TRABAJO ORIGINAL / Epidemiología y dietética

Formulación de barras nutricionales con proteínas lácteas: índice glucémico y efecto de saciedad

Formulation of nutritional bars with dairy proteins: glycemic index and satiety effect

Nadia Reyna^1,2, Rafael Moreno Rojas³, Laura Mendoza², Karla Parra¹, Sergia Linares¹, Eduardo Reyna⁴ y Fernando Cámara Martos³

¹Centro de Investigaciones Endocrino-Metabólicas Dr. Félix Gómez. Facultad de Medicina. Universidad del Zulia. Maracaibo, Estado Zulia. Venezuela.
²Departamento de Ciencias Fisiológicas. Facultad de Medicina. Universidad del Zulia. Maracaibo, Estado Zulia. Venezuela. ]]> ³Departamento de Bromatología y Tecnología de los Alimentos. Universidad de Córdoba. Córdoba, España.
⁴Hospital Central de Maracaibo Dr. Urquinaona. Maracaibo, Estado Zulia. Venezuela

Dirección para correspondencia

RESUMEN

Se ha estudiado el índice glicémico, la carga glicémica y el efecto de saciedad producido en adultos jóvenes (12 hombres y 8 mujeres) por el consumo de tres tipos de barritas nutricionales formuladas con proteínas lactoséricas (LS), caseínas (CS) o hidratos de carbono (HC) frente a un control (C). Los valores de glucemia en la sangre a los 30 min fueron significativamente mayores (p < 0,05) para la barra HC (129 ± 8 mg/dl) frente a las barras CS (103 ± 6 mg/dl) y LS (86 ± 8 mg/dl). Asimismo, también se encontraron diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) entre los índices glicémicos de los tres tipos de barras estudiadas (LS = 11,5 ± 3,9; CS = 40,7 ± 6,5; HC = 68,8 ± 13,0). Por otro lado, las barritas nutricionales formuladas con proteínas lácteas (LS y CS) muestran un efecto de saciedad mucho más intenso y prolongado que la formulada con hidratos de carbono (HC), lo que pone de manifiesto el potencial de estas proteínas para ser utilizadas en la formulación de productos para diabéticos y dietéticos.

Palabras clave: Proteínas lácteas. Índice glicémico. Saciedad.

ABSTRACT

It has been studied in young adults (12 men and 8 women) the glycemic index, glycemic load and satiety effect produced by three types of nutritional bars formulated with whey proteins (LS), caseins (CS) or carbohydrates (HC) against a control group (C). It has been found significant differences (p < 0.05) in relation to blood sugar levels for HC bar (129 ± 8 mg/dl) against CS bar (103 ± 6 mg/dl) and LS bar (86 ± 8 mg/dl) after 30 min of its intake. Furthermore, it has also been found significant differences (p < 0.05) between glycemic index of three types of studied bars (LS = 11.5 ± 3.9; CS = 40.7 ± 6.5; HC = 68.8 ± 13.0). On the other hand, nutritional bars formulated with dairy proteins (LS y CS) showed a satiety effect more heavy and prolonged than carbohydrate bar (HC). The results reveal that dairy proteins may be used as functional ingredients to develop diabetic and dietary supplies.

Introducción

Las barritas energéticas son un suplemento dietético especialmente indicado para deportistas o personas que practican una actividad física intensa y están compuestas de carbo-hidratos complejos, glucosa y/o fructosa, que permiten recargar rápidamente los depósitos de glucógeno, además de contener fibra, vitaminas y minerales esenciales para el organismo. En general, las barras de cereales proporcionan una ingesta energética que oscila entre 110 y 154 kilocalorías (para 25-30 g) (1). Distintas estrategias se han llevado a cabo para incorporar ingredientes funcionales en la elaboración de este tipo de barras, tales como isoflavonas, ácidos grasos poliinsaturados ω-3, oligofructosa y goma acacia (2-4). Sin embargo, en los últimos años también están apareciendo barras de naturaleza principalmente proteica, que pueden variar en el tipo de proteína contenida, y entre las que se encuentran las proteínas lactoséricas y las caseínas (5). En relación con este otro tipo de ingredientes, determinados estudios han mostrado cómo las proteínas de la dieta tienen un marcado efecto en la reducción del apetito, promoviendo el efecto de saciedad y retrasando la sensación de hambre (6,7).

El consumo de estas barras energéticas está siendo bastante popular entre una parte considerable de la población, debido a la creencia de los efectos beneficiosos asociados a su consumo (8). Además, desde el punto de vista de sus dimensiones, podrían considerarse un alimento portátil y de proporciones controladas, ideal para una comida como la merienda en cualquier tratamiento nutricional. En este sentido resulta de gran interés conocer la respuesta glicémica de este tipo de suplementos dietéticos, ya que el consumo de alimentos con un índice glucémico bajo puede mejorar el control glucémico en personas con diabetes, reducir los niveles de lípidos séricos en personas con hipertrigliceridemia, e incluso reducir el riesgo de padecer cáncer de colon.

Así como el efecto de la adición de distintos tipos de ingredientes sobre las propiedades organolépticas, reológicas y texturales de este tipo de alimentos ha sido estudiado por diferentes autores (5,9), no ocurre lo mismo con los efectos metabólicos y nutricionales que producen en las personas que los consumen. Por tanto, el objetivo del presente trabajo fue estudiar en sujetos jóvenes los efectos que la ingesta de este tipo de barras energéticas, realizadas con proteínas lácteas, producen sobre la sensación de saciedad, la respuesta glicémica y el perfil metabólico.

Métodos

Sujetos

Veinte adultos jóvenes (12 hombres y 8 mujeres), con edades comprendidas entre los 18 y los 28 años, e índices de masa corporal (IMC) entre 20 y 24,9 kg/m² fueron reclutados de la Escuela de Medicina de la Universidad del Zulia (Maracaibo, Venezuela). Para la obtención de un consentimiento informado por escrito se le explicaron previamente a cada sujeto los detalles del estudio. Los criterios de exclusión fueron: tabaquismo, medicación hipolipemiante, uso de esteroides y otros agentes que puedan influir en el metabolismo de lípidos, diabetes mellitus, hipotiroidismo e hipertiroidismo, trastornos de la alimentación recientes y/o rápidos cambios de peso corporal (pérdida/ganancia), medicación que pueda alterar el apetito y eventos cardiovasculares sufridos en los últimos 6 meses.

Diseño del estudio

El estudio consistió en un diseño cruzado aleatorizado donde se evaluaron los efectos del consumo de cuatro tipos de muestras: barra nutricional a base de proteína de lacto suero (LS), barra nutricional a base de caseína (CS), barra nutricional a base de hidratos de carbono (HC) y bebida de glucosa (Glicolab, con sabor a mandarina), que sirvió como control (C). Cada uno de los tratamientos se desarrolló con una diferencia de 7 días entre ellos. Todas las barras tenían sabor a chocolate y fueron adquiridas de marcas comercialmente conocidas, según su similitud en la composición de macronutrientes (proporción de energía a partir de carbohidratos, proteínas y grasas, 40:30:30 para las barritas LS y CS; 65:15:20 para la barrita HC). Todos los tratamientos se consumieron en un periodo de tiempo comprendido entre 5 y 10 min. Las cantidades suministradas para los distintos tipos de tratamiento, así como una composición nutricional más detallada, aparecen registradas en la tabla I. Tanto los sujetos como el personal que participó en el estudio fueron cegados al tipo de barra que estaban consumiendo.

Índice y carga glicémica

Para la determinación del índice glicémico de las barritas estudiadas se extrajeron muestras de sangre a través de un catéter intravenoso colocado en la parte superior del brazo en una vena antecubital antes del consumo de la comida a probar y a los 15, 30, 45, 60, 90 y 120 minutos después de comenzar a comer. La concentración de glucosa en la sangre venosa (plasma con oxalato de potasio/fluoruro de sodio anticoagulante) se midió utilizando el método de glucosa hexoquinasa 6-fosfato deshidrogenasa (Olympus America, Inc, Melville, NY) (10).

El incremento del área bajo la curva respuesta de glucosa en la sangre (AUC) en relación con el nivel de ayuno se calculó utilizando una regla trapezoidal. El índice glicémico de cada barrita se expresa como AUC para cada barra/AUC bebida con glucosa x 100. La carga glicémica se calcula realizando el producto del índice glicémico por los gramos de carbohidratos por porción dividido entre 100 (11,12).

Valoración de la saciedad

Para la realización de la cena no se fijó una hora concreta, sino que cada participante la solicitó cuando estimó oportuno. La cena fue ad libitum, es decir, se instruyó para que consumieran alimento hasta sentirse "confortablemente llenos" en un periodo de tiempo de 30 min desde su inicio. Dicha cena consistió en sándwiches de jamón y queso (398 kcal/unidad, 14% de proteína, 63% de carbohidratos, 22% de grasa) con 236 ml de agua. Independientemente del momento de la solicitud de la cena, se mantuvo a los participantes en el centro hasta que se completaron las 8 h de la prueba. Se proporcionó agua ad libitum durante todo el día.

Desde el final de la merienda hasta el inicio de la cena, cada 30 min se valoró la sensación de apetito de los sujetos participantes mediante la escala visual analógica (EVA). Esta EVA consistía en líneas de 100 mm ancladas en cada extremo con declaraciones opuestas. Los participantes colocaron una "x" en la línea para indicar su valoración hasta ese momento y la puntuación se calculó midiendo la distancia en milímetros desde el principio de la línea a la posición de la "x" (de izquierda a derecha).

Análisis estadístico

Se calcularon como estadísticos descriptivos valores medios y su desviación estándar. Para estudiar la presencia de diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) entre los distintos tipos de tratamientos estudiados se realizaron análisis post hoc de Tukey. Todos los análisis se realizaron utilizando el paquete estadístico para las Ciencias Sociales (SPSS; versión 21; Chicago, IL).

Resultados

El índice glicémico es una relación entre la respuesta glicémica de una cantidad fija de un determinado carbohidrato biodisponible procedente de una comida-test y la misma cantidad de carbohidrato procedente de un alimento estándar (glucosa o pan blanco) consumida por el mismo sujeto. El área bajo la curva de glucosa en sangre después de la ingesta de la comida que se testa se expresa como porcentaje en relación al estándar (13). De acuerdo con esto, los alimentos según su índice glicémico se pueden clasificar en bajos (55), medios (56-69) o altos (70); el índice glucémico de la glucosa es 100.

En la tabla II se muestra la respuesta en forma de glucosa plasmática (mg/dl), índice glicémico y carga glicémica para los tres tipos de barritas estudiadas. Podemos observar cómo a partir de los 30 min existe un aumento de la glucemia en la sangre significativamente mayor (p < 0,05) para la barra HC en relación con las barras de contenido proteico (LS y CS) (Fig. 1). También existen diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) entre los índices glicémicos para los tres tipos de barras estudiados. Mientras los índices glicémicos de las barras LS y CS se pueden considerar bajos, la barra HC tiene un índice glicémico medio.

Los aminoácidos estimulan la secreción de insulina (14) y este hecho se considera como la base del efecto de las proteínas en la respuesta glucémica. Sin embargo, la relación entre los cambios en la respuesta de insulina en plasma y los cambios en las concentraciones de glucosa en la plasma inducidos por la adición de proteína a los hidratos de carbono no es muy estrecha, lo que indica que otros mecanismos como la velocidad de digestión de las proteínas y absorción-metabolismo de aminoácidos individuales están influyendo en la respuesta glucémica (15). Un estudio previo (16) ha mostrado cómo la adición de diferentes fuentes de proteínas a la glucosa incrementa entre 2 y 3 veces la respuesta de la insulina plasmática en comparación con la glucosa sola. Sin embargo, los efectos sobre la respuesta de glucosa en el plasma variaron entre ningún efecto (para las proteínas del huevo) y una reducción de aproximadamente el 40% (para el queso fresco). En esta misma línea, otro estudio (17) también observa cómo la respuesta de insulina por la presencia de proteínas está corre-lacionada positivamente con las concentraciones plasmáticas de leucina, fenilalanina y tiroxina. También se ha observado en sujetos normales cómo la disminución de los niveles de glucosa en la sangre tras la ingesta de proteínas es tanto mayor cuanto mayor es la sensibilidad de los sujetos a la insulina (18). Este efecto no se observa en nuestro estudio, en el que no existen grandes variaciones interindividuales para los diferentes tipos de alimentos estudiados. Sin embargo, sí podemos apreciar que aunque la regulación de los niveles de glucemia por parte de las proteínas depende, entre otros factores, de la naturaleza y tipo de proteínas, en el caso de las proteínas lácteas y, de forma muy especial para las proteínas lactoséricas, este tipo de nutrientes tienen un marcado efecto hipoglucemiante.

En la figura 2 se muestra la evolución del efecto de saciedad producido por las tres barritas estudiadas desde los 30 min en los que se concluyó la merienda hasta 3 h después. Se puede observar cómo la sensación de saciedad a los 60 min fue significativamente mayor (p < 0,01) para las barras elaboradas con proteínas lácteas LS y CS frente a la barra elaborada con hidratos de carbono HC. Incluso a los 90 min también se encuentran diferencias estadísticamente significativas entre las barras LS y CS (p < 0,05), observándose una mayor sensación de saciedad para la barra elaborada con proteínas lactoséricas. El efecto en la disminución de la sensación de hambre producido por las proteínas de la leche y especialmente por las proteínas del lactosuero ha sido previamente documentado. Un estudio anterior realizado por nosotros con mujeres jóvenes (20-30 años) durante una merienda ha encontrado cómo la ingesta de un yogur al que se le añadieron proteínas lactoséricas produce una mayor sensación de saciedad que la que originan otras meriendas habituales como galletas o chocolate (19). También Hall y cols. (20) han mostrado cómo la cantidad de energía ingerida durante una comida bufet ad libitum es significativamente menor a los 90 min de suministrar un suplemento líquido en forma de bebida que contenga proteínas lactoséricas frente a un equivalente elaborado con caseínas. Así, la ingesta energética total fue 3.676 kJ en el caso de las proteínas séricas frente a los 4.537 kJ de la bebida con caseínas.

Para algunos autores, el efecto regulador de la ingesta energética producido por las proteínas del suero lácteo viene producido porque estimulan la producción de hormonas moduladoras de la sensación de hambre como colecistoquinina (CCK), péptido similar al glucagón (GLP-1), péptido YY (PYY) y grelina (21-23). De acuerdo con esto, en el estudio de Hall y cols. (19) ya comentado, las concentraciones plasmáticas de CCK y GLP-1 son significativamente más altas (p < 0,05) cuando se ingiere el suplemento líquido con 762 g/kg de proteínas en forma de lactosuero, frente al elaborado con 850 g/kg de proteínas con caseínas. No obstante, en ese estudio no se encontraron diferencias en los niveles de insulina en el plasma entre ambos suplementos.

Discusión

El creciente interés en la búsqueda de componentes nutritivos con un elevado poder de saciedad y un bajo índice glucémico, con el objetivo de ser utilizados en la formulación de alimentos para diabéticos y/o personas obesas, es una de las líneas de investigación actuales de la industria alimentaria. En este sentido, investigaciones previas han documentado cómo la utilización de proteínas facilita una disminución de la ingesta energética y promueve una pérdida de peso del tejido adiposo mucho mayor que la que producen carbohidratos o grasas. En el presente estudio, la utilización de proteínas lácteas, y en especial de proteínas del suero lácteo, como ingredientes para la formulación de barritas energéticas tiene un marcado efecto hipoglucemiante, con valores de índice y carga glucémica significativamente menores que los que presentan las barritas elaboradas con hidratos de carbono. Asimismo, estas barritas elaboradas con proteínas lácteas (caseínas y del suero) promueven una sensación del efecto de saciedad mucho mayor y durante más tiempo que las elaboradas con carbohidratos, lo que pone de manifiesto el potencial de estos ingredientes para la elaboración de alimentos con un alto valor dietético y nutricional.

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Dirección para correspondencia:
Rafael Moreno Rojas. ]]> Departamento de Bromatología y Tecnología de los Alimentos.
Campus de Rabanales.
Universidad de Córdoba.
Ctra. Madrid, km. 396.
14071 Córdoba
e-mail: rafael.moreno@uco.es

Recibido: 13/10/2015
Aceptado: 4/11/2015