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TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO La producción de alimentos en los países en vías de desarrollo, sobre, todo en el Perú, cada día es, más deficitaria; trayendo como consecuencia altos niveles de desnutrición prevalecientes, que afectan mayormente a los grupos nutricionalmente vulnerables. Dentro de estos el grupo principalmente afectado, son los niños en crecimiento cuyos requerimientos energéticos y proteicos son relativamente elevados en relación a otros grupos de edad. Teniendo en cuenta que la desnutrición calórico-proteico en niños pre-escolares se inicia a partir del destete, con el reemplazo de la leche materna por papillas, mazamorras y sopas a base de harinas y féculas y alimentos similares ricos en carbohidratos, resulta de la mayor importancia contar con alimentos ricos en proteínas de buena digestibilidad, fácilmente accesibles al poblador de bajos recursos económicos. Las materias primas que se utilizan en la elaboración de estas mezclas, están constituidas principalmente por trigo, maíz y arroz, razón por la cual su valor nutritivo es bajo, limitándose al aporte energético proveniente de carbohidratos y grasas, existiendo déficit de proteínas. En realidad no todos los cereales y leguminosas son deficientes en los mismos aminoácidos esenciales. Esto permite la complementación mutua entre ellos para obtener dietas, que siendo de bajo costo, contienen un balance adecuado de aminoácidos y la concentración necesaria de proteínas. El Perú es un país andino que cuenta con numerosas especies alimenticias de este origen, y son alimentos potenciales disponibles para enfrentar los niveles de desnutrición y que mediante una adecuada transformación industrial pueden ser utilizados para diseñar y formular harinas instantáneas (mezclas alimenticias) con alto valor nutricional. Entre los cultivos andinos tenemos a la Cañihua (Chenopodium pallidicaule Aellen), Quinua (Chenopodium quinoa) y a la Kiwicha (Amarantus caudatus) entre otros, formulándolos y combinándolos adecuadamente nos proporcionan mezclas que satisfagan los requerimientos nutricionales de niños en edad escolar; además son compatibles con el impulso que se le viene brindando a los TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO alimentos andinos por parte del Gobierno a través de sus Programas de Apoyo Alimentario en los últimos años. Dada la importancia del tema se plantearon los siguientes objetivos: Elaborar una Hoja de procesamiento de datos en Excel que le permita establecer los nutrientes y el cómputo químico de mezclas alimenticias. Estimar la calidad proteica de mezclas alimenticias mediante cómputo Químico de acuerdo a los requerimientos nutricionales de la persona. Formular y elaborar una mezcla alimenticia a base de cereales y leguminosas andinos. LOS ALUMNOS. TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO Los nutrientes y su presencia en los cultivos andinos 1. NUTRIENTES EN LOS CULTIVOS ANDINOS: La salud y el desarrollo físico y mental están directamente relacionados con la cantidad y calidad de la dieta, condicionados por el acceso y la disponibilidad de los alimentos. Estos deben proveer los nutrientes necesarios para el mantenimiento del organismo, el trabajo, el crecimiento, la reproducción y la lactancia (Tapia y Fríes, 2007). Figura 1. Los nutrientes y su presencia en los cultivos andinos. Fuente: Tapia y Fríes, 2007. - Carbohidratos (CHOs) y Grasas: Proporcionan energía para mantener la temperatura corporal y procesos internos. Al igual que el agua se requieren en mayor cantidad que otros. Los CHOs son provistos por el azúcar de cereales, tubérculos, raíces y algunas frutas; en cuanto a grasas, el tarwi es una buena fuente, rica en ácidos grasos poliinsaturados. - Proteínas: forman parte de todos los tejidos, músculos, sangre y piel. Para su mejor aprovechamiento se requieren ciertas proporciones de c/ aminoácido esencial, que se encuentran mejor en alimentos de origen animal. La mayoría de proteínas de origen vegetal carecen de estos, sin embargo los granos andinos es una excepción cuya calidad es superior a la de cereales y tubérculos. - Minerales: ayudan a controlar los procesos fisiológicos. Hay muchos minerales (I, Mg, Zn) que el cuerpo necesita en pequeñas cantidades y se obtienen de una dieta variada Para la buena salud se requieren de dos minerales, el hierro muy importante para la formación de la sangre, el calcio para la formación de huesos y dientes (el tarwi, granos andinos, raíces como el chago, etc.) - Vitaminas: contribuye a que otros nutrientes sean utilizados apropiadamente. La mayoría se encuentra en cantidades suficientes en los alimentos a excepción de la vitamina A, la cual es necesaria para la salud de la piel y vista; y se encuentra en forma de caroteno en vegetales. Los tubérculos andinos tienen un buen contenido de caroteno, en especial la mashua. - Fibra dietética: provista por los cereales integrales, verduras y frutas, es de importancia para regular el funcionamiento intestinal y reducir el colesterol. Los granos andinos, particularmente la qañiwa, destacan por su contenido de fibra: soluble e insoluble. -Además se encuentran numerosos micronutrientes:flavonoides, fenoles, estanoles, prebióticos, probióticos y fitohormonas. Estan presentes en pequeñas cantidades, mayormente en frutas, verduras, tubérculos y raíces andinos. Su consumo contribuye a disminuir las enfermedades cardiovasculares, fortalecer el sistema inumonológico y reproductor, neutralizar la acción de los radicales libres. TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO De acuerdo con Tapia y Fríes (2007) las futuras investigaciones podrán aclarar muchas de estas bondades de los cultivos andinos que actualmente la población andina ya les reconoce en forma empírica. Es decir, los cultivos andinos tendrían múltiples calidades como alimentos funcionales, también llamados nutraceuticos o bioactivos. Los alimentos funcionales son aquellos que pueden proporcionar un beneficio adicional para la salud, además de asegurar la nutrición básica. Los componentes biológicamente activos que están presentes en los alimentos funcionales proporcionan beneficios a la salud o efectos fisiológicos deseables, sin provocar efectos nocivos. En especial los alimentos no refinados y no tratados, como lo son los cultivos andinos, tienen atributos funcionales muy favorables (Tapia y Fríes, 2007). 2. MEZCLAS ALIMENTICIAS: Una mezcla alimentaria es la combinación de dos o más alimentos en tal forma que no ocurra una reacción química y cada sustancia mantenga su identidad y propiedades, ya que su calidad depende mucho de la materia prima y de que cada uno de los insumos tenga la composición nutricional adecuada y características organolépticas naturales. Desarrollar mezclas alimenticias permite cumplir con los requerimientos mínimos para poder alcanzar una alimentación altamente proteica para cubrir el requerimiento de aminoácidos para nuestro organismo. Y por otro lado es importante el desarrollar las mezclas con productos de la propia zona, con la finalidad de evitar que los costos de producción aumenten y no cambiar mucho las costumbres alimenticias de dicha zona. En muchos países en desarrollo se han desplegado por largo tiempo grandes esfuerzos para idear mezclas alimenticias de calidad elevada que suministren los nutrientes, sobre todo proteínas, que se obtienen de los productos alimenticios de origen animal. La mayoría de esos alimentos tienen un contenido relativamente elevado de proteínas, con una buena composición de aminoácidos que en alguna medida puede corregir la deficiencia de éstos a condición de que se consuman en cantidadsuficiente. (Cepeda, 2009). Existen 22 aminoácidos que conforman las proteínas y que son fisiológicamente importantes. El organismo sintetiza 14 a partir del adecuado suministro de nitrógeno, y los que no pueden ser sintetizados (aminoácidos esenciales) a la velocidad y cantidad requerida, son suministrados a través de ciertos alimentos en la dieta. Ellos son: leucina, isoleucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, valina, triptófano. La calidad de una proteína depende de la concentración de aminoácidos esenciales y la digestibilidad de la proteína. Si al evaluar ambos factores están en menos del 100 TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO % significará que habrá que corregir el aporte de proteína, aumentando su cantidad para compensar la menor utilización biológica. Las proteínas biológicamente incompatibles son aquellas que tienen uno o más aminoácidos esenciales que limitan la síntesis de proteínas tisulares, disminuyendo su utilización. Los cereales son (pobres en lisina y treonina) y las leguminosas son (pobres en aminoácidos azufrados: metionina + cistina). Esto significa que el cómputo aminoacídico (relación entre los mg de aminoácidos en 1 g de nitrógeno de la proteína del alimento estudiado y los mg de aminoácidos en 1 g de nitrógeno de la proteína de referencia) es bueno permitiendo realizar mezclas de cereales y leguminosas para mejorar el cómputo aminoacídico y la calidad biológica de la proteína de la mezcla (complementación aminoacídica). (Ayala, 2009) Las mezclas alimentarias consisten en combinar dos o más alimentos, que ayudan a satisfacer los requerimientos de macro nutrientes (proteínas, carbohidratos, grasas) y micronutrientes (vitaminas y minerales) que el organismo necesita. Al combinar dos alimentos que son un cereal con una leguminosa se forma una proteína de muy buena calidad similar a la del huevo, pescado o la leche. Se puede sustituir la carne, con un cereal ya sea trigo, maíz, arroz, quinua, avena, cebada, harina de arveja y otro tipo de harinas y una leguminosa como son: frejol, arveja, lenteja, soya, entre otras. Las vitaminas y minerales, son indispensables para el ser humano donde se necesita cantidades mínimas para cumplir distintos procesos bioquímicos y metabólicos del organismo y estos son vitales para el crecimiento físico y el desarrollo cognitivo, mantenimiento fisiológico y resistencia a las infecciones y entre ellas están las vitaminas del complejo B, vitamina A, C, D, E entre otras y los minerales como el hierro, calcio, yodo. (Solá, 1981) Las semillas de leguminosas tienen buena cantidad de proteínas son ricas en lisina, pero, deficientes en aminoácidos azufrados; los cereales en cambio, presentan adecuadas cantidades de aminoácidos azufrados, siendo deficientes en lisina. La FAO/OMS (1992) detalla que para el buen aprovechamiento de una proteína se requiere determinadas proporciones de cada aminoácido esencial, lo que ocurre con los alimentos de origen animal. La mayoría de las proteínas de origen vegetal carece de esta proporción ideal, pero esto se soluciona consumiendo mezclas de cereales y leguminosas. Para lograr el mejor balance posible en el contenido de aminoácidos esenciales, las harinas de leguminosas pueden complementarse satisfactoriamente con las harinas de cereales, las leguminosas proporcionan la lisina adicional a las proteínas de los cereales; y a su vez el cereal complementa la metionina deficiente en la leguminosa Asimismo la calidad de la dieta no viene únicamente definida por su contenido de proteínas y por la calidad de ellas, sino también debe haber un adecuado aporte calórico Con respecto a esto (Fernández, 2010) indica que los cereales presentan una importante fuente de aminoácidos azufrados (metionina y cisteína), y sus niveles son TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO adecuados para compensar los bajos valores existentes en las leguminosas. Es por esto, que ciertas combinaciones de cereales y leguminosas pueden ser muy convenientes desde el punto de vista nutricional. Al formularlos en mezcla se puede obtener un incremento en el balance aminoacídico; por lo tanto, el ingerir cereales y leguminosas juntos, proporciona la calidad de la proteína consumida un valor superior al obtenido si se ingirieran por separado. Los granos andinos se prestan ventajosamente para realizar mezclas con leguminosas o cereales, se recomienda una proporción de 1 parte de leguminosas y 2 partes de granos, cereales o tubérculos. Anon (1994) recomienda, para poblaciones con limitaciones económicas cuyas dietas se basan casi exclusivamente en el alimento de origen vegetal, mezclas de cereales y leguminosas que satisfagan las necesidades de aminoácidos esenciales; en general una combinación alrededor del 75% de cereales con 25% de leguminosas proporciona un buen patrón especifica además que las mezclas vegetales o productos animales y vegetales se puedan administrar como suspensiones en medio líquido. Las posibles tecnologías para la elaboración de mezclas alimenticias que habitualmente se trabajan son la extrusión, secado en tambor rotatorio, atomización y tostado. 3. FORMULACIÓN DE UNA MEZCLA ALIMENTICIA Espinoza y Quispe (2013) nos dan a conocer los métodos para formular mezclas alimenticias: 1) Mezclando los componentes según su contenido de aminoácidos esenciales y en base al patrón FAO de referencia. 2) Enriqueciendo o fortificando alimentos deficientes, mediante la adición de vitaminas, minerales y aminoácidos de tal forma que pueden cubrir dichas deficiencias. 3) Buscando a través de pruebas biológicas el punto de complementación optima en términos de calidad proteica. 3.1 Objetivos de la formulación y procesamiento de las mezclas alimenticias Según Anon (1994), se deben perseguir los siguientes objetivos: a. Mejorar la digestibilidad de las proteínas y carbohidratos complejos, lo cual se logra mediante la cocción o el procesamiento industrial de los ingredientes; b. Reducir el riesgo de alergias alimentarias, usando ingredientes poco alergénicos; c. Tener un patrón óptimo de aminoácidos esenciales, lo cual se logra combinando en forma racional las fuentes de proteínas; TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO d. Proporcionar hierro, calcio, fosfora, vitamina A y vitaminas del complejo B en cantidades biodisponibles suficientes para satisfacer los requerimientos del niño, lo cual se logra fortificando las mezclas con estos minerales y vitaminas; e. Tener una densidad energética del orden 70 kcal/100mL, lo cual se logra agregándoles cantidades adecuadas de azúcar y/o aceite; f. Proporcionar cantidades adecuadas de ácidos grasos esenciales, mediante el agregado de aceite vegetal; g. Evitar la presencia de sustancias toxicas y factores antinutricionales, lo cual se logra seleccionando los ingredientes de las mezclas, o sometiéndolas a cocción o diversos procesos industriales. h. Evitar que sean vehículo de infecciones, lo cual se logra preparándolas, conservándolas y administrándolas bajo condiciones higiénicas. 4. COMPUTO QUÍMICO La calidad proteica de un alimento puede ser estimada mediante su cómputo químico. El cómputo químico es la relación del aminoácido que se encuentra en menor proporción respecto al mismo aminoácido en la proteína de referencia según la edad de la población de interés. Este aminoácido es también limitante del alimento. El cómputo químico se expresa en términos porcentuales o como fracción de la siguiente manera: Las necesidades de proteínas de buena calidad son básicamente necesidades de cantidades determinadas de aminoácidos esenciales y que sean muy digestibles. La recomendación del comité de FAO/OMS es que el cómputo químicono debe ser menor del 70% del patrón. FAO/OMS (1992) 5. EVALUACIÓN DE UNA MEZCLA ALIMENTICIA Espinoza y Quispe (2013) señalan que una mezcla alimenticia se puede evaluar mediante pruebas: a) Microbiológicas: coliformes, aerobios viables. b) Fisicoquímicas: Índice de absorción y solubilidad, % gelatinización. c) Nutricionales: PER corregido, digestibilidad. d) Sensorialmente. TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO MUESTRAS: Harinas tostadas: maíz, quinua, habas y soya Leche en polvo Azúcar Grasa vegetal TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO Fuente: elaboración propia MATERIALES Y EQUIPOS GRÁFICOS MATERIALES Y EQUIPOS GRÁFICOS Picetas Batidora de mesa Cintas de pH Balanza analítica Pipetas de 1 y 5 mL Agua destilada A. MATERIALES: TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO Se pesó 8 g de harina de habas, 20 g de harina de maíz, 30 g de harina de quinua, 10 g de harina de soya, 15 g de leche en polvo, 10 g de azúcar y 7 g gramos de grasa vegetal, haciendo un total de 100 g para una Mezcla N° 1. 2. Se mezcló estos insumos con la ayuda de una batidora manual, se evaluó su dilución en agua y finalmente se envasó. 3. Se preparó una Mezcla N° 2 cambiando las concentraciones siendo esta de 5 g de harina de habas, 15 g de harina de maíz, 35 g de harina de quinua, 15 g de harina de soya, 10 g de leche en polvo, 15 g de azúcar y 5g gramos de grasa vegetal, haciendo un total de 100 g . MEZCLAS ALIMENTICIAS B. MÉTODOS: 4. Se mezcló estos insumos, se evaluó su dilución en agua también el pH de las dos mezclas y finalmente se envasó. TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO A. RESULTADOS: o Porcentaje de mezcla de harinas utilizadas HARINA MEZCLA N° 1 (%) MEZCLA N° 2 (%) Habas 5 8 Maíz 15 20 Quinua 20 15 Soya 20 25 Leche en polvo 10 15 Azúcar 15 10 Manteca vegetal 15 7 Total 100 100 Características De Las Mezclas Realizadas Parámetro Mezcla N° 1 Mezcla N° 2 pH 6.5 7 Mejor Dilución 1:35/35 1:2 Dilución óptima 1:1.4 TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO o Cómputo químico de la Mezcla N° 1: Alimento % Mez cla G prot/m ezcla % Prote ína G nitr /me zcla mg. A.A. en la formulación ISOLE U LEU LIS ME T + CIS T FEN + TIR TRE TRP VAL HIST Habas 8 1.9 11.8 0.3 75 129 129 29 141 63 13 82 44 Maíz 20 1.9 11.9 0.3 106 362 77 55 141 104 20 140 78 Quinua Blanca 30 3.6 22.6 0.6 225 225 225 72 380 150 99 216 92 Soya 10 4.6 28.9 0.8 229 392 322 131 415 194 64 242 127 Leche en Polvo 15 3.9 24.8 0.6 1076 1676 1319 421 824 840 236 1164 0 Azúcar 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Manteca Vegetal 7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Total 100 15.9 100 2.6 1711 2783 2071 708 1901 1351 433 1844 342 mg. A.A. / g. N. Mezcla 657 1069 795 272 730 519 166 708 131 PATRÓN ESCOLARES mg. A.A. / g. N. Mezcla 175 413 363 156 394 213 69 219 119 % obtenido de mg. A.A. óptimo 375 259 219 174 185 244 241 323 110 FUENTE: Hoja De Cálculo. Elaboración Propia o Aporte Nutricional de la Mezcla N° 1: NUTRIENTE Por cada 100 gramos Agua 8.57 Proteínas 13.07 Lípidos 14.74 Fibra 2.61 Hidratos de Carbono 62.31 FUENTE: Hoja De Cálculo. Elaboración Propia TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO o Cómputo químico de la Mezcla N° 2: Alimento % Mez cla G prot /me zcla % Proteí na G nitr/ mez cla mg. A.A. en la formulación ISO LEU LEU LIS ME T + CIS T FEN + TIR TRE TRP VAL HIS T Habas 5 1.2 7.2 0.2 47 80 80 18 88 39 8 51 28 Maíz 15 1.4 8.7 0.2 80 271 58 41 106 78 15 105 59 Quinua Blanca 35 4.2 25.7 0.7 262 262 262 84 444 175 116 252 108 Soya 15 6.9 42.3 1.2 343 588 482 196 623 291 97 363 191 Leche en Polvo 10 2.6 16.1 0.4 717 1117 879 281 549 560 157 776 0 Azúcar 15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Manteca Vegetal 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Total 100 16.3 100 2.7 1449 2319 1762 620 1809 1144 393 1547 385 mg. A.A. / g.N. Mezcla 535 856 651 229 668 422 145 571 142 PATRÓN ESCOLARES mg. A.A. / g.N. Mezcla 175 413 363 156 394 213 69 219 119 % obtenido de mg. A.A. óptimo 306 207 179 147 170 198 210 261 119 FUENTE: Hoja De Cálculo. Elaboración Propia o Aporte Nutricional de la Mezcla N° 2: NUTRIENTE Por cada 100 gramos Agua 8.63 Proteínas 13.30 Lípidos 12.5 Fibra 3.11 Hidratos de Carbono 63.84 FUENTE: Hoja De Cálculo. Elaboración Propia TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO B. DISCUSIONES: Tal como lo indica la FAO/OMS/UNU (1985), los únicos cómputos químicos de importancia práctica están basados en la lisina, los aminoácidos azufrados, el triptófano o la treonina, puesto que son estos los únicos aminoácidos limitantes en la mayor parte de las dietas humanas. De acuerdo a los resultados obtenidos en los cuadros de cómputo químico de las 2 mezclas analizadas, se puede observar que ambos sobrepasan el porcentaje mínimo de lisina que se necesita para llegar a ser un buen producto nutricional; sin embargo la mezcla 1 tiene más del 200 % de lisina que requiere un escolar. Teniendo en cuenta solo este parámetro, podríamos deducir que sería ésta, la mezcla óptima para poder crear un nuevo producto alimenticio; pero también se tiene que tomar en cuenta las características sensoriales de la bebida al ser diluida en agua. La dilución de ambos mezclas no fue perfecta ya que rápidamente se presentaba una sedimentación, debido a que existían partículas que no se diluían con el agua. Aparte, el tamaño de partícula de nuestra mezcla no era homogénea, existiendo partículas más grandes que otras, las cuáles se sedimentaban en el fondo del recipiente o envase. La dilución óptima que se escogió para ambas mezclas fue más que nada por el sabor que tenía con respecto a dicha dilución, más que por la apariencia y presentación, ya que por más que se diluía con mayor cantidad de agua, las partículas seguían sedimentándose y, por el contrario, perdían sabor y dulzor. Con respecto al aporte nutricional de las mezclas, la cantidad de proteínas en promedio es de 13.4 %, valor que supera las proteínas del huevo reportado en la tabla de composición química de los alimentos. El promedio de grasa de las mezclas es de 12%, porcentaje que se obtiene de la manteca vegetal que se añadió a dichas mezclas. La cantidad de agua o humedad no supera los 9%, es por ello que la vida útil de nuestra mezcla alimenticia será extensa, aparte que cumple con la norma de Codex para harinas (<12%). En términos generales, se podría decir que las materias primas utilizadas en esta práctica presentan buenas características para la elaboración de mezclas alimenticias, aportan una buena cantidad de macro y micronutrientes TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO El porcentaje de lisina promedio obtenido de las mezclas realizadas con el respecto a lo requerido por los escolares es de 199 %. El porcentaje de proteína promedio obtenido de las mezclas realizadas con el respecto a lo requerido por los escolares es de 13.19g/100 g de mezcla La manteca vegetal utilizada generó un 13.62 g de grasa por cada 100 g de la mezcla. El porcentaje de humedad promedio obtenido de las mezclas realizadas con respectoa lo requerido por los escolares es de 8.6 g/100 g de mezcla. La dilución óptima para nuestra mezcla es de 1:1.4 La sedimentación es un gran problema a la hora de formular mezclas para bebidas reconstituidas. TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO TAPIA, M.E & FRIES, A.M. (2007). Guía De Campo De Los Cultivos Andinos. FAO Y Anpe. Lima, Perú. Revisado El 01 De Marzo De 2012. Disponible En: Ftp://Ftp.Fao.Org/Docrep/Fao/010/Ai185s/Ai185s.Pdf CEPEDA, M. (S.F). Alimento. Extraído El 16 De Octubre, 2009. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Alimento AYALA, G. (S.F). Raíces Andinas. Contribuciones Al Conocimiento Y A La Capacitación. Extraído El 22 De Octubre, 2009. Disponible en: http://www.cipotato.org/ARTC/Series/06_PDF_RTAs_Capacitacion/07_Aporte _cultivos_andinos_nutric_human.pdf SOLÁ J. (1981). Manual De Dietoterapia De Las Enfermedades Del Adulto. Argentina: El Ateneo. FERNÁNDEZ, G. (S.F). Calidad Sensorial De Los Alimentos. Extraído El 06 De Febrero, 2010. Disponible en: http://www.adelco.org/archivos/715.pdf FAO/OMS (1992). Organización Mundial de la Salud. ANON. 1994. The British Survey Of Fertiliser Practice.Fertilicer Use On Farm Crops. London, UK. Manual De Tecnología De Cereales. Espinoza Raquel Y Quispe Ángel. Huancayo. Perú. 2013. ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/010/ai185s/ai185s.pdf http://www.adelco.org/archivos/715.pdf TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO 1. Elaborar un programa computacional que le permita formular mezcla de cereales y leguminosas que nos permita el aporte nutricional y cómputo químico (Entregar el programa elaborado en un CD que debe ser incluido en el informe). 2. Establecer la metodología y/o pasos que se debe seguir para realizar una hoja de cálculo donde se determine los nutrientes y cómputo químico de cereales y leguminosas. Crear en una hoja de excel una tabla de composición de macronutrientes y de aminoácidos de varios alimentos (cereales, leguminosas, etc.) que se puedan mezclar. Digite todos los datos de estos alimentos (proteínas, grasa, humedad, ceniza, fibra, leucina. lisina, etc.) En otra hoja del mismo libro de excel hacer otro cuadro con los alimentos que se quiere mezclar de la primera hoja y colocar en cada celda su respectiva fórmula con respecto a cada parámetro y su porcentaje de mezcla para que nos pueda dar la cantidad en gramos de ese parámetro en la mezcla. Por último en la última hoja colocar los resultados totales de dicha mezcla y la comparación con los valores patrón que nos da la FAO. 3. Establezca Y Explique Qué Métodos (Químicos, Biológicos) Nos Podrían Permitir Evaluar La Calidad Proteica De Las Mezclas Existen muchos métodos para evaluar la calidad de una fuente proteica alimentaria que clásicamente se han clasificado en químicos, biológicos y microbiológicos. Entre los químicos se incluyen el cómputo químico, aminograma, índice de aminoácidos esenciales (IAAE) y lisina disponible. Dentro de los biológicos se han utilizado y se siguen utilizando el PER (Protein Efficiency Ratio), coeficiente de eficacia en crecimiento (CEC), valor sustitutivo de la proteína, Valor Biológico (VB), Utilización Neta de la Proteína (NPU) y Valor Productivo de la Proteína (PPV)20,21. Todos los anteriores utilizan animales de laboratorio. En el hombre, el índice biológico que mejor nos informa acerca de la calidad de la proteína es el balance de nitrógeno en voluntarios, sin embargo, la aplicación de este método (en el que se debe calcular la ingesta de nitrógeno y las pérdidas fecales y urinarias) tiene dificultades técnicas y éticas que dificultan en gran medida su aplicación de rutina. Los métodos microbiológicos se basan en la utilización de microorganismos con requerimientos conocidos de aminoácidos, observando el crecimiento u otro parámetro relacionado con la utilización de la proteína problema. TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO En los últimos años, los métodos más utilizados han sido, dentro de los bioensayos, el PER, VB y NPU. Todos ellos utilizan ratas en crecimiento y evalúan la ganancia de peso por gramo de proteína ingerido, el primero y los dos últimos valoran el nitrógeno retenido frente al absorbido (VB) o al ingerido (NPU) por lo que tienen en cuenta la utilización metabólica y la digestiva y metabólica respectivamente. Las principales críticas a estos métodos están basadas en los diferentes requerimientos en aminoácidos de la rata y el hombre ya que en el hombre predominan los procesos de mantenimiento respecto al crecimiento y por otro lado, los requerimientos de aminoácidos azufrados son mayores en rata para sustentar el crecimiento del pelo. Con estos antecedentes, y gracias a los progresos tecnológicos en el análisis de aminoácidos y al mejor conocimiento de los requerimientos de aminoácidos indispensables en humanos, la calidad proteica puede evaluarse expresando el contenido del primer aminoácido indispensable limitante de la proteína problema como porcentaje del contenido del mismo aminoácido en el patrón de referencia de aminoácidos indispensables (o frente a una proteína "patrón" o "ideal"). Posteriormente, este porcentaje se corrige con el coeficiente de digestibilidad verdadero (CDV) de la proteína problema realizando un bioensayo en ratas. Este método se conoce como Computo de aminoácidos corregido con la digestibilidad de la proteína (PDCAAS). PDCAAS (%) = mg/g de proteína del problema del primer aminoácido limitante / mg/g de proteína de referencia del mismo aminoácido x CDV. Este índice de calidad se basa en dos asunciones, que el aminoácido limitante esencial en una proteína o mezcla proteica es el factor crítico para alcanzar los requerimientos de aminoácidos y que la proteína solo puede cubrir los requerimientos nutricionales cuando se absorbe en el tracto gastrointestinal. Aunque este método se ha aceptado como el más adecuado para el análisis de rutina de la calidad proteica, presenta algunos aspectos que se han sometido a crítica de los que podemos destacar la adecuación del perfil de aminoácidos esenciales en las proteínas de referencia, el que el valor máximo se trunque en el 100%, asumir que el CDV de la proteína (o de la fuente proteica) es una medida fiel de la biodisponibilidad de todos y cada uno de los aminoácidos que la componen, el impacto de los factores antinutricionales presentes en la matriz donde se encuentra la proteína a valorar y la eficacia de la suplementación proteica para la mejora de la calidad. Respecto a la primera, el patrón de referencia que se utiliza es el de requerimientos medios de aminoácidos indispensables por gramo de proteína propuestos por la FAO/WHO/UNU (1985) para preescolares, que debido a que se asume que el componente de mantenimiento, en el hombre, es predominante sobre el crecimiento,se puede pensar que no difiere mucho del de los adultos. No obstante hay pequeñas TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO desviaciones. Por otro lado, el PDCAAS solo tiene en cuenta los aminoácidos indispensables y no considera los condicionalmente indispensables, que pueden, en determinadas circunstancias, contribuir a la calidad proteica. El hecho de truncar los valores máximos de este índice en el 100% hace que se pierda información acerca del posible valor añadido para proteínas de muy alta calidad con valores de PDCAAS por encima del 100%. El no truncar en ese valor máximo los índices de proteínas de alta calidad es de utilidad para la elección de mezclas adecuadas de proteínas para una óptima complementación proteica. También existen métodos para estimar la biodisponibilidad de forma global, especialmentepara proteínas que han sido sometidas a un procesado químico o por calor. Estas aproximaciones tienen en cuenta los tres componentes citados, el de integridad química así como, utilización digestiva y metabólica. El método de uso más frecuente es el ensayo de razón de pendiente (slope-ratio assay). Se lleva a cabo en animales y básicamente consiste en comparar la fuente proteica (de aminoácidos) problema con el aminoácido estándar puro que queremos estudiar. Por ejemplo, para determinar la biodisponibilidad de la lisina en legumbres procesadas, se formula una dieta basal deficiente en el aminoácido a la que se le suplementa con la fuente problema (legumbres) o con lisina pura (100% biodisponible) en cantidades iguales a las que aporta la primera, junto con otros componentes que simulen los aportados por las legumbres. Se controla el crecimiento, la retención de nitrógeno u otro parámetro adecuado para nuestros objetivos. Se comparan las pendientes de las dos respuestas y la biodisponibilidad de la lisina se expresa como la relación entre las dos. Los inconvenientes de este ensayo son la duración, complejidad y costo ya que hay que diseñar dietas y experimentos repetidos para cada aminoácido. Se han propuesto otros ensayos más cortos y baratos que utilizan la oxidación de un aminoácido indicador (fenilalanina) cuando hay otro aminoácido limitante, por ejemplo la lisina. Cuando este último no sea limitante, disminuirá a oxidación del indicador, que se utilizará en la síntesis proteica25. Se está postulando un nuevo concepto en calidad proteica al que se le denomina Índice de efectividad proteica. Este índice reúne a todos los aspectos clásicos de calidad proteica, digestibilidad, incluida la velocidad de absorción de aminoácidos, composición en aminoácidos y utilización metabólica, al que se le añade el de bioactividad potencial de la proteína en su conjunto, de distintos péptidos incluidos en ella y liberados durante el proceso de utilización digestiva y/o su posible impacto sobre otros nutrientes. 2.- Explique qué es el método de digestibilidad in vitro y señale la metodología que se debe seguir para evaluar mezclas alimenticias. Dado que el análisis de proteína cruda no suministra información alguna en cuanto a la digestibilidad de una fuente de proteína, un procedimiento de laboratorio para TECNOLOGÍA DE CEREALES Y LEGUMINOSAS Msc. MIGUEL ANGEL QUISPE SOLANO determinar la digestibilidad sería extremadamente útil. Este es precisamente el objetivo de la prueba de determinación de la digestibilidad in.vitro. Este método consiste en imitar el sistema digestivo de los mamíferos usando digestiones enzimáticas in-vitro (Akeson y Stahmann, 1964; Saunders y col, 1973). Una técnica rápida en la que una mezcla de enzimas se agrega a una suspensión de proteínas y el pH medido a los 10 minutos (que se sustituyen en una ecuación ya establecida) ha mostrado una muy buena correlación con la digestibilidad in vivo usando ratas como animales de experimentación. Más tarde Satterlee y col, 1982 modifican el método propuesto por Hsu en 1977 incluyendo una enzima más al complejo propuesto anteriormente, una proteasa bacteriana, con esto Satterlee alcanza una mayor correlación entre proceso de digestión in-vitro e in-vivo. La pepsina es una enzima digestiva que en la presencia de un medio ácido desdobla las proteínas del alimento. Colocando una muestra de la materia prima que se desea analizar en una solución que contenga pepsina y midiendo qué cantidad de proteína es digestible, podemos estimar el valor nutritivo relativo de dicha materia prima. Es muy importante tener presente la palabra “relativo”. Es muy importante tener en cuenta que en el tracto digestivo existen otras enzimas que también ayudan a desdoblar las proteínas y que las condiciones son mucho más complejas que las que pueden simularse en un laboratorio. Por lo tanto, los resultados de procentaje de digestibilidad en pepsina que obtengamos mediante este método nunca deberán confundirse con la digestibilidad verdadera de la materia prima. Por ejemplo, supongamos que analizamos dos muestras de harina de pescado de dos proveedores diferentes. La muestra del proveedor “A” tiene un valor de pepsina de 80% y la del proveedor “B” sólo 70%. Esto no quiere decir que el animal solamente será capaz de digerir 80 o 70% de estas harinas respectivamente. Simplemente, podemos concluir que el proveedor “A” procesa mejor sus harinas de pescado. Si el contenido de proteína cruda de las dos harinas es similar, haremos bien en comprar el producto “A” y dejar el producto “B” para alguien en cuyo laboratorio se realice solamente el análisis de proteína cruda (Dale, 1984).
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