En el trigo, los componentes bioactivos más significativos con reconocidos efectos beneficiosos para la salud son los minerales, polifenoles, ácido fítico, vitamina B y E, entre otros (Fardet, 2010; Rosa-Sibakov et al., 2014.)
En la actualidad, 49 componentes nutricionales son considerados esenciales e indispensables para la vida humana (Welch y Graham, 2004). Entre ellos se encuentran el agua, carbohidratos, 10 aminoácidos esenciales, ácido linoleico y linolénico, 7 macroelementos minerales, 16 microelementos minerales o elementos trazas y 13 vitaminas.
En el contexto de nutrición humana los elementos trazas y vitaminas conforman un grupo denominado micronutrientes los cuales son necesarios para el cuerpo humano en pequeñas cantidades (generalmente menos de 100 mg/dia), contrariamente a los elementos considerados macronutrientes como Sodio (Na), Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Potasio (K), Cloro (Cl), etc que el organismo requiere en grandes cantidades (Brinch-Pedersen et al.,
2007). Elementos trazas incluyen, al menos, metales de transición como Vanadio (V), Cromo (Cr), Manganeso (Mg), Hierro (Fe), Cobre (Cu), Zinc (Zn) y Molibdeno (Mo) y no metales como Selenio (Se), Flúor (F) e Iodo (I). Los elementos trazas son elementos cruciales para diversas estructuras biológicas pero al mismo tiempo pueden ser tóxicos si se encuentran en concentraciones superiores a las necesarias para cumplir su función biológica (Fraga, 2005).
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MINERALES
El zinc (Zn) es un elemento que cumple funciones específicas y muy importantes a nivel fisiológico acelerando el crecimiento, coordinando la respuestas inmunes y participando en la síntesis de diversas enzimas (ADN polimerasa, fosfatasa alcalina, etc). Además, participa en el crecimiento y replicación celular así como en la formación de huesos (Chen, 2006; Liu et al., 2014). El hierro (Fe) es un elemento que cumple funciones vitales en el organismo. Actúa como transportador de oxígeno a los tejidos desde los pulmones; favorece la oxigenación de los tejidos musculares, favorece el desarrollo del cerebro y juega un rol fundamental en proveer fuerza al sistema inmune. El magnesio (Mg) es un co-factor de diversas enzimas involucradas en el metabolismo, en la síntesis de proteínas, de ADN y ARN y en el mantenimiento del sistema nervioso (Stipanuk y Caudill, 2012). El calcio (Ca) juega un rol primordial en el desarrollo del sistema óseo además de prevenir y tratar numerosas enfermedades relacionadas con dicho sistema como osteosporosis (Stipanuk y Caudill, 2012). El potasio (K) es un elemento importante ya que regula funciones celulares y eléctricas (Haas, 2000). Por otro lado, el cobre (Cu) es necesario para el desarrollo de tejidos conectivo y óseo; participa además en el metabolismo del Fe y actúa como reductor de enzimas (superóxidodismutasa, citocromo oxisada, etc) (Kanumakala et al., 2002, Kashian y Fathivand, 2015). El manganeso (Mn) está asociado al desarrollo de huesos y al metabolismo de aminoácidos, lípidos y carbohidratos (Aschner, 2000).
Los minerales se localizan, principalmente, en las capas externas del grano de trigo, aunque una pequeña cantidad dichos minerales está presente en el endosperma (Eagling et al., 2014a; Moore et al., 2012; Oury et al., 2006). La capa de aleurona contiene, aproximadamente el 60% de los minerales (Akhter et al., 2012; Itkonen et al., 2012). Estudios revelaron que el K, Ca, Mn, Fe y Zn presentan una distribución similar donde las
28 concentraciones más altas se encuentran en la capa de aleurona y el embrión mientras que el endosperma es la fracción del grano que presenta las concentraciones más bajas. Distinto ocurre con otros minerales como Cu y Cl los cuales se distribuyen de manera similar en los diferentes tejidos del grano (Mazzolini et al., 1985; Brinch-Pedersen et al., 2007).
La malnutrición debido a la falta de micronutrientes es una preocupación que crece día a día alrededor del mundo afectando a billones de personas y básicamente resulta de una excesiva consumición de cereales básicos con bajas cantidades y disponibilidad de micronutrientes (Bouis, 2003; Cakmack, 2008). En la actualidad, el problema de la deficiencia de Zn y Fe en el ser humano ha recibido una atención particular. La deficiencia de Zn junto con vitamina A, han sido identificadas como una prioridad global la cual debe enfrentar el mundo, y representa una de las principales causas de muerte infantil conjuntamente con la neumonía y la diarrea infantil (Black, 2003). La deficiencia de Zn lleva al retraso en el crecimiento de huesos y la maduración ósea, daños en el sistema inmune y en la piel, mayor prevalencia a enfermedades contagiosas y desarrollo del cáncer (Hotz y Brown, 2004; Gibson et al., 2006; Liu et al., 2014) y a una mayor incidencia en la mortalidad infantil atribuída a enfermedades respiratorias (Barnett et al., 2010) y diarrea (Luabeya et al., 2007). Por otro lado, la deficiencia de Fe es uno de los desórdenes nutricionales más comunes alrededor del mundo. Según la organización mundial de la salud el 25% de la población mundial sufre de anemia (WHO, 2009) provocada por la falta de Fe. La deficiencia de Fe puede afectar la resistencia a infecciones, el desarrollo cognitivo y el embarazo (Mayer et al., 2008; Moore et al., 2012). En Argentina, la prevalencia de déficit de Fe en los niños argentinos entre 6 y 23 meses fue de 35,3% representado una magnitud de 259.663 niños según una encuesta Nacional de Nutrición y Salud (Ministerio de Salud, 2008). Si se analiza el total de los niños argentinos con anemia, el 54% de los niños entre 6 y 23 meses presentan valores de ferritina por debajo de lo normal. Si se analiza el total de la población, el 15,5% de la población de mujeres argentinas de 10 a 49 años presentó valores de ferritina sérica inferiores a 12 μg/L, concentración que puede considerarse como deficiencia severa. Además, otras deficiencias
29 de minerales como Ca y Mg son una preocupación creciente de salud en la población humana ya que conducen al debilitamiento de huesos y dientes y a la aparición de osteosporosis (Cashman, 2002; Meschino, 2002).
Una estrategia para mejorar el nivel de minerales en los cereales básicos, como el caso del trigo, es explorar la variación genética natural que presentan dichos cereales. Los cultivos modernos, sin embargo, poseen bajos niveles y estrecha variación en la concentración de dichos nutrientes minerales, especialmente Zn y Fe (Gomez-becerra et al., 2010). Aunque el Fe y Zn están presentes en gran cantidad en el trigo, su biodisponibilidad es generalmente muy baja (Zimmermann y Hurrell, 2007). La cantidad de ácido fítico, la principal forma de almacenamiento de fosforo en cereales, es considerada el factor principal que determina la baja biodisponibilidad de Fe debido a que el ácido fítico se une fuertemente a iones incluidos el Fe, Zn y Ca (Ockenden et al., 2004) formando un complejo insoluble que no puede ser digerido o absorbido por el ser humano debido a la falta de enzimas intestinales (Abebe et al., 2007; Persson et al., 2009).
POLIFENOLES
Los compuestos fenólicos (ácidos fenólicos, flavonoides, etc) conforman un grupo mayoritario de fitoquímicos presentes en las plantas. El interés en los compuestos fenólicos ha crecido en el último tiempo debido a diversos reportes que señalan su actividad antioxidante en trigo (Jende-Strid, 1985; Andreasen et al., 2000). Dichos compuestos están presenten en las capas externas del salvado y el ácido ferúlico (el ácido fenólico presenten en mayor cantidad) es el responsable de unirse a los arabinoxilanos formando fibra dietética insoluble (Nishizawa et al., 1998; Renger y Steinhart, 2000). Como parte de la dieta humana, los compuestos fenólicos pueden contribuir con efectos beneficios derivados del consumo de productos con salvado de trigo. El beneficio potencial de los antioxidantes está asociado a una reducción del riesgo de estres oxidativo, enfermedades crónicas y
30 desordenes relacionados a la edad como enfermedades cardiovasculares, diabetes tipo II y obesidad (Willcox et al., 2004; Okarter et al., 2010). La harina integral de trigo posee niveles significativos de antioxidantes (Adom et al., 2003; Hemery et al., 2007) los cuales no se encuentran uniformemente distribuidos en el grano de trigo. Literatura reciente ha demostrado que las distintas fracciones del grano poseen diferentes capacidades antioxidantes siendo la fracción del salvado y la capa de aleurona las que presentan las concentraciones más elevadas (Esposito et al., 2005; Liyana-Pathirana y Shahidi, 2007; Mateo Anson et al., 2008).