Subproductos de interés nutricional y funcional de Agave salmiana

RESUMEN Agave salmiana es una subespecie originaria de México, ha sido participe en distintos periodos históricos, utilizado en la construcción, vestimenta, alimento y bebida. Destacando el aguamiel como subproducto, cuya particularidad es su alto contenido de azúcares (fructooligosacáridos). Algunos subproductos derivan del aguamiel, como el pulque y el jarabe de agave; el primero resultado de la fermentación y el segundo de la concentración de solutos mediante tratamientos térmicos y/o enzimáticos. Por lo anterior, el objetivo de esta revisión fue recopilar información de los últimos años sobre Agave salmiana y subproductos de interés nutricional y funcional, así como su uso en productos alimenticios, para lo cual se usaron las bases de datos: Medline/PubMed, SciELO, ELSEVIER, así como Normas Oficiales Mexicanas y páginas web privadas. La estrategia de búsqueda se realizó combinando el uso de operadores booleanos "AND" y "OR", utilizando las siguientes palabras: aguamiel and characterization, pulque and microorganisms or fermentation, agave syrup and bread. Esta revisión concluye que el consumo, de manera controlada, de los subproductos de Agave salmiana, trae consigo múltiples beneficios a la salud, principalmente al fortalecer la microbiota intestinal, por lo que pueden ser incluidos en la dieta habitual de una persona sana, además, pueden ser utilizados como parte del tratamiento nutricional, en bajas cantidades, en patologías como diabetes tipo 2 e intolerancia a la insulina, colitis ulcerosa y cáncer de colon siempre con supervisión médica. Por otra parte, aún existe la necesidad de generar más información sobre el tema a través de investigación científica.

ABSTRACT Agave salmiana is a native subspecies from Mexico, it has been part of different historical periods, used in construction, clothing, food and drink; highlighting the aguamiel as a by-product, whose particularity is its high sugar content (fructooligosaccharides). Some by-products are derived from aguamiel, such as pulque and agave syrup; the first is the result of fermentation and the second of the concentration of solutes by thermal and/or enzymatic treatments. Therefore, the objective of this review was to collect recent information about Agave salmiana and by-products of nutritional and functional interest, as well as use in food products. We used the following databases were used: Medline/PubMed, SciELO, ELSEVIER, as well as the Official Mexican Standards and private web pages. The search strategy was carried out with the boolean operators "AND" and "OR", using the following words: aguamiel and characterization, pulque and microorganisms or fermentation, agave syrup and bread. This review concludes that the consumption, in a controlled manner, of the by-products of Agave salmiana, brings with it multiple health benefits, mainly by strengthening the intestinal microbiota, so they can be included in the usual diet of a healthy person. In addition, by-products can be used as part of nutritional treatments, in low amounts, for diseases such as type 2 diabetes and insulin intolerance, ulcerative colitis and colon cancer, always with medical supervision. On the other hand, there is still a need to generate more information about the subject through scientific research.

Fructanos tipo inulina: efecto en la microbiota intestinal, la obesidad y la saciedad / Inulin-type fructans: effect on gut microbiota, obesity and satiety

RESUMEN Fundamento: Los fructanos tipo inulina de cadena corta se nombran fructooligosacáridos (FOS) y son considerados prebióticos al beneficiar la salud del huésped. Objetivo: Analizar tres de los más importantes beneficios a la salud de los fructanos tipo inulina como prebióticos. Metodología: Se revisaron documentos publicados en diferentes bases de datos (PubMed, Medline, NCBI) en idioma inglés. Se escogieron los que aportaron datos sobre la influencia de los prebióticos en la microbiota intestinal, la obesidad y la saciedad. Se utilizó el método de análisis documental para evaluar los resultados de diferentes ensayos clínicos. Resultados: Se revisaron un total de 70 artículos, de los cuales se seleccionaron 49 que contenían ensayos clínicos controlados y evidencias sobre los efectos beneficiosos en la salud de los fructanos tipo inulina. Conclusiones: Los fructanos tipo inulina en general, y los fructooligosacáridos en particular, al ser fermentados en el tracto gastrointestinal producen ácidos grasos de cadena corta; estos productos de la fermentación favorecen el desarrollo de microorganismos beneficiosos en detrimento de otros perjudiciales. De igual forma los ácidos grasos de cadena corta pueden regular el metabolismo de los lípidos y la sensación de saciedad.

ABSTRACT Background: Short-chain inulin-type fructans (ITF) are named fructooligosaccharides (FOS) and considered prebiotics to benefit the health of the host. Objective: To analyze three of the most important health benefits of inulin-type fructans as prebiotics. Methodology: Documents published in different databases (PubMed, Medline, NCBI) in English were reviewed. Those which provided data on the influence of prebiotics on the gut microbiota, obesity and satiety were chosen. The documentary analysis method was used to evaluate the results of different clinical trials. Results: A total of 70 articles were reviewed, of which 49 were selected and contained controlled clinical trials and evidence of the beneficial health effects of inulin-type fructans. Conclusions: Inulin-type fructans in general, and fructooligosaccharides (FOS) in particular, when fermented in the gastrointestinal tract produce short-chain fatty acids (SCFA); these fermentation products favor the development of beneficial microorganisms to the detriment of other harmful ones. Similarly, short chain fatty acids can regulate lipid metabolism and satiety.

Experiencia clínica con un simbiótico (Bifidobacterium longum AW11- Fos cc. Actilight) en el alivio del estreñimiento y otros síntomas digestivos / Clinical experience with a synbiotic (Bifidobacterium longum AW11- Fos cc. Actilight) in the relieve of constipation and other digestive symptoms

Resumen: ANTECEDENTES: el estreñimiento, la distensión y el dolor abdominales son muy prevalentes en la población general y representan un reto terapéutico. Los probióticos han mostrado ser efectivos en el control de estos síntomas. OBJETIVO: investigar la utilidad clínica de la administración del simbiótico Bifidobacterium longum AW11 (5x109 UFC) y fructo-oligosacáridos de cadena corta (Fos cc. Actilight 2.5 g) en el alivio del estreñimiento y otros síntomas digestivos. PACIENTES Y MÉTODO: estudio abierto observacional en el que se incluyeron pacientes con síntomas digestivos de más de seis meses de evolución, sin enfermedad orgánica que explicara sus síntomas y que recibieron tratamiento con el simbiótico, un sobre diario durante ocho semanas. La intensidad y frecuencia de los síntomas se evaluaron mediante un cuestionario y las características de las evacuaciones mediante la escala de Bristol al inicio, a las cuatro y a las ocho semanas de tratamiento. RESULTADOS: se incluyeron 361 pacientes con síntomas digestivos. El promedio de la duración de los síntomas fue de 2.3±4.9 años, 96% tenía estreñimiento, 79% cumplió con criterios de síndrome de intestino irritable y 16% de estreñimiento funcional (Roma III). El número de evacuaciones semanales se incrementó de 3.8±3.3 iniciales a 5.9±3.0 en la semana 8 (p<0.00001). También mejoraron significativamente: el número de evacuaciones espontáneas completas, la consistencia de las heces (escala de Bristol) y la sensación global de bienestar y disminuyeron significativamente el esfuerzo al defecar, la distensión abdominal subjetiva, la frecuencia de dolor abdominal y la sensación de malestar abdominal. La proporción de pacientes totalmente satisfechos se incrementó de 6% al inicio a 78% en la semana 8. CONCLUSIONES: la administración diaria del simbiótico con B. longum y Fos cc. es eficaz para aliviar el estreñimiento y el dolor y la distensión abdominales.

Abstract: BACKGROUND: Constipation, abdominal pain and bloating are highly prevalent in general population and they constitute a therapeutic challenge. Probiotics are effective in the management of these symptoms. OBJECTIVE: To investigate in daily clinical practice if the administration of a supplement food containing Bifidobacterium longum AW11 (5x109 FCU) and short chain fructo-oligosaccharides (Fos cc. Actilight 2.5g) can relieve constipation and functional bowel symptoms. PATIENTS AND METHOD: An open and observational study was done including patients with digestive symptoms of more than six months of evolution, without organic disease explaining their symptoms and who received treatment with the synbiotic, daily during eight weeks. Intensity and frequency of symptoms were assessed by a questionnaire and the characteristics of evacuations by Bristol's scale at baseline and after four and eight weeks of treatment. RESULTS: There were included 361 patients with digestive symptoms lasting 2.3±4.9 years; 96% had constipation, 79% fulfilled Rome III criteria for irritable bowel syndrome an 16% for functional constipation. Treatment with the synbiotic increased frequency of bowel movements per week from 3.8±3.3 to 5.9±3.0 at week 8 (p<0.00001). There was a significant improvement also for: complete spontaneous bowel movements, stool consistency (Bristol scale), straining, bloating, frequency of abdominal pain, malaise, and global wellness. Percentage of patients with complete satisfaction increased from 6% in the initial visit to 78% at the week 8. CONCLUSIONS: Daily ingestion of a synbiotic (B. longum and Fos cc.) is effective to relieve constipation, abdominal pain and bloating.

Caracterización química y cuantificación de fructooligosacáridos, compuestos fenólicos y actividad antirradical de tubérculos y raíces andinos cultivados en el noroeste de Argentina / Chemical characterization and quantification of fructooligosaccharides, phenolic compounds and antiradical activity of Andean roots and tubers grown in Northwest of Argentina

Existe un creciente interés por consumir alimentos que además de aportar los componentes básicos para una buena nutrición provean otros compuestos benéficos para la salud. El objetivo del trabajo fue determinar la composición química de alimentos autóctonos de la región andina y cuantificar algunos componentes funcionales. Se determinó composición centesimal, contenido de vitamina C y compuestos fenólicos totales, actividad antirradical (DPPH) en cáscara y pulpa, fibra dietaria soluble e insoluble, fructooligosacáridos (FOS), almidón total y resistente (en tubérculos y raíces crudos, hervidos y hervidos y almacenados) de 6 variedades de Ocas (Oxalis tuberosa), 4 clones de Mandiocas (Manihot esculenta Crantz) y Yacón (Smallanthus sonchifolius). Los resultados mostraron mayor cantidad de compuestos bioactivos y actividad antirradical en la cáscara de ocas. En todos los casos el contenido de fibra insoluble fue mayor que la soluble. Las mandiocas tuvieron mayor contenido de almidón total que las raíces y tubérculos andinos. El proceso de ebullición disminuyó el contenido de almidón resistente en ocas y mandiocas pero cuando éstas se almacenaron por 48h a 5°C, el contenido de almidón resistente aumentó nuevamente. El contenido de FOS en ocas fue similar para todas las variedades (Aproximadamente 7%). El principal componente de los carbohidratos del yacón fueron los FOS (8,89%). Se puede concluir que las raíces y tubérculos estudiados, además de aportar nutrientes, contienen compuestos funcionales que les confieren un valor adicional como alimentos útiles para la prevención de algunas enfermedades no trasmisibles.

There is great interest in consuming foods that can provide the nutrients for a good nutrition and other health beneficial compounds. The aim of this work was to determine the chemical composition of native foods of the Andean region and to quantify some functional components. Proximal composition, vitamin C, total phenolic compounds, antiradical activity (DPPH) in peel and pulp, dietary fiber soluble and insoluble, fructooligosaccharides (FOS), total and resistant starch (in tubers and raw roots, boiled and boiled and stored) of 6 varieties of Oca (Oxalis tuberosa), 4 clones of manioc (Manihot esculenta Crantz) and yacon (Smallanthus sonchifolius were determined. The results showed greater amount of bioactive compounds and antiradical activity in the skin of these products. The highest content was found in the oca peel. In all cases, the content of insoluble fiber was greater than the soluble. The manioc had higher total starch than Andean roots and tubers. The boiling process decreased the resistant starch content of ocas and maniocs, but when these are stored for 48 h at 5 ° C, the resistant starch content increased. The FOS content of the ocas was similar for all varieties (7%). The main component of yacon carbohydrates were FOS (8,89%). The maniocs did not contain FOS. It can be concluded that the roots and tubers studied, in addition to provide nutrients, contain functional compounds that confer additional helpful value for preventing no communicable diseases.

Iron bioavailability in Wistar rats fed with fortified rice by Ultra Rice® technology with or without addition of yacon flour (Smallanthus sonchifolius) / Biodisponibilidad de hierro en ratas Wistar alimentadas con arroz fortificado por medio de la tecnología Ultra Rice® con o sin adición de harina de yacon (Smallanthus sonchifolius).

This study aimed to evaluate iron (Fe) bioavailability in Wistar rats fed with rice fortified with micronized ferric pyrophosphate (FP) by Ultra Rice® (UR) technology with or without addition of yacon flour as a source of 7.5% of fructooligosaccharides (FOS). Diets were supplied with 12 mg iron/kg from the following sources: ferrous sulfate (FS - control diet), fortified rice with micronized ferric pyrophosphate (Ultra Rice®) (UR diet), ferrous sulfate + yacon flour (FS + Y diet) or Ultra Rice® + yacon flour (UR + Y diet). Blood samples were collected at the end of depletion and repletion stages for determination of hemoglobin concentration and calculation of the relative biological value (RBV). Also, the content of short chain fatty acids (SCFA) (acetic, propionic and butyric acids) from animals’ stools and caecum weight were determined. The UR diet showed high iron bioavailability (RBV = 84.7%). However, the addition of yacon flour in the diet containing fortified rice (UR + Y diet) decreased RBV (63.1%) significantly below the other three groups (p<0.05). Groups that received yacon flour showed higher acetic acid values compared to those who did not. In conclusion, fortified UR® with micronized ferric pyrophosphate showed high iron bioavailability but the addition of yacon flour at 7.5% FOS reduced iron bioavailability despite increased caecum weight and SCFA concentration.

Este estudio tuvo como objetivo evaluar la biodisponibilidad de hierro (Fe) en ratas Wistar alimentadas con arroz fortificado con pirofosfato férrico micronizado por medio de la tecnología Ultra Rice® (UR®), con o sin adición de harina de yacón. Las dietas contenían 12 mg de hierro/kg a partir de las siguientes fuentes: sulfato ferroso (SF - dieta de control), Ultra Rice® (dieta UR®), sulfato ferroso + harina de yacón (dieta SF + Y) o Ultra Rice® + harina de yacón (dieta UR® + Y). Al final del estudio, se recogieron muestras de sangre para la determinación de la concentración de hemoglobina y el cálculo del valor biológico relativo (RBV). También se determinó el contenido de ácidos grasos de cadena corta (AGCC) (ácidos acético, propiónico y butírico) en las heces de los animales. La dieta UR® mostró alta biodisponibilidad de hierro (RBV = 84,7%). Sin embargo, la adición de harina de yacón en la dieta que contenía arroz fortificado (dieta UR® + Y) disminuyó el RBV (63,1%) (p <0,05). Los grupos que recibieron harina de yacón mostraron los valores más altos de ácido acético en comparación con aquellos que no recibieron. En conclusión, el arroz fortificado con pirofosfato férrico micronizado por medio de la tecnología UR® mostró alta biodisponibilidad de hierro. La adición de harina de yacón, con el fin de proporcionar 7,5% de fructooligosacáridos (FOS) en la dieta, causó aumento del peso del ciego y de la concentración de AGCC, aunque disminuyó la biodisponibilidad de hierro.

Desarrollo de jalea de yacón de reducido valor calórico: caracterización físico-química, microbiológica y sensorial / Development of a low calorie yacon jam: physico chemical, microbiological and sensory characterization

This study aimed to evaluate the physical-chemical, microbiological and sensory characteristics of four formulations of yacon jams. The following characteristics were analyzed: chemical composition, soluble solids, pH, microbiological presence of total coliforms and salmonella at 45 °C, and presence of fungi and yeasts. The yacon jams exhibited high moisture content (> 62%) as well as high concentrations of carbohydrates (> 28%) and total dietary fiber (2.5%), mainly fructooligosaccharides (> 0.9%). The average energy value was 124.6 kcal/100 g. The average pH was 3.8 and the soluble solids measured 27.6 °Brix. All yacon jams complied with standard microbiological requirements and received high acceptance scores, especially the yacon jam and yacon jam with cinnamon. Yacon jam products may offer an excellent alternative to more common jams due to their lower concentrations of simple sugar, lower calorie value, increased presence of dietary fibers, and desirable sensory characteristics.

Este estudio tuvo como objetivo evaluar las características físico-químicas, microbiológicas y sensoriales de cuatro formulaciones de mermeladas de yacón. Las características analizadas fueron: composición química, contenido de sólidos solubles, pH, presencia microbiológica de coliformes totales, coliformes y salmonella a 45 °C, y la presencia de hongos y levaduras. Los atascos de yacón mostraron alto contenido de humedad (> 62%), así como altas concentraciones de hidratos de carbono (> 28%) y fibra dietética total (2, 5%), principalmente fructooligosacáridos (> 0, 9%). El valor energético promedio fue de 124, 6 kcal/100g. El pH promedio fue de 3, 8 y los sólidos solubles mide 27, 6 ° Brix. Todas las mermeladas de yacón cumplido con los requisitos microbiológicos estándar y recibió altos puntajes de aceptación, en especial la mermelada de yacón y mermelada de yacón con canela. Productos de mermelada de yacón pueden ofrecer una excelente alternativa a los atascos más comunes debido a sus concentraciones más bajas de azúcar simple, un valor más bajo de calorías, el aumento de la presencia de fibras dietéticas y las características sensoriales deseadas.

Producción de fructooligosacáridos por invertasa de Aspergillus niger IB56: un prebiótico de importancia para la salud humana y animal / Production of fructooligosaccharides by invertase of Aspergillus niger: a prebiotic of importance for the human health and animal

A partir de jarabe de fructosa se aislaron e identificaron microorganismos productores de invertasa. Aspergillus niger IB56 fue el que produjo mayor concentración de la enzima con actividad transferasa (5,6U/ml). Se estudió la producción de fructooligosacáridos (FOS) a diferentes pH (3,0; 4,0; 4,5; 5,0 y 5,5); temperaturas (20, 25, 30 y 40 ºC), concentración de sacarosa (150; 300 y 450 g/l) y tiempos de incubación (60; 90 y 120 min.). La máxima producción de FOS (105 g/l) se obtuvo con una concentración de sacarosa de 300 g/l; a pH 5,0; temperatura 20ºC y a los 60 min de incubación. La enzima invertasa posee especificidad para producir FOS como 1-cestosa y nistosa, prebióticos de importancia en la industria farmacéutica porque tienen efectos benéficos sobre la salud y estimulan la flora microbiana del intestino humano y animal como Lactobacillus y Bifidobacterium.

Several microorganisms that produce invertase were isolated from fructose syrup and identified. Aspergillus nigerIB56 was the one that produced the greatest concentration of the enzyme with transferase activity (5.6 U/ml). We studied the production of fructooligosaccharides (FOS) at different pH (3.0, 4.0, 4.5, 5.0 and 5.5), temperatures (20, 25, 30 and 40ºC), sucrose concentrations (150, 300 and 450 g/l) and incubation times (60, 90 and 120 min.). Maximum FOS production (105 g/l) was obtained with a sucrose concentration of 300 g/l, pH 5.0, at 20 ºC after 60 min of incubation. The enzyme invertase specifically produces FOSsuch as 1-kestose and nistose, which are important prebioticsin the pharmaceutical industry because they have beneficial health effects and stimulate the intestinal microbial flora such as Lactobacillus and Bifidobacterium in humans and animals.

Revisión del papel de los oligosacáridos prebióticos en la prevención de infecciones gastrointestinales: [revisión] / Role of prebiotic oligosaccharides in prevention of gastrointestinal infections: [review]

Las enfermedades gastrointestinales siguen siendo un problema de salud pública mundial. El avance de la ciencia muestra que cambios en el balance adecuado de la microflora intestinal (MI) juegan un papel crucial en la patogénesis. La evidencia apunta a que una manera de modular esta MI es a través del uso de oligosacáridos prebióticos, que estimulan el crecimiento de bacterias benéficas y que a la vez aumentan la resistencia a la invasión por patógenos. Estudios con animales indican que el consumo de carbohidratos prebióticos podría estar implicado en la prevención y tratamiento de diarreas. En infantes humanos sanos, los estudios revelan que el consumo de mezclas de prebióticas (galactooligosacáridos/fructooligosacáridos, inulina/galactooligosacáridos) disminuyen la incidencia de fiebre, de infecciones y de patógenos gastrointestinales. Lo anterior representa un gran potencial para los alimentos funcionales que los contienen, principalmente las fórmulas infantiles. Sin embargo, los estudios de prevención de diarreas mediante el suministro de prebióticos en personas con una microflora intestinal alterada no son concluyentes, sobre todo aquellos practicados en ancianos, personas con problemas crónicos de inflamación intestinal y personas con diarreas asociadas a la toma de antibióticos. Lo anterior nos indica la necesidad de estudios bioquímicos y microbiológicos más profundos en humanos de diferentes edades y condiciones de salud intestinal, a fin de determinar en que condiciones, los prebióticos tienen algún efecto sobre las infecciones.

Gastrointestinal disorders are still a main world public health problem. Scientific progress shows that and inadequate balance in intestinal microbiota (IM) plays a crucial role in its pathogenesis. Evidence indicates that one way to modulate the IM is through the use of prebiotics. These oligosaccharides stimulate the growth of benefic bacteria and increase the resistance to invading pathogens. Research using animals show that the consumption of prebiotics could be implicated in prevention and treatment of diarrhea. Studies in healthy infants also indicate that the consumption of prebiotic mixtures (galactooligosaccharides/ fructooligosaccharides, inulin/ galactooligosaccharides) decreases the incidence of fever, infections and pathogens. These results represent a great potential for functional foods that contain prebiotics, mainly the infant formulas. However, results of other clinical studies for prebiotics effects on diarrhea are not conclusive. Specially those studies that include patients with an altered IM (like the elderly), patients with chronic intestinal inflammation and with diarrhea associated to antibiotic treatments. There is a need for more biochemical and microbiological studies in humans at different ages and intestinal health conditions, in order to determine when prebiotics may effectively function on infections.