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