Identification and action of phenolic compounds of Jatobá-do-cerrado (Hymenaea stignocarpa Mart.) on α-amylase and α-glucosidase activities and flour effect on glycemic response and nutritional quality of breads.

This study investigated the phenolic profile of jatobá-do-cerrado (Hymenaea stignocarpa Mart.) extracts submitted to in vitro digestion, the inhibition of α-amylase and α-glucosidase activities; and the effect of jatobá-do-cerrado flour addition on the nutritional quality, glycemic index (GI) and acceptability of breads. The phenolic composition was determined by UPLC-MS. Bread formulations were developed adding the jatobá-do-cerrado flour at 10, 20 and 30% (w/w) to replace wheat flour. Phenolic compounds of biological relevance such as caffeic acid, kaempferol, quercetin-3-rutinoside and quercetin-3-rhamnoside were present in jatobá-do-cerrado. The phenolic extracts after in vitro digestion significantly inhibited the α-amylase and α-glucosidase activities. Breads with 20% jatobá-do-cerrado flour addition promoted significant reduction (22%) in GI from 70 (control) to 54.3, while 30% addition presented GI of 57.4 and 10% addition a GI of 62.5. The replacement of refined wheat flour by jatobá-do-cerrado flour reduced glycemic response of breads in a non-dose dependent manner. The dietary fibers and the phenolic compounds of jatobá-do-cerrado exerted a synergetic modulation of glucose metabolism by inhibiting sugar metabolic enzymes and glucose absorption. Thus, jatobá-do-cerrado can be included in the diet of healthy individuals and chronic diseases patients, such as diabetics, as an alternative to improve glycemic control.

Bioacessibilidade dos polifenóis do jatobá-do-cerrado (Hymenaea Stigonocarpa Mart. ) e seus efeitos em genes relacionados à absorção de glicose em células Caco-2 / Bioaccessibility of polyphenols from jatobá-do-cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart. ) and its effects on genes related to glucose uptake in Caco-2 cells

Introdução: O diabetes mellitus (DM) está associado a complicações que comprometem a qualidade de vida e a sobrevida dos indivíduos. Além disso, acarreta elevados custos para o controle metabólico e o tratamento de suas complicações, sendo assim caracterizado como um problema de saúde pública. A regulação da digestão e da absorção intestinal dos carboidratos, com vista a manter a homeostase da glicose plasmática, constituem importantes estratégias de proteção em condições clínicas como o diabetes tipo 2 (DM2), obesidade e síndrome metabólica. Os compostos fenólicos compreendem um grupo complexo de fitoquímicos bioativos presentes nos vegetais. Estudos in vitro e in vivo têm demonstrado que os compostos fenólicos inibem a atividade de carbohidrases (α-amilase e α-glicosidase) e o transporte intestinal de glicose mediado pelos transportadores SGLT1 e GLUT2. O cerrado brasileiro compreende uma larga biodiversidade, porém, apesar de muitas espécies terem sido identificadas, o seu potencial nutritivo e funcional ainda é pouco conhecido. Dentre estas espécies nativas é destacado o jatobá-do-cerrado. O jatobá-do-cerrado é uma leguminosa nativa brasileira, cuja a polpa farinácea que envolve suas sementes apresenta quantidades significativas de compostos fenólicos, podendo ter um potencial efeito sobre o metabolismo da glicose. Objetivos: Verificar os efeitos dos compostos fenólicos da farinha de jatobá-do-cerrado na digestão de carboidratos e na captação de glicose em células intestinais Caco-2. Metodologia: Os compostos fenólicos da farinha de jatobá foram obtidos por extração sequencial com as soluções de etanol (60%) e acetona (70%). Em seguida, o extrato foi digerido utilizando enzimas (α-amilase, pepsina e pancreatina) em pH fisiológico. Os compostos fenólicos presentes no extrato antes e após a digestão foram identificados por cromatografia líquida de ultra performance - espectrômetro de massas (UPLC-MS/MS). Foi avaliada a capacidade de inibição dos extratos de jatobá digeridos em relação à atividade das enzimas α-amilase e α-glicosidase. Células intestinais Caco-2 foram incubadas com diferentes concentrações (0,05 mg/mL - 0,1 mg/mL) de extratos de farinha de jatobá digeridos em diferentes tempos (30 min, 2h e 12 h) para a avaliação da captação de glicose e da expressão gênica dos transportadores de glicose SGLT1 e GLUT2. Resultados: 44 compostos fenólicos foram identificados, dentre eles, a principal classe presente são os flavonoides. Compostos como o ácido cafeico, o kaempferol, quercetina-3- rutinosideo e a quercetrina estavam presentes no extrato antes da digestão. O conteúdo de compostos fenólicos do extrato foi reduzido após a digestão, entretanto o mesmo ainda apresentou compostos de relevância biológica como o ácido p-cumárico, ácido 3-o-feruloilquinico, theaflavina, crisina e grandinina que já apresentaram efeito positivo sobre o metabolismo da glicose in vitro em outros trabalhos. Os extratos fenólicos de jatobá após a digestão in vitro inibiram significativamente a atividade das enzimas α-amilase (76 e 91%) e α- glicosidase (53 e 77%). Os extratos também demonstraram inibir significativamente tanto a captação de glicose independente de sódio quanto a expressão gênica dos transportadores de glicose SGLT1 e GLUT2 de maneira dose-dependente. Conclusão: Este é o primeiro trabalho que identificou os compostos fenólicos presentes na farinha de jatobá. A partir do exposto, podemos concluir que a farinha de jatobá apresenta potencial benefício a saúde devido ao seu conteúdo de compostos fenólicos e a capacidade destes compostos de regular a digestão e a absorção de carboidratos in vitro

Introduction: Diabetes mellitus (DM) is associated with complications that decrease the quality of life and survival of individuals. In addition, it entails high costs for metabolic control and treatment of its complications, thus being characterized as a public health problem. The regulation of digestion and intestinal absorption of carbohydrates to maintain plasma glucose homeostasis are important strategies for protection in chronic diseases such as type 2 diabetes (DM2), obesity and metabolic syndrome. Phenolic compounds are a complex group of chemical substances present in plants. In vitro and in vivo studies have shown that phenolic compounds are able to inhibit the activity of carbohydrases (α-amylase and α-glycosidase) and the intestinal transport of glucose mediated by SGLT1 and GLUT2 transporters. Brazilian Cerrado present a large biodiversity, but although many species have been identified, its nutritional and functional potential is still little known. Among these native species is the jatobá-docerrado. Jatobá-do-cerrado is a brazilian native legume, whose farinaceous pulp that surrounds its seeds presents significant amounts of phenolic compounds and may have a potential effect on glucose metabolism. Objectives: To verify the effects of phenolic compounds from jatobá-do-cerrado flour in the digestion of carbohydrates and uptake of glucose in Caco-2 intestinal cells. Methods: Phenolic compounds of jatobá flour were obtained by sequential extraction with olutions of ethanol (60%) and acetone (70%). The extract was digested using enzymes (α-amylase, pepsin and pancreatin) at physiological pH. The phenolic compounds present in the extract before and after the digestion were identified by liquid chromatography of ultra-performance - mass spectrometer (UPLCMS / MS). The ability of inhibition of the extracts of jatobá digested in relation to the activity of α-amylase and α-glycosidase enzymes was evaluated. Caco-2 intestinal cells were incubated with different concentrations of jatobá flour extracts (0.1 mg / mL - 0.05 mg / mL) for different time (30 min, 2 h and 12 h) to the evaluation of facilitated uptake (sodium-free buffer) and gene expression of SGLT1 and GLUT2 glucose transporters. Results: 44 phenolic compounds have been identified, among them a major class present are flavonoids. Compounds such as caffeic acid, quercetin-3-rutinoside and quercetrine were present in the extract before in vitro digestion. The content of phenolic compounds of the extract after digestion was reduced. However, the extract presents compounds with biological activity such as p-coumaric acid, 3-o-feruloylquinic acid , theaflavin, chrysin and grandinine, which already presented positive effects on glucose metabolism in vitro in other studies. Phenolic extracts of jatobá after in vitro digestion inhibited the activity of α-amylase (76 and 91%) and α-glycosidase (53 and 77%). The extracts also shown to inhibit both glucose uptake and gene expression of glucose transporters SGLT1 and GLUT2 in a dose-dependent manner. Conclusion: This is the first work that identified the phenolic compounds present in jatobá flour. Thus, we can conclude that the jatobá flour presents potential health benefit by modulate digestion and the absorption of carbohydrates in vitro

Efeito da adição de farinha de jatobá-do-cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart. ) na resposta glicêmica de pães / Effect of addition jatoba-do-cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart. ) flour on glycemic response of breads

Introdução: O grupo das doenças crônicas não transmissíveis (DCNT) compreende as doenças cardiovasculares, diabetes, obesidade, câncer e doenças respiratórias crônicas. Estudos mostram que a proporção de mortes por estas doenças vem aumentando e demandam por assistência continuada de serviços e ônus progressivo, na razão direta do envelhecimento da população. A dieta é uma importante ferramenta para prevenção e controle das DCNT. Estudos sobre o índice glicêmico (IG) dos alimentos são de grande relevância, já que estão relacionados com possíveis efeitos fisiológicos e terapêuticos de dietas com baixo IG, tanto para pessoas saudáveis, como para as portadoras de DCNT como, por exemplo, obesidade e diabetes. O jatobá-do-cerrado, também conhecido como jataí ou jutaí (Hymenaea stignocarpa Mart.), pertencente à família Leguminosae e subfamília Caesalpinoideae, é uma leguminosa arbórea de ocorrência no cerrado brasileiro pouco explorado e com grande potencial de utilização devido a sua composição química. O alto conteúdo de fibras do jatobá-do-cerrado indica que esta leguminosa pode ter um baixo IG, justificando-se assim sua incorporação em produtos alimentícios, como o pão, para que seja feita a avaliação da sua resposta glicêmica. Objetivos: Verificar o efeito da adição de farinha de jatobá-docerrado na resposta glicêmica de pães. Metodologia: A partir da formulação de um pão branco padrão foram desenvolvidas três formulações utilizando a farinha de jatobá-do-cerrado, substituindo-se a farinha de trigo em proporções de 10, 20 e 30 por cento . Os produtos desenvolvidos foram caracterizados quanto à composição centesimal, IG e carga glicêmica (CG). Também foi avaliada a aceitabilidade sensorial dos pães de jatobá por meio da escala hedônica de nove pontos. Resultados: A adição da farinha de jatobá alterou a composição dos pães, com destaque para o aumento nos teores de fibras. Foi observada uma redução no IG e na CG dos pães de jatobá, podendo classificá-los como alimentos de baixo IG (53), para o pão com 20 por cento de farinha de jatobá e moderado IG (62 e 56), para os pães com 10 e 30 por cento de farinha de jatobá respectivamente. Quanto a CG todos os tratamentos podem ser classificados como alimentos de carga glicêmica moderada. Quanto à aceitabilidade, os tratamentos 10 e 20 por cento não diferiram entre si segundo os atributos: aroma, textura, sabor e avaliação global obtendo os melhores escores entre 6 (gostei levemente) e 7 (gostei moderadamente)