Effect of the addition of psyllium (Plantago Ovata Forsk) on the total and bioaccessible concentration of the minerals sodium and potassium in frozen banana pulp

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i8.16949

Keywords:

Blood pressure; Cardiovascular disease; Dietary fiber; Chronic disease; Functional food.

Abstract

Increased blood pressure is one of the main risk factors for cardiovascular disease. The World Health Organization (WHO) recommends that sodium intake should be moderate and potassium intake can be increased, as its intake is associated with a lower incidence of cardiovascular disease. Banana is a fruit rich in potassium and has large post-harvest losses due to its perishability. The production of frozen pulps is an alternative to reduce these losses. To add nutritional and functional benefits to the fruit pulp, it is possible to add soluble fiber, since its high intake is known to have a protective effect against cardiovascular disease and its intake by individuals does not meet the recommended minimum. There is evidence that psyllium dietary fiber contributes to lowering blood pressure, lowering cholesterol, lowering blood glucose and its incorporation into foods may offer health benefits such as preventing high blood pressure. Knowing that sodium and potassium intake is related to blood pressure, this study aimed to investigate the content of the minerals sodium and potassium in frozen banana pulp added with psyllium and to verify the concentrations of bioaccessibility in in vitro digestion. Our results showed that the addition of psyllium contributed to an increase in the content of the minerals potassium and sodium and that after the simulated digestions we verified that the final concentrations of the mineral potassium are in agreement with other results present in the literature, we also saw that despite increasing the sodium content, the final concentration of the dialysate (which would be absorbed by the human body) was 0.17%, being very low and ideal for preventing high blood pressure.

Author Biographies

Elisangela Aparecida Nazario Franco, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Brasília

Professora do IFB campus Riacho Fundo / DF. Doutorado na área de alimentos funcionais na UFRRJ, mestrado em segurança alimentar na UFRRJ, Especialização em Nutrição e dietética UFLA, Especialização em docência na educação profissional, científica e tecnológica (IFCE), graduação em Gastronomia e Economia Doméstica. Experiência com consultoria em segurança alimentar de 2004 até 2015. Experiência na gestão de restaurante de 2011 a 2013. Aulas ministradas as disciplinas : higiene e controle de qualidade, planejamento de refeições, técnica dietética, educação nutricional, legislação sanitária.

Davy William Hidalgo Chávez, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Graduou-se em engenharia de alimentos pela Universidad Nacional Agraria de la selva (UNAS, Tingo María-Perú 1998), possui mestrado em Recusos Vegetales y Terapeúticos pela Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM, Lima-Perú 2007), também possui mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ, Rio de Janeiro-Brasil 2014), com Doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ, Rio de Janeiro-Brasil 2018). Especialista em estatística aplicada (Lato sensu) pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (2019). Realizando Pós-doutorando em ciência e tecnologia de alimentos pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Com experiência na docencia de disciplinas como Operações Unitárias, Termodinâmica, Estatística, Fisicoquímica, Desenho técnico por computadora, Química e Bioquímica de Alimentos, tecnologia de Açúcares e derivados, enter outros. Possui experiência em pesquisa relacionada à compostos bioativos, capacidade antioxidante, extrusão de Alimentos, Ciência e Tecnologia de Cereais, modelamento matemático, análises sensorial, análises ed imagens entre outros. Com conhecimentos amplo em estatística, incluindo planejamento experimental e estatística avançada (multivariada, novas técnicas de tratamentos de dados na análises sensorial de alimentos, metodologia de supervivência, etc), assim como modelamento matemático de experimentos e sua validação, análises de imagens. É colaborador em diversas investigações com parcerias que envolvem instituições como: Empresa Brasileira de Pesquisa (EMBRAPA-Alimentos), Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro ? UFRRJ (Rio de Janeiro - Brasil), Univeridade Federal do Rio de Janeiro ? UFRJ (Rio de Janeiro - Brasil), Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca, (Campus Valença Rio de Janeiro ? Brasil), Instituto Federal do Tocantins (Tocantins ? Brasil) e a Universidad Nacional Agraria de la Selva (Perú).

Antonia Barbosa de Lima, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará

Doutora em Agronomia pela Universidde Federal da Paraiba (2011), Mestre em Agronomia pela Universidade Federal da Paraíba (2007), .Pós-Graduada em Agroindustria alimenticia (UFPB/BANANEIRAS/PB); Especialista em Teoria e Prática Pedagógica no Ensino Técnico(CEFET/BH/MG),Graduada em Licenciatura Plena em Economia Doméstica pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (1989) Professora do Instituto Federal de Educação de Iguatu/CE. Possui experiência na área de Economia Doméstica, com ênfase Elaboração de Cardápios Balanceados para Polpulações Sadias, Higienização na cozinha industrial, Industrialização de sub produtos de origem vegetal e animal de Pequeno, Médio e Grande porte; Fabricação de produtos oriundos de reuso .Na área de agronomia atua em pesquisas voltadas para vida útil pós-colheita, fisiologia pós-colheita e qualidade pós-colheita de frutos e hortaliças. Revisora ad hoc d Revista Caatiga. Conselheira do Conselho Municipal de Segurança Alimentar (CONSEA)

Maria do Socorro Rocha Bastos, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária

Graduação em Engenharia de Alimentos pela Universidade Federal do Ceará (1989), mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (1995) e doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (2004). Atualmente é pesquisadora A da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Tem experiência na área de Embalagens Qualidade e Segurança de Alimentos, com ênfase em sistemas de qualidade e de procedimentos que promovem a segurança dos alimentos . Alguns trabalhos com polímeros biodegradáveis para uso em embalagens de alimentos, associando aos conceitos de embalagens ativas. Outra linha de trabalho tem sido revestimentos para frutas e alimentos. Com produtos de origem animal tem-se trabalhado com qualidade de queijo coalho com vistas a preparar produtores para uma denominação de origem.

Nathália Ramos de Melo, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Doutora em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (2007) tendo parte dos estudos realizados na Escola de Engenharia Quimica da Universidad de Zaragoza - Espanha, mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (2003) e graduação em Engenharia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (2000). Professora Associada III e pesquisadora da Universidade Federal Fluminense (desde 2008), integrante do corpo docente no programa de pós-graduação em Ciência Tecnologia de Alimentos da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro e é membro da equipe de pesquisa do LABEM-UFV . Tem experiência na área de Ciência e Tecnologia de Alimentos, com ênfase em Embalagem de Alimentos (desenvolvimento de materiais, embalagens ativas), Microbiologia, Migração de compostos e Segurança dos Alimentos.

References

Adrogué, H. J., & Madias, N. E. (2014). The Impact of Sodium and Potassium on Hypertension Risk. Seminars in Nephrology, 34(3), 257–272. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.semnephrol.2014.04.003

Anderson, J. W., Baird, P., Jr, R. H. D., Ferreri, S., Knudtson, M., Koraym, A., … Williams, C. L. (2009). Health benefits of dietary fiber, 67(4), 188–205. https://doi.org/10.1111/j.1753-4887.2009.00189.x

Aquino, César Fernandes, Salomão, Luiz Carlos Chamhum, Siqueira, Dalmo Lopes de, Cecon, Paulo Roberto, & Ribeiro, Sônia Machado Rocha. (2014). Teores de minerais em polpas e cascas de frutos de cultivares de bananeira. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 49(7), 546-553.

Beasley, J. M., Rillamas-Sun, E., Tinker, L. F., Wylie-Rosett, J., Mossavar-Rahmani, Y., Datta, M., … LaCroix, A. Z. (2020). Dietary Intakes of Women’s Health Initiative Long Life Study Participants Falls Short of the Dietary Reference Intakes. Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics, 120(9), 1530–1537. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jand.2020.05.001

Bennett, J. E., Stevens, G. A., Mathers, C. D., Bonita, R., Rehm, J., Kruk, M. E., … Ezzati, M. (2018). NCD Countdown 2030: worldwide trends in non-communicable disease mortality and progress towards Sustainable Development Goal target 3.4. The Lancet, 392(10152), 1072–1088. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(18)31992-5

Bernstein, A. M., Titgemeier, B., Kirkpatrick, K., Golubic, M., & Roizen, M. F. (2013). Major cereal grain fibers and psyllium in relation to cardiovascular health. Nutrients, 5(5), 1471–1487. https://doi.org/10.3390/nu5051471

Brasil. Resolução n° 18, de 30 de abril de. (1999). Aprova o Regulamento Técnico que Estabelece as Diretrizes Básicas para Análise e Comprovação de Propriedades Funcionais e ou de Saúde Alegadas em Rotulagem de Alimentos. Brasília: Diário Oficial da República Federativa do Brasil 03 nov. 1999.

Brasil. Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância Sanitária. Resolução RDC nº 8, de 06 de março de 2013. Dispõe sobre a aprovação de uso de aditivos alimentares para produtos de frutas e de vegetais e geleia de mocotó. Diário Oficial da República Federativa do Brasil, Brasília, n.46, 08 mar. 2013.

Brasil. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Instrução Normativa nº 37, de 1º de outubro de 2018. Parâmetros Analíticos de Suco e de Polpa de Frutas. Diário Oficial da União. Brasília, DF, 08 out. 2018

Bugaud, C., Cazevieille, P., Daribo, M.-O., Telle, N., Julianus, P., Fils-Lycaon, B., & Mbéguié-A-Mbéguié, D. (2013). Rheological and chemical predictors of texture and taste in dessert banana (Musa spp.). Postharvest Biology and Technology, 84, 1–8. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2013.03.020

Bugaud, C., Maraval, I., Daribo, M.-O., Leclerc, N., & Salmon, F. (2016). Optimal and acceptable levels of sweetness, sourness, firmness, mealiness and banana aroma in dessert banana (Musa sp.). Scientia Horticulturae, 211, 399–409. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.scienta.2016.09.016

Bukhsh, E., Malik, S., & Ahmad, S. (2007). Estimation of Nutritional Value and Trace elements Content of Carthamus oxyacantha, Eruca stiva and Plantago ovata. Pakistan Journal of Botany, 39, 1181–1187.

Chong, R. W. W., Ball, M., McRae, C., & Packer, N. H. (2019). Comparing the chemical composition of dietary fibres prepared from sugarcane, psyllium husk and wheat dextrin. Food Chemistry, 298, 125032. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125032

Deme, T., Haki, G. D., Retta, N., Woldegiorgis, A., & Geleta, M. (2017). Mineral and Anti-Nutritional Contents of Niger Seed (Guizotia abyssinica (L.f.) Cass., Linseed (Linumusitatissimum L.) and Sesame (Sesamumindicum L.) Varieties Grown in Ethiopia. Foods (Basel, Switzerland), 6(4). https://doi.org/10.3390/foods6040027

Dotto, J., Matemu, A. O., & Ndakidemi, P. A. (2019). Nutrient composition and selected physicochemical properties of fifteen Mchare cooking bananas: A study conducted in northern Tanzania. Scientific African, 6, e00150. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2019.e00150

Etienne, A., Génard, M., Bancel, D., Benoit, S., & Bugaud, C. (2013). A model approach revealed the relationship between banana pulp acidity and composition during growth and post harvest ripening. Scientia Horticulturae, 162, 125–134. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.scienta.2013.08.011

Ezzati, M., Zhou, B., Bentham, J., Di Cesare, M., Bixby, H., Danaei, G., … Cisneros, J. Z. (2018). Contributions of mean and shape of blood pressure distribution to worldwide trends and variations in raised blood pressure: A pooled analysis of 1018 population-based measurement studies with 88.6 million participants. International Journal of Epidemiology, 47(3), 872-883i. https://doi.org/10.1093/ije/dyy016

Figueroa, L. E., & Genovese, D. B. (2019). Fruit jellies enriched with dietary fibre: Development and characterization of a novel functional food product. Lwt, 111(May), 423–428. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.05.031

Franco, E., Aparecida, N., Sanches-silva, A., Ribeiro-santos, R., Ramos, N., & Melo, D. (2020). Trends in Food Science & Technology Psyllium ( Plantago ovata Forsk ): From evidence of health bene fi ts to its food application. Trends in Food Science & Technology, 96(November 2018), 166–175. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.12.006

Guo, Q., Cui, S. W., Wang, Q., & Christopher Young, J. (2008). Fractionation and physicochemical characterization of psyllium gum. Carbohydrate Polymers, 73(1), 35–43. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2007.11.001

Khalesi, S., Irwin, C., & Schubert, M. (2015). Flaxseed Consumption May Reduce Blood Pressure: A Systematic Review and Meta-Analysis of Controlled Trials. The Journal of Nutrition, 145(4), 758–765. https://doi.org/10.3945/jn.114.205302

Khan, K., Jovanovski, E., Ho, H. V. T., Marques, A. C. R., Zurbau, A., Mejia, S. B., … Vuksan, V. (2018). The effect of viscous soluble fiber on blood pressure: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases, 28(1), 3–13. https://doi.org/10.1016/j.numecd.2017.09.007

Kowaleski, J., Quast, L. B., Steffens, J., Lovato, F., Rodrigues dos Santos, L., Zambiazi da Silva, S., … Felicetti, M. A. (2020). Functional yogurt with strawberries and chia seeds. Food Bioscience, 37, 100726. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.fbio.2020.100726

Insitute of Medicine. Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate. Food and Nutrition Board: National Academy Press, Washington, DC, 2004.

Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. Dietary Reference Intakes for Sodium and Potassium. The National Academies Press, Washington, DC (2019) Md Nor, S., & Ding, P. (2020). Trends and advances in edible biopolymer coating for tropical fruit: A review. Food Research International, 134(March), 109208. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109208

Melo, D., Machado, T. B., & Oliveira, M. B. P. P. (2019). Chia seeds: an ancient grain trending in modern human diets. Food & Function, 10(6), 3068–3089. https://doi.org/10.1039/c9fo00239a

Molina-Ramírez, C., Cañas-Gutiérrez, A., Castro, C., Zuluaga, R., & Gañán, P. (2020). Effect of production process scale-up on the characteristics and properties of bacterial nanocellulose obtained from overripe Banana culture medium. Carbohydrate Polymers, 240, 116341. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116341

Olde Engberink, R. H. G., van den Born, B. J. H., Peters-Sengers, H., & Vogt, L. (2020). Long-term potassium intake and associated renal and cardiovascular outcomes in the clinical setting. Clinical Nutrition, (xxxx). https://doi.org/10.1016/j.clnu.2020.03.026

OMS. Prevention of recurrent heart attacks and strokes in low and middle income populations: Evidence-based recommendations for policy makers and health professionals. Geneva, World Health Organization (WHO), 2003 (http://www.who.int/cardiovascular_diseases/resources/pub0402/en/).

Orlando, E. A., Rebellato, A. P., Silva, J. G. S., Andrade, G. C., & Pallone, J. A. L. (2020). Sodium in different processed and packaged foods: Method validation and an estimative on the consumption. Food Research International, 129, 108836. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.foodres.2019.108836

Orqueda, M. E., Torres, S., Verón, H., Pérez, J., Rodriguez, F., Zampini, C., & Isla, M. I. (2021). Physicochemical, microbiological, functional and sensory properties of frozen pulp of orange and orange-red chilto (Solanum betaceum Cav.) fruits. Scientia Horticulturae, 276, 109736. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.scienta.2020.109736

Pereira, A. M., Bonemann, D. H., Scherdien, S. H., Ávila, B. P., Antunes, I. F., Ribeiro, A. S., & Gularte, M. A. (2020). Evaluation of total and bioaccessible concentration of minerals in creole beans. Journal of Food Composition and Analysis, 94, 103622. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jfca.2020.103622

Pereira, C. C., do Nascimento da Silva, E., de Souza, A. O., Vieira, M. A., Ribeiro, A. S., & Cadore, S. (2018). Evaluation of the bioaccessibility of minerals from blackberries, raspberries, blueberries and strawberries. Journal of Food Composition and Analysis, 68, 73–78. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jfca.2016.12.001

Rao, M. R. P., Warrier, D. U., Gaikwad, S. R., & Shevate, P. M. (2016). Phosphorylation of psyllium seed polysaccharide and its characterization. International Journal of Biological Macromolecules, 85, 317–326. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2015.12.043

Raymundo, A., Fradinho, P. P., & Nunes, M. C. (2014). Effect of Psyllium fibre content on the textural and rheological characteristics of biscuit and biscuit dough. Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre, 3(2), 96–105. https://doi.org/10.1016/j.bcdf.2014.03.001

Rousseau, S., Kyomugasho, C., Celus, M., Hendrickx, M. E. G., & Grauwet, T. (2020). Barriers impairing mineral bioaccessibility and bioavailability in plant-based foods and the perspectives for food processing. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 60(5), 826–843. https://doi.org/10.1080/10408398.2018.1552243

Schulz, M., Biluca, F. C., Gonzaga, L. V., Borges, G. da S. C., Vitali, L., Micke, G. A., … Fett, R. (2017). Bioaccessibility of bioactive compounds and antioxidant potential of juçara fruits (Euterpe edulis Martius) subjected to in vitro gastrointestinal digestion. Food Chemistry, 228, 447–454. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.02.038

Sheng, Z. W., Ma, W. H., Jin, Z. Q., Bi, Y., Sun, Z. G., Dou, H. T., … Han, L. N. (2010). Investigation of dietary fiber, protein, vitamin E and other nutritional compounds of banana flower of two cultivars grown in China. African Journal of Biotechnology, 9(25), 3888–3895. https://doi.org/10.4314/ajb.v9i25

Solà, R., Bruckert, E., Valls, R. M., Narejos, S., Luque, X., Castro-Cabezas, M., … Anguera, A. (2010). Soluble fibre (Plantago ovata husk) reduces plasma low-density lipoprotein (LDL) cholesterol, triglycerides, insulin, oxidised LDL and systolic blood pressure in hypercholesterolaemic patients: A randomised trial. Atherosclerosis, 211(2), 630–637. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2010.03.010

Sukhija, S., Singh, S., & Riar, C. S. (2016). Analyzing the effect of whey protein concentrate and psyllium husk on various characteristics of biodegradable film from lotus (Nelumbo nucifera) rhizome starch. Food Hydrocolloids, 60, 128–137. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2016.03.023

Sun, H., & Sun, M. (2018). Age- and gender-dependent associations of blood pressure and serum sodium and potassium—renal and extrarenal regulations. Journal of the American Society of Hypertension, 12(5), 392–401. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jash.2018.03.005

TACO - Tabela brasileira de Composição de Alimentos/ NEPA. UNICAMP. 4ª edição. rev. e ampl. NEPA- UNICAMP. 2011.

Thakur, J. S., Paika, R., & Singh, S. (2020). Burden of noncommunicable diseases and implementation challenges of National NCD Programmes in India. Medical Journal Armed Forces India, 76(3), 261–267. https://doi.org/10.1016/j.mjafi.2020.03.002

Ullah, R., Nadeem, M., Khalique, A., Imran, M., Mehmood, S., & Javid, A. (2016). Nutritional and therapeutic perspectives of Chia ( Salvia hispanica L .): a review. Journal of Food Science and Technology, 53(April), 1750–1758. https://doi.org/10.1007/s13197-015-1967-0

Ursoniu, S., Sahebkar, A., Andrica, F., Serban, C., & Banach, M. (2016). Effects of flaxseed supplements on blood pressure: A systematic review and meta-analysis of controlled clinical trial. Clinical Nutrition, 35(3), 615–625. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.clnu.2015.05.012

Weaver, C. (2013). White Vegetables : A Forgotten Source of Nutrients Potassium and Health 1 – 3. American Society for Nutrition, 4, 3685–3775. https://doi.org/10.3945/an.112.003533.smoking

WHO Guideline: potassium intake for adults and children. World Health Organization (WHO), Geneva (2012)

Yap, M., Fernando, W. M. A. D. B., Brennan, C. S., Jayasena, V., & Coorey, R. (2017). LWT - Food Science and Technology The effects of banana ripeness on quality indices for puree production. LWT - Food Science and Technology, 80, 10–18. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.01.073

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Published

14/07/2021

How to Cite

FRANCO, E. A. N.; CHÁVEZ, D. W. H.; TANIGUCHI, C. A. K. .; LIMA, A. B. de .; BASTOS, M. do S. R.; MELO, N. R. de . Effect of the addition of psyllium (Plantago Ovata Forsk) on the total and bioaccessible concentration of the minerals sodium and potassium in frozen banana pulp. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 8, p. e10410816949, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i8.16949. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/16949. Acesso em: 12 nov. 2024.

Issue

Vol. 10 No. 8

Section

Health Sciences

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Copyright (c) 2021 Elisangela Aparecida Nazario Franco; Davy William Hidalgo Chávez; Carlos Alberto Kenji Taniguchi; Antonia Barbosa de Lima; Maria do Socorro Rocha Bastos; Nathália Ramos de Melo

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