Orientador : Delia Rodriguez Amaya

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: Vários métodos analíticos foram desenvolvidos com a finalidade de se obter procedimentos simples, rápidos e ecônomicos para a determinação de pró-vitamina A em alimentos. Neste trabalho foram avaliados três desses métodos, a saber: COST91, IVACG e RODRIGUEZ-AMAYA et alii simplificado. Os...

Resumo: Vários métodos analíticos foram desenvolvidos com a finalidade de se obter procedimentos simples, rápidos e ecônomicos para a determinação de pró-vitamina A em alimentos. Neste trabalho foram avaliados três desses métodos, a saber: COST91, IVACG e RODRIGUEZ-AMAYA et alii simplificado. Os alimentos escolhidos foram couve, cenoura, mamão e tomate, devido as suas características distintas quanto à composição de pró-vitamina A. As principais deficiências apresentadas pelo método recomendado por COST91 foram a extração incompleta e a saponificação drástica. Outra grande falha do método foi a não separação entre a e ß caroteno, e a não consideração da a- e ß criptoxantina e ß-caroteno. No método apresentado pelo IVACG, a extração foi insuficiente apenas para couve; demonstrou-se mais versátil que COST91, pois permitiu a separação das diferentes pró-vitaminas. Dos procedimentos de saponificação sugeridos pelo IVACG, a saponificação a frio confirmou ser a técnica mais aconselhável. O método de RODRIGUEZ-AMAYA et alii simplificado mostrou-se o mais indicado, principalmente pela sua simplicidade e exatidão. Independente do método cromatográfico empregado, os coeficientes de absorção são utilizados nos cálculos das concentrações dos carotenóides. Sendo assim, foram determinados os valores dos coeficientes de absorção, de algumas pró-vitaminas A e carotenóides, ainda inexistentes ou que apresentam uma discrepância nos dados da literatura. Desde que os cis-isômeros possuem uma atividade vitamínica menor que a respectiva forma trans há uma preocupação sobre a necessidade da separação dos isômeros das pró-vitaminas A na determinação do real valor de'vitamina A dos alimentos. Neste trabalho 12 frutas, algumas de diferentes cultivares, e 11 hortaliças cruas e 7 cozidas, totalizando 198 amostras, foram analisadas em duplicata fornecendo uma visão mais ampla da ocorrência natural dos cis-isômeros das pró-vitaminas. A presença de isômeros foi confirmada por cromatografia de coluna aberta e por CLAE. As frutas puderam ser classificadas em. dois grandes grupos: (1) aquelas que tinham o ß-caroteno como principal pró-vitamina e, (2) aquelas nas quais a ß-criptoxantina predominava. cis-isômeros não foram encontrados em cajá, mamão Solo e Tailândia, maracujá, pitanga e. acerola. Traços de 13-cis-ß-caroteno foram encontrados em algumas amostras de nêspera e manga Tommy Atkins e Haden. Abricó, buriti, nectarina, pêssego Diamante e uma variedade chilena e pequi apresentaram os isômeros 13-cis e 9-cis do ß-caroteno. Nectarina, pêssego e pequi também tinham neo-ß-criptoxantina (provavelmente 13-cis). utilizando o procedimento de cálculo atualmente adotado em todo o mundo, o valor de vitamina A foi calculado com e sem a separação dos isômeros. Uma superestimação de apenas 3-10% de equivalentes de retinol ocorreu quando a separação de isômeros não fez parte da análise, indicando dessa forma que a separação de isômeros não é importante para as frutas frescas. Por outro lado, todas as hortaliças "in natura" analisadas, exceto tomate e cenoura, apresentaram cis-isômeros. O valor de vitamina A calculado sem e com a separação dos isômeros, mostrou uma superestimação de 10-22%, quando os isômeros não foram separados. Todas as hortal'iças cozidas analisadas, inclusive cenoura, apresentaram isômeros de pró-vitaminas A, ficando a superestimação do valor vitamínico quando os isômeros não são separados entre 5-20%. Desta forma, a separação de isômeros é necessária para a maioria das hortaliças, tanto "in natura" como cozidas. Devido a outras funções fisiológicas, observadas mais recentemente, a composição completa de carotenóides de algumas frutas brasileiras também foi determinada. O abricó (Mammea americana L.) apresentou variações quantitativas maiores que aquelas normalmente encontradas em frutas. Violaxantina, ß-caroteno e ß-apo-8'-carotenal alternavam como carotenóide principal. Além disso, sua composição revelou-se atípica, devido à concentração elevada de ß -apo-10'-carotenal e a presença de um novo carotenóide, ß -apo-81-carotenol, também presente em concentrações apreciáveis. A estrutura desse carotenóide foi elucidada utilizando~se a espectometria de massa (EM). O valor de vitamina A encontrado (483 REj100g) foi alto devido a quantidades elevadas de ß-caroteno e ß -apo-10'-carotenal, que são pigmentos que possuem as maiores atividades vitamínicas (100%). Pela sua estrutura o ß -apo-8'-carotenol foi considerado também uma pró-vitamina com atividade semelhante ao ß-apo-8'-carotenal (72%). No buriti (Mauritia vinifera Mart) foram identificados oito carotenos (13-cis-?-caroteno, ß-caroteno, 13-cis-a-caroteno, a caroteno, 9-cis- ?-caroteno, ß-caroteno, ?-zeacaroteno e ß-caroteno) e apenas uma xantofila (zeaxantina). O ß e ß-caroteno foram os. pigmentos majoritários, com 80,1 e 359,8 ?g/g, respectivamente (16 e 70% dos carotenóides totais). Devido à grande quantidade, especialmente de ß-caroteno, o valor médio de vitamina A encontrado foi de 6489 RE/100g, o que torna o buriti uma das maiores fontes de pró-vitamina A. O pequi é comumente citado como uma fonte rica em pró-vitamina A entretanto a espécie Caryocar villosium acusou um valor médio relativamente baixo, 65 RE/100g. Isto porque o principal pigmento, a zeaxantina (56% do total de carotenóides) é inativa e a ?-criptoxantina(31% do total de Carotenóides), possui apenas 50% de atividade. Os outros pigmentos identificados, em pequenas quantidades, foram o a?-caroteno, 13-cis-ß B-caroteno, ß-caroteno, ß-caroteno e neo-ß criptoxantina. Em nêspera foram encontrados: 13-cis-ß -caroteno, ß-caroteno, ß-caroteno, neurosporeno,ß-criptoxantina, 5,6-monoepoxi-ß -criptoxantina, violaxantina, auroxantina e neoxantina. ß-Caroteno e ß-criptoxantina foram os principais pigmentos representando 45% e 27%, respectivamente, de um total de carotenóides de 17,7 ~g/g e os que mais contribuiram para o valor de vitamina A de 179 REf100g. Os carotenóides identificados no pêssego cultivar Diamante foram: 13-cis-S-caroteno, S-caroteno, 9-cis-S-caroteno, ~-caroteno, neo-S-criptoxantina, S-criptoxantina, violaxantina, auroxantina e luteoxantina. Os primeiros sete carotenóides foram também encontrados na variedade chilena, além de luteína e zeaxantina. A B-criptoxantina foi o pigmento majoritário nos dois casos, representando 75% no pêssego Diamante e 43% na variedade chilena. O valor médio de vitamina A encontrado foi de 55 RE/100g e 73 RE/100g para o cultivar Diamante e para a variedade chilena, respectivamente. Os frutos da nectarina apresentaram a seguinte composição: 13-cis- ß-caroteno, ? -caroteno, 9-cis- ß -caroteno, ß-caroteno, neo- ß-criptoxantina, ß -criptoxantina, luteína, zeaxantina, violaxantina, mutatoxantina e auroxantina. O pigmento predominante foi a ß-criptoxantina, representando 41% do conteúdo total de carotenóides (9,6 ~g/g). Devido a pequena quantidade de pigmentos, o valor de vitamina A encontrado foi de apenas 54 RE/l00g.

Abstract: Many analytical methods have been developed with the purpose of establishing a simple, rapid and economic procedure for determining the provi tamins A in foods. In the present study, three methods were assessed: those of COST91, IVACG and RODRIGUEZ-AMAYA et alii simplied. Kale, carrot,...

Abstract: Many analytical methods have been developed with the purpose of establishing a simple, rapid and economic procedure for determining the provi tamins A in foods. In the present study, three methods were assessed: those of COST91, IVACG and RODRIGUEZ-AMAYA et alii simplied. Kale, carrot, papaya and tomato were chosen as food samples because of their distinct characteristics in terms of the provitamin A composition. Incomplete extraction and drastic saponification were the principal deficiencies of the COST91 method. In addition, ? - and ?-carotene eluted together and ?- cryptoxanthin and ? -carotene were not considered. For the IVACG method, the extraction was insufficient only for kalei it was more versatile than that of COST91, since the different provitamins were separated. Of the different saponification procedures, cold saponification was confirmed to be the best technique. The RODRIGUEZ-AMAYA et alii simplified method proved to be the method of choice, principally for its simplicity and accuracy. Irrespective of the cromatographic proçess utilized, the absorption coefficients are used for the calculation of the concentrations carotenoids. Thus, coefficients hitherto unestablished, or are discrepant in current literature, were determined since the cis-isomers have lower biological potency than the corresponding trans-carotenoids, concern has been raised over the necessity of separating the isomers of provitamins A so as to determine the vitamin A value of foods more accurately. In this paper 12 frui ts, some of different cultivars, 11 fresh vegetables and 7 cooked vegetables, totalling 198 samples, were analyzed in duplicate, to get an idea of the natural ocurrence of cis~isomers of provitamins A. The presence of isomers was confirmed by open column chromatography and HPLC. The different fruits can be divided into two main groups: (1) those having ? -carotene as the principal provitamin, and. (2) those with ? -cryptoxanthin as the major provitamin. cis-isomers of provitamins A were not found in "cajá", papaya cultivars Solo and Tailândia, passionfruit, "pitanga". and West Indian cherry. Traces of 13-cis- ? -carotene were observed in some samples of loquat and mango cultivars Tommy Atkins and Haden. 13-cis- and 9cis- ? -carotene were found at low levels in mamey, "buriti", nectarine, peach cultivar Diamante and Chilean peach and "pequi". Nectarine, peach and "pequi" had neo- ? -cryptoxanthin, probably 13-cis. utilizing the currentlyemployed calculation procedure, the vitamin A values of the fruits were calculated, with and without isomer separation. Overestimations of only 3-10% of the retinol equi valents occurred when the isomers were not individually quantified, indicating that isomer separation is not necessary in the provitamin A determination of fresh fruits. On the other hand, the fresh vegetables, except tomato and carrot, had cis-isomers. Overestimations of 10-22% were obtained when individual quantif ication of isomers was not accomplished. All cooked vegetables analyzed, including. carrot, had isomers of provitamins A, the overestimation being 5-20% when the isomers were not separated. Thus, isomer separation appears to' be necessary for most vegetables, fresh or cooked. Considering the other physiological functions, the complete carotenoid composition of some Brazilian fruits was determined. Mamey (Mammea americana L.) showed quantitative variation greater than normally found in fruits. Violaxanthin, ? carotene and ? -apo-8'-carotenol alternated as principal pigmento Moreover, for two reasons, the composition was atypical: the presence of B-apo-I0 I -carotenal, especially at high levels, and of a new carotenoid,?- apo-8' -carotenol,alsopresent in appreciable amounts. Mass spectro.metry unequi vocally proved the structure. The vitamin A value (483 RE/100g) was high because of substantial amounts of ? -carotene and ? -apo-10 I -carotenal, the pigments with the highest vitamin A activity (100%). with its structure, the B-apo-8' -carotenol was considered a vitamin A precursor with activity similar to ? -apo-8'-carotenal (72%). In "buriti" (Mauritia vinifera Mart.) eight carotenes (13-cis- ? -carotene, ? -carotene, 13-cis- ? -carotene, ? -carotene, 9-cis- ? -carotene, ? -carotene, ?-zeacarotene and ? -carotene) and only one xantophyll (zeaxanthin) were identified. (1- and B-carotene were the principal pigments, with 80.1 and 359.8 pg/g, respectivetly (16" and 70% of total carotenoid content). The vitamin A value, 6489 RE/100g, was high because of the high amounts of B-carotene, making "buriti" one of the richest sources of provitamin A. "Pequi" is usually cited as a rich source of provitamin A. The Caryocar villosium species, however, presented a low vitamin A value, 65 RE/100g. This is because the major pigment zeaxanthin (56% of the total carotenoid content) is inactive, and ? -cryptoxanthin (31% of the total carotenoid) has only 50% activity. The other pigments identified, in small amounts, were: ? -carotene, 13 -cis- ? -carotene, carotene and neocryptoxanthin. 13 -cis- ? -carotene, ? -carotene, ? -carotene, -carotene,
neurosporene, ? -cryptoxanthin, 5, 6-mono-epoxy- ? -cryptoxanthin, violaxanthin, auroxanthin and neoxanthin were found in loquat. ? -carotene and ? -cryptoxanthin were the principal pigments, representing 45% and 27%, respectively, of a total carotenoid content of 17.7 pg/g. Both were the major contributors to the vitamin A value of 179 RE/100g. The carotenoids encountered in peach cultivar Diamante were: 13-cis- ? -carotene, ? -carotene, 9-cis- ? -carotene, ? -carotene, neocrypto~anthin, ? -cryptoxanthin, violaxanthin, auroxanthin and luteoxanthin. The first seven carotenoids were also found in the Chilean variety, besides lutein and zeaxanthin. In both varieties, B-cryptoxanthin was the principal pigment, being responsible for 75% ofthe total carotenoid in Diamante and 43% in the Chilean peach. The mean vitamin A value was 55 RE/100g and 73 RE/100g for the Diamante and Chilean fruit, respectively. 13 -cis- ? -carotene, ? -carotene, 9 -cis- ? -carotene, ? -carotene, neocryptoxanthin, ? -cryptoxanthin, lutein, zeaxanthin, violaxanthin, mutatoxanthin and auroxanthin were identified in nectarine. ? -cryptoxanthin was the major pigment, accounting for 41% of the total carotenoid content (9.6 }lg/g). Considering the low pigment leveI, the vitamin A value was low, 54 RE/100g.