Características físico-químicas, nutricionais e formas de consumo da quinoa (Chenopodium quinoa Willd.)

Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) is a plant from the Chenopodiaceae family. This plant is grown in different regions of South America, specially in the Andes region, and it was recently introduced in Europe, North America, Asia and Africa. In Brazil, the quinoa plants use is limited due to the high costs of imported grains, the lack of knowledge by people and the few cultivars adapted to local conditions. This paper aims to review aspects related with quinoa chemical composition, nutrition and consumption. Quinoa grain nutritional value is higher than most cereal consumed in Brazil; however, quinoa seeds have saponins (main), phytic acid, tannins and trypsin inhibitors. These substances are present in higher concentration in external grain layers but can be easily removed by wet, dry and heat treatment. Commercially quinoa is found as whole, flour or polished grains form that can be applied to various products, either as main ingredient or combined to prepare derivative foods (pasta, snacks, flakes, flour, instant bakery products, among others).A quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) é uma planta da família Chenopodiaceae, cultivada em diferentes regiões na América do Sul, especialmente nos Andes, tendo sido recentemente introduzida na Europa, América do Norte, Ásia e África. No Brasil, seu consumo é limitado devido ao alto custo do grão importado, ao desconhecimento da população e à baixa disponibilidade de cultivares adaptadas às condições locais. O presente trabalho tem por objetivo revisar os aspectos relacionados à composição química, nutricional e antinutricional de quinoa e suas principais formas de consumo. O valor nutritivo deste grão é superior ao da maioria dos cereais consumidos no Brasil. Os fatores antinutricionais presentes na semente de quinoa são saponinas (principal), ácido fítico, taninos e inibidores de tripsina. Estas substâncias encontram-se presentes em maior concentração nas camadas mais externas do grão, sendo, contudo, facilmente removidas por métodos úmidos ou secos e tratamento térmico. Comercialmente, encontram-se disponíveis os grãos, integral ou polido, e farinhas, podendo ser aplicados em diversos produtos, seja como ingrediente principal ou em combinação com outros, na preparação de diferentes derivados alimentícios (massas alimentícias, snacks, flocos, farinhas instantâneas, produtos de panificação, dentre outros).

Caracterização agronômica e físico-química em diferentes genótipos de quinoa cultivada em Brasília, Distrito Federal

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Curso de Agronomia, 2019.A quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) é um pseudocereal que se destaca pela alta qualidade nutricional e biológica quando comparada a cereais como arroz, trigo, milho e cevada, superando-os na composição de fibras e proteínas. Possui ainda, valor energético, vitaminas, lipídeos, e minerais caracterizando-se, portanto, como alimento nutritivo, seja na forma do grão ou em subprodutos como a farinha. Constitui uma alternativa para a tendência cada vez maior de busca por dietas saudáveis ou que exijam ausência de glúten e baixos níveis de colesterol. De origem nas regiões Andinas, a quinoa apresenta adaptabilidade a condições ambientais distintas, como o Cerrado brasileiro. Os genótipos localmente selecionados apresentam características agronômicas desejáveis, porém há necessidade de ampliar-se o germoplasma introduzindo-se novos acessos e caracterizando seu desempenho agronômico e a composição físico-química. Este trabalho objetivou comparar dois acessos introduzidos (vermelho e preto) com a cultivar BRS Syetetuba, selecionada no Cerrado. O experimento de campo foi conduzido em solo no Cerrado corrigido, na Fazenda Água Limpa com semeadura em janeiro, no delineamento de blocos ao acaso com cinco repetições, avaliando-se em campo altura de plantas, comprimento de panícula e nível de acamamento. A área útil de cada parcela foi constituída por 1,00 x 0,5m. Quando as plantas, após a colheita, atingiram peso constante foram avaliadas para produção de biomassa total e de grãos, calculando-se o índice de colheita. Amostras de sementes foram utilizadas para avaliar a composição físico-química de proteínas, lipídeos, resíduos minerais, umidade, sódio e carboidratos. A presença de saponinas nas sementes foi avaliada. A quinoa preta e a vermelha mostraram menor altura de plantas do que BRS Syetetuba, nas condições de cultivo no Cerrado, contudo, o comprimento da panícula, não diferiu de Syetetuba e tendeu a apresentar índice de colheita semelhante. O maior índice de acamamento na quinoa preta pode ser atribuído a provável efeito do peso da panícula. Quanto ao teor de saponina, ainda que não haja diferença estatística, BRS Syetetuba, foi selecionada para ausência desse grupo de glicosídeos, O maior teor, ainda que não difira estatisticamente, pode indicar efeito de cruzamentos naturais. A introdução de acessos com diferentes colorações pode contribuir ao melhoramento genético objetivando novas opções de grãos alimentares e que atendam o rendimento econômico.Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) is a pseudo cereal with outstanding nutritional and biological quality when compared to rice, wheat and barley, being superior to them in protein and fibber. It possesses high energetic value, being a source of vitamins, lipids and minerals. Therefore, quinoa has exceptional nutritive value either in the form of grains or the byproducts as flour. Moreover, it is an alternative to meet the needs of healthy, gluten-free and low cholesterol diets. Originated in the Andean mountains of South America, quinoa has shown ample adaptability to distinct environments as the Brazilian Savannah. The genotypes locally selected have agronomic desirable characteristics and yielding ability, although there is need to enlarge the germplasm to further adapt the crop. This work aimed and comparing the performance of black and red grain accessions with cultivar BRS Syetetuba selected in the savannah. The field experiment was conducted in a typical savannah soil, amended and fertilized, located at Água Limpa Farm of the University of Brasília, Brazil. The design consisted of complete randomized plots with five repetitions. Each plot had a harvest area of 1.0 x 0.5 m where the following measurements were made at physiological maturity: plant height, panicle length and lodging. After harvest, the plants were let dry at constant weight, weighed and threshed; the grains were cleaned dried and weighed and used to calculate the harvest index. From the grains, samples were collected to perform centesimal physic and chemical analysis of protein, lipids, mineral residue, moisture, sodium, carbohydrates and presence of saponins. The black and red quinoa had lower plant height than BRS Syetetuba in the growing conditions of the Brazilian Savannah. However, the panicle length was not statistically different, with similar harvest index. The higher lodging was probably due to the panicle weight. The relatively higher saponin rate in BRS Syetetuba might have been a consequence of natural crosses, as the cultivar has been selected for absence of these glycosides. As for the centesimal composition there were no statistical differences of introduced accessions and BRS Syetetuba. The introduction of quinoa accessions diferent in grain color may contribute to breeding for new options of food grains in association with economic yield

ANALYSIS OF THE CHEMICAL AND NUTRITIONAL COMPOSITION OF QUINOA (Chenopodium quinoa Willd.)

A quinoa (Chenopodium quinoa, Willd.) é um pseudocereal originário dos Andes, o plantio no Brasil se iniciou na década de 90 e tem ganhado lentamente a mesa do brasileiro. É muito consumida na forma de grãos, como farinha e em flocos. Nesse presente trabalho, tivemos por objetivo, investigar os nutrientes presentes na quinoa, assim como teor de saponina e absorção de água em meio à frio e à quente. A partir das análises da composição nutricional, observou-se que dos macronutrientes: carboidratos, proteínas e lipídios, foram representados respectivamente por 64,85%, 13,49% e 1,49%, enquanto fibras representaram 6, 60%, em 100g de quinoa em grãos. A quinoa é um alimento isento de glúten, sendo uma excelente opção para pacientes celíacos, comparada com outros dois alimentos isentos de glúten, milho e arroz integral,  apresentou quantidades superiores de nutrientes. Conforme dados literários foi confirmado através da análise qualitativa da saponina, que esta se encontra presente na superfície do grão in natura, a qual pode ser removida facilmente por técnicas de extração. Na hidratação da quinoa à quente foi expressiva comparado com a hidratação à frio, devido ao amido presente na quinoa ser hidratado em temperaturas superiores a 60ºC. Portanto, conclui-se que a quinoa é um alimento alternativo para a população e estudos sobre este grão são de extrema importância devido a sua alta composição nutricional

Quinoa : características agronômicas, nutricionais e determinação do vigor de sementes pelo teste de condutividade elétrica

Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Curso de Agronomia, 2014.Capitulo 1 - As pesquisas com enfoque no grão de quinoa (Chenopodium quinoa, Willd) têm demonstrado seu elevado potencial nutritivo. Com um teor de proteínas mais elevado do que o dos cereais, seu perfil de aminoácidos é completo. Em termos agronômicos, é uma cultura que pode vir a se tornar uma opção-chave para diversificar os agro-ecossistemas, garantindo um bom retorno econômico para os produtores da região centro-oeste, na medida em que cultivares cada vez mais adaptados a essas condições são desenvolvidos e o mercado externo e interno se tornam mais atrativos devido à valorização de seus preços. Assim, o capítulo seguinte teve como objetivos descrever a relevância atual do cultivo da quinoa e como ele é desenvolvido, bem como seu potencial nutracêutico e seus principais usos. Capítulo 2 - A quinoa é uma cultura de grande potencial, mas o seu cultivo ainda permanece restrito ao seu centro de origem ou a algumas outras poucas regiões no resto do planeta. O estabelecimento da quinoa como um cultivo economicamente viável em outras regiões, depende do desenvolvimento de tecnologias ao longo da cadeia produtiva, priorizando a qualidade dos insumos utilizados. Nesse ponto, a obtenção de sementes é uma vertente chave para um empreendimento bem sucedido. Por apresentar relevantes propriedades nutricionais, os trabalhos sobre quinoa em geral apresentam este enfoque, sendo escassos os trabalhos que abordam o sistema produtivo na região central do Brasil, o qual ainda é incipiente. A qualidade de sementes de quinoa tem sido pouco explorada. Neste enfoque, foi apresentada uma prospecção de como seria a produção de sementes de quinoa, utilizando-se o teste de condutividade elétrica. A adaptação ao método para avaliar o vigor, por ser rápido, pratico e fácil de ser conduzido, contribui para a determinação da qualidade fisiológica das sementes. Foram avaliadas quatro diferentes tempos de embebição, três temperaturas e dois volumes de água destilada, em um esquema fatorial com quatro repetições para cada tratamento. A maior estratificação dos lotes em níveis de vigor foi obtida no tratamento de 50 mL de água destilada, a temperatura de 20°C por 4 horas de embebição

Qualidade fisiológica de sementes de quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) produzidas em solo com diferentes tipos de adubação orgânica

Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2017.A Quinoa é um pseudoceral que vem se destacando pela capacidade de adaptação a diversas condições climáticas, sendo uma opção para diversificação do sistema de produção do cerrado. Este pseudcereal apresenta uma excelente qualidade nutricional, o que vem despertando interesse do mercado, devido a valorização de seus preços. Porém estudos relacionados à qualidade fisiológica das sementes baseados na interferência de nutrientes aplicados via adubação ainda são deficientes. Dessa forma, este trabalho objetivou avaliar a qualidade fisiológica de sementes de quinoa produzidas em solo com diferentes tipos de adubação orgânica. Foram avaliados três tipos de adubação em semeadura, sendo esterco bovino, esterco bovino e cinzas e esterco de aves, em delineamento de blocos casualizados em quatro repetições. As sementes de quinoa da cultivar BRS Syetetuba foram avaliadas pelo teste padrão de germinação, índice de velocidade de germinação, comprimento de plântula e radícula, envelhecimento acelerado, emergência em campo e índice de velocidade de emergência. Houve diferença significativa entre os tratamentos, sendo que o esterco bovino diferiu dos outros dois que se mostraram semelhantes, na germinação, comprimento de plântula, envelhecimento acelerado, emergência em campo e índice de velocidade de emergência. No índice de velocidade de germinação e no comprimento de raiz, o esterco bovino e cinzas foi superior, depois o esterco bovino separado e por último o esterco de aves. Considerando todas as avaliações, o tratamento do esterco bovino com cinzas na adubação de semeadura favoreceu a qualidade fisiológica das sementes quando comparado com os outros dois tipos de adubação orgânica.Quinoa is a pseudoceral that has been highlighted by the ability to adapt to different climatic conditions, being an option for diversification of the cerrado production system. This pseudocereal presents an excellent nutritional quality, which has aroused interest of the market, due to the valorization of its prices. However, studies related to the physiological quality of seeds based on the interference of nutrients applied through fertilization are still deficient. Thus, this work aimed to evaluate the physiological quality of quinoa seeds produced in soil with different types of organic fertilization. Three types of fertilization were evaluated in sowing, being cattle manure, bovine manure and ashes and poultry manure, in a randomized complete block design in four replications. The quinoa seeds of the BRS Syetetuba cultivar were evaluated by standard germination, germination speed index, seedling length and radicle length, accelerated aging, field emergence and emergence speed index. There was a significant difference between the treatments, and the cattle manure differed from the other two that were similar in germination, seedling length, accelerated aging, field emergence and emergency speed index. At the rate of germination and root length, cattle manure and ashes were higher, then the manure separated and finally the poultry manure. Considering all evaluations, the treatment of cattle manure with ashes on sowing fertilization favored the physiological quality of the seeds when compared to the other two types of organic fertilization

Características morfoagronômicas de genótipos de quinoas em condições de Cerrado

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Curso de Agronomia, 2019.A quinoa é uma cultura da família Amaranthaceae originária dos Andes, com importância na agricultura e também na saúde humana. A diversidade de materiais cultivados de quinoa mostra a versatilidade da cultura, com possibilidade de cultivo em altitudes variadas e em diferentes regiões do mundo. Esse trabalho teve como objetivo descrever as características morfoagronômicas de três genótipos de quinoa em condições de cerrado. Para isso um experimento foi conduzido em blocos ao acaso, com três tratamentos e seis repetições. Os tratamentos foram compostos por 3 genótipos oriundos de regiões da América do Sul: Aurora (AUR), Tunkahuan (TUN) e Piartal (PRI). Os três genótipos avaliados apresentaram semelhanças entre si em condições de Cerrado e também com relação aos mesmos em regiões andinas. Como conclusão, foi possível entender existe condição favorável para utilizar os três genótipos estudados em campos de cultivo na região de Cerrado do Distrito Federal

Germinação de sementes de quinoa (Chenopodium quinoa Willd.)

Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Campus Darcy Ribeiro, 2016.As normas oficiais para análise de sementes não apresentam critérios para a execução de teste de germinação para diversas espécies comerciais, dentre elas encontra-se a quinoa. Dessa forma, o objetivo desse trabalho é a determinação do substrato, da temperatura e do tempo de contagem para o teste de germinação em quinoa. Foram avaliados os substratos sobre papel (SP), entre papel (EP), sobre areia (SA) e entre areia (EA), nas variações de temperatura de 15, 20, 25, 30°C, e alternada 20-30°C. Foram avaliadas a contagem de germinação durante 7 dias e o percentual de plântulas normais, anormais e de sementes mortas, no índice de velocidade e tempo médio de germinação. O experimento foi realizado em delineamento inteiramente casualizado em gerbox distribuídas em esquema fatorial 5 x 4 (temperaturas x substratos), em quatro repetições. Concluiu-se que o teste de germinação em sementes de quinoa deve ser realizado em temperatura alternada de 20-30o C, no substrato entre papel, com a contagem inicial aos dois dias e final aos quatro dias

Efeito da força iônica na composição da bebida à base de quinoa real

Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Departamento de Nutrição, 2013.Como um dos reflexos da diversidade dos alimentos atualmente consumidos pela população, observa-se, hoje, o aumento das reações adversas a alimentos, como as alergias e intolerâncias. As mais comuns têm sido ao leite de vaca, decorrendo, para o público a elas susceptível, grandes dificuldades para a aquisição de sucedâneos adequados, vista a falta de variedade e seus altos preços no mercado. As bebidas vegetais são uma das possibilidades de substituição. Dentre os vegetais disponíveis, destaca-se, atualmente, a quinoa, por suas excelentes características nutricionais. Encontra-se, porém, um entrave, pois testes preliminares mostraram que a bebida de quinoa apresenta baixo teor de proteínas, não condizente com o valor nutricional do grão, sendo necessário, portanto, buscar alternativas de enriquecimento. A da força iônica é uma das possibilidades, para que se aumente a solubilidade das proteínas da quinoa, visando a maior qualidade nutricional da bebida. Por essas razões, este estudo teve por objetivo avaliar o efeito da força iônica, da bebida à base de quinoa real, caracterizar a composição centesimal da bebida resultante e comparar com a do leite de vaca e de outras bebidas vegetais comumente comercializadas. Não se observou diferença no conteúdo de proteínas de bebidas preparadas com soluções 0,03, 0,05 e 0,07M de NaCl, evidenciando que a força iônica não contribuiu para a extração das proteínas da quinoa. Para a análise de caracterização da composição final da bebida resultante, foram avaliados os teores de proteínas, carboidratos, lipídeos, acidez, pH, brix, umidade e cinzas. Comparando-se a composição da bebida com a de outros tipos de leites comercializados, observou-se que a bebida de quinoa apresentou teor proteico inferior ao dos leites de vaca e de soja, superior, porém, ao da bebida de arroz; quantidades de carboidratos superiores às das demais bebidas, exceto ao da de arroz, e valor energético inferior ao das demais bebidas. Concluiu-se que o produto se apresentou como uma bebida “fraca”, com valor nutricional inferior ao do leite de vaca e ao de alguns tipos de bebidas vegetais. Em relação ao efeito da força iônica, não foi possível extrair maior quantidade de proteínas da quinoa, não se conseguindo atingir uma quantidade de proteína similar à do leite de vaca. Diante disso, há, portanto, a necessidade de se averiguarem novas alternativas e meios para que se aumente a extração de proteínas da bebida e seu valor nutricional. _______________________________________________________________________ ABSTRACTAs a reflection of the diversity of foods currently consumed by the population now a days, there is an increase in adverse reactions to foods, such as allergies and intolerances. The most common have been to cow's milk, happening to the public susceptible to them, great difficulties in the acquisition of appropriate substitutes, given the lack of variety and high prices in the market. The vegetable drinks are one of substitution possibilities. Among the vegetables available, there is currently the quinoa, for its excellent nutritional characteristics. It is, however, an obstacle, because preliminary tests showed that the quinoa’s drink has a low protein content, not befitting the nutritional value of the grain, being therefore necessary to find alternatives to enrichment the drink. The ionic strength is one of the possibilities, that they increase the solubility of the protein of quinoa, seeking the highest quality nutritional drink. For these reasons, this study aimed to evaluate the effect of ionic strength, the beverage based on quinoa real characterize the chemical composition of the resulting drink and compare it to cow's milk and others vegetables beverages commonly sold. There was no difference in protein content of beverages prepared with solutions 0.03, 0.05 and 0.07 M NaCl, indicating that the ionic strength did not contribute to the extraction of proteins from quinoa. For the characterization analysis of the final composition of the resulting drinking, were evaluated for protein, carbohydrates, lipids, acidity, pH, brix, moisture and ash. Comparing the composition of the drink with other types of milk marketed, it was observed that the quinoa’s drink has lower protein content than that of cow's milk and superior soy, however, the beverage rice; amounts of carbohydrates higher than those of other beverages, except to the rice drink, that energy value is lower than the other drinks. It was concluded that the product is presented as a beverage "weak" nutritionally inferior to cow's milk and certain types of vegetable drinks. Regarding the effect of ionic strength, it was not possible to extract the greatest amount of protein quinoa not possible to reach a protein content similar to dairy milk. Therefore, there is the necessity for new alternatives and acquire means to increase protein extraction and nutritional value of the drink

Caracterização térmica e capacidade geleificante de um isolado proteico de grãos de quinoa (Chenopodium quinoa)

Orientadora : Profª Drª Luciana Igarashi MafraDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 03/02/2015Inclui referênciasResumo: A quinoa é um pseudocereal originário dos Andes, cultivado e consumido há milhares de anos que vem se popularizando em todo o mundo devido ao seu alto valor nutricional. As proteínas da quinoa apresentam grande quantidade de aminoácidos essenciais fundamentais para a vida humana e são compostas principalmente por globulina 11S e albumina 2S. O objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar um isolado proteico de quinoa (IPQ) da variedade BRS Piabiru, e avaliar a sua estabilidade térmica e capacidade geleificante. A composição físico-química do IPQ foi determinada e as proteínas identificadas por meio de eletroforese associada à espectrometria de massas MALDI-ToF. A estabilidade térmica do IPQ foi analisada mediante calorimetria exploratória diferencial (DSC) para concentrações de IPQ de 10% e 15%, nos pHs 3,5 e 7,0 com adição dos sais CaCl2 e MgCl2. A capacidade geleificante foi estudada nas mesmas condições da análise de DSC mediante reologia oscilatória com a obtenção dos valores de G' e G'' durante rampa de aquecimento e resfriamento e a temperatura de geleificação foi encontrada pelo ajuste dos dados a equação sigmoidal de Boltzmann. O IPQ obtido neste trabalho apresentou composição elevada de proteínas (88,53%). As proteínas de quinoa mostraram estabilidade térmica elevada, com temperatura de desnaturação próxima a 80°C, sendo que a adição dos íons divalentes proporcionaram temperaturas de desnaturação mais elevadas. Foi observado que as proteínas de quinoa exibem capacidade geleificante tanto no pH 3,5 quanto no pH 7,0, porém no pH 7,0 estes géis não são estáveis ao resfriamento. Os géis formados em pH 3,5 foram mais fortes do que os obtidos em pH 7,0 ao final dos experimentos de reologia (aquecimento e resfriamento). Os íons Ca2+ e Mg2+ auxiliaram a formação de géis proteicos no pH 3,5 formando soluções de alta viscoelasticidade no início dos experimentos as quais foram menos influenciadas por variações de temperatura. Quando o íon Ca2+ foi adicionado às amostras em pH 3,5 foram formados géis a frio. No pH 7,0 os íons adicionados não auxiliaram na formação de géis proteicos de quinoa. A desnaturação foi essencial no aumento da viscoelasticidade do IPQ durante análise reológica das soluções proteicas em pH 7,0. No pH 3,5 as soluções proteicas apresentaram um aumento da força do gel antes da temperatura de desnaturação, mostrando que não é necessária uma desnaturação completa para a formação de géis neste pH. Palavras chave: desnaturação, análises térmicas, reologia oscilatória, íons divalentes, solubilidade, gel.Abstract: Quinoa is a pseudocereal native from the Andean regions, grown and consumed for thousands of years and has become more popular around the world because of its high nutritional value. The quinoa proteins show a high amount of essential amino acids fundamental for human life and are composed mainly of 11S globulin and 2S albumin. The aim of this work was to obtain and characterize a quinoa protein isolated (QPI) of the variety BRS Piabiru, and evaluate its thermal stability and gelation capacity. The physical and chemical composition of the QPI was determined and the proteins identified by electrophoresis associated with MALDI-ToF mass spectrometry. The thermal stability of IPQ was analyzed by differential scanning calorimetry (DSC) with IPQ concentrations of 10% and 15% at pH 3.5 and 7.0 with addition of CaCl2 and MgCl2. The gelation ability was studied under the same conditions of DSC by dynamic oscillatory measurements to obtain the G' and G'' for heating and cooling ramp and gelling temperatures were obtained by fitting the data to sigmoidal Boltzmann equation. The IPQ obtained in this study showed high composition of proteins (88.53%). The quinoa proteins demonstrate high thermal stability, with a denaturation temperature of around 80°C. The addition of divalent ions promoted higher denaturation temperatures. It was observed that the quinoa proteins exhibit gelation capacity both in pH 3.5 and pH 7.0, but in pH 7.0 gels are not stable to cooling. The gels formed at pH 3.5 were stronger than those obtained at pH 7.0 after rheology experiments (heating and cooling). The Ca2+ and Mg2+ helped protein gelation in pH 3.5 forming high viscoelasticity solutions at the beginning of the experiments which were less influenced by temperature variations. When the Ca2+ was added to the samples at pH 3.5 were formed cold-set gels. At pH 7.0 the ions added did not help in the formation of quinoa protein gels. Denaturation was essential in the increase of IPQ viscoelasticity for protein solutions at pH 7.0. In pH 3.5 the protein solution showed an increase in gel strength before the denaturation temperature, showing that it is not necessary a complete denaturing for the gel formation at this pH. Keywords: denaturation, thermal analysis, rheology, divalent ions, solubility, gel

Caracterização agronômica, morfológica e físicoquímica de progênies de quinoa com potencial de adaptação em ambientes tropicais

Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2022.Na atualidade as pesquisas realizadas de espécies alternativas, são necessárias, devido às mudanças climáticas, à necessidade de alimentação mais nutritiva e aumento da diversidade dos sistemas produtivos. Nesse sentido, a quinoa (Chenopodium quinoa) é uma alternativa nos países que sofrem de insegurança alimentar, sendo reconhecida não só por suas propriedades nutritivas e dietéticas, mas também por sua capacidade de adaptação a diferentes condições agroambientais. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar e comparar as características morfológicas, agronômicas e físicoquímicas de genótipos e híbridos de quinoa, selecionados das cultivares BRS Syetetuba (Brasil), Aurora e Blanca Dulce (Colômbia), Piartal e Tunkahuan (Equador), para a identificação de materiais genéticos superiores com potencial de adaptação em regiões tropicais em condições do Brasil e da Colômbia. Os experimentos foram conduzidos desde 2018 até 2022 na Universidade de Brasília no Brasil e na Fazenda Experimental Prosperidade na Colômbia, com o apoio da Universidade Passo Fundo (UPF), a Universidade del Cauca e a Universidad de Santiago de Chile. Foram realizados diversos estudos no transcurso da experimentação entre os quais estão: a) Avaliação da qualidade fisiológica de sementes de quinoa, selecionadas a partir de genótipos procedentes do Brasil, Colômbia e Equador; b) Cálculo das unidades térmicas para 13 códigos da escala BBCH de 12 genótipos de quinoa em condições de cultivo da Savana Brasileira c) Caracterização da composição físico-química e capacidade antioxidante de genótipos de quinoa produzidos no Cerrado (Savana Brasileira) d) Caracterização morfo agronômica de oito progênies de quinoa semeadas no Cerrado Brasileiro e na Colômbia e) Hibridação entre progênies e caracterização agronômica da geração F2 em quinoa. No estudo da qualidade fisiológica da semente, foram efetuados testes de germinação, comprimento de hipocótilo, radícula e teste de envelhecimento acelerado. Os dados originais relativos ao desempenho da qualidade fisiológica de 18 genótipos selecionados de quinoa foram submetidos a análise de variância, pelo teste de F, ao nível de 5% de probabilidade. As médias foram agrupadas pelo teste de Scott-Knott. Além disso, a análise hierárquica de cluster foi realizada pelo método Ward e a análise de cluster por k-means. A média de germinação foi de 80,81%; as características de comprimento do hipocótilo e da radícula exibiram média de 9,11 e 11,27 mm, respectivamente. A média de germinação após o teste de envelhecimento acelerado foi de 75,52%, onde os genótipos Piartal e Aurora apresentaram os melhores resultados (80,75% e 85,25%) respetivamente. Os genótipos de quinoa exibiram variabilidade no vigor das sementes, permitindo determinar diferenças no potencial de germinação em condições de alto estresse de umidade e temperatura. No cálculo das unidades térmicas para 13 códigos da escala BBCH de 12 genótipos de quinoa, as diferenças estatísticas foram predominantes desde o início das fases reprodutivas BBCH-50, classificando os genótipos em precoces, intermédios e tardios. Os genótipos de maturidade precoce e seus respectivos ATU para BBCH-89 foram BRQ4 (1676,8), BRQ1 (1685) e AUR (1691), contrastando com BLA tardio (2239), BRQ3 (1929,1) e BRQ8 (1895 GDD). As unidades térmicas acumuladas de BBCH-89 variaram desde 1565,25 até 2381GDD, com diferença entre os genótipos mais tardios e mais precoces de 815,75 GDD. Genótipos selecionados de cultivares existentes são diferentes no acúmulo de unidades térmicas, resultando em eficiência na aquisição de cultivares para escalonar o cultivo de quinoa. As unidades térmicas acumuladas explicam, de certa forma, a variedade de ciclos de maturidade da planta na seleção. Além disso, o cálculo do ATU para os códigos da escala BBCH é uma ferramenta eficaz para prever o ciclo fenológico da quinoa. Para a avaliação da composição físico-química foram determinados o teor de umidade, cinzas, proteínas, carboidratos, fibra bruta e lipídios. Os dados originais foram submetidos a análise de variância, pelo teste de F, ao nível de 5% de probabilidade, sendo as médias comparadas pelo teste de Tukey. Foi realizada também análise de correlação linear de Pearson (p≤0,01) e (p≤0,05), e análise de agrupamento hierárquico pelo método de Ward. Verificou-se que os genótipos apresentaram variabilidade nas características físico-químicas. O carboidrato (CHO) foi o composto maioritário presente nas sementes, exibindo uma média de 50,16 %, a meia da proteína foi de 15,27%, com destaque do genótipo P88 com 16,28%. A média de lipídios, fibra e cinzas foi de (3,24%, 14,13%, 6,0%) respectivamente. O CHO, revelou uma correlação positiva com o parâmetro de lipídios (r = 0,858) e uma correlação negativa significativa com a proteína. Para o cálculo da capacidade antioxidante foram analisados quatro cultivares (Aurora, BRS Syetetuba, Tunkahuan e Piartal), usando o método ABTS, os resultados foram expressos em gramas de Trolox por grama de produto. Os dados originais obtidos foram submetidos a análise de variância, pelo teste de F, ao nível de 5% de probabilidade, e a comparação de medias pelo teste de Tukey. Todos os genótipos evidenciaram diferenças estatísticas, sendo que Aurora e BRS Sytetuba mostraram os maiores valores com 1,96 e 1,93 mg. Trolox/g quinoa respetivamente. A quinoa é uma opção altamente nutritiva com boas características físico-químicas e capacidade antioxidante. Na caracterização das variáveis agronômicas e morfológicas da quinoa as pesquisas foram desenvolvidas no Brasil e na Colômbia. Os tratamentos foram compostos por cinco genótipos selecionados procedentes do Brasil, um procedente da Colômbia e dois procedentes do Equador. Para as análises estatísticas foram realizadas análise de variância, pelo teste de F, e o agrupamento de medias pelo teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade, correlações fenotípicas e genotípicas (p≤0,01) e (p≤0,05), aplicação do modelo AMMI e cálculo dos parâmetros genéticos. As análises de variância mostraram diferenças significativas segundo o teste F a 1 e 5% de probabilidade para os ambientes, genótipos e a interação de G x E em todas as características avaliadas. Os genótipos com maior potencial de adaptação a diferentes ambientes foram (BRX2, BRX5, BRX6 e PRIX) com medias de rendimento superiores a 3151,95 kg ha-1 . Foram encontrados valores baixos de herdabilidade no sentido amplo para o comprimento da panícula (31,626%) e o rendimento de grão (50,59%), devido à alta influência gerada pela interação com o ambiente. A análise AMMI auxiliou na identificação de genótipos que exibiram consistência nos rendimentos superiores de grão e massa seca em todos os ambientes. Para a hibridação entre progênies e caracterização agronômica da geração F2 em quinoa, foram usados quatro progenitores, dois selecionados da cultivar BRS Syetetuba (BX4 e BX8), um da cultivar Aurora (A88) e uma da cultivar Piartal (P88). Empelaram-se duas metodologias para a obtenção de híbridos oriundos de materiais genéticos de polinização aberta, a primeira foi realizada por meio de semeadura em vasos e a segunda por médio da semeadura em campo. Foram usados marcadores morfológicos para a identificação dos híbridos. Posteriormente, os híbridos autofecundaram-se para a obtenção da geração F2, a qual foi avaliada junto com os genitores sobre as características agronômicas, parâmetros genéticos e a correlação fenotípica e genotípica. Verificou-se que a quinoa alcançou porcentagem de polinização aberta entre 3,81% e 19,88%. O caráter presença de pigmentação foi dominante sobre a ausência de pigmentação e apresentou herança monogênica. Entre os cruzamentos o mais sobressaliente foi o obtido entre P88 x BX4, com valores de rendimento de grão superior aos 3000 kg ha-1 . Para todas as características foi identificada uma alta herdabilidade e altos coeficientes de variação genética.Currently, research on alternative species is necessary, due to climate change, the need for more nutritious food and an increase in the diversity of production systems. In this sense, quinoa (Chenopodium quinoa) is an alternative in countries that suffer from food insecurity, being recognized not only for its nutritional and dietary properties, but also for its ability to adapt to different agroenvironmental conditions. In this context, the objective of this work was to evaluate and compare the morphological, agronomic and physicochemical characteristics of quinoa genotypes and hybrids, selected from the cultivars BRS Syetetuba (Brazil), Aurora and Blanca Dulce (Colombia), Piartal and Tunkahuan (Ecuador) , for the identification of superior genetic materials with potential for adaptation in tropical regions under Brazilian and Colombian conditions. The experiments were conducted from 2018 to 2022 at the University of Brasília in Brazil and at Fazenda Experimental Prosperidade in Colombia, with support from the Passo Fundo University (UPF), the University of Cauca and the Universidad de Santiago de Chile. Were performed several studies in the course of the experimentation, among which are: a) Evaluation of the physiological quality of quinoa seeds, selected from genotypes from Brazil, Colombia and Ecuador; b) Calculation of thermal units for 13 BBCH scale codes of 12 quinoa genotypes under Brazilian Savannah cultivation conditions c) Characterization of the physicochemical composition and antioxidant capacity of quinoa genotypes produced in the Cerrado (Brazilian Savannah) d) Morphoagronomic characterization of eight quinoa progenies sown in the Brazilian Cerrado and Colombia e) Hybridization between progenies and agronomic characterization of the F2 generation in quinoa. In the study of the physiological quality of the seed, germination, hypocotyl length, radicle and accelerated aging tests were performed. The original data concerning the physiological quality performance of 18 selected quinoa genotypes were submitted to analysis of variance, using the F test, at the 5% probability level. Means were grouped using the Scott Knott test). In addition, the hierarchical cluster analysis was performed by the Ward method and the cluster analysis by k-means. The germination average was 80.81%; the hypocotyl and radicle length characteristics averaged 9.11 and 11.27 mm, respectively. The average germination after the accelerated aging test was 75.52%, where the genotypes Piartal and Aurora showed the best results (80.75% and 85.25%) respectively. Quinoa genotypes exposed variability in seed vigor, allowing to determine differences in germination potential under conditions of high humidity and temperature stress. In calculating the thermal units for 13 BBCH scale codes of 12 quinoa genotypes, statistical differences were predominant since the beginning of the BBCH-50 reproductive stages, classifying the genotypes as early, intermediate and late. The early maturity genotypes and their respective ATU for BBCH-89 were BRQ4 (1676.8), BRQ1 (1685) and AUR (1691), contrasting with late BLA (2239), BRQ3 (1929.1) and BRQ8 (1895 GDD). The accumulated thermal units of BBCH-89 ranged from 1565.25 to 2381GDD, with a difference between the later and earlier genotypes of 815.75 GDD. Selected genotypes of existing cultivars are different in the accumulation of thermal units, resulting in efficiency in acquiring cultivars to scale up quinoa cultivation. The accumulated thermal units explain, to a certain extent, the variety of plant maturity cycles in selection. Furthermore, the calculation of ATU for BBCH scale codes is an effective tool for predicting the phenological cycle of quinoa. For the evaluation of the physicochemical composition, the moisture content, ash, proteins, carbohydrates, crude fiber and lipids were determined. The original data were submitted to analysis of variance, using the F test, at a 5% probability level, and the means were compared using the Tukey test. Linear correlation analysis (Fischer) (p≤0.01) and (p≤0.05) and hierarchical cluster analysis by Ward's method were also performed. It was found that the genotypes showed variability in physicochemical characteristics. CHO was the major compound present in the seeds, showing an average of 50,16%, the average of the protein was 10.038%, with emphasis on the P88 genotype with 16.28%. The average of lipids, fiber and ash was (3.24%, 14.13%, 6.0%) respectively. CHO revealed a positive correlation with the lipid parameter (r = 0.858) and a significant negative correlation with protein. To calculate the antioxidant activity, four cultivars were analyzed (Aurora, BRS Syetetuba, Tunkahuan and Piartal), using the ABTS method, the results were expressed in grams of Trolox per gram of product. The original data obtained were submitted to analysis of variance, using the F test, at the level of 5% of probability, and the comparison of means using the Tukey test. All genotypes showed statistical differences, with Aurora and BRS Sytetuba having the highest values with 1.96 and 1.93 mg. Trolox/g quinoa respectively. Quinoa is a highly nutritious option with good physicochemical characteristics and antioxidant capacity. In the characterization of agronomic and morphological variables of quinoa, research was carried out in Brazil and Colombia. The treatments were composed of five genotypes selected from Brazil, one from Colombia and two from Ecuador. For statistical analysis, analysis of variance was performed using the F test, and the grouping of means using the Scott-Knott test at 5% probability, correlations, application of the AMMI model and calculation of genetic parameters. Analysis of variance showed significant differences according to the F test at 1 and 5% probability for environments, genotypes and the interaction of G x E in all evaluated traits. The genotypes with the greatest potential for adaptation to different environments were (BRX2, BRX5, BRX6 and PRIX) with average yields above 3151.95 kg ha-1. Low values of broad heritability were found for panicle length (31.626%) and grain yield (50.59%) due to the high influence generated by the interaction with the environment. AMMI analysis helped to identify genotypes that exhibited consistency in higher grain and dry mass yields in all environments. For the hybridization between progenies and agronomic characterization of the F2 generation in quinoa, four parents were used, two selected from the cultivar BRS Syetetuba (BX4 and BX8), one from the cultivar Aurora (A88) and one from the cultivar Piartal (P88). Two methodologies were used to obtain hybrids from open-pollinated genetic materials, the first was carried out by sowing in pots and the second by means of sowing in the field. Morphological markers were used to identify the hybrids. Subsequently, the hybrids were self-fertilized to obtain the F2 generation, which was evaluated together with the parents on agronomic characteristics, genetic parameters and correlation. It was found that quinoa reached percentage of open pollination between 3.81% and 19.88%. The character presence of pigmentation was dominant over the absence of pigmentation and presented monogenic inheritance. Among the crosses, the most outstanding was the one obtained between P88 x BX4, with grain yield values above 3000 kg ha-1. For all traits, high heritability and high coefficients of genetic variation were identified