Aragón Gallego, Ingrid J.

Ceballos, H.

Dufour, D.L.

González, A.

Gutiérrez, D.

López, L.

Moreno, J.L.

Ortiz, D.

Pachón, Helena

Pazos, S

Rivas, X

Sánchez, M.

Sánchez, T.

CGSpace

Laboratorio de Calidad Nutricional: Una herramienta en pro de la nutrición humana en LatinoaméricaD Ortiz1, T Sánchez1, I Aragón1, D Gutiérrez1, L López2, S Pazos1, X Rivas1, JL Moreno3, H Pachón1, H Ceballos1, M Sánchez2, D Dufour1, 4, A González1.1Centro Internacional de Agricultura Tropical, CIAT (Palmira-Colombia)2Coorporación Biotec (Palmira-Colombia)3Universidad Nacional de Colombia, sede Palmira (Palmira-Colombia)4Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique Pour le Développement (Montpellier-Francia)Panamá, 5 Octubre 2010FinanciamientoCIAT                                                                                           OTRAS INSTITUCIONESPrograma de Agrobiodiversidad                                                                         Corporación BIOTECPrograma de Frutas Tropicales                          Centro Nacional de Innovaciones Biotecnológicas (CENIBiot) Costa RicaPrograma de Mejoramiento de Yuca                                              Instituto Colombiano de Bienestar Familiar (ICBF)Programa de Fríjol                                                                                                         ColcienciasPrograma de Arroz                                             Grupo de Investigación Biológica Integrativa (BINTE) Universidad del ValleFondo para el Desarrollo Humano         Instituto Nacional Autónomo de Investigaciónes Agropecuarias (INIAP) EcuadorJapan-CGIAR FellowshipPropósito del LaboratorioEvaluar la calidad nutricional de cultivos de manera rápida, confiable y precisa, con un énfasis especial en cultivos mejorados nutricionalmenteLo Novedoso del LaboratorioPrimero en Suramérica en aplicar el método CIMMYT 2008, el más moderno utilizado en México y África, para medir la concentración de triptófanoPrimero en Latinoamérica en ofrecer el conjunto de métodos de concentración y biodisponibilidad in vitro de hierro, zinc, vitamina A y proteína lo que permite evaluar la calidad nutricional de cultivos mejorados nutricionalmente para América Latina, África y AsiaPrimero en Latinoamérica en aplicar los métodos de punta para evaluar la biodisponibilidad in vitro de hierro (Universidad de Grecia) y vitamina A (Universidad de Ohio)Actividades Principales1. Cuantificar la concentración de nutrientes2. Medir la biodisponibilidad de nutrientes3. Realizar investigación innovadora4. Asegurar la calidad de los resultados emitidos5. Capacitar a investigadores y estudiantesA servicio del CIAT, programas gubernamentales y no gubernamentales, universidades y otros investigadores, nutricionistas y profesionales de salud públicaMetodologías de análisis implementadas por el Laboratorio de Calidad NutricionalMetodologías de análisis implementadas y validadasMetodología Técnica de cuantificación Año de implementación ValidadaDeterminación de la dializabilidad in vitro de hierroEspectrofotometría UV-VIS 2008Cuantificación de fitatos totales Espectrofotometría UV-VIS 2008Cuantificación de triptófano asociado a proteínaEspectrofotometría UV-VIS 2008Cuantificación de proteína soluble Espectrofotometría UV-VIS 2008Digestibilidad in vitro de proteína pHmetría 2008Bioaccesibilidad in vitro de carotenos HPLC 2008Identificación y cuantificación de carotenoidesHPLC 2008Metodologías de análisis implementadas y validadasMetodología Técnica de cuantificación Año de implementación ValidadaCuantificación de polifenoles totales Espectrofotometría UV-VISCuantificación de flavonoides totales Espectrofotometría UV-VISDeterminación de actividad antioxidante por el método de ORACEspectrofotometría UV-VISDeterminación de la actividad antioxidante por el método de ABTSEspectrofotometría UV-VISIdentificación  y cuantificación de vitamina CHPLCIdentificación y cuantificación de ácidos orgánicos y azúcaresHPLC201020102010201020102010Metodologías de análisis implementadas y validadasMetodología Técnica de cuantificación Año de implementación ValidadaIdentificación y cuantificación de 23 aminoácidos HPLCCuantificación de inhibidores de tripsina Espectrofotometría UV-VIS20102010Proyectos de investigación ejecutados en el Laboratorio de Calidad Nutricional2008-2010Biodisponibilidad in vitro de hierro, zinc y proteína en fríjoles y maíz biofortificadoUniversidad del Valle, FIDARPublicado en la Revista Journal of Food ScienceGuarderíasRecetasFríjoles guisadosMazamorraFríjol y maíz biofortificado (n=2)Fríjol y maíz convencionales (n=3)(Ortiz et al., 2008)Recetas de Fríjol Fe (mg/kg) Dializabilidad in vitroFe (%)Zn (mg/kg) Relación molar Fitato:ZnBiofortificado 45.15 (3.79) 9.52 (0.66) 24.28 (1.29) 36.28 (4.35)Convencional 45.83 (2.59) 9.72 (1.32) 20.15 (0.33) 46.75 (3.41)Valor P 0.76 0.46 0.005 0.07(Ortiz et al., 2008)[Fe]:  biofortificado=convencionalBiodisponibilidad:  biofortificado=convencional Fríjol mejorado no aumentará Fe absorbido[Zn]:  biofortificado=convencionalBiodisponibilidad:  biofortificado=convencional Fríjol mejorado aumentará Zn absorbidoRecetas de Maíz Triptófano (%)Lisina (%) Digestibilidad in vitro de proteína (%)PDCAAS* (%)Biofortificado 0.13 (0.01) 0.54 (0.03) 83.01 (0.35) 64.1Convencional 0.09 (0.01) 0.31 (0.02) 82.30 (0.37) 43.6Valor P 0.02 < 0.0001 0.19(Ortiz et al., 2008)[Aminoácidos]:  biofortificado>convencionalBiodisponibilidad:  biofortificado=convencional Maíz mejorado aumentará la calidad de la proteína asimilada (PDCAAS)*PDCAAS=Protein digestibility-corrected amino acid score= Puntaje de aminoácidos corregido por la digestibilidad de la proteínaValidación de un método de digestión in vitro para la evaluación de dializabilidad de hierro en cultivos biofortificadosUniversidad del ValleEn preparaciónComida semisintéticaEstudio de Cook y Monsen (1977)Contenido nutricional de una comida estándar americana, compuesta de carne, papa, harina de maíz, durazno, leche, pan y margarina.Albúmina huevoDextrimaltosaAceite maízFosfato calcioFosfato potasioFeResultados*RA= Radios de Absorción, obtenidos entre el porcentaje de Fe a un nivel de AA dividido por el porcentaje de Fe sin AResultadosEstudio de Davidsson y colegas (2002)2BFumarato ferroso + Na2EDTA (1:1) Fe fortificaciónEstudio 1 Estudio 2 Estudio 31AFumarato ferroso3ASulfato ferroso3BNaFeEDTA2AFumarato ferroso1BFumarato ferroso + Na2EDTA (1:1) Fe total1A=fumarato ferroso, 1B=fumarato ferroso + Na2EDTA (1:1) Fe total2A=fumarato ferroso, 2B=fumarato ferroso + Na2EDTA (1:1) Fe fortificación3A=Sulfato ferroso; 3B= NaFeEDTAEvaluación de calidad proteica de diferentes recetas del Cauca (Colombia), preparadas con maíz biofortificadoUniversidad del CaucaPublicado en la Revista Salud Pública de MéxicofaltaEvaluación del valor nutricional de extractos foliares preparados a partir del follaje de diversos cultivos biofortificadosUniversidad Industrial de SantanderEn revisión por Revista Chilena de NutriciónfríjolyucabatataSelecciónLavadofríjolyucabatataSelecciónLavadoTrituraciónfríjolyucabatataSelecciónLavadoTrituraciónFiltraciónfríjolyucabatataSelecciónLavadoTrituraciónFiltraciónCocciónFiltraciónfríjolyucabatataSelecciónLavadoTrituraciónFiltraciónCocciónFiltraciónLiofilizaciónFaltaEvaluación de la bioaccesibilidad de extractos foliares de fríjol, yuca, batata y alfalfaOhio State University(Estados Unidos)En preparaciónBioaccesibilidad de carotenoidesBioaccesibilidad de carotenoides es ladeterminación de la eficiencia de laincorporación de carotenoides dentro delas micelas que es un paso obligatoriopara la absorción de compuestoslipofílicos.(Failla & Chitchumroonchokchai, 2005).Fuente desconocidaEF:  Extracto Foliar Hojas / EF, Vehículo:Yogurt(Homogenización)Digestión Oral(pH = 6.8, 10 min, 37 C)α- AmilasaSaliva SintéticaHojas / EF, Vehículo:Yogurt(Homogenización)EF:  Extracto Foliar Digestión Oral(pH = 6.8, 10 min, 37 C)Digestión Gástrica(pH = 2.5, 1 h, 37 C)α- AmilasaSaliva SintéticaEnzima PepsinaHCl 1MEF:  Extracto Foliar Hojas / EF, Vehículo:Yogurt(Homogenización)Digestión Oral(pH = 6.8, 10 min, 37 C)Digestión IntestinalDigestión Gástrica(pH = 2.5, 1 h, 37 C)α- AmilasaSaliva SintéticaEnzima PepsinaHCl 1MExtracto de bilis, CELPancreatina, LipasaNaHCO3 1MEF:  Extracto Foliar CEL: Carboxyl ester lipaseHojas / EF, Vehículo:Yogurt(Homogenización)Digestión Oral(pH = 6.8, 10 min, 37 C)Digestión IntestinalDigestión Gástrica(pH = 2.5, 1 h, 37 C)α- AmilasaSaliva SintéticaEnzima PepsinaHCl 1MExtracto de bilis, CELPancreatina, LipasaNaHCO3 1MCentrifugación(5,000g, 45 min, 4 C)Filtración 0.22 µmEF:  Extracto Foliar CEL: Carboxyl ester lipaseHojas / EF, Vehículo:Yogurt(Homogenización)MicelasDigestión Oral(pH = 6.8, 10 min, 37 C)Digestión Intestinal(pH = 6.5, 2 h, 37 C)Digestión Gástrica(pH = 2.5, 1 h, 37 C)α- AmilasaSaliva SintéticaEnzima PepsinaHCl 1MExtracto de bilis, CELPancreatina, LipasaNaHCO3 1MCentrifugación(5,000g, 45 min, 4 C)Filtración 0.22 µmEF:  Extracto Foliar CEL: Carboxyl ester lipaseBC    ZEA LUTHojas / EF, Vehículo:Yogurt(Homogenización)Datos son el  promedio DE para 6 muestras independientemente digestadas. Promedios sin letra arriba de la columna no difieren significativamente y con letras diferentes difieren significativamente (P < 0.05)Bioaccesibilidad en hojas y en extracto foliar de yuca020406080all trans cis all trans cis 13-cis all trans 9-cisLUT ZEA BCEficiencia de micelarización  (%)BATATALeaves Foliar Extract02505007501000all transcis all transcis 13-cis all trans9-cisLUT ZEA BCCarotenoides totales en la micela (ppm) BATATALeaves Foliar Extracta ba ba baba bDatos son el  promedio DE para 6 muestras independientemente digestadas. Promedios sin letra arriba de la columna no difieren significativamente y con letras diferentes difieren significativamente (P < 0.05)Bioaccesibilidad en hojas y en extracto foliar de batata020406080100120all trans cis all trans cis 13-cis all trans 9-cisLUT ZEA BCEficiencia de micelarización  (%)FRÍJOLLeaves02505007501000all trans cis all trans cis 13-cis all trans 9-cisLUT ZEA BCCarotenoides totales en la micela  (ppm)FRÍJOLLeaves Foliar Extracta ba bDatos son el  promedio DE para 6 muestras independientemente digestadas. Promedios sin letra arriba de la columna no difieren significativamente y con letras diferentes difieren significativamente (P < 0.05)Bioaccesibilidad en hojas y en extracto foliar de fríjolTolerancia al deterioro fisiológico postcosecha en raíces de yucaPrograma de Mejoramiento de Yuca-CIATPublicado en la Revista Crop ScienceA nice “accident”: roots from GM 905-66 two months after harvest2G 15-1GM 905-66AM 206-5(waxy)5 Days 10 Days 20 Days 40 DaysSusceptible checksCrop Science 50: 1333-1338. Estrategias de muestreo para una adecuda cuantificación del contenido de carotenoides en programas de cosecha de ciclo rápidoPrograma de Mejoramiento de Yuca-CIATEn revisión por Journal of Food Composition and AnalysisOriginal populationSelection based on color intenstiySelection using spectrophotometerSelection using HPLCPhenotypic recurrent selection in cassavaDirected crosses Botanical seed F1 germination and transplantingF1=1 pl/gen.Cl. 2592Cl. 3448Cl. 2776Cl. 3854Cl. 4192Cl. 4374Cl. 1515Cl. 652Cl. 124Cl. 30Cl. 4006Cl. 78Cl. 1248Cl. 2228PYT =10pl/3 rep/gen.Loc 1Loc 2Loc nLoc 1Loc 2Loc nLoc 1Loc 2Loc nRT =20pl/3 rep/n LocsCET =8 pl/genClone 3854Clone 1515Clone 652Clone 78Clone 3448Clone 2592Clone 4192AYT =20pl/3 rep/gen.Year 1 Year 2 Year 3 Year 4 Year 5 Year 6 Year 7 Year 8 Year 9Parents selected and planted for crosses Crosses made and seed harvested F1 plantedCET plantedPYT plantedAYT plantedRT1 plantedRT2 plantedRapid cycling recurrent selection for high-carotene content in cassava rootsCrossing blocks Crosses made  F1-1 plantedF1-2Crosses made  Crossing blocks Crossing blocks 3 yearsCrosses made (if flowers available) F1-2 planted2 yearsProgress in total carotenoids content in cassava roots during the last six years of breedingTCC (µg/ g)0510152025302005 2006 2007 2008 2009 2010MinimumAverageMaximumYeary = 2.346x + 8.6995R2 = 0.7763Variation in color intensity in “mature” stems of cassavaSAMPLING STRATEGIESHarvest the whole plant and take three commercial-size roots.Each of the three roots are cut longitudinally in four quarters.Combine two opposed quarters of the three roots in a well chopped and uniform sample for carotenoids extraction.The remaining two opposed quarters of the three roots is used for other data such as dry matter content and cyanogenic potential.Efecto de cocción en la retención de variedades de yuca con alta concentración de carotenoidesPrograma de Mejoramiento de Yuca-CIATRetention of carotenoids after processingType of processing True retention (%)Boiling roots 62.42 Gari 37.33Oven drying 76.77Sun drying 44.25Shadow drying 65.38(20-90%)Retention of carotenoids after processingRoot 1 Root 2Two fresh rootsRoot 1 Root 2BoilingTwo samples/rootFresh                       BoiledFresh                      BoiledBoiling for 15’With lid coveringClone RootTotal carotenoids (μg/g DW basis)True retention(%)MCOL 2459R1 30.81 74.45R2 23.36 77.05MCOL 2199R1 26.89 83.11R2 24.33 58.94MBRA 1321R1 32.45 62.99R2 27.39 66.68GM 965-66R1 32.53 47.37R2 30.01 55.79GM 3442-161R1 56.80 69.84R2 51.22 73.67GM 1817-35R1 52.44 62.49R2 38.27 69.67Mean 70.87 % (Range 52 - 91%)Retention of carotenoids after processingy = 0.3473x + 57.935R2 = 0.084402040608010012020 25 30 35 40 45 50 55 60TCC (ug/g DW) Fresh Roots% retentionRetention of carotenoids after processingRetinol equivalents if  pro-vitamin A rich food: human studies CassavaPreinvestigación en la implementación de un procedimiento analítico para evaluar la capacidad antioxidante en cultivos biofortificadosUniversidad de Tokio (Japón)Japan-CGIAR FellowshipPrograma de Mejoramiento de Yuca-CIATEvaluación de la actividad antioxidante y su relación con polifenoles y carotenoides en plátano (Musa Paradisiaca)Corporación BIOTECPrograma de Frutas Tropicales-CIATcadfdcebc,dad,ege cfb0,02,04,06,08,010,012,0VarietyTotal Polyphenols and Flavonoidsmg GAE / g DMmg CE / g DMFigura 1.  Actividad antioxidante y concentración de polifenoles totales y flavanoles totales en 8 variedades de Musa paradisiaca en el primer estado de maduracióndaegecfbc,db,cc,deda,bc,da0100020003000400050006000700080009000Trolox (µM)VarietyAntioxidant ActivityABTS ORACa abcdea aa a ab20003000400050006000700080001 3 5 7 9 11Trolox (µM)Period (Days)Antioxidant ActivityABTSORACa abdcea a bcdc0,02,04,06,08,010,012,01 3 5 7 9 11Period (Days)Total Poliphenols and Flavonoidsmg GAE / g DMFigura 2.  Concentración de polifenoles totales y flavanoles totales en Musa paradisiaca Hartón en seis estados de maduraciónFigura 3.  Concentración de polifenoles totales y flavanoles totales en Musa paradisiaca Hartón en el sexto estado de maduración para tres tipos de cocciónabacacbd0,01,02,03,04,05,06,07,08,09,0Crude Roast Fried CookedRecipeTotal Poliphenols and Flavonoidsmg GAE / g DMacbdb bab010002000300040005000600070008000900010000Crude Roast Fried CookedTrolox (µM)RecipeAntioxidant ActivityABTSORACDeterminación de la composición nutricional de los alimentos autóctonos de mayor consumo entre la población indígena colombiana Instituto Colombiano de Bienestar Familiar-ICBFOIMUSAIDEstudio de la diversidad de los bananos y plátanos de Colombia, Costa Rica y Ecuador en términos de azúcares fermentables y ácidos orgánicos, para la producción de bioetanolProyecto FontagroEvaluación de la fermentación  por HPLC0123456Concentración(mg/ml)Tiempo (hr)Concentración ácidos orgánicos en Banano ComúnOxálicoCitricoD-MálicoSuccínicoLácticoAceticoL-Málico0 209764 23Evaluación de la fermentación  por HPLC01020304050Concentración (mg/ml)Tiempo (hr)Concentración  azucares en Banano comúnSacarosaGlucosaFructosa0 209764 23Evaluación de la fermentación  por HPLC024680 5 10 15 20 25%  Azúcar TotalTiempo (hr)Cinética de ConsumoCapacitación en manejo de la técnica NIRS y creación de una red de usuariosPerú 1-Empresa Agroindustrial Laredo SAA(EALSAA)2-Centro Internacional de la Papa(CIP)Participantes Nacionales1-ALMACAFE COLOMBIA2-Buen Café Liofilizado de Colombia – Federación Nacional de Cafeteros3-Centro de Investigación de la Caña de Azúcar (CENICAÑA)4-Federación Nacional de Investigaciones de Café (CENICAFE)5-Federación Nacional de Arroceros de Colombia (FEDEARROZ)6-CIAT/FLAR7-CIAT/INVEMAR8-INGENIO LA CABAÑA S.A.9-INGENIO MAYAGUEZ S.A.10-Purificación y Análisis Fluidos Ltda.11-QUIMICONTROL S.A.12-Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA)13-TECNOQUIMICAS S.A.14-Universidad Nacional de Colombia (Sede Palmira)15-Centro Internacional de Agricultura Tropical - CIATEl laboratorio cuenta con los manuales de sus procedimientos técnicos y de gestión, los cuales se actualizan periódicamente para garantizar la correcta ejecución de las actividades técnicas y administrativas.Gestión de documentaciónActualmente el 90% de los equipos del laboratorio posee su respectivo manual de operación. Esto estandariza y asegura la adecuada manipulación de los mismos.Gestión de documentaciónCartas control para asegurar la calidad En análisis Monitoreo de  condiciones ambientalesMonitoreo de  condiciones de equiposAdministración de la información en el laboratorio Gracias a proyectos en conjunto con otras instituciones, el Laboratorio de Calidad Nutricional logró adquirir un LIMS (Laboratory Information Management System).  Con este programa se administran algunos procesos de gestión y resultados de análisis.Coordinación de estudio interlaboratorio (ensayos de aptitud)Instituciones participantes CIMMYT - México INIAP - Ecuador  CENTA - El Salvador EMBRAPA - Brasil Universidad Simón Bolívar - Venezuela Agricultural University of Athens - Grecia Cornell University – Estado Unidos Tecnimicro Laboratorio de Análisis - Colombia CIAT - Colombia- Laboratorio de Calidad Nutricional- Laboratorio de Servicios Analíticos - Laboratorio de BioquímicaAnálisis realizados Hierro total Triptófano asociado a proteína Nitrógeno total Proteína soluble Dializabilidad in vitro de hierro Digestibilidad in vitro de proteína Además se participó en un interlaboratorio liderado por EMBRAPA para el análisis de carotenos totales y ß-caroteno. Aún se encuentra en proceso la entrega de resultados.Lab Hierro% muestras que cumplencon los criterio s de aceptaciónTriptófano asociado a proteína% muestras que cumplencon los criterios de aceptaciónNitrógeno% muestras quecumplen con los criterios de aceptaciónProteína soluble% muestras quecumplen con los criteriosde aceptaciónHierro dializable% muestras quecumplen con los criteriosde aceptaciónDigestibilidad de proteína% muestras quecumplen con los criterios de aceptaciónZ score <|2|Mediana  +20%Z score <|2|Mediana +20%Z score <|2|Mediana +20%Z score <|2|Mediana +20%Z score <|2|Mediana +20%Z score <|2|Mediana +20%A 100% 100%NQL 100% 100% 100% 0% 100% 100% 100% 100%C 75% 100% 50% 0% 100% 100%D 75% 25%E 100% 50%F 100% 100% 75% 0%G 25% 25%H 100% 0% 100% 100%I 100% 0%J 100% 75% 100% 100% 0% 0% 50% 50%K 100% 100% 50% 100%ResultadosPara Mayor Informaciónwww.AgroSalud.orgDarwin Ortizd.a.ortiz@cgiar.orgHelena Pachónh.pachon@cgiar.orgCentro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT)Cali, ColombiaTeléfono:  2 445 0000

Laboratorio de calidad nutricional: una herramienta en pro de la nutrición humana en Latinoamérica

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Laboratorio de calidad nutricional: una herramienta en pro de la nutrición humana en Latinoamérica

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