Christine Hotz, Rosalind S. Gibson, Practici tradiționale de prelucrare și preparare a alimentelor pentru a spori biodisponibilitatea micronutrienților în dietele pe bază de plante, Jurnalul de nutriție, volumul 137, numărul 4, aprilie 2007, paginile 1097–1100, https: // doi.org/10.1093/jn/137.4.1097

alimentelor

Abstract

Calitatea dietei este un factor important care limitează alimentația adecvată în multe condiții sărace în resurse. Un aspect al calității dietetice în ceea ce privește adecvarea aporturilor de micronutrienți este biodisponibilitatea. Mai multe metode tradiționale de procesare și preparare a alimentelor de uz casnic pot fi utilizate pentru a spori biodisponibilitatea micronutrienților în dietele pe bază de plante. Acestea includ prelucrarea termică, prelucrarea mecanică, înmuierea, fermentarea și germinarea/malțirea. Aceste strategii au ca scop creșterea accesibilității fizico-chimice a micronutrienților, scăderea conținutului de antinutrienți, cum ar fi fitatul, sau creșterea conținutului de compuși care îmbunătățesc biodisponibilitatea. Este probabil necesară o combinație de strategii pentru a asigura un efect pozitiv și semnificativ asupra adecvării micronutrienților. O intervenție participativă pe termen lung în Malawi care a folosit o serie de strategii, plus promovarea consumului de alte alimente bogate în micronutrienți, inclusiv alimente de origine animală, a dus la îmbunătățiri atât ale hemoglobinei, cât și ale masei corporale slabe și la o incidență mai mică a infecțiilor frecvente. printre intervenții comparativ cu copiii de control. Adecvarea acestor strategii și impactul acestora asupra stării nutriționale și a rezultatelor funcționale ale sănătății trebuie să fie mai larg evaluate.

În comunitățile sărace în resurse, a devenit clar că malnutriția este atribuibilă nu numai cantităților insuficiente de alimente, ci și calității nutriționale slabe a aprovizionării cu alimente disponibile (1, 2), în special în cazul dietelor vegetale care conțin doar cantități mici de alimente de origine animală densă în micronutrienți. Biodisponibilitatea scăzută a nutrienților, care rezultă din prezența antinutrienților, cum ar fi fitatul, polifenolii și oxalatul, este un alt factor care limitează calitatea dietelor predominant vegetale (3, 4). Având în vedere dependența mare a populațiilor cu venituri mici de cereale ca sursă de hrană, efectele negative ale biodisponibilității minerale scăzute asupra stării minerale și a sănătății ulterioare sunt potențial destul de substanțiale. Pentru a depăși aceste limitări trebuie luate în considerare o varietate de intervenții care sunt adecvate pentru cei săraci din mediul rural.

Mai multe metode tradiționale de procesare și preparare a alimentelor pot fi utilizate la nivel de gospodărie pentru a spori biodisponibilitatea micronutrienților în dietele pe bază de plante. Aceste metode includ prelucrarea termică, prelucrarea mecanică, înmuierea, fermentarea și germinarea/malțirea. Aceste metode au fost discutate în detaliu în altă parte (5) și sunt rezumate pe scurt mai jos.

Prelucrare termică

Prelucrarea termică poate îmbunătăți biodisponibilitatea micronutrienților, cum ar fi tiamina și iodul, prin distrugerea anumitor factori antinutriționali (de exemplu, goitrogeni, tiaminaze), deși dacă acesta degradează fitatul, un inhibitor puternic al absorbției fierului, zincului și calciului, depinde de specia plantelor, temperatura și pH-ul. Există unele dovezi că fierberea tuberculilor (5, 6) și albirea frunzelor verzi (7) induc pierderi moderate (adică 5-15%) de acid fitic. Prelucrarea termică poate îmbunătăți, de asemenea, biodisponibilitatea tiaminei, vitaminei B-6, niacinei, folatului și carotenoizilor prin eliberarea acestora din prinderea în matricea plantei (6, 8). Cu toate acestea, rămâne de stabilit dacă astfel de îmbunătățiri ale biodisponibilității compensează pierderile de activitate ale vitaminelor liposolubile și solubile în apă (de exemplu, tiamină, riboflavină, vitamina C, folat). Pentru a minimiza oxidarea carotenoizilor și pierderea în apa de gătit, se recomandă timpi de gătit mai scurți și utilizarea aburului mai degrabă decât a fierberii (8).

Prelucrare mecanică

Bătăile de uz casnic sunt folosite pentru a îndepărta tărâțele și/sau germenii din cereale, care, la rândul lor, pot reduce și conținutul lor de fitat atunci când este localizat în stratul exterior de aleuronă (de exemplu, orez, sorg și grâu) sau în germeni (de exemplu, porumb) (9). Prin urmare, biodisponibilitatea fierului, a zincului și a calciului poate fi îmbunătățită, deși conținutul de minerale și unele vitamine ale acestor cereale bătute este simultan redus. În unele țări industrializate, florile de cereale măcinate sunt îmbogățite pentru a compensa micronutrienții pierduți. Metodele care pot reduce conținutul de fitat al cerealelor, menținând în același timp cantitatea maximă de micronutrienți, ar fi cele mai benefice și acestea includ înmuierea, fermentarea și germinarea/malțirea, așa cum este descris mai jos.

Prelucrarea mecanică a legumelor poate ajuta la îmbunătățirea biodisponibilității carotenoidelor prin perturbarea membranelor subcelulare în care sunt legate și făcându-le mai accesibile pentru micelarizare. Rezultatele mai multor studii care compară direct diferite metode de prelucrare mecanică au fost echivoce (10). Acest efect necesită o cuantificare mai bună în rândul populațiilor cu deficit de vitamina A, iar relevanța sa pentru adaptarea practicilor obișnuite de preparare trebuie explorată.

Înmuiere

Înmuierea cerealelor și a majorității făinurilor de leguminoase (dar nu a cerealelor integrale sau a semințelor) în apă poate duce la difuzia pasivă a fitatului solubil în apă Na, K sau Mg, care poate fi apoi îndepărtat prin decantarea apei (11, 12). Gradul de reducere a fitatului depinde de specie, pH, lungimea și condițiile de înmuiere. A fost dezvoltată o procedură simplă de înmuiere adecvată gospodăriilor rurale de subzistență, care poate reduce conținutul de fitați din făina de porumb nerafinată cu aproximativ 50% (12). Acest lucru este important deoarece mai multe studii recente in vivo de izotopi la adulți (13-16) și sugari (17) au raportat îmbunătățiri ale absorbției fierului, zincului și calciului în alimentele pe bază de cereale preparate cu un conținut redus de fitat. Unii polifenoli și oxalați care inhibă absorbția fierului și respectiv a calciului, pot fi pierduți și prin înmuiere (5).

Fermentaţie

Fermentarea poate induce hidroliza fitatului prin acțiunea enzimelor microbiene fitază, care hidrolizează fitatul pentru a reduce fosfații inozitolici. O astfel de hidroliză este importantă deoarece mio-inozitol fosfați cu 18) și cei cu 19, 20).

Fitazele microbiene provin fie din microflora de pe suprafața cerealelor și leguminoaselor, fie din inocularea unei culturi inițiale (21). Mărimea reducerii nivelurilor mai ridicate de fosfat de inozitol în timpul fermentației variază; uneori 90% sau mai mult de fitat poate fi îndepărtat prin fermentarea porumbului, a boabelor de soia, a sorgului, maniocului, cocoyamului, a boabelor de pădure și a boabelor de lima. În cerealele cu un conținut ridicat de tanin (de exemplu, meiul și sorgul roșu), activitatea fitazei este inhibată, făcând fermentația o metodă mai puțin eficientă de reducere a fitatului pentru aceste soiuri de cereale (21). Fermentarea îmbunătățește, de asemenea, calitatea și digestibilitatea proteinelor, conținutul de vitamina B și calitatea siguranței și conservării microbiologice.

Acizii organici cu greutate moleculară mică (de exemplu, acid citric, malic, acid lactic) sunt, de asemenea, produși în timpul fermentației și au potențialul de a spori absorbția fierului și zincului prin formarea liganzilor solubili, generând simultan un pH scăzut care optimizează activitatea endogenului. fitaza din flori de cereale sau leguminoase (22). Cele mai multe dovezi ale efectului de îmbunătățire a acizilor organici asupra absorbției fierului și zincului s-au bazat pe studii de dializabilitate in vitro și trebuie confirmate de studii in vivo de absorbție stabilă a izotopilor.

Germinarea/malțarea

Germinarea/malțarea crește activitatea fitazei endogene în cereale, leguminoase și semințe oleaginoase prin sinteză de novo, activarea fitazei intrinseci sau ambele. Cerealele tropicale, cum ar fi porumbul și sorgul, au o activitate fitogenă endogenă mai mică decât secara, grâul, triticale, hrișcă și orz (23). Prin urmare, un amestec de făină de cereale preparat din cereale germinate și ne germinate va promova o anumită hidroliză a fitatului atunci când este preparat ca terci pentru hrănirea sugarilor și a copiilor mici. Rata hidrolizei fitatului variază în funcție de specie și varietate, precum și de stadiul germinării, pH-ul, conținutul de umiditate, temperatura (intervalul optim 45-57 ° C), solubilitatea fitatului și prezența anumitor inhibitori (19, 23) . Egli și colab. (23) au observat că în timpul germinării, orezul, meiul și fasolea mung au avut cele mai mari reduceri ale conținutului de fitat.

Activitatea α-amilazei este, de asemenea, crescută în timpul germinării cerealelor, în special a sorgului și a meiului. Această enzimă hidrolizează amilaza și amilopectina în dextrine și maltoză, reducând astfel vâscozitatea terciurilor groase de cereale fără diluare cu apă, îmbunătățind simultan densitatea lor de energie și nutrienți (24). Anumiți tanini și alți polifenoli din leguminoase (de exemplu, Vicia faba) și sorgul roșu pot fi, de asemenea, reduse în timpul germinării ca urmare a formării complexelor de polifenoli cu proteine ​​și degradarea treptată a oligozaharidelor (25). Astfel de reduceri ale polifenolilor pot facilita absorbția fierului.

Strategii combinate

Aceste efecte subliniază că o abordare integrată care combină o varietate de practici tradiționale de procesare și preparare a alimentelor discutate mai sus, inclusiv adăugarea chiar și a unei cantități mici de alimente de origine animală, este probabil cea mai bună strategie pentru îmbunătățirea conținutului și biodisponibilității micronutrienților în diete pe bază de plante în condiții sărace în resurse (26). Utilizarea unei astfel de combinații de strategii poate elimina aproape complet fitatul. Acest lucru este important deoarece acidul fitic este un inhibitor puternic al absorbției fierului, chiar și la concentrații scăzute (20).

Într-un studiu controlat randomizat, bazat pe comunitate, cu sugari tanzanieni în vârstă de 6 luni, au fost comparate efectele hrănirii alimentelor complementare neprelucrate și procesate asupra anemiei și a stării fierului (27). Mâncarea complementară procesată a fost bazată pe mei deget și germenate înmuiate și germinate cu alune prăjite și piure de mango. Nu s-au raportat diferențe semnificative în concentrațiile de hemoglobină sau protoporfirină de zinc între cele două grupuri după 6 luni, probabil în parte, deoarece a existat doar o reducere de 34% a conținutului de fitat al alimentelor complementare procesate. Deși raportul molar fitat: fier a fost mai mic în alimentele procesate (11,8) decât în ​​alimentele neprelucrate (16,5), raportul a fost încă destul de ridicat și poate să nu permită îmbunătățiri semnificative în absorbția fierului. Mai mult, alimentele neprelucrate au avut un conținut total de fier mai mare decât alimentele procesate (5,9 față de 4,7 mg/100 g substanță uscată). Raportul fitat: fier care permite o absorbție semnificativ îmbunătățită a fierului din dietele vegetale ar trebui să fie determinate astfel încât dietele să poată fi concepute pentru a optimiza biodisponibilitatea fierului. Concentrația părului de zinc nu a fost, de asemenea, îmbunătățită la sugarii care consumă alimente complementare procesate (28).

Am folosit o combinație de practici tradiționale de prelucrare și preparare a alimentelor, inclusiv adăugarea de alimente de origine animală, în special pește, în 2 studii comunitare între înțărcători și copii mici din Malawi. Detaliile acestor strategii și implementarea acestora au fost publicate mai devreme (24, 26, 29, 30). Pe scurt, strategiile utilizate în studiul copiilor (24, 26, 29) au inclus germinarea, fermentarea și înmuierea pentru a reduce conținutul de fitați din porumb și/sau leguminoase, încorporând alimente care pot duce la creșterea carotenoidelor de fier, zinc și provitamină A, și creșterea producției și consumului de alimente dense în micronutrienți (de exemplu, fructe roșii portocalii, alimente din carne, inclusiv pește întreg uscat cu oase). Studiul pilot cu weanlings (30) s-a axat pe metode de înmuiere pentru a reduce conținutul de fitat al porumbului, metode de îmbogățire a alimentelor de înțărcare cu ingrediente nutritive disponibile în comunitate, inclusiv alimente de origine animală, metode de creștere a densității energetice a terciurilor de porumb și hrănire comportamente care încurajează înțărcările să mănânce (30).

Identificarea și adecvarea diferitelor strategii de procesare privind adecvarea nutrițională a populațiilor sărace în resurse ar trebui evaluate în alte condiții. În ciuda promovării procesării alimentelor la nivel de gospodărie și a altor strategii pe bază de alimente pentru îmbunătățirea adecvării nutriționale, s-au depus puține eforturi pentru a evalua impactul acestora în cadrul unor studii bine concepute. Sunt necesare studii suplimentare privind eficacitatea acestor strategii pentru a determina impactul acestora asupra stării nutriționale. În special, au fost necesare studii controlate pe termen lung de hrănire pentru a furniza informații despre obiectivele specifice de reducere a fitaților care ar avea ca rezultat un impact măsurabil asupra stării minerale. Strategiile considerate adecvate și cu un potențial bun de îmbunătățire a aportului de micronutrienți ar putea fi integrate în intervențiile existente pentru îmbunătățirea calității dietelor, în special acele intervenții care oferă educație nutrițională și de sănătate la nivelul comunității.