Avaliação do potencial prebiótico de Akpan : produto fermentado à base de cereais e um sub-produto de cerveja de mandioca

Abstract

Os alimentos fermentados à base de cereais são amplamente consumidos em todo o Mundo, especialmente em muitos países africanos. Para além dos nutrientes tradicionais estes alimentos contêm compostos que promovem a saúde. O Akpan é um produto tradicional Africano fermentado à base de amido de cereais, milho e/ou sorgo, e consumido como bebida refrescante no Benin. Hoje em dia, as principais cervejeiras de África substituem parcialmente a cevada importada por outras culturas locais, porque são mais baratas e são produzidas localmente. Devido ao alto teor em hidratos de carbono e amido na mandioca, esta cultura é uma alternativa adequada à indústria cervejeira. Durante o processo de produção de cerveja de mandioca, são gerados subprodutos, e um deles é o resíduo de mandioca (BSC), um material lignocelulósico rico em fibras e proteínas. Atualmente, a importância da microbiota intestinal humana na manutenção da saúde do hospedeiro é bem conhecida. Uma das estratégias para estimular a proliferação de bactérias intestinais benéficas é o consumo de prebióticos. Atualmente, existem vários hidratos de carbono prebióticos no mercado, mas há um interesse crescente no desenvolvimento de novos produtos. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar, in vitro, o potencial prebiótico do Akpan e do BSG. Para atingir este objetivo, foi realizada uma fermentação in vitro de Akpan e BSG utilizando como inóculo, estirpes probióticas (Lactobacillus casei L431, Lactobacillus casei L01, Bifidobacterium lactis B94 e Bifidobacterium animalis Bb12) e amostras fecais de três dadores saudáveis. Neste último caso, a atividade prebiótica foi avaliada através da quantificação da produção de ácidos gordos de cadeia curta (SCFA), a evolução do valor de pH e a dinâmica da população bacteriana por hibridação fluorescente in situ (FISH). Os resultados demonstraram que o Akpan e o BSC foram metabolizados após 44 h de fermentação, exercendo um efeito prebiótico, semelhante ao observado para os frutooligosacarídeos (FOS). Todos os grupos bacterianos considerados aumentaram significativamente após a fermentação de Akpan, BSC e FOS, contudo, observou-se que o Akpan e o BSC promoveram um efeito mais pronunciado no crescimento de bifidobactérias e lactobacilos do que FOS. Sob as condições testadas, verificou-se que o BSC origina uma maior produção de SCFA, mas não foram observadas diferenças significativas entre a concentração de SCFA produzida no Akpan e FOS, porém o perfil de SCFA foi diferente. Os resultados obtidos contribuem para suportar a utilização de Akpan como alimento funcional e BSC como um potencial ingrediente funcional com potenciais efeitos benéficos na saúde gastrointestinal.

Cereal-based fermented foods are widely consumed worldwide, especially in many African countries. Generally, these contain health-promoting compounds beyond traditional nutrients. Akpan is a traditional fermented product made from cereal starch, maize and/or sorghum, and consumed as a thirst-quenching beverage in Benin. Nowadays, all major brewers in Africa partially replace imported barley by other local crops, because they are cheaper and close produced. Due to the high content in carbohydrates and starch in cassava, this crop is a suitable alternative in brewing industry. During the brewing process by-products are generated, and one of these is brewers’ spent cassava (BSC), a lignocellulosic material rich in fibre and in protein. Currently, the importance of human intestinal microbiota in maintaining the host health is well-known. One of the strategies to stimulate the proliferation of beneficial intestinal bacteria is the consumption of prebiotics. Currently, there is a range of prebiotic carbohydrates on the market, but there is an increasing interest in the development of new prebiotics. Thus, this work aimed to evaluate, in vitro, prebiotic potential of Akpan and BSG. In order to accomplish this objective an in vitro fermentation of Akpan and BSG using as inoculum single probiotic strains (Lactobacillus casei L431, Lactobacillus casei L01, Bifidobacterium lactis B94 and Bifidobacterium animalis Bb12) and faecal samples from three healthy donors was performed. In this latter case, the prebiotic activity was assessed through the quantification of short chain fatty acid (SCFA) production, the evolution of the pH value and the dynamic bacterial population by fluorescent in situ hybridization (FISH). Results demonstrated that Akpan and BSC was metabolized after 44 h of fermentation, exerting a prebiotic effect, similar to that observed for fructooligosaccharides (FOS). All the considered bacterial groups significantly increased after Akpan, BSC and FOS fermentation, however it was observed that Akpan and BSC promoted a stronger effect on the growth of bifidobacteria and lactobacilli than FOS. Under the tested conditions, it was observed that BSC have a higher production of SCFA, while no significant differences between the SCFA concentration produced by Akpan and FOS were observed, however the SCFA profile was different. The results obtained contribute to support the utilization of Akpan as a functional food and BSC as a potential functional ingredient with potential beneficial effects on gastrointestinal health.