Muitas alternativas têm sido propostas para melhorar as características nutricionais dos alimentos, algumas delas utilizando fontes de fibra alimentar ainda pouco conhecidas. Entre estas fontes de fibra alimentar (FA), a farinha de banana verde (FBV) tem se mostrado uma boa alternativa por sua alta concentração de amido resistente (AR) que pode melhorar o valor nutricional de diferentes preparações. Neste trabalho foram estudadas barras de cereal elaboradas com FBV, com o objetivo de avaliar in vivo e in vitro as propriedades nutricionais desses produtos. As amostras consistiam em dois tipos de barras de cereais, uma delas elaborada com FBV (barras FBV) e outra sem este ingrediente (barras controle). A composição centesimal e perfil de carboidratos das barras foram avaliados. A fermentabilidade da fração não-disponível das barras foi avaliada através de testes in vitro utilizando inóculo de ratos. A resposta glicêmica das barras foi avaliada após sua ingestão por voluntários saudáveis (n=16), sendo determinados o índice glicêmico (IG) e carga glicêmica (CG). A principal característica que pôde ser observada é que as barras FBV possuem maior conteúdo de AR que as barras controle (7,22 g/100g e 2,11 g/100g na base integral), resultado da adição de FBV. Esta adição reflete na concentração de carboidratos não-disponíveis (soma de FA e AR) das barras FBV, que é de 18,19 g/100g na base integral. As barras FBV apresentam maior fermentabilidade in vitro em relação às barras controle (p<0,05) de acordo com a produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), produzindo 4,04 mmol/g de substrato, enquanto as barras controle produzem apenas 3,51 mmol/g de substrato. As barras FBV apresentam baixo IG (em relação à glicose) (41%) e CG (4), enquanto as barras controle apresentam IG médio (60%) e CG baixa (5). A partir dos resultados apresentados, é possível concluir que a adição de FBV às barras de cereal aumenta seu conteúdo de carboidratos não-disponíveis, representados pelo AR e FA, resultando num produto de alta fermentabilidade e de baixa resposta glicêmica pós-prandial. / Several alternatives have been proposed to improve the nutritional characteristics of foods, some of them using sources of dietary fiber that are still underused. Among these sources of dietary fiber (DF), unripe banana flour (UBF) has been considered a good alternative for its high concentration of resistant starch (RS), which can improve the nutritional value of different preparations. The aim of this study was to evaluate, in vivo and in vitro, the nutritional properties of cereal bars made with UBF. The samples consisted of two types of cereal bars, one made with UBF (UBF bars) and the other one without this ingredient (control bars). The chemical composition and carbohydrate profile of the bars were evaluated. The fermentability of the non-available fraction of bars was assessed in vitro using cecal contents of mice. The glycemic response of the bars was assessed after its ingestion by healthy volunteers (n = 16), being determined the glycemic index (GI) and glycemic load (GL). The main feature that could be observed is that the UBF bars have higher RS content than the control bars (7.22 g/100g and 2.11 g/100g wet weight), a result of the addition of UBF. This addition reflects on the concentration of non-available carbohydrates (sum of DF and RS) in UBF bars, which is 18.19 g/100g wet weight. The UBF bars presented better in vitro fermentability in relation to control bars (p <0.05) according to the production of short chain fatty acids (SCFA), yielding 4.04 mmol / g substrate, while the control bars produce only 3.51 mmol / g substrate. The UBF bars have a low GI (based on glucose) (41%) and CG (4), while the control bars show medium GI (60%) and low CG (5). According to these results, it is possible to conclude that the addition of UBF to cereal bars increases their non-available carbohydrate content, represented by RS and DF, resulting in a product of high fermentability and low postprandial glycemic response.

Introdução: A polpa farinácea do jatobá-do-cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart.) apresenta alto teor de fibra alimentar, em média 60 g/100 g, que são importantes para a redução do risco e controle de doenças crônicas não transmissíveis (DCNT). A extrusão termoplástica neutraliza aromas intensos, proporciona a formação de amido resistente, aumenta a fibra alimentar solúvel e melhora a textura do produto final. Objetivo: Estudar o efeito das farinhas de jatobá-do-cerrado in natura (FIN) e extrusada (FE) no metabolismo lipídico e parâmetros fermentativos em hamsters, bem como verificar a resposta glicêmica em humanos após a extrusão. Métodos: Processo de extrusão: velocidade de 200 rpm; matriz com 4 mm de diâmetro; taxa de compressão 3:1; alimentação constante de 70 gramas/minuto; temperatura de 150 °C; proporção farinha de jatobá-do-cerrado e amido de milho: 70:30 por cento e umidade a 25 por cento . Foi realizado um experimento animal com hamsters durante 21 dias, em que se analisou alguns parâmetros do metabolismo lipídico e colônico (fermentativos) dos animais, divididos em quatro grupos experimentais, se diferenciando pela dieta. As dietas controle (GC), in natura (GFI) e extrusada (GFE) eram hipercolesterolemizantes (13,5 por cento de gordura de coco e 0,1 por cento de colesterol) e a dieta referência (GR) com óleo de soja como fonte lipídica, não. Todas as dietas apresentavam 15 por cento de fibra alimentar, sendo que as dietas GR e GC tinham como fonte de fibra a celulose, e as dietas GFI e GFE tiveram as próprias fibras como fonte. A resposta glicêmica em humanos foi verificada por meio do ensaio do índice glicêmico e carga glicêmica da FE, com dez voluntários saudáveis que consumiram 25 gramas de carboidratos disponíveis do alimento teste (farinha extrusada) ou do pão branco como alimento controle. Resultados: Não foi observada diferença significativa entre o peso final, ingestão diária média e total, ganho de peso e CEA entre os animais dos quatro grupos. A concentração de triglicerídeos foi menor em 41 por cento e 38 por cento nos animais que receberam as dietas GFI e GFE, em relação aqueles que receberam a dieta GC, assim como também para o colesterol total (55 por cento e 47 por cento ), LDL-c (70 por cento e 53 por cento ) e não-HDL-c (63 por cento e 49 por cento ) séricos, lipídeos totais hepáticos (39 por cento e 45 por cento ) e o peso dos fígados dos animais também foi menor (21 por cento em ambos os grupos). Não houve diferença no colesterol hepático e excretado nas fezes dos animais dos quatro grupos. Os animais do GFE excretaram 57 por cento mais ácidos biliares nas fezes que os animais do GC. Com relação aos parâmetros fermentativos, observou-se maior excreção de fibras (1,24 ± 0,08 e 1,52 ± 0,09 gramas) nos animais dos grupos GR e GC respectivamente, em relação aos do GFI e GFE (0,50 e 0,48 gramas), porém o escore fecal (3,50 ± 0,19 e 3,38 ± 0,18) e o grau de fermentação (54 e 52 por cento ) foi maior nos animais dos grupos GFI e GFE. Houve uma maior produção de AGCC no ceco dos animais dos grupos GFI e GFE (80 e 57,5 µmol/g de ceco respectivamente) e maior diminuição do pH no conteúdo cecal nos animais do grupo GFI (7,49 ± 0,10), em relação ao GC (8,06 ± 0,13). Os ácidos acético e propiônico, estiveram presentes em maior quantidade no ceco dos animais dos grupos GFI (58,5 e 6,1 µmol/g de ceco) e GFE (42,5 e 6,6 µmol/g de ceco) e os animais do GFI produziram mais ácido butírico (15 µmol/g de ceco), em relação aos demais grupos. Quanto à resposta glicêmica da farinha pós extrusão, não houve diferença entre a área de resposta glicêmica da farinha extrusada e do pão branco, o índice glicêmico da farinha extrusada (glicose como controle) foi classificado como moderado, e a carga glicêmica (na porção de 30 gramas), baixa. Conclusão: As FIN e FE favoreceram a redução do colesterol total, LDL-c, não-HDL-c e dos triglicerídeos séricos, além da diminuição do acúmulo de lipídeos hepáticos. Foi observado também aumento expressivo na formação de AGCC e no grau de fermentação. A FE proporcionou um aumento na excreção de ácidos biliares nas fezes e apresentou índice glicêmico moderado e baixa carga glicêmica. / Introduction: The mealy pulp of jatobá-do-cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart.) has high dietary fiber content, on average 60 g/100 g, which is important for reducing risk and control chronic non-communicable diseases (NCDs). The thermoplastic extrusion neutralizes intense flavors, formation of resistant starch, increases soluble dietary fiber and improves the texture of the final product. Objectives: Check the effect of jatobá-do-cerrado flour in natura (IF) and extruded (EF) on lipid metabolism and fermentation parameters in hamsters as well as the glycemic response in humans after extrusion. Methods: Extrusion cooking: speed of 200 rpm; 4 mm die diameter; compression ratio 3:1; constant feed rate 70 g/min; temperature 150 °C; ratio of jatobá-do-cerrado flour to corn starch: 70:30 per cent and 25 per cent moisture. A 21-day biological experiment with hamsters was conducted, in which parameters of the animals lipid metabolism and colonic (fermentation) were analyzed; they were divided into four groups, differing by diet. The control diets (CG), in natura (IFG) and extruded (EFG) were hypercholesterolemic (13.5 per cent coconut fat and 0.1 per cent cholesterol), and the reference diet (RG) with soybean oil as a lipid source was not. All diets had 15 per cent of dietary fiber, being that RG and CG diets had the cellulose fiber source, and IFG and EFG diets had the fibers themselves as a source. The glycemic response in humans was evaluated by the glycemic index and glycemic load test of EF, with ten healthy volunteers who consumed 25 grams of available carbohydrate food test (extruded) or white bread as food control. Results: There was no significant difference between final weight, average total and daily intake, weight gain and FER between animals of the four groups. The values of triglycerides were lower by 41 per cent and 38 per cent in the animals receiving the IFG and EFG diets, for those who received the CG diet, as well as for total cholesterol (55 per cent and 47 per cent ), LDL-c (70 per cent and 53 per cent ) and non-HDL-c levels (63 per cent and 49 per cent ) serum, liver lipids (39 per cent and 45 per cent ) and the animals\' livers weight was lower (21 per cent in both groups). There was no difference in hepatic cholesterol and excreted in feces of animals of the four groups. The animals of the EFG group excrete 57 per cent more bile acids in stool than animals CG. Regarding the fermentation parameters, we observed increased excretion of fibers (1.24 ± 0.08 and 1.52 ± 0.09 g) in animals of RG and CG respectively, in relation to IFG and EFG (0.50 and 0.48 grams), but the fecal score (3.50 ± 0.19 and 3.38 ± 0.18) and the degree of fermentation (54 and 52 per cent ) were higher in animal IFG and EFG groups. There was a greater production of SCFA in the caecum of animals IFG groups and EFG (80 to 57.5 µmol/g caecum respectively) and greater decrease in pH in the cecal contents of IFG animals group (7.49 ± 0.10) compared to the control group (8.06 ± 0.13). The acetic and propionic acids were present in higher amounts in the caecum of animals IFG groups (58.5 and 6.1 µmol/g caecum) and EFG (42.5 and 6.6 µmol/g caecum) and the animals of IFG group produced more butyric acid (15 µmol/g caecum), compared to other groups. Concerning the glycemic response of flour after extrusion, there was no difference between the glycemic response area of extruded flour and white bread, the glycemic index of extruded flour (glucose as a control) was classified as moderate and glycemic load (the portion of 30 grams) low. Conclusion: IF and EF aided in the reduction of total cholesterol, LDL-c, non-HDL-c and triglycerides, as well as decreased the accumulation of liver lipids. A significant increase in the SCFA and degree of fermentation was also observed. The EF increased the excretion of bile acids in stool, and presented moderate glycemic index and low glycemic load.

Introdução: A doença celíaca não tem cura e apresenta como único tratamento a dieta isenta de glúten. Frequentemente observa-se a má absorção de cálcio em celíacos, consequência dos menores níveis de transportadores de cálcio no enterócito desses indivíduos. Os celíacos têm dificuldade em dar sequência ao tratamento dietético devido à escassez de produtos isentos de glúten, tornando fundamental o desenvolvimento de produtos para esta população. Isso pode ser feito por meio do uso de matérias primas isentas de glúten e com valor nutritivo agregado, como o grão de amaranto, e de ingredientes que contribuem para o aumento da absorção de cálcio através de absorção passiva nos colonócitos, como os frutanos inulina e oligofrutose. Objetivo: Desenvolver e otimizar as propriedades nutricionais e sensoriais de produtos à base de amaranto enriquecidos com frutanos, para intervenção nutricional em celíacos. Metodologia: Foram elaborados snacks à base de milho e amaranto (50, 75 e 100%), barras e pães sem glúten, enriquecidos com 4 gramas de frutanos/ porção. Para maximizar a aceitabilidade das barras foi utilizado um planejamento experimental para misturas de amaranto extrusado, estourado e laminado. Para maximizar o valor nutritrivo e a aceitabilidade do pão sem glúten foi utilizado o planejamento experimental para misturas de farinha de arroz, fécula de batata e farinha de amaranto. Os produtos foram caracterizados quanto a composição centesimal, o índice glicêmico (IG) e a carga glicêmica (CG). Também foram avaliadas as propriedades físicas e a aceitabilidade (escala hedônica estruturada de nove pontos) durante o período de armazenamento. Resultados e discussão: Os snacks foram aceitos e apresentaram estabilidade de suas características físicas e da aceitabilidade durante os 135 dias de armazenamento. O efeito combinado do amaranto e dos frutanos gerou redução de 19% do IG e de 56% da CG dos snacks. O amaranto estourado e laminado apresentaram interações sinérgicas para a aceitabilidade das barras (R2(aj)>92%, p=0,00). A formulação à base de amaranto estourado e laminado (½,½) foi diversificada em seis diferentes sabores e apresentou estabilidade de suas propriedades físicas e da aceitabilidade durante os seis meses de armazenamento. A estimativa da resposta glicêmica revelou IG moderado e CG baixa das barras. Pães com 33 e 45% de farinha de amaranto apresentaram destacado valor nutritivo e aceitabilidade. A incorporação de amaranto e de frutanos ocasionou redução de 20% do IG e de até 53% da CG do pão sem glúten. Conclusão: Os produtos desenvolvidos (snacks, barras e pães sem glúten) apresentaram destacado valor nutritivo em relação aos produtos convencionais, atenuação da resposta glicêmica e alta aceitabilidade pelo consumidor, podendo contribuir para uma maior variação e adequação da dieta dos celíacos e também para auxiliar no aumento da absorção de cálcio / Introduction: Celiac disease does not have a cure and the only scientifically proven treatment is strict lifelong adherence to a gluten-free diet. Calcium malabsorption is frequently found in celiac, possibly due to negligible amounts of calcium-binding protein in their enterocytes. Compliance with dietary treatment is often difficult due to the lack of gluten-free products, so it is essential to develop specific products for this population. This can be done through the use of gluten-free raw materials of great nutritional value, such as amaranth grain, and ingredients that contribute to the calcium absorption increasement through passive absorption in colonocytes, such as the fructans inulin and oligofructose. Objective: Develop and optimize the nutritional and sensory properties of amaranth based products enriched with fructans, for nutritional intervention in celiac. Methods: Snacks from blends of corn and amaranth (50, 75 and 100%), amaranth bars and gluten-free bread, all enriched with 4 grams of fructans/ portion, were prepared. A mixture experiment of extruded, popped and flaked amaranth was used to optimize the sensory acceptability of the bars. A mixture experiment of rice flour, potato starch and amaranth flour was used to maximize the nutritional value and sensory acceptability of gluten-free bread. Products chemical composition, glycemic index (GI) and glycemic load (GL), were evaluated. The physical properties and sensory acceptability (nine point hedonic scale) were assessed during the storage time. Results and discussion: Snacks were sensory accepted and maintained their physical characteristics and sensory acceptability during the 135 days of storage. The combined effect of amaranth and fructans resulted in 19% reduction of GI and 56% of GL of snacks. Popped and flaked amaranth present synergistic interactions to sensory acceptability of the bars (R2(adj)>92%, p=0,00). Bars were produced with popped and flaked amaranth (½,½) in six different flavors and its physical properties and sensory acceptability were stable during the six months of storage. The predicted glycemic response showed moderate GI and low GL bars. Breads with 33 and 45% of amaranth flour had higher nutritional value and sensory acceptability. Amaranth and fructans addition led to a reduction of approximately 20% of GI and up to 53% of the GL of gluten-free breads. Conclusion: The developed products (snacks, bars and gluten-free breads) had superior nutritional composition than conventional products, reduced glycemic response, high consumer sensory acceptability, great potential to contribute to variation and adequacy of celiac diet and also help to increase calcium absorption.

Introdução: A polpa farinácea do jatobá-do-cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart.) apresenta alto teor de fibra alimentar, em média 60 g/100 g, que são importantes para a redução do risco e controle de doenças crônicas não transmissíveis (DCNT). A extrusão termoplástica neutraliza aromas intensos, proporciona a formação de amido resistente, aumenta a fibra alimentar solúvel e melhora a textura do produto final. Objetivo: Estudar o efeito das farinhas de jatobá-do-cerrado in natura (FIN) e extrusada (FE) no metabolismo lipídico e parâmetros fermentativos em hamsters, bem como verificar a resposta glicêmica em humanos após a extrusão. Métodos: Processo de extrusão: velocidade de 200 rpm; matriz com 4 mm de diâmetro; taxa de compressão 3:1; alimentação constante de 70 gramas/minuto; temperatura de 150 °C; proporção farinha de jatobá-do-cerrado e amido de milho: 70:30 por cento e umidade a 25 por cento . Foi realizado um experimento animal com hamsters durante 21 dias, em que se analisou alguns parâmetros do metabolismo lipídico e colônico (fermentativos) dos animais, divididos em quatro grupos experimentais, se diferenciando pela dieta. As dietas controle (GC), in natura (GFI) e extrusada (GFE) eram hipercolesterolemizantes (13,5 por cento de gordura de coco e 0,1 por cento de colesterol) e a dieta referência (GR) com óleo de soja como fonte lipídica, não. Todas as dietas apresentavam 15 por cento de fibra alimentar, sendo que as dietas GR e GC tinham como fonte de fibra a celulose, e as dietas GFI e GFE tiveram as próprias fibras como fonte. A resposta glicêmica em humanos foi verificada por meio do ensaio do índice glicêmico e carga glicêmica da FE, com dez voluntários saudáveis que consumiram 25 gramas de carboidratos disponíveis do alimento teste (farinha extrusada) ou do pão branco como alimento controle. Resultados: Não foi observada diferença significativa entre o peso final, ingestão diária média e total, ganho de peso e CEA entre os animais dos quatro grupos. A concentração de triglicerídeos foi menor em 41 por cento e 38 por cento nos animais que receberam as dietas GFI e GFE, em relação aqueles que receberam a dieta GC, assim como também para o colesterol total (55 por cento e 47 por cento ), LDL-c (70 por cento e 53 por cento ) e não-HDL-c (63 por cento e 49 por cento ) séricos, lipídeos totais hepáticos (39 por cento e 45 por cento ) e o peso dos fígados dos animais também foi menor (21 por cento em ambos os grupos). Não houve diferença no colesterol hepático e excretado nas fezes dos animais dos quatro grupos. Os animais do GFE excretaram 57 por cento mais ácidos biliares nas fezes que os animais do GC. Com relação aos parâmetros fermentativos, observou-se maior excreção de fibras (1,24 ± 0,08 e 1,52 ± 0,09 gramas) nos animais dos grupos GR e GC respectivamente, em relação aos do GFI e GFE (0,50 e 0,48 gramas), porém o escore fecal (3,50 ± 0,19 e 3,38 ± 0,18) e o grau de fermentação (54 e 52 por cento ) foi maior nos animais dos grupos GFI e GFE. Houve uma maior produção de AGCC no ceco dos animais dos grupos GFI e GFE (80 e 57,5 µmol/g de ceco respectivamente) e maior diminuição do pH no conteúdo cecal nos animais do grupo GFI (7,49 ± 0,10), em relação ao GC (8,06 ± 0,13). Os ácidos acético e propiônico, estiveram presentes em maior quantidade no ceco dos animais dos grupos GFI (58,5 e 6,1 µmol/g de ceco) e GFE (42,5 e 6,6 µmol/g de ceco) e os animais do GFI produziram mais ácido butírico (15 µmol/g de ceco), em relação aos demais grupos. Quanto à resposta glicêmica da farinha pós extrusão, não houve diferença entre a área de resposta glicêmica da farinha extrusada e do pão branco, o índice glicêmico da farinha extrusada (glicose como controle) foi classificado como moderado, e a carga glicêmica (na porção de 30 gramas), baixa. Conclusão: As FIN e FE favoreceram a redução do colesterol total, LDL-c, não-HDL-c e dos triglicerídeos séricos, além da diminuição do acúmulo de lipídeos hepáticos. Foi observado também aumento expressivo na formação de AGCC e no grau de fermentação. A FE proporcionou um aumento na excreção de ácidos biliares nas fezes e apresentou índice glicêmico moderado e baixa carga glicêmica. / Introduction: The mealy pulp of jatobá-do-cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart.) has high dietary fiber content, on average 60 g/100 g, which is important for reducing risk and control chronic non-communicable diseases (NCDs). The thermoplastic extrusion neutralizes intense flavors, formation of resistant starch, increases soluble dietary fiber and improves the texture of the final product. Objectives: Check the effect of jatobá-do-cerrado flour in natura (IF) and extruded (EF) on lipid metabolism and fermentation parameters in hamsters as well as the glycemic response in humans after extrusion. Methods: Extrusion cooking: speed of 200 rpm; 4 mm die diameter; compression ratio 3:1; constant feed rate 70 g/min; temperature 150 °C; ratio of jatobá-do-cerrado flour to corn starch: 70:30 per cent and 25 per cent moisture. A 21-day biological experiment with hamsters was conducted, in which parameters of the animals lipid metabolism and colonic (fermentation) were analyzed; they were divided into four groups, differing by diet. The control diets (CG), in natura (IFG) and extruded (EFG) were hypercholesterolemic (13.5 per cent coconut fat and 0.1 per cent cholesterol), and the reference diet (RG) with soybean oil as a lipid source was not. All diets had 15 per cent of dietary fiber, being that RG and CG diets had the cellulose fiber source, and IFG and EFG diets had the fibers themselves as a source. The glycemic response in humans was evaluated by the glycemic index and glycemic load test of EF, with ten healthy volunteers who consumed 25 grams of available carbohydrate food test (extruded) or white bread as food control. Results: There was no significant difference between final weight, average total and daily intake, weight gain and FER between animals of the four groups. The values of triglycerides were lower by 41 per cent and 38 per cent in the animals receiving the IFG and EFG diets, for those who received the CG diet, as well as for total cholesterol (55 per cent and 47 per cent ), LDL-c (70 per cent and 53 per cent ) and non-HDL-c levels (63 per cent and 49 per cent ) serum, liver lipids (39 per cent and 45 per cent ) and the animals\' livers weight was lower (21 per cent in both groups). There was no difference in hepatic cholesterol and excreted in feces of animals of the four groups. The animals of the EFG group excrete 57 per cent more bile acids in stool than animals CG. Regarding the fermentation parameters, we observed increased excretion of fibers (1.24 ± 0.08 and 1.52 ± 0.09 g) in animals of RG and CG respectively, in relation to IFG and EFG (0.50 and 0.48 grams), but the fecal score (3.50 ± 0.19 and 3.38 ± 0.18) and the degree of fermentation (54 and 52 per cent ) were higher in animal IFG and EFG groups. There was a greater production of SCFA in the caecum of animals IFG groups and EFG (80 to 57.5 µmol/g caecum respectively) and greater decrease in pH in the cecal contents of IFG animals group (7.49 ± 0.10) compared to the control group (8.06 ± 0.13). The acetic and propionic acids were present in higher amounts in the caecum of animals IFG groups (58.5 and 6.1 µmol/g caecum) and EFG (42.5 and 6.6 µmol/g caecum) and the animals of IFG group produced more butyric acid (15 µmol/g caecum), compared to other groups. Concerning the glycemic response of flour after extrusion, there was no difference between the glycemic response area of extruded flour and white bread, the glycemic index of extruded flour (glucose as a control) was classified as moderate and glycemic load (the portion of 30 grams) low. Conclusion: IF and EF aided in the reduction of total cholesterol, LDL-c, non-HDL-c and triglycerides, as well as decreased the accumulation of liver lipids. A significant increase in the SCFA and degree of fermentation was also observed. The EF increased the excretion of bile acids in stool, and presented moderate glycemic index and low glycemic load.

Introdução: A doença celíaca não tem cura e apresenta como único tratamento a dieta isenta de glúten. Frequentemente observa-se a má absorção de cálcio em celíacos, consequência dos menores níveis de transportadores de cálcio no enterócito desses indivíduos. Os celíacos têm dificuldade em dar sequência ao tratamento dietético devido à escassez de produtos isentos de glúten, tornando fundamental o desenvolvimento de produtos para esta população. Isso pode ser feito por meio do uso de matérias primas isentas de glúten e com valor nutritivo agregado, como o grão de amaranto, e de ingredientes que contribuem para o aumento da absorção de cálcio através de absorção passiva nos colonócitos, como os frutanos inulina e oligofrutose. Objetivo: Desenvolver e otimizar as propriedades nutricionais e sensoriais de produtos à base de amaranto enriquecidos com frutanos, para intervenção nutricional em celíacos. Metodologia: Foram elaborados snacks à base de milho e amaranto (50, 75 e 100%), barras e pães sem glúten, enriquecidos com 4 gramas de frutanos/ porção. Para maximizar a aceitabilidade das barras foi utilizado um planejamento experimental para misturas de amaranto extrusado, estourado e laminado. Para maximizar o valor nutritrivo e a aceitabilidade do pão sem glúten foi utilizado o planejamento experimental para misturas de farinha de arroz, fécula de batata e farinha de amaranto. Os produtos foram caracterizados quanto a composição centesimal, o índice glicêmico (IG) e a carga glicêmica (CG). Também foram avaliadas as propriedades físicas e a aceitabilidade (escala hedônica estruturada de nove pontos) durante o período de armazenamento. Resultados e discussão: Os snacks foram aceitos e apresentaram estabilidade de suas características físicas e da aceitabilidade durante os 135 dias de armazenamento. O efeito combinado do amaranto e dos frutanos gerou redução de 19% do IG e de 56% da CG dos snacks. O amaranto estourado e laminado apresentaram interações sinérgicas para a aceitabilidade das barras (R2(aj)>92%, p=0,00). A formulação à base de amaranto estourado e laminado (½,½) foi diversificada em seis diferentes sabores e apresentou estabilidade de suas propriedades físicas e da aceitabilidade durante os seis meses de armazenamento. A estimativa da resposta glicêmica revelou IG moderado e CG baixa das barras. Pães com 33 e 45% de farinha de amaranto apresentaram destacado valor nutritivo e aceitabilidade. A incorporação de amaranto e de frutanos ocasionou redução de 20% do IG e de até 53% da CG do pão sem glúten. Conclusão: Os produtos desenvolvidos (snacks, barras e pães sem glúten) apresentaram destacado valor nutritivo em relação aos produtos convencionais, atenuação da resposta glicêmica e alta aceitabilidade pelo consumidor, podendo contribuir para uma maior variação e adequação da dieta dos celíacos e também para auxiliar no aumento da absorção de cálcio / Introduction: Celiac disease does not have a cure and the only scientifically proven treatment is strict lifelong adherence to a gluten-free diet. Calcium malabsorption is frequently found in celiac, possibly due to negligible amounts of calcium-binding protein in their enterocytes. Compliance with dietary treatment is often difficult due to the lack of gluten-free products, so it is essential to develop specific products for this population. This can be done through the use of gluten-free raw materials of great nutritional value, such as amaranth grain, and ingredients that contribute to the calcium absorption increasement through passive absorption in colonocytes, such as the fructans inulin and oligofructose. Objective: Develop and optimize the nutritional and sensory properties of amaranth based products enriched with fructans, for nutritional intervention in celiac. Methods: Snacks from blends of corn and amaranth (50, 75 and 100%), amaranth bars and gluten-free bread, all enriched with 4 grams of fructans/ portion, were prepared. A mixture experiment of extruded, popped and flaked amaranth was used to optimize the sensory acceptability of the bars. A mixture experiment of rice flour, potato starch and amaranth flour was used to maximize the nutritional value and sensory acceptability of gluten-free bread. Products chemical composition, glycemic index (GI) and glycemic load (GL), were evaluated. The physical properties and sensory acceptability (nine point hedonic scale) were assessed during the storage time. Results and discussion: Snacks were sensory accepted and maintained their physical characteristics and sensory acceptability during the 135 days of storage. The combined effect of amaranth and fructans resulted in 19% reduction of GI and 56% of GL of snacks. Popped and flaked amaranth present synergistic interactions to sensory acceptability of the bars (R2(adj)>92%, p=0,00). Bars were produced with popped and flaked amaranth (½,½) in six different flavors and its physical properties and sensory acceptability were stable during the six months of storage. The predicted glycemic response showed moderate GI and low GL bars. Breads with 33 and 45% of amaranth flour had higher nutritional value and sensory acceptability. Amaranth and fructans addition led to a reduction of approximately 20% of GI and up to 53% of the GL of gluten-free breads. Conclusion: The developed products (snacks, bars and gluten-free breads) had superior nutritional composition than conventional products, reduced glycemic response, high consumer sensory acceptability, great potential to contribute to variation and adequacy of celiac diet and also help to increase calcium absorption.

Muitas alternativas têm sido propostas para melhorar as características nutricionais dos alimentos, algumas delas utilizando fontes de fibra alimentar ainda pouco conhecidas. Entre estas fontes de fibra alimentar (FA), a farinha de banana verde (FBV) tem se mostrado uma boa alternativa por sua alta concentração de amido resistente (AR) que pode melhorar o valor nutricional de diferentes preparações. Neste trabalho foram estudadas barras de cereal elaboradas com FBV, com o objetivo de avaliar in vivo e in vitro as propriedades nutricionais desses produtos. As amostras consistiam em dois tipos de barras de cereais, uma delas elaborada com FBV (barras FBV) e outra sem este ingrediente (barras controle). A composição centesimal e perfil de carboidratos das barras foram avaliados. A fermentabilidade da fração não-disponível das barras foi avaliada através de testes in vitro utilizando inóculo de ratos. A resposta glicêmica das barras foi avaliada após sua ingestão por voluntários saudáveis (n=16), sendo determinados o índice glicêmico (IG) e carga glicêmica (CG). A principal característica que pôde ser observada é que as barras FBV possuem maior conteúdo de AR que as barras controle (7,22 g/100g e 2,11 g/100g na base integral), resultado da adição de FBV. Esta adição reflete na concentração de carboidratos não-disponíveis (soma de FA e AR) das barras FBV, que é de 18,19 g/100g na base integral. As barras FBV apresentam maior fermentabilidade in vitro em relação às barras controle (p<0,05) de acordo com a produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), produzindo 4,04 mmol/g de substrato, enquanto as barras controle produzem apenas 3,51 mmol/g de substrato. As barras FBV apresentam baixo IG (em relação à glicose) (41%) e CG (4), enquanto as barras controle apresentam IG médio (60%) e CG baixa (5). A partir dos resultados apresentados, é possível concluir que a adição de FBV às barras de cereal aumenta seu conteúdo de carboidratos não-disponíveis, representados pelo AR e FA, resultando num produto de alta fermentabilidade e de baixa resposta glicêmica pós-prandial. / Several alternatives have been proposed to improve the nutritional characteristics of foods, some of them using sources of dietary fiber that are still underused. Among these sources of dietary fiber (DF), unripe banana flour (UBF) has been considered a good alternative for its high concentration of resistant starch (RS), which can improve the nutritional value of different preparations. The aim of this study was to evaluate, in vivo and in vitro, the nutritional properties of cereal bars made with UBF. The samples consisted of two types of cereal bars, one made with UBF (UBF bars) and the other one without this ingredient (control bars). The chemical composition and carbohydrate profile of the bars were evaluated. The fermentability of the non-available fraction of bars was assessed in vitro using cecal contents of mice. The glycemic response of the bars was assessed after its ingestion by healthy volunteers (n = 16), being determined the glycemic index (GI) and glycemic load (GL). The main feature that could be observed is that the UBF bars have higher RS content than the control bars (7.22 g/100g and 2.11 g/100g wet weight), a result of the addition of UBF. This addition reflects on the concentration of non-available carbohydrates (sum of DF and RS) in UBF bars, which is 18.19 g/100g wet weight. The UBF bars presented better in vitro fermentability in relation to control bars (p <0.05) according to the production of short chain fatty acids (SCFA), yielding 4.04 mmol / g substrate, while the control bars produce only 3.51 mmol / g substrate. The UBF bars have a low GI (based on glucose) (41%) and CG (4), while the control bars show medium GI (60%) and low CG (5). According to these results, it is possible to conclude that the addition of UBF to cereal bars increases their non-available carbohydrate content, represented by RS and DF, resulting in a product of high fermentability and low postprandial glycemic response.

>Magister Scientiae - MSc / The burden of non-communicable diseases (NCDs) in South Africa is predicted to increase substantially in the next decades if the necessary preventative measures are not taken. The two most common NCDs associated with rapid mortality increase are diabetes mellitus (DM) and hypertension (HTN). Both of these diseases, i.e DM and HTN, can be a result of a combination of modifiable risk factors (behavioral) and non-modifiable risk factors (genetic, physiological, and environmental). New strategies implemented to manage these diseases should include addressing both modifiable and non-modifiable risk factors for patients with NCDs. The aim of this study was to contribute to the reduction of incidence of uncontrolled T2DM among patients taking metformin as a first-line anti-diabetic drug, through the development of individualized therapy for this drug. When implemented, this could be one of the healthcare strategies to address non-modifiable risk factors for patients with T2DM as an important NCD. The first objective of the study was to explore the prevalence and risk factors of DM and HTN in South Africa, especially within the economically disadvantaged population.

<p>Obesity and nutrition-related non-communicable diseases continue to be major challenges that are increasing in severity worldwide. Science-centered carbohydrate dietary strategies may be a viable approach to help address such challenges. Recent reports from our laboratory indicate that certain carbohydrates with slow digestion profiles have the ability to trigger the gut-brain axis and reduce food intake and to slow gastric emptying and potentially affect appetite. Slow carbohydrate digestion may have other impacts on energy metabolism that have not been explored. In the current investigations, we sought to better understand the delayed gastric emptying profile of pearl millet-based foods as well as to understand how altering carbohydrate digestion rate impacts substrate utilization for energy.</p> <p>In the first study, the physical breakdown of pearl millet couscous particles in a simulated gastric environment (Human Gastric Simulator) was studied compared to wheat couscous matched in particle size, and select physicochemical properties of each type of couscous were characterized. Because we previously showed that pearl millet couscous had a marked delay in gastric emptying compared to white rice, boiled potatoes, and pasta in a human study in Mali, the objective of the first investigation was to test the hypothesis that pearl millet couscous was more resistant to breakdown in the stomach than wheat couscous and would take longer to empty. Our findings indicated that pearl millet couscous instead broke down into smaller, more numerous particles than wheat couscous. However, pearl millet had a slower starch hydrolysis property compared to wheat couscous per unit surface area. Pearl millet also had a smaller amylose chain length (839-963 DP) compared to wheat (1225-1563 DP), which may enable a denser packing of millet starch molecules that hinders hydrolysis. We also visually observed that the pearl millet particles formed a paste while breaking down that could reasonably generate viscosity in the stomach to potentially delay gastric emptying. </p> <p>Based off the findings from simulated gastric digestion, we next conducted a human study (<i>n</i>=14) in the U.S. to test the hypothesis that pearl millet-based foods (couscous – commercial and self-made, thick porridge) would reduce glycemic response, increase satiety, and delay gastric emptying compared to wheat couscous and white rice. We complemented this human study with additional <i>in vitro </i>work using an advanced gastrointestinal digestion system (TIMagc) to determine if the viscosity of pearl millet couscous particles as they were breaking down in the stomach was contributing to a decrease in gastric emptying. Our findings indicated that all the pearl millet-based foods and wheat couscous had lower overall glycemic response than white rice, but only the self-made millet couscous showed higher satiety through subjective appetitive response ratings. Surprisingly, there were no differences in gastric emptying among the foods. Additionally, the half-emptying times for these foods were all ~3 h, which is similar to the comparably low half-emptying times observed for white rice, boiled potatoes, and pasta in the previous Mali study. We now hypothesize that there may be diet-induced changes in gut-brain axis signaling when slowly digestible carbohydrates are consumed repeatedly over time, perhaps through modulating the number or sensitivity of small intestinal L-cells. We also found that millet couscous did not exhibit high viscosity in the TIMagc, suggesting that viscosity was not impacting its rate of gastric emptying. We conclude that at least some pearl millet-based foods possess a slow digestion property that may act to trigger the gut-brain axis or ileal brake to increase feelings of satiety or slow gastric emptying, but the discrepancy between U.S. and Malian populations requires further study. </p> <p>In the final investigation, we examined how altering carbohydrate digestion affected partitioning of carbohydrate versus fat for oxidation as well as the efficiency of switching oxidation between these two substrates (termed “metabolic flexibility”) in mice. Metabolic flexibility has been associated with good health related to decreased adipose tissue in the body and improved insulin sensitivity and may have implications on weight management. Carbohydrate digestion was adjusted by: (1) testing mice that lacked a complete set of enzymes by knocking out maltase-glucoamylase (Mgam; null) for moderating starch digestion versus testing wild-type mice; (2) using diets in these two groups of mice to moderate starch digestion that had different levels of resistant starch (53%, 35%, and 18%), had only raw corn starch or sucrose, or were high in fat; and (3) providing a supplement of fungal amyloglucosidase (AMG) to the mice treatment groups to increase starch digestion. Respiratory exchange ratio (RER) was measured through indirect calorimetry and mathematical modeling was used to characterize the diurnal shifts in RER (sine equation) as well as carbohydrate versus fat oxidation and metabolic flexibility (percent relative cumulative frequency [PRCF] with Weibull and Mixed Weibull Cumulative Distribution functions). Our results suggest that null mice lacking Mgam had somewhat increased metabolic flexibility than wild-type mice despite exhibiting minimal to no effects on carbohydrate oxidation. Intriguingly, the raw corn starch diet increased fat oxidation and generally promoted metabolic flexibility, although it did not increase carbohydrate oxidation relative to the other carbohydrate-predominant diets. Increasing carbohydrate digestion through AMG supplementation increased carbohydrate oxidation, and generally prompted earlier shifts to carbohydrate oxidation than without AMG supplementation. These findings provide a basis for better understanding the metabolic consequences of altering carbohydrate digestion and establish novel tools that can be utilized in future investigations. Overall, we propose that moderating carbohydrate digestion provides the ideal combination of balancing carbohydrate and fat oxidation while promoting metabolic flexibility. </p> <p>In conclusion, a slow digestion property may enable some types of pearl millet to trigger the ileal brake and gut-brain axis feedback systems to decrease glycemic response and increase satiety. Moreover, consuming carbohydrates with slow digestion may optimize substrate utilization for energy by the body. In addition to triggering the ileal brake and gut-brain axis, modulating carbohydrate digestion to more effectively switch between carbohydrate and fat for oxidation may be beneficial for weight management and metabolic disease prevention.</p>

A cada dia cresce o interesse por alimentos ricos em carboidratos não disponíveis em virtude da relação inversa entre seu consumo e o risco de doenças crônicas não transmissíveis (DCNT). No presente trabalho, foi avaliado o potencial fisiológico da farinha de banana verde (FBV) como ingrediente funcional. Em ratos adultos, foi realizado ensaio de média duração (28 dias) para avaliação do efeito trófico da FBV sobre o intestino grosso e de parâmetros relacionados à tolerância à glicose. Em humanos, foram realizados ensaios clínicos de curta e média duração para avaliação dos efeitos sobre resposta glicêmica; liberação de hormônios gastrintestinais relacionados à saciedade; status antioxidante; fome e saciedade; e funcionamento intestinal. A FBV foi produzida com banana verde, Musa acuminata, de acordo com patente depositada pelo grupo (Patente (RPI - 1941), 2008). A FBV é uma fonte concentrada de carboidratos não disponíveis, com 56% de AR e 8% de FAT na base integral. A adição de FBV nas rações provocou efeito trófico no ceco dos animais, evidenciado por aumento no índice metafásico, número de células da cripta e profundidade das criptas. Além disso, a ração com FBV proporcionou melhora nos parâmetros relacionados à tolerância à glicose. Em voluntários saudáveis, a ingestão de uma única refeição adicionada de 8 g de FBV proporcionou aumento na saciedade e boa correlação entre os parâmetros fome/saciedade e níveis plasmáticos de grelina e insulina, melhorou o funcionamento intestinal, além de resultar em alta fermentabilidade in vitro em relação à lactulose. Após ingestão diária da FBV por 14 dias, os resultados da ingestão de RC0 (refeição controle antes do tratamento) e de RC14 (RC0 após 14 dias de tratamento) mostraram que ocorre melhora na tolerância à glicose, evidenciada pela menor liberação de insulina durante o GTT. O efeito positivo sobre funcionamento intestinal, sobre saciedade e sobre liberação de hormônios gastrintestinais no plasma permaneceu após ingestão prolongada da FBV. A adição da FBV na refeição resultou em aumento da capacidade antioxidante in vitro. A FBV apresenta inúmeros atributos positivos para elaboração de produtos que ampliem as opções para uma alimentação saudável, bem como propiciem saúde intestinal, visando a diminuição do risco de DCNT. / The study of unavailable carbohydrates has been of great concern due to their inverse relation with the risk for non-transmissible chronic diseases (NTCD). In the present study, the functional potential of unripe banana flour (UBF) was evaluated. In rats, a medium-term assay was carried in order to evaluate parameters related to glucose tolerance and the trophic effect of UBF on the large bowel. In healthy volunteers, short and medium-term clinical assays were carried to evaluate the effects of UBF on glycemic response; release of gastrointestinal hormones related to satiety (ghrelin, leptin and insulin); antioxidant status; hunger and satiety; and intestinal health. UBF was produced with unripe banana, Musa acuminata, subgroup Cavendish, maturation stage I, in industrial scale and according to a patent deposited by the group (Patent (RPI - 1941), 2008). UBF is a concentrated source of unavailable carbohydrates, with 56% RS and 8% DF (wet weight). Adding UBF in rat rations resulted in a trophic effect in the animals\' cecum, which was evidenced by increase in the metaphasic index, number of crypt cells and crypt depth. Moreover, the ration with UBF resulted in better glucose tolerance parameters. In healthy volunteers, adding UBF (8 g) to an only meal provided significant satiety and good correlation between the parameters hunger/ satiety and plasmatic levels of ghrelin and insulin, improved bowel habit, as well as resulted in high in vitro fermentability in relation to lactulose. After daily intake of UBF for 14 days, the results of the intake of RC0 (control meal before treatment) and RC14 (RC0 after 14 days treatment) showed that there is a positive post-prandial variation in the plasmatic concentrations of gastrointestinal hormones, as well as improvement in glucose tolerance, evidenced by lower insulin release during GTT. The positive effect on bowel habit, satiety and release of gastrointestinal hormones in plasma was kept after prolonged intake of UBF. Adding UBF to the meal provided significant increase in the in vitro antioxidant capacity. UBF presents several positive attributes for the elaboration of products that may increase the options for healthy eating habits, as well as provide intestinal health, always aiming to decrease the risk for NTCD.

A cada dia cresce o interesse por alimentos ricos em carboidratos não disponíveis em virtude da relação inversa entre seu consumo e o risco de doenças crônicas não transmissíveis (DCNT). No presente trabalho, foi avaliado o potencial fisiológico da farinha de banana verde (FBV) como ingrediente funcional. Em ratos adultos, foi realizado ensaio de média duração (28 dias) para avaliação do efeito trófico da FBV sobre o intestino grosso e de parâmetros relacionados à tolerância à glicose. Em humanos, foram realizados ensaios clínicos de curta e média duração para avaliação dos efeitos sobre resposta glicêmica; liberação de hormônios gastrintestinais relacionados à saciedade; status antioxidante; fome e saciedade; e funcionamento intestinal. A FBV foi produzida com banana verde, Musa acuminata, de acordo com patente depositada pelo grupo (Patente (RPI - 1941), 2008). A FBV é uma fonte concentrada de carboidratos não disponíveis, com 56% de AR e 8% de FAT na base integral. A adição de FBV nas rações provocou efeito trófico no ceco dos animais, evidenciado por aumento no índice metafásico, número de células da cripta e profundidade das criptas. Além disso, a ração com FBV proporcionou melhora nos parâmetros relacionados à tolerância à glicose. Em voluntários saudáveis, a ingestão de uma única refeição adicionada de 8 g de FBV proporcionou aumento na saciedade e boa correlação entre os parâmetros fome/saciedade e níveis plasmáticos de grelina e insulina, melhorou o funcionamento intestinal, além de resultar em alta fermentabilidade in vitro em relação à lactulose. Após ingestão diária da FBV por 14 dias, os resultados da ingestão de RC0 (refeição controle antes do tratamento) e de RC14 (RC0 após 14 dias de tratamento) mostraram que ocorre melhora na tolerância à glicose, evidenciada pela menor liberação de insulina durante o GTT. O efeito positivo sobre funcionamento intestinal, sobre saciedade e sobre liberação de hormônios gastrintestinais no plasma permaneceu após ingestão prolongada da FBV. A adição da FBV na refeição resultou em aumento da capacidade antioxidante in vitro. A FBV apresenta inúmeros atributos positivos para elaboração de produtos que ampliem as opções para uma alimentação saudável, bem como propiciem saúde intestinal, visando a diminuição do risco de DCNT. / The study of unavailable carbohydrates has been of great concern due to their inverse relation with the risk for non-transmissible chronic diseases (NTCD). In the present study, the functional potential of unripe banana flour (UBF) was evaluated. In rats, a medium-term assay was carried in order to evaluate parameters related to glucose tolerance and the trophic effect of UBF on the large bowel. In healthy volunteers, short and medium-term clinical assays were carried to evaluate the effects of UBF on glycemic response; release of gastrointestinal hormones related to satiety (ghrelin, leptin and insulin); antioxidant status; hunger and satiety; and intestinal health. UBF was produced with unripe banana, Musa acuminata, subgroup Cavendish, maturation stage I, in industrial scale and according to a patent deposited by the group (Patent (RPI - 1941), 2008). UBF is a concentrated source of unavailable carbohydrates, with 56% RS and 8% DF (wet weight). Adding UBF in rat rations resulted in a trophic effect in the animals\' cecum, which was evidenced by increase in the metaphasic index, number of crypt cells and crypt depth. Moreover, the ration with UBF resulted in better glucose tolerance parameters. In healthy volunteers, adding UBF (8 g) to an only meal provided significant satiety and good correlation between the parameters hunger/ satiety and plasmatic levels of ghrelin and insulin, improved bowel habit, as well as resulted in high in vitro fermentability in relation to lactulose. After daily intake of UBF for 14 days, the results of the intake of RC0 (control meal before treatment) and RC14 (RC0 after 14 days treatment) showed that there is a positive post-prandial variation in the plasmatic concentrations of gastrointestinal hormones, as well as improvement in glucose tolerance, evidenced by lower insulin release during GTT. The positive effect on bowel habit, satiety and release of gastrointestinal hormones in plasma was kept after prolonged intake of UBF. Adding UBF to the meal provided significant increase in the in vitro antioxidant capacity. UBF presents several positive attributes for the elaboration of products that may increase the options for healthy eating habits, as well as provide intestinal health, always aiming to decrease the risk for NTCD.