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Alimentos y Alimentación
Curso 2016 - Clase 1
Valor nutritivo de los alimentos
Parte 1
Material para estudiar
Página del curso
Fotocopiadora CECV
Biblioteca UNCPBA
-Mc Donald, P.; Edwards, R. A. y Greenhalgh, J. F. D. 1995.
Nutrición Animal. Acribia. España.
Capítulos: 1, 2, 3, 4, 8, 11, 12 y 13.
Disponible: Biblioteca UNCPBA, online página A y A.
-Case, L.; Carey, D. y Hirakawa, D. 1997.
Nutrición felina y canina. Harcourt Brace. España.
Capítulos: 1, 2, 3, 4, 11, 12, 14, 15 y 16.
Disponible: Biblioteca UNCPBA.
-Otro material para consultar.
Disponible: online página A y A. Material 2016. TP1.
-Alimentos y Alimentación. Ejercicios. Curso 2016.
Disponible: fotocopiadora CECV, online página A y A.
Valor nutritivo (definición)
Calificación del alimento en función de:
cantidad de nutrientes
grado de aprovechamiento
presencia de antinutrientes y tóxicos.
Nutrientes
Sustancias necesarias para la vida:
 Agua
 Hidratos de carbono
 Compuestos nitrogenados
 Lípidos
 Minerales
 Vitaminas
Carbohidratos CHO (CH20)n
 monosacáridos, disacáridos, polisacáridos
 polisacáridos: estructurales y no estructurales
Compuestos Nitrogenados CHON (S)
Macronutrientes
 nitrógeno no proteico no aminoacídico (NNP)
 aminoácidos: esenciales y no esenciales
 péptidos, polipéptidos, proteína verdadera
Lípidos CHO (N-P-S)
 ácidos grasos: saturados e insaturados
 mono-, di- y triglicéridos: grasas y aceites
 ácidos grasos esenciales: omega 6 y omega 3
Minerales
Micronutrientes
 macrominerales
 microminerales
VITAMINAS
 hidrosolubles
 liposolubles
+
CARBOHIDRATOS – características generales
NO ESTRUCTURALES
valor nutritivo
solubles
azúcar
insolubles
almidón
-
Tasa de digestión del almidón +
-
ESTRUCTURALES = FIBRA
celulosa
hemicelulosa
lignina
-
Tasa de digestión de la fibra
+
Diferencia en la estructura química entre
carbohidratos no estructurales y estructurales
α - glucosa
βα-glucosa
- glucosa
unión β 1 - 4
CARBOHIDRATOS – monosacáridos
xilosa
glucosa
fructosa
ácido glucurónico
arabinosa
galactosa
ribosa
ácido galacturónico
Fuente estructuras químicas: Van Soest (1994)
CARBOHIDRATOS – disacáridos
sacarosa
glucosa
fructosa
azúcar de la caña
lactosa
galactosa
glucosa
azúcar de la leche
Fuente estructuras químicas: Wikimedia commons (sacarosa) y Chemistry.tutorvista.com (glactosa).
CARBOHIDRATOS – polisacáridos no estructurales solubles
Fructanos
levanos
inulinas
Fuente estructuras químicas: Food -Info Net (levanos).
CARBOHIDRATOS – polisacáridos no estructurales solubles viscosos
Pectinas
β-glucanos
arabinoxilanos
Gomas
galactomananos
glucomananos
Fuente estructuras químicas: Scientific Psycho.
CARBOHIDRATOS – polisacáridos no estructurales insolubles
α-glucosa
unión α 1 - 4
amilosa
Gránulos
de almidón
cubierta
endosperma
amilopectina
germen
Grano de trigo
Fuente estructuras químicas: Van Soest (1994)
amilosa
amilopectina
GRANO
AMILOSA
%
sorgo
25
maíz dent
28
maíz flint
1
trigo
26
cebada
22
Fuente estructuras químicas: Van Soest (1994).
Digestibilidad del almidón
 Varía con el tipo de grano
 Aumenta con la molienda y el calor
GRANO
+
-
trigo
Temperatura de
gelatinización C
65 - 67
cebada
59 - 64
maíz dent
62 - 72
maíz flint
66 - 69
sorgo
67 - 70
α-glucosa
CARBOHIDRATOS – polisacáridos estructurales
β-glucosa
unión β 1 - 4
celulosa
hemicelulosa
Fuente estructuras químicas: Van Soest (1994)
Carbohidrato más abundante: celulosa
Producción natural de celulosa por año = 1 x 1011 ton
Producción de granos de cereales (2012/13) = 2 x 109 ton
Pared celular = Fibra vegetal
pectina
celulosa
hemicelulosa Pared celular
secundaria
lignina
celulosa
Pared celular
hemicelulosa primaria
lignina
Fuente estructuras químicas: Van Soest (1994)
materia seca
peso de la planta seca
Gramíneas
celulosa
hemicelulosa
lignina
proteína
azúcares
vegetativo
reproductivo
Estado fenológico
Gráfico: Forage-animal management systems. Bulletin 86-7, Virginia State University (1986).
Leguminosas
en bovinos
Forrajes conservados de alta calidad y aspectos relacionados al manejo nutricional.
INTA PRECOP- Manual Técnico N°6. Córdoba, 2008.
- Capacidad de digerir la fibra +
% fibra en la dieta natural
0
Carnívoro
Estricto
10
20
Carnívoro
No Estricto
30
Omnívoro
40
50
60
70
Herbívoro
Herbívoro
Fermentador Fermentador
Post-gástrico Pre-gástrico
Diferencias de herbivoría entre rumiantes
Selectivos
Intermedios
Roe deer
alce
No selectivos
Red deer
cabra
ciervo roe
ciervo colorado
bisonte
oveja
cabra
vaca
alce
búfalo
- Tamaño del rumen y omaso +
clasificación de Hofmann (1989)
Problemas asociados a desbalances de fibra en los herbívoros
• Síndrome vaca gorda y leche flaca
• Acidosis - Laminitis
• Estasis gastrointestinal
• Caída de consumo
• Pérdida de peso
Diferencias entre animales carnívoros
no estrictos
domesticación
comenzó hace
10000 años
Canis lupus
Canis familiaris
estrictos
Felis sylvestris lybica domesticación
comenzó hace
4000 años
Felis catus
Los gatos son carnívoros estrictos !!
•
•
•
•
•
•
•
Proteína y grasa es la principal fuente de energía.
Almidón y azúcares son mala fuente de energía.
No sienten el gusto dulce (gen TAS1r2 afuncional).
Requerimiento alto de arginina en gatitos.
Requerimiento alto de azufrados para la felinina.
Requerimiento de taurina y araquidónico.
Requerimiento de vit A, D y complejo B.
Vean la presentación de WALTHAM
-
valor nutritivo
+
COMPUESTOS NITROGENADOS – características generales
~100 % proteína verdadera y aminoácidos
metionina
Soja
70 % proteína verdadera y aminoácidos
30 % nitrógeno no proteico no aminoacídico
Forrajes Silajes - NH3
100 % nitrógeno no proteico no aminoacídico
Urea
NITRÓGENO NO PROTEICO NO AMINOACÍDICO - NNP
nitrógeno
amoníaco
amonio
nitrato, nitrito
NNP
aminas
N2
NH3
NH4+
NO3, NO2
R1-NH2, R2-NH,
R3-N
amida
urea
46 g N/100 g
Aminoácidos - Proteínas
polipéptido
16 g N/100 g
proteína
aminoácido
dipéptido
COO +H
3N
C
H
+H
3N
H
C
H
+H
3N
C
H
3N
C
H
CH2
SH
3N
C H
CH2
CH2
S
cisteína
CH3
metionina
+H
3N
C
H2C
H
+H
H
OH
serina
3N
H3C
CH
+H
3N
C
H
CH
CH2
CH3
CH3
CH3
COO -
COO +H
C
COO -
CH2
valina
+H
3N
CH3
CH3
alanina
COO -
+H
CH
CH3
glicina
COO -
COO -
COO -
leucina
isoleucina
COO -
COO -
C
H
HC OH
CH3
treonina
+H
2N
H2C
C
CH2
CH2
prolina
H
COO +H N
3
C
H
+H N
3
CH2
COO -
COO -
COO +H N
3
C H
CH2
C
H
+H N
3
C
H
COO +H N
3
CH2
CH2
C
C
CH2
C
O-
CH
fenilalanina
+H N
3
C
H
C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
NH
NH3+
lisina
C
H
NH2+
NH2
arginina
O-
O
glutamato
triptófano
COO -
COO +H N
3
aspartato
N
H
tirosina
COO -
H
CH2
O
OH
C
+H N
3
COO +H N
3
C H
CH2
C
CH
+HN
NH
C
H
histidina
O
C
H
COO +H N
3
C
H
CH2
CH2
C
CH2
C
NH2
O
asparagina
NH2
glutamina
Aminoácidos esenciales en distintas especies
mamíferos
adultos
Lisina
Metionina
Triptófano
Valina
Leucina
Isoleucina
Treonina
Fenilalanina
Histidina
mamíferos jóvenes
perros y gatos
Lisina
Metionina
Triptófano
Valina
Leucina
Isoleucina
Treonina
Fenilalanina
Histidina
Arginina
peces
Lisina
Metionina
Triptófano
Valina
Leucina
Isoleucina
Treonina
Fenilalanina
Histidina
Arginina
Cisteína
aves
Lisina
Metionina
Triptófano
Valina
Leucina
Isoleucina
Treonina
Fenilalanina
Histidina
Arginina
Cisteína
Glicina
Diferencias en la vía de excreción del nitrógeno
CO2 + NH4+
cetoácido
citrulina
aspartato
MAMÍFEROS
aminoácido
oxalacetato
arginino succinato
ornitina
malato
citrato
fumarato
arginina
ÁCIDO ÚRICO
UREA
N
C
N
C
aspartato
N
AVES Y
REPTILES
C
N
C
C
C
N
Figuras adaptadas de Stryer (1988))
glicina
N
glutamina x 2
Cataratas bilaterales en gatito de 1 mes
Hipoargininemia por un sustituto lácteo deficitario
0
fenilalanina
metionina
lisina
isoleucina
12
10
8
6
4
2
músculo cerdo
9
grano de maíz 8
alfalfa
7
6
5
4
3
2
1
0
valina
triptófano
treonina
fenilalanina
metionina
lisina
monogástricos
isoleucina
leucina
histidina
valina
triptófano
treonina
14
leucina
histidina
% del total aminoácidos
Relación entre los aminoácidos esenciales
rumiantes
músculo bovino
bacterias del rumen
Concepto muy importante!!
Patrón ideal de aminoácidos o Proteína ideal
Relación entre los aminoácidos esenciales de la dieta
que optimiza el desempeño del animal.
Patrón ideal de aminoácidos
Aminoácido
Mantenimiento
Cerdos
Lisina
100
Metionina
Metionina + Cistina
Fenilalanina +Tirosina
Isoleucina
Leucina
Arginina
Treonina
Triptófano
Histidina
Valina
28
123
121
75
70
- 200
151
26
32
67
Crecimiento
Cerdos
Aves
100
27
55
93
54
102
48
60
18
32
68
38
72
122
73
109
110
74
18
32
82
14
1
g /100 g AA
12
músculo de cerdo
grano de maíz
10
8
2
6
4
valina
triptófano
treonina
fenilalanina
metionina
isoleucina
leucina
histidina
0
lisina
2
Aminoácidos limitantes: en baja relación respecto al patrón ideal de aminoácidos.
Ej. alimento
primer AA limitante
segundo AA limitante
maíz
lisina
metionina
Los aminoácidos L y D
COO -
COO +H N
3
C H
CH2
CH2
H
C NH3+
CH2
CH2
S
S
CH3
CH3
L-metionina
D-metionina
grado de insaturación
probabilidad de enranciamiento
valor nutritivo +
LÍPIDOS – características generales
ACEITES
GRASAS
COMPOSICIÓN DE LOS ACEITES
oliva
maíz
girasol
soja
lino
SATURADOS %
16
10
10
15
10
INSATURADOS %
84
90
90
85
90
oleico
18:1 ω9
70
45
20
20
20
10
linoleico
18:2 ω6
10
45
70
50
15
3
10
50
1
α-linolénico
18:3 ω3
pescado
Araquidónico
20:4 ω6
2
Eicosapentanoico
20:5 ω3
20
Docosahexanoico
22:6 ω3
13
LÍPIDOS
ácidos grasos
palmítico C16:0
saturados
esteárico C18:0
oleico C18:1-∆9
Serie omega 9
linoleico C18:2-∆9,12
Serie omega 6
insaturados
α-linolénico
C18:3-∆9,12,15
Serie omega 3
Fuente estructuras químicas: Wikipedia.
ácidos grasos esenciales
linoleico C18:2-∆9,12
Serie omega 6
α-linolénico C18:3-∆9,12,15
Serie omega 3
γ-linolénico C18:3-∆6,9,12
araquidónico C20:4-∆5,8,11,14
docosapentanoico C22:5-∆4,7,10,13,16
eicosapentanoico C20:5-∆5,8,11,14,17
docosahexanoico C22:6-∆4,7,10,13,16,19
Fuente estructuras químicas: Wikipedia.
triglicérido
grasa de cerdo
C16:0
C18:0
C16:0
C18:1
C18:1
C18:1
C18:1
C16:0
C18:1
C18:1
C18:1
C18:1
C18:2
C18:1
C18:0
C18:1
C16:0
C18:1
C16:0
C16:0
C18:0
C18:0
C18:1
C18:1
C18:0
C16:0
C18:1
C16:1
C18:1
C16:0
C20:1
C18:1
C18:0
C18:1
C18:0
C18:2
C16:1
C16:0
C18:1
C18:2
C16:0
C18:2
C16:0
C16:0
C18:0
C18:2
C18:1
C16:0
C16:1
C16:0
C18:1
C18:1
C18:2
C18:2
C18:1
C14:0
C18:0
C18:1
C16:0
C18:1
C18:1
C16:0
C16:0
C18:2
C18:1
C14:0
C18:0
C18:0
C16:0
C18:2
C16:0
C18:1
C18:1
C18:2
C18:1
C18:1
C18:0
C16:0
C18:1
C18:1
C18:1
C18:1
C16:0
C18:1
C18:1
C18:1
C18:1
C16:0
C16:0
C18:1
C18:0
C18:0
C16:0
C18:1
C16:0
C16:0
C18:1
C18:1
C18:1
Fuentes: estructura química:Wikipedia, grasa de cerdo: www.scientificpsychic.com
El enranciamiento de los
ÁCIDOS GRASOS POLINSATURADOS
hidrólisis unión éster
procesos oxidativos
O2 + Fe, Cu, calor, luz
LIPASA
C
AG
C
AG
C
AGPI
iniciación
O2-
H2O2
AGPI
propagación
hidroperóxido
radical libre
peroxilo
terminación
.OH
aldehídos y cetonas
H
La transformación de la conformación espacial
por acción del calor y la hidrogenación
CIS
(normal)
C
H
TRANS
(anormal)
C
H
C
H
C
H
RIESGOS:
•Aumentan las lipoproteínas de baja densidad
•Reducen las lipoproteínas de alta densidad
•Aumentan los triglicéridos
•Resistencia insulínica, diabetes, hipertensión
•Enfermedad cardiovascular, infarto
•Degeneración neuronal, esclerosis múltiple, Alzheimer