Dietary intake and tailored fermentation towards the development of functional cereal fibre-rich food products

: bridge between Africa and Europe

Resumo

Uma alimentação rica em produtos açucarados e processados e pobre em alimentos de origem vegetal, tem-se demonstrado potenciadora do aparecimento e progressão de doenças não transmissíveis, enquanto que o consumo de produtos de origem vegetal, nomeadamente cereais integrais, tem-se revelado promissor na saúde do consumidor, sendo o alto teor em fibra um dos principais responsáveis por estes benefícios. Além da importância inegável que a avaliação da ingestão alimentar e nutricional tem no delineamento de estratégias para a promoção de hábitos alimentares mais equilibrados e estilos de vida saudáveis, a indústria alimentar é também um interveniente fundamental neste contexto. O desenvolvimento de produtos alimentares com propriedades benéficas à saúde é o primeiro passo para o seu consumo efetivo. Assim, é necessário investir esforços para o desenvolvimento de produtos diferenciadores, funcionais, com perfil nutricional de qualidade customizados às necessidades dos consumidores.
Neste sentido, esta tese de doutoramento vem dar resposta a estes dois eixos de investigação nas áreas das ciências da nutrição e alimentação, tendo especificamente os seguintes objetivos: estudar a ingestão alimentar e nutricional da população adulta residente em zonas urbanas do Quénia, e sua comparação com a realidade Portuguesa; e, desenvolver e caracterizar um produto alimentar inovador, fermentado, à base de cereais integrais Africanos isentos de glúten, com propriedades funcionais e perfil nutricional melhorado, que possa dar resposta a défices nutricionais das populações em estudo.
Para responder ao primeiro objectivo delineado neste trabalho de investigação, foi desenvolvido um questionário de frequência alimentar (QFA) semi-quantitativo para ser aplicado na população em estudo, o qual foi posteriormente validado (método comparativo: diários alimentares) e estudado em termos de reprodutibilidade (aplicação do QFA em dois momentos distintos).
O QFA desenvolvido resultou numa ingestão nutricional mais elevada quando comparada com os diários alimentares (mediana para a energia total: 2998 kcal vs. 2032 kcal), mostrando concordância moderada na classificação em quartis de ingestão; não obstante, o QFA revelou-se uma ferramenta válida e reprodutível (mediana para a energia total nas duas aplicações: 2978 kcal vs. 2506 kcal) para classificar os adultos urbanos Quenianos de acordo com sua ingestão alimentar. O QFA validado foi usado para estudar a ingestão alimentar e nutricional de uma amostra mais abrangente de adultos, residentes em zonas urbanas de Nairobi. A gama de ingestão dos macronutrientes revelou-se de acordo com as directrizes alimentares da OMS/FAO. Em termos de contributos alimentares, cereais e derivados (34,0 %), snacks açucarados e salgados (9,8 %), fruta (9,7 %) e carnes e ovos (8,8 %), foram os grupos alimentares que mais contribuíram para a energia total. Características individuais como sexo, idade e nível de escolaridade revelaram influência na escolha dos grupos alimentares. Quando comparada com a dieta Portuguesa, a dieta Queniana revelou-se semelhante em termos de contribuidores para a energia, mas com algumas diferenças em termos de fontes alimentares.
Para responder ao segundo objectivo, foram estudadas várias estirpes bacterianas (indígenas produtoras de exopolissacarídeos (EPS) e probióticos comerciais) em cultura simples ou combinada, na fermentação de três cereais integrais, Sorgo, Pearl millet e Finger millet, na expectativa de encontrar um consórcio bacteriano que revelasse capacidade fermentativa e, posteriormente, impacto positivo no perfil físico-químico, nutricional, sensorial e biológico, e com potencial na modulação da microbiota intestinal humana.
O consórcio bacteriano selecionado incluiu o probiótico comercial Lactiplantibacillus plantarum 299v e a bactéria indígena produtora de EPS Weissella confusa 2LABPT05, inoculados na razão 1:1 (v/v), numa suspensão de finger millet, em solução aquosa de sacarose a 10 %, cuja fermentação decorreu a 30 ºC, 200 rpm, durante 8 horas. O produto final obtido, doravante denominado de bebida fermentada tipo iogurte (yoghurt-like beverage em inglês - YLB), promoveu o crescimento significativo de ambas as bactérias (>108 unidades formadoras de colónias (UFC)/g produto fermentado), revelou maior viscosidade (35 vs. 12 mPa.s), maior teor em EPS (16 % vs. 0,3 %) contribuindo para a texturização da matriz e em alguns aminoácidos essenciais e não essenciais (treonina, arginina, GABA, e glutamina), maior digestibilidade da proteína (64 % vs. 25 %) e alto teor em fibra (4g/100g), comparativamente ao produto nativo antes da sua fermentação. Foi positivamente avaliado do ponto de vista sensorial, tanto per si, bem como quando incorporado numa matriz láctea, um iogurte natural não açucarado. Em termos de actividade biológica, a YLB demonstrou ter uma actividade antidiabética (21 % vs. 14 %) e nível de compostos fenólicos totais (244 vs. 181 mg equivalentes ao ácido gálico (EAG)/kg YLB) aumentados com a fermentação. A YLB submetida a simulação de digestão no tracto gastrointestinal contribuiu para o aumento, nas primeiras seis horas de fermentação fecal, do número de cópias do gene 16S rRNA do grupo bacteriano Bifidobacterium, com produção concomitante significativa de ácido láctico e dos ácidos gordos de cadeia curta acetato, butirato e propionato.
Este trabalho de investigação permitiu, por um lado criar ferramentas de epidemiologia nutricional úteis, passíveis de serem aplicadas em estudos posteriores levados a cabo no Quénia. Por outro lado, veio aumentar as alternativas alimentares na área das formulações fermentadas probióticas, concretamente com o desenvolvimento de um produto inovador simbiótico e fermentado à base de cereais integrais isentos de glúten. Assim, o trabalho desenvolvido nesta tese veio aumentar o conhecimento científico e trazer inovação pioneira em várias áreas de investigação.

Data do prémio	26 jul. 2021
Idioma original	English
Instituição de premiação	Universidade Católica Portuguesa
Supervisor	Elisabete Pinto (Supervisor) & Ana Maria Gomes (Co-Orientador)