Respuesta Glicémica en Sujetos Sanos a Productos Procesados Derivados del Maíz

Respuesta Glicémica a Productos Derivados del Maíz

Hernández Blanca Cecilia
Nutricionista Dietista
Especialista en Ciencia de Alimentos
U. Nacional

Bermúdez Ana Silvia
Profesora Titular
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ciencias, Dpto. Química

INTRODUCCIÓN 

En años recientes se ha establecido que la respuesta fisiológica, reflejada como un aumento en la glucosa plasmática a cantidades iguales de carbohidrato dietario, varía en función del alimento específico ingerido 1, 2, 3. Este hallazgo ha introducido el concepto de Indice Glicémico, que expresa la relación entre el aumento de la glucosa sanguínea, como respuesta a la ingestión de un alimento y el aumento producido, por una cantidad equivalente a su contenido de carbohidrato disponible como glucosa 4.

Apoyados en este criterio, algunos investigadores han clasificado los alimentos basándose en su respuesta glicémica 3, 5, 6, 7, como un soporte para facilitar el manejo dietético de pacientes hiperlipidémicos, diabéticos y obesos.

Con la liberación de la ingesta de carbohidratos en las recomendaciones dietéticas de los diabéticos se tiene interés en las fuentes de carbohidrato que minimizan los aumentos postprandiales en la glucosa sérica 8.

La respuesta glicémica a los alimentos amiláceos está afectada por diversos factores, como su contenido de carbohidratos, proteína, grasa y fibra dietaria; el tipo de procesamiento, el origen botánico y la naturaleza del almidón (composición en amilosa y amilopectina)9.

La elección de alimentos que son digeridos y absorbidos lentamente y que por lo tanto presentan un índice glicémico bajo, ofrece gran potencial en el manejo de la diabetes10.

En la literatura se encuentran escritos los índices glicémicos de diferentes alimentos 3, 7, 9, 11, 12, 13 pero estos estudios no incluyen productos como la arepa, utilizados en el desayuno y que hacen parte de los hábitos alimentarios de un amplio grupo de población colombiana.

Este trabajo se realizó con el fin de determinar la respuesta glicémica de sujetos sanos a tres productos derivados del maíz, con diferentes niveles de torta de maíz como fuente de fibra dietaria.

MATERIALES Y MÉTODOS – Respuesta Glicémica a Productos de Maíz

Alimentos

Los productos derivados del maíz seleccionados para este estudio fueron: Arepa, arepa con 5% de torta de maíz, arepa con 10% de torta de maíz. Los alimentos fueron elaborados con harina precocida de maíz (PROMASA) y diversos niveles de torta de maíz, con base en un procedimiento estandarizado cuyas condiciones están estipuladas en el cuadro No. 1.

Cuadro No. 1
Ingredientes y composición de los productos ensayados
(arepa, arepa con 5% de torta de maiz, arepa con 10% de torta de maíz)

Ingredientes	1 Arepa	Arepa con 5% de torta de maíz	Arepa con 10% de torta de maíz
Harina de maíz Precocida Torta de maíz Sal Agua Peso final Promedio Tiempo de cocción(min.) por c/Ud.	100 g 0 2 g 150 ml. 181 g 10	95 g 5 g 2 g 155 ml. 190 g 10	90 g 10 g 2 g 160 ml. 199 g 10

Análisis Químico proximal

Los alimentos seleccionados se sometieron a las siguientes determinaciones, las cuales se realizaron por duplicado:

Humedad:

Por secado en estufa con circulación de aire a 90 Grados Centígrados hasta peso constante (Método AOAC 14.003)15.

Proteína Bruta:

Por el método Kjeldahl, utilizando digestor (Digestion system 6 1007 digester) y destilador (Kjeltec system 1002 Distilling Unit Tecator) de operación manual (método AOAC 2.057)15.

Extracto Etéreo:

Por extracción con éter de petróleo en un Extractor Golfish (Método AOAC 7.062)15.

Cenizas:

Por carbonización y posterior calcinación de las muestras a 550 Grados Centígrados hasta peso constante (método AOAC 14.006)15.

Fibra dietaria total:

Según el método de digestión multienzimático descrito por ASP N-G, et al16 (ver anexo No. 1)

Carbohidrato disponible:

Se obtuvo restando de 100, los porcentajes de humedad, proteína bruta, grasa bruta, cenizas y fibra dietaria total17.

Estudio Biológico:

Participaron en el estudio 7 sujetos voluntarios sanos, en su mayoría estudiantes de pregrado, mujeres con edades entre 20 – 26 años y con índice de masa corporal entre 17 y 24 Kg/m2 (Anexo No. 2).

Los sujetos fueron instruidos para que mantuvieran constantes su actividad y dieta acostumbrada, sobre el no consumo de drogas ni alcohol durante el período de estudio, como también de informar sobre la aparición de síntomas de enfermedad.

Los sujetos mostraron niveles de glucos sérica capilar en ayunas dentro de rangos normales (3.1 – 6.0 mmol/L)26 con una respuesta normal a la prueba de tolerancia a la glucosa a las 2 horas (menor de 7.8 mmol/L). Durante las sesiones de toma de muestras los sujetos permenecieron en reposo.

Los sujetos tomaron porciones de cada alimento que contenían 1 g/kg de peso de carbohidrato disponible o de glucosa suministrados al azar, en mañanas distintas después de 10 horas de ayuno y cada 7 días.

Los alimentos se consumieron durante 15 minutos con 450 ml. de té caliente (400 ml de té negro y 50 ml de leche).

Las muestras de sangre capilar se tomaron a los tiempos 0, 30, 60, 90 y 120 minutos después de consumida la comida bajo ensayo. Los sujetos colocaron las manos en un baño de agua a 45 grados centígrados por lo menos 5 minutos antes de realizar la punción con lancetas.

Se recolectó aproximadamente 0.3 ml. de sangre en tubos secos de 0.5 ml. El suero fue separado por centrifugación a 6.500 r. p. m. Durante 11.5 minutos, dentro de los 30 minutos siguientes a la toma de la muestra y almacenado a temperatura de refrigeración antes del análisis.

La glucosa se determinó por el método colorimétrico enzimático de la glucosa oxidasa utilizando Merckotest (Método 600-PAP producto de E. Merck Darmstadt, R. F. Alemania) La lectura de la absorbancia se realizó espectofotométricamente.

El índice glicémico se define como 3:

Area bajo la curva de incremento en la glicemia para una porción de carbohidrato disponible del alimento ensayado IG = ______________________________________X100 Area bajo la curva de incremento en la glicemia para una Porción equivalente de glucosa

El método empleado para calcular el área bajo la curva considera el área por encima de los niveles basales. Cualquier área por debajo del nivel basal se ignora (3, 18, 19, 20). Esto es, la suma de las áreas de los triángulos y rectángulos calculada geométricamente21.

Los datos se presentan como promedio ± desviación estándar y las comparaciones múltiples entre los índices glicémicos de los alimentos fue hecho utilizando el Análisis de Varianza (ANOVA), las diferencias entre la respuesta a la glucosa y los alimentos se establecieron mediante el ANOVA22. Cuando el ANOVA mostró diferencias significativas estas se determinaron utilizando el Test de Scheffé22.

Para medir el grado de asociación entre las variables se utilizó el análisis de correlación22.

RESULTADOS RESPUESTA GLICÉMICA A PRODUCTOS DE MAÍZ

Alimentos

Los resultados del análisis proximal realizado a los alimentos en estudio se presenta en el Cuadro No. 2

Cuadro No. 2
Composición proximal de la arepa, arepa con 5% de torta de maíz, arepa con 10% de torta de maíz

Determinación en %	1 Arepa	Arepa con 5% de torta de maíz	Arepa con 10% de torta de maíz
Humedad Proteína Bruta Grasa Bruta Cenizas Fibra dietaria Carbohidrato Disponible	47.3 5.1 0.3 1.2 2.2 43.9	46.9 5.6 0.5 1.3 3.0 42.7	47.1 4.7 0.5 1.0 3.6 43.1

Los resultados son promedio de un mínimo de 4 determinaciones

Estudio Biológico

Terminaron el estudio 6 sujetos (uno fue retirado por presentar síntomas de enfermedad). Los alimentos suministrados fueron bien recibidos y consumidos en su totalidad dentro del tiempo programado. El volumen de las comidas fue bien tolerado.

La figura 1 muestra el diagrama empleado par el cálculo de las áreas bajo la curva de respuesta a la glucosa y a los alimentos valorados, para uno de los sujetos del estudio. Para el cálculo del Indice Glicémico las áreas se expresan en mMol.L-1 . min-1. Kg.-1 21.

El índice glicémico encontrado en los alimentos valorados se muestra en el cuadro No. 3. El índice glicémico promedio en orden descendente es: arepa 58.83 ± 16, arepa con 10% de torta de maíz 50.17± 6.8, arepa con 5% de torta de maíz 38.17 ± 17.9 y no muestra diferencias significativas (ANOVA p<0.05).

Al comparar el incremento en los niveles de glucosa sanguínea en respuesta a la ingesta de los diversos alimentos y la glucosa, se encontró que no hay diferencia significativa entre el consumo de arepa y el de glucosa p<0.05); mientras que hay diferencias significativas cuando se ingiere arepa con 5% de torta de maíz (p<0.01) y arepa con 10% de torta de maíz (p<0.01) y arepa con 10% de torta de maíz (p<0.05) (ANOVA- Test de Scheffe).

No se presentó correlación significativa entre el contenido de fibra en los productos analizados y el índice glicémico.

CUADRO No. 3
Indice Glicémico de los productos de maíz

Producto	Indice Glicémico
Una Arepa Arepa con 5% de torta de maíz Arepa con 10% de torta de maíz	58.83 ± 16.6* 38.17 ± 17.9** 50.17 ± 6.8**

Significancia de la diferencia con una carga equivalente de glucosa: *p<0.05; **p<0.01

DISCUSIÓN DE RESULTADOS – Respuesta Glicémica a Productos de Maíz

El presente estudio muestra que los alimentos investigados derivados del maíz (arepa, arepa con 5% de torta de maíz, arepa con 10% de torta de maíz) no presentan diferencias significativas (ANOVA p<0.05) en el valor de Indice Glicémico obtenido.

Todos los alimentos fueron elaborados con harina precocidade maíz, la que es obtenida después de la cocción de los almidones nativos sometidos a extrusión, procesos éstos que provocan destrucción o ruptura parcial del gránulo, obteniéndose los almidones pregelatinizados.

El tratamiento descrito busca fundamentalmente incrementar la asimilación del almidón por facilitar el ataque enzimático23. El procesamiento para obtener el producto final utilizó el asado como método de cocción durante tiempos constantes.

A pesar de haber sido elaborado con harina precocida, cuya biodisponibilidad del almidón es más alta, la respuesta glicémica de los tres productos es más baja con relación a productos como el pan, arroz, papas (Indices Glicémicos de 70-79)6.

La respuesta glicémica al consumo de arepas puede estar influenciada por el procesamiento durante el cual la aplicación de calor produce reacciones y modificaciones de los polisacáridos y proteínas presentes en el alimento.

Durante el asado se gelatiniza y retrograda el almidón tornándose en no disponible a la hidrólisis por enzimas amilolíticas24 lo que podría afectar la respuesta glicémica.

La composición de las arepas obtenida por análisis químico muestra pequeñas variaciones siendo diferente el contenido de fibra dietaria. Esta variación es producida por la cantidad de torta de maíz empleada en la elaboración de cada uno de los productos.

Debido a que las condiciones de proceso, naturaleza del carbohidrato (composición del almidón de maíz), composición química y contenido de nutrientes de los alimentos valorados son similares, las respuestas glicémicas de los individuos a su ingestión, no presentaron diferencias significativas a pesar de la adición de la torta de maíz como fuente de fibra.

Lo anterior pone en evidencia que la cantidad adicionada de torta de maíz como fuente de fibra no produce una disminución significativa en la respuesta glicémica, lo que implica que a estos niveles no hay una relación estrecha entre la cantidad de fibra dietaria total en el alimento y su efecto fisiológico6, hecho que se confirmó al realizar el correspondiente análisis de correlación.

Es importante anotar que los índices glicémicos obtenidos para arepa y arepa con 5% de torta de maíz muestran un amplio rango de dispersión que dificulta su ubicación dentro de un grupo específico de los ya investigados3,6 mientras la arepa con 10% de torta de maíz presenta Indice Glicémico con una desviación más pequeña u se ubica dentro de productos como spaghetis, all bran y maíz dulce cuyos índices glicémicos están entre 50-59%6.

Esto es importante desde el punto de vista terapéutico puesto que se puede utilizar éste último alimento como alternativa para el intercambio de alimentos, según su efecto fisiológico, para pacientes con trastornos en el metabolismo de los carbohidratos.

Alimentos como los estudiados (arepa, arepa con 5% de torta de maíz, arepa con 10% de torta de maíz), producidos bajo las condiciones establecidas, no indujeron en la población bajo estudio una respuesta glicémica significativamente diferente lo que hace necesario establecer el nivel mínimo de torta de máiz que se puede adicionar para obtener un cambio en la respuesta fisiológica, sin que se deteriore su calidad organoléptica.

Se sugiere buscar una fuente alternativa de fibra dietaria que produzca un efecto fisiológico mayor sobre la respuesta glicémica permitiendo así su utilización en dietas con bajo Indice Glicémico.

ANEXO No. 1
ANALISIS DE FIBRA DIETARIA TOTAL EN ALIMENTOS

Reactivos

– Bufer de fosfato de sodio pH 6.0
– HC1 0.2 M
– Un HC1 5 M
– HC1 0.01 M
– Na 8H 5M
– NaOH 1.0 M
– Etanol 76%
– Acetona R. A.

Enzimas

Pepsina: 200 FIP U/g Merck No.7190. Pesar 10.0 g. y disolver en agua destilada. Llevar a un volumen final de 100 ml.
Pancreatina: Fluka AG No. 76190 Pesar 10.0 g y disolver en agua destilada. Llevar a un volumen final de 100 ml.
Termamyl 120 L NOVO
Celita 545, Fluka AG.

Equipo

•  Crisoles de vidrio para filtración con vidrio sinterizado
•  Porosidad media (40 – 60 um)
•  Equipo para filtrar a vacío
•  Baño de María a 40 grados Centígrados
•  Baño de María a 90 grados Centígrados
•  Potenciómetro
•  Micropipetas 100 y de 1000
•  Vasos de precipitados
•  Agitador magnético

ANEXO No. 2
CARACTERÍSTICAS DE LOS SUJETOS

Sujeto No.	Sexo	Edad Años	Indice de masa Kg/m2	Glucosa plasmática en ayunas Mmol/L
1 2 3 4 5 6 7	Femenino	22 21 23 22 19 24 23	24.5 24.6 22.7 25.5 22.6 18.6 21.0	4.3 3.84.8 3.6 4.0

 

Procedimiento

La determinación de cada una de las fracciones de fibra dietaria en los diferentes alimentos debe hacerse al menos por duplicado con el fin de cuantificar el contenido de proteína bruta y cenizas que permanece en el residuo y poder obtener los valores de fibra dietaria corregidos.

Simultáneamente se determina el residuo que dejan los reactivos utilizados en el análisis, para lo cual se procede a efectuar una serie de análisis sin adicionar la muestra (blanco).

a. Preparación de los crisoles para filtrar

• Para cada determinación se requiere un crisol.
• Lavar los crisoles, secarlos a 105 grados Centígrados y pesarlos

b. Digestión de las muestras

• Pesar 1.0000 g de muestra para cada determinación en un vaso de precipitados y adicionar 25 ml. de buffer de fosfatos y 100 _1 de Termamyl. Mezclar usando preferiblemente un agitador magnético.
• Cubrir los vasos con papel de aluminio y colocarlos en un baño de maría 90 grados C (agua hirviendo) durante 20 minutos.
• Adicionar 20 ml. De HC1 0.2 M y esperar hasta que el contenido del vaso llegue a temperatura ambiente, ajustar pH de solución a 1.5 con HC1 5M.
• A cada muestra adicionar 1.0 ml. de solución de pepsina y colocar en un baño de maría a 40 grados C. durante 1 hora con agitación continua y suave.
• Retirar las muestras del baño, adicionar 1.0 ml de NaOH 5 M y ajustar el pH a 6.8.
• Agregar 1.0 ml de solución de pancreatina a cada muestra e incubar nuevamente a 40 grados C. durante 1 hora con agitación contínua y suave
• Retirar las muestras del baño y ajustar el pH a 4.5.

c. Fibra dietaria total

• Terminada la digestión de las muestras, adicionar agua hasta llevar a un volumen de 100 ml. agregando posteriormente 400 ml. de etanol del 95% precalentado a 60 grados C. Dejar en reposo durante 1 hora y luego filtrar al vacío.
• Lavar el residuo inicialmente con 15 ml de etanol al 75% y luego con 10 ml de acetona.

d. Corrección de los valores de fibra

• Para valorar el contenido de cenizas, se coloca uno de los crisoles en una mufla a 530 grados C. al menos por 4 horas.
• La cantidad de proteína en la muestra se calcula por el método de Kjeldahl para lo cual se transfiere el residuo del otro crisol a un matraz de digestión.

e. Cálculos

Muestra

Peso de la muesra en miligramos
Fibra ano corregida en miligramos (A)
Peso (Crisol + celita + residuo) – Peso (crisol + celita)
Ceniza no corregida en miligramos (B)
Peso (crisol + celita + ceniza) – peso (crisol + celita)
% Ceniza en la muestra (C)
(B/A) x 100
Proteína no corregida en miligramos (D)
ml. de HCl X N del HCl X 14.007 X 6.25
% proteína en la muestra (E):
(D/A) X 100

Blanco

Residuo de fibra en el blanco (G)
Peso (crisol + celita + residuo) – peso (crisol + celita)
Ceniza en el blanco en miligramos (H)
Peso (crisol + celita + ceniza) – Peso (crisol + celita)
% Ceniza en el blanco (1)
(H/G) X 100
Proteína en el blanco en miligramos (L)
Ml de HCl X N del HCl X 14.007 –x 6.25
% Proteína en el blanco (M)
(L/G) X 100

Blanco corregido

G – ((M + 1) / 100) x G

% de fibra dietaria en la muestra

A –[í (C+EO/100ý x A]– blanco corregido _______________________________________________ X 100 Peso de la muestra

 

TABLA DE DATOS

PESO DE LA MUESTRA EN MG: __________________________________
CRISOL _______________________________________________________
PESO DEL CRISOL ______________________________________________
CELITA + PESO DEL CRISOL   _____________________________________
RESIDUO + PESO DEL CRISOL + CELITA  ___________________________
PESO DEL CRISOL + CENIZAS ___________________________________
PESO DEL RESIDUO UTILIZADO EN LA DETERMINACIÓN
DE PROTEÍNA _________________________________________________
ml. DE HCl 0.01 N GASTADOS EN LA TITULACIÓN __________________

BIBLIOGRAFÍA

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25. Gaviria LE, Ramírez de I. Química Aplicada “Análisis de Alimentos” Vol I Depto. De Química Fac. de Ciencias. U. Nal. de Colombia.