Orientador: Valdomiro Carlos Sgarbieri

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

Resumo: Neste trabalho foram estudados parâmetros físicos e químicos, fatores antinutricionais, fracionamento das proteínas, enriquecimento com metionina, efeito do tratamento térmico e das condições de estocagem nas características culinárias e nutricionais das proteínas do feijão Rosinha G2...

Resumo: Neste trabalho foram estudados parâmetros físicos e químicos, fatores antinutricionais, fracionamento das proteínas, enriquecimento com metionina, efeito do tratamento térmico e das condições de estocagem nas características culinárias e nutricionais das proteínas do feijão Rosinha G2 (Phaseolus vulgaris, L), cultivado no Instituto Agronômico de Campinas. A partir do feijão integral, que continha 26% de proteínas, foram preparadas seis frações: isolado protéico total, albuminas, globulinas, sólidos solúveis em água, insolúveis e material dialisável, contendo 82, 70, 90, 50, 15 e 20% de proteínas, respectivamente. A composição em aminoácidos, exceto do material do dialisável, foi semelhante, apresentando teor baixo de metionina (média de 0 84g/16g N} e alto de lisina (média de 7,9g/16gN). O tratamento térmico reduziu a lisina disponível em todas as amostras, apresentando um decréscimo mais acentuado na farinha integral que, após uma. hora a 121°C, passou de 6,0 a 3,5g/16gN. Os fatores antinutricionais- os inibidores de tripsina e de quimotripsina e a hemaglutinina. - foram detectados em todas as frações, com a albumina apresentando a maior atividade, ou seja, 376 e 115 unidades de tripsina e quimotripsina respectiva¬mente, inibidas por miligrama de proteína e hemaglutinação com 0,12µg de proteínas por mililitro. A resistência térmica desse fatores foi pequena - menos de 10 minuto em água fervente para o feijão inteiro. Entretanto, no extrato aquoso, exceto para a hemaglutinina, que deu reação negativa após 5 minutos, houve uma ati¬vação que permaneceu acima de 100% por mais de 2 horas de fervura e, mesmo após uma hora de autoclavagem a l2loC, não houve inativação completa. A digestibilidade in vitro das frações cruas foi baixa, cerca de 45%, porém quando o feijão foi autoclavado a 121°C por 15 minutos, elevou-se a 79% para a fração globulina, 63% para a albumina e 66% para o isolado total. A digestibilidade no feijão integral foi de 61%. Para as frações isoladas e para o feijão integral a digestibi1idade in vivo apresentou-se superior à in vitro. Todas as amostras quando cruas, mesmo com adição de metionina ou extração com etanol a 70%, foram tóxicas, provocando 100% de letalidade nos ratos entre 3 e 23 dias. Entretanto, quando o feijão foi macerado por 12 horas e aquecido em água fervente por 2 1/2, 5, 10, 15 e 30 minutos apresentou valores de PER 0,9, 1,0, 1,2, 1,0 e 0,7, respectivamente. Feijão integral, albuminas, globulinas e isolado total, autoc1avados por 71/2 minutos a 121°C, apresentaram valores de PER 0,60, 0,72, 0,59 e 0,68, respectivamente. Essas mesmas amostras, quando adicionadas de 3% de metionina em base protéica, tiveram seus valores de PER elevados para 2,5, 4,0, 4,3 e 4,4., respectivamente. Feijão estocado nas condições ambientais do laboratório por 18 meses resultou em decréscimo do PER de 1,3 para valor negativo, elevando-se a 2,5 com a adição de metionina. O efeito das condições de estocagem sobre parâmetros físico-químicos, culinários e nutricionais do feijão mostrou que quanto maiores o tempo, a temperatura e a umidade relativa, maiores foram os prejuízos. O feijão foi estocado por 6 meses em três condições: l2°C e 52% de umidade relativa (UR); ambiente (2-25°C) e 65-70% de UR e estufa a 370C e 76% de UR, tendo este último apresentado a depreciação mais acentuada de suas características originais. Nessas condições o PER caiu de 1,0 para 0,1; a disponibilidade biológica da metionina de 46 para 28% e da cisteína de 52 para 30%; o tempo de cocção elevou-se de 60 para 240 minutos e a textura de 238 para-mais de 500kg-força, pelo processo de extrusão no Instron. O estudo da incorporação de metionina no feijão em grãos pelo processo de maceração, mostrou que a melhor foi aquela em que ele permaneceu por uma hora a 50°C em condição solução a 5% de metionina, elevando o conteúdo desta de 1,5 para 24g/l6gN. O feijão tratado nessas condições e misturado com feijão testemunha, na proporção de 1:7, tinha valor para metionina de 3g/l6g N. A análise sensorial dessa mistura não apresentou diferença estatística para preferência de odor e gosto em relação ao testemunha (p=0,05). A avaliação nutricional dessa mistura mostrou que o PER do feijão testemunha elevou-se de 0,9 para 2,4 e 1,3, quando o mesmo foi cozido com e sem água de maceração, respectivamente. A absorção biológica da metionina incorporada ao feijão por maceração foi de 100%, enquanto que a da metionina contida originalmente no mesmo foi de apenas 55,8%.

Abstract: Percent composition, toxicity, effect of heat-treatment on the inactivation of toxic components and on the improvement of nutritional value of the raw bean (Phaseolus vulgaris, L.), variety Rosinha G2 was studied. The above investigation was extended also to different fractions obtained...

Abstract: Percent composition, toxicity, effect of heat-treatment on the inactivation of toxic components and on the improvement of nutritional value of the raw bean (Phaseolus vulgaris, L.), variety Rosinha G2 was studied. The above investigation was extended also to different fractions obtained from the integral flour, i.e., total protein isolate, albumin, globulin, total water soluble solids, water insoluble solids and the total dialyzable solids. Influence of the storage conditions and addition of free methionine on the biological value of the bean proteins, as well as on the organoleptic and cooking properties of the bean kernels was also studied. The integral flour contained 26% protein (dry basis) and the above mentioned fractions 82, 70, 90, 50, 15 and 20%, respectively. The a¬mino acid composition was similar in all materials being, characterized by a low content of sulfur-containing amino acids 0.84g/16g N of methionine, and 0.54g/16g N of cyteine and a high content of lysine (7.9g/16g N). Heat-treatment reduced available lysine from 6.0 to 3.5g/16g N. The activity of the antinutritional factors (trypsin, chymotrypsin inhibitors and phytohemagglutinin) was highest in the a1bumin fraction, where 376 units of trypsin and 115 units of chymotrypsin were inhibited per mi1igram of protein. Hemagg1utination occurred with 0.12µg protein per milliliter. Heat resistance of hemagglutinins was low (5-l0min at 97°C). The trypsin and chymotrypsin inhibitors were easily inactivated in the whole bean (10min at 97°C) whereas in aqueous solu¬tion the heat resistance was very high; one hour at l2l°C not being sufficient' for their complete inactivation. The digest¬ibility of the bean protein increased significantly with heat treatment particularly for the isolated protein fractions reaching values as high as 80%. In the integral flour the di¬gestibility remained low (61%) even after heat-treatment. Short heat-treatment (5-l0min, l2l°C) improved the protein nutritive value, whereas treatment beyond 10min in an autoclave was detrimental to the nutritive value, even though these treat¬ments were not sufficient to completely eliminate the activity of the known antinutritional factors. Unheated material killed all the experimental rats in a period ranging from three to twenty three days. Storage of the beans under different condition ad¬versely affected the biological value of the proteins. The e¬ffect was greater as the storage temperature and humidity in¬creased. The conditions used were: l2°C and 52% R.H., 22-25/C and 65-70% R.H. and 37°C at 76% R.H. during six months. At 37°C and 76% R.H., the PER value dropped from 1.0 to 0.1 while the available methionine decreased from 46 to 28% and available cysteyne from 52 to 30%. For the same sample the cooking time increased from 60 to 240min and the texture, extrusion in the Instron, from 238 to over 500kg-force. Percentage of hard shell kernels increased only for the sample stored at environmental conditions of the laboratory (22-25°C and 65-70% H.R.). Incorporation of methionine (3% of the protein) raised PER of the bean to the level of 2.5 even in beans that previously stored for six months. Addition of methionine the were to the isolated protein fractions had still a much greater effect raising the PER values from 0.72, 0.59 and 0.68 to 4.0, 4,3, and 4.4 for the albumin, globulin and total protein isolate , respectively. A set of conditions was established to introduce methionine to the whole bean by infusion. The best approach was to soak the bean in a5% methionine solution (1:2 ratio) at 50°C for 1 hour. By this procedure the methionine content of the bean was increased from 1.5 to 24g methionine per l00g bean protein. The infused beans when mixed with the non-infused ones at a 1:7 ratio gave a product with approximately 3g methionine per 100g bean protein with a PER of 2.4.