FORMULAÇÃO LÁCTEA A BASE DE FLOCOS DE ABÓBORA COM ADIÇÃO DE INULINA: EFEITOS NUTRICIONAIS E MORFOLOGIA INTESTINAL DE RATOS


INULIN-ENRICHED PUMPKIN BASED DAIRY FORMULA: NUTRITIONAL EFFECTS AND RAT INTESTINAL MORPHOLOGY


Andréa Carla Mendonça de SOUZA1 Alda Verônica Souza LIVERA2

Samara Alvachian Cardoso ANDRADE3 Silvana Magalhães SALGADO2 Alex Benício da SILVEIRA4 Nonete Barbosa GUERRA2


Recebido em junho de 2018 / Aceito em agosto de 2018


Resumo


Foram estudados os efeitos nutricionais e morfologia intestinal de ratos utilizando uma formulação láctea à base de flocos de abóbora e inulina. Os animais, machos, albinus, linhagem Wistar foram divididos, aleatoriamente, em dois grupos de 12: padrão de caseína (GC), experimental –GM+FAI – modificada pela adição de 6% da formulação láctea à base de flocos de abóbora suplementada com 3% de inulina, respectivamente, durante 63 dias. A avaliação foi procedida por meio dos seguintes parâmetros: peso corpóreo, ingestão alimentar, eficiência alimentar, gordura da carcaça, índices bioquímicos (colesterol total, colesterol HDL-colesterol, LDL- colesterol, VLDL-colesterol e triglicerídeos) e ensaios histológicos e morfológicos do intestino dos ratos. Os dados foram submetidos ao teste “t” de Student e a análise de variância (ANOVA), ambos ao nível de 5% de significância, através do programa “Statistica for Windows 6.0”. Os resultados demonstraram que o grupo GM+FAI apresentou significativo aumento do peso corporal, ingestão alimentar, gordura da carcaça e, não apresentaram diferença significante do perfil lipídico. Em relação as análises histológicas e morfométricas demonstram diferenças significativas (p > 0,05), entre os dois grupos. Os dados do presente estudo indicam que não obstante o baixo percentual de inulina adicionado, a combinação com os carotenóides resultou em alterações benéficas na nutrição e morfologia intestinal dos ratos.

Palavras-chave: suplemento dietético, perfil lipídico, morfologia, intestino.


1Departamento de Morfologia e Fisiologia Animal, Universidade Federal Rural de Pernambuco. Endereço para correspondência: Rua Dom Manoel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos, Recife-PE CEP: 52171-900. E-mail: andreacarlams@gmail.com

2Departamento de Nutrição, Universidade Federal de Pernambuco. Recife/PE

3Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal de Pernambuco. Recife/PE 4Laboratório de Citologia e Histologia Quantitativa do Departamento de Ciências Farmacêuticas – CCS/UFPE. Recife/PE


Abstract


Nutritional effects and rat intestinal morphology were studied using an inulin and pumpkin flakes based dairy formula. The animals, male Winstar albino rats, were randomly divided into two groups of 12: casein pattern (GC) and experimental — GM+FAI, modified by the addition of 6% of the pumpkin flakes based dairy formula enriched with 3% inulin —, for 63 days. The evaluation was made through the following parameters: body weight, food ingestion, feeding efficiency, carcass fat, biochemical rates (total cholesterol, HDL cholesterol, LDL cholesterol, VLDL cholesterol and triglycerides) and histological and morphological essays of rat intestines. Data were submitted to Student’s t-test and variance analysis (ANOVA), both at 5% significance level, with “Statistica for Windows 6.0” software. Results demonstrate that the GM+FAI group showed significantly higher body weight gain, food ingestion and carcass fat, but no significant differences of lipidic profile. Regarding histological and morphometric analysis, there were significant differences (p > 0.05) between the two groups. Data from this study indicate that despite the low inulin percentage added, the combination to carotenoids resulted in benefic modifications on the nutrition and intestinal morphology of rats.

Keywords: dietetic supplement, lipidic profile, morphology, intestine.


INTRODUÇÃO


Segundo Sáyago-Ayerdi et al. (2007), plantas com fibras dietéticas e compostos bioativos tem despertado grande interesse dos pesquisadores, devido aos seus benefícios à saúde humana. De um modo geral, todos os oligossacarídeos e polissacarídeos com atividade prebiótica são considerados fibras alimentares, entretanto, nem todas as fibras são prebióticas (Gibson, 2004). Dentre os polissacarídeos, não digeríveis, com atividade prebiótica destaca-se a inulina (Roberfroid, 2005). Os resultados obtidos por diversos pesquisadores demonstram que este frutano estimula o crescimento das bifidobactérias, que atuam no sistema imunológico propicia efeitos positivos sobre a constipação e infecção gastrointestinal e inibe o crescimento de bactérias nocivas ao organismo (Pachikian et al. 2010;


Raschka e Daniel, 2005). Apresenta ainda, efeitos sobre a absorção de minerais, glicose, metabolismo lipídico e redução de risco de câncer (Pachikian et al. 2010; Roller et al., 2007; LOBO, 2007; SOUZA et al. (2011).

Ademais, segundo ROBERFROID et al. (2010), estudos em diversos modelos animais tem demonstrado efeitos benéficos da inulina e oligofrutossacarídeos sobre o epitélio colônico, estimulando a proliferação nas criptas e modificando o perfil da mucosa e modulando as funções endócrinas, bem como as do sistema imune.

Estas evidências motivaram a adição de inulina a uma formulação láctea a base de flocos de abóbora desenvolvida por FARO (2001), cuja eficácia durante o desmame foi avaliada por SOUZA et al. (2011). Os resultados demonstraram que essa suplementação exerceu efeitos benéficos sobre o crescimento e desenvolvimento dos ratos. Considerando que o efeito da inulina é dependente do período de suplementação, foi realizada esta pesquisa com vista a avaliar seus efeitos nutricionais e morfologia da mucosa intestinal em ratos sadios até a idade adulta.


MATERIAIS E MÉTODOS


Ensaio biológico e dietas experimentais


Neste ensaio, cujo protocolo experimental foi, previamente, aprovado pela Comissão de Ética em Experimentação Animal da Universidade Federal de Pernambuco – UFPE (N° 66/05), foram utilizados 24 ratos machos, albinus, linhagem Wistar, provenientes do Biotério de Criação do Departamento de Nutrição da UFPE, desmamados aos 21 dias de idade com peso médio de 45 a 55 g. Os animais, distribuídos ao acaso, em 2 grupos de 12 cada, durante 63 dias, mantidos em gaiolas individuais, sob condições controladas de temperatura (25°C ± 2°C) e ciclo de luz de aproximadamente 12/12 horas.

Os flocos de abóbora utilizados na formulação foram obtidos em secador de tambor, marca Duprat MS, sob pressão de 6 atm, velocidade de 1 rpm e superfície de 0,75 m2, conforme FARO (2010). A abóbora, utilizada na elaboração dos flocos; o leite e o açúcar, usados na formulação das dietas, adquiridos no comércio local. A inulina


tipo frutano-ITF (Oraft Raftilose HPX, BENEO) foi doada pela empresa Orafti-Active Food Ingredients – Bélgica.

Durante o experimento, os animais do grupo controle (GC) – receberam a dieta padrão caseína, enquanto o grupo experimental (GM+FAI) - dieta caseína adicionada de 6% da formulação láctea à base de flocos de abóbora suplementada com 3% de inulina. A Tabela 1 expressa a composição da dieta, equilibrada de acordo com a AIN 1993, para fase de crescimento conforme REEVES (1993).


Tabela 1. Composição das dietas experimentais (g/100g)

Constituintes (%)

GC

GM + FAI

Caseína

20,40

15,47

Minerais

3,50

2,37

Vitaminas

1,00

1,00

Óleo

7,00

3,35

Celulose

5,00

3,84

Colina

0,25

0,25

Amido

62,55

49,42

Cistina

0,30

0,30

Flocos de abóboraa

-

6,00

Leiteb

-

12,00

Açúcarc

-

3,00

Inulinad

-

3,00

Total

100,00

100,00

a, bObtidos no comércio local. GC=grupo controle (Reeves,1993). GM + FAI=grupo experimental (Reeves,1993) – modificada pela adição de 6% da formulação láctea à base de flocos de abóbora com 3% de inulinad – Orafti Active Food International (Clariant, São Paulo, Brasil).


Os controles do peso corporal e da ingestão alimentar foram efetuados a cada 8 dias e o coeficiente de eficiência alimentar (CEA), determinado pela relação entre o ganho de peso e a ingestão alimentar, ao final do experimento. As dietas e a água foram oferecidas ad libitum e, os animais observados diariamente, quanto a possíveis anomalias na aparência e aspectos clínicos.

Aos 63 dias, após jejum de 12 horas, sob anestesia, os animais foram submetidos a punção cardíaca para retirada das amostras de sangue destinadas às dosagens bioquímicas de colesterol total e triglicerídeos (Método Enzimático Trinder

– Labtest/Diagnóstica), Colesterol HDL, colesterol LDL e colesterol VLDL (Método


Polietileno Glicol-PEG), conforme princípio empregado por RAUTELA e LIEDTKE (1978).

Imediatamente após a punção cardíaca, foi realizada perfusão com solução salina tamponada (tampão fosfato) e em seguida, com solução fixadora composta de paraformaldeído a 4% em tampão fosfato 0,1M pH 7,2. Após a perfusão, o intestino foi dissecado e subsequentemente, procedeu-se a fixação com o líquido Bouin. Em seguida, após fechamento das extremidades do órgão com fio cirúrgico, deixando a luz totalmente preenchida pelo fixador, ocorreu imersão em recipiente contendo o mesmo líquido fixador (30x o volume total da peça), permanecendo nesta condição até análises posteriores.

Logo depois, foi realizada a limpeza dos animais, para a obtenção das carcaças, as quais foram cortadas, moídas e armazenadas sob congelamento a - 20°C até o momento da determinação do conteúdo de gordura total, por extração contínua, em aparelho tipo Soxhlet, segundo a metodologia do INSTITUTO ADOLFO LUTZ (2005).


Estudo histológico e morfométrico


A preparação histológica efetuada no Laboratório de Citologia e Histologia Quantitativa do Departamento de Ciências Farmacêuticas – CCS/UFPE teve início com a secção dos 10 cm iniciais do intestino delgado a partir da junção piloro- duodenal, do qual foram divididos, intercaladamente 3 fragmentos de 1cm do jejuno de 6 animais de cada grupo, escolhidos aleatoriamente. Na sequência, conforme metodologia padrão foi realizada a inclusão em parafina. Dos 3 blocos, de cada animal, foram obtidos, por meio de um micrótomo marca Jung com navalha de aço inoxidável de 16cm, 5 cortes de 5µm. Os cortes que perfizeram um total de 180 foram estirados em banho-maria histológico (marca AO) e dispostos sobre lâminas, previamente albuminadas (Mayer) e levados a estufa (FANEM) a 58°C, por 30 minutos, com vista a retirar o excesso de parafina e secar a preparação. Após o transcurso deste tempo, teve início o processo de coloração Hematoxilina-Eosina (HE) conforme Vitorino Maia (1979).


As observações e mensurações microscópicas das estruturas (Figura 1) foram realizadas em um Microscópio Óptico Leica (DMLS), com microcâmera Samsung – Color Digital (SHC – 410 NAD-HL), associada a software Analisador de Imagens Image-Lab criado pelo Departamento de Morfologia da Universidade Federal de Goiás.

Figura 1. Representação esquemática da mensuração da altura da vilosidade e da espessura da túnica muscular (fotomicrografia com objetiva de 4x e 40x, respectivamente).

image

Fonte: Autores (2011)


Para evitar uma possível repetição de mensuração de uma mesma estrutura foram analisados os cortes “1 e 3” e “2 e 4” dos pares de lâminas correspondentes a cada animal conforme estabelecido na técnica histológica. Para análise morfométrica, mensurou-se: a altura da vilosidade, que foi tomada a partir da sua região basal, traçando-se uma reta entre os dois pontos da base e outra paralela à esta, tangenciando o ápice do vilo - a distância (em µm) fornecida pelo analisador de imagens, entre estas retas corresponde à altura da vilosidade -, enquanto a espessura


da túnica muscular foi realizada trançando-se uma reta no início da túnica serosa até a submucosa - a distância (em µm), compreendeu as áreas da camada muscular circular e longitudinal. As medidas de cada parâmetro foram efetuadas em triplicata, cuja média constitui o resultado.


Análises estatísticas


Os resultados da pesquisa foram expressos em média e desvio padrão e submetidos ao teste de Ducan e ao teste t de Studant, todos ao nível de 5% de probabilidade. Os dados foram analisados utilizando o software Statistic for Windows 6.0.


RESULTADOS


Durante o experimento não foram observadas quaisquer anormalidades nos animais. Com relação aos parâmetros nutricionais, a Tabela 2 demonstra, diferenças significativas (p<0,05) entre a ingestão alimentar total e peso corporal dos ratos do GC e GM+FAI.


Tabela 2. Ingestão alimentar, peso corporal, coeficiente de eficácia alimentar (CEA) e gordura da carcaça de ratos, alimentados com dietas, acrescidas ou não de inulina, durante 63 dias.


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Variáveis Tratamento Dietético



GC

GE+FAI

Ingestão alimentar (g)

888,55±182,39a

910,09±86,20b

Peso corporal (g)

275,55±36,17b

308,25±34,21a

CEA

0,25±0,01b

0,28±0,01a

Gordura da carcaça

15,46±0,53a

13,44±0,63b

GC=grupo controle (Reeves, 1993).

GE+FAI=grupo experimental (Reeves, 1993) – modificada pela adição de 6% da formulação láctea à base de flocos de abóbora com 3% de inulinad – Orafti Active Food International (Clariant, São Paulo, Brasil). n = 12 animais por grupo. *Letras diferentes não diferem significativamente ao nível de 5%, pelo teste de Duncan.


Quanto ao coeficiente de eficiência alimentar, foram registradas diferenças significativas entre os grupos, o que sugere um efeito adicional da incorporação de 3% de inulina na absorção da proteína do grupo GM+FAI. Diferenças significativas (p<0,05) entre os grupos também foram evidenciadas nos teores de gordura da carcaça, que foram menores no grupo GM+FAI.

No que concerne aos lipídios plasmáticos, Tabela 3, embora não tenham sido detectadas diferenças significativas entre, os grupos, os animais do GM+FAI apresentaram, ao longo dos 63 dias do experimento, uma redução destes parâmetros em relação ao GC.


Tabela 3. Efeitos da ingestão de dietas GC e GM+FAI, sobre o perfil lipídico do soro de ratos, durante 63 dias.


Grupos


Colesterol Total


Colesterol


CT / HDL


Colesterol


Colesterol


Triglicerídeos


(CT) (mg/dl)

HDL (mg/dl)


VLDL (mg/dl)

LDL (mg/dl)

(mg/dl)

GC

X±sd


58,01±17,80a


14,46±4,86a


4,07±0,61a


7,76±1,81a


35,78±12,47a


39,21±8,62a

CV

0,31

0,34

0,15

0,23

0,35

0,22

GM+FAI

X±sd


53,40±16,43ª


13,17±4,99ª


3,86±0,60ª


7,44±2,43ª


32,20±10,08ª


35,35±7,73a

CV

0,31

0,38

0,15

0,33

0,31

0,22

* Resultados médios (X), desvio – padrão (X±sd) e coeficiente de variação (CV); n = 12 animais por grupo; Letras diferentes denotam diferença estatística entre grupos ao nível de p<0,05. GC=grupo controle (Reeves, 1993); GM+FAI=grupo experimental (Reeves, 1993) - modificada pela adição de 6% da formulação láctea à base de flocos de abóbora com 3% de inulina – Orafti Active Food International (Clariant, São Paulo, Brasil).


Os resultados das análises histológicas e morfométricas (Tabela 4) demonstram diferenças significativas (p > 0,05), entre os dois grupos, nos parâmetros avaliados.


DISCUSSÃO


O presente experimento ao demonstrar que o consumo de inulina como um simples ingrediente funcional acarretou uma elevação do consumo e do peso corporal


final de ratos adultos (Tabela 2), ratifica os resultados obtidos pelos mesmos autores, em trabalho anterior, com ratos, durante o desmame. As diferenças constatadas no coeficiente de eficiência alimentar (CEA) indicam que a adição de inulina à formulação de flocos de abóbora, rica em carotenóides, favoreceu as propriedades nutricionais da dieta. Convém ressaltar que não obstante a superioridade dos animais do grupo GM+FAI sobre os do grupo GC quanto ingestão alimentar, peso corporal e CEA, a gordura da carcaça apresentou-se significativamente inferior à dos ratos do GC, não foram observadas diferenças no perfil lipídico dos dois grupos e os valores de colesterol total e triglicerídeos situaram-se dentro do padrão estipulado para ratos (Harkness e Wagner, 1993; Canadian Council on Animal Care, 1993), confirmando o papel modulador da inulina sobre o metabolismo lipídico. Ademais, segundo BEYLOT (2005), a inulina parece evitar nos roedores, o desenvolvimento de esteatose hepática e o depósito adicional de lipídios em outros tecidos, por mecanismos ainda não esclarecidos

Quanto aos valores de colesterol-VLDL, LDL e HDL que se apresentam abaixo do estabelecido para estes animais (Guimarães e Mazáro, 2004; Centro de Bioterismo da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, 2009), a ausência de significância entre os grupos, pode ser decorrente do percentual de inulina adicionado, uma vez que reduções expressivas destes parâmetros, tem sido relatadas por diversos autores ao utilizarem dietas suplementadas com 10% a 20% de inulina (Kok N, Roberfroid M, Delzenne, 1996; Kok et al., 1996; Davidson, 1998; Jenkins et al., 1999; Delzenne e William, 2003; Letexier et al., 2003). De acordo com DELZENNE et al. (2002), BALCÁZAR-MUÑOZ et al. (2003), BEYLOT (2005) e BRIGHENTI (2003),

a ingestão de frutanos, tipo inulina e seus derivados, apresentam efeitos benéficos ao metabolismo lipídico, particularmente quanto a redução dos níveis de colesterol total, colesterol-VLDL e triglicerídeos.

Segundo LETEXIER et al. (2003), em humanos, apesar de conflitantes, os estudos têm demonstrado resultados positivos com pequenas doses (7 a 10 g), enquanto de acordo com PEDERSEN et al. (1997) (doses mais elevadas (15 a 20g) não apresentaram diferenças significativas. No que diz respeito à redução de triglicerídeos pela inulina, as discrepâncias encontradas na literatura, entre os


modelos experimentais, são, conforme BEYLOT (2005) devidas ao fato de serem oferecidas aos animais, maiores teores deste frutano.


Tabela 4. Medida da espessura da camada muscular e altura de vilosidade de ratos, alimentados com dietas, acrescida ou não de inulina, durante 63 dias.

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Variáveis Tratamento Dietético

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GC GM+FAI


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Espessura da túnica muscular 16,67±1,15b 21,9±1,32a Altura da vilosidade 157,2±4,82b 176,18±8,03a

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GC=grupo controle (Reeves, 1993).

GM + FAI=grupo experimental (Reeves, 1993) – modificada pela adição de 6% da formulação láctea à base de flocos de abóbora com 3% de inulinad – Orafti Active Food International (Clariant, São Paulo, Brasil). n = 12 animais por grupo. *Letras iguais na horizontal não diferem significativamente ao nível de 5%, pelo teste de Duncan.


Além destes efeitos nutricionais, são atribuídas à inulina e seus derivados, alterações da arquitetura da mucosa intestinal de ratos (Kleessen et al., 2003; Lobo, 2009). Para avaliar a atrofia da mucosa do trato gastrointestinal utilizou-se a morfometria, método objetivo apropriado para parâmetros quantitativos, específicos para mensurar a espessura da camada muscular e tamanho das vilosidades (Yassin et al., 2007; Ahmed et al., 2009.

Conforme Tabela 4, os resultados relativos à espessura da camada muscular e altura de vilosidade dos animais que consumiram a dieta experimental – GM+FAI, foram significativamente, superiores aos do GC. Estes achados são similares aos relatados por KLEESSEN et al. (2003) ao avaliaram as alterações causadas, pela ingestão de frutanos, na arquitetura da mucosa intestinal de ratos. Embora alguns autores creditem estes efeitos tróficos ao butirato, potente estimulador de divisão celular e reconhecido como a principal fonte de energia dos colonócitos, esta argumentação é ainda questionada por outros pesquisadores que estudam os efeitos benéficos deste ácido graxo de cadeia curta – AGCC (Goodlad e Englyst, 2001; Goodlad, 2007).

De acordo com LOBO et al. (2007) a fermentação da inulina e a consequente produção de AGCC são acompanhados por modificações na arquitetura da mucosa do intestino como resultante do aumento da celularidade e do nº de criptas, mecanismo que pode contribuir para o aumento da absorção pelo aumento da


superfície do intestino, conforme resultados obtidos nesta pesquisa. Em resumo, este estudo examinou os efeitos da combinação dietética da formulação de flocos de abóbora com inulina, sobre os parâmetros fisiológicos/nutricionais e morfológicos do intestino de ratos saudáveis até a idade adulta.


CONCLUSÕES


Os resultados indicam sua benéfica influência sobre a maioria das variáveis estudadas e, em especial sobre os lipídios e parâmetros morfológicos — espessura da túnica muscular e tamanho das vilosidades, sugerindo uma possível ação prebiótica da inulina e abrindo novas perspectivas para a utilização desta formulação como alimento funcional.


AGRADECIMENTOS


Os autores agradecem o apoio financeiro do CNPq e a empresa Orafti-Active Food Ingredients – Bélgica.


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