Farinha de mandioca enriquecida com bioproteínas (Saccharomyces cerevisiae), em associação ao feijão e arroz, na dieta de ratos em crescimento

Cassava flour enriched with yeast (Saccharomyces cerevisiae) protein, in association with beans and rice, in the diet of growing rats

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Farinha de mandioca enriquecida com bioproteínas (Saccharomyces cerevisiae), em associação ao feijão e arroz, na dieta de ratos em crescimento

Cassava flour enriched with yeast (Saccharomyces cerevisiae) protein, in association with beans and rice, in the diet of growing rats

Anastácia Cavalcanti Metri^I; Francisca Martins Bion^II; Silvana Ribeiro Passos de Oliveira^III; Silvia Maria Limonge Lopes^IV

^IPrefeitura Municipal de Santa Rita, PB. Rua João Batista de Menezes, 101, Bessa, 58036-115, João Pessoa, PB

^IIDepartamento de Nutrição, Universidade Federal de Pernambuco

^IIIMestre em Nutrição pela Universidade Federal de Pernambuco

^IVDepartamento de Patologia, Universidade Federal de Pernambuco

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

Avaliou-se o efeito da mistura de feijão, arroz e farinha de mandioca enriquecida com bioproteína (Saccharomyces cerevisiae), em ratos wistar machos recém-desmamados (n=60), durante 28 dias. Foram utilizadas as seguintes dietas: experimentais (feijão, arroz e farinha de mandioca enriquecida com leveduras; feijão, arroz e farinha de mandioca comum); controle (farinha de mandioca enriquecida com levedura); e padrão (caseína). Determinaram-se os testes biológicos. Os orgãos foram removidos para análise de pesos úmido e seco (rim esquerdo, baço e amostras do fígado e cérebro), teor de proteína (fígado e cérebro) e histopatologia (fígado, coração e rim direito). Foram ainda quantificados os lipídios totais da carcaça dos animais. Os dados foram estatisticamente avaliados pelo teste Não Paramétrico de Kruskal-Wallis e pelo teste de Comparações Múltiplas (p<0,05). Em todos os parâmetros foram evidenciados melhores resultados com a dieta padrão, seguida das experimentais. Conclui-se que a farinha de mandioca enriquecida com bioproteína poderá ser usada como complemento alimentar para humanos, visando combater as deficiências nutricionais de segmentos populacionais carentes.

Termos de indexação: leveduras, proteína, Saccharomyces cerevisiae, misturas vegetais, enriquecimento alimentar, ratos, farinha de mandioca, alimentos fortificados.

ABSTRACT

The effect of a mixture of beans, rice and cassava flour enriched with yeast (Saccharomyces cerevisiae) protein was assessed in weanling male Wistar rats (n=60), during 28 days. The following diets were used: experimental (beans, rice and manioc flour with yeast protein; beans, rice and cassava flour without yeast protein); control (cassava flour with yeast protein); and standard (casein). The biological test were determined. The organs were removed for evaluation of wet and dry weights (left kidney, spleen and liver and brain samples), protein levels (liver and brain), and histopathology (heart, right kidney and liver). Carcass total lipids were also recorded. Results were statistically analyzed by the Nonparametric Test of Kruskal-Wallis and the Test of Multiple Comparisons (p<0.05). The highest values for all investigated parameters were found in the casein-fed group, followed by the experimental groups. Data suggest that flour enriched with yeast protein can be recommended as a dietary supplement to eradicate the nutritional deficiency in the poor population.

Index terms: yeasts, proteins, Saccharomyces cerevisiae, vegetable mixtures, food fortification, rats, cassava flour, food, fortifield.

INTRODUÇÃO

Um dos grandes problemas enfrentados pelas populações de baixa renda em todo o mundo e, principalmente, nos países em desenvolvimento é a inadequação da alimentação, o qual ocasiona quase sempre a desnutrição (Angelis, 1995; Prakash, 1996). O perfil alimentar do brasileiro é simples, em termos de quantidade e qualidade dietética. Dentre os alimentos de origem vegetal mais consumidos pela população destacam-se o feijão, o arroz e a farinha de mandioca, que representam os principais produtos da cesta básica nordestina (Angelis, 1995; Lemos et al., 1996; Sgarbieri, 1996).

Muitos produtos e subprodutos atualmente disponíveis estão sendo estudados com o objetivo de determinar o valor nutritivo, visando sua utilização na dieta alimentar dos seres humanos. Dentre eles estão os microrganismos, considerados fontes promissoras de proteínas e vitaminas, sendo chamados de alimentos não convencionais, proteínas unicelulares, biomassa protéica ou bioproteínas (Miyada & Lavorenti, 1979).

Parece bastante oportuno o estudo de proteínas não convencionais, como é o caso de produtos obtidos da fermentação microbiológica, buscando analisar a viabilidade de sua incorporação à dieta, como forma de combater as deficiências nutricionais das populações mais carentes, decorrentes da ingestão de alimentos que não atendem aos requerimentos nutricionais. Assim, o propósito deste trabalho foi avaliar a eficiência protéica da farinha de mandioca enriquecida com bioproteínas (Sacharomyces cerevisiae), associada ao feijão e arroz, na manutenção do estado nutricional de ratos, tendo em vista uma futura utilização desta mistura na alimentação humana como uma fonte de enriquecimento protéico.

MATERIAL E MÉTODOS

Foram utilizados três tipos de dietas (experimentais, controle e padrão) elaboradas com os alimentos mais consumidos pela população nordestina, adquiridos nos mercados locais: feijão (Phaseolus vulgaris), arroz (Oryza sativa) e farinha de mandioca comum (Manihot esculenta Crantz). A Indústria Termo Técnica Prolev, localizada na cidade de Recife, PE, forneceu a farinha de mandioca enriquecida com bioproteínas (Saccharomyces cerevisiae), contendo 70% de farinha de mandioca comum e 30% de levedura.

Todas as dietas tinham um teor protéico de aproximadamente 10%, sendo chamadas de Dieta 1: Feijão (6,25g% de proteína) + Arroz (2,50g% de proteína) + Farinha de mandioca enriquecida com levedura (1,25g% de proteína); Dieta 2: Feijão (6,25g% de proteína) + Arroz (2,50g% de proteína) + Farinha de mandioca enriquecida com levedura (2,50g% de proteína); Dieta 3: Feijão (6,83g% de proteína) + Arroz (2,78g% de proteína) + Farinha de mandioca comum (0,15g% de proteína); Dieta 4: Feijão (6,83g% de proteína) + Arroz (2,78g% de proteína) + Farinha de mandioca comum (0,30g% de proteína); Dieta 5: Farinha de mandioca enriquecida com levedura (10,19g% de proteína - controle) e Dieta 6: Caseína (10,30g% de proteína – padrão).

Os grãos de feijão e arroz foram cozidos em água, por mais ou menos duas horas, dessecados em estufa (60°C) e pulverizados em moinho, separadamente. A seguir, foram peneirados e misturados para a confecção das dietas, as quais apresentavam-se nutricionalmente balanceadas e praticamente isocalóricas. Na formulação das rações foram acrescentados celulose, óleo de soja comercial e amido de milho para completar 100g. As vitaminas e minerais foram adicionados a todas as dietas, segundo as normas preconizadas pelo National Research Council (1978), para o rato (Tabela 1).

Foram selecionados 60 ratos Wistar machos, albinos, provenientes do Biotério de Criação do Departamento de Nutrição da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), recém-desmamados, com peso médio de 49,3g±3g, acompanhados durante o período de 28 dias. Os animais foram divididos aleatoriamente em seis grupos e submetidos às diferentes dietas, permanecendo em gaiolas individuais, onde recebiam água e ração, ad libitum. Semanalmente, foi feito o controle do peso corporal e da ingestão alimentar, para a determinação dos índices biológicos.

Para as avaliações químicas, a composição centesimal dos alimentos utilizados nas rações (Tabela 2) foi determinada segundo a metodologia recomendada pela Association of Official Analytical Chemists – (AOAC) (Horwitz,1975). O aminograma (g/16g de nitrogênio) da farinha de mandioca enriquecida foi fornecido pela Prolev e realizado no Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA, 1996). Também foi efetuado o controle microbiológico da farinha de mandioca enriquecida com bioproteínas (Saccharomyces cerevisiae), de acordo com as normas oficiais do Ministério da Saúde (1997). Para a contagem das colônias de coliformes totais e fecais, as amostras em solução salina (0,85%) foram colocadas em placas de petrifilme (10^-1 e 10^-2) e em seguida incubadas em estufa a 35^oC/24horas; para contagem de bolores e leveduras, as amostras foram incubadas a 25^oC/3-5 dias.

Nas análises biológicas, para avaliar o Coeficiente de Eficácia Alimentar (CEA), Coeficiente de Eficácia Protéica (CEP) e Utilização Líquida de Proteína (ULP), utilizou-se a Técnica de Campbell (Campbell, 1963). As fezes foram recolhidas durante 28 dias, dessecadas em estufa (105^oC/3 dias), pesadas até valor constante e, em seguida, trituradas, para determinação do nitrogênio pelo método de Kjeldahl (Horwitz, 1975). Com os resultados obtidos estimou-se a digestibilidade aparente das dietas.

Para os estudos bioquímicos e histológicos, após 49 dias de idade, os ratos foram anestesiados e os órgãos (fígado, cérebro, coração, baço e rim) foram removidos. O fígado, o cérebro, o baço e o rim esquerdo foram dessecados (100°C) e pesados até valor constante, a fim de obter o peso seco. Determinou-se o teor protéico de uma amostra do fígado e do cérebro (Lowry et al., 1951). Realizou-se o exame histopatológico, no qual os órgãos (coração, rim direito e outra amostra do fígado) foram colocados em solução formalina a 10% para fixação, e, em seguida, foram seccionados, embebidos em parafina e corados em hematoxilina-eosina (Contran et al., 1994). Na carcaça, dosaram-se os teores de lipídios totais (Enteman, 1957).

Para a análise estatística, aplicou-se o Teste Não Paramétrico de Kruskal-Wallis, e o Teste de Comparações Múltiplas foi utilizado para a confirmação dos dados (Gomes, 1985). O nível de rejeição da hipótese nula foi 5%.

RESULTADOS

A análise microbiológica em duas amostras da farinha de mandioca enriquecida com bioproteínas (Saccharomyces cerevisiae) evidenciou valores de coliformes totais de 0,7g e 24g, fecais de 0,0/g, bolores e leveduras de 40,0 UFC/g e 1,2x 10² UFC/g, dentro dos padrões estabelecidos pelos órgãos oficiais (Ministério..., 1987).

Quanto à composição dos aminoácidos das proteínas (Tabela 3), aferida através do cômputo químico da farinha de mandioca enriquecida com bioproteínas (Saccharomyces cerevisiae), constatou-se como primeiro aminoácido limitante a metionina (62%) e como segundo a leucina (75%).

Em relação às ingestões alimentares e protéicas, CEA, CEP, ULP e digestibilidade aparente (Dap), verificou-se superioridade da dieta padrão e inferioridade da controle (Tabela 4). Entre os grupos experimentais, há semelhança estatística entre as dietas 1 e 2; entretanto, maiores valores foram obtidos para os animais alimentados com a dieta 2 em relação à 1. Quanto aos coeficientes de digestibilidade, foram de aproximadamente 94% para o grupo caseína; contudo, nas dietas 1, 2, 3, 4 e 5, atingiram 74%, 88%, 65%, 68% e 61%, respectivamente.

Outro parâmetro analisado foi a curva de crescimento (Figura 1) dos animais submetidos às diferentes dietas. No final de 28 dias de experimento, após desmame, o maior peso foi o dos ratos alimentados com a dieta 6, seguida das dietas 2, 1, 3, 4 e 5. Entre as experimentais, a dieta 2 (Feijão (6,25g% de proteína) + Arroz (2,50g% de proteína) + Farinha de mandioca enriquecida com levedura (2,50g% de proteína)) apresentou melhor resultado. A adição de duas diferentes proporções de farinha de mandioca comum (dietas 3 e 4) ao feijão e arroz não interferiu no peso dos animais.

Os teores de lipídios totais da carcaça dos animais alimentados com as dietas experimentais 1 (15,80%.±.0,45) e 2 (17,75%.±.0,25) apresentaram ligeira superioridade quando comparados aos das dietas 3 (13,25%.±.0,56) e 4 (14,00%.±.0,36), enquanto o peso magro foi maior para os animais submetidos às dietas 2 (130,00g.±.4,56) e padrão (191,58g.±.4,32) quando relacionados com as dietas 1 (104,36g.±.2,33), 3 (102,06g.±.3,69), 4 (102,58g.±.5,36) e controle (79,88g.±.2,31).

Pode-se verificar a mesma tendência de variação dos parâmetros analisados anteriormente, em relação aos teores de proteínas do fígado e cérebro dos animais submetidos às dietas experimentais, controle e padrão. A dieta caseína apresentou, para a proteína do fígado (160,02mg/g.±.3,52) e proteína do cérebro (139,24mg/g.±.4,23), maiores valores que os das dietas controle (118,99mg/g.±.7,86 e 106,88mg/g.±.6,53) e experimentais: 1 (128,65mg/g.±.7,19 e 119,08mg/g.±.5,63), 3 (120,94mg/g.±.7,63) e 4 (127,03mg/g.±.8,71); no entanto, foi estatisticamente semelhante à dieta experimental 2 (141,00mg/g.±.6,10 e 128,03mg/g.±.6,23). Com relação à dieta controle, esta obteve menores teores, quando comparada às demais.

Os valores dos pesos úmido e seco dos órgãos estudados evidenciaram uma melhora significativa no grupo caseína em relação às demais dietas. A dieta 2, entre as experimentais, foi a que permaneceu sempre em maior evidência, revelando os melhores resultados. Quanto ao fígado, cérebro e rim, observou-se praticamente um paralelismo entre as perdas do peso úmido para o seco em todas as dietas estudadas; no caso do baço, apenas o peso úmido não foi significativo.

Analisando-se o peso relativo dos órgãos (peso úmido do órgão relacionado ao peso corporal, expresso como percentual da dieta padrão), verificou-se na dieta controle um aumento acentuado do peso do cérebro, rim e baço e uma leve diminuição do fígado, em comparação aos demais grupos.

O estudo histopatológico demonstrou que 58 animais apresentaram uma histologia normal nas secções das amostras do tecido hepático; em apenas dois animais (um submetido à dieta controle e o outro à dieta 4) foi evidenciada esteatose hepática. Nas secções do coração e rim observou-se padrão de normalidade.

DISCUSSÃO

A composição centesimal dos alimentos utilizados nas dietas evidenciou um teor relativamente maior de proteínas na farinha de mandioca enriquecida com bioproteínas (Saccharomyces cerevisiae), quando comparada comum, demonstrando ser viável enriquecer a farinha de mandioca com proteína de levedura (Antai, 1990).

Dentre todos os nutrientes analisados nas dietas testadas, as proteínas foram os de maior importância. Segundo Angelis (1995), a composição dos aminoácidos destas proteínas deve apresentar-se proporcionalmente balanceada, pois tanto a falta como o excesso de um ou mais destes compostos implicam em desequilíbrio dinâmico protéico. Identificou-se baixo conteúdo dos aminoácidos sulfurados, fato semelhante ao ocorrido com Mariath & Zucas (1980) e Mariath (1983b), os quais encontraram um cômputo químico para os aminoácidos sulfurados totais da levedura na ordem de 61%, em relação ao padrão da Food and Agriculture Organization (FAO). Outros pesquisadores confirmam estes resultados, como Benassi et al. (1990), Gálvez et al. (1990), Pacheco et al. (1997).

Os valores encontrados para o CEP (Tabela 3), são semelhantes aos relatados por Pacheco et al. (1997), que testaram a proteína da levedura (Saccharomyces sp) em ratos, ao nível de 10%; Hernandez et al. (1996) obtiveram valores superiores para as células de leveduras submetidas ao tratamento de perclorato de sódio, quando comparadas com leveduras puras; e, para Poó & Millán (1990), os valores do CEP (2,7g) e ULP (3,1g) apresentaram-se sem nenhum prejuízo para o peso, quando a levedura foi empregada até 25%.

Os resultados citados neste trabalho estão baseados em diferentes pesquisas, nas quais foram constatados baixos coeficientes biológicos da proteína de fontes vegetais isoladas (feijão, arroz e soja), quando comparados com a caseína (Lam-Sanchez et al., 1993/1994; Hernandez et al., 1996; Bion et al., 1997).

Quanto à digestibilidade, os dados estão de acordo com os obtidos por Beausset (1995), que encontrou uma digestibilidade entre 60% e 80% para proteínas vegetais e, conforme se poderia esperar, de 90% para a dieta padrão, por ser elaborada com proteína de boa qualidade e apropriada para a espécie em estudo. A literatura confirma o achado em relação à digestibilidade de diferentes leveduras, relatando valores em torno de 60% a 89% (Mariath & Zucas, 1980; Mariath & Zucas,1983b; Pacheco et al., 1997), bem como de outras proteínas vegetais (Carias et al., 1995; Hernandez et al., 1996; Sarwar, 1997).

Acredita-se que o melhor ganho de peso, na curva de crescimento, dos animais alimentados com a dieta 2 deve-se à melhoria do perfil de aminoácidos contidos na mistura, sendo este resultado semelhante ao constatado por Mariath & Zucas (1980). O fato demonstra a influência tanto da qualidade como da quantidade das proteínas, tornando possível obter um melhor perfil de aminoácidos essenciais na mistura da dieta 2 (Mariath & Zucas,1980; Angelis, 1995).

Os resultados sobre lipídios totais da carcaça e peso magro estão de acordo com os de Grant et al. (1995). Henry et al. (1997), os quais também identificaram alterações entre a mobilização do tecido e o estoque de energia-proteína quando os ratos são submetidos a restrição alimentar. Em razão da escassez de dados analíticos sobre esses parâmetros, nas condições específicas deste estudo, tornou-se difícil comparar os achados com os da literatura.

Com relação aos pesos úmido e seco dos órgãos (fígado, cérebro, rim e baço), vários estudos indicam a superioridade da proteína animal no tocante ao crescimento e desenvolvimento dos órgãos, quando comparada com fontes vegetais (Lourenço et al., 1980; Mariath & Zucas, 1983a; Bion et al., 1997).

Na análise do peso relativo dos órgãos, conforme mencionado anteriormente, verificou-se apenas no grupo controle um aumento acentuado dos pesos do cérebro, baço e rim e uma leve diminuição do fígado, em comparação aos demais grupos. Ressalta-se que este mecanismo de adaptação à inanição ou à dieta de baixa qualidade está bastante documentado na literatura (Pessoa et al., 1979; Lourenço et al., 1980; Mariath & Zucas, 1983a; Belda & Utrilla, 1985; Guedes, 1985; Póo & Millan, 1990; Teodósio et al., 1990; Bion et al., 1997), confirmando mais uma vez a superioridade da proteína animal em relação à vegetal.

CONCLUSÃO

Os dados obtidos neste estudo levam a concluir que a farinha de mandioca enriquecida com bioproteínas (Saccharomyces cerevisiae) poderá ser utilizada como complemento alimentar de animais e humanos. No caso das leveduras, consideradas fontes promissoras de proteínas, é de grande importância seu consumo em adição à farinha de mandioca, componente indispensável e relevante da cesta básica do nordestino e um dos alimentos mais consumidos pela população de baixa renda, exatamente aquela que, por limitações econômicas, é submetida a uma dieta inadequada e, por isso, está quase sempre sujeita a carências nutricionais, em especial a desnutrição.

Contudo, tendo em vista os aspectos toxicológicos envolvidos e até mesmo os hábitos alimentares da população, é recomendável a realização de pesquisas mais abrangentes e profundas, abordando outros aspectos, como a quantidade e freqüência de ingestão, a fim de avaliar com absoluta segurança a viabilidade da sua inclusão na dieta humana.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem a colaboração da bibliotecária Cristina Malta pela revisão lingüística e documental do trabalho e ao apoio científico/financeiro do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Recebido para publicação em 4 de julho de 2000 e aceito em 22 de novembro de 2001

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Endereço para correspondência

Anastácia Cavalcanti Metri

Prefeitura Municipal de Santa Rita, PB

Rua João Batista de Menezes, 101, Bessa

58036-115, João Pessoa, PB

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  28 Abr 2003
• Data do Fascículo
  Jan 2003

Histórico

• Aceito
  22 Nov 2001
• Recebido
  04 Jul 2000