Análisis nutricional de algunos elementos de origen vegetal

AUTORES: Delgado Cáceres, Eduardo; González González, Soraya; Huerta Martín, Lucía; Morgade Sánchez, Ana; Pérez Sánchez, David; Romero Martín, Lidia; Sánchez Martín, Paula, Sánchez Ramos, Jorge y Trilla Mata, José Ángel*

(*) I.E.S. Senara, Babilafuente (Salamanca). C/ Soledad, 11, 37330 Babilafuente, Salamanca. Tfno: 923 36 09 96. E-mail: joseangelciencias@gmail.com

RESUMEN

Hemos analizado la composición nutricional de algunos alimentos de origen vegetal: cereales, pseudocereales, legumbres y frutos secos utilizados en la alimentación humana. Dentro de los cereales hemos analizado la presencia  de gluten y las diferencias entre los cereales integrales y refinados.

Los cereales son el grupo de alimentos analizado con mayor contenido en hidratos de carbono. Las legumbres tienen mayor contenido en fibra y proteínas que los cereales. Los frutos secos son el grupo de alimentos analizado que presenta un mayor contenido en grasa, siendo sus niveles de proteínas similares a los de las legumbres y su contenido en hidratos de carbono es el más bajo de todos los grupos de alimentos estudiados.

Palabras clave: nutrición, alimentos origen vegetal, cereales, pseudocereales, legumbres, frutos secos, hidratos de carbono, grasas, proteínas, vitaminas, gluten, fibra alimentaria, intolerancia gluten, celíacos, cereales integrales, cereales refinados, valor energético.

INTRODUCCIÓN

Los nutrientes son sustancias químicas que las células precisan para producir la energía que necesitamos para realizar las diferentes funciones vitales, para obtener la materia necesaria para formar nuevas estructuras y reponer o sustituir las ya existentes, y para regular ciertos procesos. Los nutrientes los obtenemos, mediante la función de nutrición, a partir de los alimentos que ingerimos en la dieta.

Desde el punto de vista químico, los nutrientes se clasifican en dos grupos: nutrientes inorgánicos(agua y sales minerales) y nutrientes orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas y vitaminas).

Desde el punto devista funcional, los nutrientes se clasifican en tres grupos: nutrientes energéticos, nutrientes plásticos o estructurales y nutrientes reguladores.

Los nutrientes energéticos sirven para producir la energía necesaria para realizar las funciones vitales. Los nutrientes energéticos más importantes son los glúcidos y lípidos, y en menor medida, las proteínas. Cuando la energía aportada por los glúcidos y lípidos no son suficientes para cubrir las necesidades diarias de energía, las proteínas se utilizarían como combustible celular para producir energía en vez de cumplir funciones plásticas (crecimiento, construcción y regeneración de tejidos).

Los nutrientes plásticos o estructurales sirven para obtener materia que sirve para formar nuevas estructuras (crecimiento) o para reponer o sustituir estructuras ya existentes. Los nutrientes estructurales más importantes son las proteínas y, en menor medida, las sales minerales. 

Los nutrientes reguladores sirven para regular el funcionamiento de nuestro cuerpo. Los nutrientes reguladores más importantes son las vitaminas, las sales minerales, la fibra y el agua.

Glúcidos o hidratos de carbono

Los glúcidos o hidratos de carbono, desde el punto de vista de su función, son nutrientes energéticos. Se dividen en hidratos de carbono simples (monosacáridos y disacáridos) e hidratos de carbono complejos (polisacáridos).

Los monosacáridos más importantes son la glucosa, la fructosa y la galactosa. La glucosa es el más común y abundante de los monosacáridos. Es el principal nutriente energético de las células del cuerpo humano, a las que llega a través de la sangre. Suele formar parte de cadenas de almidón, celulosa y disacáridos. La fructosa se encuentra en plantas y en el néctar de las flores. Es el principal componente de la miel. La galactosa forma parte, junto con la glucosa, del disacárido lactosa.

Los disacáridos más importantes son la lactosa (glucosa+galactosa), la maltosa (glucosa+glucosa) y la sacarosa (glucosa+fructosa). La lactosa está presente en la leche y sus derivados. Hay personas que son intolerantes a la lactosa ya que no tienen la enzima necesaria para separar la glucosa de la galactosa (esta enzima se llama lactasa). La maltosa se conoce también como azúcar de malta, ya que aparece en los granos de cebada germinados. La sacarosa es el azúcar común.Se extrae de la remolacha azucarera o de la caña de azúcar. Es el principal edulcorante usado en la alimentación.

Los polisacáridospueden ser de origen animal (glucógeno) y vegetal (almidón y celulosa). El glucógeno  es el polisacárido de reserva energética de los animales. Se almacena en las células del hígado y en las células de los músculos esqueléticos. Se encuentra en alimentos de origen animal (carnes, hígado…). El almidón es el polisacárido de reserva energética de las plantas. Se almacena en los tejidos y semillas de las plantas. Se encuentra en alimentos de origen vegetal. La celulosa tiene función estructural en células vegetales (forma parte de la pared celular). La encontramos en alimentos de origen vegetal. Es el principal componente de la fibra alimentaria. Algunos beneficios de la fibra son: ayuda a que los alimentos se muevan por el intestino delgado y grueso, disminución de la mortalidad por enfermedades cardiovasculares, infecciosas y respiratorias, previene la aparición de cáncer de colon, contribuye a mantener limpio y sano el intestino y ayuda a prevenir diversas enfermedades como la diverticulosis o la obesidad.

Se recomienda que los hidratos de carbono de la dieta aporten entre un 55% y un 60% de las necesidades energéticas diarias. Esta deberá estar compuesto por un 10% de azúcares simples (monosacáridos y disacáridos) y un 90% de azúcares complejos (polisacáridos).

Grasas

Desde el punto de vista funcional las grasas son nutrientes energéticos (son los nutrientes que más energía aportan). La mayor parte de los lípidos que consumimos pertenecen al grupo de los triglicéridos. Están formados por una molécula de glicerol, o glicerina, a la que están unidos tres ácidos grasos de cadena más o menos larga. En los alimentos que normalmente consumimos siempre nos encontramos con una combinación de ácidos grasos saturados e insaturados.

Los ácidos grasos saturados no presentan dobles enlaces en su estructura, son sólidos o semisólidos a temperatura ambiente. Están presentes en alimentos como la mantequilla, los lácteos, embutidos, tocino, manteca, etc

Los ácidos grasos insaturados: presentan dobles enlaces en su estructura y son líquidos a temperatura ambiente. Se dividen en monoinsaturados (1 doble enlace), presentes en el aceite de oliva, aguacates y frutos secos; y poliinsaturados (varios dobles enlaces), presentes en pescados, aceites de pescado, frutos secos y aceites de semillas.

Se recomienda que las grasas de la dieta aporten entre un 30% y un 35% de las necesidades energéticas diarias. Esta deberá estar compuesto por un 7-8% de grasas saturadas (grasa de origen animal), un 15-20% de grasas monoinsaturadas (aceite de oliva) y un 5% de grasas poliinsaturadas (aceites de semillas, frutos secos y pescado).

Si consumimos una cantidad de grasas mayor de la recomendada, nos impedirá tener un aporte adecuado del resto de nutrientes energéticos sin sobrepasar el límite de calorías aconsejable. En el caso de que este exceso de grasas esté formado mayoritariamente por ácidos grasos saturados (como suele ser el caso si consumimos grandes cantidades de grasa de origen animal), aumentamos el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares como la arteriosclerosis, los infartos de miocardio o las embolias.

Proteínas

Las proteínas desde el punto de vista de su función son nutrientes plásticos, aunque en determinadas situaciones pueden ser nutrientes energéticos. Son moléculas formadas por aminoácidos que están unidos por un tipo de enlaces llamados enlaces peptídicos. Las proteínas suponen aproximadamente la mitad del peso de los tejidos del organismo, y están presentes en todas las células del cuerpo.

Las proteínas están formadas por 20 tipos de aminoácidos diferentes. De ellos, 9 son aminoácidos esenciales en el ser humano. Los aminoácidos esenciales son aquellos que el propio organismo no puede sintetizar por sí mismo. Esto implica que la única fuente de estos aminoácidos es la ingesta directa a través de la dieta. Los aminoácidos esenciales son la histidina, la leucina, la isoleucina, la lisina, la metionina, la fenilalanina, la treonina, el triptófano y la valina.

Desde el punto de vista nutricional, las proteínas pueden ser de dos tipos: proteínas de alta calidad y proteínas de baja calidad.

Las proteínas de alta calidad son aquellas que contienen todos los aminoácidos esenciales. Se encuentran en alimentos de origen animal como las carnes, los pescados, los huevos y los lácteos.

Las proteínas de baja calidad son aquellas que no contienen todos los aminoácidos esenciales. Se encuentran en alimentos de origen vegetal como los cereales y sus derivados, los frutos secos y las legumbres.

Se recomienda que las proteínas de la dieta aporten entre un 10% y 15% de las necesidades energéticas diarias. La cantidad total de proteínas no debe ser inferior a 0,75 g/día/kilogramo de peso corporal y de alta calidad o completas.

Vitaminas

Las vitaminas son nutrientes reguladores presentes en los alimentos en pequeñas cantidades que son indispensables para el correcto funcionamiento del organismo. Actúan como catalizador en las reacciones químicas que se producen en el cuerpo humano provocando la liberación de energía.

Los seres humanos no somos capaces de fabricar las vitaminas por lo que tenemos que obtenerlas a través de los alimentos. La carencia de vitaminas en la alimentación puede producir trastornos, mientras que una ausencia total de vitaminas en la dieta puede provocar enfermedades graves (escorbuto, beriberi, pelagra, dermatitis, raquitismo).

Las vitaminas se dividen en dos grandes grupos: vitaminas hidrosolubles y vitaminas liposolubles.

Las vitaminas hidrosolubles son aquellas que se disuelven en el agua. En este grupo se encuentran la vitamina C y las vitaminas del grupo B ( B1, B2, B3, B5, B6, B8, B9 y B12). El ejercicio intenso puede provocar carencias de estas vitaminas siendo necesaria la ingesta de suplementos. Ej: frutos secos y legumbres.

Las vitaminas liposolubles no son solubles en agua. El organismo las almacena en los tejidos, el hígado y la grasa. Son las vitaminas A, E, D y K. Son solubles en los cuerpos grasos y el organismo puede almacenarlas fácilmente. Existe el riesgo de saturación si se consumen de forma excesiva e incontrolada. Ej: verduras y frutas.

METODOLOGÍA

Para conocer la composición nutricional de los alimentos hemos consultado la Base de datos española de composición de alimentos (BEDCA).

Figura 1. Base de datos española de composición de alimentos (BEDCA).

RESULTADOS

Cereales y pseudocereales

Los cereales son plantas de la familia de las gramíneas (Poaceae) cultivadas por su grano. Se emplean en la alimentación humana y del ganado, así como en la fabricación industrial de diversos productos. Los cereales más usados en la alimentación humana son: el trigo, el arroz, el maíz, la avena, la cebada, el centeno, el sorgo, el mijo e híbridos como la espelta, el triticale.

El grano de los cereales consta de tres partes: el salvado o cáscara, el endospermo y el germen o embrión. El salvado o cáscara está formado por varias capas, posee un alto contenido en fibra, vitaminas del grupo B y minerales. El endospermo envuelve al germen o embrión y le proporciona los nutrientes necesarios para su desarrollo. Contiene gran cantidad de hidratos de carbono, especialmente almidones y proteínas, y en menor proporción vitaminas y minerales. El germen o embrión la parte que germina y dará lugar a una planta nueva, contiene proteínas, vitaminas del grupo B,  vitamina E, minerales y lípidos que se pueden extraer en forma de aceites vegetales.

Figura 2. Cereales utilizados en la alimentación humana.

¿Cuál es la diferencia entre los cereales integrales y los cereales refinados?

Los cereales integrales son aquellos que conservan las tres partes de su grano debido a que no es procesado en absoluto. Las harinas que se obtienen a partir de cereales integrales poseen un alto contenido en fibra dándole un color más oscuro y una textura más dura.

Los cereales refinados son aquellos que durante su procesamiento industrial pierden el germen del grano casi en su totalidad y el salvado o cáscara, conservando el endospermo. Las harinas que se obtienen a partir de cereales refinados tienen poca fibra y mucho almidón, y tienen con un color blanco y una textura muy fina.

Figura 3. Partes del grano de los cereales.

El gluten y la enfermedad celíaca o intolerancia al gluten

El gluten es un conjunto de proteínas que se encuentran en diferentes tipos de cereales como el trigo, la cebada, el centeno, la escanda, el triticale, la malta, la espelta, el farro y el kamut. La avena contiene proteínas capaces de provocar reacción en una parte de personas intolerantes al gluten o celíacas. A esto se suma que la avena frecuentemente está contaminada con otros cereales con gluten.

El gluten no es indispensable para el ser humano. Se trata de una mezcla de proteínas de bajo valor nutricional y biológico, con baja calidad debido a deficiencias en aminoácidos esenciales,​ por lo que desde el punto de vista de la nutrición su exclusión de la alimentación no representa ningún problema y puede ser fácilmente sustituido por otras proteínas animales o vegetales cuando es preciso realizar una dieta libre de gluten.

En la industria alimentaria, el gluten es apreciado por sus cualidades viscoelásticas únicas, que aportan elasticidad a la masa de harina, lo que permite que junto con la fermentación el pan obtenga volumen, así como la consistencia elástica y esponjosa de los panes y masas horneadas.

Pseudocereales

La quinoa es la semilla de la planta Chenopodium quinoa.La quinoa es una semilla, pero con características parecidas a las de los cereales, por eso, la llamamos también pseudocereal. Es el único alimento de origen vegetal que provee todos los aminoácidos esenciales, equiparándose su calidad proteica a la de la leche ​ Sus granos son altamente nutritivos, superando en valor biológico, calidad nutricional y funcional a los cereales tradicionales, tales como el trigo, el maíz, el arroz y la avena. No todas las variedades de quinoa son libres de gluten.

Figura 4. Semillas de quinoa y planta quinoa (Chenopodium quinoa).

En la tabla 1 se muestra la composición nutricional de los principales cereales y pseudocereales utilizados en la alimentación humana. En el caso de los cereales la composición corresponde a cereales integrales.

Tabla 1. Composición nutricional de los principales cereales y pseudocereales utilizados en la alimentación humana. Los valores se expresan por cada 100 gramos de producto. La composición de los cereales corresponde a cereales integrales. Abreviaturas: g (gramos), mg (miligramos) y ug (microgramos).

El cereal que contiene más hidratos de carbono complejos y simples es el arroz (86 g/100 g de producto) y el que menos es el trigo (61,0 g/100 g de producto). El cereal con mayor cantidad fibra alimentaria es la cebada (14,8 g/100 g de producto) y el que menos el arroz (0,2 g/100 g de producto). La avena es el cereal con mayor contenido de proteínas (16,9 g/100 g de producto) y el que menos el arroz (7 g/100 g de producto). El cereal con mayor contenido de lípidos (grasas) es la avena (6,9 g//100 g de producto) y el que menos el arroz (0,9 g/100 g de producto).

 LEGUMBRES

Se denomina legumbre (del latín legumen) a la semilla contenida en los frutos de las plantas de la familia de las leguminosas (Fabaceae). Las leguminosas se cosechan únicamente para obtener la semilla seca (legumbre) para la alimentación humana. Las legumbres más utilizadas en la alimentación humana son: las alubias, las lentejas, los garbanzos, la soja, las habas, los guisantes, los cacahuetes y los altramuces.

Figura 5. Legumbres utilizadas en la alimentación humana.

Las legumbres son alimentos ricos en proteínas e hidratos de carbono, además, aportan fibra y vitaminas, y tienen un bajo contenido en grasas.

Pueden contribuir a la mitigación del cambio climático fijando el nitrógeno atmosférico en el suelo de forma natural y en algunos casos liberan el fósforo, disminuyendo significativamente la necesidad de fertilizantes sintéticos.

En la tabla 2 se muestra la composición nutricional de las principales legumbres utilizadas en la alimentación humana.

Las legumbres que más hidratos de carbono complejos y simples contienen son las habas (58,3 g/100 g de producto) y las que menos la soja (9,7 g/100 g de producto). Las legumbres con mayor contenido de fibra alimentaria son las habas (25 g/100 g de producto) y las de menor, las lentejas (9,7 g/100 g de producto). Las legumbres que más proteínas contienen es la soja (35,9 g/100 g de producto) y las que menos los guisantes (19,3 g/100 g de producto). La soja es la legumbre con mayor contenido en lípidos (grasas) (18,6 g/100 g de producto) y las lentejas, las que menos (0,94 g/100 g de producto).

Tabla 2. Composición nutricional de las principales legumbres utilizadas en la alimentación humana. Los valores se expresan por cada 100 gramos de producto. Abreviaturas: g (gramos), mg (miligramos) y ug (microgramos).

FRUTOS SECOS

Los frutos secos son llamados así porque todos tienen una característica en común: en su composición natural tienen menos de un 50 % de agua. Son alimentos muy energéticos, ricos en grasas, en proteínas, así como en oligoelementos. También aportan minerales y vitaminas. Son ricos en fibra.

No se deben confundir los frutos secos con los provenientes de frutas desecadas (uvas pasas, ciruelas pasas, dátiles, etc). De los frutos secos la parte aprovechable no es el fruto en sí sino la semilla.

Los frutos secos más utilizados en la alimentación humana son: las almendras, las avellanas, las nueces, los pistachos, las castañas, los anacardos, los piñones,las pipas de girasol y las pipas de calabaza. El cacahuete aunque es una legumbre, está considerado popularmente como un fruto seco.

Figura 6. Frutos secos utilizados en la alimentación humana.

En la tabla 3 se muestra la composición nutricional de los principales frutos secos utilizados en la alimentación humana.

Las castañas son los frutos secos que tienen mayor contenidos en hidratos de carbono complejos y simples (36,5 g/100 g de producto), y el que menos las nueces (3,3 g/100 g de producto). Los frutos secos con mayor contenido en fibra alimentaria son las almendras (8,3 g/100 g de producto) y los que menos,  los anacardos (1,4 g/100 g de producto). Además, las almendras son los frutos secos que tienen mayor cantidad de proteínas (19,1 g) y los que menos, las castañas (2,65 g/100 g de producto). Los frutos secos con mayor contenido en lípidos (grasas) son las nueces (63,2 g/100 g de producto) y los que menos, las castañas (2,5 g/100 g de producto).

Tabla 3. Composición nutricional de los principales frutos secos utilizados en la alimentación humana. Los valores se expresan por cada 100 gramos de producto. Abreviaturas: g (gramos), mg (miligramos) y ug (microgramos).

CONCLUSIONES

  • Los cereales son alimentos ricos en hidratos de carbono (desde el 86% del arroz al 61% del trigo). Los valores de proteínas oscilan entre el 7% del arroz y el 16,9% de la avena.
  • Los cereales integrales contienen mayor cantidad de fibra y vitaminas que los cereales refinados. Muchos de ellos tienen un alto contenido en fibra alimentaria (Ej:14,8% la cebada y 10,6% la avena).
  • Todos los cereales estudiados, excepto el arroz y el maíz, contienen gluten, por lo que no pueden ser consumidos por personas intolerantes al gluten. Algunas variedades de quinoa pueden contener gluten.
  • Los cereales tienen bajos niveles de grasa. Los valores oscilan entre el 0,9% del arroz y el 6,9% de la avena. Los ácidos grasos mono y poliinsaturados son más abundantes que los saturados.
  • Los cereales son alimentos con un gran valor energético debido a su alto contenido en hidratos de carbono. El valor energético medio de los cereales y pseudocereales estudiados es de 361,5 kcal/100g de producto.
  • Las legumbres contienen cantidades importantes de hidratos de carbono, excepto la soja (Ej: 58,3% las habas, 49,2% los garbanzos y 48,7% las lentejas). También contienen gran cantidad de fibra alimentaria (Ej: 25% las habas y 19,7% las alubias).
  • Las legumbres contienen grandes cantidades de proteínas, que van desde el 19,3% de los garbanzos hasta los 35,9% de la soja.
  • Contienen bajos niveles de grasa excepto la soja (18,6%). Los ácidos grasos mono y poliinsaturados son más abundantes que los saturados.
  • Las legumbres aportan gran cantidad de energía debido a su alto contenido en hidratos de carbono y proteínas. El valor energético medio de las legumbres estudiadas es de 327,3 kcal/100g de producto.
  • Los frutos secos analizados, excepto las castañas, contienen importantes cantidades de proteínas (Ej: 19,1 % las almendras, 17,6% los pistachos). Los frutos secos, excepto las castañas y los anacardos, no contienen grandes cantidades de hidratos de carbono.
  • Los frutos secos contienen menos cantidad de fibra que las legumbres y los cereales Los valores van desde el 8,3% de las almendras al 1,8% de los anacardos).
  • Los frutos secos analizados, excepto las castañas, contienen grandes cantidades de grasas, siendo las nueces con 63,2% las que tienen un mayor contenido. En ello predominan los ácidos grasos poliinsaturados.
  • Los frutos secos aportan mucha más energía que los cereales y las legumbres, debido a su alto contenido en grasas. El valor energético medio de los frutos secos analizados es de 528,8 kcal/100g de producto.

BIBLIOGRAFÍA

  • Guía de Alimentación y Salud de la UNED (Universidad Nacional de Educación a Distancia)

https://www2.uned.es/pea-nutricion-y-dietetica-I/guia/guia_nutricion/index.htm?ca=n0

  • Vitaminas

https://cuidateplus.marca.com/alimentacion/nutricion/2001/03/19/que-son-vitaminas-10077.html

  • Proteínas

https://cuidateplus.marca.com/alimentacion/diccionario/proteinas.html

  • Aminoácidos esenciales

https://es.wikipedia.org/wiki/Amino%C3%A1cido_esencial

  • Cereales

https://es.wikipedia.org/wiki/Cereal

  • Fibra alimentaria

https://cuidateplus.marca.com/alimentacion/diccionario/fibra.html

  • Semillas nutritivas para un futuro sostenible

http://www.fao.org/pulses-2016/news/news-detail/es/c/337279/

  • Cereales integrales y refinados

https://www.vitonica.com/alimentos/integral-y-refinado-no-es-lo-mismo-aprende-a-diferenciarlos

  • Gluten

https://es.wikipedia.org/wiki/Gluten

https://cuidateplus.marca.com/alimentacion/diccionario/gluten.html

  • Quinoa

https://www.vitonica.com/alimentos/todo-sobre-la-quinoa-propiedades-beneficios-y-su-uso-en-la-cocina

Departamento de Biología y Geología. Anatomía Aplicada 1º Bachillerato. Curso 2019-2020

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