MINERALES EN ALIMENTOS

Prof. Q.F. Nalda Romero PalaciosMg. Cs. de la Nutricin

Laboratorio de Qumica de AlimentosFacultad de Cs. Qcas. y Farmacuticas

aCa, P, Mg son esenciales para la funcin y estructura tisularasu fisiologa y metabolismo estn

interrelacionados y modulados por otros nutrientes y hormonas (metabolitos de vit. D)amantienen la homeostasis y el crecimiento

normal en el organismoaprevienen la desmineralizacin del hueso,

fracturas y raquitismo.

INTRODUCCION

aFe, es de importancia en nutricin humanaaproblemas de salud pblica por dficit

CALCIO

aCmo se encuentra en el organismo?

a99% como hidroxiapatitaCa10(Po4)6(OH)2 y otras sales de Caen la estructura sea.

CALCIO INICO - FUNCIONES FISIOLGICAS

calmodulina y otras protenas ligantes

afludo intracelulara glomrulo-tbulosa 50 % Ca ionizadoafludo extracelular 10 % difusibleaa 40 % unido a protenaa (80 % albmina, 20 % globulina)

Funciones del Calcio

aEstructural en huesos y dientes

Participa en:

acoagulacin sanguneaacontraccin musculararegulacin de excitabilidad nerviosaamotilidad de espermatozoidesafertilizacin y reproduccinacontrol de reacciones enzimticas

Mecanismos de absorcin

aTransporte activo aTransporte pasivo

aRequisito: Calcio solublea forma inica

Absorcin por transporte activo

Caractersticasaproceso saturableaocurre en duodeno y yeyuno proximalaregulado por vitamina D que estimula la

sntesis de una protena ligante (calbindina)adependiente de la situacin nutricional del

individuo en calcio, vitamina D y aspectos fisiolgicos como edad, embarazo, lactancia

Absorcin por transporte pasivo

Caracteristicas:aproceso no saturableaindependiente de la regulacin de vit. Daocurre en el intestino delgadoadependiente de la biodisponibilidad de Ca

de la dieta

Factores de la dieta que favorecen la biodisponibilidad

aPh cidoaazucares simples (lactosa, manosa y

xilosa)acidos como ac. lctico y c. Ctricoapresencia de vitamina D

Factores de la dieta que disminuyen la biodisponibilidad del Ca

afitatos y fosfatos que forman complejos insolubles con calcioaalto contenido de fibra (cido urnico)aalta concentracin de grasa (formacin de

jabones)aesteatorreaaingesta excesiva de magnesio (a veces)

Factores del individuo que favorecen la biodisponibilidad del

Ca

aedad: nios > adultosarequerimientos aumentados: embarazo,

lactancia (75 %), perodos de rpido crecimiento (lactante, preescolar, adolescente)asituaciones de dficit de Calcioahormonas: h. de crecimiento, estrgenos

Regulacin homeostticaControl homeosttico de Ca y P intervienen reacciones reguladas por sistema vit. D-endocrinoatransporte neto desde el intestinoabalance entre el flujo de iones hacia y

desde el huesoabalance entre entrada y salida de iones de

las clulasaexcrecin urinaria

Absorcin intestinal Ca y P

PTH 1.25 (OH)2D3Ca srico

Ca

Pexcretado ( PTH)Se restauran Ca srico y no se modifican P.

Calcitonina

Ca

Ca srico Inhibe Metabolitos Vit D, prostaglandinas, Vitamina A

(Promueven movilizacin de Cadel hueso)

Para una adecuada mineralizacin del hueso se requieren niveles de Ca a sobresaturacin.

Regulacin homeosttica

Controlada por un sistema de hormonas reguladorasaestimulan la resorcin del hueso: PTH,

Vit. D, h. tirodea, cortisol y prostaglandinasainhiben la resorcin: calcitonina,

estrgenos

ahueso desmineralizado

Vas de eliminacin de Calcio

aExcrecin de Ca urinario 100 - 240 mg/daasecreciones endgenas intestinales 100

mg/da

Afecta eliminacin: (calciuria)aingesta alta de sodio y protenas: casena,

lactoalbmina o gluten en adultos)

Fuentes de calcio

Fuentes de calcio

Fuentes de calcio

Recomendaciones de ingesta diaria de calcio poredad (mg)

0 6 meses 4006 -12 meses 6001 5 aos 8006 10 aos 800 120011 24 aos 1200 1500Mujeres 25 50 aos 1000Mujeres Embarazadas o en lactancia 1200 1500Mujeres postmenopusicas con TRE 1000Mujeres postmenopusicas sin TRE 1200 - 1500Hombres 25 65 aos 1000Hombres y mujeres + 65 aos 1500

FOSFORO

aPresente en todas las clulas del organismo, es el segundo ms abundantea85% en hueso (Ca10(Po4)6(OH)2 y Ca3Po4a14% msculo esquelticoa1% medio intra y extracelular como P

inorgnico en combinacin con protenas, lpidos, carbohidratos entre otros.

Funciones

aFormacin de huesos y dientes

aImportante papel en el metabolismo intermediario, ya que forma derivados del cido fosfrico: ATP, NAD, NADP, fosfolpidos). La mayora de los nutrientes energticos requieren activarse mediante la intervencin del ATP.

Mecanismos de Absorcin

aIntestino delgado- yeyuno, leon.

aPor difusin simple y transporte activo -bomba Na/K

Factores que influyen en la biodisponibilidad

De la dietaaPh cido (favorece)aIngesta elevada de calcio (disminuye)aFormas de P presentes en la dieta.

Fosforo inorgnico en leche: fosfato de Ca, Mg, K, 65-90% de absorcin. aP orgnico (cido ftico) en vegetales

prcticamente no es absorbido.

Del individuo

aHipoclorhidriaaRequerimientos aumentados -

embarazo, lactancia y periodos de rpido crecimientoaEstado nutricional de Vit D adecuado

(favorece)

Regulacin Homeosttica de Fosforo

1,25(OH)2D3

intestino

PTH srico AMPc urinario

rin huesos tejidos blandos

P plasmtico

Ingesta Recomendada

aLactantes > 2 meses relacin Ca: P 2:1

aLactantes 2 meses - 1 ao relacin Ca: P gradualmente se acerca a 1:1

a> 1 ao relacin Ca: P 1:1

Fuentes de Fosforo

Fuentes de Fosforo

DETERMINACIN DE FSFORO EN ALIMENTOS

Mtodo colorimtricoaLa mustra se quema a 525 C y se disuelve

en Ac. Ntrico diludo.aUna alcuota se mezcla con molibdovanadato

y se desarrolla color.ase lee al espectrofotmetro a 400nm.

Magnesio

a huesos 59%aaDistribucin Msculo y tejidos blandos 40%aa fludo extraclular 1%a ( inico 55%, unido protena 32%, complejado

13%)a

Funciones

aactividad neuromuscular

ametabolismo de los carbohidratos, grasas

acomo componente de los ribosomas interviene en la sntesis proteica

Mecanismo de Absorcin

aPorcin distal del intestino delgado y colonaDifusin pasiva y Transporte Activo

Factores de la dieta que influyen en la biodisponibilidadaingesta alta de Paingesta alta de fitatos y/o fibra

Ingesta Recomendada de Magnesio

a 350 mg/da varn

a 300 mg/da mujer (450 mg/da en embarazo y lactancia)

Fuentes de Magnesioacereales (grano entero)a leguminosasavegetales (ya que este mineral aparece en la

estructura de la clorofila).

Fuentes de Magnesio

Fuentes de Magnesio

METODOLOGAS DE ANLISIS DE CALCIO Y MAGNESIO EN

ALIMENTOS

aLa muestra se quema a 525 Case disuelve en HCl diludo y se enrasa con

agua,ase ajusta a Ph 3,5 y se pasa por columna

de intercambio aninicoauna alcuota se ajusta a Ph 10, se aade

200mg de indicador calmagite y se titula con EDTA 0.01M (rojo a azul). (Ca +Mg)

Ca y Mg mtodo titrimtrico

Calcio mtodo titrimtrico

aUna alcuota del eludo de la columna de intercambio aninico, se ajusta a Ph 12,5-13.aSe aade 100mg de Ac. Ascrbico e

hidroxinaftol como indicador y se titula con EDTA 0.01M (rosado a azul). (Ca)

Hierro

a 65% hemoglobina hierro HemaDistribucin 10% mioglobina hierro Hema 3% enzimasa 22% ferritina y hemosiderina

Funciones

aTransporte de oxgenoatransporte de electronesaparticipa en procesos enzimticos

Mecanismo de Absorcin(duodeno y yeyuno proximal)

Fe+2E

Fe Hementerocito

transferrina

ferritina

Fe+2 Fe+3

Fe no Hem

Factores que Influyen en la Biodisponibilidad

aTipos de hierro presentes en la dieta:aFe Hem 10 - 20%, aFe no Hem o inorgnico 1 - 5%.

aFactores de la dieta que afectan la biodisponibilidadde Fe no HemFavorecedores: Ph cido, reductores vit. C, cidos orgnicos, carnes. Inhibidores:fitatos, fosfatos y polifenoles (taninos), alta ingesta de fibra, anticidos, Ca, Mg, protenas.

aFactores de la dieta que afectan la biodisponibilidad de Fe Hemfavorecedor: carneinhibidor: calcio (transporte intracelular)

aFactores del individuo que afecta a hierro Hem y hierro no Hem.deficiencia de Fe, necesidades de Fe aumentadas (embarazo, lactancia, nios en crecimiento).estados patolgicos como aclorhidria y

gastrectoma.

Ingesta Recomendada

aHombres: 10 mg (considerando que slo se absorbe un 10%).

aMujeres en edad reproductiva, embarazo y lactancia: 18 mg.

Deficiencia de HierroaEn nios: afecta el sistema inmune,

presentan menor resistencia a infecciones y aumento de morbilidad. Menor desarrollo cognitivo.aEn adultos: menor capacidad de trabajo.aEn embarazo: la anemia se asocia con

prematuridad, mayor morbilidad, mayor mortalidad materna y fetal.aANEMIA NUTRICIONAL PROBLEMA DE

SALUD PUBLICA PREVALENTE EN PAISES EN DESARROLLO

Causas de la Deficiencia

aBaja ingesta de hierro: baja disponibilidad de alimentos, nivel socioeconmico bajo o prcticas alimentarias incorrectas.aBaja biodisponibilidad de hierro en la

dieta: baja ingesta de Fe Hem, falta de factores favorecedores de la absorcin, alto consumo de agentes inhibidores.aRequerimientos aumentadosaAumento de las prdidas

Cmo mejorar la deficiencia de hierro?

aMejorando la biodisponibilidad de Fe

aDiagnstico y tratamiento oportuno de la deficiencia

aIntervencin con Fe adicional - suplementacin, fortificacin.

Fuentes de hierro

aVsceras, carnes, pescados, mariscos

alegumbres, guisantes, cereales

aOtra fuente importante son los utensilios de hierro utilizados para cocinar.

Fuentes de Hierro

Fuentes de Hierro

Determinacin de hierro en alimentos

Mtodo Espectrofotomtricoala muestra se quema a 525 C, se disuelve

en HCl y se afora con agua y se filtraaen una alcuota se reduce el Fe+3 a Fe+2

con Ac. Ascrbicoase forma un complejo con o- fenantrolinaase lee a 510 nm al espectrofotmetro

Zinc

aDistribucin en el organismoTotal 2 - 3 g de Zn

60% musculatura estriada20% hueso3.4% hgado

Funciones

aReplicacin y crecimiento celularaFertilidad y reproduccinaCrecimiento longitudinalamaduracin sexualaVisin nocturna

Funciones

aRespuesta inmuneaFuncin hormonalaolfato, gusto, apetitoaFuncin cognitiva

Mecanismos a Travs de los Cuales el Zinc Acta

aZn-enzimas (200), sntesis y degradacin de DNA, RNA, protenas -timidina kinasa, DNA polimerasa, RNA polimerasa, carboxipeptidasa etc.

aActa a nivel de receptores hormonales de superficie, canales inicos y actividad de algunas enzimas.

Mecanismos a Travs de los Cuales el Zinc Acta

aForma parte de protenas que regulan la expresin de ciertos genes, se ubica en puntos clave de la secuencia de AA y forma los llamados dedos de zinc

Deficiencias de Zn

aretardo del crecimientoaretraso en el desarrollo de los

rganos genitales areduccin del nmero de

espermatozoides aanemia moderada

adermatitisaretraso en cicatrizacin de heridasaprdida de apetitoadiarrea y malabsorcin

Deficiencias de Zn

Inhibidores de la Absorcin de Zn

aFitatos, fibra

aCa, forma compuesto insoluble Ca-Zn-fitato

aFe/Zn > 3 interfiere en la absorcin de Zn

Recomendaciones de Ingesta

a15 mg para el adulto (hombre) y 12 para la mujer a15 mg en embarazadas y 19 mg en

lactantes

Fuentes

aCarnesalcteos, cereales enteros, legumbres

secas, huevos, semillas y pescadoafrutas

Fuentes de Zinc

DETERMINACIN DE ZINC EN ALIMENTOS

Mtodo colorimtrico

ase realiza una digestin cida con HNO3 y H2SO4,

ase precipitan los minerales interferentes con H2S ( Pb, Cu, Bi, Sb; Sn, Hg, Ag)

ase elimina Ni y Co con dimetilglioxima y nitroso naftolase forma un compuesto coloreado con

difeniltiocarbazone y se lee a 540 nm.

Cobre

FuncionesaContribuye a la utilizacin del hierro para

la sntesis de hemoglobinaaEritropoyesisaleucopoyesisasntesis de tejido conectivoamineralizacin sea

asntesis de mielinaametabolismo de catecolaminasafosforilacin oxidativaafuncin inmune

Mecanismo de Accin

aForma parte de varias enzimas, superxido dismutasa, citocromo C oxidasa, dopamina hidroxilasa, amina oxidasa y tirosina.

ase une a globulina ceruloplasmina que transporta Cu en el plasma y tiene actividad de ferroxidasa.

Absorcin, Transporte y Excrecin

aAdulto 80-120 mg total

a CuCu Cu

tejidos

Secrecin biliar

albmina

ceruloplasmina

Cu

Ingesta Recomendada

a2 mg/da

Fuentes

anueces, carnes, hgado, mariscos y semillas.

Fuentes de Cobre

DETERMINACIN DE COBRE EN ALIMENTOS

Mtodo colorimtricoaSe realiza una digestin con HNO3 y

H2SO4 y se diluye la muestra con aguaase aade EDTA y se ajusta a Ph 8,5ase forma un complejo con dietil ditio

carbamatoase extrae el complejo con Ccl4 y se lee a

400 nm.

Selenio

Funcionesacomponente de la enzima glutatin

peroxidasa relacionada con la proteccin del estrs oxidativo.aInvolucrado en la detoxificacin heptica

y en la repuesta inmunearelacionado con metabolismo de la

hormona tirodea

Requerimientos

aNios 10 - 30 ugaAdultos 40 - 75 ug

Fuentes de Selenio

aCarnes, pescados, mariscos, cereales, frutas y verduras.

Fuentes de Selenio

DETERMINACIN DE SELENIO EN ALIMENTOS

Mtodo de Espectrosfotomtria de absorcin atmica AAS.ala muestra se digiere con ac. Ntrico a 150 C.aSe forma el hidruro de selenioase lee en AAS.

CUANTIFICACIN DE MINERALES EN FORMULAS INFANTILES Y ALIMENTOS A BASE DE LECHE

Mtodo AAS.aLa muestra se quema a 525 C y las

cenizas se disuelven en HNO3 0.1 N.aSe agrega LaCl3 para Ca y Mg y CsCl para

Na y Kase lee cada mineral a la longitud de onda

respectiva.

Elemento Longitud de onda

Ca 422

Cu 324

Fe 248

K 766

Elemento Longitud de Onda

Na 589

Mg 285

Mn 279

Zn 214ZnZn

YodoFuncionesaForma parte de la estructura de las hormonas

tirodeas triyodo tironina (t3) y tiroxina (t4)

Principales funciones de hormonas tirodeasaregulan el metabolismo energticoacrecimiento y maduracin de varios sistemas

orgnicosametabolismo de otras glndulas endocrinas

(hipfisis y gnadas)afuncionamiento neuromuscular

Deficiencias de Yodo

aDeficiencia mantenida de yodo BOCIO

aDeficiencia severa en nios produceCretinismo neurolgico: retardo mental sin un marcado deterioro de la talla.aCretinismo Mixidematoso: retardo mental

menos severo con un retardo del crecimiento severo, acompaado de edema facial y de manos.

Interferentes en la Sntesis de Hormonas Tiroideas

aBocgenos como repollo, raps y otros del gnero brassica.

aTiouracilo, tiocianatos y tiourea.

Fuentes de Yodo

aProductos del marasal yodada.

Fuentes de Yodo

Perdidas de minerales por el procesamiento

Efecto de la molienda sobre niveles de elementos traza en trigo

Elemento trigoHarinablanca

PanBlanco Grmen

Semillamolida

Prdidaharina%

Mn 46 6.5 5.9 137.4 64-119 85.8

Fe 43 10.5 27.3 66.6 47-78 75.6

Co 0.026 0.003 0.022 0.0170.07-0.18 88.5

Cu 5.3 1.7 2.3 7.47.7-17.0 67.9

Perdidas de minerales por el procesamiento

Efecto de la molienda sobre niveles de elementos traza en trigo

Elemento TrigoHarinablanca

PanBlanco Grmen

SemillaMolida

Prdidaharina%

Zn 35 7.8 9.7 100.8 54-130 77.7

Mb 0.48 0.25 0.32 0.67 0.7-0.83 48.0

Cr 0.05 0.03 0.03 0.07 0.07 40.0

Se 0.63 0.53 - 1.1 0.46-0.84 15.9

Efecto del procesamiento sobre niveles de elementos trazas en

arrozCr Mn Co Cu Zn

Arrozno pulido

0.16 2.8 0.16 4.1 6.5

Arrozpulido

0.07 1.5 0.1 3.04 1.6

%prdida

75 45 38 26 75

Efecto del procesamiento sobre niveles de elementos trazas en

azcarCr Mn Co Cu Zn Mb

Caa deazcar

0.1 1.75 0.03 1.00 0.5 0.13

Azcarcruda

0.3 1.18 0.40 3.35 8.7 nd

Melaza 1.21 4.24 0.25 6.83 8.3 0.19

Azcarblanca

0.02 0.13