Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicinǎ veterinarǎ “Ion Ionescu de la Brad” Iaşi

STABILIREA DIGESTIBILITĂŢII

PRODUSELOR ALIMENTARE

GHERASIM ROXANAGRAUNTE ANDREEA

GRUPA 431, AN III , T.P.P.A.

Aprecierea valorii nutritive a alimentelor reprezintǎ un aspect

important cu privire la produsele alimentare. Dupǎ ingerarea (consumarea)

alimentelor, acestea sunt supuse acţiunii diverselor substanţe, având ca efect

final – digestia alimentelor şi absorbţia nutrienţilor. Substanţele nutritive

brute din alimente sunt digerate în proporţii diferite, depinzând de natura

alimentelor, de compoziţia chimicǎ a acestora, de particularitǎţile mono-

funcţionale ale tractului digestive, de cantitatea şi calitatea alimentelor din

meniul consumat (dieta) în timpul unei mese.

Pentru a putea calcula substanţele nutritive digestibile (sau digerabile)

este necesar sǎ cunoaştem compoziţia chimicǎ brutǎ a alimentelor, precum şi

procentul în care fiecare dintre acestea sunt digerate.

Termenul ce defineşte cuantumul din aliment ce poate fi digerat de

organism este “coeficient de digestibilitate” sau “coeficient de

digerabilitate” , notat Qd.

Determinarea şi stabilirea coeficienţilor de digestibilitate ai

substanţelor nutritive se poate face prin mai multe metode cum ar fi :

metode experimentale directe – bazate pe analize clasice de stabilire a

digestibilitǎţii;

metode experimentale indirecte – bazate pe utilizarea unor substanţe

inerte nedigerabile sau a atomilor marcaţi;

metode experimentale mai moderne – bazate pe experimente de

digestibilitate “in vitro’.

Metodele experimentale de stabilire a coeficienţilor de digestibilitate,

au în vedere formarea unui lot experimental şi un lot de control cu

caracteristici comune şi omogene, şi care parcurg obligatoriu o perioadǎ de

control.

2

1. Noţiuni generale şi organizarea experimentelor

Metoda se bazeazǎ pe stabilirea cantitǎţii de alimente ingerate şi a

substanţelor nedigerate eliminate pe parcursul unei anumite perioade de

timp. Se poate calcula cuantumul de substanţe digerate, iar apoi pe baza

datelor obţinute se calculeazǎ coeficientul de digestibilitate.

În vederea derulǎrii experimentului este necesarǎ stabilirea concretǎ a

organismului viu pe care se va derula cercetarea (organism uman sau

animal) , iar etapa imediat urmǎtoare se referǎ la delimitarea perioadei de

timp în care se va desfaşura experimental.

Pentru aceasta se determinǎ cantitatea de substanţe nutritive ingerate

(I) şi a substanţelor nedigerate eliminate prin fecale (E) într-o anumitǎ

perioadǎ de timp. Dupǎ aceasta se va stabili cantitatea de substanţe nutritive

digerate (D) în perioada respectivǎ de timp, ceea ce permite calcularea

coeficientului de digestibilitate (Qd) prin raportarea procentualǎ a digestiei

(D) la ingestie (I) .

Calculul substanţelor nutritive digerate se poate face cu relaţia :

D = I – E [g]

unde : D – cantitatea de substanţe nutritive digerate [g]

I – cantitatea de substanţe nutritive ingerate [g]

E – cantitatea de substanţe nutritive nedigerate, eliminate prin

fecale [g]

Dupǎ calcularea cantitǎţii de substanţe nutritive digerate se poate

calcula coeficienul de digestibilitate, astfel :

Qd = ( D / I ) *100 [%]

unde : Qd – coeficient de digestibilitate [%]

3

D – cantitatea de substanţe nutritive digerate [g]

I – cantitatea de substanţe nutritive ingerate [g]

Valorile substanţelor nutritive administrate ca şi aliment (SNA) , a

substanţelor nutritive, cantitatea de alimente ingerate, a valorii ingestiei,

egestiei şi digestiei se exprimǎ în grame [g] , se calculeazǎ fǎrǎ zecimale, iar

rotunjirea datelor obţinute prin calcul se face ţinand cont de prima zecimalǎ.

Valorile coeficientului de digestibilitate (Qd) se exprimǎ procentual [%] , cu

douǎ zecimale, iar rotunjirea se face la a treia zecimalǎ.

Pentru a putea determina valoare ingestiei (I) este necesar sǎ

cunoaştem cantitatea de alimente administrate (A) pe perioada desfǎşurǎrii

experimentului, precum şi compoziţia chimicǎ (CA) a acestora , dar şi

cantitatea de resturi de alimente neconsumate (R) şi compoziţia chimicǎ

brutǎ medie a acestora (CR) .

Referitor la cantitatea de alimente administratǎ (A), acestea sunt

caracterizate de o anumita compoziţie în substanţe nutritive administrate

(SNA) . De asemenea, alimentele rǎmase neconsumate (R) au în compoziţie

substanţe nutritive caracteristice din alimentele rǎmase (SNR) .

Pentru calculul cantitǎţii de substanţe nutritive administrate se aplica

urmǎtoarea formulǎ de calcul :

SNA = ( A * CA) / 100 [g]

unde : SNA – cantitatea de substanţe nutritive din alimentele

administrate [g]

A – cantitatea de alimente administrate [g]

CA – compoziţia chimicǎ medie brutǎ a alimentelor

administrate [g]

În cazul resturilor, cantitatea de substanţe nutritive din resturi sau din

alimentele rǎmase neconsumate (SNR) , se calculeazǎ având în vedere

4

cantitatea de resturi alimentare neconsumate şi compoziţia chimicǎ a

acestora, astfel :

SNR = ( R * CR ) / 100 [g]

unde : SNR – cantitatea de substanţe nutritive di alimentele rǎmase

neconsumate [g]

R – cantitatea de alimente rǎmase neconsumate [g]

CR – compoziţia chimicǎ medie brutǎ a alimentelor rǎmase

neconsumate [g]

În analiza cantitǎţii de substanţe nutritive digestibile dintr-un meniu

sau o dietǎ se discutǎ douǎ aspecte importante, şi anume cantitatea de

alimente ingerate (numitǎ şi “ingestie”) şi cantitatea de resturi alimentare

eliminate (numitǎ şi “egestie”) prin fecale.

Dacǎ se doreşte stabilirea concretǎ a cantitǎţii de alimente ingerate (I),

aceasta se poate face prin calcularea diferenţei dintre cantitatea de substanţe

nutritive din alimentele administrate şi cantitatea de substanţe nutritive din

alimentele rǎmase neconsumate (resturi), cu urmǎtoarea formulǎ de calcul :

I = SNA – SNR [g]

unde : I – cantitatea de alimente ingerate [g]

SNA – cantitatea de substanţe nutritive din produsele

alimentare administrate [g]

SNR – cantitatea de substanţe nutritive din alimente rǎmase

neconsumate [g]

Stabilirea egestiei (E) se poate calcula având în vedere cantitatea de

fecale eliminate (F) pe perioada în care s-a desfǎşurat experimentul şi

compoziţia chimicǎ brutǎ medie a acestora (CF).

E = ( F * CF ) / 100 [g]

unde : E – cantitatea de resturi alimentare eliminate [g]

5

F – cantitatea de fecale eliminate [g]

CF – compoziţia chimicǎ medie brutǎ a fecalelor [g]

Cercetǎrile experimentale de digestibilitate se organizeazǎ pe loturi de

minim 3 indivizi , loturi care sǎ fie caracterizate prin omogenitate din punct

de vedere al sexului, al maturitǎţii şi al vârstei, al greutǎţii corporale şi nu în

ultimul rând ţinând cont de starea fiziologicǎ a indivizilor. Derularea

experimentelor se poate face pe o singurǎ perioadǎ de control – dacǎ se

urmǎreşte digestibilitatea unui aliment, sau pe mai multe perioade de control

– dacǎ se urmǎresc mai multe alimente associate într-un meniu.

2. Metoda directǎ de organizare a experimentelor cu o

perioadǎ de control

Perioada de timp necesarǎ experimentului pentru stabilirea

digestibilitǎţii unui aliment, poate varia foarte mult în funcţie de

caracteristicile alimentului şi a indivizilor care se constituie în grupul

experimental. Stabilirea perioadei de timp necesarǎ pentru determinarea

digestibilitǎţii cu o singurǎ perioadǎ de control poate varia între minim 17

zile şi maxim 33 de zile.

Experimentele se organizeazǎ pe mai multe etape (subperioade) ,

astfel :

subperioada preliminarǎ de omogenizare a lotului, care poate

varia între 17 – 33 de zile ;

subperioada preexperimentalǎ de 7 – 20 de zile în care are loc

acomodarea organismului la condiţiile experimentale şi când se

6

asigurǎ eliminarea componentelor nedigerate provenite din

dietele anterioare experimentului ;

subperioada de control propiu-zisǎ de 8- 10 zile , în care se

determinǎ coeficientul de digestibilitate al substanţelor nutritive

dintr-un aliment. Se poate determina şi coeficientul de

digestibilitate a unui aliment dintr-o dietǎ (meniu, raţie

alimentarǎ) , când în meniu se aflǎ un amestec de cca 10-20 %

aliment pentru care se determinǎ Qd.

În perioada de experimentare propriu-zisǎ (subperioada de control

propriu-zis) se noteazǎ cantitǎţile de alimente administrate, proporţia

alimentului testat în total meniu, cantitǎţile de alimente rǎmase

neconsumate, dar şi colectarea tuturor fecalelor eliminate pe parcursul

acestei etape. Din probele prelevate pe parcursul întregii zile, care va forma

o probǎ generalǎ , din care se recolteazǎ o probǎ medie care va fi supusǎ

analizelor chimice. Proba medie va reprezenta cca. 5-10 5 din total probe

recoltate zilnic şi va fi supusǎ analizelor chimice pentru stabilirea

compoziţiei chimice.

Determinǎrile analitice care se vor face vor consta în determinarea

umiditǎţii (U) şi a substanţei uscate (S.U.) , determinari de proteinǎ brutǎ

(P.B.) , lipide brute (L.B.) , celulozǎ brutǎ (C.B.) , cenuşǎ (Cen.) şi substanţe

extractive neazotate (S.E.N.).

Pentru determinarea digestibilitǎţii este necesar sǎ se stabileascǎ

valorile medii pentru determinǎrile prezentate anterior

(U/S.U./P.B./L.B./C.B./Cen./S.E.N.), sǎ se cunoascǎ cantitǎţile medii de

alimente administrate (A) pentru fiecare individ, cantitǎţile medii de

alimente rǎmase neconsumate (R), dar şi cantitatea medie de fecale eliminate

(F).

7

Datele primare trebuie sǎ ofere informaţii clare şi certe cu privire la

cantitatea de aliment testat administrat în perioada de control – A (aliment

testat într-o dietǎ, procentual Xg aliment testat în 100 g dietǎ), cantitatea

medie de alimente rǎmase neconsumate (R) şi cantitatea de fecale eliminate

(F)- toate exprimate în grame.

În prima etapǎ se calculeazǎ masa (g) de substanţe nutritive din

alimentele administrate (SNA) şi masa de substanţe nutritive din cantitatea

de alimente rǎmase neconsumate (SNR), cu formulele prezentate şi explicate

mai sus.

SNA = ( A * CA) / 100 [g] şi SNR = ( R* CR) / 100 [g]

În cazul experimentelor este bine sǎ se ţinǎ o evidenţǎ foarte strictǎ în

ceea ce priveşte protocolul experimental. În aceastǎ perioadǎ se pot tabela

(vezi model tabel 3-1) datele obţinute din determinǎrile chimice, pentru o

mai bunǎ analizǎ comparativǎ.

Tabel 3-1. Compoziţia chimicǎ medie a alimentului de testat, a

resturilor şi a fecalelor [%]

Specificare S.U. Proteinǎ

Brute

Lipide

Brute

Subst.extract.

neazotate

Celulozǎ

brutǎ

Cenuşǎ

Alimentul

(A)

Resturi

neconsum.

(R)

Fecale (F)

8

Se calculeazǎ valoarea substanţelor nutritive din alimentul administrat (SNA) prin raportul dintre produsul A * CA şi 100. din table CA se considerǎ valoarea corespunzǎtoare la intersecţia dintre rândul corespunzǎtor alimentului testat – A şi coloana cu S.U. Analog se calculeazǎ SNR prin raportarea produsului dintre R şi CR la 100. Valoarea lui R este cunoscuţǎ, iar valoarea lui CR se aflǎ din tabel la intersecţia rândului corespunzǎtor pentru R şi coloana corespunzǎtoare S.U.

Diferenţa dintre cantitatea substanţelor nutritive din alimentul administrat (SNA) şi cantitatea substanţelor nutritive din resturile neconsumate (SNR) reprezintǎ cantitatea de substanţe nutritive ingerate(consumate) – I.

I = SNA – SNR [g]unde : I – cantitatea de substanţe nutritive ingerate [g] SNA – cantitatea de substanţe nutritive din alimentul

administrat [g] SNR – cantitatea de substanţe nutritive din resturile

neconsumate [g]Corespunzǎtor subperioadei a doua, se face calculul egestiei şi

coeficientul de digestie, astfel :E = ( F * CF) / 100 [g]

unde : E – cantitatea de resturi alimentare eliminate [g] F – cantitatea de fecale eliminate [g] CF – compoziţia chimicǎ medie brutǎ a fecalelor [g]Apoi se calculeazǎ cantitatea de substanţe nutritive digerate prin

diferenţa între cantitatea de substanţe de substanţe nutritive ingerate şi fecalele eliminate.

D = I – E [g]unde : D – cantitatea de substanţe nutritive din alimente digerate [g] I – cantitatea de substanţe nutritive din alimente ingerate [g] E – cantitatea de substanţe nutritive din alimente nedigerate,

eliminate prin fecale [g]Cunoscând cantitatea de substanţe digerate şi cantitatea de substanţe

ingerate se poate calcula şi valoarea Qd.Qd = ( D / I ) *100 [%]

unde : Qd – coeficient de digestibilitate [%] D – cantitatea de alimente digerate [g] I – cantitatea de alimente ingerate [g]Rezultatele experimentale se vor trece într-un tabel (tabel 3-2 : model

pentru un anumit aliment sau dietǎ ) pentru evaluare nutriţionalǎ şi pentru analiza comparativǎ a ingestiei şi egestiei.

9

Tabel 3-2. Calculul Qd a substanţelor nutritive (model)Specificare Furaj administrat

[g]Resturi [g]

Ingestia [g]

Egestia [g]

Qd

[%]S.U. [%]Proteine[%]Lipide [%]S.E.N. [%]Celulozǎ[%]Cenuşǎ [%]

Valorile substanţelor nutritive din alimentele administrate (SNA), a substanţelor nutritive şi resturile neconsumate (SNR), cantitatea de alimente ingerate (I), cantitatea de resturi eliminate (E), cantitatea de alimente digerate (D) se exprimǎ în grame şi se calculeazǎ fǎrǎ zecimale. Valorile coeficienţîlor de digestie (Qd) se exprimǎ procentual (%) şi se exprimǎ cu douǎ zecimale .

3. Metoda directǎ de organizare a expeimentelor cu douǎ perioade de control

În general, aceastǎ procedurǎ este valabilǎ în cazul alimentelor la care dorim sǎ stabilim coeficientul de digestie, dar care nu pot constitui singure meniul, ci doar în asociaţie cu alte alimente. Astfel, în prima perioadǎ de control se administreazǎ doar alimentul cu care produsul alimentar testat este asociat în dieta.

Spre exemplu, dorim sǎ determinǎm coeficientul de digestie pentru alimental notat “Y” – care nu poate fi administrat singur într-o dietǎ. Alimental testat “Y” se va asocia în dietǎ cu alimental “Z” – care poate fi administrat singur în dietǎ.

Experimentele se organizeazǎ pe mai multe etape (subperioade) în care sunt incluse douǎ perioade de control, astfel,:

Subperioada preliminara de 2-3 zile; Subperioada preexperimentalǎ de 7-20 zile; Subperioada de control sau experimentalǎ propriu-zisǎ de 8-10

zile; Subperioada de tranziţie de 7-15 zile; Subperioada a doua de control de 8-10 zile.

10

În subperioada preliminarǎ a experimentului se verificǎ şi se face omogenitatea lotului pe parcursul a 2-3 zile.

În subperioada preexperimentalǎ are loc acomodarea organismului la condiţiile experimentale şi este etapa în care se asigurǎ eliminarea componentelor nedigerate provenite din dietele anterioare experimentului, variind între 7-20 de zile. În aceastǎ etapǎ se administreazǎ un amestec de alimente din care trebuie sǎ facǎ parte şi alimental care urmeazǎ sǎ fie testat (Y). Prin aceastǎ masurǎ se realizeazǎ acomodarea organismului cu alimental care urmeazǎ a fi testat şi se asigurǎ adaptarea echipamentului enzymatic la digestia alimentului de testat. Astfel, coeficienţii de digestie a amestecului de alimente se stabilesc pentru amestec (meniul).

În prima subperioadǎ de control sau etapa experimentalǎ propriu-zisǎ se administreazǎ doar alimentul asociat (Z) şi se fac înregistrǎrile corespunzǎtoare.

În subperioada de tranziţie ce urmeazǎ şi apoi în a doua perioadǎ de control alimental de testat (Y) se administreazǎ în proporţie de 50-70 % din valoarea nutritivǎ a raţiei, iar diferenţa de 30-50 % se asigurǎ din alimental asociat (Z). Subperioada de tranziţie se desfǎşoarǎ pe parcursul a 7-15 zile şi în aceastǎ perioadǎ nu se desfǎşoarǎ practic o testare a nici unei caracteristici, fiind o perioadǎ de repaus.

A doua subperioadǎ de control are loc pe parcursul a 8-10 zile. În acestǎ etapǎ se ţine evidenţa cantitǎţii de aliment testat (Y) administrat şi consumat, a cantitǎţii de aliment asociat (Z) administrat şi consumat, a resturilor neconsumate (R), a cantitǎţii de fecale eliminate (F). De asemenea, se recolteazǎ probe din alimentele administrate, din resturile neconsumate colectate, dar şi din fecale, efectuându-se determinarea compoziţiei chimice brute pentru toate acestea.

Date necesare pentru stabilirea coeficientului de digestie a alimentului de testat se referǎ la a doua perioadǎ de control, prin care se urmǎreşte şi noteazǎ:

Cantitatea de aliment testat (Y) ingeratǎ în a doua perioada de control şi compoziţia chimicǎ medie a acestuia;

Cantitatea de aliment asociat (Z) în dietǎ cu alimental testat, care a fost ingeratǎ în a doua perioadǎ de control şi compoziţia chimicǎ medie a acestuia;

Cantitatea de fecale eliminatǎ în a doua perioadǎ de control(fecale care provin din digestia alimentului testat şi alimentului asociat) şi compoziţia chimicǎ a acesteia.

Pentru calculul rezultatelor – se stabilesc coeficienţii de digestibilitate ai substanţelor nutritive din alimentul testat Y şi alimentul asociat Z cu

11

ajutorul datelor obţinute în timpul experimentelor. Pe baza datelor experimentale obţinute se stabileşte ingestia (I) folosind urmǎtoarele relaţii matematice:

IY=(Y * CY) / 100 [g]unde : Iy – cantitatea de aliment testat Y ingerat [g] Y – cantitatea de aliment testat Y administrat [g] CY – compoziţia chimicǎ medie brutǎ a alimentului testat,

notat cu Y [g]Iar pentru alimentul asociat – Z, ingestia va fi :

IZ = (Z * CZ) / 100 [g]unde : IZ - cantitatea de aliment asociat Z ingerat [g] Z – cantitatea de aliment asociat Z administrat [g] CZ – compoziţia chimicǎ medie brutǎ a alimentului asociat,

notat cu Z [g]Prin aplicare formulei de calcul caracteristicǎ egestiei se calculeazǎ

cantitatea de resturi alimentare nedigerate eliminate, astfel :E = (F * CF) / 100 [g]

unde : E – cantitatea de resturi alimentare eliminate [g] F – cantitatea de fecale eliminate [g] CF – compoziţia chimicǎ medie brutǎ a fecalelor [g]Dacǎ însumǎm cantitǎţile de aliment testat şi aliment asociat

administrate şi ingerate, obţinem cantitatea totalǎ de alimente ingerate.Itotal = IY + IZ [g]

unde : Itotal – cantitatea totalǎ ingeratǎ de alimente [g] IY – cantitatea ingeratǎ de aliment testat Y [g] IZ – cantitatea ingeratǎ de aliment asociat Z [g]

Având valorile cantitǎţii de alimente ingerate (Itotal) şi cantitatea de resturi alimentare nedigerate, respectiv egestia (E) , se poate calcula cantitatea totalǎ de alimente digerate (Dtotal) , astfel :

Dtotal = Itotal – E [g]unde : Dtotal – cantitatea totalǎ de alimente digerate [g] Itotal – cantitatea totalǎ de alimente ingerate [g] E – cantitatea de resturi alimentare nedigerate eliminate prin

fecale [g]Pe baza datelor înregistrate în prima perioadǎ de control, cǎnd s-au

administrat în dietǎ doar alimentul asociat (Z) se calculeazǎ digestia alimentului asociat – DZ.

Aplicǎm formula de calcul a coeficientului de digestie pentru alimentul asociat – Z :

Qdz = (DZ / IZ) * 100 [%]

12

unde : Qdz – coeficient de digestibilitate a alimentului asociat, notat cu Z [%]

DZ – cantitatea digeratǎ de substanţe nutritive din alimentul

asociat [g] IZ – cantitatea ingeratǎ de substanţe nutritive din alimentul

asociat [g]Din aceastǎ formulǎ matematicǎ se extrage formula de calcul pentru

cantitatea de substanţe nutritive digerate din alimentul asociat (Qdz), şi se obţine :

DZ = (IZ * Qdz ) / 100Apoi se calculeazǎ diferenţa dintre cantitatea de alimente totale

digerate şi cantitatea de aliment asociat digeratǎ când se obţine cantitatea de aliment testat (Y) digeratǎ :

DY = Dtotal – DZ [g]unde : DY – cantitatea digerata de aliment testat – Y [g] Dtotal – cantitatea totalǎ de alimente digeratǎ [g]

DZ - cantitatea digeratǎ de aliment asociat Z [g]Având cantitatea ingeratǎ de aliment testat (IY) Şi cantitatea digeratǎ

de aliment testat (DY) se poate calcula coeficientul de digestie a alimentului testat , notat cu Y , astfel :

QdY = (DY / IY ) * 100 [%]unde : QdY – coeficient de digestibilitate a alimentului testat, notat cu

Y [%]

DY – cantitatea digeratǎ de substanţe nutritive din alimentul testat [g]

IY – cantitatea ingeratǎ de substanţe nutritive din alimentul testat [g]

Valorile corespunzǎtoare cantitǎţii de alimente ingerate (I), cantitatea de resturi eliminate (E) şi cantitatea de alimente digerate (D) se exprimǎ în grame şi se calculeazǎ fǎrǎ zecimale. Valorile coeficienţilor de digestie (Qd) se exprimǎ procentual (%) şi se exprimǎ cu douǎ zecimale.

13

BIBLIOGRAFIE :1. Mirela Ahmadi – Noţiuni teoretice şi aplicaţii

practice , Editura Orizonturi Universitare, Timişoara 2008

14