necesarios para otras muchas funciones (25).

Desde el punto de vista histológico los huesos presentan formas y tamaños

diferentes, pero poseen una estructura en común: una zona externa de hueso

compacto (hueso cortical) que por su superficie interna se halla en

continuidad con un hueso de aspecto esponjoso o trabecular.

14

Fuente:https://staff.rsdmo.org/baremorekeith/HAP/_layouts/15/WopiFrame.aspx?sourcedoc=/baremorekeith/HAP/

Documents/Bones/Bone%20pictures%20review.doc&action=default

FOTO 2: Estructura del hueso.

El hueso cortical o compacto, que representa el 80 % del total, se encuentra

en la parte externa de los huesos, y está constituido por unidades cilíndricas

paralelas denominadas osteonas o sistema haversiano. El hueso trabecular

constituye el 20 % del esqueleto. Se encuentra en los extremos y en el interior

de la diáfisis de los huesos largos, de los huesos pequeños y entre las

superficies de los huesos planos. Está formado por pequeñas varillas y placas

de tejido óseo, formando una estructura con porosidad abierta, similar a una

esponja.

Aunque el 80% del esqueleto está constituido por hueso cortical, es el hueso

trabecular el que determina más de la mitad de la actividad metabólica del

esqueleto. Esto último se debe a que el recambio o actividad metabólica del

hueso es un evento de superficie (interfaz entre la matriz y el espacio

15

extracelular) y la relación superficie/volumen del hueso trabecular es mucho

más alta que la del cortical (26). Por esto la renovación es de un 5-10% del

hueso total al año.

1.1.2.1 Remodelamiento óseo.

En el hueso coexisten sitios de remodelamiento en diferentes etapas del

desarrollo. Cada ciclo de remodelamiento es iniciado por la activación de

precursores osteoclásticos, que fusionándose forman osteoclastos

multinucleados maduros. Luego, éstos forman un borde plegado en su

membrana, se adhieren a la superficie ósea y crean un microambiente aislado

del espacio extracelular. En este espacio, los osteoclastos resorben hueso

gracias a la liberación de enzimas proteolíticas, iones hidrógeno y radicales

libres. Esta fase inicial del remodelamiento demora entre 2 a 4 semanas, al

cabo las cuales los osteoclastos desaparecen, ya sea por diferenciación a

células mononucleares o por apoptosis. Posteriormente, el área es invadida

por preosteoblastos que se diferencian a osteoblastos maduros, los cuales

sintetizan osteoide y también son responsables de la mineralización del

mismo. Cuando la cavidad de hueso previamente resorbido ha sido

reemplazada por hueso nuevo, los osteoblastos cesan su actividad,

diferenciándose hacia células de revestimiento y osteocitos. El ciclo de

activación, resorción y formación ósea que involucra el remodelamiento

óseo, dura en el adulto normal entre 3 a 4 meses (26) (Foto 3).

Fuente:https://www.google.com.ar/search?q=esquema+del+ciclo+del+remodelamiento+oseo&espv=2&biw=1517&bih=741&source=lnms&tbm=i

sch&sa=X&ved=0ahUKEwi_m8uQi57OAhUFPJAKHRr2BkMQ_AUIBigB&dpr=0.9#q=esquema+del+ciclo+del+remodelamiento+oseo+en+espa%C3%B1ol&

tbs=isz:m&tbm=isch&imgrc=juwBxLM7XdJgwM%3A

FOTO 3: Esquema del ciclo del remodelamiento óseo.

16

Normalmente, las fases de resorción y formación ósea están acopladas, por lo

que al final de cada ciclo la masa ósea se mantiene. Este acoplamiento es

fruto de un complejo control del remodelamiento, en el cual intervienen

tanto factores genéticos como locales del hueso, así como sistémicos

(hormonales, nutricionales, neurales, mecánicos). A la inversa, el

desacoplamiento del remodelamiento óseo, con predominio de la resorción

sobre la formación, conducirá a una pérdida de masa ósea. Dependiendo de la

intensidad y prolongación en el tiempo de este desacoplamiento, entre otros

factores, se agregan alteraciones de la microarquitectura ósea, por pérdida

de la continuidad trabecular y aumento de la porosidad cortical. Ambos

factores, determinan, independiente de la pérdida ósea asociada, aumento de

la fragilidad ósea y del riesgo de fractura (26).

Durante el crecimiento la formación supera la resorción, por lo cual la masa

esquelética aumenta hasta alcanzar un pico máximo a los 30 años de edad,

que se mantiene con pequeñas variaciones hasta los 50 años. A partir de aquí,

existe un predominio de la reabsorción y la masa ósea empieza a disminuir

(Foto 4).

Fuente:https://www.google.com.ar/search?q=cambios+en+la+masa+osea+con+la+edad&espv=2&biw=1517&bih=

741&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjzvefs_Z3OAhWDS5AKHayFAEEQ_AUIBigB&dpr=0.9#imgrc=Juf7

pRT8SI-AMM%3A

FOTO 4: Cambios en la masa ósea con la edad.

17

2 OBJETIVOS

2.1OBJETIVO GENERAL

El presente trabajo tuvo como objetivo formular y elaborar una torta de

plátano diseñada para mejorar el estado nutricional con respecto al calcio de

niños de 10 años de edad, pertenecientes a escuelas rurales de Colombia,

evaluando la absorción y eficiencia biológica del calcio del alimento,

mediante ensayos biológicos en ratas de la cepa Wistar en período de

crecimiento.

2.1.1OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Diseñar productos que aportasen, en una ración diaria, al menos el

25% de las ingesta recomendada de calcio para un niño de 10 años

teniendo en cuenta las características nutritivas de las materias

primas y la aceptabilidad por parte de la población a quien va

dirigida.

Formular con los alimentos prioritarios de mayor consumo en

Colombia, un producto para ser distribuido en las escuelas rurales

respetando los hábitos alimentarios de los niños.

Elaborar una Torta que conforme la ración diaria de una colación de

160 g, distribuida durante el recreo de la mañana y de la tarde.

Analizar químicamente los productos desarrollados, priorizando su

composición en calcio.

Realizar la evaluación biológica de la absorción de calcio de los

productos desarrollados, en un modelo experimental en ratas.

Seleccionar el producto más apto para ser distribuido en las

escuelas rurales, teniendo en cuenta los resultados obtenidos en el

diseño experimental.

18

3. MATERIALES Y METODOS.

3.1 TIPO DE ESTUDIO

Estudio de tipo experimental, cuantitativo, analítico, descriptivo.

3.2 LUGAR DE ESTUDIO

La elaboración de las Tortas de Plátano se llevó a cabo en la Ciudad de Buenos

Aires, Argentina. Los análisis químicos y el modelo biológico se realizaron en

las Instalaciones de la Cátedra de Nutrición de la Facultad de Farmacia y

Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires (UBA).

3.3 ELABORACION DE LAS TORTAS DE PLATANO

Se elaboraron dos tortas de plátano teniendo en cuenta las costumbres, los

gustos, el aporte nutricional y la disponibilidad de cada uno de los

ingredientes en el país.

El plátano se conoce taxonómicamente como Musa paradisíaca, una planta

herbácea descrita por primera vez por Linneo en el año 1753. Pertenece a la

familia de las Musáceas. El fruto del plátano (Musas ssp) es utilizado por sus

propiedades funcionales, en dietas especiales, debido a su buena

digestibilidad, bajo nivel en grasas y altos niveles en minerales y vitaminas

(27).

.

Fuente:https://www.gonzalezagrogardens.com/products/musa-paradisiaca-giant-banana-platano-2-live-tree-

plant-bulb FOTO 5: Plátanos maduros y verdes.

19

En la Tabla 6 se muestra la composición química del plátano:

Tabla 6: Composición química del fruto de plátano (Musa paradisíaca) en diferentes estados Fisiológicos

Fuente: Aurore y col.Banana, raw materials for making processed food products. (28)

Composición, por cada 100 g de fruta fresca

Endocarpio del plátano

COMPONENTES

UNIDAD

INMADURO

MADURO

Energía kcal 99 122

Agua g 63 65

Proteínas g 0,8 1,3

Lípidos totales g 0,1 0,37

Carbohidratos g 24,3 32

Fibra dietaria g 5,4 2-3,4

Sodio mg ---- 4

Potasio mg ---- 500

Calcio mg 7 3

Magnesio mg 33 35

Fósforo mg 35 30

Hierro mg 0,5 0,6

Cobre mg 0,16 ----

Zinc mg 0,1 ----

Manganeso mg 15 ----

β-carotenos µg 0,03-1,2 390-1095

Vitamina C mg 20 20

Tiamina mg 0,05 0,08

Riboflavina mg 0,05 0,04

Niacina mg 0,7 0,6

20

La receta original, tradicional en Colombia, de la torta de plátano consta de

los siguientes ingredientes: queso cremoso, plátano maduro, polvo de

hornear, canela en polvo, esencia de vainilla, huevo, leche en polvo entera,

manteca, miel, y harina de trigo. Con el fin de suplir los requerimientos

energéticos, proteicos y de calcio se realizaron diferentes modificaciones en

los ingredientes de la receta original dando lugar a dos tipos de torta (T1 y

T2) las cuales se pueden observar en la Tabla 7. Los ingredientes se mezclaron

hasta obtener una masa homogénea sin evidencia de grumos. La mezcla

obtenida se llevó a un recipiente metálico previamente enharinado y

enmantecado y se cocinó en un horno eléctrico casero durante

aproximadamente una hora a 220ºC. El punto final de cocción se verificó

cuando se introdujo un cuchillo en la torta y este salió sin residuos.

Fuente:http://www.recetasgratis.net/Receta-de-deliciosa-torta-de-platano-maduro-receta-51491.html.

FOTO 6: Torta de plátano.

21

Tabla 7: Modificaciones de la torta tradicional.

INGREDIENTES

TRADICIONAL TORTA 1 TORTA 2

Gramos

Plátano maduro 150 300 300

Harina de trigo 150 225 264

Huevo de gallina entero crudo 25 106 106

Huevo de gallina yema cruda 15 --- ----

Leche en polvo entera 150

Leche en polvo descremada --- 200 ----

Manteca 25 --- ----

Aceite de girasol alto oléico ----- 100 100

Miel 120 100 ---

Queso 75 --- ---

Azúcar blanca molida --- 150 150

Carbonato de calcio ---- 8 12,5

Caseína pura ---- ---- 100

Total 710 1189 1033

3.4 DETERMINACIÓN DE LA COMPOSICIÓN CENTESIMAL

La determinación de humedad, cenizas, proteínas, grasa y fibra dietaria se

realizaron según los métodos descriptos por la Association Of Officials

Agricultural Chemists (AOAC) (29).

3.4.1 Preparación de Muestras

Se pesaron 25 gramos de las tortas de plátano (T1 y T2), previamente molidas

y homogenizadas. Todas las determinaciones fueron realizadas por duplicado.

3.4.2 Reactivos

Todos los reactivos utilizados fueron de grado analítico y para preparar las

soluciones de trabajo se utilizó agua desionizada. El material de vidrio se lavó

con agua y detergente, se enjuagó con agua destilada y se secó a temperatura

ambiente.

22

3.4.3 Humedad

Para determinar el contenido de humedad (%H) se utilizó un método indirecto

por secado en estufa a presión reducida. Se pesaron 5g aproximadamente de

la muestra en cápsulas de porcelana y recipientes de aluminio, las muestras

se colocaron en la estufa Dalmac durante 4 horas a 70ºC.La humedad se

determinó por diferencia de peso y se expresó en porcentaje.

Las determinaciones de cenizas, proteínas y grasas se realizaron sobre las

muestras previamente desecadas.

3.4.4 Cenizas

Para determinar el contenido porcentual de cenizas (%C) se pesaron las

muestras en cápsulas de porcelana, se incineraron y se calcinaron en mufla

a 550ºC durante 5 horas.

3.4.5 Proteínas

El contenido de proteínas (%P) se determinó según el método de Kjeldahl. Se

utilizó el factor (f) 6,25 para transformar el nitrógeno en proteína.

3.4.6 Grasas

El contenido de grasas se determinó por hidrólisis acida y se calculó el

contenido porcentual (%G).

3.4.7 Fibra Dietaría Total

El contenido de fibra dietaria total (%FDT) se determinó en muestras secas y

desgrasadas. Se utilizó la metodología AOAC 985.29 adoptada por un kit

comercial de Megazyme®. El método implicó una serie de tres digestiones

enzimáticas en baño termostatizado con agitación: α-amilasa termoestable

(30 min, 100ºC, pH 6), proteasa (30 min, 60ºC, pH 7,5 ± 0,1) y

amiloglucosidasa (20 min, 60ºC, pH 4,5 ± 0,2). Se utilizó como medio de

incubación buffer fosfatos pH 6,0. Se reguló el pH en la 2da y 3era incubación

utilizando soluciones de NaOH 0,275 N y HCl 0,325 N respectivamente.

23

3.4.8 Carbohidratos

El contenido porcentual de carbohidratos digeribles (% CH) se estableció por

diferencia según la fórmula:

% CH = 100 – (%H + %C + %P + %G + %FDT)

3.5 ENSAYOS BIOLOGICOS

3.5.1 Pruebas de eficiencia biológica mediante modelos experimentales en

ratas.

FOTO 7: Ratas raza Wistar.

Para los ensayos se utilizaron 15 ratas macho, raza Wistar recién destetadas

(edad: 26 días) provenientes de diferentes madres con un peso promedio de

39,5±2,8 g y un estado de salud óptimo en el momento del inicio del

experimento.

Las ratas fueron mantenidas en el bioterio con condiciones estandarizadas de

temperatura (21±1°C) y ciclos de luz oscuridad de 12 horas, regulado

24

automáticamente (ciclo de luz 8-20 horas). Los 15 animales se dividieron en

tres grupos; un lote de 5 animales recibió la dieta control (C) y los otros dos

lotes de 5 animales cada uno, las dietas experimentales elaboradas a base de

las tortas de plátano (T1 y T2). Los animales fueron alimentados con sus

respectivas dietas durante un período de 20 días.

Cada animal se colocó individualmente en jaulas de acero inoxidable,

administrándoles agua desionizada y la dieta ad libitum según el grupo.

Una vez transcurridos los 20 días de la experiencia los animales se sacrificaron

con dióxido de carbono y se extrajeron los fémures derechos a fin de

determinar el contenido de cenizas, Ca, P y la relación Ca/P.

FOTO 8: Jaulas para animales.

El protocolo experimental contó con la aprobación del Comité de Ética de la

Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires (Nº nota

del Comité de Ética FFyB: 130913-6, EXP-FYB Nº 50657-2013).

25

3.5.2 Preparación de las Dietas

En la Tabla 8 se puede observar la composición de la dieta Control y de las

dietas experimentales, T1 y T2.

Tanto la dieta control como las experimentales se diseñaron para contener un

% de proteínas del 10% y un % 7 de lípidos. El diseño de las dietas fue tal de

manera de cubrir, al menos el 25% de la ingesta recomendada de calcio de

niños en edad escolar según DRIs (30), al ingerir 160 g de T1 o T2/día. En la

formulación de T1 el calcio fue aportado por los ingredientes de la torta y por

la leche semidescremada más el agregado del carbonato de calcio, mientras

que en T2, el aporte correspondió a los ingredientes, al carbonato de calcio y

a la caseína agregada.

Tabla 8: Composición de las dietas usadas en los ensayos biológicos y adaptados a los requerimientos de las ratas.

INGREDIENTE C* (g)

T1 (g)

T2 (g)

Caseína 118 ------

Torta ------ 794 794

Sales minerales 35 ------ -----

Sales minerales sin calcio ------ 7 7

Mezcla vitamínica 10 10 10

DL-Metionina 4 --- ----

Solución de Vitamina A (ml) 1 1 1

Aceite (g) 69 --- ----

Colina bitartrato(ml) 2,5 2,5 2.5

Fibra 50 --- ----

Dextrina (g) 711 186 186

*Según las recomendaciones AIN´93 American Institute of Nutrition (Reeves PG, 1993) (31).

3.5.3Ingesta de Nutrientes

Los consumos de dieta se midieron cada 2 o tres días utilizándose una balanza

analítica Mettler, con precisión ±0,1 g. Para calcular la ingesta de calcio las

dietas fueron previamente mineralizadas con bombas Parr (32) y el contenido

de calcio se midió por espectrofotometría de absorción atómica (33).

26

3.5.4 Peso Corporal

Los animales fueron pesados al inicio del estudio y al final del mismo,

utilizando una balanza Ohaus Explorer.

3.5.5 Absorción Aparente de Ca (Abs% Ca).

La Abs % Ca fue determinada a los 10 y 20 días de la experiencia. Durante los

últimos cinco días de cada período se registraron los consumos de las dietas y

se recolectaron las heces de cada lote para calcular el porcentaje de

absorción de calcio mediante la siguiente fórmula:

3.5.6 Medidas y composición ósea

Se analizaron los fémures de las ratas de los tres grupos según la siguiente

técnica: los fémures derechos, libres de tejido muscular, se secaron durante

72 horas, en estufa a 100°C. Se desengrasaron sumergiéndolos, durante 15

días, en una mezcla de cloroformo-metanol (3-1), que era cambiado cada tres

días. Posteriormente se secaron en estufa durante 48 horas a 100°C y se

procedió a determinar:

Longitud: con Vernier

Peso: Utilizando balanza analítica Mettler, con precisión ±0,1 g.

Luego se calcinaron, mediante mineralización seca, en mufla a 700ºC

hasta observar un aspecto blanco. Las muestras se colocaron en un

desecador hasta que alcanzaron temperatura ambiente, luego de lo

cual se pesaron a efectos de calcular el % de cenizas y de materia

orgánica.

27

Finalmente la cenizas se disolvieron en ácido clorhídrico concentrado p.a. y se

llevaron a volumen adecuado con agua desionizada para determinar su

contenido de calcio por espectrofotometría de absorción atómica.

3.5.7 Determinación de Calcio por Absorción Atómica en Dietas y Heces.

Las muestras fueron previamente mineralizadas con ácido nítrico puro

concentrado, en un sistema de microondas utilizando bombas Parr (32).

La determinación de calcio se realizó por espectrofotometría de absorción

atómica utilizando un espectrofotómetro Perkin Elmer, modelo Analyst, con

llama de aire-acetileno, longitud de onda de 422,7nm con agregado de

cloruro de lantano (Cl3La), en una concentración de 6500 ppm, en la solución

de lectura, como supresor de interferencias (33).

3.5.8 Determinación de Fósforo.

El contenido de fósforo en los fémures se determinó por el metodo de Gomori

(34).

Todo el material de vidrio utilizado para la determinación de Ca y P fue

tratado en ácido nítrico 20% durante 24 horas y se enjuagó repetidamente con

agua bidestilada a efectos de lograr un material libre de minerales.

3.6 Análisis Estadístico de los Resultados.

Se realizó el análisis estadístico de acuerdo a los criterios adecuados. Los

datos descriptivos se expresaron como media desvío estándar de la media

para el modelo animal. Se aplicó análisis de varianza y los test de Student-

Newman-Keuls para las comparaciones intragrupo "a posteriori", con un nivel

de confianza de 95% y 99% (35-36).

28

4. RESULTADOS

4.1 CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS DE LAS TORTAS ELABORADAS

La Torta Nº 1 presentó un sabor dulce debido a los agregados de plátano con

mezcla de vainilla y canela. Visualmente se obtuvo un producto con una

textura homogénea de color marrón. La Torta Nº 2 presentó sabor dulce pero

menor que T1, debido a que en su formulación no se utilizaron miel, vainilla y

canela como en T1. El aspecto de T2 también fue homogéneo pero

visiblemente más húmedo que T1 y con un color similar.

Se realizó una degustación entre el personal de las Cátedras que manifestaron

gran conformidad con las características organolépticas.

4.1.1 Composición Centesimal

En la Tabla 9 podemos observar la composición centesimal de ambas tortas.

Tabla 9: composición centesimal de T1 Y T2 (g/100 g de torta).

Formulaciones

COMPOSICION CENTESIMAL

g/100g

BS BH

T1

Cenizas 3,58 2,75

Proteína 12,6 9,69

Grasa. 13,5 10,3

Fibra. 5,60 4,30

Carbohidratos digeribles.

64,7 48,4

Humedad. 23,2

T2

Cenizas 4,04 2,75

Proteínas 19,3 13,1

Grasa 15,2 10,3

Fibra 5,60 3,80

carbohidratos digeribles

55,8 37,9

Humedad. 32

*BS: Base Seca. **BH: Base Húmeda

De la tabla anterior se puede concluir que T2 presentó un mayor aporte de

proteínas, pero menor de carbohidratos.

29

4.2 MODELO BIOLÓGICO

4.2.1. Consumo y Ganancia de Peso

En la Tabla 10 se puede observar el consumo promedio de dieta expresado en

gramos totales y g/día; como también los pesos de los animales al inicio, al

finalizar la experiencia y la ganancia de peso registrada.

Tabla 10: Consumos y ganancia de peso

La ausencia de superíndices en la misma columna indica que no existen diferencias significativas

Superíndices distintos en la misma columna indican diferencias significativas (p<0.001)

Los grupos C y T2 no tuvieron diferencias significativas con respecto al

consumo de dieta total ni en el consumo expresado en g/día, mientras que T1

presentó un consumo significativamente menor a C y T2 tanto durante el total

de la experiencia como expresado en g/día (p<0.001).

Los tres grupos presentaron un peso inicial sin diferencias significativas, sin

embargo, el peso final de los animales fue C>T2>T1, sin diferencias entre T1 y

T2 (p<0.01), aunque T2 mostró una tendencia a un mayor peso final debido al

mayor consumo de dieta. Estos resultados se vieron corroborados al calcular

la ganancia de peso corporal: C tuvo una ganancia de peso corporal mayor a

T2 y T1 (p< 0.001), mientas que T2 tuvo un mayor aumento de peso que T1

(p<0.05).

DIETA

CONSUMO

TOTAL (g)

CONSUMO g/día

PESO

INICIAL (g)

PESO FINAL

(g)

GANANCIA DE

PESO (g)

C 182,4±9,3 a 9,43±0,58 a 39,3±3,8 107,2±10,9a 68,0±7,7 a

T1 95,3±12,8 b 4,74±0,64 b 40,6±1,8 42,2±2,9 b 1,6±2,7 b

T2 189,4±20,7 a 9,23±1,08 a 38,6±2,7 50,1±4,3b 11,6±2,3 c

30

4.2.2 Absorción de calcio.

Tabla 11: Absorción aparente porcentual de calcio a los 10 y 20 días de experiencia (Abs %Ca)

La ausencia de superíndices en la misma columna indica que no existen diferencias significativas

Superíndices distintos en la misma columna indican diferencias significativas (p<0.01) y (p< 0.05).

A los 10 días de experiencia los tres grupos presentaron una Abs % Ca elevada,

sin embargo T2 tuvo un Abs % Ca menor que C y T1 (p<0.01) repitiéndose la

misma situación a los 20 días de experiencia (p< 0.05).

DIETA Abs % Ca

(T:10)

Abs % Ca

(T:20)

C 99,5±0,2ª 99,7±0,1ª

T1 99,4±0,2ª 99,7±0,1ª

T2 86,4±2,9b 77,9±6,7b

38

4.2.3 Determinaciones en fémures.

Tabla 12: Longitud, Peso, Cenizas (cen), Materia orgánica (en valor absoluto y porcentual) y contenido porcentual de Ca y P en cenizas de fémures derechos de ratas (f)

La ausencia de superíndices en la misma columna indica que no existen diferencias significativas

Superíndices distintos en la misma columna indican diferencias significativas (p<0.05,p<0.001)

DIETA Longitud (cm)

Peso fémur (mg)

Cenizas (mg)

Materia orgánica

(mg)

%Cenizas (mg/100 mg f)

% Materia orgánica

(mg/100 mg f)

Ca (mg/100 mg cen)

P (mg/100 mg cen)

C 2,42± 0,01a 173,8±17,1a 81,0 ±9,5a 92,8 ±8,1a 46,5±1,4a 53,5±1,4a

38,4±2,7a

21,9±1,8a

T1 2,14±0,04b 95,7±7,4b 49,1 ± 4,9b 46,7 ± 3,0b 51,2±1,7b 48,8±1,7b 19,1 ±1,2b

22,5 ±2,2b

T2 2,13±0,08b 96,1±10,3b 33,6 ± 6,0c 62,5 ± 4,7c 34,8±2,6 c 65,2±2,7c 43,8 ±2,3c

22,7 ±4,4c

39

Tabla 13: Contenido de Ca y P (expresado en valor absoluto y porcentual) y relación Ca/P, en los fémures derechos de ratas (f).

La ausencia de superíndices en la misma columna indica que no existen diferencias significativas

Superíndices distintos en la misma columna indican diferencias significativas (p< 0.01)

En la Tabla 12 podemos observar que los fémures del grupo C tuvieron mayor

longitud y peso que los de T1 y T2 (longitud: p<0.05, peso p<0.001), sin

diferencias significativas entre T1 y T2. La cantidad total de cenizas fue C>

T1 > T2 (p<0.001), sin embargo, aunque el fósforo tuvo el mismo % de

presencia en las cenizas de los tres grupos (~22%), el calcio fue el mayor

componente para T2 (44%) en comparación a C (38%) y a T1 (19%). Con

relación a la Tabla 13 se observa que T2 presentó un mayor % de calcio

expresado por 100 mg de fémur con respecto a T1 (p< 0.01), aunque menor a

C (p< 0.01). Los grupos C y T1 tuvieron un mayor % de P/100 mg de fémur con

respecto a T2 (p<0.01), sin embargo, T2 presentó una mejor relación Ca/P

que T1 (p<0.01), y sin diferencias con la relación Ca/P de C.

Dieta Ca (mg)

P (mg)

%Ca (mg /100 mg f)

%P (mg /100 mg f)

Ca/P

C

31,0 ± 3,3a

17,6±1,4a

17,9±1,2

a 10,2±0,8a 1,8± 0,1

ab

T1

9,3 ± 0,5b

10,9 ±0,4b

9,8±0,6b 11,5±0,9

a 0,8±0,1

b

T2

14,7 ± 2,9c

7,52 ±1,28c

15,2±1,5c 7,9±1,4

b 2,0±0,4

a

40

5. DISCUSION

Determinados nutrientes se requieren para el funcionamiento adecuado del

organismo en diferentes etapas de la vida, debido a su relación con el

crecimiento. Por lo tanto, es importante considerar que sus deficiencias

pueden tener consecuencias más graves en períodos que requieren un mayor

aporte nutricional, como el embarazo, la lactancia, la primera infancia, la

edad escolar y la adolescencia.

En Colombia la desnutrición por deficiencia nutricional continúa siendo un

problema de Salud Pública. Por lo tanto, se ha prestado una gran atención a la

situación nutricional en especial a la de nutrientes como el hierro, la vitamina

A, el calcio y el zinc.

A pesar de la amplia difusión de información sobre los beneficios del calcio,

los estudios muestran que el consumo no cubre las recomendaciones

establecidas; por tal razón es de vital importancia implementar estrategias

que ofrezcan a los niños productos con ingredientes que contribuyan a lograr

el perfil nutricional óptimo para tener una dieta saludable.

5.1 MODIFICACIÓN DE UNA TORTA TRADICIONAL PARA MEJORAR LA

FORMULACIÓN

La torta de plátano maduro es un postre con una textura agradable, y con

características organolépticas atractivas para los niños. Sin embargo al

realizar la composición centesimal de la fórmula tradicional, se evidenció que

por sus ingredientes presentaba un alto contenido graso (34%), con

predominio de ácidos grasos saturados frente al contenido de los ácidos grasos

monoinsaturados (12%), valores superiores a los recomendados por la FAO (37)

en su propósito de disminuir la prevalencia de enfermedades crónicas no

transmisibles (Tabla 14).

41

Tabla 14: Comparación entre las recomendaciones nutricionales con respecto a lípidos de la FAO y el contenido de lípidos porcentual de la torta

tradicional.

Contenido graso

Ácidos grasos saturados

(AGS)

Ácidos grasos Monoinsaturados

(AGM)

Ácidos grasos Poliinsaturados

(AGPI)

Recomendaciones

FAO (2008) 30% <10% 10% 10%

Torta tradicional

plátano. 34% 22% 12% 1%

Por tal razón se modificó la fórmula tradicional dando origen a T1 y

posteriormente a T2. Estos cambios se realizaron con el fin de cubrir los

requerimientos energéticos, proteicos y los de calcio planteados en los

objetivos.

5.2 GANANCIA DE PESO EN FUNCIÓN DEL CONSUMO DE LA DIETA

Con la formulación de T1 se evidenció que el grupo de ratas que ingirió esta

torta, presentó un consumo estadísticamente inferior con respecto al control

(Tabla 10). Este hecho se atribuyó a dos posibles factores: 1) rechazo de la

ingesta de T1 debido al sabor originado por las especias agregadas a la misma

(vainilla, canela); 2) en la torta formulada se produjeron posiblemente

productos de la reacción de Maillard entre la proteína de la leche y los

hidratos de carbono aportados por la miel y el plátano (glucosa, fructosa,

sacarosa, almidón), originando un deterioro de la calidad de la proteína

mezcla, con la consecuencia final de una menor ganancia en peso. Esta

hipótesis fue confirmada realizando la determinación de lisina disponible (38).

Al observar este comportamiento surgió la necesidad de realizar una

experiencia complementaria donde no se utilizaron especias ni miel, y se

cambió la leche en polvo descremada por caseína comercial, de manera de

evitar los inconvenientes enumerados en el párrafo anterior. T2 presentó una

mayor ingesta y un mayor peso final que T1, sin embargo, aunque el consumo

42

de T2 fue similar al del grupo control, T2 no logró el aumento de peso de C y

la ganancia de peso rondó aproximadamente en un 20% de la ganancia del

grupo control.

Es posible que en T2 se haya producido nuevamente la reacción de Maillard,

esta vez entre la proteína presente en la caseína y los hidratos de carbono

contenidos en el plátano (39) más los aportados por el azúcar blanca de la

fórmula, limitando otra vez la calidad de la proteína y el aumento de peso de

los animales al nivel del grupo control. El hecho de la ausencia de las

especias, posibilitó una mayor ingesta de T2 en relación a T1.

5.3ABSORCIÓN APARENTE DE CALCIO A LOS 10 Y 20 DÍAS DE EXPERIENCIA

La absorción aparente de calcio a los 10 días y 20 días de experiencia mostró

diferencias significativas entre T2 con respecto a C y T1 (p< 0.05).

El consumo de dieta de T2 fue prácticamente el doble del de T1, de manera

que la ingesta de calcio de T2 fue mayor a la de T1, no sólo por la mayor

ingesta de alimento, sino porque T2 presentaba un mayor aporte de calcio en

su formulación. A pesar de que luego del destete se produce un crecimiento

exponencial con altos requerimientos de nutrientes y la absorción de calcio

tiende a ser máxima, la mayor ingesta de calcio por parte del grupo T2

produjo una disminución en la absorción (40).

Estudios realizados con ratas y otras especies de mamíferos sugieren que la

lactosa favorece la absorción de calcio (41), lo cual podría ser la causa de la

mayor absorción de T1 con respecto a T2.

T1 se formuló con leche en polvo descremada y T2 con caseína, de manera

que la cantidad de esta proteína fue diferente en ambas tortas, presentando

T2 un mayor contenido que T1 (g caseína/100 g torta: ≈10 vs 5). Durante la

digestión de la caseína se forman caseinfosfopéptidos que se unen al calcio en

solución previniendo la formación de fosfatos insolubles y la acción de otros

factores dietéticos que inhiben su absorción (42-43). También se ha

demostrado, tanto en animales como en humanos, que la caseína puede

mejorar la difusión pasiva del calcio (44-45), aunque también se ha sugerido

43

que si la ingesta cálcica es alta, la absorción parece no verse afectada por la

concentración proteica (46). A pesar de que T2 presentó un mayor contenido

de caseína en su formulación, también tuvo una mayor ingesta de calcio, lo

cual podría explicar la disminución de la absorción con relación a T1.

En la formulación de T1 se utilizó leche en polvo descremada y miel, mientras

que en la de T2 caseína, azúcar y plátano, de manera tal que se podría

suponer que en ambas formulaciones se produjo la reacción de Maillard.

En animales de experimentación se ha demostrado que los productos de

Maillard inhiben la absorción de calcio a nivel del intestino delgado, bien por

efecto quelante o por afectar al metabolismo enterocítico (47) y por otra

parte, la eficacia neta de la absorción es menor ya que disminuye la cantidad

de aminoácidos que actúan favoreciendo la absorción de calcio (sobre todo de

la lisina) (48). Estos efectos no fueron observados en T1 debido a que los

animales se encontraban en la curva de crecimiento exponencial en la cual la

absorción de calcio tiende a ser máxima, mientras que en T2 la disminución

de la absorción con respecto a T1 tuvo que ver con la mayor ingesta de calcio.

5.4 COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL FÉMUR

Las ratas alimentadas con la dieta control presentaron huesos de mayor peso,

longitud y contenido de cenizas que los grupos T1 y T2, debido a que la dieta

AIN 93 (31), es la recomendada para roedores.

Los fémures de los grupos T1 y T2 tuvieron longitud y peso similares, aunque

el contenido de cenizas fue un poco mayor en T1. Sin embargo, T2 presentó

un mayor contenido de calcio total y porcentual en el fémur, así como una

mejor relación Ca/P (Tabla 13). Además, observando el contenido de cenizas

de ambos grupos podemos ver que T2 con respecto a T1 presentó un mayor

porcentaje de calcio en las mismas (44% vs 19%), evidenciando una mayor

retención de este mineral (Tabla 12).

El consumo de productos provenientes de la reacción de Maillard a largo

plazo, podría dar lugar a alteraciones en la salud ósea, lo cual fue observado

por Delgado, Andrade y col (49) en trabajos realizados en ratas, las cuales

44

presentaron una marcada reducción de la concentración de calcio en hueso,

en comparación con grupos controles.

Ensayos «in vivo» muestran que los productos tempranos y avanzados de la

reacción de Maillard pueden unirse al calcio formando complejos que

permiten su absorción, pero no su utilización metabólica, debido a que

también estimulan su eliminación por la orina, impidiendo su fijación y/o

retención ósea (50-51). Ambos grupos de animales consumieron dietas

elaboradas con ingredientes que favorecieron la reacción de Maillard, pero a

pesar de esto, la fijación ósea fue mayor en T2 que en T1.

El hecho de que la formulación de T2 no contuvo las especias presentes en T1,

hizo que la dieta fuese más aceptada por los animales y que la ingesta se

incrementase al doble. Este evento sumado a la mayor cantidad de calcio (mg

de calcio/100 g dieta: T1 480 mg y T2 611 mg) y de caseína de la

formulación, influyó positivamente en la cantidad neta de calcio ingresada en

el organismo de estos animales, compensando las diferencias de absorción

porcentual con respecto a T1, y permitiendo una mejor retención de calcio en

el fémur.

45

CONCLUSIONES

Las dos formulaciones propuestas son aptas para mejorar el estado

nutricional con respecto al calcio de niños de 10 años de edad,

pertenecientes a escuelas rurales de Colombia.

Los resultados de los ensayos biológicos obtenidos indican que, aún con

el deterioro de la calidad proteica debido a la reacción de Maillard, la

absorción de calcio es elevada en ambos diseños.

El producto con la formulación T2, presenta mejores condiciones para

ser evaluado en un modelo animal que el de T1.

El producto con la formulación T2, ofrece un mayor contenido de calcio

que la de T1, lo cual lo posiciona como una colación con mayores

posibilidades para cubrir la deficiencia de calcio.

La ingesta de la ración de 160 g de la colación supera el porcentaje de

cobertura de las DRI de calcio propuestas en los objetivos: 25% vs 75 %

una vez elaborada T2, por lo cual se podría reducir a la mitad la

cantidad administrada, siendo beneficioso desde el punto de vista

económico.

El producto formulado T2 podría presentar un porcentaje de

aceptabilidad bueno para la población infantil, lo cual lo convierte en

un alimento alternativo para su inclusión en programas de intervención

nutricional.

46

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