Batata doce (ipomoea batatas) como fonte de amido em alimentos extrusados para cães

Abstract

A prevalência da obesidade e doenças decorrentes de sobrepeso em animais de companhia faz com que a indústria pet food busque por novos ingredientes para atender a este nicho de mercado. Alimentos grain free para cães e gatos vem tomando espaço no mercado. Carboidratos, além de serem essenciais para o processo de extrusão, são fontes de energia para os animais, dessa forma a procura por ingredientes que possam ser substitutos aos grãos está cada vez maior. A batata-doce (Ipomoea batatas L.) é um tubérculo rico em amido, que tem rápida absorção e apresenta um baixo índice glicêmico tornando – se um ingrediente interessante a ser adicionado à alimentos para animais obesos e com diabetes mellitus. O presente estudo avaliou os efeitos da farinha de batata doce (FBD) sobre os parâmetros da extrusão de alimentos, digestibilidade dos nutrientes, produtos de fermentação microbiana nas fezes, saciedade e palatabilidade das dietas e respostas pós-prandiais de glicose e insulina de cães. Foram utilizados 24 cães adultos distribuídos em quatro tratamentos: CO – dieta padrão formulada com arroz e sem adição FBD; BD33- substituição de 33% de arroz por FBD; BD67- substituição de 67% de arroz por FBD; BD100 - substituição de 100% de arroz por batata doce. A influência do ingrediente durante o processo de extrusão foi avaliada, assim como a macroestrutura dos kibbles. Para o estudo com os animais, foram 10 dias de adaptação e 12 de coleta, sendo 5 dias para o ensaio de digestibilidade aparente (CDA) pelo método coleta total de fezes, 3 dias consecutivos de coleta de fezes frescas para determinação dos produtos de fermentação e 4 dias para o teste de saciedade, sendo foi ofertado 90 min após o consumo da dieta experimental, 500g de uma dieta desafio. Para as respostas pós pradiais de glicose e insulina, os cães passaram por 5 dias de adaptação e 2 de coletas de sangue. Os dados de extrusão, digestibilidade, características das fezes e saciedade foram submetidos a análise de variância e as médias comparadas por contraste polinomial em função da inclusão de BD. Resultados de palatabilidade foram comparados pelo teste T-Student. As respostas pós-prandiais foram avaliadas por análise de variância de medidas repetidas no tempo. Valores de P<0,05 foram considerados significativos. A inclusão de BD tornou necessária redução na adição de água durante o processamento para evitar aglomeração dos kibbles na saída da extrusora, resultando em elevação da aplicação de energia mecânica específica, de pressão e da temperatura de extrusão (P<0,05). A gelatinização do amido (>97%) foi semelhante, sem alteração na densidade aparente dos kibbles (P>0,05). Houve aumento da expansão radial, redução da expansão axial e da digestibilidade in vitro, provavelmente em função da elevada quantidade de fibra da BD (P<0,05). A adição de BD resultou em redução linear do CDA da matéria seca, matéria orgânica, amido e energia bruta das dietas (P<0,05). A produção de fezes aumentou linearmente (P>0,05), enquanto a matéria seca e escore fecal diminuíram (P<0,05). As concentrações de ácidos graxos de cadeira curta e lactato aumentaram linearmente (P<0,05), enquanto a de ácidos graxos de cadeia ramificada e amônia reduziram linearmente com a inclusão de BD (P<0.05). No teste de saciedade, não foi verificado efeito de dieta (P>0,05). O consumo da ração à base de BD (BD100) resultou em menor incremento máximo de glicose e menor área abaixo da curva de insulina no período de 120 a 420 min (P<0,05), com tendência à redução da insulina máxima (P=0,107) e área abaixo da curva total de insulina (P=0,095) em relação à dieta CO. Nos desafios de palatabilidade, CO versus BD33 e CO versus BD100 apresentaram consumo semelhante (P>0,05), mas no desafio CO versus BD66 os cães tiveram maior ingestão da BD66 (P<0,05), sugerindo palatabilidade semelhante ou preferência para BD. Concluiu-se que a substituição de quirera de arroz por batata doce requer ajustes nos parâmetros de extrusão, mas não interfere na qualidade final dos kibbles. Reduziu a digestibilidade da energia e aumentou a concentração de produtos de fermentação nas fezes, com possíveis implicações à saúde intestinal. Por promover a redução da secreção pós-prandial de insulina pode ser utilizada em animais com distúrbios no metabolismo de carboidratos.

The prevalence of obesity and diseases resulting from overweight in pet animals makes the pet food industry look for new ingredients to serve this market niche. Grain free food for dogs and cats has been taking over the market. Carbohydrates, besides being essential for the extrusion process, are energy sources for animals, so the demand for ingredients that can be substitutes for grains is increasing. Sweet potato (Ipomoea potatoes L.) is a tuber rich in starch, which has fast absorption and low glycemic index making it an interesting ingredient to be added to food for obese animals and with diabetes mellitus. The present study evaluated the effects of sweet potato flour (SPF) on the parameters of food extrusion, digestibility of nutrients, microbial fermentation products in feces, satiety and palatability of diets and postprandial glucose and insulin responses in dogs. Twenty-four adult dogs were used, distributed in four treatments: CO - standard diet formulated with rice and without SPF addition; BD33- replacement of 33% of rice by FBD; BD67- replacement of 67% of rice by SPF; BD100 - replacement of 100% rice for SPF. The influence of the ingredient during the extrusion process was evaluated, as well as kibbles macrostructure. For the study with the animals, it was 10 days of adaptation and 12 days of collection, being 5 days for the coefficients of total tract apparent digestibility (CTTAD) following the total feces collection method, three consecutive days of fresh feces collection to determine the fermentable products and 4 days for the satiety test, being offered 90 min after the consumption of the experimental diet, 500g of a challenge diet. For postprandial glucose and insulin responses, the dogs went through 5 days of adaptation and 2 of blood collections. Data of extrusion, CTTAD, stool characteristics and satiety were submitted to analysis of variance and the means were compared by polynomial contrast according to the inclusion of SPF. Palatability results were compared using the T-Student test. Postprandial responses were evaluated by analysis of variance of repeated measures over time. Values of P <0.05 were considered significant. The inclusion of SPF made it necessary to reduce the addition of water during processing to avoid agglomeration of the kibbles at the extruder die, resulting in increased application of specific mechanical energy, pressure, and extrusion temperature (P <0.05). The starch gelatinization (> 97%) was similar, with no change in the kibble’s apparent density (P> 0.05). There was an increase in radial expansion, a reduction in axial expansion and in vitro digestibility, probably due to the high amount of SPF fiber (P <0.05). The addition of SPF resulted in a linear reduction in the CTTAD of dry matter, organic matter, starch, and gross energy of the diets (P <0.05). Stool production increased linearly (P> 0.05), while feces dry matter and fecal score decreased (P <0.05). The concentrations of short-chain fatty acids and lactate increased linearly (P <0.05), while that of branched-chain fatty acids and ammonia decreased linearly with the inclusion of SPF (P <0.05). In the satiety test, there was no effect of diet (P> 0.05). The diet consumption formulated with 100% of replacement of rice for SPF (BD100) resulted in a lower maximum glucose increment and a lower area under the curve for insulin in the period 120 to 420 min (P <0.05), with a tendency of reduction of maximum (P = 0.107) and total area under the curve of insulin (P = 0.095) compared to CO diet. vii In the palatability challenges, CO versus BD33 and CO versus BD100 showed similar consumption (P> 0.05), but in the CO versus BD66 challenge the dogs had a higher intake of BD66 (P <0.05), suggesting similar palatability or preference for SPF. In conclusion, the replacement of rice by sweet potato flour requires adjustments in the extrusion parameters but does not interfere in the kibble’s final quality. It reduced the digestibility of energy and increased the concentration of fermentation products in the feces, with possible implications for intestinal health. By promoting the reduction of postprandial insulin secretion, it can be used in animals with disturbances in carbohydrate metabolism.