Abstract In recent years, resistant starch (RS) and slowly digestible starch (SDS) have been linked to the prevention of chronic noncommunicable diseases, such as obesity and its complications. Southern Mexico has an important role in the tuber crop production of M. esculenta and I. batatas, which contain considerable amounts of starch. The aim of this study was to evaluate the morphological and physicochemical changes of M. esculenta and I. batatas after pyrodextrinization, including the production of RS and SDS. The factors used in this study were the starch/acid ratio (2.2 HCl) (80:1 and 160:1 p/v); temperature (90 °C and 110 °C) and reaction time (1 and 3 h). The highest production of RS in M. esculenta was obtained with the highest starch/acid ratio and temperature, and the lowest reaction time. For pyrodextrins, loss of crystallinity and an increase in swelling power and water absorption capacity were observed. The highest production of RS in I. batatas was obtained with the highest starch/acid ratio and reaction time, and the lowest temperature. Crystallinity and enthalpy of gelatinization decreased in modified starches. The solubility, swelling power and water absorption capacity increased in both sources.

Abstract Introduction: resistant starch (RS) is not completely digested in the human intestine but is fermented in the colon; intestinal pH decreases as short-chain fatty acids are produced. This is beneficial for health, and for preventing and treating rectal colon cancer. Pyrodextrinization and enzymatic hydrolysis are modifications to native starch (NS) that may increase the amount of RS. Objective: the objective of this project was to evaluate the effects of M. cavendishAAA native and both chemically and enzymatically modified starches on tumor markers in rats. Methods: modifications (chemical and enzymatic) were made to M. cavendishAAA NS, and were evaluated in rats with 1,2-DMH. Male Sprague Dawley rats (25) were used, divided into five experimental groups: PC, NC, NS, PI, and ERM. During 4 weeks they received the experimental diet assigned to each group. The PC, NS, PI and ERM groups received 2 weekly s.c. (subcutaneous) injections of 1,2-DMH (40 mg/kg) (third and fourth week). In feces, pH, β-glucuronidase enzyme, and short-chain fatty acids were evaluated, and a histopathological study was performed of the intestine to detect microscopic lesions. Results: the activity of β-glucuronidase decreased (p < 0.05) for NS, PI and ERM vs. PC. The highest proportion of butyric acid was observed in the NS (p < 0.05) vs. NC group. Sixty percent of enteritides were severe in grade in the PC group, and 40 % in the experimental groups. Conclusions: native starch granules resisted pyrodextrinization, but treatment with α-amylase broke the structure of the pyrodextrin granule. According to the treatments given to the rats, as the amount of RS present in the diet increases (NS), the neoplastic cells do not advance beyond the basement membrane, suggesting a possible cell-protective or anticancer effect.

Resumen Introducción: el almidón resistente (AR) no se digiere completamente en el intestino humano sino que se fermenta en colon; disminuye el pH intestinal, ya que se producen ácidos grasos de cadena corta, interviniendo de manera benéfica en el tratamiento preventivo y curativo del cáncer de colon rectal. La pirodextrinización y la hidrólisis enzimática son modificaciones al almidón nativo (AN) que pueden incrementar la cantidad de AR. Objetivo: el objetivo de este proyecto fue evaluar los efectos del almidón nativo de M. cavendishAAA y de los almidones modificados química y enzimáticamente sobre diversos marcadores tumorales en ratas. Métodos: se realizaron modificaciones (química y enzimática) del AN del banano M. cavendishAAA y se evaluaron en ratas tratadas con 1,2-DMH. Se utilizaron 25 ratas Sprague Dawley machos divididas en cinco grupos experimentales: CP, CN, AN, PI y MER. Durante 4 semanas recibieron la dieta experimental asignada a cada grupo. Los grupos CP, AN, PI y MER recibieron 2 inyecciones s.c. (subcutáneas) semanales de 1,2-DMH (40 mg/kg) (semanas 3 y 4). En las heces se evaluaron el pH, la enzima β-glucuronidasa y los ácidos grasos de cadena corta, y se realizó un estudio histopatológico del ciego y el colon para detectar lesiones microscópicas. Resultados: la actividad de β-glucuronidasa disminuyó (p < 0,05) para los grupos AN, PI y MER en comparación con el CP. La mayor proporción de ácido butírico se observó en el AN (p < 0,05) frente al CN. El 60 % de las enteritis fueron de grado severo en el CP, mientras que en los grupos experimentales fueron de 40 %. Conclusiones: los gránulos de almidón nativo resistieron la pirodextrinización pero el tratamiento con α-amilasa rompió la estructura del gránulo de pirodextrina. De acuerdo a los tratamientos suministrados a las ratas, conforme mayor es la cantidad de AR presente en la dieta (AN), las células neoplásicas no avanzan más allá de la membrana basal, sugiriendo un posible efecto protector o anticancerígeno celular.

Abstract Introduction: insulin resistance (IR) is the preliminary stage of diseases such as diabetes and hypertension. These diseases can be controlled through medication, yet the consumption of functional foods (FF) may be one complementary treatment option. Ingredients for these FF could be the pyrodextrin and enzymatically resistant maltodextrin (ERM) obtained from the native starch (NS) of M. cavendish in this study. Objective: to evaluate the effects of modified banana starch on glycemic control and blood pressure in rats with high sucrose diet (HSD). Methods: we utilized 25 male Wistar rats 20 of which received a HSD and five were fed a normal diet and purified water (PW) for 12 weeks. At the end of week 8, the rats fed a HSD were divided into four groups: positive control (PC), native starch (NS), pyrodextrin (PI), and enzymatically resistant maltodextrin (ERM). The negative control (NC) comprised the five rats fed PW. We evaluated the glucose tolerance test, blood pressure (BP), insulin levels, total cholesterol (TC), high-density lipoproteins (HDL), and triglycerides. Results: differential scanning calorimetry and scanning electron microscopy of the modified starches demonstrated that the pyroconversion treatment did not visibly affect the NS granules, while ERM was modified by the action of α-amylase. Starch treatments reduced glucose, insulin, HOMA-IR, and BP in comparison with PC (p < 0.05). Glucose AUC (0-120 min) was also decreased after starch treatments with respect to PC (p < 0.05). Conclusion: NS and its modified products exerted beneficial effects on glycemic control, lipid metabolism, and BP in obese rats fed a HSD. Although the modified starches presented lower resistance to digestion than NS, their expected properties were maintained.

Resumen Introducción: la resistencia a la insulina es la etapa preliminar de enfermedades como hipertensión y diabetes. Estas pueden controlarse a través de fármacos; sin embargo, el consumo de alimentos funcionales (AF) puede ser una opción de tratamiento complementario. Ingredientes para estos AF podrían ser la pirodextrina y la maltodextrina enzimáticamente resistente (MER), las cuales se obtuvieron a partir de la modificación al almidón nativo (AN) de M. cavendish para este estudio. Objetivo: evaluar los efectos del almidón modificado de banano sobre el control glucémico y la presión arterial en ratas con dieta alta en sacarosa. Métodos: se utilizaron 25 ratas macho cepa Wistar, de las cuales 20 fueron alimentadas con dieta alta en sacarosa (DAS) y cinco consumieron dieta normal con agua purificada (AP) durante 12 semanas. Al finalizar la octava semana, las ratas que consumieron DAS fueron divididas en cuatro grupos: control positivo (CP), almidón nativo (AN), pirodextrina (PI) y maltodextrina enzimáticamente resistente (MER). El control negativo (CN) fueron las cinco ratas que consumieron AP. Se evaluaron tolerancia a la glucosa, presión arterial (PA), niveles de insulina, colesterol total, lipoproteínas de alta densidad (HDL) y triglicéridos. Resultados: la calorimetría diferencial y la microscopía electrónica de barrido demostraron que el tratamiento de piroconversión no afectó visiblemente a los gránulos de AN, mientras que la MER fue modificada por acción de la α-amilasa. Los tratamientos de los almidones redujeron glucosa, insulina, índice de HOMA-IR y presión arterial en comparación con CP (p < 0,05). El área bajo la curva de la prueba de tolerancia a la glucosa (0-120 minutos) fue también disminuida posterior al consumo de los almidones con respecto a CP (p < 0,05). Conclusión: el AN y sus productos modificados tienen efectos benéficos sobre el control glucémico, el metabolismo lipídico y la presión arterial en ratas obesas que consumieron una dieta alta en sacarosa. Aunque los almidones modificados presentaron menos almidón resistente que el AN, sus propiedades esperadas fueron mantenidas.