1. BIODISPONIBILIDAD
IN
VITRO
DE
HIERRO
Y
CALCIO
EN
CEREALES
Y
DERIVADOS
Alumno:
Yury
Caldera
Pinto
Tutora:
Dra.
Reyes
Barberá
Sáez
Valencia,
Enero
de
2012

2. CONTENIDO
§ MINERALES
-­‐
Funciones
-­‐
Absorción
§ BIODISPONIBILIDAD
-­‐
Definición
-­‐
Bioaccesibilidad,
bioacHvidad
§ METODOS
IN
VITRO
-­‐
Solubilidad
-­‐
Diálisis
-­‐
Modelos
celulares
§ ESTUDIOS
DE
BIODISPONIBILIDAD
IN
VITRO
EN
CEREALES
-­‐
Observaciones
§ CONCLUSIONES

3. MINERALES
Hierro
-­‐Funciones
HEMOGLOBINA
MIOGLOBINA
CITOCROMOS
ENZIMAS
SISTEMA
INMUNE
TEJIDO
NEURONAL

4. MINERALES
Hierro
-­‐
Absorción
MICROVELLOSIDAD
INTESTINO
Fuente:
Bossio
et
al.,
2003;
Cámara,
2004;
González,
2005;
Haro,
2005a;
Mesías,
2007

5. MINERALES
Calcio
-­‐
Funciones
ESTRUCTURA
ÓSEA
CONTRACCIÓN
LIB
DE
HORMONAS
SINAPSIS
NEURONAL
GLUCOGENO
ENZIMAS
Fuente:
Gallagher
2008;
Robirá
2006;
Yip,
2003

6. MINERALES
CALCIO
-­‐
ABSORCIÓN
MICROVELLOSIDAD
Ca2+
Ca2+
TRANSCELULAR
LUMEN
Oxalatos
Ca2+
TRANSCELULAR
INTESTINO
Ca2+
PARACELULAR
ENTEROCITO
EXCRETADO
Fuente:
Gallagher,
2008;
Méndez
y
Wyae,
2000;
Yip
2003

7. BIODISPONIBILIDAD
Fracción
de
un
compuesto
que
es
liberado
de
la
matriz
alimentaria
en
el
tracto
gastrointesHnal,
y
en
Es
la
capacidad
de
un
compuesto
consecuencia,
se
convierte
en
acHvo
de
generar
la
respuesta
disponible
para
su
absorción
fisiológica
determinada
(Parada
et
al.,
2007).
(Fernández
et
al
2009;
Gibson,
2007;
Parada
et
al.,
2007)
BIODISPONIBILIDAD
BIOACCESIBILIDAD BIOACTIVIDAD
Es
la
integración
de
los
diversos
procesos
mediante
el
cual
una
fracción
de
un
nutriente
ingerido
esta
disponible
para
la
digesHón,
absorción,
transporte,
uHlización
y
eliminación
(Haro
et
al.,
2006;
Hurrell
et
al.,
2010).

8. BIODISPONIBILIDAD
MATRIZ
ALIMENTARIA
INDIVIDUO
Forma
química
del
nutriente
GenoJpo
–
edad
–
sexo
–
raza
-­‐
estado
fisiológico
-­‐
patologías
Fe
Ca
Fe
Ca
Accesibilidad
Absorción
Y
Trasporte
Respuesta
fisiológica
DigesHón
Metabolismo
Bioconversión
Bioconversión
-­‐
Transporte
-­‐
almacenamiento
Excreción
BIOACCESIBILIDAD
BIOACTIVIDAD
BIODISPONIBILIDAD
Fuente:
EUFIC,
2010;
Fernández
et
al.,
2009;
Gibson,
2007;
Marknez
et
al.,
1999;
Parada,
2007

9. MÉTODOS
IN
VITRO
MODELOS
IN
VIVO
IN
VITRO
Isotopos
Enzimas
Instrumental
Equipos
Humanos
Modelos
animales
CulHvos
celulares
§ Uso
de
isotopos
§ Uso
de
modelos
animales
§ Rápidos
§ é
Costos
§ Limitación
por
diferencia
de
§ êCostos
§ Restricciones
éHcas
especies
y
procesos
§ Permiten
mayor
control
sobre
las
variables
metabólicos.
experimentales
§ é
Costos
§ Es
una
medida
de
las
tendencias
Fuente:
Binaghi
et
al.,
2008;
Haro
et
al.,
2006;
Parada
et
al.,
2007;
Viadel,
2002;
Wolfgor
et
al.,
2001

10. CEREALES

11. CEREALES

12. MÉTODOS
IN
VITRO
Solubilidad
Fuente:
Amaro,
2004;
Frontela
2007;
Wiemk
et
al.,
1999;
Van
Campen
y
Glann,
1998;
Viadel
2002

13. MÉTODOS
IN
VITRO
Diálisis
Fuente:
Binaghi
et
al.,
2010;
Cagnasso
et
al.,
2008;
Mendéz
et
al.,
2005

14. MÉTODOS
IN
VITRO
Modelos
de
celulares
(Caco
2)
Fuente:
Frontela,
2007a,
Frontela
et
al.,
2008b;
Lunnerdal,
2009

15. ESTUDIOS
IN
VITRO
EN
CEREALES
Tabla
1.
Descripción
de
diferentes
métodos
de
digesJón
in
vitro
aplicados
para
determinar
biodisponibilidad
de
hierro
y
calcio
en
cereales
y
derivados.
Alimento o Matriz Bases
Objetivo (s) de estudio Descripción de fluido digestivo Método de digestión in vitro Modelo celular Referencia
alimentaria metodológica
Gástrico (pH 2)
-Solución de 1 M HCl
Alimentos a base
Evaluar la biodisponibilidad de 0.5 ml/100 ml de pepsina
cereales (Trigo Solubilidad
Fe, Zn, Ca y Mg de alimentos a 6 M HCl durante la incubación Skibniewska et al., Suliburska &
sarraceno, Cebada, Centrifugación a 3.800 rpm/min por 10 min No
bases de cereales, leguminosas 2002 Krejpcio, 2011
Maíz, Avena y Arroz)
y frutos secos Intestinal (pH 6.8–7.0)
-10 ml/40 ml pancreatina
Gástrico (pH 4)
Grado de hidrólisis de fitatos por - 3 g de solución de pepsina se añadió
fermentación y cocción en el
Pan (harina de Trigo Solubilidad Método in vitro de Frontela et al.,
pan y la biodisponibilidad de Fe, Intestinal (pH 5 – se ajusta pH 7.2) Si
blanca e integral) Centrifugación a 3.500 g durante 1 h a 4ºC Miller et al., 1981 2011c
Zn y Ca con aplicación de - NaHCO3 1 mol / L.
captación por célula Caco 2 - 0,005 g de pancreatina
y 0,03 g de sales biliares / g
Gástrico (pH 2 ) Metodo de in vitro
- Solución gástrica con pepsina Luten et al, 1996
Examinar la influencia de la Digestión
Diálisis Gautam et al.,
Arroz y Sorgo adición exógena de ajo y Intestinal (pH 7.5) No gastrointestinal con
Membrana con poros de 10 kDa 2010
cebolla en la bioaccesibilidad de -4 g de pancreatina modificaciones de
Fe y Zn en cereales - 25 g de sales biliares Hemalatha et al.,
- 0.1 M NaHCO3 2005
• Comparar la
dializabilidad de Fe y Zn en Gástrico (pH 1-2)
cereales para desayuno, - 5 ml de una solución acuosa al 3% de a-
Cereales para comercialmente fortificados con amilasa.
desayuno (Maíz) Fe elemental y ZnO, con y sin - 1,6 ml de pepsina-HCl (16 g/100 ml en HCl Método in vitro de
agregado de leche. Diálisis
0,1N) Miller, modificado Cagnasso et
2. Comparar la dializabilidad de Membrana de 6000-8000 Dalton No
Cereales para por Wolfgor et al., al., 2010
desayuno (Maíz) Fe y Zn en tres tipos diferentes Intestinal (pH 6,5 ± 0,2) 2002
con Cacao de cereales, no fortificados, con - 3,75 ml de una mezcla de bilis-pancreatina
y sin el agregado de leche, a los (2,5% bilis y 0,4% pancreatina en NaHCO3
que se les agregó 0,1N)
experimentalmente ZnO
y FeNa2EDTA o FeSO4
Gástrica (pH 2)
- Solución 1.5 N HCl
Investigar la influencia de los - 150 mg pepsina por cada100 g de producto) Solubilidad
Sturza et al.,
Pan de harina de métodos de preparación de Pan Centrifugación a 6000 rot/min No -
2009
Trigo blanca e integral enriquecido con Fe sobre la Intestinal (pH 8.2)
biodisponibilidad de Fe - Tripsina
- NaHCO3 0.08 M
!

16. ESTUDIOS
IN
VITRO
EN
CEREALES
Tabla
1.
Descripción
de
diferentes
métodos
de
digesJón
in
vitro
aplicados
para
determinar
biodisponibilidad
de
hierro
y
calcio
en
cereales
y
derivados.
Alimento o Matriz Bases
Objetivo (s) de estudio Descripción de Fluido digestivo Método de digestión in vitro Modelo celular Referencia
alimentaria metodológica
Gástrico (pH 2)
Evaluar el efecto de la
- 0.8 ml de una solución de pepsina al 16%
agregación de harina de Soya y
en HCl 0.1N Se utilizó la técnica
suero de leche sobre el Pan de
Harina de Trigo Diálisis de dializabilidad Visentín et al.,
molde y su influencia en la No
enriquecida Intestinal (pH 6,5 ± 0,2) Membrana con poros de 6000-8000 Dalton modificada por 2009
disponibilidad potencial del Fe
- 6.25 ml de una solución de bilis- Wolfgor et al., 2002
de fortificación y del Zn y Ca
pancreatina (2.5% de bilis y 0.4% de
intrínsecos
pancreatina en NaHCO3 0.1N)
Evaluar el efecto de la Gástrico (pH 4)
desfitinización sobre la - 3 g de solución de pepsina se añadió
Cereales infantiles biodisponibilidad y captación, Solubilidad Método in vitro de Frontela et al.,
comerciales con Fe,
Ca y Zn
retención y transporte en
células Caco-2. de Fe, Ca y Zn
Intestinal (pH 5 – se ajusta pH 7.2)
- NaHCO3 1 mol / L.
!
Centrifugación a 9187 g/ 30 min/4 Si
Miller et al., 1981 2009
de tres diferentes cereales - 0,005 g de pancreatina
infantiles comerciales y 0,03 g de sales biliares / g
Gástrico (pH 2)
0,02 mol/L de solución de HCl
10 mg/L de pepsina
Mejorar la bioaccesibilidad Ca,
Galletas de Trigo Mg, Mn and Cu en galletas de
Intestinal (pH 7.5) Solubilidad Método in vitro de Vitalli et al.,
blanco trigo en combinación con No
40 mL de NaHCO3 Centrifugación a 4500 rpm por 1 hora. Schwedt et al., 1998 2008
diferentes cereales de grano
20 mL solución de pancreatina (1,52 g de
entero y fibra dietética
pancreatina y 0,5 g de amilasa)
20 mL de solución sales biliar (78 mg sal
biliar y 0,45 g NaCl)
Gástrico (pH 2)
-Pepsina
Arroz
Trigo Evaluar la bioaccesibilidad de Método in vitro
Intestinal (pH 7) Diálisis Hemalatha et
Mijo Fe y Zn en diferentes cereales No descrito por Luten et
- Extracto bilis-pancreatina Membrana con poros de 10 kDa al., 2007
Maíz consumidos en India al., 1996
de mezcla (1 l de 0,1 M de bicarbonato de
Sorgo
sodio que contienen4 g de pancreatina + 25 g
de extracto de bilis)
Gástrico (pH 2)
Evaluar la biodisponibilidad
- 5 ml de una solución acuosa al 3% de a-
potencial de Fe, Zn y Ca en
amilasa
Cereal infantil (a base alimentos complementarios
- solución valorada de HCl 6N, y agregaron Método in vitro de
de harina de Arroz) comerciales, formulados con
1,6 ml de pepsina-HCl (16 g/100 ml en HCl Miller et al., 1981
Mezcla de cereal vitaminas y minerales, utilizados Diálisis Binaghi et al.,
0,1N). No modificado por
infantil en programas institucionales y Membrana con poros de 6000-8000 Dalton 2007b
Wolfgor et al.,
Cereal infantil con la posible influencia de otros
Intestinal (pH 6,5 ± 0,2) 2002
Naranja alimentos habitualmente
-3,75 ml de una mezcla de bilis-pancreatina
presentes en una dieta
(2,5% bilis y 0,4% pancreatina en NaHCO3
combinada
0,1N)
!

17. ESTUDIOS
IN
VITRO
EN
CEREALES
Tabla
1.
Descripción
de
diferentes
métodos
de
digesJón
in
vitro
aplicados
para
determinar
biodisponibilidad
de
hierro
y
calcio
en
cereales
y
derivados.
Alimento o Matriz Bases
Objetivo (s) de estudio Descripción de Fluido digestivo Método de digestión in vitro Modelo celular Referencia
alimentaria metodológica
Gástrico (pH 2)
-0.8 ml de una solución de
Evaluar la disponibilidad de Fe y
pepsina al 16% en HCl 0.1N
Zn en harinas de frijol con y sin
Miller et al., 1981
Mezcla de Frijol y tratamiento térmico de Diálisis Drago et al.,
Intestinal (pH pH 6,5 ± 0,2) No modificada por
Maíz (dentado) inactivación de lipooxigenasa y Membrana con poros de 6-8 kDa 2007
- 6,25 ml de una solución de bilis- pancreatina Wolfgor et al.,2002
en mezclas de Maíz/Frijol
(2.5% de bilis y 0.4% de pancreatina en
extrudidas,
NaHCO3 0,1N)
Establecer el porcentaje de
Gástrico (pH 2)
proteínas, cenizas, lípidos, fibra
-Alícuotas de homogeneizados (11,5 g de
dietaria total (FDT), Fe, Zn y Ca
muestra en 38,5 ml de agua desionizada)
y estudiar la dializabilidad de
con 5 ml de la suspensión de a-amilasa Miller et al., 1981
Pan (harina de Trigo y esos minerales – como Diálisis Dyner et al.,
- HCl 6 N para la digestión pepsina No modificada por
Amaranto) indicadora de su Membrana con poros de 6-8 kDa 2007
Wolfgor et al.,2002
biodisponibilidad - en panes y
Intestinal (pH 6,5 ± 0,2)
fideos elaborados harina de
- Adición de 3,75 ml de una suspensión de
trigo y harina integral de
bilis-pancreatina
amaranto.
Gástrico (pH 2)
Los objetivos del presente
- 16 g de pepsina en 100 mL de 0.1 mol/L
trabajo fueron: 1) cuantificar el
HCl
contenido total y dializable de
Tortillas de Maíz y
Fe y Zn en alimentos del norte Diálisis Técnica modificada Méndez et al.,
tortillas de harina de Intestinal (pH 7 ) No
(Sonora) y del sur (Oaxaca) de Membrana con poros de 12-14 000 MW por Shen et al., 1995 2005b
Trigo. - Extracto de bilis-pancreatina (0,4
México; 2) evaluar el efecto de
pancreatina y 2.5 extracto de bilis en 100 mL
la presencia de carne sobre los
al 0.1 mol/L NaHCO3
valores de Fe y Zn dializables.
Gástrico (pH 2)
- Solución de pepsina (Sigma, P-7000;
14900 u/m: in 0.1 M HCl)
Evaluar los
efecto de los fitatos sobre la Intestinal (pH 7) Solubilidad Lonnerdal et al., Lestienne et
Harina de Mijo No
disponibilidad in vitro de Fe y Zn - Pancreatina (Sigma, P-1750; 1.85 mg/ Centrifugación a 10 000g/30 min/ 4 °C 1993 al., 2005
en la harina de Mijo mL)
- Solución de extracto de bilis (Sigma, B-
8631; 11 mg/mL in 0.1 M NaHCO3)
El pan blanco (Trigo)
Gástrico (pH 2)
Pan integral (Trigo) Evaluar las biodisponibilidad de
- HCl, 7,5 ml de suspensión con pepsina Miller et al.,1981 and
Pan de Centeno, Ca, Mg, Fe, Cu y Zn con Diálisis Mechteldis.,
No Hazell & Johnson,
Pan integral métodos in vitro en diferentes Membrana con poros de 12000-14000 Dalton 1993
Intestinal (pH 6 -7) 1987
(semillas girasol, tipos de panes
5 ml pancreatina mezcla con extracto de bilis
avellanas)
!

18. CONCLUSIONES
La
técnicas
in
vitro
se
erigen
como
las
que
ofrecen
mayores
ventajas
operaJvas,
basadas
generalmente,
en
técnicas
de
digesJón
simulada.
Los
cereales
y
derivados
son
el
grupo
de
alimentos
de
más
alto
consumo
en
todo
el
mundo
e
idóneos
para
el
enriquecimiento.
Los
estudios
de
BD
de
Fe
y
Ca
en
cereales,
son
ensayos
de
solubilidad
y
diálisis,
fundamentalmente
los
ensayos
más
uJlizados
se
basan
en
la
diálisis
Las
principales
diferencias
en
los
ensayos
in
vitro
de
hierro
y
calcio
en
cereales,
corresponden
a
pH
y
Jempos
de
incubación.

19. Gracias…