Esse estudo objetivou avaliar o nível de estresse oxidativo em grãos de feijão carioca, recém-colhidos, por meio da determinação da atividade da superóxido dismutase, teor de peróxido de hidrogênio (H2O2) e nível de peroxidação de lipídeos (dano de membrana).CONAF

BASSINELLO, P. Z.

CALIARI, M.

CARVALHO, R. N.

COELHO, G. R. C.

FERREIRA, M. E. de O.

LANNA, A. C.

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ESTRESSE OXIDATIVO EM GRÃOS DE FEIJÃO CARIOCA RECÉM-COLHIDOS  OXIDATIVE STRESS IN FRESHLY HARVESTED CARIOCA BEANS (Phaseolus vulgaris L.)  Anna Cristina Lanna1; Rosângela Nunes Carvalho2; Maria Eugênia de Oliveira Ferreira3; Priscila Zaczuk Bassinello4; Márcio Caliari5; Gesimária Ribeiro Costa Coelho6Material e Métodos. Foram utilizados os genótipos de feijão comum, grupo comercial carioca, com características contrastantes para escurecimento/endurecimento de grãos: BRS Estilo, BRS   Introdução. Nos últimos anos, o Brasil tem ocupado o primeiro lugar na produção e no consumo mundial do feijão comum, que além de se constituir em um dos alimentos básicos da população brasileira, é uma das principais fontes de proteína na dieta alimentar dos estratos sociais economicamente menos favorecidos. Entre os diversos grupos comerciais de grãos de feijão comum, merecem destaque os grãos do grupo carioca, que são os preferidos pela grande maioria dos consumidores e ocupam cerca de 70% do mercado consumidor, consequentemente, recebendo maior atenção dos programas de melhoramento. Recentemente, características relacionadas à qualidade comercial dos grãos, como tamanho e cor dos grãos, tempo de cocção e escurecimento/endurecimento dos grãos armazenados, vêm ganhando importância frente a maior exigência dos consumidores. O período de armazenamento pós-colheita de grãos, principalmente em regiões tropicais, é marcado por condições de temperatura, umidade e radiação bem elevadas. Assim, a ocorrência de desordens fisiológicas nos grãos armazenados afeta tanto sua qualidade nutricional quanto a comercial. Para a maioria dos genótipos de feijão carioca é comum ocorrer o processo de endurecimento e escurecimento nos grãos, os quais envolvem reações complexas em diferentes partes e componentes moleculares do grão, tais como tegumento e cotilédone; parede celular e lamela média; compostos fenólicos, amido, proteína, enzimas, dentre outros. Como resultado, os grãos de feijão podem sofrer alterações na cor, textura e flavor, sendo a cor e a textura atributos mais importantes das sementes leguminosas, uma vez que afeta a aceitabilidade do produto pelos consumidores. A cor está associada à oxidação de compostos fenólicos presentes no tegumento e a textura às características da parede celular do grão, dentre as quais o grau de solubilidade dos polissacarídeos e a despolimerização durante o processo de cozimento são as mais importantes. Atualmente, sabe-se que os processos de escurecimento (cor) e endurecimento (textura) do grão de feijão são caracterizados por múltiplos mecanismos bioquímicos e, possivelmente, a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) seja o evento primário para desencadeá-los. As principais EROs distribuem-se em dois grupos, os radicalares: hidroxila (OH.), superóxido (O2.-), peroxila (ROO.) e alcoxila (RO.); e os não radicalares: oxigênio singleto (1O2) e peróxido de hidrogênio (H2O2). Apesar dos grãos recém-colhidos apresentarem baixa taxa metabólica devido ao reduzido conteúdo de água, a oxidação é parte fundamental da vida aeróbica e, dessa forma, a produção de radicais livres ocorrem naturalmente. Assim, esse estudo objetivou avaliar o nível de estresse oxidativo em grãos de feijão carioca, recém-colhidos, por meio da determinação da atividade da superóxido dismutase (SOD), teor de peróxido de hidrogênio (H2O2) e nível de peroxidação de lipídeos (dano de membrana).                                                            1Pesquisadora, Área de Fisiologia/Bioquímica Vegetal, Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antonio de Goiás, Goiás, Brasil. anna.lanna@embrapa.br; 2Analista, Área de Ciência de Alimentos, Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antonio de Goiás, Goiás, Brasil. rosangela.carvalho@embrapa.br; 3Graduanda em Química, IEF-Goiás, Goiânia, Goiás, Brasil. mariaeugenia@gmail.com; 4Pesquisadora, Área de Ciência de Alimentos, Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antonio de Goiás, Goiás, Brasil. priscila.bassinello@embrapa.br; 5Professor adjunto, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Alimentos - PPGCTA-UFG. Goiânia, Goiás, Brasil. macaliari@ig.com.br; 6Analista, Área de Biotecnologia, Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antonio de Goiás, Goiás, Brasil. gesimaria.coelho@embrapa.br. Pontal, BRSMG Madrepérola, CNFC 10467 e a linhagem Pinto Beans (Canadá), sendo os dois primeiros sensíveis e os três últimos resistentes ao processo de escurecimento/endurecimento. A linhagem Pinto Beans foi utilizada como controle negativo (Junk-Knievel et al., 2008). Após colheita na Fazenda Capivara da Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás/GO, os grãos foram submetidos à secagem natural, beneficiados, acondicionados em sacos de polietileno com capacidade de, aproximadamente, 1 kg, e, em seguida, enviados para o Laboratório de Grãos e Subprodutos da Embrapa Arroz e Feijão. Para o processamento das amostras, 200 g de grãos de cada genótipo foram descascados utilizando brunidor de arroz (TM05C, SATAKE), separados cotilédone e tegumento utilizando peneiras de 9, 14 e 16 mesh, seguida pela moagem e maceração em cadinho, utilizando nitrogênio líquido. A massa de cotilédone e de tegumento de, aproximadamente, 1,5 ± 0,0003 g, foi transferida para tubos de centrífuga de 50 mL, adicionados  15 mL de solução 100 mmol L-1 de tampão fosfato de potássio, pH 7,8, contendo 0,1 mmol L-1 de EDTA, 1% (p/v) de polivinilpirrolidona PVP e 0,5% (v/v) de Triton X-100 e, então, centrifugados a 14.000 g por 40 minutos, a 4 °C. O sobrenadante (extrato bruto de cotilédone e de tegumento) foi usado para determinação da atividade de SOD, de acordo com metodologia descrita por Del Longo et al. (1993), do conteúdo de H2O2 pelo método descrito por Lee e Lee (2000) e Gilliland (1968) e do nível de peroxidação de lipídeos, de acordo com Hodges et al. (2000); os quais foram avaliados no laboratório de Biotecnologia da Embrapa Arroz e Feijão. A atividade de SOD foi expressa como atividade específica (Unidade SOD mg-1 de proteína), sendo o conteúdo de proteínas solúveis totais medido de acordo com o método de Bradford (1976), com albumina sérica bovina (BSA) como padrão. O nível de peroxidação de lipídeos ou eq de MDA, expresso em nmol MDA g-1 de matéria fresca (MF) de tegumento e de cotilédone. E, para quantificação do conteúdo de H2O2, expresso em µmol H2O2 g-1 de matéria fresca (MF), o extrato bruto foi produzido a partir de 15 mL de solução 100 mmol L-1 de tampão citrato de sódio, pH 4,0 e, então, centrifugados a 14.000 g por 40 minutos, a 4 °C.  Resultados e Discussão. A detecção da atividade de SOD, em grãos armazenados, sugere que durante armazenamento de grãos de feijão carioca ocorre estresse oxidativo mediado por enzimas antioxidantes, dentre elas SOD. O tegumento de grãos do BRS Pontal, genótipo com escurecimento rápido, apresentou atividade de SOD superior aos demais, seguido pelo tegumento de grãos da linhagem CNFC 10467, BRS Estilo e BRSMG Madrepérola. Enquanto, o genótipo Pinto Beans, considerado resistente ao escurecimento, apresentou atividade de SOD significativamente reduzida, comparativamente, à atividade de SOD dos outros genótipos (Tabela 1). Independentemente do genótipo, a atividade de SOD no cotilédone foi menor que a encontrada no tegumento e, entre os genótipos, houve diferença significativa entre o BRSMG Madrepérola e os demais. Uma maior atividade de SOD, principalmente no tegumento de grãos de feijão carioca, indica formação de EROs com consequente instalação de processos oxidativos, como por exemplo oxidação de compostos fenólicos, durante o armazenamento de grãos. O produto da atividade de SOD, peróxido de hidrogênio (H2O2), e seu acúmulo em excesso pode ser uma das principais consequências dos estresses abióticos que ocorrem durante o armazenamento de grãos. EROs são tóxicas quando produzidas em altas concentrações, mas em baixas concentrações, elas agem com um sinal de alerta para dar início às respostas preventivas contra a maioria dos fatores estressantes (Ara et al., 2013). O balanço entre produção de EROS (atividade de SOD) e a degradação das mesmas é crucial em determinar a carga oxidativa do grão. Nesse estudo, verificou-se que o teor de H2O2 foi maior no tegumento do genótipo BRS Pontal, pouco resistente ao processo de escurecimento, e no cotilédone dos genótipos BRS Pontal e Pinto Beans (Tabela 1). Esses resultados são consistentes com estudos prévios de deficiência hídrica, salinidade e outros tipos de estresses, os quais relataram que existe uma menor produção de EROS em genótipos tolerantes do que em genótipos sensíveis (Karabal et al, 2000; Chaitanya et al., 2002; Bhoomika et al, 2013). Adicionalmente, uma produção mais alta de EROs em genótipos tolerantes ao escurecimento/endurecimento de grãos, como o Pinto Beans, podem indicar que os mesmos são pouco vulneráveis a altas concentrações de H2O2, ou mesmo, que seu consumo (degradação) pode ocorrer rapidamente após sua produção. Tabela 1. Parâmetros do estresse oxidativo em grãos de feijão, tipo comercial carioca, recém-colhidos. Genótipos/ Frações BRSMG Madrepérola BRS Estilo CNFC 10467 BRS Pontal Pinto Beans  Atividade específica de SOD (Un SOD mg-1 proteína) Tegumento 19977,27ab 2641,85ab 3424,46ab 3621,88a 454,72b Cotilédone 18,76b 50,06a 47,27a 44,11a 58,14a  Peróxido de hidrogênio (nmol g-1 MF) Tegumento 14,91b 13,31b 10,76b 50,82a 13,39b Cotilédone 17,44bc 12,56bc 9,2c 32,92ab 46,68a  Equivalentes MDA (nmol g-¹ MF) Tegumento 4,45cd 9,85a 6,06bc 3,74d 6,69b Cotilédone 12,28a 11,82a 12,84a 14,22a 13,63a Resultados são a media de três repetições. Na linha, médias com a mesma letra não diferem estatisticamente pelo teste Tukey (p>0.05). MDA = malonaldeído. MF = matéria fresca.  Adicionalmente, uma produção mais alta de EROs em genótipos tolerantes ao escurecimento/endurecimento de grãos, como o Pinto Beans, podem indicar que os mesmos são pouco vulneráveis a altas concentrações de H2O2, ou mesmo, que seu consumo (degradação) pode ocorrer rapidamente após sua produção. Como consequência da geração de H2O2, as células estão propensas a sofrerem danos nas membranas celulares do grão de feijão (peroxidação de lipídeos). A extensão da peroxidação lipídica, a qual foi estimada com base no conteúdo de MDA, foi significativamente aumentada no tegumento de grãos do genótipo BRS Estilo, enquanto o nível de peroxidação de lipídeos, no cotilédone, não variou significativamente entre os genótipos (Tabela 1). A peroxidação de lipídeos é um efetivo marcador bioquímico do estresse oxidativo, mediado pelas EROs, em tecidos de plantas lesionados ou sob algum tipo de estresse ambiental. A decomposição de ácidos graxos insaturados gera MDA, o qual é o mais abundante produto aldeídico originado da quebra de lipídeos. A manutenção de baixos níveis de acúmulo de MDA tem sido mostrada estar associada com tolerância ao calor e radiação intensos. Ao contrário, altos níveis de MDA representam mais danos de membrana e menor tolerância aos estresses abióticos (Ara et al., 2013). Peroxidação de lipídeos aumentada tem sido documentada em várias espécies de plantas sob estresse, tais como amora, tomate e ervas (Liu e Huang, 2000; Chaitanya et al., 2002; Camejo et al., 2006; Du et al., 2013).  Conclusão. A maioria dos parâmetros avaliados indicou que o estresse oxidativo ocorre mais acentuadamente nos genótipos mais sensíveis ao processo de escurecimento/endurecimento de grãos, como o BRS Pontal e o BRS Estilo. Isso sugere que estudos mais detalhados precisam ser conduzidos para caracterização do processo oxidativo em grãos de feijão, tipo comercial carioca, nos diferentes genótipos integrantes do Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Arroz e Feijão.  Referências ARA, N.; NAKKANONG, K.; LV, W.; YANG, J.; HU, Z.; ZHANG, M. 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Estresse oxidativo em grãos de feijão carioca recém-colhidos.

http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/bitstream/doc/991711/1/1771.pdf

Estresse oxidativo em grãos de feijão carioca recém-colhidos.

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