Crescente ênfase vem sendo dada ao estudo e desenvolvimento de alimentos ricos em carboidratos não-disponíveis em virtude de seus benefícios já comprovados. O presente trabalho visou caracterizar carboidratos da banana verde e avaliar efeitos fisiológicos de seus carboidratos não-disponíveis sobre a tolerância à glicose, entre outros parâmetros relacionados a ela ou à saúde em geral. A massa de banana verde (MBV) (banana verde cozida com casca) e o amido de banana verde (ABV) (amido isolado) foram os principais produtos estudados. Foram realizados ensaios de curta duração em humanos e em ratos, e de média duração somente em ratos. Para a caracterização dos produtos e rações utilizados, foram avaliados principalmente os teores de amido resistente (AR), fibra alimentar (FA), fração indigerível (FI) e o perfil da fermentação in vitro. Os efeitos fisiológicos dos produtos e rações foram avaliados por curvas glicêmicas, teste de tolerância à glicose (TTG), perfil lipídico e de fermentabilidade in vivo. Os produtos de banana verde e as rações elaboradas com os mesmos apresentaram alto teor de carboidratos não-disponíveis, diferentes em quantidade e qualidade, mas com alta fermentabilidade, sinalizada pelo aumento da produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e diminuição de pH na fermentação colônica in vitro ou in vivo. A ingestão de MBV ou ABV como primeira dieta, em ensaios de curta duração com ratos, afetou a glicemia pós-prandial de uma segunda dieta padrão, o que não foi observado com rações contendo tais produtos em menor proporção. Por outro lado, em 28 dias as rações contendo MBV ou ABV causaram menor secreção de insulina em ilhotas pancreáticas, o que possibilita poupar as células ß. Os resultados indicam que os produtos estudados têm grande potencial para serem utilizados na elaboração de alimentos destinados à prevenção de determinadas doenças crônicas não-transmissíveis, como diabetes tipo 2. / The study of unavailable carbohydrates has been of great concern due to their proven benefits to health. This work aimed to characterize carbohydrates of unripe bananas, as well as to evaluate physiological effects of their unavailable carbohydrates over glucose tolerance, among other parameters related to it or to individuals\' health in general. The unripe banana mass (MBV) (unripe banana cooked with peel) and the unripe banana starch (ABV) (isolated starch from the fruit in natura) were the main studied products. Short term assays were carried out with humans and rats, while medium term ones were realized with rats. In order to characterize the products and diets used in this work, several parameters were evaluated, such as quantifications of resistant starch (RS), dietary fiber (DF), indigestible fraction (IF) and the study of the in vitro fermentation profile. The physiological effects of the products and diets were evaluated through glycemic curves, glucose tolerance test (GTT), and lipidic and fermentative characteristics. The unripe banana products, as well as the diets elaborated with them, presented high amount of unavailable carbohydrates, in different quantity and quality, but all of them with high fermentative rates, signalized buy an increase in short chain fatty acids (SFCA) production and decrease in pH on colonic fermentation carried out in vivo or in vitro. In the short term assays, the MBV and ABV intakes affected the postprandial glycemic response to a following diet in rats. Similar effect was not noticed in medium term assays after the intake of diets containing unripe banana products in lower proportions for 28 days. On the other hand, in this medium term assays, rats diets containing MBV or ABV lead to lower insulin secretion in isolated pancreatic islets, which may preserve ß cells function. The results of this work point that the unripe banana products have great potential to be applied in special food elaboration aiming the prevention of some non-transmissible chronic diseases.

Crescente ênfase vem sendo dada ao estudo e desenvolvimento de alimentos ricos em carboidratos não-disponíveis em virtude de seus benefícios já comprovados. O presente trabalho visou caracterizar carboidratos da banana verde e avaliar efeitos fisiológicos de seus carboidratos não-disponíveis sobre a tolerância à glicose, entre outros parâmetros relacionados a ela ou à saúde em geral. A massa de banana verde (MBV) (banana verde cozida com casca) e o amido de banana verde (ABV) (amido isolado) foram os principais produtos estudados. Foram realizados ensaios de curta duração em humanos e em ratos, e de média duração somente em ratos. Para a caracterização dos produtos e rações utilizados, foram avaliados principalmente os teores de amido resistente (AR), fibra alimentar (FA), fração indigerível (FI) e o perfil da fermentação in vitro. Os efeitos fisiológicos dos produtos e rações foram avaliados por curvas glicêmicas, teste de tolerância à glicose (TTG), perfil lipídico e de fermentabilidade in vivo. Os produtos de banana verde e as rações elaboradas com os mesmos apresentaram alto teor de carboidratos não-disponíveis, diferentes em quantidade e qualidade, mas com alta fermentabilidade, sinalizada pelo aumento da produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e diminuição de pH na fermentação colônica in vitro ou in vivo. A ingestão de MBV ou ABV como primeira dieta, em ensaios de curta duração com ratos, afetou a glicemia pós-prandial de uma segunda dieta padrão, o que não foi observado com rações contendo tais produtos em menor proporção. Por outro lado, em 28 dias as rações contendo MBV ou ABV causaram menor secreção de insulina em ilhotas pancreáticas, o que possibilita poupar as células ß. Os resultados indicam que os produtos estudados têm grande potencial para serem utilizados na elaboração de alimentos destinados à prevenção de determinadas doenças crônicas não-transmissíveis, como diabetes tipo 2. / The study of unavailable carbohydrates has been of great concern due to their proven benefits to health. This work aimed to characterize carbohydrates of unripe bananas, as well as to evaluate physiological effects of their unavailable carbohydrates over glucose tolerance, among other parameters related to it or to individuals\' health in general. The unripe banana mass (MBV) (unripe banana cooked with peel) and the unripe banana starch (ABV) (isolated starch from the fruit in natura) were the main studied products. Short term assays were carried out with humans and rats, while medium term ones were realized with rats. In order to characterize the products and diets used in this work, several parameters were evaluated, such as quantifications of resistant starch (RS), dietary fiber (DF), indigestible fraction (IF) and the study of the in vitro fermentation profile. The physiological effects of the products and diets were evaluated through glycemic curves, glucose tolerance test (GTT), and lipidic and fermentative characteristics. The unripe banana products, as well as the diets elaborated with them, presented high amount of unavailable carbohydrates, in different quantity and quality, but all of them with high fermentative rates, signalized buy an increase in short chain fatty acids (SFCA) production and decrease in pH on colonic fermentation carried out in vivo or in vitro. In the short term assays, the MBV and ABV intakes affected the postprandial glycemic response to a following diet in rats. Similar effect was not noticed in medium term assays after the intake of diets containing unripe banana products in lower proportions for 28 days. On the other hand, in this medium term assays, rats diets containing MBV or ABV lead to lower insulin secretion in isolated pancreatic islets, which may preserve ß cells function. The results of this work point that the unripe banana products have great potential to be applied in special food elaboration aiming the prevention of some non-transmissible chronic diseases.

Cette étude a pour objectif d'évaluer la relation entre la structure (au niveau physique et / ou moléculaire) de son de blé et de la couche à aleurone et leurs effets santé. En gardant la composition du son et de l'aleurone constante, leur structures ont été modifiés par des traitements mécaniques et / ou enzymatiques de façon à casser leur structure matricielle complexe et d'augmenter la bioaccessibilité des leurs fibres alimentaires et composés phénoliques. La capacité antioxydante des ces fractions a été évaluée par une méthode standard in vitro et par un modèle de digestion gastrique in vitro. La déstructuration physique du son et aleurone par le broyage a augmenté leur surface spécifique conduisant à une plus grande exposition du groupement acide férulique (AF) qui a augmenté leur capacité antioxydante. Le traitement enzymatique réalisée sur aleurone a modifié son organisation moléculaire, qui a largement libéré l'AF des arabinoxylanes (AX). Cette destructuration a apporté une amélioration plus importante sur la capacité antioxydante de l'aleurone que celle mené par le broyage. Comme l'aleurone est riche en AX fermentescibles, les effets de sa structure plus accessible et avec une plus grande dépolymérisation ont été évaluées en utilisant un modèle in vitro en mimant le côlon humain. La déstructuration physique de l'aleurone par le broyage n'a pas amélioré leur pouvoir fermentescible, c'est à dire que le métabolisme de composés phénoliques et de la formation des chaînes courtes d'acides gras ont été comparable à ceux obtenus pour l'aleurone natif. Néanmoins, la dégradation enzymatique de l'aleurone en apportant une plus grande quantité des AX soluble et de l'AF biodisponible a augmenté le métabolisme de l'AF dans le colon dans des métabolites avec propriétés anti-inflammatoires. Une étude in vivo avec des souris sur un régime riche en graisses a été fait pour évaluer le potentiel de l'aleurone physiquement et moléculaire déstructuré pour neutraliser les désordres métaboliques tels que l'obésité, le stress oxydatif et l'inflammation. La déstructuration physique de l'aleurone n'a pas eu d'effet positif sur les désordres métaboliques. La fraction d'aleurone qui a présenté la plus grande quantité d'AX soluble et de l'AF biodisponible a bien réduit l'obésité (gain de poids, l'adiposité et la sécrétion de leptine) et la résistance à l'insuline chez la souris. Par contre, aucune différence significative n'a été observée dans le stress oxydatif et l'inflammation des souris nourries avec des régimes enrichis en aleurone. En conclusion, nous avons démontré que les effets santé de l'aleurone sont clairement liées à l'intégrité de sa structure. Ses effets santé ont été accrues par une modification de sa structure principalement au niveau moléculaire en dégradant ses parois cellulaire pour augmenter la bioaccessibilité et la biodisponibilité des composés nutritionnellement intéressants, tels que l'AX et l'FA. / The objective of this study was to evaluate the relationship between the structure (at physical and/or molecular level) of wheat bran and aleurone and their health effects. Keeping the composition of bran and aleurone constant, their structure was modified by mechanical and/or enzymatic treatments in order to disrupt their complex matrix structure and increase the bioaccessibility of their dietary fibre and phenolic compounds. The antioxidant capacity of the bran and aleurone fractions was evaluated by a standard in vitro test and by an in vitro gastric digestion model. The grinding disrupted the physical structure of bran and aleurone increasing their specific surface leading to a greater exposition of ferulic acid moiety (FA) which increased their antioxidant capacity. Enzymatic treatment performed on aleurone acted on its molecular organisation releasing its FA from arabinoxylans (AX). This destructuration improved the antioxidant capacity of aleurone even more than the one allowed by grinding. As aleurone is rich in highly fermentable AX, the effects of its better accessibility and depolymerisation were evaluated using an in vitro model mimicking the human colon. The physical destructuration of aleurone by grinding did not improve its fermentability, i.e. the colonic metabolism of phenolic compounds and the formation of short-chain fatty acids were similar compared to the native aleurone. Nevertheless, the enzymatic degradation of aleurone produced higher amount of soluble AX and bioavailable FA improving the metabolism of colonic FA in metabolites with anti-inflammatory properties. An in vivo mouse study with a high-fat diet was used to evaluate the potential of physically and molecularly destructured aleurone to counteract the metabolic disorders, such as obesity, oxidative stress and inflammation. The physical destructuration of aleurone did not have any positive effect on the metabolic disorders. The aleurone fraction, which presented the highest level of soluble AX and bioavailable FA, reduced the obesity (body weight gain, adiposity, and leptin secretion) and insulin resistance in mice. But no significant differences were observed in the oxidative stress and inflammation status of mice fed with any of the aleurone-based diets. In conclusion, we demonstrated that the aleurone health effects were clearly linked to the integrity of its structure. Its health effects have been increased by modification of its structure mainly at molecular level by degrading its cell wall to increase the bioaccessibility and bioavailability of nutritionally interesting compounds, such as AX and FA.

Vem crescendo a cada dia o interesse pelo aproveitamento biológico dos carboidratos não-disponíveis no que se refere ao amido resistente (AR) e à fibra alimentar (FA) e seus efeitos sobre a fisiologia do intestino grosso. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito trófico, decorrente da fermentação de carboidratos não-disponíveis da banana verde, no intestino grosso de ratos adultos. As amostras estudadas foram: ABV (amido isolado de plátano verde - Musa paradisíaca L.) e MBV (banana nanicão - Musa acuminata, variedade Nanicão - verde cozida com casca, descascada e seca). Foi realizado estudo de média duração (28 dias) com ratos Wistar adultos, divididos em três grupos: grupo Controle (G-C), que recebeu ração padrão (R-C), e dois grupos experimentais, que receberam rações com concentrações crescentes de AR, ou seja, G-MBV recebeu ração R-MBV, com 5% de AR, e G-ABV recebeu ração R-ABV, com 10% de AR. Foram avaliados consumo e fermentabilidade in vitro das rações; peso corpóreo; peso e umidade das fezes; pH e histologia cecais. Não foi observada diferença no consumo médio diário de ração entre os grupos. O consumo de R-ABV proporcionou menor crescimento dos animais. No G-ABV, além da queda do pH cecal, houve aumento do peso seco das fezes e do conteúdo cecal, possivelmente devido ao aumento da microbiota intestinal. Ainda nesse grupo, houve aumento do peso total do ceco, evidenciando não somente ganho de umidade (aumento do peso do conteúdo cecal) como também possível proliferação celular (aumento do peso da parede do ceco). No G-MBV, houve queda do pH cecal, devido à produção de ácidos graxos de cadeia curta pela fermentação, e ganho de umidade no conteúdo cecal, resultado coerente com a maior presença de FA solúvel nesta ração. Porém, não houve aumento do peso seco das fezes nesse grupo. Pela análise histológica do tecido cecal, foi possível evidenciar que tanto a fermentação da R-ABV como a da R-MBV exerceram efeito trófico no intestino grosso desses animais (p<0,01). Os resultados obtidos indicam que os carboidratos não-disponíveis presentes na banana verde exercem efeitos positivos sobre a fisiologia dos animais, apontando a possibilidade de utilização dessa matéria-prima na elaboração de alimentos voltados para a prevenção de determinadas doenças crônicas não-transmissíveis. / The interest in unavailable carbohydrates, mainly in the possible effects of resistant starch (RS) and dietary fiber (DF) on the physiology of the large bowel, has recently increased. The present work aimed to evaluate the trophic effect, caused by the fermentation of unavailable carbohydrates from banana, on the large bowel of adult rats. Two samples were studied: ABV (starch isolated from unripe plantain - Musa paradisíaca L.) and MBV (unripe banana -Musa acuminata, variety Nanicão - cooked with peel, peeled and dried). An assay was carried during 28 days, with adult Wistar rats, divided into three groups: Control group (G-C), fed standard diet (R-C), and two experimental groups fed crescent RS concentrations (G-MBV, fed R-MBV with 5% RS, and G-ABV, fed R-ABV with 10% RS). Consumption and in vitro fermentation of the diets; body weight; feces weight and moisture; cecum pH and histology were evaluated. No difference was observed in the average daily consumption among the groups. Rats fed R-ABV presented decreased growth. On G-ABV, besides cecum pH decrease, there was an increase in feces and cecum content dry weight, possibly due to the increase in intestinal microbiota. There was an increase in cecum total weight, evidencing not only moisture gain (increase in cecum content weight) but also possible cellular proliferation (increase in the cecum wall weight). On G-MBV, there was a decrease in the cecum pH, due to the production of short-chain fatty acids by the fermentation, and moisture gain in the cecum content, which is coherent with the greater concentration of soluble DF in this diet. However, an increase in feces dry weight was not observed in this group. Considering the histology of the cecum tissue, it was possible to evidence that the fermentation of both R-ABV and R-MBV exerted trophic effect in the large bowel of the animais (p<0,01). The results obtained indicate that unavailable carbohydrates from unripe banana exert positive effects on the physiology of the animais, pointing to the possibility of using this product on the elaboration of foods aimed to preventing certain non-transmissible chronic diseases.

Vem crescendo a cada dia o interesse pelo aproveitamento biológico dos carboidratos não-disponíveis no que se refere ao amido resistente (AR) e à fibra alimentar (FA) e seus efeitos sobre a fisiologia do intestino grosso. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito trófico, decorrente da fermentação de carboidratos não-disponíveis da banana verde, no intestino grosso de ratos adultos. As amostras estudadas foram: ABV (amido isolado de plátano verde - Musa paradisíaca L.) e MBV (banana nanicão - Musa acuminata, variedade Nanicão - verde cozida com casca, descascada e seca). Foi realizado estudo de média duração (28 dias) com ratos Wistar adultos, divididos em três grupos: grupo Controle (G-C), que recebeu ração padrão (R-C), e dois grupos experimentais, que receberam rações com concentrações crescentes de AR, ou seja, G-MBV recebeu ração R-MBV, com 5% de AR, e G-ABV recebeu ração R-ABV, com 10% de AR. Foram avaliados consumo e fermentabilidade in vitro das rações; peso corpóreo; peso e umidade das fezes; pH e histologia cecais. Não foi observada diferença no consumo médio diário de ração entre os grupos. O consumo de R-ABV proporcionou menor crescimento dos animais. No G-ABV, além da queda do pH cecal, houve aumento do peso seco das fezes e do conteúdo cecal, possivelmente devido ao aumento da microbiota intestinal. Ainda nesse grupo, houve aumento do peso total do ceco, evidenciando não somente ganho de umidade (aumento do peso do conteúdo cecal) como também possível proliferação celular (aumento do peso da parede do ceco). No G-MBV, houve queda do pH cecal, devido à produção de ácidos graxos de cadeia curta pela fermentação, e ganho de umidade no conteúdo cecal, resultado coerente com a maior presença de FA solúvel nesta ração. Porém, não houve aumento do peso seco das fezes nesse grupo. Pela análise histológica do tecido cecal, foi possível evidenciar que tanto a fermentação da R-ABV como a da R-MBV exerceram efeito trófico no intestino grosso desses animais (p<0,01). Os resultados obtidos indicam que os carboidratos não-disponíveis presentes na banana verde exercem efeitos positivos sobre a fisiologia dos animais, apontando a possibilidade de utilização dessa matéria-prima na elaboração de alimentos voltados para a prevenção de determinadas doenças crônicas não-transmissíveis. / The interest in unavailable carbohydrates, mainly in the possible effects of resistant starch (RS) and dietary fiber (DF) on the physiology of the large bowel, has recently increased. The present work aimed to evaluate the trophic effect, caused by the fermentation of unavailable carbohydrates from banana, on the large bowel of adult rats. Two samples were studied: ABV (starch isolated from unripe plantain - Musa paradisíaca L.) and MBV (unripe banana -Musa acuminata, variety Nanicão - cooked with peel, peeled and dried). An assay was carried during 28 days, with adult Wistar rats, divided into three groups: Control group (G-C), fed standard diet (R-C), and two experimental groups fed crescent RS concentrations (G-MBV, fed R-MBV with 5% RS, and G-ABV, fed R-ABV with 10% RS). Consumption and in vitro fermentation of the diets; body weight; feces weight and moisture; cecum pH and histology were evaluated. No difference was observed in the average daily consumption among the groups. Rats fed R-ABV presented decreased growth. On G-ABV, besides cecum pH decrease, there was an increase in feces and cecum content dry weight, possibly due to the increase in intestinal microbiota. There was an increase in cecum total weight, evidencing not only moisture gain (increase in cecum content weight) but also possible cellular proliferation (increase in the cecum wall weight). On G-MBV, there was a decrease in the cecum pH, due to the production of short-chain fatty acids by the fermentation, and moisture gain in the cecum content, which is coherent with the greater concentration of soluble DF in this diet. However, an increase in feces dry weight was not observed in this group. Considering the histology of the cecum tissue, it was possible to evidence that the fermentation of both R-ABV and R-MBV exerted trophic effect in the large bowel of the animais (p<0,01). The results obtained indicate that unavailable carbohydrates from unripe banana exert positive effects on the physiology of the animais, pointing to the possibility of using this product on the elaboration of foods aimed to preventing certain non-transmissible chronic diseases.