Influence of the germination process of the seeds of two soybean cultivars BRS 133 and BRS 258 on bioactive compounds of germinated whole soybean flour

Orientador: Yoon Kil ChangTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: O consumo de soja tem aumentado consideravelmente nos últimos anos, devido à suas propriedades funcionais com a presença de diversos compostos bioativos como as isoflavonas, das quais as mais importantes formas são a genisteína e a daidzeína que, em determinadas concentrações, trazem benefícios para à saúde dos consumidores. Novos compostos protéicos bioativos estão sendo pesquisados, tanto, como a lunasina, o Inibidor de Bowman-Birk (BBI) e a lectina, e como não protéicos, as saponinas. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência dos parámetros do processo de germinação (tempo e temperatura) das cultivares de soja BRS 133 (baixo teor protéico) e BRS 258 (alto teor protéico) desenvolvidas pela EMBRAPA, nos compostos bioativos da farinha integral de soja germinada (FISG). Os efeitos das variações de tempo e temperatura de germinação nos compostos bioativos foram analisados através da Metodologia de Superfície de Resposta, com um delineamento composto central rotacional com duas variáveis independentes: tempo de germinação (x1) e temperatura de germinação (x2). O delineamento incluiu onze ensaios: quatro pontos fatoriais, quatro pontos axiais e três repetições no ponto central. A germinação foi realizada em câmara de germinação, entre papéis, e no final dos tempos e temperaturas de germinação segundo o planejamento do experimento as amostras foram congeladas a -30 ° C, e depois liofilizadas. As con centrações de isoflavonas e saponinas foram determinadas por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e as concentrações de proteína solúvel, lunasina, Inibidor de Bowman Birk (BBI) e lectina foram determinadas por ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay). A identificação do polipeptídeo bioativo lunasina foi determinado por Western Blot e a atividade da lipoxigenase foi determinada por quantificação da banda de lipoxigenase em gel por eletroforese. A caracterização físico-química das duas cultivares de soja brasileira permitiu concluir que, embora a sua composição esteja dentro de uma gama típica de nutrientes da soja, surge um padrão distinto de alguns nutrientes e de compostos bioativos, no que diz respeito ao teor de proteínas. A cultivar BRS 133 apresentou um baixo teor de proteína e uma alta concentração de isoflavonas totais e, em forma oposta, a cutivar BRS 258 apresentou um alto teor de proteínas e baixa concentração de isoflavonas totais. Os resultados mostraram que, tanto o tempo como as temperaturas de germinação tiveram uma influência significativa sobre a composição e as concentrações de compostos bioativos na farinha de soja germinada. Nesta pesquisa, foram determinadas as faixas ótimas de tempo e temperatura de germinação para obter o maior conteúdo de compostos bioativos (lunasina, isoflavonas e saponinas) e a diminuição de fatores antinutricionais (BBI e lectina). Neste estudo, também foram determinados estes compostos, embora sejam antinutricionais, pois atualmente são considerados bioativos e com benefício à saúde. Na cultivar BRS 133, um tempo de germinação de 42 horas a 25 °C resultou em um aumento de 61,66% na concentração de lunasina, uma diminuição de 58,73% na concentração de lectina e uma diminuição de 69,95% na atividade de lipoxigenase. Aumentos significativos na concentração de isoflavonas agliconas (daizeína e genisteína) e na concentração de saponinas totais foram observados com um tempo de germinação de 63 h a uma temperatura de 30°C. Sob estas condições, a concentração de genisteína na FISG comparada com o grão de soja sem germinar, apresentou um aumento de 212,29% neste flavonóide bioativo. Na cultivar BRS 258, o processo germinativo resultou numa redução do BBI, da lectina e da atividade de lipoxigenase. Um baixo tempo de germinação, 12 h (-1), a 25 °C (0) resultou em maior concentração de lunasin a. Um aumento no tempo de germinação de 12 h (-1) para 72 h (+1), a 25 °C res ultou em um aumento de 31,9% no teor de proteína solúvel, um decréscimo de 27,0% na concentração BBI, e uma diminuição de 72,6% na concentração de lectina. Nesta cultivar, aumentos significativos na concentração de isoflavonas agliconas (daizeína e genisteína) e nas saponinas totais foram observados com um tempo de germinação de 63 h a 30 °CAbstract: The consumption of soybean has increased considerably in recent years due to its functional properties, with the presence of many bioactive compounds such as isoflavones, of which the most important forms are genistein and daidzein, which, in determined concentrations, can provide health benefits to the consumer. New bioactive protein compounds are also being studied, such as lunasin, the Bowman-Birk inhibitor (BBI), lectin and non-protein bioactive compounds such as saponins. The objective of the present work was to study the influence of the parameters of the process of germination (time and temperature) of the soybean cultivars BRS 133 (low protein) and BRS 258 (high protein), both developed by EMBRAPA, on the bioactive compounds in the whole flour obtained from the germinated soybean (GSWF). Response surface methodology was used to analyze the effects of variations in germination time and temperature on the bioactive compounds using a central composite rotational design with two independent variables: germination time (x1) and germination temperature (x2). The design included eleven trials: four factorial points, four axial points and three repetitions at the central point. Germination was carried out between papers in a germination chamber, and at the end of the times and temperatures determined by the experimental design, the samples were frozen at -30ºC and subsequently freeze dried. The concentrations of isoflavones and saponins were determined by high performance liquid chromatography (HPLC), and the concentrations of soluble protein, lunasin, Bowman-Birk inhibitor and lectin by ELISA (enzymelinked immunosorbent assay). The identification of the bioactive polypeptide lunasin was determined by the Western Blot assay and lipoxygenase activity by quantification of the band obtained in gel electrophoresis. The physicochemical characterization of the two Brazilian soybean cultivars allowed to conclude that, although their compositions were within the typical ranges for soybean nutrients, there was a distinct pattern for some nutrients and bioactive compounds with respect to the protein contents. The cultivar 133 presented a low protein content and high concentration of total isoflavones, whereas the cultivar BRS 258 presented a high protein content and low concentration of total isoflavones. The results showed that both the germination time and temperature had a significant influence on the composition and concentrations of bioactive compounds in the germinated soybean whole flour (GSWF). The optimum germination time and temperature ranges to obtain maximum contents of the bioactive compounds (lunasin, isoflavones and saponins) and maximum decrease in the anti-nutritional factors (BBI and lectin), were determined in this study, although currently these anti-nutritional factors are considered bioactive and of benefit to health. Using the cultivar BRS 133, a germination time of 42 hours at 25ºC resulted in an increase of 61.66% in lunasin concentration, a decrease of 58.73% in lectin concentration and a decrease of 69.95% in lipoxygenase activity. A significant increase in the concentrations of the aglycone isoflavones (daizein and genistein) and total concentration of saponins was observed with a germination time of 63 h at a temperature of 30ºC. In these conditions, genistein concentration in GSWF, as compared to the non-germinated soybean, resulted in an increase of 212.29% of this bioactive flavonoid. With the cultivar BRS 258, the germination process resulted in a reduction in BBI, lectin and lipoxygenase activity. Low germination times of 12 h (-1) and temperatures 25 ºC (0) resulted in a greater concentration of lunasin. An increase in the germination time from 12 h (-1) to 72 h (+1) at 25 ºC resulted in a 31.9% increase in soluble protein, a 27.0% decrease in the concentration of BBI and a 72.6% decrease in lectin concentration. With this cultivar, a significant increase in the concentration of the aglycone isoflavones (daizein and genistein) and total saponins was also observed with a germination time of 63 h and temperature of 30 ºCDoutoradoDoutor em Tecnologia de Alimento

A high-protein soybean cultivar contains lower isoflavones and saponins but higher minerals and bioactive peptides than a low-protein cultivar

a b s t r a c t Soybean is a major source of protein and other nutrients and non-nutrient bioactives for human health. The objective was to compare the bioactive compounds of a low-protein (BRS 133) soybean in comparison to a high-protein (BRS 258) soybean cultivar. The high-protein soybean contained 17% lower carbohydrates and a lower chemical score (63) in relation to the low-protein soybean, which had a higher chemical scor

Refino de óleo de farelo de arroz (Oryza sativa L.) em condições brandas para preservação do γ-orizanol Refining of rice bran oil (Oryza sativa L.) to preserve γ-orizanol

O &#947;-orizanol é um antioxidante presente no óleo de farelo de arroz, mas ausente em outros óleos vegetais, ao qual têm sido atribuídos efeitos antioxidante e hipocolesterolêmico. O conteúdo de &#947;-orizanol no óleo de farelo de arroz bruto varia entre 1-2%, mas durante a etapa de neutralização do refino químico, este composto fica retido na borra. O presente trabalho teve por objetivo propor uma técnica alternativa de refino físico em condições brandas para o óleo de farelo de arroz com a finalidade de preservar o &#947;-orizanol. Utilizou-se farelo de arroz inativado e extrusado obtido a partir do processo de produção do arroz parboilizado, sendo o óleo bruto (Oryza sativa) extraído pelo método de expeller. O processo de refino do óleo bruto consistiu nas etapas de degomagem ácida (com H3PO4 85%), centrifugação, clarificação, desodorização a 180 ºC e winterização. Foram realizadas análises para caracterização e comparação do óleo bruto e refinado, seguindo metodologias oficiais da AOCS. Concluiu-se que o processo de refino físico preservou 97% do &#947;-orizanol, o qual potencializou a estabilidade oxidativa do óleo refinado pelo método alternativo, que apresentou uma melhoria de 33% (13,3 horas a 110 ºC) do período de indução da oxidação em relação ao óleo comercial.<br>&#947;-orizanol is an antioxidant present in rice bran oil, but absent in other vegetable oils, which were attributed to antioxidant and hypocholesterolemic effects. The content of &#947;-orizanol in crude rice bran oil varies between 1-2%, but during neutralization in chemical refining this substance is transferred to soapstock. The aim of this research is to study an alternative technique of physical refining in light conditions with the purpose of preserving &#947;-orizanol. Inativacted and extrused rice bran obtained by the production of parboilizated rice was used to extract crude rice bran oil (Oryza sativa) by the expeller method. The process of refining consisted of: acid degumming (with 85% H3PO4), centrifugation, clarification, deodorization, and winterization. Chemical analyses were carried out by the characterization of refined oil according to the AOCS methods. Results showed that the physical refining process was able to preserve 97% of &#947;-orizanol, and its presence improved the oxidative stability of the oil comparing with the commercial rice bran oil (by 33% 13.3 hours to 110 ºC)

Desenvolvimento de massa alimentícia fresca funcional com a adição de isolado protéico de soja e polidextrose utilizando páprica como corante

A tendência do consumidor atual é utilizar alimentos de fácil preparo que, adicionalmente à qualidade nutritiva, tragam benefícios à saúde. Neste trabalho, uma massa alimentícia fresca funcional foi desenvolvida pela incorporação de Isolado Protéico de Soja (IPS) e polidextrose, utilizando páprica como corante. O consumo de IPS pode contribuir para a diminuição dos níveis de colesterol, enquanto a polidextrose, funcionando como fibra, pode promover a redução de risco de câncer de cólon. A otimização da formulação foi realizada utilizando-se um delineamento fatorial completo 23, considerando como variáveis independentes os teores de: i) IPS; ii) polidextrose; e iii) páprica. Os efeitos destas variáveis na qualidade da massa alimentícia foram avaliados em função das características físico-químicas (cor e teste de cozimento), textura instrumental e propriedades sensoriais. Na avaliação dos parâmetros físicos, observou-se que a cor instrumental da massa crua foi influenciada apenas pelo teor de páprica; já o tempo de cozimento (2,5 minutos), o aumento de massa (1,40 a 1,64%) e a perda de sólidos (3,80 a 5,56%) não foram influenciados pelos ingredientes utilizados; e a elasticidade (parâmetro da textura instrumental) foi reduzida com o aumento do teor de polidextrose. Na avaliação sensorial da massa crua, o aumento na porcentagem de IPS e a redução na porcentagem de polidextrose afetaram positivamente a aceitação global e a intenção de compra; e os aumentos nas porcentagens de IPS e de páprica aumentaram a aceitação da cor. Na avaliação sensorial da massa cozida, observou-se que o IPS teve influência positiva sobre a textura, enquanto que a polidextrose e a páprica afetaram negativamente este parâmetro. Entretanto, na avaliação da intenção de compra da massa cozida, não houve influência dos ingredientes adicionados. Os percentuais ideais de adição de polidextrose, isolado protéico de soja e páprica foram de 3,5, 8,0 e 1,5%, respectivamente

Use of Andean pseudocereals in beer production

Beer is one of the most consumed alcoholic beverages worldwide; however, with consumers more aware of food's environmental and nutritional benefits, there is a demand for more sustainable and value-added products. Andean pseudocereals (APS) are becoming a trend as gluten-free grains with excellent nutritional and nutraceutical value. Cultivated under the extreme climate conditions of the Peruvian Andes, APS seeds are an excellent source of starch, fiber, proteins, minerals, vitamins, and bioactive compounds such as phenolic acids and flavonoids with antioxidant capacity that provide potential health benefits. This review is a compilation of the information and studies on the general characteristics and potential of the main APS as quinoa, amaranth, and cañihua for beer production. In addition, current evidence of the malting process in APS and its effects on beer's nutritional, functional, and sensory properties are also provided. Based on the research supporting the pseudocereals inclusion for the formulation of foods for celiac people, this review also looks at recent advances in applying APS to develop traditional and gluten-free (GF) beers. Finally, APS's economic, cultural, and social importance in the brewing industry is highlighted to promote the creation and innovation of fermentative products based on their bioactive compounds, thus achieving better commercial exploration of these ancestral grains

Development of functional fresh food adding soy protein isolate and polidextrose using paprika as coloring agent

The trend of the current consumer is to use foods that are easy to prepare and that besides having nutritional quality provide health benefits. In this work, fresh food with functional characteristics was developed incorporating Soy Protein Isolate (SPI) and polidextrose using paprika as the coloring agent. The consumption of IPS could contribute to decrease cholesterol levels while polidextrose, acting as a fiber, could promote the reduction of risk of colon cancer. The optimization of the formulation was carried out using a 23 complete factorial design considering independent variables the following contents: i) SPI; ii) polidextrose; and iii) paprika. The effects of these variables on the quality of the food were evaluated through physical-chemical characteristics (color and cooking test), instrumental texture, and sensory analysis. Regarding the physical parameters, instrumental color of the raw pasta was affected only by the addition of paprika. The parameters cooking time (2.5 minutes), increase in mass (1.40 to 1.64%), and loss of solids (3.80 to 5.56%) were not influenced by the ingredients used. Elasticity (instrumental texture parameter) was reduced with the increase of polidextrose. Regarding sensory analysis of the raw food, an increase in the addition of SPI and a reduction in the addition of polidextrose positively affected global acceptance and purchase intention. An increases in SPI and paprika increased color acceptance. Regarding sensory analysis of the cooked food, SPI had a positive effect on texture while polidextrose and paprika negatively affected this parameter. Nevertheless, the ingredients used did not influence purchase intention of the cooked food. The ideal percentages of polidextrose, soy protein isolate, and paprika were 3.5, 8.0, and 1.5%, respectively.A tendência do consumidor atual é utilizar alimentos de fácil preparo que, adicionalmente à qualidade nutritiva, tragam benefícios à saúde. Neste trabalho, uma massa alimentícia fresca funcional foi desenvolvida pela incorporação de Isolado Protéico de Soja (IPS) e polidextrose, utilizando páprica como corante. O consumo de IPS pode contribuir para a diminuição dos níveis de colesterol, enquanto a polidextrose, funcionando como fibra, pode promover a redução de risco de câncer de cólon. A otimização da formulação foi realizada utilizando-se um delineamento fatorial completo 23, considerando como variáveis independentes os teores de: i) IPS; ii) polidextrose; e iii) páprica. Os efeitos destas variáveis na qualidade da massa alimentícia foram avaliados em função das características físico-químicas (cor e teste de cozimento), textura instrumental e propriedades sensoriais. Na avaliação dos parâmetros físicos, observou-se que a cor instrumental da massa crua foi influenciada apenas pelo teor de páprica; já o tempo de cozimento (2,5 minutos), o aumento de massa (1,40 a 1,64%) e a perda de sólidos (3,80 a 5,56%) não foram influenciados pelos ingredientes utilizados; e a elasticidade (parâmetro da textura instrumental) foi reduzida com o aumento do teor de polidextrose. Na avaliação sensorial da massa crua, o aumento na porcentagem de IPS e a redução na porcentagem de polidextrose afetaram positivamente a aceitação global e a intenção de compra; e os aumentos nas porcentagens de IPS e de páprica aumentaram a aceitação da cor. Na avaliação sensorial da massa cozida, observou-se que o IPS teve influência positiva sobre a textura, enquanto que a polidextrose e a páprica afetaram negativamente este parâmetro. Entretanto, na avaliação da intenção de compra da massa cozida, não houve influência dos ingredientes adicionados. Os percentuais ideais de adição de polidextrose, isolado protéico de soja e páprica foram de 3,5, 8,0 e 1,5%, respectivamente.76777