CURSO TALLER NO. 13
QUÍMICA Y MICROBIOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS
SÉPTIMO SEMESTRE DE LA CARRERA DE
INGENIERÍA EN DESARROLLO AGROPECUARIO
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MORELOS

Profesor. Mario Rojas Alba
http://www.tlahui.com/quimica
director@tlahui.com

 

 

 

CESIONES NO. 15, 16 y 17 

  • Fecha: Martes 16, Jueves 18, y Lunes 22 de octubre,  2001.

  • Tema: Conocimiento básico de la Química y Bioquímica de los Alimentos.

  • Subtemas: Vitaminas

 

2.7. Las Vitaminas

Desde el siglo XIX se puso de manifiesto que ingiriendo una dieta con cantidades adecuadas de proteínas,  grasas purificadas y carbohidratos, no era suficiente para mantener un buen estado de salud, al contrario, con una alimentación de este tipo, loas animales y el hombre desarrollan un conjunto de padecimientos carenciales, que pueden ser corregido a través de la ingestión de pequeñas cantidades (infinitesimales) de las substancias que se reconocieron posteriormente como vitaminas.  De panera particular, las vitaminas son substancias que no pueden ser oxidadas por el organismo para la generación de energía, tampoco forman parte de la estructura orgánica, ni ser sintetizadas en cantidad suficiente por el cuerpo humano o animal, por esto mismo deben de incluirse en los alimentos, sobre todo si se quiere establecer una nutricionalmente saludable.

 

Las vitaminas se subdividen en dos grupos, las hidrosolubles y las liposolubles, entre las primeras se encuentran las vitaminas del complejo B, y la vitamina C, entre las segundas, las vitaminas A, D, E y K.  Las vitaminas del complejo B actúan como coenzimas, es decir que funcionan de manera asociada a una enzima, en una reacción, pueden acercar átomos  para ser añadidos, o igualmente pueden llevarse átomos que son desprendidos por la acción enzimática. Las vitaminas hidrosolubles se pueden encontrar fácilmente en las carnes, cereales y verduras, las liposolubles abundan en los aceites de hígado de pescado., en general, las liposolubles se absorben en el intestino en combinación con las grasas alimenticias.

 

La vitamina originalmente denominada B, resultó en realidad una mezcla de numerosos compuestos químicamente distintos (B1, Riboflavina, B6, B12), sin embargo, normalmente se encuentran todos ellos juntos en diferentes alimentos, y si hay carencia, esta será de todos esos compuestos, o mejor dicho, difícilmente se presentará algún padecimiento carencial específico a uno solo de los componentes del grupo B.   

 

La tiamina, aneurín o vitamina B1.  Desempeña un papel determinante en numerosas reacciones bioquímicas, la más importante es la referente a la conversión del ácido pirúvico a acetilcoenzima A, en este sentido, su deficiencia se manifiesta con la dificultad para oxidar los carbohidratos, y puesto que el sistema nervioso depende completamente de la energía de los carbohidratos para su funcionamiento, al igual que el corazón, por lo tanto, ante un estado carencial de tiamina, el funcionamiento del sistema nervioso y del corazón se verá fuertemente afectado.  La tiamina se encuentra en la harina de trigo integral, en los cereales, chícharos, frijoles y levadura de cerveza, esta vitamina no es destruida por el proceso de decocción ordinaria, pero si por la realizada en olla de presión, igualmente el proceso de enlatado la elimina de los alimentos.

 

Riboflavina. También interviene en la oxidación de los alimentos. Se le encuentra en la leche, carne y harina de trigo, sin embargo, una de las fuentes principales de riboflavina es la flora bacteriana intestinal que la sintetiza, por consecuencia, el uso de antibióticos reduce de manera importante la disponibilidad de esta vitamina. Es moderadamente resistente a la decocción, sin embargo, la exposición a la luz solar la destruye, en el caso de la leche, su exposición a la luz solar puede destruir hasta el 90 por ciento su contenido de riboflavina.

 

La nicotinamida o niacina participa igualmente en la oxidación de los carbohidratos y en el ciclo del ácido cítrico. El organismo puede sintetizar parte de los requerimientos cotidianos de triptófano, la otra es obtenida directamente de los alimentos que lo contienen, por eso mismo solamente una dieta deficiente en nicotinamida y triptófano, puede manifestar signos clínicos de deficiencia. La niacina se le encuentra en la carne, leche y en la harina de trigo. Resiste muy bien la decocción. 

 

Piridoxina o vitamina B6. Es una vitamina que participa en la fabricación o interconversión de los aminoácidos y en la utilización de los ácidos grasos esenciales. Se le encuentra muy diseminada en diferentes alimentos de consumo cotidiano, por lo que su carencia es relativamente rara, no obstante, los lactantes con dietas con alimentos sintéticos y enlatados pueden desarrollar ciertas deficiencias, también las personas con tuberculosis y bajo tratamiento con isoniacida, este antibiótico tiene la propiedad de inactivar a la piridoxina.

 

 El ácido pantoténico, ácido lipoico y la biotina. La mayoría de los alimentos contienen suficientes cantidades de estas vitaminas, son especialmente ricos: el hígado, leche, carne y huevos. La biotina no puede ser absorbida en presencia de la clara de huevo cruda.

 

El ácido fólico es una vitamina esencial en la síntesis de ácidos nucleicos y por lo tanto es muy requerida en los procesos que requieren de una síntesis amplia y rápida de proteínas, como es el caso de la mujer gestante, de los niños en desarrollo, y de los enfermos convalecientes con quemaduras o reparación de heridas importantes. Se le encuentra en pequeñas cantidades ampliamente diseminada en diferentes alimentos de consumo cotidiano, otra fuente importante es la que se obtiene por la síntesis procedente de la flora bacteriana intestinal. Las deficiencias pueden ocurrir durante los primeros días de la lactancia cuando los neonatos aún no han desarrollado una flora bacteriana suficiente, también durante el embarazo cuando se requieren cantidades importantes de la vitamina. Su deficiencia se manifiesta con un tipo de anemia por insuficiente producción de eritrocitos, hay suficiente hemoglobina pero poca producción de células eritrocíticas, por lo que los eritrocitos  tienden a ser más grandes de lo común, a lo que se denomina “anemia megaloblástica”. En las personas que habitan en las zonas tropicales pueden presentarse cambios en la flora bacteriana intestina, por consiguiente, las bacterias pueden consumir más ácido fólico que el que producen normalmente. El daño de la mucosa epitelial del intestino puede producir otros padecimiento conocido como “esprue tropical”. Algunos de los medicamentos empleados en el tratamiento de la epilepsia interfieren la función del ácido fólico, por tal motivo, estos pacientes pueden también presentar estados fólico carenciales.  Finalmente, el ácido fólico estimula la división y multiplicación de las células tumorales, en esta lógica, las drogas antineoplásicas, como el metrotrexato, interfieren la acción del ácido fólico.

 

Vitamina B12 o cianocobalamina

La cianocobalamina es una de las vitaminas de mayor importancia en el grupo B, al igual que el ácido fólico, participa positivamente en la división celular, y en el buen mantenimiento estructural y funcional del sistema nervioso periférico.  Se le encuentra ampliamente (aunque en pequeñas cantidades, en todo caso suficientes) entre los alimentos, sin embargo es más abundante en el hígado y en las carnes, lo mismo que en la corteza del trigo, su deficiencia en condiciones alimenticias más o menos normales es difícil de desarrollarse, quienes pueden presentar ciertos estados carenciales son aquellos vegetarianos radicales que no ingieren ningún producto animal o que descuidan la ingestión de alimentos vegetales ricos en cianocobalamina. Contrariamente a su amplia difusión entre los alimentos, la deficiencia suele ser relativamente frecuente, esto como consecuencia de ciertas características específicas para su adecuada absorción intestinal como por efecto de malos hábitos alimentarios.

 

Para poder pasar a la sangre a través de la mucosa del íleon, la cianocobalamina requiere de la adhesión del “factor intrínseco” secretado por la mucosa gástrica, en ausencia del factor intrínseco, la vitamina no puede traspasar la mucosa del intestino delgado, en este caso se produce “anemia perniciosa o addisoniana”, redundando, no por deficiencia alimentaria sino por incapacidad orgánica para asimilar la cianocobalamina,

 

La deficiencia de ácido fólico y/o de cianocobalamina, en tanto que ambas participan en el desarrollo y multiplicación celular, la deficiencia de una o de las dos vitaminas en cuestión, puede producir una anemia del tipo megaloblástico. Es importante diferenciarla, de la anemia perniciosa, en este caso se produce únicamente por deficiencia de cinocobalamina.

 

Carencia de las vitaminas del complejo B. Las deficiencia del complejo B, en su conjunto, puede producir la pelagra y el beriberi. La pelagra se desarrolla en aquellos lugares, como en el caso del medio rural del centro y sur de México, en donde amplios sectores de la población marginal tienen una monodieta con base en el maíz, y por consiguiente, hay una deficiente disposición nutricional de triptófano y nicotinamida aunado a las carencias en menor importancia de otros componentes del grupo B.

 

En el caso de la pelagra, la avitaminosis se manifiesta clínicamente sobre todo en la piel y mucosas, la mucosa bucal y la lengua adquieren un color fuertemente rojo y con frecuencia acompañado de ulceraciones, puede haber además diarrea y vómito, los músculos reducen su volumen y pierden sensibilidad, las funciones encefálicas se afectan hasta desarrollar en estados graves, la enfermedad normalmente letal, caracterizada por la triada de las “tres des: diarrea, dermatitis y demencia”.

 

El beriberi es otra avitaminosis, en donde la carencia principal esta representada por la tiamina, sin menospreciar el efecto carencial que en su conjunto tienen otras vitaminas del complejo B. El beriberi tiene dos manifestaciones clínicas, la forma “húmeda” y la “seca”. En la forma húmeda, el órgano que más se afecta es el corazón, sobre todo con un debilitamiento del bombeo de sangre a la periferia, al mismo tiempo y como consecuencia del deficiente bombeo cardiaco, los riñones dejan de excretar la cantidad normal de líquidos, ocasionando diferentes grados de retención de líquidos y el consiguiente edema. La forma seca caracteriza por la alteración del sistema nervioso, con paresias musculares, además, las masas musculares sufren de cierta parálisis y disminuyen de volumen, en estados más avanzados, el encéfalo puede afectarse apareciendo entonces cierto estado de letargo, disminución de las capacidades de la memoria, y anorexia.   

  

Vitamina C o Ácido Ascórbico

 El ácido ascórbico es una vitamina esencial para la síntesis de colágena, la fibra proteica que conforma la estructura orgánica, sobre todo de los tejidos que conforman los tendones, ligamentos, membranas que cubren los músculos, huesos, en los tejidos articulares, y en el sostén de vasos sanguíneos y piel. La vitamina C tiene se destaca por su participación favorable en los procesos de cicatrización de las heridas, en donde la formación de colágeno tiene una función preponderante. Otra función a destacar es su participación como coadyuvante en el funcionamiento normal de ácido fólico. El ácido ascórbico se encuentra en abundancia en los cítricos, en las frutas y verduras frescas, en México, la guayaba, el pápalo, alfalfa, y mejor, el “queso de tuna” contienen cantidades excepcionalmente altas de ácido ascórbico. Es relevante mencionar que la vitamina C se destruye fácilmente con el calor de la decocción, o de las frituras, igualmente que en los procesamientos de enlatados industriales.

 Las alteraciones producidas por la avitaminosis C son el ercorbuto, las deficiencias cicatrizales, y la anemia. El escorbuto se reconoció primero como un padecimiento carencial que sufrían sobre todo los marineros que hacían largos periplos marinos consumiendo únicamente alimentos secos carentes de vitamina C, al igual que las poblaciones nórdicas que tenían que se veían incapacitados para comer alimentos frescos durante los largos periodos invernales. Con la ingeniería moderna se ha logrado no solo preservar en buen estado los alimentos frescos, sino que se ha reducido de manera notable el tiempo de trasportación y comercialización de alimentos frescos desde zonas tropicales hasta los países con inviernos más prolongados. Hoy día, las deficiencias de vitamina C se presenta sobre todo en poblaciones marginales con ingresos insuficientes como para adquirir los alimentos necesarios a fin de mantener una nutrición saludable, entre estos, sobre todo la población de la tercera edad, desempleada, o con pensiones miserables, que vive solitaria y desprotegida de los servicios de seguridad social y de salud, en las grandes ciudades, aún en los países que se autonombran “desarrollados”, éstas capas de la población urbano marginal se alimenta sobre todo de alimentos enlatados desprovistos de vitamina C.

 

Las manifestaciones clínicas de mayor importancia en el escorbuto son el sangrado fácil y a veces sin motivo aparente de la encías, y mucosas bucales, heridas que no cicatrizan o que tienden a sangrar más de los normal, amén del dolor articular. En los niños que no disponen de suficiente ácido ascórbico en su alimentación, se reduce la síntesis de colágeno, como consecuencia de la reducción de las función estimulante de la división y desarrollo celular del ácido fólico, este proceso morboso culmina con la consiguiente reducción del desarrollo esquelético y corporal. Como resultado de la interacción de las deficiencias de ácido ascórbico y ácido fólico, se adiciona la anemia a la sintomatología del escorbuto. 

 

 Vitamina A

 La vitamina A es indispensable para el funcionamiento de la visión, sobre todo para el desarrollo de la actividad normal de los bastones y por ende, de los elementos de la reacción bioquímicos retiniana para el buen manejo de la visión a la sombra o penumbra. Por otra parte, la vitamina A no participa en la fisiología de los conos, los que nos permiten ver cuando se dispone de un medio con luz brillante, en consecuencia, la deficiencia de ésta vitamina, se manifiesta por las dificultades más de lo normal, para ver en la obscuridad o al atardecer, padecimiento conocido como “ceguera nocturna”. En los ojos, la deficiencia vitamínica hace que las córneas tiendan a opacarse en diferentes grados e incluso llegar a la ceguera.

 

La vitamina A interviene además en el correcto desarrollo y configuración de los huesos, su carencia produce huesos mal moldeados, y con escaso crecimiento, en el caso de los huesos del cráneo, la avitaminosis deforma y dificulta la adecuada configuración de los orificios por donde se conducen los nervios.

 

Los estados carenciales afectan la fertilidad de las personas en edad reproductiva, los hombres tienden o desarrollan una franca esterilidad y las mujeres reducen también su fertilidad además de sufrir de abortos con mayor.  

 

Interviene en el sostenimiento en buen estado de salud de la piel y mucosas, ante su carencia, las mucosas de los bronquios e intestino se engruesan y se secan, perdiendo vitalidad y resistencia a las infecciones. El engrosamiento de las mucosas bronquiales dificultan el adecuado funcionamiento respiratorio, la neumonía se adiciona con frecuencia. El engrosamiento y sequedad de la mucosa intestinal impide el normal proceso de la digestión y asimilación de los alimentos.

 

 En las sociedades industriales, en donde abundan los alimentos enriquecidos con vitamina A, se presenta con cierta frecuencia el problema de la sobredosis, mucho más en los niños sometidos a la ingestión de dichos alimentos, en este caso, las manifestaciones clínicas que se presentan, son las erupciones pruriginosas, acompañadas de astenia, adinamia, anorexia, cafalalgia, y dolores de los huesos, particularmente de los largos, manifestaciones todas que ceden fácilmente al suspender la ingestión de los alimentos enriquecidos con vitamina A.

Vitamina D o Calciferol

 Las vitaminas del grupo D (comprende dos vitaminas: la D2 y D3) se forman a partir de las sustancias precursoras que se encuentran en la piel y que reaccionan a efecto de la luz ultravioleta (radiaciones con una longitud de onda entre 250 y 310 nanómetros), en este preciso sentido, como resultado de la irradiación ultravioletal, el 7-dehidrocolesterol de la piel se transforma en vitamina D3 o antirraquítica, y por la misma irradiación del ergosterol se produce la vitamina D2 o calciferol. El 7-dehidrocolesterol se encuentra ampliamente en los alimentos de consumo diario y especialmente concentrado en los aceites de hígado de bacalao y en los derivados de los lácteos. 

 Fisiología de la vitamina D. En el organismo participa en el metabolismo del calcio y del fósforo, una de las funciones más conocidas y estudiadas es su intervención a favor de la absorción del calcio a nivel intestinal, además de su importante actividad en la calcificación de los huesos, sin menosprecio de su intervención en el manejo del fosfato a nivel renal. La vitamina D corrige la hipocalcemia e hipofosfatemia tanto en el ser humano como en los animales raquíticos.

 En ausencia de vitamina D, el intestino es incapaz de absorber el calcio suficiente para substituir las pequeñas pérdidas diarias a través de la orina y las heces. La carencia de vitamina D es especialmente dañina durante el embarazo, la lactancia, edad preescolar y escolar, estados en donde los requerimientos de calcio son vitales para la producción de leche materna y la formación de los huesos.

 De acuerdo a la edad en que se producen, los padecimientos por carencia de vitamina D son dos: el raquitismo de los niños y la osteomalacia de los adultos. En el caso del raquitismo, la fisiología de las epífisis óseas se altera, dando por resultado deformidades en el desarrollo y configuración de los huesos largos, los huesos se ven torcidos y poco crecidos para la edad del niño, deformidades que persisten a la edad adulta. En la osteomalacia hay una especie de reblandecimiento de los huesos, sobre todo en los que conforman la pelvis, en donde además ocurren diferentes deformidades como resultado de la descalcificación, por ejemplo, en la mujer con osteomalacia se puede estrechar la cavidad pélvica y por ende, dificultar o incluso imposibilitar la salida del feto durante el trabajo de parto.

 La avitaminosis D se produce por la ausencia de esas vitaminas en la alimentación, pero también por la falta de luz solar, lo que es muy raro en México (no así en los países más nórdicos), de manera general se puede afirmar que si hay suficiente vitamina D2 y D3 en los alimentos no se desarrolla el raquitismo. Si no hay ingestión de vitamina D, pero el individuo que posee suficiente 7-dehidrocolesterol en la piel se le expone a la irradiación ultravioleta, formará suficiente vitamina D como para no desarrollar tampoco el raquitismo. De cualquier forma y de manera preventiva, aún en México, es recomendable enriquecer la margarina con vitamina D, esto proporciona cantidades suficientes o adicionales para las embarazadas, madres que amamantan (por consecuencia mejoran la calidad de la leche de los lactantes), esta medida es también útil para prevenir el raquitismo de los preescolares y escolares.

  

Vitamina E

 En el aceite del germen de trigo y otras semillas se encuentra la vitamina E, una sustancia necesaria para la fertilidad humana y de diversas especies de animales. Químicamente son un grupo de compuestos liposolubles denominadas tocoferoles, vitaminas E o vitamina antiesterilidad. Los tocoferoles son sustancias antioxidantes que se encuentran en numerosos alimentos de consumo cotidiano, especialmente ricas son loa aceites vegetales y las verduras verdes.

 La avitaminosis E ocurre en las personas que no han podido ingerir o asimilar grasas durante meses. En los animales de experimentación, se ha producido esterilidad en ambos sexos, en los cobayos, ratas, carneros y monos, la degeneración muscular se acompaña de debilidad y parálisis, la avitaminosis puede también acompañarse de anemia. Hasta hoy día no se tienen las evidencias científicas suficientes como para afirmar que la carencia de vitamina E sea una causal de esterilidad humana.      

     

Vitamina K

 Las sustancias que tienen una actividad de vitamina K tienen la estructura de la naftoquinona, las formas naturales más frecuentes se denominan vitamina naturales K1, K2. y la vitamina sintética K3 o menadiona. La vitamina K participa en la coagulación sanguínea, sobre todo en la producción de protrombina en la célula hepática, además participa en la actividad del factor tromboplastínico plasmático de la coagulación, en general interviene con los factores VIII, IX, y X.

 La vitamina K se encuentra ampliamente distribuida en los alimentos, sin embargo, una cantidad importante es sintetizada por las bacterias intestinales. Las deficiencias ocurren en las primeras 24 horas de vida cuando todavía no se ha conformado la flora bacteriana intestinal, también después de la destrucción de la flora a consecuencia de algún tratamiento con antibióticos,