Vitaminas Teóricas (Bromatología) PDF

Vitaminas Características generales: Son micronutrientes necesarios que necesitan ser incorporados por los alimentos, entre otras cosas, para que sea posible la transformación de los alimentos en energía y en estructuras corporales. Algunas son esenciales y otras pueden ser sintetizadas en el organi...

Vitaminas Características generales: Son micronutrientes necesarios que necesitan ser incorporados por los alimentos, entre otras cosas, para que sea posible la transformación de los alimentos en energía y en estructuras corporales. Algunas son esenciales y otras pueden ser sintetizadas en el organismo Funciones: a. Coenzimas y precursores (la gran mayoría) b. Componentes de sistemas de defensa antioxidantes. c. Factores involucrados en la regulación genética. d. Especializadas (ej.Vit. A en visión). Clasificación de vitaminas: Por sus propiedades físicas liposolubles hidrosolubles - Vitamina A - Vitamina B1 - Vitamina D - Vitamina B2 - Vitamina E - Vitamina B6 - Vitamina K - Vitamina B12 - Vitamina C - Vitamina H o biotina Recomendaciones dietarias: Ingesta Diaria de Referencia/Recomendada (IDR): Nivel de consumo dietario promedio diario necesario para satisfacer los requerimientos nutricionales de casi todos (97-98%) los individuos sanos de un determinado género y en un rango etario específico. Actualmente, en el rotulado se suele indicar el contenido vitamínico como el “% del valor diario”, IDR. La cantidad informada en los rótulos no significa necesariamente que toda esa cantidad vamos a poder absorber en el TGI, es decir no significa que estén biodisponibles. Biodisponibilidades de vitaminas: Vía ideal por la cual se va liberando una vitamina presente en el alimento: Ej: un carotenoide, que se encuentra en frutas y verduras, que al ser liposoluble lo vemos encerrado en micelas. Estas vitaminas se pueden ir liberando por los procesos de cocción del alimento o durante el masticado del alimento. Una vez que llegan al estómago las podemos llegar a tener como glóbulos lipídicos, y que por acción de las sales biliares y lipasas que rompen estos glóbulos, nos quedamos con las micelas. En el intestino delgado, estas micelas van a ser absorbidas en la mucosa intestinal por parte de los enterocitos y van a pasar al sistema linfático como quilomicrones y de allí pasar al torrente sanguíneo transportados por lipoproteínas, para llegar a distintos organos donde cumpliran su efecto. En estos órganos es donde se va a producir la transformación de carotenoides a la vitamina A. Existen ciertos factores que hacen que todo eso no pueda ocurrir o que ocurra en un porcentaje menor Entonces la biodisponibilidad va a depender de que estén presentes todos estos componentes (ej: fibra) en el alimento. Están condicionadas por: a. Composición de la dieta, la cual puede modificar el tiempo del tránsito intestinal, viscosidad, características de emulsión, pH. b. Formas químicas de las vitaminas (distinta estabilidad, absorción, etc). c. Interacciones con componentes de las dietas. d. tratamiento térmico oxida al alimento (?) Pérdidas / variaciones de vitaminas en alimentos: Vitaminas liposolubles → Vitamina A IDR=1000/800 ug/dia ▪ Hígado es el principal depósito de Vit. A en animales (retinol/ést.). ▪ En plantas y hongos no hay Vit.A pre-formada,sólo carotenoides→ 600 conocidos, 50 tienen actividad pro-Vit. A. ▪ Los isómeros trans son predominantes y tienen las > actividades. ▪ Los procesos térmicos pueden inducir ≈ isomerización cis (con menor act). ▪ En gral. la destrucción es por degradación oxidativa (≈ lípidos). ▪ La exposición a luz, ácidos, y solventes clorados puede inducir 100% de isomerización trans Funciones: - fisiología de la visión (fotopigmento de la retina) - diferenciación de células epiteliales - crecimiento - reproducción - antioxidante hipervitaminosis:Agudas (náuseas, vómitos, vértigo), crónicas (inactividad física, somnolencia), teratógenas. Las Vit. A y D son las más tóxicas dentro de las liposolubles hipovitaminosis: Alteraciones de la visión (ceguera nocturna), xeroftalmia (conjuntivitis seca→ producción de lagrimas insuficiente), hiperqueratosis de la piel, descoordinación motora Biodisponibilidad: - Los retinoides son eficientemente absorbidos en el intestino. - Absorción de carotenos menos eficiente cuando se unen a proteínas (caroteno-proteínas) o son atrapados por fibras dietarias. → Vitamina D IDR=10 ug/dia - D2: se encuentra en vegetales. - D3: de origen animal, se forma en la piel durante la exposición a la luz solar, fortificación de alimentos. -1,25-diOH-D3 es la forma con mayor actividad biológica. -En carnes y leches la forma más frecuente es 25-OH-D3. -Vit. D es degradada por la luz y reacciones de oxidación (una exposición de entre 5-30 min de las manos, antebrazos y cara es suficiente para sintetizar niveles adecuados de vit. D3, pero en exposiciones más prolongadas lleva a productos oxidados inertes que no tienen acción). -Alta estabilidad de Vit. D en alimentos, > en anaerobiosis. Funciones - Absorbe y transporta el Ca y el P a través de la pared intestinal - Libera el Ca de la estructura ósea (necesario) - Regula la concentración de P en plasma  hipervitaminosis: Hipercalcemia con depósitos de Ca en tejidos blandos (riñón). Puede producirse la muerte. La exposición prolongada a la luz solar induce isómeros inertes (lumisterol y taquisterol), o es fotodegradada Las Vit. A y D son las más tóxicas. hiporvitaminosis: Raquitismo (niños), osteomalacia (reblandecimiento de los huesos) porque no se absorbe calcio(adultos). Caries (leves). Biodisponibilidad: - Las fuentes de Vit. D3 pueden ser endógenas o exógenas. -5-30 min de exposición solar de manos, antebrazos y cara son suficientes para la síntesis de niveles adecuados de vitamina (7-dehidrocolesterol) -La Vit. D3 de origen animal se absorbe en duodeno y yeyuno →Vitamina E IDR=10/8 mg/día -Vit. E: Nombre genérico de tocoles y tocotrienoles conectividad Vit. E similar a la de α-tocoferol. -Fortificación: con α-tocoferil acetato. -α-tocoferol es la forma principal de Vit. E en productos animales. -Los tocoferoles son constituyentes naturales de membranas. -Oxidaciones intencionales causan pérdidas importantes de los depósitos de Vit. E. Funciones: - Poderosos antioxidante hipervitaminosis: Prácticamente “no tóxica”. Alteración de la absorción y metabolismo de vitaminas A y K. hipovitaminosis: Hemólisis por déficit de la actividad antioxidante.Síndrome neurodegenerativo donde las células del SNC dejan de funcionar o mueren(Crónica). Biodisponibilidad: -Generalmente es alta. -Está relacionada con la capacidad de absorción de lípidos. -Pueden estar formando ésteres por lo que deben ser hidrolizados por esterasas para liberarlo y poder ser absorbido en TGI. En alimentos la vit E se encuentra como α y γ-tocoferol libres o como ésteres → Vitamina K IDR=70/60 mg/día - Grupo de naftoquinonas con ó sin una cadena terpenoide en la posición 3. -Fortificación: con Menadiona (sintética). -K1 es vegetal (plantas verdes). -K2 es producida por bacterias intestinales. -Varios agentes reducen Vit. K a hidroquinona, debido a que en su estructura tienen un anillo con dobles ligaduras sustituidas con oxígeno, que es muy susceptible a la reducción (de quinona a hidroquinona) (≈actividad). -Las Vit. K pueden ser fotodegradadas. -Son bastante estables frente a tratamientos térmicos. Funciones - Interviene en la coagulación sanguínea como cofactor de enzimas involucradas en procesos anticoagulantes hipervitaminosis: Hemorragias por daño hepático directo de la vitamina K. En niños prematuros es relativamente frecuente la administración de Vit. K y puede aparecer una anemia hemolítica. hipovitaminosis: Puede ocurrir por alteraciones en la absorción intestinal, ingesta de antagonistas (cumarinas) de la vitamina K, o muy raramente por deficiencia nutricional. Defectos de coagulación Biodisponibilidad: - El cuerpo humano almacena vitamina K, así que no es necesario ingerirla diariamente. Vitaminas hidrosolubles *Por lo general no son tóxicas si aumenta el consumo de las mismas, porque si el organismo sensa que hay mucha cantidad, va a aumentar su eliminación por orina por parte del riñón. → Vitamina C IDR=90/65 mg/día Las estructuras con asterisco son las que tienen mayor actividad (ácido ascórbico en forma reducida y el ácido dehidroascórbico en su forma oxidada) - L-AA: ≈ glúcido; 2,3-enediol da actividades ácidas y reductoras. -C4 y C5 son centros ópticamente activos → desvían plano de luz polarizada (se puede cuantificar por polarimetría). -L-isoascórbico y D-AA: Usados como reductores/antioxidantes. -L-AA está en estado reducido en frutas y vegetales. -L-DHAA es reducido a AA en el organismo (≈ actividad). -Fortificación: Con AA o sales (ascorbatos). -Cu2+, Fe3+, calor, pH y O2 favorecen la oxidación de AA(quelantes). -La apertura del anillo lactona destruye la actividad Vit. C. –Formas liposolubles: conjugación de AA con restos hidrofóbicos (forman complejos). Funciones: - Potente antioxidante - Cofactor de enzimas - Metabolismo de oligoelementos (principalmente el hierro) hipervitaminosis:Toxicidad muy baja, debido a aumento de excreción renal. hipovitaminosis: Escorbuto (disminución de la síntesis de glucógeno,derrames sanguíneos). Biodisponibilidad: -Puede disminuir por la cocción de algunos alimentos (ej: brócoli). -Almacenamientos y congelación inducen pérdidas de Vit. C. →Vitamina B1 IDR=1.1 mg/día -Pirimidinas sustituidas unidas por –CH2- a tiazoles sustituidos. -Ampliamente distribuidas en plantas y animales. -La más frecuente en la naturaleza es la tiamina pirofosfato. -Fortificación: Con clorhidrato y mononitrato. -Comportamiento ácido-base, la forma protonada es más estable. -Es la vitamina menos estable en soluciones neutras o alcalinas. -Los sulfitos (se usan como aditivos) destruyen su actividad,por lo que son prohibidos en alimentos que son fuentes de B1. -El almacenamiento prolongado puede inducir pérdida de Vit. B1 Funciones: - Coenzima en reacciones del metabolismo de H de C - Involucrada en el sistema nervioso central hipervitaminosis: No produce efectos nocivos hipovitaminosis: Beri beri (astenia,anorexia, debilidad muscular, polineuritis,alteraciones cardiovasculares). Biodisponibilidad: -Las tiaminas de los alimentos son biodisponibles casi totalmente en la mayoría de los alimentos. →Vitamina B2 IDR=1.3 mg/día -Vit. B2: Término genérico dado a compuestos con act.riboflavina. -A todos sus derivados en gral. se los denomina flavinas. -El 80% de B2 en leche humana y vacuna es riboflavina y FAD. -Son inestables a pH neutros y alcalinos. -Moderadamente estables durante procesos térmicos. -Lumiflavina y lumicromo: Productos de fotodegradación, sin act. Funciones - FMN y FAD transporte de electrones en procesos de óxido-Reducción: ciclo de Krebs, cadena respiratoria, oxidación de Ácidos grasos, glutatión reductasa, formación de ácido Úrico. Hipervitaminosis: Son raras. Pueden observarse picazón, entumecimiento, sensación de quemazón, sensibilidad a la luz solar. hipovitaminosis:Trastornos oculares como fotofobia (dolor ocular producido por la luz) y lagrimeo, alteraciones bucales (aparición de fisuras en la boca y enrojecimiento de los labios). Biodisponibilidad: - No existen demasiadas evidencias de problemas asociados con biodisponibilidad incompleta. →Vitamina B3 IDR=17/13 mg/día -Niacina: Nombre genérico de Ác. Nicotínico y derivados con act de vit.B3. -Los procesos térmicos comunes o la luz no destruyen la actividad. -El organismo produce nicotinamida por conversión de triptófano (aa. esencial). - El ácido nicotínico por efecto del calor se puede transformar en nicotinamida que tiene prácticamente la misma actividad -Algunos cereales tienen formas inactivas (activación post-hidrólisis → dan las formas activas). -Los niveles de niacina dependen de las variedades y maduración de los cereales. Funciones: - NAD y NADP participan en reacciones de óxido reducción:Glucólisis, ciclo de Krebs, cadena respiratoria, desaminación de aminoácidos, metabolismo del etanol. hipervitaminosis: Puede provocar severos daños estomacales y hepáticos, y enrojecimientos en la piel (ocasionados por la acción de prostaglandinas que producen dilatación de los vasos sanguíneos) hipovitaminosis: Pelagra (dermatosis, inflamación de la piel,alteraciones en el TGI,diarrea, deterioro del sistema nervioso:demencia. si es muy severo puede llevar a la muerte) Biodisponibilidad: -NADH y NADPH: Baja biodisponibilidad por sus inestabilidades en el ambiente gástrico por el pH ácido. (Bajos niveles NADH y NADPH en alimentos). -Proporciones variables de niacina unida (no biodisponible). →Vitamina B5 IDR=5 mg/día -En muchos alimentos está en la forma de CoA. -Liberación enzimática del ácido pantoténico (CoA) en el intestino. -Estable en pH 5-7, y en bajas aw. -Pérdidas de 30-80% durante tratamientos térmicos. -Ác. pantoténico presente en alim.: Bastante inerte, e interacciona poco con la matriz. Funciones: - Tanto la CoA como ACP son intermediarios claves en el metabolismo de carbohidratos. hipervitaminosis: Se desconoce la existencia de toxicidad inducida por exceso de Vit. B5 hipovitaminosis: En malnutrición severa. Dolor de cabeza, fatiga,insomnio, náuseas, vómitos,síntomas neurológicos en manos y pies. Biodisponibilidad: -En dietas comunes, es ≈ 50% no todo llega a hidrolizarse y por lo tanto absorberse. -En general la ingesta cubre los requerimientos nutricionales →Vitamina B6 IDR=1.3 mg/día -Grupo de compuestos con la misma actividad biológica. -En la mayoría de las frutas, vegetales y cereales se encuentran las formas glicosiladas, activadas por glucosidasas intestinales. Para poder absorberlos necesitamos que se produzca la hidrólisis por eso se hidroliza la unión de OH con el grupo metilo, y se puede absorber la glucosa por un lado y la Vit. B6 por el otro -Piridoxina, piridoxal y piridoxamina tienen formas fosforiladas (donde se unía la glucosa ahora tiene un grupo fosfato). -En carnes se encuentran (>80%) piridoxal-P y piridoxamina-P -Posible degradación térmica y fotoquímica. -Formación de complejos irreversibles con proteínas, péptidos y aa. -Todas las formas de B6 son estables en pH ácidos. Funciones: - Piridoxal fosfato interviene en el metabolismo de aminoácidos hipervitaminosis: Hormigueo y entumecimiento de las extremidades, trastornos de locomoción, cansancio, somnolencia, reversibles. hipovitaminosis: Irritabilidad, debilidad,mareos, depresión,neuropatía periférica y espasmos, alteraciones del crecimiento, anemia. Biodisponibilidad: -En una dieta típica, la biodisponibilidad es de ≈ 75% (adultos). →Vitamina B8 IDR=30 ug/día -Biotina y biocitina son las formas naturales. -Biotina: 8 estereoisómeros, sólo activo D-Biotina(natural). Se encuentra en vegetales y animales. Muy estable al calor, luz y oxígeno. - Se degrada en pH extremos, o por oxidantes. - Biocitina es la más importante en muchos alimentos. Funciones: - importante para el metabolismo de carbohidratos, proteínas y grasas. hipervitaminosis: No se conocen efectos tóxicos inducidos por consumo en exceso de esta vitamina. hipovitaminosis: Muy poco probable. Pérdida de apetito, ulceraciones en la lengua, piel seca o con erupciones, dermatitis seborreica, alopecia, insomnio,ansiedad, depresión, vómitos y náuseas. Biodisponibilidad: -Se conoce poco sobre la biodisponibilidad de biotina en alimentos. -Las dietas comunes contienen suficientes cantidades de biotina. -Bacterias intestinales sintetizan biotina (fuente adicional). -Avidina (huevo): Impide completamente la absorción de biotina. →Vitamina B9 IDR=400 ug/día -Grupo de derivados de pteridina con act. ≈ Ác. fólico. -La configuración 6S es indispensable para la actividad biológica. -Ác. fólico existe en la naturaleza sólo en cantidades trazas. -Piroglutamil-H4 folatos: Son las formas más frecuentes en plantas, animales y microorg. -Posible fotodegradación. -Posibles pérdidas durante la preparación de los alimentos. -SO2 y NO2 - pueden acelerar la destrucción de folatos Funciones: - Potente antioxidante - Cofactor de enzimas en síntesis de ADN y ARN (se las administra a embarazadas pq previene defectos en formación del tubo neural) - Metabolismo de oligoelementos. hipervitaminosis: Poco frecuentes. hipovitaminosis: Anemia megaloblástica, bajo peso, falta de apetito, palidez,náuseas, diarreas, depresión,inflamación y llagas linguales,úlceras bucales, taquicardias,retraso del crecimiento. Biodisponibilidad: - Absorción intestinal tras la hidrólisis de las cadenas poliglutamil. -En general la biodisponibilidad de folatos es ≈ 50%. -Reducida por uniones no covalentes a la matriz, e hidrólisis parcial. →Vitamina B12 -B12: Nombre genérico de un grupo de compuestos (cobalaminas) con actividad similar a la cianocobalamina. -Cianocobalamina: Sintética, es la que se usa para fortificación de alimentos. No se encuentra naturalmente en alimentos. Coloración rojiza (limitación tecnológica). -Sólo los microorganismos producen cobalaminas -Identificados aproximadamente 20 análogos de Vit. B12(con o sin actividad biológica, antagonistas). -Sin pérdidas significativas por procesamiento y almacenamiento. -Retención: HTST ≈ 96% ; UHT > 90%. (se lo deja segundos a esa T°) -El calentamiento prolongado produce mayores pérdidas. -La estabilidad es mayor a pH 4-7. -Interconversiones: Ocurren, pero con poca influencia en la actividad. Funciones: - Potente antioxidante - Cofactor de enzimas - Metabolismo de oligoelementos hipervitaminosis: No se han establecido reportes sobre los efectos adversos de la ingesta excesiva de vitamina B12 o cobalamina debido a su bajo riesgo de toxicidad. hipovitaminosis: Anemia, síntesis defectuosa de la mielina neuronal, úlceras linguales excesiva pigmentación de manos. Análisis cualicuantitativos de vitaminas en alimentos Los métodos químicos/instrumentales son los métodos de referencia. Permiten diferenciar los distintos isómeros de vitaminas hidro y liposolubles Métodos microbiológicos Este método utiliza la propiedad que tienen ciertos microorganismos de multiplicarse en presencia de una determinada vitamina y no multiplicarse en su ausencia - Cepa de bacteria específica - Medio de cultivo con lo necesario para que crezca menos la Vit. a cuantificar - Extracto del alimento (fuente de la vitamina p/cuantificarla) - Tiempo de incubación y T° determinada. El tiempo de incubación y la composición del medio de cultivo utilizado es tal que la cantidad de vitamina en los tubos es el único factor limitante. Bajo estas condiciones, el total de masa microbiana es proporcional a la cantidad de vitamina en el tubo. Y si no se ve crecimiento, no teníamos esa vitamina en el alimento que se evaluó. No se puede usar para cuantif. vit. liposolubles por motivos de solubilidad, porque los medios de cultivo son siempre acuosos.