Cariogenic Potential of Starch Hydrolysates in Enamel and Dentine

Objectives: Starch hydrolysates are produced with different degrees of hydrolysis (classified by DE=dextrose equivalent) and widely used in the food industry. Since they are simpler sugars than starch, its cariogenicity may be higher, but it is unknown. The aim of this study was to evaluate the cariogenic potential of starch hydrolysates on enamel and dentin demineralization, using a validated caries-biofilm model. Methods: Biofilms of S. mutans UA159 were grown on bovine enamel and dentin slabs in the presence of saliva and randomly allocated into 6 groups of treatment: 1) NaCl 0.9% (negative control), 2) Sucrose 10% (positive control), 3) 1%-Starch (active control), 4), 5) and 6) 10% starch hydrolysate of DE-5, 20 and 40, respectively. Once formed, biofilms/slabs were sbjected 8x/day to one of the group of treatments described, for 4 days for dentin and 5 for enamel. The experimets were conducted in triplicate and repeated three times (n=9). Medium pH was measured twice/day as indicator of carbohydrate fermentation. Enamel and dentine demineralization were assessed by surface hardness (SH), measured before and after the experiments, and expressed in percentage of loss (%SHL). The data were statistically analyzed by ANOVA followed by Bonferroni's test (p<0.05). Results: Starch hydrolysates were more acidogenic than starch, but less than sucrose for biofilms formed on both dental substrates (p<0.05). Starch hydrolysates of higher molecular weight were more acidogenic than those more hydrolyzed (DE-5>DE-20>DE-40) (p<0.05). Starch hydrolysates caused less demineralization than sucrose on enamel (p<0.05), but there were no differences among them or when compared with starch. In dentin, however, all starch hydrolysates produced more demineralization than starch, with %SHL slightly lower than sucrose (p<0.05). Conclusions: The findings suggest that starch hydrolysates, regardless of their degree of hydrolysis, have cariogenic potential, which is higher for dentine than enamel. Objetivos: Los hidrolizados del almidón se producen con distintos grados de hidrólisis (clasificados como DE=equivalentes de dextrosa) y son comúnmente empleados en alimentos. Dado que son azúcares más simples que almidón, podrían ser más cariogénicos, pero no ha sido reportado. El objetivo del estudio fue determinar el potencial cariogénico de hidrolizados del almidón en un modelo de caries con biofilm sobre esmalte y dentina. Métodos: Biofilms de S. mutans UA159 cultivados sobre bloques de esmalte y dentina bovina en presencia de saliva, fueron sometidos a 6 grupos de tratamiento: 1) NaCl 0.9% (control negativo), 2) Sacarosa 10% (control positivo), 3) Almidón-1% (control activo), 4), 5) y 6) hidrolizados de almidón de DE-5, DE-20 y DE-40, respectivamente. Una vez formados, los biofilms fueron tratados 8/día por 4 y 5 días sobre esmalte y dentina, respectivamente, en triplicado y en 3 experimentos independientes (n=9). El pH del medio fue medido dos veces al día (acidogenicidad). Mediante microindentación, se determinó la desmineralización como porcentaje de pérdida de dureza superficial (%PDS) antes y después de los experimentos. Comparaciones estadísticas fueron efectuadas con ANOVA y Bonferroni (p<0.05). Resultados: Los hidrolizados causaron mayor descenso del pH que el almidón en ambos tejidos (p<0.05). Los hidrolizados del almidón de mayor tamaño molecular fueron más acidogénicos que los más hidrolizados (DE-5>DE-20>DE-40) (p<0.05). Los hidrolizados no mostraron diferencias en la desmineralización del esmalte, ni entre ellos ni respecto de almidón, pero fueron menos cariogénicos que la sacarosa (p<0.05). En dentina, sin embargo, todos los hidrolizados produjeron más desmineralización que almidón (p<0.05), sólo levemente menor que sacarosa. Conclusiones: Los hallazgos sugieren que, independientemente de su grado de hidrólisis, los hidrolizados de almidón tienen potencial cariogénico, mayor en dentina que en esmalte.