Valor biológico - Biological value

El valor biológico ( VB ) es una medida de la proporción de proteína absorbida de un alimento que se incorpora a las proteínas del cuerpo del organismo. Captura la facilidad con la que se puede utilizar la proteína digerida en la síntesis de proteínas en las células del organismo. Las proteínas son la principal fuente de nitrógeno en los alimentos. BV asume que la proteína es la única fuente de nitrógeno y mide la cantidad de nitrógeno ingerido en relación con la cantidad que se excreta posteriormente. El resto debe haberse incorporado a las proteínas del organismo del organismo. Una proporción de nitrógeno incorporado en el cuerpo sobre el nitrógeno absorbido da una medida de la "usabilidad" de las proteínas: el VB.

A diferencia de algunas medidas de usabilidad de las proteínas, el valor biológico no tiene en cuenta la facilidad con la que la proteína puede ser digerida y absorbida (principalmente por el intestino delgado ). Esto se refleja en los métodos experimentales utilizados para determinar la VB.

BV usa dos escalas similares:

  1. El porcentaje de utilización real (generalmente se muestra con un símbolo de porcentaje).
  2. El porcentaje de utilización en relación con una fuente de proteína fácilmente utilizable, a menudo huevo (generalmente se muestra sin unidades).

Los dos valores serán similares pero no idénticos.

El VB de un alimento varía mucho y depende de una amplia variedad de factores. En particular, el valor de BV de un alimento varía según su preparación y la dieta reciente del organismo. Esto hace que la determinación confiable de VB sea difícil y de uso limitado: el ayuno antes de la prueba es universalmente necesario para determinar cifras confiables.

La VB se usa comúnmente en la ciencia de la nutrición en muchos organismos mamíferos y es una medida relevante en humanos. Es una pauta popular en el culturismo en la elección de proteínas.

Determinación de BV

Para una determinación precisa de BV:

  1. el organismo de prueba solo debe consumir la proteína o mezcla de proteínas de interés (la dieta de prueba).
  2. la dieta de prueba no debe contener fuentes de nitrógeno no proteicas.
  3. La dieta de prueba debe tener el contenido y la cantidad adecuados para evitar el uso de la proteína principalmente como fuente de energía.

Estas condiciones significan que las pruebas generalmente se llevan a cabo en el transcurso de más de una semana con un estricto control de la dieta. El ayuno antes de la prueba ayuda a producir consistencia entre los sujetos (elimina la dieta reciente como una variable).

Hay dos escalas en las que se mide la VB; porcentaje de utilización y utilización relativa. Por convención, el porcentaje BV tiene un sufijo de signo de porcentaje (%) y el BV relativo no tiene unidad.

Utilización porcentual

El valor biológico se determina según esta fórmula.

BV = ( N r / N a ) * 100

Dónde:

N a = nitrógeno absorbido en proteínas en la dieta de prueba
N r = nitrógeno incorporado al cuerpo en la dieta de prueba

Sin embargo, la medición directa de N r es esencialmente imposible. Por lo general, se medirá indirectamente a partir de la excreción de nitrógeno en la orina . También debe tenerse en cuenta la excreción fecal de nitrógeno; esta parte de la proteína ingerida no es absorbida por el cuerpo y, por lo tanto, no se incluye en el cálculo de VB. Se utiliza una estimación de la cantidad de nitrógeno excretado en orina y heces que no proviene del nitrógeno ingerido. Esto se puede hacer sustituyendo una dieta libre de proteínas y observando la excreción de nitrógeno en la orina o las heces, pero se ha cuestionado la precisión de este método de estimación de la cantidad de excreción de nitrógeno que no proviene del nitrógeno ingerido en una dieta que contiene proteínas.

BV = (( N yo - N e (f) - N e (u) ) / ( N yo - N e (f) )) * 100

Dónde:

N i = ingesta de nitrógeno en las proteínas de la dieta de prueba
N e (f) = (nitrógeno excretado en las heces durante la dieta de ensayo) - (nitrógeno excretado en las heces que no proviene del nitrógeno ingerido)
N e (u) = (nitrógeno excretado en la orina durante la dieta de prueba) - (nitrógeno excretado en la orina, no a partir del nitrógeno ingerido)

Nota:

N r = N yo - N e (f) - N e (u)
N a = N yo - N e (f)

Esto puede tomar cualquier valor de 0 a 100, aunque el VB informado podría estar fuera de este rango si las estimaciones de la excreción de nitrógeno de fuentes no ingeridas son inexactas, como podría suceder si la secreción endógena cambia con la ingesta de proteínas. Un BV del 100% indica la utilización completa de una proteína de la dieta, es decir, el 100% de la proteína ingerida y absorbida se incorpora a las proteínas del cuerpo. El valor del 100% es un máximo absoluto, no se puede utilizar más del 100% de la proteína ingerida (en la ecuación anterior N e (u) y N e (f) no pueden volverse negativos, estableciendo el 100% como el BV máximo) .

Utilización relativa

Debido a limitaciones experimentales, la VB se mide a menudo en relación con una proteína fácilmente utilizable. Normalmente se asume que la proteína de huevo es la proteína más fácilmente utilizable y se le da un BV de 100. Por ejemplo:

Se realizan dos pruebas de VB a la misma persona; uno con la fuente de proteína de prueba y otro con una proteína de referencia (proteína de huevo).

BV relativo = ( BV (prueba) / BV (huevo) ) * 100

Dónde:

BV (prueba) = porcentaje de BV de la dieta de prueba para ese individuo
BV (huevo) = porcentaje de BV de la dieta de referencia (huevo) para ese individuo

Esto no se limita a valores inferiores a 100. El porcentaje de BV de proteína de huevo es solo del 93,7%, lo que permite que otras proteínas con un porcentaje real de BV entre 93,7% y 100% tomen un BV relativo de más de 100. Por ejemplo, la proteína de suero toma un BV relativo de 104, mientras que su porcentaje de BV está por debajo del 100%.

La principal ventaja de medir el VB en relación con otra dieta proteica es la precisión; ayuda a explicar parte de la variabilidad metabólica entre individuos. En un sentido simplista, la dieta del huevo está probando la máxima eficiencia que el individuo puede absorber de proteínas, luego se proporciona el VB como un porcentaje, tomando esto como el máximo.

Conversión

Siempre que se sepa qué mediciones de proteínas se hicieron en relación con ella, es fácil convertir de BV relativo a BV porcentual:

BV (relativo) = ( BV (porcentaje) / BV (referencia) ) * 100
BV (porcentaje) = ( BV (relativo) / 100) * BV (referencia)

Dónde:

BV (relativo) = BV relativo de la proteína de prueba
BV (referencia) = porcentaje de BV de proteína de referencia (típicamente huevo: 93,7%).
BV (porcentaje) = porcentaje de BV de la proteína de prueba

Si bien esta conversión es simple, no es estrictamente válida debido a las diferencias entre los métodos experimentales. Sin embargo, es adecuado para su uso como guía.

Factores que afectan la VB

La determinación de VB está cuidadosamente diseñada para medir con precisión algunos aspectos del uso de proteínas mientras se elimina la variación de otros aspectos. Al usar la prueba (o al considerar los valores de BV) se debe tener cuidado para asegurar que BV cuantifique la variable de interés. Los factores que afectan a la VB se pueden agrupar en propiedades de la fuente de proteína y propiedades de la especie o individuo que consume la proteína.

Propiedades de la fuente de proteína

Tres propiedades principales de una fuente de proteína afectan su VB:

  • Composición de aminoácidos y el aminoácido limitante, que suele ser lisina.
  • Preparación (cocción)
  • Contenido de vitaminas y minerales

La composición de aminoácidos es el efecto principal. Todas las proteínas están formadas por combinaciones de los 21 aminoácidos biológicos. Algunos de estos pueden sintetizarse o convertirse en el cuerpo, mientras que otros no pueden y deben ingerirse en la dieta. Estos se conocen como aminoácidos esenciales (EAA), de los cuales hay 9 en humanos. El número de EAA varía según la especie (ver más abajo).

Los EAA que faltan en la dieta evitan la síntesis de proteínas que los requieren. Si una fuente de proteína carece de EAA críticos, entonces su valor biológico será bajo ya que los EAA que faltan forman un cuello de botella en la síntesis de proteínas. Por ejemplo, si una proteína muscular hipotética requiere fenilalanina (un aminoácido esencial), esta debe incluirse en la dieta para que se produzca la proteína muscular. Si la fuente de proteína actual en la dieta no contiene fenilalanina, la proteína muscular no se puede producir, lo que da una baja usabilidad y VB de la fuente de proteína.

De manera relacionada, si faltan aminoácidos en la fuente de proteína que son particularmente lentos o consumen energía para sintetizar, esto puede resultar en un VB bajo.

Los métodos de preparación de alimentos también afectan la disponibilidad de aminoácidos en una fuente de alimento. Parte de la preparación de alimentos puede dañar o destruir algunos EAA, reduciendo el VB de la fuente de proteína.

Muchas vitaminas y minerales son vitales para el correcto funcionamiento de las células del organismo de prueba. Si faltan minerales o vitaminas críticos en la fuente de proteína, esto puede resultar en una disminución masiva de VB. Muchas pruebas de VB añaden artificialmente vitaminas y minerales (por ejemplo, en extracto de levadura ) para prevenir esto.

Propiedades de la especie de ensayo o del individuo

En condiciones de prueba

Las variaciones de la VB en las condiciones de prueba están dominadas por el metabolismo de los individuos o especies que se prueban. En particular, las diferencias en las especies de aminoácidos esenciales (EAA) entre especies tienen un efecto significativo, aunque incluso variaciones menores en el metabolismo de los aminoácidos de un individuo a otro tienen un gran efecto.

La fina dependencia del metabolismo del individuo hace que la medición de la VB sea una herramienta vital en el diagnóstico de algunas enfermedades metabólicas .

En todos los días de la vida

El principal efecto sobre la VB en la vida cotidiana es la dieta actual del organismo, aunque influyen muchos otros factores como la edad, la salud, el peso, el sexo, etc. En resumen, cualquier condición que pueda afectar el metabolismo del organismo variará el VB de una fuente de proteína.

En particular, mientras se sigue una dieta alta en proteínas, el VB de todos los alimentos consumidos se reduce: la velocidad límite a la que los aminoácidos pueden incorporarse al cuerpo no es la disponibilidad de aminoácidos, sino la velocidad de síntesis de proteínas posible en las células. Este es un punto importante de crítica de BV como prueba; la dieta de prueba es artificialmente rica en proteínas y puede tener efectos inusuales.

Factores sin efecto

BV está diseñado para ignorar la variación en la digestibilidad de un alimento, que a su vez depende en gran medida de la preparación del alimento. Por ejemplo, compare los frijoles de soja crudos y la proteína de frijol de soya extraída. Los frijoles de soja crudos, con paredes celulares resistentes que protegen la proteína, tienen una digestibilidad mucho menor que el extracto de proteína de frijol de soja purificado y sin protección. Como producto alimenticio, se pueden absorber muchas más proteínas del extracto que los frijoles crudos, sin embargo, el VB será el mismo.

La exclusión de la digestibilidad es un punto de malentendido y conduce a una tergiversación del significado de un VB alto o bajo.

Ventajas y desventajas

La VB proporciona una buena medida de la utilidad de las proteínas en una dieta y también juega un papel valioso en la detección de algunas enfermedades metabólicas. Sin embargo, la VB es una variable científica determinada en condiciones muy estrictas y antinaturales. No es una prueba diseñada para evaluar la utilidad de las proteínas mientras un organismo está en la vida cotidiana; de hecho, el VB de una dieta variará mucho según la edad, el peso, la salud, el sexo, la dieta reciente, el metabolismo actual, etc. del organismo. . Además, la VB del mismo alimento varía significativamente de una especie a otra. Dadas estas limitaciones, la VB sigue siendo relevante para la dieta diaria hasta cierto punto. Independientemente del individuo o de sus condiciones, una fuente de proteínas con un VB alto, como el huevo, siempre será más fácil de usar que una fuente de proteínas con un VB bajo.

En comparación con otros métodos conocidos

Existen muchos otros métodos principales para determinar la facilidad con la que se usa una proteína, que incluyen:

Todos estos tienen ventajas y desventajas específicas sobre BV, aunque en el pasado BV se ha tenido en alta estima.

En animales

El método del valor biológico también se utiliza para el análisis en animales como ganado, aves de corral y varios animales de laboratorio como ratas. Fue utilizado por la industria avícola para determinar qué mezclas de alimentos se utilizaron de manera más eficiente para desarrollar pollos. Aunque el proceso sigue siendo el mismo, los valores biológicos de determinadas proteínas en los seres humanos difieren de sus valores biológicos en los animales debido a variaciones fisiológicas.

Valores típicos

Alimentos comunes y sus valores: (Nota: esta escala usa 100 como 100% del nitrógeno incorporado).

  • Proteína de suero: 96
  • Haba de soja entera: 96
  • Leche materna: 95
  • Huevo de gallina: 94
  • Leche de soja: 91
  • Alforfón : 90+
  • Leche de vaca: 90
  • Queso: 84
  • Quinua: 83
  • Arroz: 83
  • Harina de soja desgrasada: 81
  • Pescado: 76
  • Ternera: 92
  • Frijol inmaduro: 65
  • Harina de soja entera: 64
  • Cuajada de soja ( tofu ): 64
  • Trigo integral: 64
  • Harina blanca: 41

Alimentos comunes y sus valores: (Nota: Estos valores usan "huevo entero" como un valor de 100, por lo que los alimentos que proporcionan incluso más nitrógeno que los huevos enteros pueden tener un valor de más de 100. 100, no significa que 100% del nitrógeno en los alimentos se incorpora al cuerpo y no se excreta, como en otras tablas).

  • Concentrado de proteína de suero: 104
  • Huevo entero: 100
  • Leche de vaca: 91
  • Ternera: 80
  • Caseína: 77
  • Soja: 74
  • Gluten de trigo: 64

Combinando diferentes alimentos es posible maximizar la puntuación, porque los diferentes componentes se favorecen entre sí:

  • 85% arroz y 15% levadura: 118
  • 55% soja y 45% arroz: 111
  • 55% patatas y 45% soja: 103
  • 52% frijoles y 48% maíz: 101

Crítica

Dado que el método mide solo la cantidad que se retiene en el cuerpo, los críticos han señalado lo que perciben como una debilidad de la metodología del valor biológico . Los críticos han señalado una investigación que indica que debido a que el aislado de proteína de suero se digiere tan rápido, de hecho puede ingresar al torrente sanguíneo y convertirse en carbohidratos a través de un proceso llamado gluconeogénesis mucho más rápido de lo que se creía posible, por lo que mientras que las concentraciones de aminoácidos aumentaron con el suero Se descubrió que las tasas de oxidación también aumentaron y se crea un metabolismo en estado estable, un proceso en el que no hay cambios en el equilibrio general de proteínas. Afirman que cuando el cuerpo humano consume proteína de suero, se absorbe tan rápidamente que la mayor parte se envía al hígado para su oxidación . Por tanto, creen que la razón por la que se retiene tanto es que se utiliza para la producción de energía, no para la síntesis de proteínas . Esto pondría en duda si el método define qué proteínas son biológicamente más utilizables.

Otra crítica publicada en el Journal of Sports Science and Medicine afirma que el VB de una proteína no toma en consideración varios factores clave que influyen en la digestión y la interacción de la proteína con otros alimentos antes de la absorción, y que solo mide el potencial máximo de una proteína. calidad y no su estimación a niveles de requisitos. Además, el estudio de Poullain et al., Que a menudo se cita para demostrar la superioridad del hidrolizado de proteína de suero de leche por los especialistas en marketing, midió el balance de nitrógeno en ratas después de tres días de inanición, lo que corresponde a un período más largo en humanos. El estudio encontró que el hidrolizado de proteína de suero condujo a una mejor retención y crecimiento de nitrógeno que las otras proteínas estudiadas. Sin embargo, la falla del estudio está en el método de VB utilizado, ya que la inanición afecta qué tan bien el cuerpo almacenará las proteínas entrantes (al igual que una ingesta calórica muy alta), lo que lleva a medidas de VB falsamente elevadas.

Entonces, el VB de una proteína está relacionado con la cantidad de proteína administrada. El BV se mide a niveles por debajo del nivel de mantenimiento. Esto significa que a medida que aumenta la ingesta de proteínas, el VB de esa proteína disminuye. Por ejemplo, la proteína de la leche muestra un BV cercano a 100 con ingestas de 0,2 g / kg. A medida que la ingesta de proteínas aumenta a niveles aproximadamente de mantenimiento, 0,5 g / kg, el VB desciende a alrededor de 70. Pellet et al., Concluyeron que "las medidas biológicas de la calidad de las proteínas realizadas a niveles subóptimos en animales de experimentación o sujetos humanos pueden sobrestimar el valor de las proteínas en el mantenimiento niveles ". Como resultado, si bien el VB puede ser importante para calificar las proteínas cuando la ingesta está por debajo de los requisitos, tiene poca relación con las personas con ingestas de proteínas muy por encima de los requisitos.

Esta falla es apoyada por la FAO / OMS / UNU, quienes afirman que la VB y la NPU se miden cuando el contenido de proteína de la dieta está claramente por debajo del requerimiento, hecho deliberadamente para maximizar las diferencias existentes en la calidad, ya que la ingesta inadecuada de energía reduce la eficiencia de la dieta. utilización de proteínas y en la mayoría de los estudios de balance de N, se garantiza la adecuación de las calorías. Y debido a que ninguna población deriva toda su proteína exclusivamente de un solo alimento, la determinación de VB de una sola proteína tiene un uso limitado para su aplicación a las necesidades de proteínas humanas.

Otra limitación del uso del valor biológico como medida de la calidad de las proteínas es que las proteínas que están completamente desprovistas de un aminoácido esencial (EAA) aún pueden tener un VB de hasta 40. Esto se debe a la capacidad de los organismos para conservar y conservar reciclar EAA como una adaptación de la ingesta inadecuada del aminoácido.

Por último, el uso de ratas para la determinación de la calidad de las proteínas no es ideal. Las ratas difieren de los humanos en los requerimientos de aminoácidos esenciales. Esto ha llevado a una crítica general de que los experimentos en ratas conducen a una sobreestimación del VB de las proteínas de alta calidad para el hombre porque los requerimientos humanos de aminoácidos esenciales son mucho más bajos que los de las ratas (ya que las ratas crecen a un ritmo mucho más rápido que los humanos). Además, debido a su pelaje, se supone que las ratas tienen requisitos relativamente altos de aminoácidos que contienen azufre (metionina y cisteína).

Como resultado, el método analítico que es universalmente reconocido por la Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO), la Organización Mundial de la Salud (OMS), la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA), el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), las Naciones Unidas University (UNU) y la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos al juzgar la calidad de la proteína en el ser humano no es PER o BV, sino la puntuación de aminoácidos corregida por digestibilidad de proteínas ( PDCAAS ), ya que se considera que mide con precisión el valor nutricional relativo correcto de fuentes de proteínas animales y vegetales en la dieta.

Ver también

Referencias