avaliação da biodisponibilidade de ferro na mistura fortificadora

Anais do XIX Encontro de Iniciação Científica – ISSN 1982-0178
Anais do IV Encontro de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação – ISSN 2237-0420
23 e 24 de setembro de 2014
AVALIAÇÃO DA BIODISPONIBILIDADE DE FERRO NA MISTURA
FORTIFICADORA LIOFILIZADA A BASE DE FÍGADO SUÍNO
Aline Ramalho dos Santos
ProfªDrª Silvana Mariana Srebernich
Faculdade de Nutrição
Centro de Ciências da Vida
[email protected]
Grupo de Pesquisa: Indicadores de Qualidade Nutricional
para Alimentação
Faculdade de Nutrição
Centro de Ciências da Vida
[email protected]
Resumo: A biodisponibilidade do ferro pode variar de
acordo com a fonte dietética, onde o ferro na forma
heme apresenta alta biodisponibilidade e o ferro não
heme apresenta baixa biodisponibilidade. O objetivo
deste trabalho foi avaliar a biodisponibilidade do ferro
da mistura fortificadora liofilizada a base de fígado
suíno. A biodisponibilidade de ferro foi determinada
pelo Método de Eficiência da Regeneração de
Hemoglobina, composto por duas fases (depleção e
repleção) em que se utilizaram 21 ratos Wistar,
distribuídos em três grupos experimentais. Os
animais receberam dieta isenta de ferro (AIN-93G,
sem ferro) por 28 dias (depleção), após o qual foi
coletado sangue da cauda para determinação de
hemoglobina pelo método de cianometahemoglobina.
No período de repleção (21 dias) receberam às
dietas controle AIN-93G (G1), mistura fortificadora
(G2) e a dieta-controle com sulfato ferroso
heptahidratado (G2.1) para comparação. Os
resultados de Coeficiente de eficácia alimentar (CEA)
obtidos para G1, G2 e G2.1 foram respectivamente
0,158, 0,243 e 0,251 com diferença estatística
significativa em relação ao grupo controle (G1) e com
valores semelhantes e sem diferença estatística
significativa entre G2 e G2.1. Quanto aos resultados
de Eficiência na Regeneração de Hemoglobina
(HRE) os valores obtidos para G1, G2 e G2.1 foram
respectivamente 50,69, 31,96 e 29,96% apresentando
diferença estatística significativa entre a amostra
controle (G1) e as amostras testes (G2 e G2.1),
porem não entre as amostras testes. Conclui-se que
a biodisponibilidade do mineral ferro da mistura
fortificadora foi superior a do grupo controle
demonstrando alta biodisponibilidade, correspondente
a 108,7% em relação ao sulfato ferroso mostrando-se
promissora para ser utilizada na prevenção e controle
da anemia ferropriva em humanos, sobretudo em
crianças em idade escolar.
Palavras-chave: mistura fortificadora
fígado suíno, biodisponibilidade de ferro.
liofilizada,
Área do Conhecimento: Ciências Agrárias –
Ciência e Tecnologia de Alimentos – CNPq.
1. INTRODUÇÃO
No mundo, a anemia afeta cerca de 1,62 bilhões de
pessoas e as crianças em idade pré-escolar são as
mais atingidas (47,7%) [1]. Estima-se que no Brasil
cerca de 4,8 milhões de pré-escolares sejam
afetados pela anemia ferropriva, o que representa
cerca de metade dos pré-escolares brasileiros,
sendo considerado um grave problema de saúde
pública [2]. Nas crianças, as conseqüências podem
ser
irreversíveis
[3]
e
podem
afetar
o
desenvolvimento
cognitivo,
motor
e
social,
comprometendo a aprendizagem e a imunidade,
dentre outros processos fisiológicos essenciais à
vida [4]. Para a prevenção da anemia ferropriva têmse a suplementação de ferro, a diversificação
alimentar e a fortificação de alimentos [5], sendo esta
última considerada a melhor forma para aumentar a
ingestão do mineral ferro, por ser sustentável e
simples [6]. Porém, é importante ressaltar que mais
importante do que suprir a necessidade diária de
ferro é a biodisponibilidade deste mineral. Nos
alimentos, o ferro pode estar presente sob duas
formas: heme e não heme [7]. O ferro heme é
altamente biodisponível (20-30%) e está presente em
carnes e vísceras, não estando exposto a fatores
que inibem a sua absorção [8]. O ferro não heme
está presente em alimentos como ovos, cereais,
produtos lácteos e leguminosas [4] e apresenta uma
absorção entre 2 e 10% no organismo, podendo ter
sua absorção influenciada [9]. Relatório do Banco
Mundial revelou que cerca de 5% do PIB de países
em desenvolvimento são direcionados a gastos
decorrentes da anemia ferropriva, o que
representaria no Brasil um gasto médio de 242
bilhões de reais no tratamento de problemas de
saúde oriundos da deficiência de ferro no ano de
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2013 [10]. Estes gastos podem ser reduzidos se
houver a implementação efetiva da fortificação de
alimentos habitualmente consumidos pelo públicoalvo ou suplementação medicamentosa, como
observado em alguns programas nacionais como o
Programa de Fortificação de Farinhas de trigo e de
milho com ferro e ácido fólico criado em 2004 e o
Programa Nacional de Suplementação de Ferro
criado em 2005 [11]. Dentre os alimentos que
poderiam integrar estes ou outros programas de
fortificação, têm-se a fortificação de preparações
servidas na merenda escolar com um produto
oriundo da carne suína, visto que sua produção é de
grande escala no Brasil [12] e cerca de 48% do ferro
presente encontra-se na forma heme [13]. Assim, em
um estudo anterior desenvolveu-se uma mistura
fortificadora liofilizada a base de fígado suíno
visando a alimentação escolar sendo o objetivo deste
estudo avaliar a biodisponibilidade de ferro dessa
mistura fortificadora.
2. MÉTODO
Preparou-se a mistura fortificadora conforme estudo
anterior,
determinando-se
umidade,
gordura,
proteína e cinzas para a realização dos cálculos das
formulações das dietas testes que foram utilizadas
no ensaio biológico. As dietas experimentais foram
preparadas segundo as especificações da dieta padrão
AIN-93G [14], de modo que todas as dietas fossem
isocalóricas e isoprotéicas. Foram preparadas três
dietas experimentais (rações) contendo o ferro da
fonte em estudo, além da dieta-controle contendo
sulfato ferroso heptahidratado e da Dieta AIN-93-G.
A biodisponibilidade de ferro foi determinada pelo
Método de Eficiência da Regeneração de
Hemoglobina composto por duas fases (depleção e
repleção) em que se utilizaram 21 ratos Wistar, com
aproximadamente 23 dias de idade e peso de 50 a
60 gramas. Na fase de depleção, composta por 28
dias,os animais receberam a dieta AIN-93-G (sem
presença de ferro) e água deionizada ad libitum com
o objetivo de induzir a anemia ferropriva. Ao termino
desse período, realizou-se a coleta de sangue por
gotejamento após incisão da porção terminal da
cauda dos animais para determinação de
hemoglobina e hematócrito. Após constatada a
anemia ferropriva dos animais, iniciou-se a fase de
repleção, onde estes foram distribuídos em três
grupos de cinco animais de acordo com o nível de
hemoglobina, que foram submetidos à dieta-teste e a
dieta-controle com sulfato ferroso heptahidratado
para efeito de comparação, sendo estas as dietas:
Dieta Padrão (AIN-93-G), Dieta Teste (mistura
fortificadora) e Dieta controle (sulfato ferroso
heptahidratado). Durante a fase de repleção, a dietateste foi pesada diariamente e administrada aos
animais de forma controlada (18g/dia), a água
deionizada oferecida ad libitum. O ganho de peso
(GP) e o consumo alimentar (CA) foram registrados
semanalmente de forma a se obter o coeficiente de
eficácia alimentar (CEA). Ao final do período de
repleção (21 dias) coletou-se novamente sangue da
cauda dos ratos para as determinações de
hemoglobina e hematócrito de modo a determinar a
utilização biológica do ferro, através do método de
eficiência na recuperação de hemoglobina (HRE%),
utilizando a seguinte expressão [15]:
HRE = mgHbFe(Final)* – mgHbFe(Inicial)* x 100
mg Fe consumido
* mgHbFe = peso do animal (g) x 0,067 mL de sangue/g de
peso corporal* x g Hb/mL sangue x 3,35 mg Fe/g Hb.
O Valor biológico relativo do ferro da mistura
fortificadora também foi calculado, considerando o
padrão (dieta controle contendo sulfato ferroso
heptahidratado) com biodisponibilidade igual à 100%.
Os dados foram submetidos à analise de variância
(ANOVA) seguido do teste de Tukey e Dunnet ao
nível de 5% de probabilidade [16].
3. RESULTADOS
Tabela 1. Resultados da determinação de ferro
alimentar na mistura fortificadora expresso em g
Fe/100g de matéria seca (médias e desvios padrão).
Alimento teste
Mistura fortificadora
Dieta Teste*
mg Fe/100g MS
24,710 (0,06)
6,941 (0,02)
* dieta oferecida aos ratos com 28,09g de MF
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Tabela 2. Consumo de ferro, ganho de hemoglobina
(GHb) e razão entre o ganho de hemoglobina e
consumo de ferro (GHb/Fe) por grupo de ratos para
coleta de sangue realizada após 21 dias do início da
fase de repleção (média e desvio-padrão) com
comparação das médias pelos testes de Tukey e de
Dunnett ao nível de 5% de probabilidade de erro.
Grupos
Dietas
Consumo
Ganho de hemoglobina
Fe (mg)
G1
AIN-93G
12,49 (0,23)
GHb (g/dL)
b
6,01 (1,49)
b
(GHb)/mg Fe
0,48 (0,14) a
(Controle)
G2
Mistura
16,39 (0,33) a
*
8,20 (1,23) a *
0,50 (0,23) a ns
17,15 (0,27) a
*
7,89 (1,11) a *
0,46 (0,16) a ns
Fortificadora
G2.1
AIN-93G +
sulfato ferroso¹
d.m.s.(5%) (Tukey)
1,94
1,00
0,07
d.m.s.(5%) (Dunnett)
1,71
0,58
0,05
1
adição equivalente à quantidade de ferro presente na
mistura fortificadora; G1 = grupo referencia utilizado no
teste de Dunnett (comparação das medias individuais dos
grupos testes em relação ao grupo referencia); As médias
seguidas de letras iguais entre os grupos não diferem entre
si pelo teste de Tukey (comparação de médias); (ns) = não
significativo e (*) = significativo pelo teste de Dunnett.
Tabela 3. Eficiência na Regeneração de Hemoglobina
(HRE) por grupo de ratos para a coleta de sangue
realizada após 21 dias do início da fase de repleção
(média e desvio-padrão) com comparação das médias
pelos testes de Tukey e Dunnett ao nível de 5% de
probabilidade de erro.
Grupos
1
Dietas
HRE%
G1
AIN-93G (controle)
50,69 (9,00)
a
G2
Mistura Fortificadora
31,96 (6,13)
b*
G2.1
Bolo de carne padrão
29,96 (5,76) *
b
Dunnett d.m.s. ( 5%)
7,14
Tukey d.m.s. (5%)
5,42
adição equivalente à quantidade de ferro presente na
mistura fortificadora; G1 = grupo referencia utilizado no
teste de Dunnett (comparação das medias individuais dos
grupos testes em relação ao grupo referencia); As médias
seguidas de letras iguais entre os grupos não diferem entre
si (p > 0,05) pelo teste de Tukey (comparação de médias);
* = significativo pelo teste de Dunnett.
4. DISCUSSÃO
De acordo com os dados da Tabela 1, observa-se
que a mistura fortificadora pura apresenta um alto
teor do mineral ferro (24,71 mg/100g) e a principal
justificativa para esse resultado consiste em seu
ingrediente principal, o fígado suíno, que é um
subproduto cárneo que possui altas concentrações
de vitaminas e minerais. Além disso, a liofilização
também contribui para a obtenção desse resultado,
uma vez que permite a concentração dos nutrientes
devido à retirada da água [17]. De acordo com as
Dietary Reference Intakes [18], crianças com idade
entre 4 e 8 anos necessitam da ingestão diária de
10mg de ferro para um crescimento e
desenvolvimento adequado. Assim, considerando a
intenção de adicionar este produto à merenda
escolar, seria necessário a adição de 3,03g da MF à
60g de feijão carioca cozido (± 1 concha pequena
cheia), garantindo a ingestão de 1,44mg de ferro,
suficiente para suprir 15% das necessidades diárias
deste público, conforme determinado no Programa
Nacional de Alimentação Escolar - PNAE [19].
Em 2002 o governo federal determinou a fortificação
da farinha de trigo e farinha de milho com ferro e
ácido fólico. A dose determinada para o teor de ferro
foi 4,2mg para cada 100g de farinha. A concentração
de ferro encontrada na mistura fortificadora é bem
superior (24,71mg/100g) ao encontrado nas farinhas
fortificadas, demonstrando que é possível promover
uma ingestão de ferro semelhante ou superior às
farinhas fortificadas, consumindo uma quantidade
menor, viabilizando o consumo [20].
Os dados da Tabela 2 mostram que o consumo de
ferro foi menor no grupo G1 (controle) sendo esta
diferença estatisticamente significativa em relação
aos grupos G2 e G2.1 quando analisados pelo teste
de Tukey, porem sem diferença estatística entre os
grupos G2 e G2.1. Quando analisados pelo teste de
Dunnett estes dados apresentaram diferença
estatística significativa em relação ao controle (G1).
Quanto ao ganho de hemoglobina (g/dL), nota-se
que este foi maior nos grupos que receberam dietas
testes (G2 e G2.1) e menor no grupo que recebeu a
dieta controle (G1), porém essas diferenças não se
mostraram estatisticamente significativas ao nível de
5% de probabilidade quando os dados foram
analisados pelos testes de Tukey e Dunnett.
Referente aos resultados encontrados ao analisar a
razão entre o ganho de hemoglobina e o ferro
consumido (GHb/Fe), nota-se que os resultados se
encontram muito próximos entre si não apresentando
diferença estatística significativa ao nível de 5% de
probabilidade em ambos os testes, Tukey e Dunnett.
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Estes resultados indicam que embora os grupos G2
e G2.1 tenham apresentando um consumo de ferro
significativamente superior ao obtido pelo grupo
controle, o ganho de hemoglobina (g/dL) e a razão
entre o ganho de hemoglobina por miligrama de ferro
consumido foram semelhantes em todos os grupos,
não apresentando diferença significativa entre eles.
A Tabela 3 apresenta os valores médios da eficiência
na recuperação de hemoglobina (HRE) de acordo
com as dietas. O valor de HRE reflete a habilidade
dos ratos anêmicos em utilizar e reter o ferro
dietético, isto é, a utilização biológica do ferro [21].
Assim, observando-se os dados da Tabela 10
referentes à Eficiência na Regeneração de
Hemoglobina (HRE%) verifica-se que estes foram
bem menores e muito próximos entre si nos grupos
que receberam dietas testes (G2 e G2.1) quando
comparados com o grupo controle (G1). Estes dados
quando submetidos ao teste Tukey ao nível de 5%
de probabilidade mostraram diferença estatística
significativa entre a amostra controle (G1) e as
amostras testes (G2 e G2.1), porém não entre as
amostras testes. Ainda os dados da Tabela 10
quando submetidos ao teste de Dunnett se
mostraram estatisticamente diferentes da amostra
controle.
A Eficiência na Recuperação de Hemoglobina (HRE)
expressa a porcentagem de ferro ingerido que é
absorvido. Assim, ao observar a Tabela 10 nota-se
que a HRE% apresentou relação inversa com a
quantidade de ferro consumido, a medida que o
grupo que recebeu a dieta com menor teor de ferro e
consumiu a menor quantidade de ferro apresentou
maior HRE% e os grupos que receberam as dietas
com maiores teores de ferro e consumiram maior
quantidade de ferro, apresentaram HRE% inferior.
Resultado semelhante ao encontrado por Castro
[22], no qual os grupos submetidos à dietas com teor
de ferro inferior e que apresentaram consumo de
ferro inferior aos outros grupos, apresentaram teores
de HRE% mais elevados. Todavia, a HRE% obtido
pela dieta teste (G2) foi próxima ao obtido pelo seu
controle com sulfato ferroso (G2.1), demonstrando
resultados favoráveis à mistura fortificadora, visto
que a habilidade dos ratos anêmicos em utilizar e
reter o ferro dietético foi semelhante nos dois grupos.
A biodisponibilidade é a proporção absorvida do
nutriente pelo organismo, proveniente do alimento ou
dieta usada. O aumento do pool de ferro torna-se a
medida da biodisponibilidade do elemento na dieta
[23]. Os resultados são expressos como Valor
Biológico Relativo ou biodisponibilidade relativa. O
RBV da dieta teste foi calculado considerando o
padrão (dieta controle com sulfato ferroso) com
biodisponibilidade igual a 100%. O RBV é obtido
dividindo a inclinação da reta da dieta teste pela
inclinação da reta do sulfato ferroso. A partir das
equações foi obtido o RBV da mistura fortificadora
(MF), dividindo a inclinação da sua reta (a¹) pela do
sulfato ferroso (a²). O valor encontrado foi de 108%,
ou
seja,
a
MF
apresentou
excelente
biodisponibilidade de ferro sendo, portanto,
promissora na melhoria do estado nutricional. Este
resultado é superior ao encontrado por alguns
autores na análise de RBV em roedores de mesma
linhagem utilizando o método de depleção e
repleção, como Castro [22] que avaliou o RBV de um
suplemento alimentar à base de soro de leite,
adicionado de inulina e enriquecido com ferro (12mg
de fumarato ferroso/100g), zinco, cobre e vitamina A,
e obteve como resultado um RBV igual à 76%.
Navas-Carretero et al. [24] encontrou um RBV igual a
95% em estudo com ratos utilizando cereais
fortificados com fumarato ferroso.
O VRB demonstra que embora as duas dietas
tenham sido formuladas com a mesma concentração
de ferro, a biodisponibilidade de ferro da MF foi
superior, o que pode ser justificado pela fonte do
ingrediente principal utilizado na MF, sendo de
origem animal e, portanto uma das principais fontes
de ferro heme, o qual pode apresentar uma absorção
cerca de 2 ou 3 vezes maior do que o ferro não
heme [25]. Além disso, considerando que o objetivo
da MF é fortificar a merenda oferecida aos escolares,
a MF seria capaz de favorecer a biodisponibilidade
de ferro não hemitico de origem vegetal, leite e ovos
devido apresentar proteína animal, aminoácidos e
vitamina A, os quais são capazes de aumentar a
biodisponibilidade do ferro não-heme, formando
compostos solúveis que auxiliam na absorção do
mineral [26].
O sulfato ferroso é um medicamento de
administração oral amplamente utilizado no
tratamento da carência de ferro, entretanto é
composto por ferro não hemítico e pode ter sua
absorção comprometida por fatores inibidores [27].
Alguns
estudos
tem
evidenciado
algumas
dificuldades em relação ao seu uso, como o tempo
de tratamento prolongado e conseqüentemente baixa
adesão, efeitos colaterais como náuseas, cólicas
abdominais e obstipação (ocorrem em cerca de 20%
dos pacientes submetidos à este tratamento) [28],
baixa adesão aos programas nacionais de
suplementação de ferro, distribuição deficiente desse
mineral, dentre outros [29]. Assim, torna-se um
aspecto positivo os resultados semelhantes
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referentes à HRE% e VRB entre o grupo controle
com sulfato ferroso e a mistura fortificadora,
demonstrando biodisponibilidade semelhante, capaz
de ser utilizado diariamente nas creches,
favorecendo a absorção do ferro não heme presente
na dieta e facilitando a prevenção ou adesão ao
tratamento da anemia ferropriva.
5. CONCLUSÃO
O ganho de hemoglobina foi maior para o grupo que
recebeu dieta contendo ferro heme quando
comparado com as sua respectiva dieta controle
contendo sulfato ferroso. Isto se deve ao fato de que
ferro heme proveniente de derivados de origem
animal (carnes e derivados) apresenta maior índice
de absorção, Concluiu-se que a biodisponibilidade do
mineral ferro da mistura fortificadora foi superior a do
grupo controle demonstrando alta biodisponibilidade,
correspondente a 108% em relação ao sulfato
ferroso mostrando-se promissora para ser utilizada na
prevenção e controle da anemia ferropriva em
humanos, sobretudo em crianças em idade escolar.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos a Pontifícia Universidade Católica de
Campinas pela estrutura oferecida e ao Conselho
Nacional
de
Desenvolvimento
Científico
e
Tecnológico pelo apoio financeiro recebido para a
realização desta pesquisa, por meio do Programa
Institucional de Bolsas de Iniciação Científica
(PIBIC).
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