Antioxidant and anitoperoxidative effect of polypeptides from common beans (Phaseolus vulgaris, cv BRS Pontal) / Efeito antioxidante e anitoperoxidativo dos polipéptidos do feijão comum (Phaseolus vulgaris, cv BRS Pontal)

Common beans have high content of protein and can be used as source for obtaining bioactive peptides which are compounds that exhibit an effect on body functions or conditions and may influence human health. This study was undertaken to examine the antioxidant and antiperoxidative potential of naturally-occurring peptides from easy-to-cook (ETC) and hard-to-cook (HTC) beans (Phaseolus vulgaris, cv BRS Pontal). The extracted proteins were partially purified using ultrafiltration membranes. Thereafter, the antioxidant activity of the produced fractions was analyzed by DPPH and FRAP methods. The lipid peroxidation was measured by thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) analysis. Results evidenced that the antioxidant potential was highly improved after ultrafiltration, especially for those fractions containing molecules with low molecular weight. Peptide fractions (F3-10kDa) from ETC beans exhibited a better ability to inhibit the reactive oxygen species formation when compared to the synthetic antioxidant BHT, which corroborates their antioxidant role and protection against lipid peroxidation. Regarding the peptide fractions from HTC beans, the samples had similar lipid peroxidation to BHT in the tested concentration range (200 to 600?g). The HTC phenomenon did not seem to affect definitively the bioactivity of the bioactive peptides, suggesting that it is possible to use these components as an alternative for the use of the grains affected by the hardening process

Biotechnological aplications of hardened beans

Submitted by Luanna Matias ([email protected]) on 2015-02-03T18:03:27Z No. of bitstreams: 2 Tese - Karla de Aleluia Batista - 2014.pdf: 4463046 bytes, checksum: 859650f3ccfef17ceeaddf20db728272 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5)Approved for entry into archive by Luciana Ferreira ([email protected]) on 2015-02-04T13:59:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Karla de Aleluia Batista - 2014.pdf: 4463046 bytes, checksum: 859650f3ccfef17ceeaddf20db728272 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5)Made available in DSpace on 2015-02-04T13:59:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Karla de Aleluia Batista - 2014.pdf: 4463046 bytes, checksum: 859650f3ccfef17ceeaddf20db728272 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-09-16Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESBeans are legumes that present high content of protein, which make them one of the most important sources of nutrients in Brazil. Despite their excellent nutritional profile, changes in biochemical and physico chemical properties during storage leads to the hardening of grains, which compromise their texture and palata bility. It is known that bean’s hardening is responsible for losses about of 100.000-500.000 ton of beans per year. In addition, considering that per capita intake of beans in Brazil was 16 Kg/person/year, the content of discharged grains as function of hardening could feed 34 million of Brazilian. In this scenario, several processes have been tested aiming to provide na alternative of inclusion for these residues. In this work, hardened beans from gen us Phaseolus (Phaseolus vulgaris) and Vigna (Vigna unguiculata) were treated by autoclaving and extrusion and the products were tested regarding their applicability in biotechnological area. The extruded beans presented nutritional and technological properties that allowed their use as ingredients in bread production. Results evidenced that breads made using a mixture of extruded bean and wheat flours presented 10% higher protein and 2.5-hold higher fiber than breads made with 100% wheat flour. These results indicate that extruded bean flours constitute ingredie nts nutritionally and economically viable for technological application in breads elaboration, conferring improvement of nutritional characteristics without changing sensory attributes. The extruded hardened beans were also used as ingredient of culture me dium replacing the traditional nitrogen sources. Results evidenced that the use of extruded cowpea (Vigna unguiculata) flour is not promising since the optical density of microorganisms grown in culture medium containing extruded cowpea was 20% lower than the optical density observed in commercial media. On the other hand, the microorganisms grown in media containing extruded common bean (Phaseolus vulgaris) presented higher values of optical density and protein expression when compared to commercial broths. Alternatively, the grains were treated by autoclaving, with perspective of use the whole grain. Results evidence that after autoclaving the hardness of grains remained high, which disable their use of whole grain. However, the autoclaving process improve d the nutritional quality without modifying the technological properties. Finally, results evidenced that each genus presented a different behavior after treatment by extrusion or autoclaving. Thus, it is evident that the type and conditions processing use dwill depend of bean characteristics as well as the properties required to the proposal application.O feijão é uma leguminosa com importante papel na nutrição humana, sendo uma das principais fontes de proteínas na alimentação dos brasileiros. Entretanto, as alterações pós-colheita que ocorrem durante o armazenamento ocasionam o endurecimento do grão, que perde suas características de textura e palatabilidade. Estima-se que o endurecimento ocasione perdas de 100-500 mil toneladas deste grão ao ano. Considerando que o consumo per capita de feijão em 2013 foi estimado em 16 Kg por habitante ao ano, as perdas relacionadas ao endurecimento alimentariam aproximadamente 34 milhões de brasileiros. Neste cenário, diversas alternativas têm sido testadas no intuito de reaproveitar os grãos endurecidos. Neste trabalho, feijões endurecidos dos gêneros Phaseolus (Phaseolus vulgaris) e Vigna (Vigna unguiculata) foram tratados por extrusão e autoclavagem no intuito de se estudar as possíveis aplicações dos produtos gerados.Os feijões extrusados apresentaram características nutricionais e tecnológicas que permitiram sugerir sua aplicação como ingrediente na formulação de pães e como fonte de nitrogênio para composição de meios de cultura. A utilização de farinhas mistas de feijão extrusado e trigo originou pães com 10% mais proteínas e 2,5 vezes mais fibras do que os pães produzidos apenas com farinha de trigo. Estes resultados evidenciaram que as farinhas de feijão extrusado constituem ingredientes nutricionalmente e economicamente viáveis para a aplicação tecnológica na elaboração de pães, melhorando as características nutricionais sem alterar os atributos sensoriais. As farinhas de feijão extrusado também foram utilizadas como fonte de nitrogênio em meios de cultura, avaliando-se o efeito da substituição na taxa de crescimento e expressão de proteínas. Os resultados evidenciaram que o uso de feijão caupi (Vigna unguiculata) extrusado não é uma alternativa promissora para o cultivo de bactérias, uma vez que os valores de densidade óptica foram 20% inferiores àqueles apresentados em meio comercial. Por outro lado, o feijão comum (Phaseolus vulgaris) extrusado mostrou-se uma eficiente fonte de nutrientes para o crescimento de bactérias e leveduras. Além disso, o uso de meios de cultura contendo feijão comum melhorou a taxa de produção de proteínas recombinantes tanto em bactérias, quanto em leveduras. Os grãos de feijão caupi e comum endurecidos também foram tratados por autoclavagem no intuito de se avaliar a possibilidade de reinclusão do grão inteiro na alimentação. Os resultados encontrados evidenciaram que, apesar dos valores de dureza não permitirem a reinclusão dos grãos inteiros na alimentação, a autoclavagem melhorou as características nutricionais dos feijões endurecidos, enquanto preservou suas propriedades tecnológicas. Por fim, os resultados obtidos neste trabalho evidenciar am que cada espécie de feijão apresenta um comportamento distinto frente a cada condição de processamento, seja por autoclavagem, seja por extrusão. Diante disso, fica evidente que o tipo e as condições de processamento a serem escolhidos dependerão da espécie de feijão utilizada e das propriedades requeridas para cada aplicação proposta

Extruded bean flour hard-to-cook: biochemical characteristics and functional properties

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:22:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao karla batista.pdf: 1066489 bytes, checksum: 64f009ba9c656f5e59a6775b39cb1cce (MD5) Previous issue date: 2010-02-26Beans are an important source of protein, starch, vitamins and minerals. However, the presence of antinutritional factors and the development of the hard-to-cook effect by storage under high moisture (>75%) and temperature (30-40ºC), decrease the nutritional value and acceptability these grains causing important economic losses. An alternative for the use of the hard-to-cook beans is the extrusion cooking. Heat, water and high pressure in the extrusion process causes chemical and physical changes that permit the use of hard-to-cook grains. In this sense, the changes occasioned by extrusion in biochemical and functional properties of hard-to-cook common bean (Phaseolus vulgaris L.) flours of carioca and black varieties and cowpea (Vigna unguiculata) were investigated. Beans were milled and extruded in a singlescrew extruder with compression ration of 3:1, screw speed of 150 rpm, and 5 mm die. The central temperature and moisture were fixed in 150 ºC and 20% (dry basis). Raw and extruded flours were evaluated for chemical composition, antinutritional factors, functional properties and in vitro protein and starch digestibility. Results indicated that the extrusion did not affect the proximate composition of flours, except the cowpea that presented significant difference among the moisture content. However the process occasioned complete elimination of haemaglutination and α-amylase inhibitors activity and decreased significantly the phytic acid and trypsin inhibitor content. Regarding functional properties evaluated, there was increase of the water solubility and absorption and gelation capacity, reduction of the emulsifying capacity and stability and elimination of foaming formation in all extrudates. The protein and starch digestibility increased significantly in extrudates of the varieties carioca and black. However, only protein digestibility of cowpea was improved by extrusion process. These results indicate that is possible to produce new extruded products whit nutritional value improved and good functional and biochemical properties from these bean varieties.Os feijões são uma fonte importante de proteínas, amido, vitaminas e minerais. Entretanto, a presença de fatores antinutricionais e o desenvolvimento de endurecimento do grão (hard-tocook) em função de armazenamento com umidade (>75%) e temperatura elevadas (30-40 ºC), reduzem o valor nutricional e a aceitação desses grãos, causando importantes perdas. Uma alternativa para o aproveitamento de feijões endurecidos é a utilização da extrusão. O calor, umidade e alta pressão durante o processo de extrusão causam alterações químicas e físicas que permitem a utilização de grãos endurecidos. Nesse sentido, foram investigadas as alterações causadas pela extrusão nas propriedades bioquímicas e funcionais de farinhas de feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) das variedades carioca e preto, e feijão caupi (Vigna unguiculata) endurecidos. Os feijões foram triturados e extrusados em extrusor monorrosca, com taxa de compressão 3:1, velocidade do parafuso de 150 rpm e matriz com orifício de 5 mm. A temperatura central e a umidade foram fixadas em 150ºC e 20% (base seca). As farinhas crua e extrusada foram avaliadas quanto à composição centesimal, fatores antinutricionais, propriedades funcionais e digestibililidade in vitro de proteína e de amido. Os resultados indicaram que a extrusão não afetou a composição centesimal das farinhas, à exceção do feijão caupi, que apresentou diferença significativa no teor de umidade. Entretanto, o processo provocou eliminação completa da atividade hemglutinante e inibidores de α-amilse, diminuiu significativamente o conteúdo de ácido fítico e inibidores de tripsina. Em relação às propriedades funcionais analisadas, houve aumento da solubilidade e absorção de água e capacidade de formação de gel, redução da capacidade emulsificante e estabilidade da emulsão, além de eliminar a capacidade de formação de espuma de todos os extrusados. A digestibilidade protéica e de amido sofreu aumento significativo nos extrusados de feijão carioca e preto. Entretanto, apenas a digestibilidade protéica do feijão caupi foi melhorada pelo processo de extrusão. Estes resultados indicam que é possível produzir novos produtos extrusados com melhor valor nutricional e boas propriedades bioquímicas e funcionais a partir destas variedades de feijão

Biosensor for determination of glucose in real samples of beverages Biossensor para determinação de glicose em amostras reais de bebidas

A biosensor was developed for spectrophotometric determination of glucose concentrations in real samples of orange juice energetic drinks, and sport drinks. The biosensor consisted of glucose oxidase (GOD) and horseradish peroxidase (HRP) immobilized onto polyaniline activated with glutaraldehyde (PANIG). Immobilization parameters were optimized for GOD, and maximum immobilization yield was 16% when 5.0 mg of PANIG and 8.9 U prepared in 0.1 mol.L-1 sodium phosphate buffer (pH 7.0) reacted for 60 minutes at 4 °C with gentle stirring. The linear operational range for glucose determination using optimized operational parameters was between 0.05 and 6.0 mg.mL-1 with a very good reproducibility of response. The results obtained in the biosensor were compared with those obtained using free enzymes (commercial kits) and then validated through statistical analysis using the Tukey test (95% confidence interval).Foi desenvolvido um biossensor espectrofotométrico para a determinação da concentração de glicose em amostras reais de suco de laranja, energéticos e bebidas esportivas. O biossensor consistiu de glicose oxidase (GOX) e peroxidase (HRP) imobilizadas em polianilina ativada com glutaraldeído (PANIG). Os parâmetros de imobilização foram otimizados para a GOX e o rendimento máximo de imobilização obtido foi de 16% para 5 mg de PANIG e 8,9 Unidades de Enzima (UE) preparadas em tampão fosfato 0,1 mol.L-1 (pH 7,0) com tempo de reação de 60 minutos a 4 °C, com agitação leve. Utilizando os parâmetros otimizados, encontrou-se uma faixa linear para a determinação de glicose entre 0,05 e 6,0 mg.mL-1, com boa reprodutibilidade de resposta. Os resultados obtidos foram comparados com resultados de enzimas livres (kits comerciais), sendo validados através de análise estatística pelo teste de Tukey (95% de significância)

Biosensor for determination of glucose in real samples of beverages

A biosensor was developed for spectrophotometric determination of glucose concentrations in real samples of orange juice energetic drinks, and sport drinks. The biosensor consisted of glucose oxidase (GOD) and horseradish peroxidase (HRP) immobilized onto polyaniline activated with glutaraldehyde (PANIG). Immobilization parameters were optimized for GOD, and maximum immobilization yield was 16% when 5.0 mg of PANIG and 8.9 U prepared in 0.1 mol.L-1 sodium phosphate buffer (pH 7.0) reacted for 60 minutes at 4 °C with gentle stirring. The linear operational range for glucose determination using optimized operational parameters was between 0.05 and 6.0 mg.mL-1 with a very good reproducibility of response. The results obtained in the biosensor were compared with those obtained using free enzymes (commercial kits) and then validated through statistical analysis using the Tukey test (95% confidence interval)

Extração, purificação parcial e caracterização de lectinas de sementes de Crotalaria juncea

Neste trabalho, sementes de Crotalaria juncea foram utilizadas como fonte para a extração e purificação de lectinas. As lectinas extraídas em solução salina apresentaram 896 UH/g de farinha, o que corresponde à uma atividade específica de 312,20 UH/mg proteína. Após a purificação por gel filtração em Shepadex G-150, a atividade hemaglutinante aumentou, evidenciando uma purificação de 17,56 vezes, com 22,56% de rendimento. A purificação parcial da lectina foi confirmada por eletroforese SDS-PAGE. A caracterização da lectina frente à seletividade por açúcares evidenciou que a lectina de C.juncea apresenta afinidade por lactose e galactose, importante achado no que se refere à aplicação destas lectinas em sistemas de separação de glicoconjugados que contenham lactose ou derivados em sua composição