Fermentação in vitro no mapeamento de atividade prebiótica em produtos de origem vegetal
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Data
2024-02-22
Autores
Orientador
Di Stasi, Luiz Claudio 
Coorientador
Pós-graduação
Ciências Biomoleculares e Farmacológicas - IBILCE 33004153068P9
Curso de graduação
Título da Revista
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Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
Recentes mudanças nos padrões alimentares, tais como o aumento do consumo de alimentos ultraprocessados ricos em açúcares e gorduras e pobres em fibras alimentares, estão associadas ao aumento da incidência de Doenças Crônicas Não Transmissíveis (DCNTs) como a Doença Inflamatória Intestinal. Estes quadros são frequentemente associados à disbiose, que se caracteriza pela alteração da microbiota intestinal em número e variedade de espécies de bactérias, que em condições normais estabelecem uma relação nbenéfica com o organismo, fornecendo proteção contra patógenos e gerando metabólitos importantes para a saúde humana, como os ácidos graxos de cadeia curta (AGCCs) acetato, propionato e butirato. Esses compostos, uma vez absorvidos, servem como substrato energético para colonócitos ou podem se ligar a receptores específicos (GPR41 e GPR43). Nesse contexto, fibras alimentares podem ser categorizadas como prebióticos, estimulando a proliferação ou a atividade dessas bactérias, e estudos de fermentação in vitro se mostram como opções viáveis na avaliação dessas relações. Sendo assim, este trabalho objetivou a padronização de uma técnica de fermentação in vitro do tipo “batch”, utilizando amostras fecais humanas e inulina como prebiótico padrão, e através dessa técnica avaliou o potencial prebiótico da farinha musa spp AAA (banana nanica verde) e três subprodutos agrícolas, a saber bagaço de Citrus aurantium (laranja), casca de Coffea arábica (café) e caroço de Euterpe oleracea (açaí). A atividade prebiótica foi determinada com base na produção de AGCCs e pela modulação da microbiota de microrganismos de interesse. Para a fermentação foram utilizadas amostras frescas de fezes humanas homogeneizadas em solução de NaHCO3 sob atmosfera de argônio com adição de inulina ou demais produtos. A produção de AGCCs foi quantificada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (GC-MS) e a modulação microbiana por qPCR. A padronização da técnica de fermentação in vitro apresentou resultados satisfatórios quanto à sua estabilidade e reprodutibilidade em diferentes indivíduos. Na avaliação da atividade prebiótica dos produtos foi possível identificar que a banana nanica verde promoveu modulações positivas nos três AGCCs analisados enquanto o bagaço da laranja e casca de café modularam acetato e propionato. Adicionalmente, através do processo de fermentação foi possível identificar modulações microbianas12 positivas na expressão de Ruminococcus intestinalis com a casca de café, Lactobacilus gasseri e Akkermansia muciniphila com o caroço de açaí e Bifidobacterium adolescentis com a farinha de banana nanica verde e casca de café, demonstrando que os protocolos adotados são suficientemente robustos para avaliar a atividade prebiótica de diversos produtos vegetais através da produção de AGCCs e da modulação microbiana.
Resumo (inglês)
Recent changes in dietary patterns such as increased consumption of ultra-processed foods, rich in sugars, fats and low in dietary fiber, are associated with an increase in the incidence of Non-Communicable Diseases (NCDs) such as Inflammatory Bowel Disease. These conditions are often associated with dysbiosis which is characterized by changes in the intestinal microbiota in number and variety of bacterial species. The gut microbiota under normal conditions establishes a beneficial relationship with the organism, providing protection against pathogens and generating important metabolites for human health, such as the short-chain fatty acids (SCFAs) acetate, propionate and butyrate. These compounds, once absorbed, serve as energy substrate for colonocytes or can bind to specific receptors (GPR41 and GPR43). In this context, dietary fibers can be categorized as prebiotics, stimulating the proliferation or activity of these bacteria, and in vitro fermentation studies are shown to be viable options for evaluating these relationships. Thus, this work aimed to standardize an in vitro batch fermentation technique using human fecal samples and inulin, as a positive prebiotic product and using this technique to evaluate the prebiotic potential of Musa spp AAA flour (green dwarf banana) and three agricultural by-products: Citrus aurantium (orange) pomace, Coffea arabica (coffee) cascara and Euterpe oleracea (açaí) seeds. Prebiotic activity was determined based on the production of SCFAs and modulation of microorganisms of interest. For fermentation, fresh samples of human feces were used and homogenized in a NaHCO3 solution under an argon atmosphere with the addition of inulin or other products. The production of SCFAs was quantified by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and microbial modulation by qPCR. The standardization of the in vitro fermentation technique showed satisfactory results regarding its stability and reproducibility in different individuals. It was possible to identify that the green dwarf banana promoted positive modulations in the three SCFAs analyzed, while the orange pomace and coffee pulp modulated acetate and propionate. Additionally, through the fermentation process it was possible to identify positive microbial modulation in expression of Ruminococcus intestinalis with coffee pulp, Lactobacilus gasseri and Akkermansia muciniphila with açaí pulp and Bifidobacterium adolescentis with green banana flour and coffee pulp, demonstrating that the tested protocols are sufficiently robust to evaluate the prebiotic activity of several plant products through the production of SCFAs and microbial modulation.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português
