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Comparing the bioavailability properties of bee pollen and bee bread using an in vitro digestive system

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Abstract(s)

The consumption of natural products has increased significantly due to the idea that whether improving nutrition, improves health, general well-being and reduces the risk of developing certain diseases. Bee products, in special bee pollen and bee bread, have demonstrated several nutritional and bioactive properties, which make them functional foods par excellence. Both bee pollen and bee bread are natural products rich in lipid, protein, carbohydrates as well as minor components such as phenolic compounds. Most of the bioactive properties are attributed to the powerful antioxidant and antiradical activity demonstrated by phenolic compounds. Nevertheless, bioactive claims are made without taking into consideration the further modifications to which phenolic compounds are subjected in the gastrointestinal tract. To determine and reveal the physicochemical parameter and the mechanisms of action of bioactive compounds in bee pollen and bee bread in the gastrointestinal tract, as well as the release of bioactive compounds from these bee products, determination of bioavailability properties and understanding their fate in the organism is crucial. In this context, the purpose of the present work was to compare the bioavailability properties of bee pollen and bee bread using an in vitro digestive system, as well as the determination of the nutritional parameters. The research was based on a series of tasks that started with the collection of bee pollen and bee bread followed by the determination of physicochemical properties like total lipid, protein, soluble sugar, total carbohydrates content and energetic value. The second step was to determine how the bioactive compounds in bee pollen and bee bread are affected in each phase of the in vitro digestive system and their bioaccessibility score and stability. Finally, the changes in their antioxidant capacity were determined. The study has shown that bee pollen and bee bread have different nutritional properties depending on their botanical origin. The results revealed that both bee products are rich sources of lipids, proteins and sugars, with high values in total carbohydrate and energy. The findings indicated a significant reduction in phenolic content in both bee pollen and bee bread samples at the end of gastrointestinal digestion compared to raw samples, and this was reflected in a decrease in their antioxidant capacity. Besides, the bioaccessibility scores for total phenolic content were calculated on average 31% and 38% for bee pollen and bee bread, respectively, whereas the bioaccessibilityscore for total flavonoid content averaged 25% (bee pollen) and 35% (bee bread). The results showed that both bee products are highly affected by in vitro digestion. In conclusion, this study clearly show that bee bread is either more accessible and richer in bioactive compound content compared to bee pollen, and both bee products have strong potential for widespread use in the food industry because of their rich macro and micronutrient content.
O consumo de produtos naturais aumentou significativamente devido à ideia de que, se houver melhoraria da nutrição, a saúde e o bem-estar geral aumentam, havendo uma redução do risco de desenvolver certas doenças. Os produtos apícolas, em especial o pólen de abelha e o pão de abelha, têm demonstrado várias propriedades nutricionais e bioativas, que os tornam alimentos funcionais por excelência. Tanto o pólen quanto o pão de abelha são produtos naturais ricos em lipídos, proteínas e hidratos de carbono, além de componentes em menores concentrações como os compostos fenólicos. Comparando com o pólen, o pão de abelha é caracterizado por um valor nutricional mais elevado, uma melhor digestibilidade e composição química mais rica. A maior parte das propriedades bioativas é atribuída à elevada atividade antioxidante e anti-radicalar demonstrada pelos compostos fenólicos. Porém, estas características bioativas são aceites sem ter em consideração as modificações adicionais às quais os compostos fenólicos são sujeitos no trato gastro-intestinal. Torna-se fundamental, explorar e determinar os mecanismos de ação de compostos bioativos presentes no pólen e no pão de abelha e seu papel na prevenção de doenças, bem como a liberação desses compostos dos produtos apícolas, determinando a bioacessibilidade e biodisponibilidade durante a digestão no organismo. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo comparar a biodisponibilidade do pólen e do pão de abelha através de um modelo in vitro de simulação da digestão gastro-intestinal, bem como a determinação dos seus parametros nutricionais. Para isso, o trabalho baseou-se numa série de tarefas que começaram com a obtenção das amostras de pólen e pão de abelha, seguida da determinação das propriedades físico-químicas como lipidos e proteínas totais, açúcares solúveis, teor de carboidratos totais e valor energético. Na segunda etapa determinou-se como os compostos bioativos no pólen de abelha e no pão de abelha são afetados em cada fase do sistema digestivo in vitro e o seu índice de bioacessibilidade e estabilidade. Finalmente, foram avaliadas as variações na sua capacidade antioxidante. O estudo mostrou que o pólen e o pão de abelha têm propriedades nutricionais diferentes dependendo de sua origem botânica. Os resultados revelaram que ambos os produtos apícolas são fontes ricas em lipídos, proteínas e açúcares, apresentando elevados de hidratos de carbono totais e energia. Apartir dos resultados verificou-se uma redução significativa no conteúdo fenólico em ambas as amostras de pólen e de pão de abelha no final da digestão gastro-intestinal em comparação com as amostras iniciais, e isso refletiu-se numa diminuição da sua capacidade antioxidante. Além disso, o nível de bioacessibilidade obtido para o conteúdo fenólico total foi em média de 31% e 38% para o pólen e pão de abelha, respectivamente, enquanto a bioacessibilidade para o conteúdo total de flavonóides foi em média 25% (pólen de abelha) e 35% (pão de abelha). Os resultados mostraram que ambos os produtos apícolas são altamente afetados pela digestão in vitro. Em conclusão, este estudo mostra claramente que o pão de abelha é mais acessível e mais rico em conteúdo de compostos fenólicos bioativos, em comparação com o pólen de abelha, mas confirmando que estes produtos apícolas têm forte potencial para uso generalizado na indústria de alimentos devido ao seu rico conteúdo em macro e micronutrientes.

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Physicochemical characterization Bioactive compounds Polyphenols Bioaccessibility Gastrointestinal tract In vitro method

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