tesis-n4853-Casim

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Di r ecci ó n:Di r ecci ó n: Biblioteca Central Dr. Luis F. Leloir, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires. 
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Tesis Doctoral
Enriquecimiento de manzana conEnriquecimiento de manzana con
calcio: efecto en las propiedadescalcio: efecto en las propiedades
físico-químicas y estructuralesfísico-químicas y estructurales
durante el secado en corriente dedurante el secado en corriente de
aireaire
Casim, Silvina Mariel
2011
Este documento forma parte de la colección de tesis doctorales y de maestría de la Biblioteca
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Cita tipo APA:
Casim, Silvina Mariel. (2011). Enriquecimiento de manzana con calcio: efecto en las
propiedades físico-químicas y estructurales durante el secado en corriente de aire. Facultad de
Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.
Cita tipo Chicago:
Casim, Silvina Mariel. "Enriquecimiento de manzana con calcio: efecto en las propiedades
físico-químicas y estructurales durante el secado en corriente de aire". Facultad de Ciencias
Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. 2011.
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UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES 
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 
Departamento de Industrias 
 
 
 
ENRIQUECIMIENTO DE MANZA NA CON CALCIO: EFECTO EN 
LAS PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS Y ESTRUCTURALES 
DURANTE EL SECADO EN CORRIENTE DE AIRE 
 
 
Silvina Mariel Casim 
 
 
Tesis presentada para optar al título de Doctor de la Universidad de Buenos Aires 
en el área Química Industrial 
 
 
 Director de tesis: Dra. Stella Maris Alzamora 
 Consejero de estudios: Dra. Stella Maris Alzamora 
 
 
 
 
 Buenos Aires, 2011. 
II 
 
Enriquecimiento de manzana con calcio: efecto en las propiedades físico-químicas y 
estructurales durante el secado en corriente de aire 
 
El objetivo general de esta investigación ha sido evaluar la respuesta de una matriz frutícola 
porosa (manzana) sometida previamente a diferentes tipos de impregnación (bajo vacío, IV , y 
a presión atmosférica, IA ) con calcio como componente fisiológicamente activo, a lo largo del 
proceso de deshidratación en corriente de aire, en términos de sus propiedades físico-químicas 
y estructurales, con el fin de desarrollar nuevos productos frutícolas que, además de mantener 
características sensoriales de excelencia, contribuyan a mejorar la salud y/ó reducir el riesgo de 
enfermedades en la población. 
La cantidad de calcio presente en 200 g de fruta IA ó IV satisfizo alrededor del 11-17% de 
la ingesta diaria recomendada (1000 mg) respectivamente, mientras que en 50 g de fruta IA ó 
IV y deshidratada a presión de vapor relativa ≈ 0,30 se satisfizo alrededor del 18-26% de 
dicha ingesta respectivamente. Respecto a la porosidad, las muestras IA presentaron valores 
similares al tejido fresco, desarrollando altos valores al final del secado; sin embargo las 
muestras IV se caracterizaron por valores despreciables, desarrollando bajos valores durante el 
secado. Las muestras impregnadas y no impregnadas presentaron el mismo comportamiento 
mecánico durante el secado: un aumento de la fuerza máxima de ruptura con la disminución de 
la humedad, y una disminución y posterior incremento de la rigidez; estos efectos fueron más 
pronunciados en las muestras impregnadas. Tanto en las muestras impregnadas como en las no 
impregnadas, la disminución de la movilidad del agua durante el secado siguió un perfil 
similar: una disminución severa de la misma, caracterizada por tres poblaciones a humedades 
altas, dos a humedades intermedias y una a bajas humedades; no se observaron diferencias 
importantes entre los tratamientos. Los procesos de impregnación provocaron el pardeamiento 
de los productos, siendo el mismo más evidente a medida que transcurría el secado, y más 
severo en las muestras tratadas al vacío. Todos estos cambios pudieron ser correlacionados, en 
parte, con las observaciones ultra y micro-estructurales de los tejidos. El agregado de trehalosa 
al medio de impregnación resultó en productos deshidratados con menores daños estructurales, 
mejores características texturales y menor pardeamiento. 
El importante aporte de calcio y los resultados obtenidos de los diferentes estudios sugieren 
que estos métodos de impregnación pueden ser utilizados para diseñar alimentos funcionales 
en base a matrices de frutas y vegetales con calcio incorporado. 
 
Palabras claves: impregnación, secado, porosidad, propiedades mecánicas, movilidad del agua, 
color, estructura, calcio, manzana. 
III 
 
Calcium enrichment of apple: effects in physic-chemical and structural properties during 
air drying 
 
The objective of this research was to evaluate the response of a apple tissue previously 
subjected to impregnation (under vacuum (IV ) or at atmospheric pressure (IA )) with calcium 
as physiological active component, along the air dehydration process, in terms of their 
physicochemical and structure properties, in order to develop new apple products that, besides 
keeping excellent sensory characteristics, contribute to improve health and/or reduce 
population disease risks. 
The amount of calcium present in 200 g of fruit IA or IV would satisfy about 11-17% of the 
recommended daily intakes (1000 mg) respectively, meanwhile in 50 g of impregnated and 
dehydrated fruit to relative water pressure ≈ 0,30, would satisfy about 18-26 % of the 
recommended daily intakes respectively. The IA products presented porosity values similar to 
those of fresh tissue, developing high values at the end of the dehydration process. On the 
other hand, the porosity values of IV products were negligible, developing lower values during 
drying. Fortified and non-fortified samples presented the same behavior with regard to 
mechanical properties during drying: an increment on maxim rupture force with moisture 
decrease, and a diminution and a subsequent increase in rigidity. These effects were more 
pronounced in impregnated samples. The decrease in water mobility in impregnates samples 
during drying followed a similar profile to non-impregnated ones: a severe decrease, 
characterizes by three big populations at high moisture content, by two populations at 
intermediate moisture, and by only one at low moisture; there were no important differences in 
water mobility between treatments. Impregnation process induced browning, being more 
evident during drying, and more severe in IV samples. All these changes could be correlated, 
in part, with ultra and micro-structural features. Adition of trehalose to the impregnation 
medium resulted in dehydrated products with less structural damages, better textural 
characteristics and less browning. 
Present results suggest that these impregnation methods could be used to design functional 
foods employing fruit and matrices with added calcium. 
 
Key words: impregnation, drying, porosity, mechanical properties, water mobility, color, 
structure, calcium, apple. 
 
IV 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 A mi vieja por estar siempre a mi lado, por su cariño, su apoyo, por aguantar mis locuras y 
confiar en mí. Por insistirme en terminar la tesis todas las veces que he querido renunciar. 
 A mi directora Stella Alzamora por el compromiso, apoyo, dedicación y amistad que me 
brindó durante estos años. Nunca dejará de sorprenderme su nivel de conocimiento,su 
capacidad de análisis, su paciencia y su entusiasmo. 
 A todo el grupo de trabajo: Paula, Analía, Sandra, Marcela, Leticia, Silvia, Andrea, Joaquín, 
Sebastián, por su compañerismo y apoyo, y por hacer más agradables las jornadas de trabajo. 
En especial quiero agradecer a Paula por su amistad y por haberme enseñado y ayudado tanto. 
 Al personal no docente del Departamento de Industrias, en especial a Carlitos y Julio, por 
solucionar todos mis problemas técnicos durante las experiencias. 
 A la Universidad de Buenos Aires, la Agencia Nacional de Promoción Científica y 
Tecnológica y el CONICET por el aporte financiero brindando para la realización de esta tesis. 
 
 Especialmente quiero agradecer a mis viejos, abuelos, hermanos, primos, y a Emi, por 
aguantarme, y hacerme llorar y reír las veces necesarias. 
 
 
 
 Silvina 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
V 
 
 
 A mi familia, compañeros y amigos 
 por confiar en mí 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 1 
 ÍNDICE 
 
1. OBJETIVOS………………………………………………………………………….......5 
 
2. INTRODUC CIÓN……………………………………………………………………….7 
 
2.1. Alimentos funcionales………………………………………………………………......7 
2.1.1. Definición…………………………………………………………………….........7 
2.1.2. Tecnologías de obtención de un alimento funcional…………..…………..............8 
2.2. Calcio…………………………………………………………………………..............10 
2.2.1. El calcio como componente fisiológicamente activo (CFA)……………………..10 
2.2.2. Ingestas recomendadas de calcio…………………….…………………………...16 
2.2.3. Fuentes alimenticias de calcio…………………………………………................20 
2.2.4. Fortificación con calcio de tejidos vegetales……………………………………..23 
2.3. Descripción del tejido vegetal……................................................................................23 
2.3.1. Estructura tisular………………………………………………………………….24 
2.3.2. Estructura y componentes celulares…………………………….………………..26 
 2.3.2.1. Las pectinas y su interacción con el calcio………….......................................33 
2.3.3. La manzana…………………………………………………….............................36 
 2.3.3.1. Origen, taxonomía e importancia de la manzana………………..…………...36 
 2.3.3.2. Morfología y estructura tisular de la manzana……………..………………...37 
 2.3.3.3. Variedad Granny Smith………………………………..……………………..38 
2.4. Métodos de desarrollo de productos vegetales funcionales: impregnación con 
componentes fisiológicamente activos (CFA)...….........................................................39 
2.4.1. Impregnación a presión atmosférica (IA)…………………………………….......40 
2.4.2. Impregnación al vacío (IV)…………………………………………....................44 
2.4.3. Cambios de calidad durante los procesos de impregnación de tejidos 
vegetales……………………………………..…………………….......................47 
2.5. Métodos de conservación de productos vegetales: deshidratación…………………….47 
2.5.1. Características del agua en sistemas alimenticios………………………..………48 
 2.5.1.1. Contenido de humedad de equilibrio…………………………….…………...50 
2.5.2. Deshidratación en corriente de aire……………………………………................51 
 2.5.2.1. Cambios físico-químicos durante el secado de tejidos vegetales…………….51 
 2.5.2.2. Cambios de calidad durante el secado de tejidos vegetales………………….54 
 2.6. Caracterización de alimentos……………………….………………………………….55 
 2 
 2.6.1. Movilidad molecular……………………………………………………………...55 
 2.6.1.1. Principios básicos de la resonancia magnética nuclear (1H-RMN)…………..56 
 2.6.1.2. Métodos de determinación de T2……………………………………………..62 
 2.6.1.3. Movilidad del agua en sistemas alimenticios………………………………...67 
 2.6.2. Transición vítrea…………………………………………………………………..68 
 2.6.2.1. Métodos de determinación de Tg……………………………………………..70 
 2.6.3. Propiedades ópticas……………………………………………………………….71 
 2.6.4. Propiedades mecánicas……………………………………………………............75 
 2.6.4.1. Textura, reología y estructura……………………………………...................75 
 2.6.4.2. Comportamiento reológico de los alimentos…………………….……….......77 
 2.6.4.2.1. Propiedades mecánicas de alimentos sólidos…………............................79 
 2.6.4.3. Métodos instrumentales para el estudio de las propiedades mecánicas de 
 alimentos sólidos..............................................................................................83 
 2.6.4.3.1. Ensayo de punción…………………………………….............................83 
 2.7. Relación entre las propiedades mecánicas y los cambios en la estructura de tejidos 
 vegetales producidos por los distintos tratamientos……………………………….…...86 
 
3. MATERIALES Y MÉTODOS ………………………………………………………….91 
 
3.1. Materia prima………………………………………………………………………….91 
3.2. Metodología experimental……………………………………………………………..91 
3.2.1. Preparación de las muestras……………………………………………..………..91 
3.2.2. Preparación del medio de impregnación…………………………………………92 
3.2.3. Tratamientos……………………………………………………………………...93 
3.2.3.1. Impregnación…………………………………………………………………93 
3.2.3.2. Secado………………………………………………………………………..94 
3.2.4. Caracterización de las muestras de manzana……………………………………..95 
3.2.4.1. Determinación de las isotermas de desorción……………………..................96 
3.2.4.2. Determinación de la PVR…………………………………………………….97 
3.2.4.3. Determinación del contenido de humedad…………………………………...97 
3.2.4.4. Determinación del contenido de calcio………………………………………97 
3.2.4.5. Determinación del volumen, la densidad y la porosidad…………………….98 
3.2.4.6. Medición instrumental de las propiedades mecánicas……………………....100 
3.2.4.7. Análisis por 1H-RMN…………………………………………………….....101 
3.2.4.8. Determinación de las transiciones térmicas………………………………...103 
 3 
3.2.4.9. Determinación del color…………………………………………………….103 
3.2.4.10. Análisis micro y ultra estructural………………………………………….103 
3.3. Análisis estadístico…………………………………………………………………...105 
 
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN……………………………………………………….107 
 
 SECCIÓN I: ESTUDIOS EN MANZANA FRESCA E IMPREGNADA CON 
 SOLUCIÓN ISOTÓNICA DE GLUCOSA CONTENIENDO SALES DE CALCIO........107 
 
4.1.1. Isotermas de desorción………………………….……………………………….107 
 4.1.1.1. Manzana fresca (control: C)…………………………………………….......107 
 4.1.1.2. Manzana impregnada con calcio a presión atmosférica (IA ) y al vacío 
 (IV )………………………………………………………………………….111 
4.1.2. Deshidratación en corriente de aire de manzana C, IA e IV ………………….....115 
4.1.2.1. Aspecto general de las manzanas deshidratadas a diferentes humedades.....115 
4.1.2.2. Incorporación de calcio y porcentaje de la IR aportado por las manzanas 
 deshidratadas a diferentes humedades..……………………………………..118 
4.1.2.3. Caracterización micro y ultra estructural de los tejidos de manzana 
 impregnados con calcio y/ó deshidratados a diferentes humedades……......121 
 4.1.2.3.1. Manzana control (C)……………………..……………………………...121 
 4.1.2.3.2. Tejidos impregnados con calcio (IA e IV )………………...……............123 
4.1.2.4. Cambios de volumen………………………………………………………..131 
4.1.2.5. Cambios en la porosidad………………………………………………........148 
4.1.2.6. Cambios en las propiedades mecánicas……………………………………..153 
 4.1.2.6.1. Manzana control (C)…………...……………………………………….156 
 4.1.2.6.2. Manzana impregnada con calcio (IA e IV )………...…………………...165 
4.1.2.7. Cambios en la movilidad molecular……………………………..……..…...179 
4.1.2.7.1.Modelado de las curvas de relajación transversal de los ensayos 
 de 1H-RMN obtenidas mediante la secuencia de pulsos CPMG: 
 determinación y validación del orden del modelo de regresión no lineal....179 
4.1.2.7.2. Análisis de los cambios en la movilidad del agua durante el 
 secado de manzana en corriente de aire….……………………………..183 
 4.1.2.7.2.1. Manzana control (C)……………………………………..................183 
 4.1.2.7.2.2. Manzana impregnada (IA e IV )………………………………….....198 
4.1.2.8. Transiciones vítreas……………………………………..…………………..217 
 4 
4.1.2.8.1. Manzana control (C)………………………………………………….217 
4.1.2.8.2. Manzana impregnada (IA e IV )………………………………………219 
4.1.2.9. Cambios en el color…………………………………………………..….….223 
4.1.2.9.1. Manzana control (C)……………………………………………….....223 
4.1.2.9.2. Manzana impregnada (IA e IV )………………………………………232 
 
 SECCIÓN II: ESTUDIOS EN MANZANA IMPREGNADA CON SOLUCIÓN 
 HIPERTÓNICA DE TREHALOSA CONTENIENDO SALES DE CALCIO……….......246 
 
4.2.1. Isotermas de desorción……………………………….………………………....248 
4.2.2. Manzana impregnada y deshidratada a alta y/ó baja humedad………………....250 
4.2.2.1. Aspecto general………………………………………..…………………....250 
4.2.2.2. Incorporación de calcio y porcentaje de la IR aportado…………….……....250 
4.2.2.3. Manzana impregnada y deshidratada a alta humedad……………………....253 
4.2.2.3.1. Caracterización micro y ultra estructural……………………………...253 
4.2.2.3.2. Cambios en la porosidad……………………………………………....257 
4.2.2.3.3. Cambios en las propiedades mecánicas……………………………......257 
4.2.2.3.4. Cambios en la movilidad molecular…………………………………...262 
4.2.2.3.5. Cambios en el color…………………………………………………....262 
4.2.2.4. Manzana impregnada y deshidratada a baja humedad……………………...267 
4.2.2.4.1. Caracterización micro y ultra estructural……………………………...267 
4.2.2.4.2. Cambios en la porosidad……………………………………………....271 
4.2.2.4.3. Cambios en las propiedades mecánicas……………………………......271 
4.2.2.4.4. Cambios en la movilidad molecular………………………………..….276 
4.2.2.4.5. Transiciones vítreas……………………………………………………276 
4.2.2.4.6. Cambios en el color……………………………………………………280 
 
 SECCIÓN III: INTEGRACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS DE LA 
 CARACTERIZACIÓN FISICO-QUÍMICA Y ESTRUCTURAL DE LOS TEJIDOS 
 IMPREGNADOS Y DESHIDRATADOS A DIFERENTES HUMEDADES……………283 
 
5. CONCLUSIONES……………………………………………………………………...290 
 
6. BIBLIOGRAFÍA ……………………………………………………………………….293 
 
 
 5 
1. OBJETIVOS 
 
El desarrollo de alimentos de alto valor nutritivo y/ó beneficiosos para el organismo es uno 
de los principales objetivos actuales de la industria alimentaria, que busca ofrecer productos 
innovadores para satisfacer las crecientes necesidades del consumidor, cada vez más 
consciente de la relación entre determinados componentes alimentarios y la salud. En los 
últimos años ha surgido el interés por el diseño de los llamados alimentos funcionales. Éstos 
incluyen alimentos con el agregado de componentes fisiológicamente activos (CFA) con el 
objeto de facilitar o aumentar el consumo de alguna vitamina, mineral o fitoquímico que pueda 
proveer un beneficio adicional a la salud más allá del propósito de nutrir (IOM/NAS, 1994). 
Existe ya en el mercado una amplia gama de alimentos funcionales, no muy bien definidos, 
que abarca desde nutracéuticos, alimentos diseñados y alimentos medicinales hasta 
fitoquímicos. Muchos de estos productos se producen a partir de materiales sintéticos, siendo 
las formulaciones resultantes no muy palatables y poco atractivas al consumidor. Un segmento 
particular dentro de la suplementación de alimentos es el de los minerales. En particular el 
calcio es un nutriente fundamental para la supervivencia y los estudios existentes reconocen 
serias deficiencias en las dietas, no sólo en países en desarrollo sino también en los 
desarrollados, debido a una ingesta insuficiente o a una absorción pobre (Gibson, 1994). En 
Argentina la deficiencia de calcio es casi endémica, debido a causas no ligadas a la situación 
económica sino más bien a los hábitos alimentarios: insuficiente consumo en casi todas las 
edades y alta ingesta de proteínas, fibra, fosfatos y polifosfatos contenidos en los alimentos 
industrializados, que pueden disminuir la disponibilidad de este nutriente (Zeni & Portela, 
1988). Los alimentos enriquecidos con minerales disponibles en el mercado son 
principalmente lácteos, jugos y cereales. Prácticamente no se encuentran alimentos 
enriquecidos a partir de matrices de frutas o vegetales, que además de proveer naturalmente 
grandes cantidades de fibra, minerales, vitaminas y otros compuestos imprescindibles para el 
metabolismo, permitan la aplicación de técnicas específicas para la introducción de 
compuestos bioactivos adicionales, sin destruir la matriz vegetal inicial, y que presenten una 
alta biodisponibilidad al momento del consumo. 
El objetivo general de esta investigación ha sido evaluar la respuesta de una matriz 
frutícola porosa (manzana), sometida previamente a diferentes tipos de impregnación (a vacío 
y a presión atmosférica) con calcio como CFA, a lo largo del proceso de deshidratación en 
corriente de aire, en sus propiedades físico-químicas y estructurales, de modo de desarrollar 
nuevos productos frutihortícolas que, además de mantener características sensoriales de 
 6 
excelencia, contribuyan a mejorar la salud y/ó reducir el riesgo de enfermedades en la 
población. 
 
Los objetivos específicos han sido: 
 
A) Caracterizar el comportamiento material de la matriz frutícola fortificada con calcio 
(mediante impregnación a presión atmosférica o bajo vacío) a lo largo del proceso de 
deshidratación en corriente de aire, a través del estudio de: 
 
1- las propiedades de desorción 
2- los cambios de color 
3- las propiedades mecánicas 
4- la movilidad molecular del agua y de los biopolímeros 
5- la transición vítrea 
6- la micro y ultra-estructura 
 
B) Integrar los resultados para analizar la respuesta de la matriz a los métodos de 
impregnación con calcio y a la deshidratación en corriente de aire con miras al diseño de 
productos de frutas fortificadas con calcio de excelente calidad con diferente estabilidad físico-
química y microbiológica: 
 1- Frutas autoestables de larga vida útil, conservadas mediante deshidratación en corriente 
de aire hasta valores de humedad de monocapa. 
 2- Frutas de vida útil intermedia o corta, deshidratadas parcialmente a humedades 
intermedias (PVR ≈ 0,70-0,85) o altas (PVR ≈ 0,90-0,97), almacenadas a temperatura 
ambiente o en refrigeración. 
Las frutas totalmente deshidratadas podrán ser consumidas como snacks o incorporadas en 
yogurts; las de humedad intermedia y alta podrán destinarse al consumo directo o en productos 
de repostería, yogurts, helados, etc. 
 
 
 
 
 
 7 
2. INTRODUCCIÓN 
 
2.1. Alimentos funcionales 
 
2.1.1. Definición 
 
La ciencia de la nutrición ha estado tradicionalmente focalizada en identificar una dieta 
balanceada, aunque a partir de los últimos años este enfoque ha ido cambiando poniendo 
mayor énfasis en adquirir una nutrición optimizada, maximizando la expectativa de vida y su 
calidad, identificando ingredientes alimentarios que, cuando son agregados a una dieta 
balanceada, mejoran la capacidad del hombre de resistir a enfermedades y mejorar su salud. El 
desarrollo de alimentos funcionales manifiesta este cambio en los atributos que poseen y su 
relación con la dieta y la salud. Este hecho se ve claramente reflejado en la rápida expansión 
del mercado de alimentos funcionales y suplementos dietarios. En este aspecto, el Banco 
Internacional Rabo (2001) proyectó un crecimiento mundial del 100% en tan solo 5 años. 
Actualmente no existe una definición generalmente aceptada del término "alimento 
funcional", y tiende a ser entendido como un concepto más que como un grupobien definido 
de productos alimenticios. La “European Commission‟s Concertes Action on Functional Food 
Science in Europe” (FUFOSE) ha propuesto que “…un alimento puede ser considerado como 
funcional si se demuestra satisfactoriamente que afecta benéficamente a una o más funciones 
requeridas en el cuerpo, más allá de los efectos nutricionales adecuados, de manera que es 
relevante para mejorar la salud y/ó para reducir el riesgo de enfermedad. Un alimento 
funcional debe permanecer como alimento y debe demostrar su efecto en cantidades que 
puedan normalmente ser consumidas en la dieta: no es una pastilla o una cápsula, pero es parte 
del patrón normal del alimento…” (Diplock y col. 1999). 
Los alimentos funcionales podrían entonces definirse como “cualquier alimento en forma 
natural o procesada que, además de sus componentes nutritivos, contienen componentes 
adicionales que favorecen la salud, la capacidad física y el estado mental de una persona” 
(Vasconcellos, 2001). 
El consumo de alimentos funcionales ofrece la oportunidad de ingerir una dieta saludable 
balanceada con beneficios adicionales, y este aspecto desafía a la industria alimentaria a 
mejorar alimentos existentes y formular nuevos productos innovadores. Por lo tanto estos 
alimentos ofrecen al consumidor beneficios a la salud y a la industria nuevas posibilidades de 
mercado con productos de valor agregado. De acuerdo a este concepto, los alimentos 
 8 
funcionales pueden ser diseñados y desarrollados tanto como para un público en general como 
para grupos especiales tales como deportistas, infantes y pacientes enfermos. Es necesario 
aclarar que los componentes funcionales siempre han estado presentes en los alimentos, la 
novedad consiste en que a través de las investigaciones han empezado a ser identificados y se 
intenta determinar y manipular los beneficios concretos que pueden proporcionar. 
Al momento del diseño de nuevos productos dos aspectos importantes deben ser recalcados: 
por un lado el valor nutricional tradicional y, por el otro, la bioactividad ó funcionalidad más 
allá del valor nutritivo en sí (Tabla 2-1). El primero incluye alimentos diseñados 
convenientemente capaces de reemplazar una comida, tales como barras de cereal energéticas 
y bebidas y batidos asociados a programas de pérdida de peso, con una composición 
nutricional bien balanceada y alimentos fortificados con nutrientes. El segundo aspecto se 
refiere a la suplementación ó fortificación de alimentos con componentes fisiológicamente 
activos (CFA) tales como prebióticos, probióticos, fitoquímicos, péptidos bioactivos, ácidos 
grasos poliinsaturados, etc. Los alimentos diseñados de consumo diario ofrecen una excelente 
matriz para el desarrollo de estos productos. 
Es importante remarcar que los efectos de estos alimentos pueden ser divididos en: 
a) Efectos funcionales: como la modulación metabólica, la atenuación del colesterol, el 
equilibrio de la flora intestinal, la modulación inmunológica, la acción antioxidante, etc., que 
son acciones metabólicas fáciles de demostrar. 
b) Efectos sobre la salud: relacionados con la prevención y cura de enfermedades o 
reducción de riesgo de dolencias, que son más difíciles de probar. 
 
2.1.2. Tecnologías de obtención de un alimento funcional 
 
Entre las tecnologías más frecuentemente utilizadas en el desarrollo de alimentos 
funcionales se encuentran: 
- El mejoramiento de las técnicas tradicionales para la producción de plantas y animales, por 
ejemplo la alimentación controlada de animales con el fin de obtener huevos con bajo 
contenido de colesterol (Ogasahara y col. 1991). 
- El desarrollo de productos genéticamente modificados, por ejemplo arroz modificado con 
aumento en el contenido de β-caroteno y hierro (Xudong y col. 2000). 
- La ingeniería de la matriz, que apunta a la aplicación del conocimiento de la composición de 
matrices alimenticias, sus propiedades y estructura, por ejemplo la tecnología de los coloides 
(alimentos geles y emulsiones), extrudados, frituras, tortas, etc. (Fito y col. 1999). 
 9 
Tabla 2-1. Componentes alimenticios funcionales y propiedades fisiológicas correspondientes 
Componente Propiedades fisiológicas propuestas 
 
Vitaminas y 
minerales 
 
Varias: requeridas por el cuerpo en pequeñas cantidades para realizar 
funciones esenciales y se considera que contribuyen a la prevención de 
ciertas condiciones, ej.: calcio y prevención de la osteoporosis, 
antioxidantes como defensa ante los radicales libres. 
 
Fibra 
 
Soluble: disminuye los niveles de colesterol sérico y controla el índice de 
glucemia. Insoluble: aumenta el tránsito intestinal aliviando ó previniendo 
la constipación, demora la absorción de glucosa 
Extractos 
vegetales 
Varias: Gingseng, guaraná, gingko biloba: alivian la fatiga y el stress, 
aumentan la atención mental y la concentración. 
Prebióticos 
 
Equilibran la flora intestinal, mejoran el sistema inmunológico, alivian la 
digestión y disminuyen los signos de constipación 
Probióticos 
 
Equilibran la flora intestinal, fortalecen el sistema inmunológico, 
previenen enfermedades coronarias. 
Péptidos y 
proteínas 
Varias, ej.: caseína, inmunoglobulinas, lactoferrina: regulación de la 
presión arterial, regulación del sistema inmunológico 
Ácidos grasos 
esenciales 
Previenen enfermedades coronarias, estimulan el desarrollo psíquico. 
 
 
 
- La mezcla de Componentes Fisiológicamente Activos (CFA) con alimentos tradicionales, el 
cual es procedimiento más común en la industria alimenticia, útil para la formulación de 
productos líquidos (tales como leche enriquecida con calcio, hierro, vitaminas, etc.), geles 
(como yogures) y comidas reestructuradas (como cereales para desayuno, panes, etc.). El 
proceso tradicional es mantenido pero la composición del alimento cambia al incorporar el 
CFA. Esta tecnología no es apropiada para la producción de alimentos funcionales que tienen 
como requisito mantener las características de frescura (como alimentos con estructura 
celular). Los procesos de impregnación de matrices porosas, como el caso de los tejidos 
vegetales, por inmersión a presión atmosférica, en condiciones de vacío o por una combinación 
de impregnación a vacío seguida de largos periodos a presión atmosférica, pueden ser 
empleados para introducir un CFA en un tejido fresco y así obtener un alimento funcional 
manteniendo las características de frescura (Alzamora y col. 2005; Fito y col. 2001a). Los 
productos de frutas impregnados con el CFA pueden ser comercializados como tejidos 
 10 
mínimamente procesados o pueden ser deshidratados para hacerlos más estables (Fito y col., 
2001a, b). 
 
2.2. Calcio 
 
2.2.1. El calcio como componente fisiológicamente activo (CFA) 
 
El calcio (Ca2+) es un elemento esencial para el cuerpo humano, por lo cual debe ser 
obtenido a partir de la dieta. Sus diversas funciones incluyen tanto el mantenimiento de la 
integridad del esqueleto como la regulación de la excitabilidad nerviosa, la contracción 
muscular y la coagulación de la sangre. (Levenson & Bockman, 1994). 
El calcio, en sus diferentes sales, es uno de los componentes más utilizados en la actualidad 
en el diseño y desarrollo de alimentos funcionales. El mayor interés de este hecho radica en su 
relación con la prevención de la osteoporosis. 
 
 Composición y distribución del calcio en el cuerpo humano 
El calcio es uno de los elementos más abundante del cuerpo. Teniendo en cuenta la 
composición elemental del organismo, se encuentra en la quinta posición luego del oxígeno, el 
carbono, el hidrógeno y el nitrógeno; y constituye aproximadamente el 2 % del peso corporal 
(Food and Agriculture Organization of the United Nations/ World Health Organization 
(FAO/WHO), 2002). 
El 99% del calcio corporal se encuentra presente en el esqueleto unido a fosfatos 
conformando una estructura cristalina denominadahidroxiapatita cálcica [Ca10(OH)2(PO4)6], y 
está embebido en una red fibrilar de colágeno, donde contribuye a la estructura ósea, 
constituyendo el 25% de su masa seca. El 1% restante está distribuido entre los dientes y 
dentro de las células de los tejidos blandos, con sólo un 0,1% en los fluidos extracelulares 
(FEC) en forma ionizada, regulando diferentes funciones metabólicas de gran importancia para 
el normal funcionamiento del organismo (FAO/WHO, 2002). 
 
 Absorción, metabolismo y homeostasis 
El calcio de la ingesta se absorbe en el intestino por dos mecanismos que involucra dos 
procesos en función de su concentración: uno activo, saturable, y uno pasivo, no saturable. 
Si la ingesta es baja, el calcio es absorbido principalmente por el mecanismo de transporte 
activo en el duodeno; en cambio, a ingestas altas, una proporción del mismo se absorbe por 
 11 
transporte activo hasta saturación de las proteínas transportadoras mientras que el resto lo hace 
por simple difusión a lo largo de todo el intestino (Heaney y col., 1975; Bronner, 1997). 
El calcio absorbido se incorpora a los FEC. El calcio presente en plasma puede penetrar al 
esqueleto a través de la vía de formación de huesos. Por otro lado, el plasma también puede 
incorporar calcio por mecanismos de resorción desde los huesos, en función de los 
requerimientos metabólicos. 
Cerca del 1% del calcio óseo se encuentra en permanente intercambio con los FEC, y está 
disponible para mantener la homeostasis, conservando la concentración de calcio en plasma en 
sus valores normales. Este calcio se almacena principalmente en los extremos de los huesos 
largos. Existe además un pequeño porcentaje de calcio que se reabsorbe a nivel renal 
proveniente del calcio plasmático que se infiltra en el riñón. 
Tanto la absorción de calcio por transporte activo desde el duodeno como el intercambio 
entre huesos y los FEC involucran la acción conjunta de una serie de hormonas, entre ellas, 
hormonas derivadas de la vitamina D, parathormona y calcitonina. Las hormonas derivadas de 
la vitamina D, especialmente la 1,25-dihidroxicolecalciferol (1,25-OH-D3) ó vitamina D3, 
producen un aumento en la absorción del calcio intestinal al inducir la síntesis de las proteínas 
que participan en el transporte activo del mismo; de ser necesario, también actúan sobre la 
resorción ósea. Por otro lado, estas hormonas están implicadas en ciertas funciones 
metabólicas en las que participa el calcio. La parathormona actúa también en el incremento del 
calcio plasmático, pues se libera al plasma en respuesta a una disminución del mismo 
induciendo la producción renal de 1,25-OH-D3, lo cual provoca un rápido aumento en la 
absorción intestinal. También actúa sobre la reabsorción renal y la resorción ósea. La 
calcitonina tiende a disminuir la concentración de calcio plasmático debido a que actúa en la 
captura por parte de las células de los tejidos blandos y en la formación de los huesos 
(Bronner, 1997; Beers y col., 2003). La fracción no absorbida se elimina junto al calcio 
endógeno a través de las heces; la excreción urinaria de calcio proviene de la fracción de calcio 
plasmático que ha filtrado en riñón y que no ha sido reabsorbido, las pérdidas cutáneas ocurren 
en forma de sudor y exfoliación de la piel. La actividad física extenuante con sudoración 
aumenta las pérdidas, incluso en personas con bajas ingestas. La inmovilidad del cuerpo por 
reposo en cama por tiempo prolongado también aumenta las pérdidas de calcio en respuesta a 
la falta de tensión sobre los huesos. 
 
 Biodisponibilidad 
 12 
El principal requisito para la absorción del calcio es que debe estar presente en el tracto 
gastrointestinal en forma hidrosoluble y no precipitado. Cuanto mayor es la necesidad y menor 
el suministro por la dieta, más eficaz será su absorción. El aumento de las necesidades en el 
crecimiento, el embarazo, la lactancia, deficiencias del calcio y grados de ejercicio que 
originan una densidad ósea elevada incrementarán la absorción de calcio. 
Diversos factores influyen de manera favorable en la absorción, aunque también existen 
otros que la perturban. 
 Favorecen la absorción: 
- Vitamina D: la ingesta adecuada y/ó su síntesis por exposición solar promueven la absorción 
como ya se ha detallado previamente. 
- pH ácido: aumenta la solubilidad de las sales de calcio. 
- Lactosa: estimula la absorción en personas con una provisión normal de lactasa; sin embargo 
cuando hay deficiencia de esta enzima, la lactosa inhibe la absorción. 
- Lípidos: cantidades moderadas de grasa aumentan el tiempo de tránsito por el tubo digestivo, 
lo que permite mayor tiempo para la absorción mineral 
 Perturban la absorción: 
- Ácido oxálico (presentes en la espinaca y acelga), ácido fítico y fibra dietaria (presentes en la 
cáscara de granos, semillas y frutas secas) y algunas grasas, con las cuales forman complejos 
insolubles. Estas sustancias afectarían la absorción del calcio presentes en el alimento que las 
contiene y no al calcio contenido en otros alimentos que son consumidos al mismo tiempo 
(Standing Committee on the Scientific Evaluation of Dietary Reference Intakes (SCSEDRI), 
1997; United States Department of Agriculture (USDA), 2003) 
- Envejecimiento: la eficiencia de la acción de las hormonas implicadas en la absorción tiende 
a disminuir con la edad. La absorción neta de calcio en niños y adolescentes se encuentra 
alrededor del 60%, mientras que en el adulto la absorción disminuye hasta el 15-20% y más 
aún con el aumento de la edad (SCSEDRI, 1997) 
- El estrés mental o físico tiende a disminuir la absorción y a aumentar la eliminación. La 
motilidad gastrointestinal excesiva disminuye la posibilidad de absorción. 
 Existen a su vez ciertos componentes que aumentan la excreción del calcio ingerido: 
- Sodio: El calcio urinario está relacionado con el sodio urinario, y la administración de sodio 
incrementa la excreción de calcio aparentemente debido a que el sodio compite con el calcio 
en el mecanismo de reabsorción a nivel renal. La relación sodio/calcio es 1% molar 
(FAO/WHO, 2002; Heaney, 1996) 
- Proteínas: al igual que el sodio, las proteínas de la dieta, particularmente de origen animal, 
 13 
provocan un aumento del calcio urinario. Alrededor de 1 mg de calcio se excreta en la orina 
por cada 1 g de proteína ingerida (Heaney, 1993; Heaney, 1996). Aparentemente los grupos 
fosfato y sulfato provenientes del metabolismo de las proteínas animales ingeridas 
acomplejarían al calcio a nivel renal (FAO/WHO, 2002). 
- Cafeína y teofilina: el efecto está relacionado a la relación de consumo cafeína/calcio. Una 
taza de café provoca una pérdida de 3 mg de calcio (Heaney, 1996). Un consumo moderado de 
té (dos tazas) ó café (una taza) por día en mujeres jóvenes, cuya ingesta de calcio es adecuada, 
no tendría efectos negativos en sus huesos (Massey y col., 1993). 
- Ciertos medicamentos: glucocorticoides, diuréticos, laxantes, antiácidos que contienen 
aluminio ó magnesio, entre otros. 
 
 Rol biológico del calcio 
Las sales de calcio se encuentran en el esqueleto formando parte de la estructura del mismo, 
contribuyendo a su construcción y mantenimiento, otorgándole rigidez; además, el calcio óseo 
constituye el último reservorio del calcio iónico que circula por el plasma. Por otro lado, el 
calcio iónico actúa en el organismo regulando gran cantidad de procesos metabólicos, por lo 
que dependen del mantenimiento de una concentración adecuada de éste último. Entre ellos se 
encuentran (Wardlaw y col. 2004): 
- Regulador de la función de transporte de las membranas celulares en donde actúa como 
estabilizador de la membrana. 
- Regulador de la transmisión de iones a través de las membranas de organelas celulares. 
- Regulador de la liberación de neurotransmisores en las uniones sinápticas. 
- Mediador intracelular cumpliendo la funciónde segundo mensajero, por ejemplo, el ion 
Ca2+ interviene en la contracción de los músculos. 
- Regulador de la transmisión nerviosa y del latido cardíaco. 
- Regulador de la función de hormonas proteínicas y de la liberación o activación de enzimas 
intra y extracelulares. 
- El equilibrio adecuado de los iones de calcio, sodio, potasio y magnesio conserva el tono 
muscular y controla la irritabilidad nerviosa. 
 
 Rol del calcio en la salud y en la prevención de enfermedades 
Osteoporosis: La osteoporosis es un desorden complejo, multifactorial (edad, raza, sexo, 
talla corporal, antecedentes familiares, menopausia prematura, ingestión limitada de calcio 
durante la vida, ejercicio limitado, tabaquismo, consumo de alcohol y uso prolongado de 
 14 
hormonas tiroideas exógenas en exceso), caracterizado por la reducción asintomática en la 
masa del hueso por unidad de volumen (densidad ósea) (DiSilvestro, 2005). La pérdida ósea es 
un proceso normal que se inicia en la vida adulta y continúa hasta la vejez. La composición 
ósea no varía pero disminuye la masa y su densidad. Cuando la pérdida de esta última se torna 
tan aguda que el esqueleto es incapaz de soportar los esfuerzos usuales, se presenta la 
osteoporosis, un trastorno que se caracteriza por la presencia de huesos frágiles y porosos que 
pueden dar origen a fracturas. Previo a la osteoporosis puede presentarse la osteopenia. Ambas 
enfermedades pueden resultar de una ingesta baja tanto de calcio como de vitamina D, de una 
baja absorción ó de una alta excreción de calcio. Cuando la ingesta de calcio es baja ó su 
absorción es pobre, la fragilidad ósea y las quebraduras ocurren debido a que el organismo 
debe utilizar el calcio almacenado en los huesos para mantener normales sus funciones 
biológicas, tales como la regulación nerviosa y muscular (DiSilvestro, 2005). 
La prevención es preferible al tratamiento, pues es imposible producir elevada densidad 
ósea una vez que se presenta la osteoporosis. El tratamiento sólo está limitado a evitar el 
avance de la enfermedad. Como el calcio está íntimamente relacionado a la salud ósea, tiene 
sentido tomar al calcio como un factor en la prevención de la enfermedad, a pesar de que la 
misma es multifactorial por naturaleza. La estrategia principal en la prevención es maximizar 
la ganancia de masa ósea durante el período activo de crecimiento y desarrollo óseo y 
minimizar su pérdida en la adultez. El pico de masa ósea se alcanza alrededor de los 30 años 
de edad, y la pérdida de densidad ósea se acelera en la vejez, principalmente en las mujeres 
después de la menopausia (DiSilvestro, 2005). Por esta razón esta enfermedad aparece con 
mayor frecuencia en las mujeres postmenopáusicas. En 1993 la Food & Drug Administration 
(FDA) autorizó un rótulo para alimentos en relación al calcio y la osteoporosis basado en 
adecuada evidencia científica, en el cual declara que una inadecuada ingesta de calcio es un 
factor que puede provocar una disminución en el pico de densidad ósea y es considerado un 
factor de riesgo de osteoporosis, el rótulo declara que: “La ingesta adecuada de calcio a lo 
largo de la vida está relacionada a reducir el riesgo de osteoporosis a través del mecanismo de 
optimización del pico de masa ósea durante la adolescencia y la adultez temprana y la 
disminución de la pérdida ósea en la edad adulta” (FDA, 1993) 
Osteomalacia: La osteomalacia, llamada en ocasiones “raquitismo del adulto”, suele 
presentarse por ausencia concurrente de vitamina D y un desequilibrio en la ingestión calcio-
fósforo. Se caracteriza por la incapacidad de mineralización de la matriz ósea que origina una 
disminución del contenido mineral del hueso. 
Raquitismo: Es una enfermedad relacionada con la mal formación de los huesos en niños 
 15 
debido a una mineralización deficiente de la matriz orgánica. Se la atribuye principalmente a 
una deficiencia de vitamina D; como la misma participa en la absorción del calcio se infiere 
que el déficit de calcio también puede contribuir al raquitismo. Los huesos raquíticos no 
pueden sostener el peso y tensión ordinaria, por lo que resulta en un aspecto de piernas 
arqueadas, rodillas confluentes, tórax en quilla y protuberancia frontal del cráneo (DiSilvestro, 
2005). 
Tetania: Niveles muy bajos de calcio en sangre aumentan la irritabilidad de las fibras y los 
centros nerviosos, lo que resulta en espasmos musculares conocidos como calambres, una 
condición llamada tetania. 
Presión sanguínea: Si bien el calcio participa en muchos procesos fisiológicos que influyen 
en la presión arterial, no se ha demostrado hasta qué grado se afectan estos mecanismos por el 
calcio de la dieta. Aparentemente tendría un efecto reductor de la presión sanguínea y, por 
ende, según varios estudios, disminuiría el riesgo de hipertensión, pero hasta el momento este 
efecto es especulativo (DiSilvestro, 2005). Pudiera ser que sólo un grupo menor de hipertensos 
“sensibles al calcio” responda a un aumento de su ingestión. 
Alteraciones en los lípidos plasmáticos: En varios estudios se ha propuesto que la ingesta 
alta de calcio reduciría el colesterol sérico, además de otros efectos en los lípidos del plasma. 
El calcio se uniría a los lípidos formando complejos insolubles, lo cual inhibiría la absorción 
intestinal del colesterol, reduciría la reabsorción de la bilis, lo cual aceleraría la degradación 
del colesterol y disminuiría la absorción de grasas, sin embargo, estos resultados no son 
totalmente consistentes (DiSilvestro, 2005). 
Regulador del peso corporal: Varios estudios relacionan una ingesta alta de calcio con la 
disminución del peso corporal. Se han propuesto dos procesos para explicar este hecho, por un 
lado, se conoce que altos niveles de calcio en la ingesta disminuye la secreción de 1,25-OH-D3 
y parathormona, lo cual provoca el colapso de las grasas y evita su acumulación en las células; 
por otro lado, el calcio acompleja grasas en el tracto digestivo previniendo y/ó disminuyendo 
su absorción y eliminándolas en las heces (DiSilvestro, 2005). 
Cáncer: Se cree que la ingesta de calcio estaría relacionada con la disminución del riesgo de 
contraer cáncer de colon, aunque al momento los estudios no son totalmente consistentes. 
Algunos estudios indican que el calcio estaría involucrado en una serie de eventos de señales 
complejas que afectaría la estructura y funcionalidad de las células del colon. Ciertos estudios 
indican la posibilidad de que el calcio iónico en el lumen acompleje sustancias citotóxicas 
hidrofóbicas, particularmente grasas y ácidos biliares, que promueven el desarrollo de cáncer 
de colon, y formen jabones de calcio que precipitan en el lumen y se eliminan en las heces, lo 
 16 
cual reduciría la exposición del epitelio intestinal a sustancias potencialmente tóxicas, pero se 
requieren mayores estudios para confirmar este efecto (DiSilvestro, 2005). 
 
 Toxicidad 
Una ingesta elevada de calcio y la presencia de un elevado nivel de vitamina D podría 
constituir una fuente potencial de hipercalcemia (elevados niveles de calcio en plasma) lo que 
favorecería la calcificación excesiva de los huesos y tejidos blandos, a la vez que podría actuar 
como antagonista en la absorción de hierro y zinc. Sin embargo se requieren dosis muy 
elevadas de calcio para que se presenten estos efectos. La FAO/WHO (2002) recomienda una 
ingesta máxima de 3 g por día. 
 
2.2.2. Ingestas recomendadas 
 
Una dieta adecuada y equilibrada es la que satisface todas las necesidades nutricionales de 
una persona para el sostén, reparación, procesos de la vida, y crecimiento o desarrollo. Incluye 
todos los nutrientes en cantidades adecuadas y en proporción entre sí. La ausencia de un 
nutriente esencial puede afectar la disponibilidad, absorción, metabolismo o necesidades 
dietéticas de otros. El conocimiento cada vez mayor de las interrelacionesentre nutrientes 
resalta el principio de conservar la variedad de los alimentos a fin de proporcionar la dieta más 
completa. Es importante resaltar que cualquier nutriente puede ser necesario o tóxico según la 
cantidad administrada, por lo que se debe tener en cuenta que en un cierto rango de ingesta se 
cubren las necesidades y que por encima de un cierto valor pueden aparecer signos de 
toxicidad. 
La mayoría de los documentos definen “Ingestas Recomendadas de Nutrientes” (IR) a las 
cantidades promedio diarias per cápita de nutrientes esenciales que, basadas en experiencias 
científicas, se consideran suficientes para cubrir las necesidades fisiológicas de la mayor parte 
de la población, de un determinado grupo etario. El término IR es una expresión general que 
involucra tres tipos importantes de valores de referencia: Dosis Diaria Recomendada (DDR) 
Ingesta Adecuada (IA) y Niveles de Ingesta Máximos Tolerables (IMT). 
Las DDR recomiendan el promedio diario de ingesta que es suficiente para satisfacer los 
requerimientos de un nutriente en un 97-98 %. Una IA se establece cuando no existen 
suficientes estudios científicos disponibles para establecer una DDR. Las IA se acercan ó 
exceden el contenido necesario del nutriente para mantener el estado nutricional adecuado en 
la mayoría de los individuos de una edad específica pertenecientes a un mismo grupo étnico. 
 17 
Por el contrario, las IMT se refieren a la ingesta diaria máxima en la cual no se observarían 
efectos adversos. Las cifras de IR de nutrientes y los criterios utilizados no son definitivos, 
sino que están en permanente revisión. Desde 1993 las revisiones están a cargo del Comité del 
Food & Nutrition Board de los Estados Unidos con el Instituto de Medicina, la Academia 
Nacional de Ciencias y el Instituto de Salud de Canadá. 
En el caso del Ca2+, el Comité de las IR fijó una Ingesta Adecuada (IA) en lugar de DDR en 
base a los siguientes aspectos: 
- la incertidumbre inherente a los métodos de balance que forman parte del modelo de máxima 
retención, 
- la falta de acuerdo entre los datos observados en la población (Food & Nutrition Board; 
National Research Council, 1989) y los datos experimentales obtenidos en laboratorio, 
- la falta de estudios longitudinales que puedan verificar la asociación entre los datos 
experimentales, derivados de la ingesta de calcio para la máxima retención, la pérdida de 
masa ósea por períodos prolongados y su secuela clínica sobre la incidencia de fracturas. 
Por ello, la IA de calcio representa una aproximación a la ingesta que parecería suficiente 
para mantener un adecuado estado nutricional; sin embargo se reconoce que podrían existir 
ingestas inferiores adecuadas para algunos grupos. Existe una amplia variación en las ingestas 
de calcio entre países y/ó grupos étnicos debido a diferentes hábitos alimenticios, factores 
genéticos, estilos de vida, factores geográficos, etc.; sin embargo se observa una relación entre 
la ingesta adecuada de calcio, el consumo de proteínas de origen animal y el tipo de alimentos 
consumidos diariamente. Las ingestas menores de calcio se encuentran en los países en vías 
de desarrollo, como los países asiáticos, africanos y latinoamericanos en donde el consumo de 
proteínas animales es bajo respecto a los países desarrollados, Estados Unidos, Canadá y 
Europa, en donde su consumo es mayor y la ingesta de calcio es mayor. La Tabla 2-2 muestra 
las ingestas de calcio y proteínas provenientes de diferentes fuentes alimenticias en diferentes 
regiones del mundo. 
 
 Poblaciones en riesgo 
 A lo largo del crecimiento se requiere un balance positivo de calcio, particularmente 
durante los dos primeros años de vida y durante la pubertad y la adolescencia. Estos grupos de 
edad constituyen la población en riesgo de déficit de calcio, al igual que las mujeres 
embarazadas (principalmente en el tercer trimestre de gestación), en período de lactancia y 
postmenopáusicas, y probablemente hombres mayores. 
 
 18 
Tabla 2-2. Ingestas de proteínas y calcio en diferentes regiones del mundo (1987-1989) 
 Región 
Proteína (g) Calcio (mg) 
Total Animal Vegetal Total Animal Vegetal 
USA y Canadá 108.7 72.2 36.5 1031 717 314 
Europa 102.0 59.6 42.4 896 684 212 
Oceanía 98.3 66.5 31.8 836 603 233 
Otros desarrollados 91.1 47.3 43.8 565 314 251 
Todos desarrollados 103.0 60.1 42.9 850 617 233 
África 54.1 10.6 43.5 368 108 260 
Latinoamérica 66.8 28.6 38.2 476 305 171 
Otros en desarrollo 55.8 22.7 33.1 432 140 292 
Todos en desarrollo 59.9 13.3 46.6 344 138 206 
 Fuente: FAO Yearbook, 1990 
 
 
Infancia: ciertos estudios indican que la absorción de calcio proveniente de la leche vacuna 
es menor que la proveniente de la leche humana. De acuerdo a esta información las 
recomendaciones para bebés e infantes son diferentes en función de la fuente de la leche 
consumida (Tabla 2-3) 
Prematuros: Es necesario proporcionar calcio y fósforo adecuados para la mineralización 
ósea óptima de los prematuros en crecimiento, aunque no se han definido con precisión las 
raciones recomendadas de estos nutrientes (Greer & Tsang, 1985). Dos tercios del contenido 
de calcio y fósforo del cuerpo de los recién nacidos a término se acumula durante el último 
trimestre de la gestación. Los prematuros no tienen este depósito mineral intrauterino. Se han 
elaborado fórmulas para satisfacer las necesidades de nutrientes y fisiológicas únicas de niños 
con peso bajo al nacer, diferentes a las fórmulas estándar. La cantidad y calidad de nutrientes 
que contienen estos productos promueve el crecimiento a los índices intrauterinos. 
Embarazo: se genera un incremento en la absorción. Las mujeres embarazadas presentan 
consecuentemente varios ajustes en el metabolismo del calcio, en gran parte por la influencia 
de factores hormonales, de modo de promover la retención progresiva de calcio para satisfacer 
el incremento cada vez mayor de las demandas del esqueleto fetal para la mineralización. La 
Dosis Diaria Recomendada de calcio durante el embarazo proporciona entre 200 y 300 mg 
adicionales sobre lo que se recomienda para mujeres adultas (Tabla 2-3) (Mahan & Arlin, 
 19 
1996). 
Menopausia: en la menopausia se presenta una excreción de calcio urinaria más elevada, a 
la vez que la absorción del mineral es menor, por lo cual se genera un balance de calcio 
negativo que se refleja en una pérdida ósea de un 0,5-1% anual a partir de esta edad para 
mantener la homeostasis. Por eso se recomienda una ingesta adicional de calcio de alrededor 
de 300 mg en este período para contrarrestar las pérdidas urinarias (Tabla 2-3) 
 
 
Tabla 2-3. Ingestas recomendadas de calcio (mg/día) en países desarrollados y en desarrollo 
basadas en un consumo de 60-80 g y 20-40 g de proteínas de origen animal respectivamente. 
 Ingesta recomendada (mg/día) 
Grupo 
Países 
desarrollados 
Países 
en desarrollo 
Infantes y niños 
0-6 meses 
 Leche humana 300 300 
 Leche vacuna 400 400 
7-12 meses 400 450 
1-3 años 500 500 
4-6 años 600 550 
7-9 años 700 700 
Adolescentes (10-18 años) 1300a 1000a 
Adultos 
Mujeres 
19 años hasta menopausia 1000 750 
Post-menopausia 1300 800 
Hombres 
19-65 años 1000 750 
65 + 1300 800 
Embarazadas (último trimestre) 1200 800 
En Lactancia 1000 750 
 a Particularmente durante el desarrollo acelerado 
 Fuente: FAO/WHO, 2002 
 20 
 Recomendaciones por grupos 
Los cálculos de los requerimientos propuestos se basan en los estudios existentes que, en su 
mayoría, han sido conducidos en los países desarrollados, por lo cual no necesariamente se 
aplican a otros países con diferenteshábitos alimenticios y estilos de vida. En forma particular, 
la ingesta o no de cualquier nutriente que afecte la absorción ó la excreción de calcio influye 
en los requerimientos del mineral; principalmente posee gran influencia la ingesta de altos 
niveles de proteína animal y de sodio, y la vitamina D, como ya se ha detallado previamente. 
La Tabla 2-3 muestra las ingestas recomendadas según la FAO/WHO para países 
desarrollados, en donde el consumo proteico de un adulto es de un 60-80 g, y en vías de 
desarrollo, en donde el consumo proteico de un adulto es de 20-40 g de proteínas de origen 
animal. Es necesario resaltar que las IR están diseñadas para aplicarse a grupos específicos de 
población; sin embargo, pueden utilizarse en forma apropiada para estimar el riesgo de 
carencia de nutrientes de personas si se promedian las ingestas durante un tiempo suficiente 
(Food and Nutrition Board, 1989). Sería erróneo suponer que las personas cuyas dietas no 
satisfacen la DDR necesariamente sufren de desnutrición, ya que la IR incluye el margen de 
seguridad que permite variaciones individuales. Por esta razón con frecuencia se utilizan 
límites arbitrarios (ej. 75% de IR) como niveles bajo los cuales se considera que la ausencia de 
nutrientes individuales es un elemento de riesgo. Tampoco es válido suponer que, si las 
ingestas promedio de nutrientes por un grupo de población satisfacen los estándares de IR, no 
existe desnutrición en personas dentro de ese grupo. Por ello, la IA de calcio representa una 
aproximación a la ingesta que parecería suficiente para mantener un adecuado estado 
nutricional. 
Estas ingestas pueden alcanzarse con dietas apropiadas. En el caso de patrones alimentarios 
asociados con bajo ingreso de calcio (ej.: dietas pobres en productos lácteos ó dietas 
vegetarianas) se puede suplementar con alimentos funcionales cuyo elemento funcional sea el 
calcio, como es el caso de frutas impregnadas con calcio, evitando o reduciendo de este modo 
la suplementación medicamentosa de este nutriente. 
 
2.2.3. Fuentes alimenticias de calcio 
 
Los productos lácteos, principalmente la leche y el yogurt, constituyen los productos que 
más aporte de calcio y mejor biodisponibilidad poseen. Sin embargo existen otras fuentes 
alimenticias que aportan este mineral, aunque en muy baja proporción, por lo que se requiere 
un elevado consumo de estos productos para alcanzar la IR, aunque hay que tener en cuenta la 
 21 
biodisponibilidad del mismo. La Tabla 2-4 muestra algunas fuentes alimenticias comunes, y el 
aporte de calcio que provee una porción de cada una de ellas. 
Debido a que los vegetales tales como el brócoli y la espinaca poseen sustancias que 
disminuyen la absorción del mineral se requieren grandes cantidades de estos alimentos para 
obtener la misma cantidad de calcio que posee un vaso de leche, la cual constituye una de las 
fuentes más ricas y de fácil absorción. Según la USDA (2003) el contenido de calcio de un 
vaso de leche entera equivale a un vaso de yogurt ó a 8 tazas de espinaca hervida ó a 2 ¼ tazas 
de brócoli cocido, considerando la diferente biosdisponibilidad de estos alimentos. Por otro 
lado, existen actualmente una amplia variedad de alimentos enriquecidos ó fortificados con el 
mineral, como es el caso de ciertas bebidas, jugos de frutas, lácteos y cereales. 
La ingesta inadecuada de productos ricos en calcio puede explicar porque muchas 
poblaciones presentan deficiencias de este mineral. 
 
 
Tabla 2-4. Fuentes alimenticias y aporte de calcio de una porción de las mismas 
Alimento Calcio (mg) % IR 
Yogurt, bajo en grasas, 1 pote 200 g 277 28% 
Yogurt entero, 1 pote 125 g 126 13% 
Sardinas, enlatadas en aceite, 90 g 324 32% 
Queso Cheddar, 1 porción 45 g 306 31% 
Leche, descremada, 1 vaso 200 cc. 290 29% 
Leche, entera (3,25% grasa láctea), 1 vaso 200 cc. 280 28% 
Queso muzzarella, 1 porción 45 g 275 28% 
Espinaca cocida, ½ taza 120 12% 
Helado de crema, ½ taza 85 8,5% 
Repollo crudo, 1 taza 74 7% 
Pan blanco, 1 unidad 30 g 31 3% 
Brócoli crudo, ½ taza 21 2% 
Pan integral, 1 rodaja 20 2% 
Queso crema, 1 cucharada 12 1% 
 Fuente: USDA, 2003 
 
 22 
 Suplementos 
Existen alrededor de 11 suplementos de calcio disponibles en el mercado y cientos de 
diferentes formulaciones, consumibles en forma de píldoras ó como componente en alimentos 
fortificados. La FDA (1993) ha aprobado una serie de compuestos para ser utilizados como 
suplementos basados en los efectos positivos que poseen en la salud ósea. Entre ellos se 
encuentran: 
Carbonato de calcio: es una forma relativamente insoluble de calcio, especialmente a pH 
neutro. Tiene un contenido elevado de calcio (40% p/p) comparada con otras sales de calcio y 
es barata. Una dosis muy elevada puede producir problemas gastrointestinales, como 
constipación o hinchazón. Por lo tanto, debido a su efecto antiácido, no es aconsejable a largo 
plazo en personas con problemas de salud gastrointestinal. 
Calcio coral: es un tipo de carbonato de calcio que origina diversas controversias acerca de 
su biodisponibilidad y toxicidad, pero no existen investigaciones suficientes para afirmarlas. 
Se han detectado elevados niveles de plomo y aluminio que podrían superar los niveles 
máximos permitidos de metales. 
Citrato de calcio: es una formulación muy popular. Los preparados de citrato tienen un bajo 
contenido de calcio (21% p/p) pero son considerados mucho más solubles que el carbonato de 
calcio. El ión citrato ayudaría a modular la propensión para el desarrollo de cálculos renales. 
Fosfatos de calcio: estos productos son normalmente insolubles y como contiene cantidades 
considerables de fosfato, el uso está limitado en pacientes con deficiencia renal crónica. 
Gluconato de calcio: tiene un bajo contenido de calcio (9% p/p), pero es el suplemento 
utilizado en forma intravenosa para el tratamiento de hipocalcemia. A su vez, es el utilizado en 
las fórmulas alimenticias infantiles. 
Lactato de calcio: con un contenido de calcio de 13% (p/p), es una fuente soluble apropiada 
para la fortificación de leche debido a su aspecto natural, elevada solubilidad y “flavor” neutro. 
Es más cara que las sales inorgánicas simples, pero en ratas se ha demostrado que posee mejor 
biodisponibilidad a nivel óseo que el carbonato y el citrato (DiSilvestro, 2005; Levenson & 
Bockman, 1994) 
Muchos profesionales de la salud e investigadores afirman que el citrato de calcio posee una 
mejor absorción potencial que los demás suplementos, y que si bien el carbonato está 
calificado como el de menor absorción, posee buena funcionalidad, es barato y requiere menor 
acomplejamiento debido a una mayor relación de peso calcio/complejo total). 
A pesar de que muchas de las sales de calcio son insolubles o parcialmente solubles en 
agua, el pH de la flora intestinal y la presencia de otras sustancias en la dieta pueden afectar de 
 23 
manera importante la solubilidad, como ya se ha detallado anteriormente. Los compuestos 
orgánicos de calcio son más solubles que los inorgánicos. 
En algunos alimentos y bebidas la sal de calcio debe ser soluble. El gluconato o el lactato 
son moderadamente solubles, aunque es posible mantener la sal insoluble mediante el uso de 
estabilizantes y emulsificantes, como en el caso de la leche y bebidas lácteas, en las que es 
necesario mantener el calcio en suspensión. 
La mayoría de los productos funcionales desarrollados con calcio han sido bebidas a base 
de soja y jugos de fruta, generalmente enriquecidas con calcio y vitamina C. En la mayoría de 
los casos el pH de los jugos y las bebidas de fruta está por debajo de 4,5 proporcionando un 
ambiente ácido que aumenta la solubilidad de ciertas sales de calcio, aunque la estabilidad a 
largo plazo de la sal disuelta es crucial.2.2.4. Fortificación con calcio de tejidos vegetales 
 
Gras y col. (2003) estudiaron la fortificación con calcio de diferentes tejidos vegetales 
(berenjena, hongos y zanahoria) mediante impregnación a vacío, analizando la interacción del 
calcio con el tejido y la modificación de las respuestas mecánicas frente a la impregnación. La 
capacidad de impregnación con calcio de tejido de manzana por diferentes técnicas 
(impregnación a presión atmosférica ó al vacío) y el efecto de estos tratamientos sobre las 
propiedades mecánicas fueron estudiados por Anino y col. (2001, 2002, 2003). González 
Fesler y col. (2008) estudiaron el efecto de la fortificación de manzana con calcio mediante 
técnicas de impregnación, con y sin escaldado previo, en la cinética de secado. Tapia y col. 
(2003) aplicaron la impregnación a vacío a cilindros de melón para incorporar calcio y zinc. 
Ortiz y col. (2001, 2003) estudiaron el comportamiento de hongos previamente escaldados 
durante la impregnación con calcio bajo condiciones de vacío. El escaldado a bajas 
temperaturas fue aplicado por Indaco (2005) y por Pérez-López y col. (2002) para fortificar 
papa cortada en placas y papaya respectivamente. Por otro lado, González Fesler (2003) 
estudió la biodisponibilidad del calcio incorporado en tejido de manzana (por medio de 
tratamientos de impregnación a presión atmosférica) mediante estudios con ratas, encontrando 
una alta biodisponibilidad (≈ 80 %), lo cual indicaría que la impregnación con sales de calcio 
en tejido de manzana es un vehículo para proveer fácilmente calcio absorbible. 
 
2.3. Descripción del tejido vegetal 
 
 24 
 Los frutos usualmente se consideran como el órgano reproductivo de las plantas, 
conteniendo las semillas. Poseen generalmente alto contenido de azúcar, acidez relativamente 
elevada y perfume pronunciado. Los vegetales generalmente son reconocidos como las partes 
no reproductivas de las plantas, como las raíces, hojas o tallos. Sin embargo, la distinción entre 
frutas y vegetales no está del todo clara, y el uso común de los términos a veces no coincide 
con la clasificación botánica estricta (Edwards, 1999). 
 
2.3.1. Estructura tisular 
 
La estructura de una planta a toda escala es en su mayoría anisotrópica, heterogénea y no 
continua, y por lo tanto exhibe una considerable variabilidad en su construcción (Jackman y 
Stanley, 1995). 
Cada una de las distintas partes de la planta es un órgano de la misma, el cual está 
constituido por diferentes tipos de tejidos. Los tejidos pueden definirse como grupos de células 
estructural y/ó funcionalmente características. Los tejidos que se componen de un solo tipo de 
células se denominan tejidos simples, mientras que aquellos que se componen de dos ó más 
tipos de células reciben el nombre de tejidos complejos. El parénquima, el colénquima y el 
esclerénquima son simples, mientras que el xilema y el floema son complejos. Estos tejidos se 
encuentran en la planta organizados en tres sistemas, revelando una similitud básica de los 
diferentes órganos y la continuidad del cuerpo vegetal. Estos sistemas son: 1) Fundamental, 2) 
Vascular y 3) Epidérmico (Raven y col., 1992). 
 
 Sistema fundamental 
 Se encuentra compuesto por tres tejidos principales que conforman el elemento básico de la 
planta: el parénquima, el colénquima y el esclerénquima, siendo el parénquima el más 
abundante. 
El tejido parenquimático es el progenitor de todo el resto de los tejidos. Sus células se 
encuentran formando masas continuas en la corteza de los tallos y raíces, en el mesófilo de las 
hojas y en la pulpa de los frutos, además forman cordones verticales y horizontales en los 
tejidos vasculares. Las células parenquimáticas son típicamente células vivas, capaces de 
crecer y dividirse. Tienen diversas formas; con frecuencia son poliédricas, pero pueden ser 
estrelladas o muy alargadas. El parénquima está implicado en actividades que dependen del 
protoplasto vivo, como la fotosíntesis, el almacenamiento de reservas, la cicatrización de 
heridas, la regeneración de tejidos, la secreción y la formación de nuevos vástagos y raíces 
 25 
adventicias; además pueden tener un papel en el movimiento del agua y en el transporte de 
nutrientes (Raven y col., 1992). 
Dependiendo del arreglo espacial y tamaño relativo de las células, el tejido tiene cantidades 
significativas (1-25%) de espacios intercelulares llenos de aire que tienen un impacto 
considerable en las propiedades mecánicas (Jackman & Stanley, 1995). 
El colénquima y el esclerénquima son tejidos mecánicos de sostén de la planta. Las células 
del colénquima aparecen formando cordones discretos o cilindros continuos en tallos, hojas, 
partes florales, frutos y raíces. La forma de las células varía desde prismática corta a muy 
alargada; generalmente tienen paredes desigualmente engrosadas (Esau, 1982). El colénquima 
es plástico y se deforma irreversiblemente cuando crece el órgano en que se encuentra (Fahn, 
1985). Las células del esclerénquima pueden desarrollarse en cualquier parte del cuerpo 
vegetal. Poseen paredes secundarias gruesas, a menudo lignificadas, por lo cual cumplen una 
función de refuerzo importante, así como de soporte. Son células muertas y se distinguen dos 
tipos celulares: esclereidas y fibras. Las esclereidas varían en forma desde poliédrica hasta 
alargada y pueden ser ramificadas. Las fibras generalmente son células largas y delgadas 
(Esau, 1982). Las células del esclerénquima tienen propiedades elásticas, al contrario que las 
del colénquima que son plásticas (Fahn, 1985). 
 
 Sistema vascular 
Está compuesto de dos tipos de tejidos conductores, el xilema (conductor de agua) y el 
floema (conductor de nutrientes) 
El xilema es un tejido complejo que consta de varios tipos de células, de las cuales las más 
importantes son los elementos traqueales (traqueidas y tráqueas), que son células muertas 
implicadas fundamentalmente en el transporte de agua e iones disueltos, pero además 
desempeñan en algún grado una función de sostén (Fahn, 1985). El floema también es un 
tejido complejo. Se encuentra en el cuerpo de la planta junto al xilema. Está relacionado con la 
conducción y el almacenamiento de nutrientes y con el sostén. (Esau, 1982). Las células 
fundamentales del floema son los elementos cribosos, que conducen los productos de la 
fotosíntesis. Estos elementos de tubo criboso están unidos por sus extremos (Fahn, 1985). 
 
 Sistema dérmico 
Se encuentra representado por la epidermis, la cubierta protectora más externa del cuerpo 
vegetal. Las células epidérmicas forman una capa continua densamente trabada en la superficie 
del cuerpo de la planta proporcionando una considerable protección mecánica. Por otro lado, 
 26 
pueden contener estomas, relacionados con el intercambio gaseoso, y otros tipos de células 
especializadas para funciones específicas. Las paredes de las células epidérmicas en las partes 
aéreas están recubiertas por una cutícula que minimiza las pérdidas de agua y está formada 
mayoritariamente por cutina y cera (Raven y col., 1992). 
 
2.3.2. Estructura y componentes celulares 
 
La célula es la unidad fundamental de todos los organismos vivientes. 
Es una unidad dinámica que está permanentemente en intercambio con el medio 
circundante, por lo tanto, es un sistema abierto que, si bien siempre se modifica, esencialmente 
es siempre el mismo. 
Cada célula está constituida por una unidad que se encuentra dentro de la misma llamada 
protoplasma, el cual contiene en su interior diversas estructuras subcelulares y está rodeado por 
una frágil membrana semipermeable. Cada célula se encuentra aislada de otra célula por una 
pared y una membrana celular. 
Considerando su grado de organización interna, se distinguen dos tipos básicos de células: 
procariontes y eucariontes. Las células eucariontes son características de plantas y animales,exceptuando las algas azules y las bacterias, poseen un núcleo limitado por una membrana y 
otras organelas, mientras que las procariontes carecen de endomembranas y de un núcleo 
verdadero (Curtis, 1985). 
Una célula vegetal típica consta de una pared celular porosa y delgada, constituida por 
microfibrillas de celulosa embebida en una matriz integrada por hemicelulosa y pectina, que 
rodea un citoplasma delimitado por una membrana (plasmalema), un núcleo y una gran 
vacuola central, rodeada de otra membrana (tonoplasto) que la separa del citoplasma (Figura 
2-1). La presencia de pared celular es la característica fundamental que la diferencia de la 
célula animal. 
 
 Núcleo 
El núcleo es el sitio de control de todas las actividades de la célula, actuando como unidad 
directora y organizadora de las mismas. Se encuentra conformado por una membrana nuclear, 
nucleolos, cariolinfa y cromosomas. La membrana nuclear está constituida por dos membranas 
paralelas porosas, separadas por un espacio de grosor variable, que permiten el ingreso y 
egreso de macromoléculas. La membrana interna es un simple saco, pero la externa se continúa 
con el retículo endoplasmático. Los nucleolos son estructuras granulares, cuya función está 
 27 
 
 Figura 2-1. Esquema de una célula eucariota vegetal. 
 
 
asociada a la síntesis de ARN ribosomal. La cariolinfa es un líquido claro, incoloro, que se 
encuentra esparcido dentro del espacio nuclear. Los cromosomas son estructuras características 
de las células eucarióticas, que contienen el material genético celular en forma organizada, 
están formados por ADN y su forma varía según el período celular. 
 
 Citoplasma 
El citoplasma es una solución viscosa conformada mayormente por agua, que se encuentra 
en el protoplasma separado de la pared celular por una membrana denominada plasmalema, y 
de la vacuola por otra membrana llamada tonoplasto. En el mismo se encuentran embebidas 
una serie de estructuras membranosas llamadas organelas, cuyas funciones son fundamentales 
en el metabolismo celular. Comprende el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, 
mitocondrias, ribosomas, plástidos, sustancias ergásticas, etc. (Fahn, 1985). 
 
 Organelas citoplasmáticas 
- Retículo endoplasmático (RE): es una estructura tridimensional de membranas en forma de 
túbulos continuos plegados. Se encuentran recubriendo cavidades, sinuosidades y canales que 
PEROXISOMA 
NUCLEOLO NUCLEO MEMBRANA 
 NUCLEAR 
 
RETICULO ENDOPLASMATICO 
RUGOSO 
CLOROPLASTO 
 
CITOPLASMA 
RETICULO 
ENDOPLASMATICO LISO 
LAMINA MEDIA 
ESPACIO 
INTERCELULAR 
 
MITOCONDRIA 
 - LAMINA MEDIA 
 PARED RICA EN PECTINAS 
CELULAR - PARED RICA EN CELULOSAS / HEMICELULOSAS 
MEMBRANA PLASMATICA 
APARATO 
DE 
GOLGI 
VACUOLA 
 28 
corren a través de la célula. El RE rugoso (RER) presenta ribosomas adheridos a su superficie, 
mientras que el RE liso (REL) no. El RE comunica el núcleo con el citoplasma a través de sus 
membranas. En la célula vegetal, su función principal constituye la síntesis y procesamiento de 
proteínas, además de actuar como sistema de transporte intracelular. 
- Ribosomas: son pequeñas partículas compuestas de ARN y proteínas que se encuentran en 
forma libre en el citoplasma, adheridas externamente a las membranas del RE, en el núcleo, los 
cloroplastos y/ó las mitocondrias. Están involucrados en la síntesis de proteínas. 
- Aparato de Golgi: es un sistema de pilas de sacos circulares deprimidas, limitadas cada una 
por una membrana lisa. Está involucrado en el camino de secreción, recibiendo nuevamente 
proteínas y lípidos sintetizados en el RE, y actúa en el ensamblaje de los polisacáridos de la 
matriz de la pared celular. 
- Mitocondrias: son estructuras ovoides, membranosas, constituidas por proteínas y 
fosfolípidos. Constan de dos membranas, externa e interna; la interna forma invaginaciones 
dentro de la matriz, ambas poseen, en su superficie, miles de pequeñas partículas responsables 
de las actividades químicas de la mitocondria. La función principal de estas estructuras es la 
respiración celular, donde, mediante distintos procesos metabólicos, se encargan de extraer la 
energía de los enlaces químicos de los nutrientes que llegan a la célula. 
- Plástidos: existen diferentes clases, las principales las constituyen los cloroplastos, 
cromoplastos y leucoplastos. En los cloroplastos predomina la clorofila y su función está 
ligada a la fotosíntesis; además del sistema de captación de luz, los cloroplastos contienen 
enzimas que son las responsables de la reducción del carbono del CO2 a un azúcar simple. En 
los cromoplastos predominan pigmentos carotenoides. Los leucoplastos no poseen 
pigmentación, y actúan acumulando sustancias de reserva. 
- Sustancias ergásticas: son sustancias de reserva y materiales de desecho producidos por las 
células que no participan en el crecimiento de la misma. Entre éstas se encuentran resinas, 
gomas, alcaloides, almidón, algunas proteínas, aceites, etc. 
 
 Vacuola 
Puede ocupar hasta el 90 % del volumen de una célula madura. Es un compartimento 
rodeado por una membrana llamada tonoplasto, y está compuesta principalmente de agua en la 
cual están embebidas variadas sustancias orgánicas e inorgánicas tales como iones, azúcares, 
proteínas, ácidos orgánicos, taninos, flavonoides y otras sustancias. Su función principal es la 
de regular el contenido de agua y sustancias disueltas de la célula, regulando la presión 
osmótica, el almacenamiento de sustancias de reserva o la digestión, entre otras. Dentro de una 
 29 
célula puede existir más de una vacuola. 
 
 Membranas celulares 
Todas las membranas celulares están constituidas por una bicapa fluida de fosfolípidos con 
proteínas globulares asociadas que penetran de un lado o del otro de la membrana o se 
extienden enteramente a través de la misma, las cuales realizan la mayoría de las funciones y 
definen la especificidad de cada sistema de membrana. Los esteroides, como el colesterol, 
tienen un importante papel en la regulación de las propiedades físico-químicas de la membrana 
regulando su resistencia y fluidez. La bicapa lipídica actúa como una barrera de permeabilidad 
selectiva, lo que le permite seleccionar las moléculas que deben entrar y salir de la célula. 
La membrana citoplasmática ó plasmalema es una estructura que engloba a la célula, define 
sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el medio intracelular y el extracelular. 
La función básica de la misma es mantener el medio intracelular diferenciado del entorno. Esto 
es posible gracias a la naturaleza aislante en medio acuoso de la bicapa lipídica y a las 
funciones de transporte que desempeñan las proteínas. La combinación de transporte activo y 
transporte pasivo hacen de la membrana plasmática una barrera selectiva que permite a la 
célula diferenciarse del medio. De esta forma se mantiene estable el medio intracelular, 
regulando el paso de agua, iones y metabolitos, a la vez que mantiene el potencial 
electroquímico (haciendo que el medio interno esté cargado negativamente). 
El modelo de mosaico fluido propuesto por Singer & Nicolson (1972) describe la 
organización de lípidos y proteínas dentro de la membrana celular e ilustra cómo los rasgos 
mecánicos y fisiológicos de las membranas son definidos por las características físico-
químicas de varios componentes moleculares (Figura 2-2). Las proteínas (en violeta) serían 
como "icebergs" que navegarían en un mar de fosfolípidos (en lila). Nótese además que las 
cadenas de oligosacáridos (en verde) se hallan siempre en la cara externa, pero no en la interna. 
 
 Pared celular 
La pared celular se encuentra rodeando externamente al plasmalema. Es una estructura 
altamente organizada que contiene aproximadamente 65 % de agua y 35 % de diversos