Avaliação da farinha de yacon (Smallanthus sonchifolius) na modulação das propriedades biomecânicas e na retenção de minerais nos ossos de ratos Wistar

Abstract

O yacon é um alimento ainda pouco explorado, característico pela vida de prateleira curta, decorrente da grande porcentagem de água que possui. Neste sentido, a farinha de yacon torna-se promissora, pois além de aumentar a vida útil do yacon, facilita sua incorporação na produção de diversos alimentos. Os objetivos deste estudo foram: elaborar a farinha a partir da raiz do yacon, determinar seu rendimento e caracterizar a composição química (estudo I); avaliar o efeito da farinha de yacon na saúde óssea dos animais (estudo II e III); verificar os possíveis efeitos hepatotóxicos da farinha de yacon em ratos (estudo II e III) e avaliar o efeito da farinha de yacon na modulação da microbiota cecal dos animais (estudo III). Para elaboração da farinha de yacon foi realizada secagem a 55°C/48 horas. A farinha obtida foi utilizada no preparo das dietas experimentais para realização dos ensaios biológicos com ratos Wistar. No estudo II, os animais (n=8) foram distribuídos em 6 grupos experimentais, com dois níveis de cálcio (100% e 75% das recomendações) e três níveis de FOS da farinha de yacon (0%, 4% e 8%) da seguinte maneira: 1) 100% Ca; 2) 100% Ca + farinha de yacon (FY) com 4% FOS; 3) 100% Ca + FY com 8% FOS; 4) 75% Ca; 5) 75% Ca + FY com 4% FOS e 6) 75% Ca + FY com 8% FOS. Para realização do estudo III, os animais (n=8) foram distribuídos em 4 grupos: 1) Controle (dieta padrão AIN-93G); 2) Prebiótico (FY com 4% de FOS); 3) Probiótico (0,1 mL do concentrado celular de B. longum); 4) Simbiótico (FY com 4% de FOS + probiótico). Ao final dos 28 dias de experimentação os animais (estudo II e III) foram avaliados quanto à função hepática (proteína, albumina, AST, ALT, fosfatase alcalina, triacilgliceróis, colesterol total e frações); propriedades biomecânicas (comprimento, espessura e força de fratura) do fêmur e conteúdo de minerais (cálcio, fósforo e magnésio) na tíbia. No estudo III, avaliou-se também a concentração de AGCC e a microbiota do conteúdo cecal. No estudo I foram obtidos os seguintes resultados para a composição química da FY: 0,05 g de cálcio; 0,15 g de lipídios; 0,18 g de magnésio; 0,21 g de fósforo; 2,7 g de proteínas; 5,4 g de resíduo mineral fixo; 6,9 g de umidade; 25,7 g de FOS e 38,95 g de carboidratos não digeríveis. O consumo da farinha de yacon com 4% e 8% de FOS, em dieta com 100% ou 75% das recomendações de cálcio não afetou as variáveis hepáticas. A força de fratura do fêmur e os teores de cálcio e fósforo na tíbia aumentaram (P<0,05) com a adição de níveis crescentes da farinha de yacon (estudo II). Houve aumento (P<0,05) do conteúdo de cálcio, fósforo e magnésio na tíbia dos animais dos grupos probiótico e simbiótico (estudo III). A incorporação da farinha com 4% de FOS elevou a contagem de anaeróbios estritos e facultativos, aumentou a concentração de ácido propriônico e butírico, exercendo efeito positivo na modulação desses ácidos graxos de cadeia curta no ceco dos animais (estudo III). Os experimentos realizados nesta pesquisa constituem um indicativo de que a farinha de yacon pode melhorar a saúde óssea, por aumentar à resistência a fratura e a retenção de minerais (cálcio, fósforo e magnésio) nos ossos. Devido à versatilidade que a farinha possui de ser incorporada a vários tipos de produtos, o yacon nesta forma pode contribuir para o desenvolvimento de vários alimentos com alegação de propriedades funcionais, por apresentar 25,7% de FOS.

Yacon is a food product that has been little explored and is characterized by its high water content resulting in short shelf life. Thus, yacon flour is a promissing alternative since it extend the shelf life of yacon and facilitates its incorporation to various foods. The objectives of this study were: to develop flour from the yacon root, determine yield and characterize the chemical composition (study I), evaluate the effect of yacon flour on bone health of animals (study II and III), verify the possible effects of hepatotoxic yacon flour in rats (study II and III) and evaluate the effect of yacon flour on the modulation of caecal flora in animal (study III). For preparation of yacon flour it was first dried at 55°C for 48 hours. The flour obtained was used to prepare the experimental diets to carrying out the biological tests with rats. In study II, the animals (n = 8) were divided into six experimental groups for two levels of calcium (100% and 75% of the recommended) and three levels of yacon flour FOS (0%, 4% and 8%) as follows: 1) 100% Ca; 2) 100% Ca + yacon flour (FY) with 4% FOS; 3) 100% Ca + FY with 8% FOS; 4) 75% Ca; 5) 75% Ca + FY with 4% FOS and 6) 75% Ca + FY with 8% FOS. In study III, the animals (n = 8) were divided into 4 groups: 1) control (standard AIN-93G diet), 2) prebiotic (FY with 4% FOS), 3) Probiotic (0.1 mL of concentrated B. longum cells), and 4) Symbiotic (FY with 4% FOS + probiotic). After 28 days, of experimental the animals (study II and III) were evaluated for liver function (protein, albumin, AST, ALT, alkaline phosphatase, triglycerides, total cholesterol, HDL-c and LDL-c), biomechanical properties (length, thickness and fracture strength) and femur mineral content (calcium, phosphorus and magnesium) in the tibia. In study III the concentration of SCFA and microbiota in the cecal content was also evaluated. Study I provided were obtained the following results for the chemical composition of FY: 0.05 g of calcium, 0.15 g of lipids, 0.18 g of magnesium, 0.21 g of phosphorus, 2.7 g of protein, 5.4 g ash, 6.9 g moisture, 25.7 g of FOS and 38.95 g of non-digestible carbohydrates. The consumption of yacon flour with 4% and 8% FOS in the diet with 100% or 75% of the recommended calcium did not affect the liver variables. Fracture strength of the femur and the calcium and phosphorus in the tibia increased (P<0.05) with the addition of increasing levels of yacon flour (study II). Increased (P<0.05) contents of calcium, phosphorus and magnesium were observed in the tibia of animals of the probiotic and synbiotic groups (study III). Incorporation of flour with 4% FOS increased the count of strict and facultative anaerobes and also increased concentrations of propionate and buritato, exerting a positive effect on the modulation of short-chain fatty acids in the cecum of the animals (study III). The experiments conducted in this study are indicative that yacon flour can improve bone health by increasing resistance to fracture and retention of minerals (calcium, phosphorus and magnesium). Because of the versatility of the flour to be incorporated into various products, yacon may contribute to the development of various foods with functional property claims due to their high FOS content.