Activity of beta-glucosidase and levels of isoflavone glucosides in soybean cultivars affected by the environment

A enzima b-glicosidase hidrolisa os isoflavonóides glicosídeos desenvolvendo agliconas, compostos com ação anticancerígena, que também são relacionados com a adstringência observada no sabor da soja. Pela importância dessa enzima, conduziu-se um estudo para determinar a atividade da b-glicosidase em cultivares de soja (Glycine max (L.) Merrill) com teores diferenciados de isoflavonóides glicosídeos (substratos da enzima). A atividade enzimática foi determinada em 51 cultivares de soja semeadas em Londrina, latitude 23ºS, no Estado do Paraná, e na cultivar IAS 5, proveniente de regiões produtoras de soja de diferentes estados do Brasil. Entre as cultivares observou-se uma amplitude na variabilidade de 176,1 a 96,3 unidades de atividade enzimática nas cultivares IAC-2 e Embrapa 2, respectivamente. Entretanto, a variabilidade significativa observada entre as cultivares pode estar indicando diferenças genéticas. Nos estados do Rio Grande do Sul, Paraná e Mato Grosso do Sul, a cultivar IAS 5 apresentou atividades similares com valores médios de b-glicosidase iguais a 132,1, 131,9 e 132,5 unidades, respectivamente. Entre os locais nos estados, a cultivar IAS 5 apresentou variabilidade na atividade da enzima de 138,8 a 124,8 unidades, as quais foram estatisticamente diferentes. No entanto, apesar da estatística, os valores numéricos não foram tão diferentes para assumir que houve influência do ambiente sobre a atividade da enzima. Entre as cultivares, não houve correlação significativa entre o teor de isoflavonóides glicosídeos e a atividade da enzima.The enzyme b-glucosidase hydrolyses the isoflavone glucosides developing aglycones, which are compounds with anticancer effects, that are also related with the astringency observed in soybean flavor. Due to the importance of this enzyme, a study was carried out to determine b-glucosidase activity in soybean (Glycine max (L.) Merrill) cultivars with different contents of isoflavone glucosides (enzyme substrate). The enzyme activity was determined in 51 soybean cultivars sowed in Londrina (latitude 23ºS), in Paraná State, Brazil, and in the cultivar IAS 5 from soybean production regions of different Brazilian states. Among the cultivars, a range of variability of 176.1 to 96.3 units of enzyme activity (cultivars IAC-2 and Embrapa 2, respectively) was observed. A significant variability among cultivars could suggest genetic differences. In the states of Rio Grande do Sul, Paraná and Mato Grosso do Sul, the cultivar IAS 5 presented similar average of b-glucosidase activity: 132.1, 131.9 and 132.5 units, respectively. Among locations in the states, the cultivar IAS 5 presented a variability for enzyme activity from 138.8 to 124.8 units, which were statistically different. In spite of statistics, the numerical values were not too different to assume that environmental conditions affected enzyme activity. A non-significative correlation for isoflavone glucoside concentrations and enzyme activity was observed among cultivars

Effects of genotypes, environments and hydrothermal treatments on the isoflavone aglycone concentration in soybean grains

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de tratamentos hidrotérmicos, da variabilidade genética e de ambientes no teor de isoflavonas agliconas em grãos de soja [Glycine max (L.) Merrill]. O estudo foi realizado com as cultivares de soja BR 36, FEPAGRO RS-10 e BRS 155, cultivadas em Londrina, em Capanema e em Palmas, PR, na safra 1999/2000, mediante tratamentos hidrotérmicos de 40, 50 e 60°C por 12 e 18 horas. As maiores concentrações de isoflavonas totais (280 mg/100 g) foram observadas nos grãos colhidos em Palmas, onde a temperatura média durante o enchimento de vagens foi mais baixa (19ºC). Em Londrina (23ºC), houve menor concentração de isoflavonas (140 mg/100 g). A cultivar BRS 155 apresentou o maior teor de isoflavonas totais em Palmas e em Londrina. Grãos não-tratados da BRS 155 apresentaram em média 4,0 mg/100 g de agliconas, as quais aumentaram para 52 mg/100 g, após os tratamentos hidrotérmicos. O tratamento a 50ºC por 12 horas foi mais efetivo no desenvolvimento de isoflavonas agliconas. A 60°C, houve redução das agliconas, decorrente da inativação das b-glicosidases. As formas malonil, que são termicamente instáveis, também foram reduzidas nas temperaturas mais altas.The objective of this work was to assess the effects of hydrothermal treatments and the environmental and genetic variability on the isoflavone aglycones concentration in soybean [Glycine max (L.) Merrill] grains. The study was carried out with the soybean cultivars BR 36, FEPAGRO RS-10, and BRS 155, cultivated in three locals of Paraná State (Londrina, Capanema, and Palmas), during 1999/2000 soybean season, submitted to hydrothermal treatments at 40, 50 and 60°C for 12 and 18 hours. Higher concentrations of total isoflavones (280 mg/100 g) were observed in grains harvested in Palmas, where the average temperature during pod filling was 19ºC. In Londrina (23ºC), there was lower concentration of isoflavones (140 mg/100 g). The cultivar BRS 155 presented the highest content of total isoflavones in Palmas and in Londrina. Non-treated grains of BRS 155 showed in average 4.0 mg/100 g of aglycones, which increased to 52 mg/100 g, after hydrothermal treatments. The treatment at 50ºC for 12 hours was the most effective in developing isoflavone aglycones. At 60°C, there was a decrease of the aglycones, due to inactivation of b-glycosidases. Malonyl forms, which are thermal unstable, were reduced at higher temperatures

Chemical and physical composition of grain‑type and food‑type soybean for food processing

O objetivo deste trabalho foi avaliar as características químicas e físicas de grãos de cultivares de soja (Glycine max) para o processamento de alimentos. As cultivares avaliadas foram: tipo grão – BRS 133 e BRS 258; tipo alimento – BRS 213 (desprovida de lipoxigenases), BRS 267 (tipo hortaliça) e BRS 216 (tamanho de grão pequeno). As cultivares BRS 216 e BRS 267 apresentaram maior teor de proteínas e poderiam promover valor nutricional superior. A cultivar BRS 213 apresentou a menor atividade de lipoxigenases e a BRS 267, o menor teor de hexanal. Essas características podem melhorar o sabor dos alimentos. Com o cozimento, os grãos da cultivar BRS 267 apresentaram maior teor de agliconas (forma biologicamente mais ativa das isoflavonas) e de ácido oleico, o que a torna adequada para alimentos funcionais e com melhor estabilidade para processamento, além de maior teor de frutose, ácido glutâmico e alanina, compostos relacionados ao sabor suave da soja. A cultivar BRS 267, com maior tamanho de grãos, é adequada para tofu e edamame, e a BRS 216, com menor tamanho, é apropriada para natto e para produção de brotos de soja. As cultivares BRS 216 e BRS 213 apresentaram menor tempo de cozimento, o que pode ser eficaz para reduzir os custos do processamento.The objective of this work was to evaluate the chemical and physical characteristics of grains of soybean (Glycine max) cultivars for food processing. The soybean cultivars evaluated were: grain-type – BRS 133 and BRS 258; food-type – BRS 213 (null lipoxygenases), BRS 267 (vegetable-type) and BRS 216 (small grain size). BRS 267 and BRS 216 cultivars showed higher protein content, indicating that they could promote superior nutritional value. BRS 213 cultivar showed the lowest lipoxygenase activity, and BRS 267, the lowest hexanal content. These characteristics can improve soyfood flavor. After cooking, BRS 267 cultivar grains presented a higher content of aglycones (more biologically active form of isoflavones) and oleic acid, which makes it proper for functional foods and with better stability for processing, and also showed high content of fructose, glutamic acid and alanine, compounds related to the soybean mild flavor. Because of its large grain size, BRS 267 is suitable for tofu and edamame, while small-grain-sized BRS 216 is good for natto and for soybean sprouts production. BRS 216 and BRS 213 cultivars presented shorter cooking time, which may be effective for reducing processing costs

IMPROVEMENT IN SOYBEAN SPROUTS PRODUCTION WITH ULTRASOUND POWER

The present work aimed the application of different ultrasound powers (10, 50 and 90W) to evaluate the germination and characteristics of soybean sprouts fromsoybeans of cultivar BRS 216 and 3 lines (A, B and C). In the germination test,the line A showed the highest percentage of germination (96% for 90W).The cultivar BRS 216 and line A present lower values of weight and higher yield of sprouts. The viable sprouts that presented the highest weight (for each 50g of soybean) were: line A followed by BRS 216, line C and B, with statistical differences (p<0.05) between them. For each 50g of soybean of cultivar BRS 216 and Lines A, B and C the production of viable sprouts was 231.47; 237.87; 170.74 and 199.94g, respectively, for 90W. In relation to the length of the sprouts using the power of 10W the line C presented a longer length. The line A using 90W showed better color characteristics. The highest protein value was found in cultivar BRS 216, for all applied potencies. With this work it can be concluded that the line A would be the most suitable for sprout production regardless of the ultrasound power applie

Acceptability of drinks prepared with different water-soluble soy extracts

O objetivo deste trabalho foi avaliar a aceitabiliade de bebidas obtidas de extrato de soja em pó, produzido a partir de cultivar desprovida de enzimas lipoxigenases, e de dois extratos em pó comerciais. Duas bebidas do extrato da cultivar desprovida de lipoxigenases foram preparadas pela diluição em água mineral a 5 e 10%. Os extratos comerciais foram diluídos a 10%. Duzentos consumidores das cidades do Rio de Janeiro, RJ, e Londrina, PR, avaliaram a aceitação das bebidas, pela escala hedônica de sete pontos; a consistência e doçura por meio da escala do ideal de sete pontos; e a intenção de compra pela escala de três pontos. A bebida do extrato de soja da cultivar desprovida de lipoxigenases preparada a 10% obteve as maiores notas de aceitação (4,2 a 4,5), apresentou consistência próxima do valor ideal (4) e recebeu a maior porcentagem de repostas "sim" para a intenção de compras, enquanto as demais apresentaram notas inferiores nos atributos avaliados.The objective of this work was to assess the acceptability of soy drinks prepared with soymilk powder produced from lipoxygenase-free cultivar and from commercial soymilks powder. Two types of soy drinks were prepared by dissolving in water 5 and 10% null lipoxygenase soymilk powder and 10% soymilk powder for the commercial soymilks. The acceptance of soy drinks was evaluated by 200 consumers from Rio de Janeiro, RJ, and Londrina, PR, Brazil, by using a seven-point hedonic scale. The just-about-right scale of seven points was used to assess the mouthfeel and the sweetness of soy drinks. The purchase intention of soy drinks was also evaluated through the scale of three points. The soy drink of 10% null lipoxygenase soymilk powder obtained the highest acceptance (4.2 to 4.5), showed consistence near to the ideal value (4) and the highest intention of buying. The other soy drinks presented lower values for these evaluated attributes

Variação genética e ambiental e teores de beta‑conglicinina e glicinina em cultivares de soja brasileiras

The objective of this work was to determine genetic and environmental effects on beta‑conglycinin and glycinin content in Brazilian soybean cultivars. The concentrations of these protein fractions were analyzedby scanning densitometry after electrophoresis, in 90 Brazilian soybean cultivars sown in Ponta Grossa, PR, in 2001. The effects of the sowing location were determined in the cultivar MG/BR 46 (Conquista), sown in16 locations of Goiás and Minas Gerais states (Central Brazil), and in the cultivar IAS 5, sown in 12 locations of Paraná and São Paulo states (Southern Brazil), in 2002 soybean season. A significant variability forbeta‑conglycinin (7S) and glycinin (11S) protein fractions ratio was observed among the 90 Brazilian soybean cultivars. 'MS/BRS 169' (Bacuri) and 'BR‑8' (Pelotas) presented the highest and the lowest 11S/7S ratios(2.76 and 1.17, respectively). Beta‑conglycinin protein fractions presented more variability than glycinin protein fractions. Grouping test classified 7S proteins in seven groups, 11S proteins in four groups, and proteinfraction ratios (11S/7S) in nine groups. Significant effect of sowing locations was also observed on protein fractions contents. There is a good possibility of breeding for individual protein fractions, and their subunits, without affecting protein content.O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da variação genética e ambiental sobre os teores de beta‑conglicinina e glicinina em cultivares de soja brasileiras. A concentração dessas frações protéicas foideterminada por densitometria após eletroforese, em 90 cultivares de soja, semeadas em Ponta Grossa, PR, em 2001. Os efeitos dos locais de semeadura foram determinados na cultivar MG/BR 46 (Conquista), semeada em 16 locais de Goiás e Minas Gerais, e na cultivar IAS 5, semeada em 12 locais no Paraná e em São Paulo, em 2002. Foi observada variabilidade significativa quanto à razão entre as frações protéicas da beta‑conglicinina (7S) e da glicinina (11S), entre as 90 cultivares avaliadas, em que a 'MG/BR 169' (Bacuri) apresentou amaior razão 11S/7S (2,76) e a 'BR‑8' (Pelotas) a menor (1,17). As frações protéicas de beta‑conglicinina apresentaram maior varibilidade do que as de glicinina. A análise de agrupamento discriminou as proteínas 7S em sete grupos, as 11S em quatro, e as razões 11S/7S em nove. Efeito significativo dos locais de semeadura também foi observado sobre os teores das frações protéicas. Existe uma boa possibilidade de melhoramento para as frações individuais de proteínas e suas subunidades, sem que o teor de proteína seja alterado

Environmental and genetic variation of isoflavone content of soybean seeds grown in Brazil

O objetivo deste trabalho foi avaliar concentrações de isoflavonas nas sementes de diferentes cultivares brasileiras de soja cultivadas numa amplitude de condições ambientais e de locais no Brasil. Sementes de 233 cultivares semeadas em Ponta Grossa, PR, na safra de 2001/2002, e sementes de 22 cultivares plantadas em diferentes locais das regiões Nordeste, Sudeste e Sul foram analisadas quanto ao teor total de isoflavonas, incluindo daidzina, glicitina, genistina e acetilgenistina. O total de isoflavonas variou entre 12 mg 100 g-1 (cv. Embrapa 48) e 461 mg 100 g-1 (cv. CS 305) entre as 233 cultivares plantadas em Ponta Grossa, e essas diferenças são devidas aos efeitos genéticos, pois todas foram cultivadas e colhidas no mesmo local e ano. Isso indica que há possibilidade de melhoramento genético para o teor de isoflavonas. Diferenças no teor de isoflavonas observadas nas cultivares plantadas nos diferentes locais de semeadura permitem selecionar locais segundo a concentração ótima de isoflavonas (reduzida ou alta), dependendo do uso da soja. No Nordeste (5–8°S), concentrações mais altas de isoflavonas totais foram observadas nos municípios São Raimundo das Mangabeiras (232 mg 100 g-1) e Tasso Fragoso (284 mg 100 g-1). No Sul (23–30°S), as concentrações de isoflavonas foram maiores nos municípios Guarapuava, Canoinhas, Vacaria e Campos Novos, com amplitude de 130 a 409 mg 100 g-1.The objective of this work was to evaluate isoflavone concentrations in seeds of different Brazilian soybean cultivars grown in a range of locations and environmental conditions in Brazil. Seeds of 233 cultivars grown in Ponta Grossa, PR, Brazil, during the 2001/2002 soybean season, and of 22 cultivars sown in different locations of Brazilian Northeast, Southeast on South regions were analyzed for total isoflavones, including daidzin, glycitin, genistin and acetylgenistin. The total isoflavones ranged from 12 mg 100 g-1 (cv. Embrapa 48) to 461 mg 100 g-1 (cv. CS 305) among the 233 cultivars grown in Ponta Grossa, and the differences among them are due to genetic effects since all cultivars were grown and collected at the same locatation and year. This is an indication of the possibility of breeding for isoflavone content. Differences in isoflavone content observed in the cultivars grown in different locations permit the selection of locations for optimum isoflavone content (low or high), depending on the uses of soybean. In the Northeast region (5–8°S), higher concentrations of total isoflavones were observed at São Raimundo das Mangabeiras (232 mg 100 g-1) and Tasso Fragoso (284 mg 100 g-1) municipalities, and in the South (23–30°S), isoflavones were higher in Guarapuava, Canoinhas, Vacaria and Campos Novos municipalities, ranging from 130 to 409 mg 100 g-1

Efeitos dos isoflavonoídes no sabor de feijão cru e na adstringência do extrato hidrossolúvel de soja e dos grãos cozidos

Flavor is the main limiting factor affecting soybean acceptability in the Occidental countries. The purpose of this study was to determine the effetcs of isoflavones on soybean flavor. Differences in beany flavor and astringency of soymilk and cooked whole soybean grains, prepared with cultivars IAS 5 and BR-36 (136 and 54 mg of total isoflavones /100 g of sample, respectively) with pre-soaking and pre-heating of grains, were sensorially analised, by an unstructured category scale of ascending intensity. Differences in isoflavone contents for both soybean cultivars were maintained in the two products, despite the pre-treatments in the processing. Pre-soaking of grains intensified beany flavor in the soymilk, reducing the perception of astringency, which is caused by the aglucones that were developed in reduced amounts.The whole soybeans grains cooked under pressure (1.5 kgf/cm2 at 127°C) presented reduced levels of isoflavones malonyl-glucosides. Due to thermal instability, these compounds were converted to conjugated glucosides, genistin and daidzin. In the cooked whole soybean grains, no aglucones were formed and consequently it was not possible to detect differences in astringency. Results suggest that pre-heating of grains promote better flavor in soybean products.O sabor é o principal fator que limita a aceitabilidade da soja nos países ocidentais. O propósito deste estudo foi determinar os efeitos dos isoflavonóides sobre o sabor da soja. Diferenças no sabor de feijão cru e na adstringência do extrato hidrossolúvel de soja e dos grãos inteiros de soja cozidos, preparados com as cultivares IAS 5 e BR-36 (136 e 54 mg isoflavonóides totais /100 g de amostras, respectivamente), com pré-maceração e pré-aquecimento dos grãos, foram analisadas sensorialmente, conforme uma escala não estruturada de categoria de intensidade ascendente. As diferenças no teor dos isoflavonóides das duas cultivares foram mantidas nos dois produtos, apesar dos pré-tratamentos nos processamentos. Pré-maceração dos grãos intensificou o sabor de feijão cru nos extratos de soja, reduzindo a percepção de adstringência, que é causada por agliconas, que desenvolveram-se em quantidades reduzidas. Os grãos inteiros de soja cozidos sob pressão (1,5 kgf/cm2 a 127°C) apresentaram teores muito reduzidos dos isoflavonóides malonil glicosídeos. Devido à alta temperatura, esses compostos foram convertidos nos glicosídeos conjugados daidzina e genistina. Nos grãos cozidos inteiros não houve formação de agliconas, e, conseqüentemente, não se percebeu diferença na adstringência. Os resultados sugerem que tratamentos que envolvem pré-aquecimento dos grãos favorecem a obtenção de produtos de soja com melhor sabor

Conteúdo e bioconversão de isoflavonas β‑glicosídeos em agliconas nas condições de processamento do tempeh de soja

The objective of this work was to evaluate the effect of the processing conditions of soybean tempeh on the contents of β‑glycoside isoflavones and on their bioconversion into aglycones. Different times of soaking (6, 12, and 18 hours), cooking (15, 30, and 45 minutes), and fermentation (18, 24, and 30 hours) with Rhizopus oligosporus at 37°C were evaluated for tempeh preparation. Grains from the cultivar 'BRS 267' were used, and the experiment was carried out according to a central composite design (23). The response functions comprised the contents of genistin, malonyldaidzin, malonylgenistin, daidzein, and genistein, quantified by ultraperformance liquid chromatography (UPLC). Soaking, cooking, and fermentation times change the content, profile, and distribution of the different forms of isoflavones in tempeh. The highest bioconversion of glycoside isoflavones into aglycones occurred in 6‑hour soaked soybean grains, whose cotyledons were cooked for 15 minutes and subjected to 18‑hour fermentation.O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito das condições de processamento do tempeh de soja sobre o conteúdo de isoflavonas β‑glicosídeos e sobre sua bioconversão em agliconas. Diferentes tempos de maceração (6, 12 e 18 horas), cozimento (15, 30 e 45 minutos) e fermentação (18, 24 e 30 horas) com Rhizopus oligosporus a 37°C foram avaliados na preparação do tempeh. Foram utilizados grãos da cultivar 'BRS 267', e o experimento foi realizado de acordo com um delineamento composto central (23). As funções-respostas compreenderam o teor de genistina, malonildaidzina, malonilgenistina, daidzeína e genisteína, quantificadas por cromatografia líquida de ultraeficiência (CLUE). Os tempos de maceração, cozimento e fermentação alteraram o conteúdo, o perfil e a distribuição das diferentes formas de isoflavonas no tempeh. A maior bioconversão de β‑glicosídeos em agliconas ocorreu em grãos de soja macerados por 6 horas, cujos cotilédones foram cozidos por 15 minutos e submetidos à fermentação por 18 horas