Orientador: Valdemiro C. Sgarbieri

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: O feijão é uma boa fonte de proteínas vegetais, porém, qualitativamente as proteínas do feijão são inferiores às de muitas outras proteínas por conterem: inibidores de enzimas proteoliticas, lectinas, quantidades limitantes de aminoácidos sulfurados, baixa disponibilidade biológica de...

Resumo: O feijão é uma boa fonte de proteínas vegetais, porém, qualitativamente as proteínas do feijão são inferiores às de muitas outras proteínas por conterem: inibidores de enzimas proteoliticas, lectinas, quantidades limitantes de aminoácidos sulfurados, baixa disponibilidade biológica de aminoácidos e baixa digestibilidade. A importância das substâncias de ação anti nutricional presente no feijão ainda não foi esclarecida por causa da ação simultânea dos vários fatores, alguns dos quais não identificados. Neste trabalho o feijão Carioca 80, após remoção do Casca) tegumento foi fracionado por extrações sucessivas com água e solução salina, com o objetivo de se estudar a distribuição e, tanto quanto possível, a natureza dos componentes antinutricionais dos grãos através da interferência das várias frações no quociente de eficiência da dieta (QED) e na utilização da proteína por ratos da linhagem Wistar, em crescimento. Foram feitas determinações da composição centesimal do feijão integral, aminoácidos totais e livres, taninos, atividade hemaglutinante, atividade do inibidor de tripsina e digestibilidade da proteína in vitro para cada uma das frações. A interferência das frações isoladas, na digestão e na utilização biológica das proteínas da dieta pelo rato, foi determinada usando-se dietas de caseína em combinação com cada uma das frações em diferentes proporções. Em um 1º ensaio contendo 3% das frações isoladas e 20% de proteína caseica, o efeito das frações sobre a utilização protéica e o QED foi mascarado pelo elevado teor de caseína. Mesmo assim, a dieta que continha uma das frações globulínicas foi a menos consumida e a digestibilidade aparente C Da) foi menor na fração com albuminas. As dietas com as frações casca e o resíduo final insolúvel apresentaram as menores diferenças com relação à dieta padrão. Em ensaios posteriores o nível de proteína foi reduzido para 10% e as frações de feijão elevadas para 5 e 8% (p/p). Ao nível de 5% as frações casca e o residuo final solúvel não afetaram significativamente na causaram um decréscimo significativo no QED e na absorção e utilização protéica; uma das frações globulina apresentou os menores índices a despeito do fato da fração albumina ter apresentado a maior concentração de fatores anti-nutricionais A fração casca continha 2,93% de taninos e quando adicionada à dieta com 10% de proteína, na proporção de 8% produziu uma diminuição no ganho de peso e no QED de 40,3 e 44,2%, respectiva- mente. Mesmo quando autoclavada o ganho de peso foi 38,7% e o QED 42,3%, inferior ao da caseína. A fração que continha sólidos solúveis da água de maceração e da água de diálise era relativamente alta em fenólicos e atividade hemaglutinante. A presença na dieta de 8% desta fração reduziu a ingestão em 42%, e o ganho de peso em 78,2%. O QED a Da o valor biológico CN/BaD» e a utilização liquida da proteína (NPUa) diminuiram significativamente. A autoclavagem destas fraç3es diminuiu as diferenças com a dieta controle, porém não as eliminou. As frações proteicas, tanto albuminas quanto globulinas quando entraram na composição da dieta na proporção de 8% mesmo com a adição dos aminoácidos limitantes ao nível da caseína, interferiram pronunciadamente com a ingestão da dieta, crescimento dos ratos e com o QED. Os índices de utilização da proteína também foram insatisfatórios quando comparados aos da dieta com caseína. A autoclavagem destas frações eliminou o problema de consumo porem o ganho de peso e o QED continuaram baixos. A dieta com resíduo insolúvel não teve diferença significativa com o controle enquanto a consumo de dieta e a índices medidos. Os dados obtidos neste trabalho, em confronto com os da literatura permitiram as seguintes conclusses: (A) que as maiores concentrações de substâncias antinutricionais localizam-se nas frações protéicas, albuminas e globulinas. (B) que o efeito anti-nutritivo das várias frações estudadas é devido à presença de compostos ter mol abei s e também termoestáveis que interferem com a ingestão de alimentos e com a utilização eficiente da proteína e da dieta como um todo. (C) O tratamento térmico não elimina o efeito antinutricional das frações de feijão por não eliminar os fatores antinutricionais termoestáveis e por causar interações que diminuem a biodisponibilidade de aminoácidos e de outros nutrientes essenciais

Abstract: Nutritive value of beans is limited by various factors, such as: natural occurrence of lectins, inhibitors of digestive enzymes, tannins, phytic acid, saponins, flatulence producing oligossacharides, low sulfur-containing amino acids, low bioavailability of essential amino acids, and low...

Abstract: Nutritive value of beans is limited by various factors, such as: natural occurrence of lectins, inhibitors of digestive enzymes, tannins, phytic acid, saponins, flatulence producing oligossacharides, low sulfur-containing amino acids, low bioavailability of essential amino acids, and low protein digestibility. Some of these factors are heat labile while other are heat stable. The chemical nature and the mode of action of these antinutritive compounds have not been thoroughly studied in beans. In this work, beans of the cultivar Carioca 80 were fractionated into tegument (FRO), soluble solids in the maceration and dialysis water CFR13, protein fractions globulins, albumins, globulins C FR2, FR3, FR53 and remaining insoluble solids after extraction of the cotyledons with water and then with sodium chloride solution (FR45). The proximate percent composition, the tannin content and the activity of trypsin-chymotrypsin and the lectin (hemagglutination) were determined in the whole beans and in all fractions. Tannin content was higher (2.93%) in FRO than in the whole bean (0.85%). FR1 was also higher (0.85%) in tannin and equaled the whole bean hemagglutination (128 x 102 HU/g sample); FR2 and FR5 were higher in hemagglutination but slightly lower in trypsin inhibitor than whole beans; FR3 (water soluble proteins) had trypsin inhibitory activity and hemagglutination much higher than whole beans; FR4 presented low antinutritiv6 factors. These fractions were introduced in rat diets at three different levels C 3,5 and 85-0. The 8% level was tested under two different conditions: unheated and supplemented with the two most limiting amino acids Cmethionine and tryptophane; heated and supplemented with the two limiting amino acids to the level of the casein diet controlFor the first biological assay diets were prepared with 20% casein and 3% of each fraction, on the top of the diet already prepared. Consumption and protein digestibility decreased for the diets containing the protein fractions. For subsequent assays dietary protein was lowered to 1 0% and the concentration of bean fraction raised either to 5% or &%. In all diets dietary protein was maintained at 10%, at expenses of casein. With B% addition of each fraction, all fractions (except FRO and FR4) decreased food intake, diet efficiency ratio and protein utilization. The most pronounced effect was measured in the diet containing FR5 followed by FR2 and FR3, in spite of the higher antitrypsin and hemagglutination activity in FR3. The undesirable effects were increased by addition of 8% of each fraction, even after supplementation of the fractions with methionine and tryptophan, to the level of the casein C control) diet. At this level all fractions (except FRO and FR4) interfered drastically with diet efficiency ratio and protein utilization. FR4 did not interfer significantly with food intake and protein utilization (Vba and NPUa) but decreased significantly diet efficiency ratio, and interfered slightly with protein digestibility and growth. FR4 decreased growth and diet efficiency ratio but did not interfere with protein digestibility and utilization. Data from this work permited the following conclusions: (a) larger concentrations of antinutritional factors are found in the protein fractions, albumins and globulins. (b) the antinutritive effect of the various fractions can be attributed to the presence of heat labile and heat stable substances which interfere with food intake, growth, and protein digestibility and utilization. (c) heat treatment did not eliminate completly the antinutritive effect of the bean fractions by virtue of the presence of heat resistant antinutritive factors and by causing interactions which decrease bioavailability of amino acids and other essential nutrients