EVALUACIÓN BIOLÓGICA DE LAS PROTEÍNAS ENE - JUN 2014

I N S T I T U T O P O L I T É C N I C O N A C I O N A L

E S C U E L A N A C I O N A L D E C I E N C I A S B I O L Ó G I C A S

D E P A R T A M E N T O D E I N G E N I E R Í A B I O Q U Í M I C A A C A D E M I A D E A L I M E N T O S

E V A L U A C I Ó N Y N O R M A L I Z A C I Ó N D E A L I M E N T O S

“E V A L U A C I Ó N B I O L Ó G I C A D E L A S P R O T E Í N A S”

MÉXICO D.F. MARZO, 2014

IV. EVALUACIÓN BIOLÓGICA DE LAS

PROTEÍNAS

IV.1 INTRODUCCIÓN

IV.2 CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS

- Métodos Químicos

- Métodos Biológicos

IV.3 MÉTODOS PARA EVALUAR LA CALIDAD

DE LAS PROTEÍNAS

- Aminograma

- Computo Químico

- Índice de aminoácidos esenciales (IAAE)

- Cómputo químico corregido por

digestibilidad proteica (PDCAAS)

- Digestibilidad in vivo e in vitro

- Relación de Eficiencia Proteica (PER)

- Relación Neta de Proteína (RNP)

- Índice de crecimiento de nitrógeno (NGI)

- Utilización Neta Proteica (NPU)

- Valor Biológico (VB)

- Digestibilidad (D)

- Balance de nitrógeno (BN)

OBJETIVO

Brindar los fundamentos que involucran la evaluación de la calidad

proteínica de los alimentos y su utilización de estas macromoléculas por

el organismo, mediante el empleo de métodos de análisis Químicos y

Biológicos.

IV.1

INTRODUCCIÓN


Elaborado por Miguel Angel Hernández Marín

PROTEÍNAS

Las proteína pueden ser cadenas polipeptídicas muy largas de 100 a varios

miles de residuos de aminoácidos.

Son las moléculas orgánicas más abundantes en las células.

Fundamentales en aspectos de Estructura y Función celular

Funciones biológicas: Catálisis de reacciones bioquímicas, almacenamiento

de aminoácidos como elementos nutritivos.

Se encuentran en los alimentos de origen animal y vegetal.

FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS

Estructural: Glucoproteínas (membranas celulares)

Enzimática: Tripsina

Hormonal: Insulina

Defensiva: Inmunoglobulinas

Transporte: Hemoglobina.

Reserva: Ovoalbúmina, gliadina.

Intervienen en procesos de coagulación: fibrinógeno

ENERGÉTICA: 1g de proteína = 4 kcal

SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

La proteína es un producto

de la traducción ribosómica

de una secuencia de ARNm,

que ha sufrido diversos

procesos, siguiendo las

reglas establecidas en el

código genético universal.

SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

Poseen propiedades nutricionales, y de sus componentes se obtienen

moléculas nitrogenadas que permiten conservar la estructura y el

crecimiento de quien las consume.

Pueden ser ingredientes de productos alimenticios

Por sus propiedades funcionales, ayudan a establecer la estructura y

propiedades finales del alimento.

IMPORTANCIA DE LAS PROTEINAS EN

SISTEMAS ALIMENTICIOS

Hace dos décadas la desnutrición proteínico-calórica (PEM, por sus siglas

en inglés) era el principal problema nutricional en países en desarrollo.

Es fundamental contar con fuentes de proteínas baratas y accesibles.

Los problemas relacionados con la nutrición son ahora diferentes y están

vinculados con enfermedades degenerativas, cáncer y obesidad.

Existe una mayor conciencia de la importancia de mantener la salud y en la

prevención de enfermedades.

IMPORTANCIA NUTRICIONAL Y

SOCIOECONÓMICA DE LAS PROTEÍNAS

Papel de la nutrición en la respuesta inmune, en procesos inflamatorios, en

el desempeño cognitivo y desarrollo neuronal, entre otros fenómenos

biológicos.

Las proteínas juegan un papel fundamental, siempre y cuando se consuman

en los niveles apropiados y se combinen de manera adecuada con otros

elementos de la dieta.

Actualmente el reto no es sólo la disponibilidad de proteínas, sino la calidad

requerida.

IMPORTANCIA NUTRICIONAL Y

SOCIOECONÓMICA DE LAS PROTEÍNAS

IMPORTANCIA DEL PAPEL DE LAS PROTEÍNAS

El papel de las proteínas es preponderante. Estos tres ejemplos de

mercados requieren un profundo conocimiento de la química de las

proteínas, de tal manera que se optimicen los procesos de extracción,

modificación, procesamiento y almacenamiento con base en un profundo

conocimiento de las posibles rutas de modificación de las mismas, tanto

positiva como negativa, para obtener mayores beneficios (Biotecnología).

Mercado de las Proteínas

Proteínas funcionales

Hormonas proteicas

Enzimas

PAPEL DE LAS PROTEÍNAS

Los efectos negativos más importantes se presentan por su papel como

alergenos y como toxinas, pero no debe descartarse la interacción negativa

con otros nutrientes o la formación de subproductos tóxicos.

Las Fitohemoaglutininas se caracterizan por su propiedad de aglutinar los eritrocitos

de la sangre humana. Estas proteínas tienen especificidad por carbohidratos

complejos, como los que forman parte de la estructura de las membranas celulares.

Especificidad de ciertas hemaglutininas hacia determinados eritrocitos

PROTEÍNAS ALIMENTARIAS

Las proteínas alimentarias son aquellas

que son:

Fácilmente digeribles

No tóxicas

Nutricionalmente adecuadas

Útiles en los alimentos y disponibles en

abundancia

En la nutrición de los niños, se considera

que la carne, la leche y el huevo son

indispensables en su dieta.

VALOR NUTRITIVO DE UNA PROTEÍNA

Se define como la capacidad de ésta o

de una mezcla de ellas para cubrir los

requerimientos de un individuo.

Depende de:

Composición, biodisponibilidad y

proporción de los aminoácidos

esenciales.

Digestibilidad de la proteína.

Condiciones fisiológicas, nutricionales

y de salud del animal o humano.

FUENTES DE PROTEÍNA EN LA DIETA

FUENTE PAÍSES EN

DESARROLLO %

PAÍSES

DESARROLLADOS %

CEREALES 58.8 29.1

CARNE 8.6 26.4

LEGUMINOSAS 7.4 1.7

LECHE Y DERIVADOS 5.6 16.7

PESCADO 4.1 7.3

OLEAGINOSAS 3.8 1.9

VEGETALES 3.5 3.5

HUEVOS 1.6 4.3

FRUTAS 1.0 1.1

Fuente: adaptado de Friedman, M. 1996. J. Agric. Food Chem. 44(6):6-29

Proteínas completas o de

alto valor biológico

Contienen aminoácidos

indispensables en cantidad y

proporción adecuadas.

Proteínas incompletas o de

bajo valor biológico

Carecen de uno o mas

aminoácidos indispensables.

CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS Y

AMINOÁCIDOS

CLASIFICACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS

AMINOÁCIDOS INDISPENSABLES

Humanos

Fenilalanina

Isoleucina

Leucina

Lisina

Metionina

Treonina

Triptofano

Valina

Arginina

Histidina

Histidina

Indispensable en niños.

Arginina

Indispensable en los humanos

bajo ciertas condiciones como:

Presencia de NH3 excesivo

Lisina excesiva

Crecimiento rápido

Embarazo

Traumatismo

Deficiencia de proteínas y mala

nutrición


Aminoácidos

Cantidad de Aminoácidos

(mg / g de proteínas crudas)

en:

Huevo

Leche

entera

de vaca

Carne

de

Res

Quinua *

Trigo

grano

entero **

Soya

grano **

Histidina 22 27 34 31 25 28

Isoleucina 54 47 48 53 35 50

Leucina 86 95 81 63 71 86

Lisina 70 78 89 64 31 70

Metionina + Cistina 57 33 40 28 43 28

Fenilalanina + Tirosina 93 102 80 72 80 88

Treonina 47 44 46 44 31 42

Triptófano 17 14 12 9 12 14

Valina 66 64 5 48 47 52

Total incluida histidina 512 504 479 412 375 458

Total excluida histidina 490 477 445 381 350 430

PATRÓN DE REFERENCIA DE AMINOÁCIDOS

Es la combinación ideal de aminoácidos en cuanto a cantidad y relación,

para proporcionar todos los requerimientos fisiológicos.

Se tienen distintas proteínas de referencia dependiendo de la edad, ya que

las necesidades de aminoácidos indispensables son distintas.

Patrones

Huevo

Leche humana

FAO

Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

PATRÓN DE REFERENCIA DE AMINOÁCIDOS

1. FAO/WHO/UNU, 1985.

2. National Research Council,

1978. Based on a protein

requirement of 12 percent

plus an ideal protein (100

percent true digestibility and

100 percent biological value).

Essential Amino Acid Children1 (2-5 yrs)

Laboratory rat2 (mg/g protein)

Casein3

Arginine - 50 37

Histidine 19 25 32

Isoleucine 28 42 54

Leucine 66 62 95

Lysine 58 58 85

Methionine and cystine 25 504 35

Phenylalanine and tyrosine 63 66 111

Threonine 34 42 42

Tryptophan 11 12.5 14

Valine 35 50 63

PATRONES DE AMINOÁCIDOS

Patrones

Proteína de Huevo

Inconveniente: Su composición de aminoácidos no es constante y el

contenido de algunos aminoácidos es excesivo.

FAO

Comités de Expertos de la FAO.

Patrones: 1956, 1965, 1970, 1973, 1985, 1991.

1985: Se basó en trabajos de corta y larga duración que evaluaron la

cantidad de nitrógeno necesario para producir un balance de nitrógeno

en equilibrio.


Patrones

Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos

Institute of Medicine. National Academy of Sciences, 2002.

Valores superiores a los de la FAO.

Propone un nuevo patrón de aminoácidos para niños mayores de un

año y adultos.

Referencia para calcular dosis inocua de proteínas y evaluar la calidad

de las proteínas alimenticias.


FAO/WHO/UNU (1985) estimates of amino acid requirements in pre-

school and school-aged children and in adultsa

Aminoacids

Pre-schoolchildren

(2-5 years)

Schoolchildrenb

(10-12 years) Adults (18+ years)

mg/Kg/day mg/g protein mg/Kg/day mg/g protein mg/Kg/day mg/g protein

Histidine ? ? 8-10 16

Isoleucine 31 28 28 28 10 13

Leucine 73 66 44 44 14 19

Lysine 64 58 44 44 12 16

Methionine and

cystic 27 25 22 22 13 17

Phenylalanine

and tyrosine 69 63 22 22 14 19

Threonine 37 34 28 28 7 9

Tryptophan 12.5 11 3.3 9 3.5 5

Valine 38 35 25 25 10 13

Total (except for

histidine) 352 350 216 222 84 113

PATRÓN DE AMINOÁCIDOS INDISPENSABLES /

INSTITUTE OF MEDICINE NATIONAL ACADEMY

OF SCIENCES


/ PATRÓN FAO

PROTEÍNAS DE REFERENCIA

Proteínas de cereales

Deficientes en lisina

Proteínas de leguminosas

Deficientes en aminoácidos azufrados

(Met y Cys)

Proteínas animales

Tienen en general composiciones más

próximas a la considerada como ideal.

Combinación de proteínas de origen vegetal

Pueden dar lugar a otras de valor equiparable

a la carne, pescado y huevo (Soya).

Definir requerimientos nutricionales de los individuos.

Controlar y regular la calidad de las proteínas en la producción,

procesamiento y comercialización de los alimentos.

Seleccionar variedades mejoradas de cereales y leguminosas.

Conocer la calidad proteínica de nuevos alimentos.

La determinación del perfil de aminoácidos es útil para la industria

alimenticia, permitiendo una evaluación nutricional más completa de sus

productos.

APLICACIÓN DE LA EVALUACIÓN BIOLÓGICA DE

LAS PROTEÍNAS

IV.2

CLASIFICACIÓN

DE LOS MÉTODOS E V A L U A C I Ó N Y N O R M A L I Z A C I Ó N D E

A L I M E N T O S


CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS

Se han propuesto muchos métodos

para evaluar la calidad nutricional

de las proteínas.

Estos incluyen, en general:

1) Métodos Químicos.

2) Métodos Biológicos.

MÉTODOS QUÍMICOS

Basados en la determinación de la composición de los aminoácidos a partir

del cual se calcula un número de indicadores de calidad proteínica tales

como:

Aminograma.

Índice de aminoácidos esenciales (IAAE).

Computo Químico

(Puntaje, Score químico, Calificación química o Valor químico).

Cómputo químico corregido por digestibilidad proteica

(PDCAAS, Protein digestibility corrected aminoacid score).

MÉTODOS BIOLÓGICOS

Son los únicos métodos apropiados para la estimación del valor nutritivo real

de las proteínas.

Estos métodos se basan en la respuesta de animales comunes de

laboratorio (Ratones, ratas, pollos…) y en algunos casos, del hombre mismo,

a la ingesta de proteína.

Tal respuesta puede ser un cambio en el peso corporal o un cambio en algún

componente del cuerpo (Frecuentemente el contenido de Nitrógeno).


Entre los métodos biológicos empleados en la evaluación de la calidad

biológica de las proteínas se encuentran:

Digestibilidad in vivo e in vitro

Relación de Eficiencia Proteica (REP, PER*)

Relación Neta de Proteína (RNP, NPR*)

Índice de crecimiento de nitrógeno (ICG, NGI*)

Valor Nutritivo Relativo (VRN, RNV*)

Valor Proteínico Relativo (VPR, RPV*)

Utilización Neta Proteica (UNP, NPU*)

Valor Biológico (VB, BV*)

Índice de Balance de nitrógeno (IBN, NBI*)

* Por sus siglas en Inglés


Métodos que miden cambio

en el peso corporal

Métodos que miden

retención de Nitrógeno

Relación de Eficiencia Proteica

(PER*)

Utilización Neta Proteica

(NPU*)

Relación Neta de Proteína

(NPR*)

Índice de Balance de nitrógeno

(NBI*)

Índice de crecimiento de

nitrógeno (NGI*)

Valor Biológico

(BV*)

Valor Nutritivo Relativo

(VNR)

Digestibilidad

(D)

Valor Proteínico Relativo

(VPR)

IV.3 MÉTODOS PARA

EVALUAR LA CALIDAD

DE LAS PROTEÍNAS



MÉTODOS QUÍMICOS

Características

La mayoría de estos métodos son

rápidos, baratos y simples.

Tienen la limitación de no tomar en

cuenta la digestibilidad y la

disponibilidad de los aminoácidos.

No toman en cuenta la presencia

de factores antifisiológicos.

Se han desarrollado técnicas para estimar biodisponibilidad de aminoácidos

individuales, particularmente Lisina (Lys) y Metionina (Met).

MÉTODOS QUÍMICOS

Métodos que determinan la

composición de

aminoácidos

Métodos que predicen la

digestibilidad

Aminograma Digestibilidad proteínica

in vitro

Cómputo Químico

Cómputo Químico corregido por digestibilidad proteíca

(PDCAAS)

Índice de aminoácidos

esenciales (IAAE)

Predicción del Valor Proteínico

AMINOGRAMA

Composición y contenido de aminoácidos

AMINOGRAMA

CÓMPUTO QUÍMICO

Es la cantidad de aminoácidos esenciales que una proteína contiene.

Su valor se obtiene de relacionar esta cantidad con un patrón ideal de

aminoácidos propuestos por la OMS / FAO.

1946: Mitchell H.H. y Block, R.J: Para que se lleve a cabo la síntesis de

proteínas, deben estar presentes todos los aminoácidos y en las cantidades

adecuadas.

El aminoácido limitante en primer lugar (el que se encuentra en mayor

deficiencia), determinaría supuestamente el valor nutritivo de la proteína.

El método consiste en calcular la cantidad de aminoácidos esenciales

contenidos en las proteínas o en la mezcla de estas.

CÓMPUTO QUÍMICO

Método

Cuando una proteína tiene poca cantidad de algún aminoácido, en relación

con lo que refiere el patrón OMS / FAO, se le denomina limitante ya que

disminuye su valor real.

El método se simplifica considerando sólo los aminoácidos limitantes en la

mayoría de los alimentos:

• Lisina

• Aminoácidos azufrados (Metionina y Cisteína)

• Triptófano

• Treonina (a veces)

CÓMPUTO QUÍMICO

Método

Calcular la cantidad de aminoácidos indispensables contenidos en la

proteína o mezcla de proteínas.

Expresar los valores individuales en relación al contenido de los aminoácidos

correspondiente en una proteína de referencia (Huevo, Patrón FAO, Patrón

National Academy of Sciences)

Valor químico = __mg de aa/g de proteína de prueba__

mg de aa /g de proteína de referencia

Valor químico = __mg de aa/g de N de prueba__

mg de aa /g de N de referencia

CÓMPUTO QUÍMICO

Calificación de las Proteínas de Maíz, Frijol, Maíz/Frijol y Patrón OMS /

FAO, en miligramos de aminoácido por 100 g de proteína comestible

Aminoácidos

esenciales Maíz Frijol Máiz / Frijol

Patrón

OMS / FAO

Valina 480 547 510 500

Treonina 360 486 423 400

Triptófano 60 106 83 100

Metionina 350 156 253 350

Leucina 1250 356 803 700

Lisina 270 836 553 550

Isoleucina 370 494 432 400

Fenilalanina 870 620 745 600

CÓMPUTO QUÍMICO

Ejemplo

En la proteína de Maíz el aminoácido limitantes es la Lys (270 mg/100 g) y

en el frijol es la Met (156 mg/100 g), como se observa en el cuadro.

Valor químico del Maíz = __270 mg de Lys /100 g de proteína de prueba__

550 mg de Lys / 100 g de proteína de referencia

Valor químico del Maíz = 0.49

Valor químico del Frijol = __156 mg de Met /100 g de proteína de prueba__

350 mg de Met / 100 g de proteína de referencia

Valor químico del Frijol = 0.445

CÓMPUTO QUÍMICO

Ejemplo

Si se mezclan ambas proteínas y se consumen en un mismo tiempo de

alimentación, el aminoácido limitante sigue siendo la metionina, pero ahora

con 253 mg/100 g .

Por lo tanto el valor químico de la mezcla de ambas proteínas se incrementa.

Valor químico Maíz / Frijol = _253 mg de Met /100 g de proteína de prueba_

350 mg de Met / 100 g de proteína de referencia

Valor químico Maíz / Frijol = 0.72

ÍNDICE DE AMINOÁCIDOS ESENCIALES (IAAE)

El Cómputo químico sólo considera al primer aminoácido limitante.

Oser, B.L., sugirió el uso del contenido total de aminoácidos esenciales.

El 2° y 3° aminoácidos limitantes también pueden ser determinantes en la

calidad proteínica cuando están presentes a bajos niveles. (IAAE considera

a todos los aminoácidos indispensables).

Es la media geométrica de las razones entre el contenido de los

aminoácidos indispensables de una proteína y el contenido del aminoácido

correspondiente en una proteína de referencia de alto valor biológico.

ÍNDICE DE AMINOÁCIDOS ESENCIALES (IAAE)

Donde:

m = Muestra proteína estudiada.

r = Proteína de referencia (huevo).

n = Número de aminoácidos esenciales.

La razón mínima entre el aminoácido de la muestra y el de referencia es

0.01 y no 0.0, debido a que una pequeña cantidad del aminoácido esencial

faltante estará en el tejido animal, debido al reuso de proteínas.

El cociente máximo posible es 1.0.

.....n

t

m

r

m

r

m

Val

Val

Trip

Trip

Lis

LisIAAE

ÍNDICE DE AMINOÁCIDOS ESENCIALES

En este método se determina la digestibilidad in vitro y la estimación de la

biodisponibilidad de aminoácidos individuales, sobre todo Lys y Met.

Se calcula multiplicando la relación de aminoácido más baja por la

digestibilidad verdadera de la proteína.

PDCAAS: expresado en decimales o porcentaje.

CÓMPUTO QUÍMICO CORREGIDO POR

DIGESTIBILIDAD PROTEICA (PDCAAS)

En el caso de la harina de Quinua, la relación más baja de aminoácidos

corresponde al triptófano (0.82) y la digestibilidad verdadera de la proteína

de la harina de quinua es 84.1 %.

El cómputo corregido por la digestibilidad de la proteína para el caso de los

preescolares será:

PDCAAS = 0.82 * 0.841 = 0.69 ó 69%

Para los adultos, el cómputo de aminoácido corregido por digestibilidad de

la proteína de quinua es:

PDCAAS = 1.64 * 0.841 = 1.37 ó 137%



Valores de 0 – 1

Adoptado por la FDA en 1993.

Razones:

- Basado en requerimientos de

aminoácidos para humanos.

- FAO/WHO lo recomienda para

propósitos regulatorios



Leche 1.0

Huevo 1.0

Carne 0.92

Soya 0.91

Garbanzo 0.78

Frutas 0.76

Hortalizas 0.73

Leguminosas 0.70

Trigo integral 0.42

Cereales y

derivados 0.59

DIGESTIBILIDAD PROTÉINICA in vitro

El perfil de aminoácidos es importante en la

evaluación de la calidad de una proteína.

La digestibilidad de la misma es el primer

limitante de la disponibilidad de los mismos.

Uso de Bioensayos – Imitación de la acción

del sistema digestivo de los mamíferos

usando digestión enzimática in vitro.

El alimento se somete a hidrólisis

secuencial con diferentes enzimas.


Método multienzimático de Hsu, H.W., 1977

Suspensión proteica acuosa

Temperatura de 37 °C

pH = 8

Combinación de enzimas

Tripsina

Quimiotripsina

Peptidasas

A medida que las enzimas degradaban los grupos carboxilo libres, generaron

H+, lo cual disminuyó el pH de la suspensión. El método no se vio afectado

por los lípidos ni por las sales amortiguadoras. Ayudo a determinar el efecto

del tratamiento térmico y los inhibidores de tripsina


Método de Satterlee, L.D., 1981 (Modificación del método de Hsu)

Adición de una 4ª enzima

Combinación de enzimas

Tripsina

Quimiotripsina

Peptidasas

Proteasa bacteriana (Streptomyces griseus)

Predicción con más exactitud de la digestibilidad de proteínas de origen

animal (Alimentos tales como huevo entero y carne de res).

Excelente correlación con estimaciones de digestibilidad en humanos.


Métodos que miden cambio

en el peso corporal

Métodos que miden

retención de Nitrógeno

Relación de Eficiencia Proteica

(PER*)

Utilización Neta Proteica

(NPU*)

Relación Neta de Proteína

(NPR*)

Índice de Balance de nitrógeno

(NBI*)

Índice de crecimiento de

nitrógeno (NGI*)

Valor Biológico

(BV*)

Valor Nutritivo Relativo

(VNR)

Digestibilidad

(D)

Valor Proteínico Relativo

(VPR)

MÉTODOS BIOLÓGICOS RELACION ENTRE METODOS DE BIOENSAYOS PARA MEDIR EL VALOR NUTRITIVO DE LAS PROTEINAS

INDICES BASADOS EN CAMBIOS DE PESO

INDICES BASADOS EN CAMBIOS DE NITROGENO CORPORAL

CRECIMIENTO

MANTENIMIENTO

CRECIMIENTO

MANTENIMIENTO

NPR

PER

NGI

NBI

NPUOPE

NPUSTD

BV

+

0

-

+

0

-

10 % INGESTA DE N O PROTEINA

10% INGESTA DE N

Relación de eficiencia proteíca (REP / PER*)

Relación Neta de Proteína (RNP / NPR*)

Índice de crecimiento de Nitrógeno (ICN / NGI*)

MÉTODOS QUE MIDEN CAMBIO EN EL PESO

CORPORAL

RELACIÓN DE EFICIENCIA PROTEICA (PER*)

La velocidad de crecimiento está influenciada por la ingesta de alimentos

(Osborne y col. en 1919).

Medición de Calidad Proteica en un ensayo.

El PER es definido como la ganancia en peso dividida entre el peso de

proteína consumida. Es el método más simple de evaluar el valor nutritivo de

una proteína.


Mide la tasa de crecimiento de animales jóvenes alimentados con una dieta

sometida a prueba y relaciona el peso ganado en gramos con la proteína

ingerida en gramos.

El método más simple de evaluar el valor nutritivo de una proteína.

Es la ganancia en peso del animal de prueba dividida entre el peso de las

proteínas consumidas.

PER = _Ganancia en peso (g)_

Proteína consumida (g)


Método Oficial AOAC

Alimento: «Ad libitum»

Agua: «Ad libitum»

Dieta Isocalórica

Dieta Isoproteíca

(Nivel de proteína = 10 %)

• 10 % proteína

• 8 % lípidos

• 70 % almidón

• 5 % de fibra

• 4 % de minerales

• 1 % de vitaminas

Sexo ratas: machos

Ratas de 20-30 días

(destetadas).

Grupo de prueba: 10 ratas

Período de ensayo: 28 días

Control: Caseína


Interpretación de resultados

PER

Mayor de 2.5 Muy buena calidad.

Entre 2.1-2.4 Buena calidad

Menor de 2.1 Regular calidad

Entre 0.9 o menor Mala calidad


Distribución de ratas

LOPEZ P, Patricia; SANCHEZ O, Irais y ROMAN G, Alma D.. EVALUACIÓN BIOLÓGICA DE LA

CALIDAD PROTEICA DE DIFERENTES VARIEDADES DE CEBADA (Hordeum sativum jess)

CULTIVADAS EN LOS ESTADOS DE HIDALGO Y TLAXCALA, MÉXICO. Rev. chil. nutr. [online].

2006, vol.33, n.1 [citado 2010-03-05], pp. 86-90 .

http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S071775182006000100009&script=sci_arttext

Ventajas Desventajas

Fácil manejo No considera proteína usada para

mantenimiento

Simplicidad Subestima la calidad de proteínas

deficientes en lisina

Resultados reproducibles No toda la proteína consumida es

utilizada para crecimiento

Sólo sirve para alimentos con más

del 10 % de proteína



PER relativo a Caseína (PERC)

El valor de PER de la proteína de prueba puede informarse como un valor

relativo al de la caseína.

Valor relativo de la caseína = 2.5

PERC = _PER de la proteína de prueba__ * 2.5

PER experimental de la Caseína

RELACIÓN NETA DE PROTEÍNA (NPR*)

Es una modificación del PER. Su diferencia radica en que se requiere de un

grupo de animales a los que se les suministra una dieta libre de nitrógeno.

NPR = PG+ PP

PC

Donde:

PG = Peso ganado del grupo de prueba

(g)

PP = Pérdida de peso del grupo libre de

proteína (g)

PC = Peso de la proteína de prueba

consumida (g)

Ventajas:

Considera proteína de

mantenimiento

Período de duración corto

(10-14 días).

Más económico.

No sobreestima el valor de

alimentos deficientes en lisina.

Desventajas:

Está basado en la respuesta a una

dosis única.

ÍNDICE DE CRECIMIENTO DE NITRÓGENO (NGI)

Allison y col.

Pendiente de la línea obtenida por el análisis de regresión que relaciona el

crecimiento con diferentes niveles de ingesta de nitrógeno.

y = (m * x) + b

Donde:

y = Variación del peso

x = Proteína consumida

m = Valor de la pendiente

b = Ordenada al origen


Características

Semejante a PER

Usa varios niveles de proteína*

Duración 14 días

Control de proteína

*Cereales: 0,2,4,6,8 %

Leguminosas y oleaginosas:

0,3,6,9,12%

Proteínas animales:

0,2,4,6,8 %

Estándar (caseína):

0,2,4,6,8%

Interpretación de Resultados

Huevo = 4.8

Valor mayor = Buena calidad

Harina de semilla de algodón = 2.1

Valor menor = Mala calidad


Ventajas

Método muy sensible

Alta sensibilidad a proteínas

deficientes en lisina y triptófano

No se afecta por el alimento

ingerido

Indica cualquier efecto tóxico del

alimento.

Desventajas

Ensayo complejo por ser de nivel

múltiple

Sobreestima el valor de proteínas

deficientes en lisina, ya que se

incluye un dato de “0” de proteínas

en el análisis de regresión.

Utilización proteínica neta (UPN /

NPU*)

Valor biológico (VB / BV*)

Digestibilidad (D)

Índice de balance de Nitrógeno

(BN / NB*)

MÉTODOS QUE MIDEN LA RETENCIÓN DE

NITRÓGENO

MÉTODOS QUE MIDEN LA RETENCIÓN DE

NITRÓGENO

UTILIZACIÓN PROTEÍNICA NETA (NPU*)

Bender y Miller.

Mide el nitrógeno depositado en la

carcasa del animal.

Toma en cuenta proteína de

mantenimiento.

Mide el nitrógeno retenido en

proporción al ingerido.


NPU = (B – Bk) + Ik * 100

I

Donde:

I = Nitrógeno consumido de cada grupo

de prueba

Ik = Ingesta de nitrógeno del grupo sin

proteína

B = Nitrógeno total de la carcasa de

cada grupo de prueba

Bk = Nitrógeno total de la carcasa del

grupo sin proteína

Interpretación de resultados:

Valores de 0 a 100

0 = Algún aminoácido limitante no

está presente

100% = Proteína de excelente calidad

75-80 % = Buena calidad

Menor de 75 % = Mala calidad


NPU = Nitrógeno retenido * 100 = (B – Bk) + Ik * 100

Nitrógeno ingerido I

La NPU se denomina « calculada » cuando se obtiene de los valores

determinados del Valor biológico (VB) y de la Digestibilidad (D).

NPU CALCULADA = VB * D

Ventajas:

Toma en cuenta la composición de

la carcasa o mantenimiento.

Desventajas:

Método costoso

Complejo

No recomendable en análisis de

rutina

VALOR BIOLÓGICO (VB)

Técnica de Thomas-Mitchell, 1924

Este método relaciona el nitrógeno (o la proteína) ingerido que retiene el

animal, con el nitrógeno absorbido.

Se consideran pérdidas endógenas de nitrógeno, tanto urinarias como

fecales.

Es la proporción del nitrógeno absorbido que queda retenida en el organismo

para el sostenimiento, para el crecimiento o para ambos (FAO/OMS, 1966).


La determinación del VB permite establecer el nivel de proteína requerido

para obtener un balance positivo de nitrógeno, y describir diferentes

alteraciones en las proteínas debidas al procesamiento.

Puede servir incluso para examinar la eficacia de la proteína para satisfacer

las demandas en situaciones fisiológicas especiales (crecimiento, lactancia,

gestación, etc.)


Definición

El porciento de nitrógeno absorbido que es retenido.

BV = _Nitrógeno retenido * 100

Nitrógeno absorbido

Es el porcentaje de nitrógeno para el mantenimiento y/o crecimiento.

BV = Ni - (Nf - Nfm) - (Nu - Nue) * 100

Ni - (Nf – Nfm)

BV = Ni - Nf - Nu * 100

Ni - Nf

Donde:

Ni = Nitrógeno ingerido

Nf = Nitrógeno fecal

Nfm = Nitrógeno metabólico (fecal

endógeno)

Nu = Nitrógeno urinario

Nue = Nitrógeno urinario endógeno


Si no se hace la corrección para pérdidas endógenas, los valores se

reportan como aparentes.

BV = Ni - Nf - Nu * 100

Ni - Nf


VB alto = proteína de buena calidad

Leche = 100

Huevo = 98

VB bajo = proteína de mala calidad


Ventajas:

Considera proteína para

mantenimiento

Desventajas:

Requiere cuidado extremo para la

recolección de heces y orina.

Elevado número de análisis de

Nitrógeno.

Costoso.

Complejo en su realización.

Alimento Valor Biológico (VB)

Huevo (entero) 100

Leche (humana) 100

Arroz 67

Maíz 49

Trigo 53

Fuente: Adaptado

de FAO/OMS, 1973.

DIGESTIBILIDAD (D)

Uno de los principales factores que afectan la utilización de una proteína, es

el grado de hidrólisis en el tracto digestivo.

Definición

La Digestibilidad es la proporción de nitrógeno del alimento que es absorbida

(FAO / OMS, 1966).

Es la fracción de N absorbido en el tracto gastrointestinal que pasa al

torrente sanguíneo.

D = _Nitrógeno absorbido * 100

Nitrógeno ingerido

Método de Digestibilidad verdadera

Se fundamenta en un balance de nitrógeno, ya que mide el N ingerido en el

alimento y el N excretado en las heces.

La prueba dura 7 días y se realiza entre la 2ª y la 3ª semana de la prueba

efectuada para PER.

Durante este período se recolectan las heces de cada animal, incluyendo al

grupo de la DLN, se secan a 50°C.

Se registra el peso de las heces y se determina N.

DIGESTIBILIDAD VERDADERA

(BIODISPONIBILIDAD)

Método de Digestibilidad verdadera

Se fundamenta en un balance de nitrógeno, ya que mide el N ingerido en el

Dv = Ni – (Nf – Nm) * 100

Ni

Donde:



Nm = Nitrógeno metabólico de la DLN.

Nm: En las heces siempre se elimina una cantidad de nitrógeno proveniente de

la dieta, de las células de descamación del tubo digestivo, de los jugos

gástricos y la flora bacteriana.

DIGESTIBILIDAD VERDADERA (Dv)

(BIODISPONIBILIDAD)

DIGESTIBILIDAD APARENTE (Da)

Se considera sólo el N fecal exógeno (N que procede del alimento ingerido)

del animal de prueba.


Valores de 0 a 100

0 = Proteína que no se hidroliza en el tracto digestivo

100 = Proteína que se hidroliza al 100%

Da = Ni - Nf * 100

N

Donde:

N = Nitrógeno absorbido



DIGESTIBILIDAD (D)

BALANCE DE NITRÓGENO

Se define como la cantidad de Nitrógeno que es retenida en el cuerpo.


BN = Positivo

BN = Negativo

BN = 0

BN = Ni – Ne

BN = Ni – (Nf – Nu)

Donde:


Ne = Nitrógeno excretado


Nu = Nitrógeno urinario

Ventajas:

Clasifica a las proteínas de acuerdo

a su contenido de aminoácidos.

Desventajas:

Es afectado por la actividad física.

BALANCE DE NITRÓGENO

El componente más preciado de las proteínas es el nitrógeno que contienen.

Con él, se reponen las pérdidas presentes en las heces y la orina.

A la relación entre el nitrógeno proteico que se ingiere y el que pierde se le

llama balance nitrogenado.

Debemos ingerir al menos la misma cantidad de nitrógeno que la que

perdemos. Cuando el balance es negativo perdemos proteínas y podemos

tener problemas de salud.

Durante el crecimiento o la gestación, el balance debe ser siempre positivo.

ÍNDICE DE BALANCE DE NITRÓGENO

Técnica usada para evaluar la calidad de una proteína en niños y adultos.

Método de varios niveles de proteínas (3-4 niveles)

Para obtener la relación entre el N ingerido, el N absorbido y el balance de

N.

Balance de Nitrógeno = N total ingerido – N excretado (heces y orina)

RECAMBIO PROTÉICO

Las proteínas del cuerpo están en un continuo proceso de renovación.

Por un lado, se degradan hasta sus aminoácidos constituyentes y, por otro,

se utilizan estos aminoácidos junto con los obtenidos de la dieta, para formar

nuevas proteínas en base a las necesidades del momento (metabolismo).

Robles - Ramírez M. 1982. Recopilación bibliográfica de los ensayos químicos y

biológicos utilizados en la evaluación de la calidad de las proteínas. Tesis de

Licenciatura. ENCB-IPN. México.

Lara - Padilla E., Osorio - Victoria M. 2011. Nutrición humana. En: Bioquímica. Hicks.

McGraw Hill. pp. 795-797.

BIBLIOGRAFÍA

EVALUACIÓN BIOLÓGICA DE LAS PROTEÍNAS ENE - JUN 2014

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