INFLUÊNCIA DO MELHORAMENTO GENÉTICO CONVENCIONAL
SOBRE A ATIVIDADE ANTIOXIDANTE DE EXTRATOS
ETANÓLICOS DE COMPOSTOS FENÓLICOS DO FEIJÃO CAUPI
(VIGNA UNGUICULATA (L.) WALP)
Daisyvângela E. da S. Lima1
Nonete Barbosa Guerra2
Enayde de Almeida Melo3
Clodoaldo José da Anunciação Filho4
RESUMO
Considerando que o consumo de vegetais encontra-se associado à redução do risco de algumas doenças degenerativas e
que o produto resultante do melhoramento genético (Esperança) pode apresentar características superiores aos grãos
convencionais (IPA-2006 e Riso do Ano), especialmente no que se refere à atividade antioxidante dos compostos.
Fenólicos. Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de avaliar a influência do melhoramento genético sobre a atividade
antioxidante dos compostos fenólicos presentes no feijão caupi, assim como estabelecer comparações entre as cultivares
utilizadas no melhoramento genético e produto resultante. A atividade antioxidante das cultivares de feijão foi realizada
por duas metodologias distintas: Oxidação acoplada do β-caroteno e ácido linoléico e capacidade de seqüestrar o radical
1,1-difenil-2-picrilhidrazina (DPPH). Comparando os resultados obtidos com o DPPH e β-caroteno e ácido linoléico
utilizados para a determinação da atividade antioxidante dos feijões, constatou-se diferenças. Pode-se concluir que,
independente do conteúdo de fenólicos totais a atividade antioxidante das amostras foi semelhante nas três cultivares
estudadas.
PALAVRAS-CHAVE: Compostos fenólicos. Cultivares. Leguminosa.
1 INTRODUÇÃO
O caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp), é uma dicotiledônea, pertencente à ordem Rosales, família
1
Leguminosae, subfamília Papilionoideae, tribo Phaseoleae, subtribo Phaseolinae e gênero Vigna
contendo cerca de 160 espécies (ARAÚJO e WATT, 1988). Esta leguminosa recebe denominações
variadas de acordo com a região: feijão de corda, feijão macassar, feijão pardo, feijão de vara, feijão
de vaca. Constitui uma importante fonte protéica na dieta de uma considerável parcela da população
brasileira, especialmente dos nordestinos, onde o consumo de proteína animal é limitado devido a
razões econômicas (FURTUNATO, MAGALHÃES e MARIA, 2000).
1.
Técnica e Graduada em Economista Doméstico, Mestra em Nutrição/UFPE e Professora Assistente do Departamento de
Ciências Domésticas/UFRPE. Avenida Dom Manoel de Medeiros s/n, Dois Irmãos, Recife, PE.
[email protected]
2.
Graduada em Nutrição, Doutora em Ciências dos Alimentos/USP e Professora Colaboradora da Pós- Graduação em
Ciência e Tecnologia de Alimentos do DCD/UFRPE.
3.
Graduada em Nutrição, Doutora em Nutrição e Professora Associada do Departamento de Ciências
Domésticas/UFRPE.
4.
Graduado em Engenharia Agronômica, Professor do Departamento de Agronomia/UFRPE.
1
Tradicionalmente é consumido seco ou verde integrando sob esta última forma um prato regional,
nacionalmente apreciado e difundido: carne de sol com feijão verde, estádio no qual os grãos
encontram-se imaturos, com coloração verde e sabor levemente adocicado.
A combinação das características supracitadas, a rápida perecibilidade e distinta coloração do grão,
em função do estádio de maturação motivaram a implantação de pesquisas no Departamento de
Agronomia da UFRPE, tendo em vistas a obter um melhoramento genético que conferisse ao grão
maduro seco uma cor verde e maior resistência a pragas e doenças. A metodologia empregada
baseou-se na transferência de gens das cultivares bettergreem e freezergreem responsáveis pela cor
verde do cotilédone e de tegumentos. A nova linhagem resultante, além de apresentar aspecto mais
atrativo para os consumidores/as demonstrou ter uma maior produtividade.
Pesquisas têm claramente demonstrado que uma dieta rica em grãos encontra-se associada a
benéficos efeitos a saúde incluindo redução de incidência de doenças cardíacas, certos tipos de câncer
e diabete do tipo 2.
Resta, no entanto, obter respostas quanto a possível influência deste melhoramento sobre a
atividade antioxidante dos compostos fenólicos presentes no feijão caupi que foram objeto desta
pesquisa. Assim como estabelecer comparações entre as cultivares utilizadas no melhoramento
genético e produto resultante.
2 REVISÃO DE LITERATURA
Dentre os diferentes produtos agrícolas encontrados nas regiões tropicais, o feijão caupi (Vigna
unguiculata L. Walp.), se destaca pelo alto valor nutritivo, além do baixo custo de produção. É
amplamente cultivado pelos pequenos produtores/as, constituindo um dos principais componentes da
dieta alimentar, especialmente na zona rural (FROTA, SOARES e ARÊAS 2008).
O consumo de vegetais tem sido associado a uma dieta saudável. Além do seu potencial nutritivo,
estes alimentos contêm diferentes fitoquímicos bioativos, como carotenóides e os compostos fenólicos
muitos dos quais desempenham funções biológicas, com destaque para aqueles com ação antioxidante
(VELIOGLU, et. al. 1998).
Estudos têm demonstrado que a presença de compostos fenólicos tem contribuído para a total
capacidade antioxidante dos vegetais (MARTINEZ-VALVERDE, PERIAGO e ROS, 2000).
Compostos fenólicos são fotoquímicos que apresentam em sua estrutura um anel aromático com
uma ou mais hidroxilas e geralmente apresentam propriedades antioxidantes (BOBBIO e BOBBIO,
2001; MÉLO, 2002). Dentre eles destacam-se os flavonóides (antocianians, flavónois, flavanóis,
flavononas, isoflavonas), os ácidos fenólicos (derivados do ácido hidroxicinâmico destacando-se os
2
ácidos caféico, ferrúlico, sináptico, p-cumárico; e derivados do ácido hidroxibenzóico, destacando-se
os ácidos vanílico, siríngico, gentísico, salicílico, eglágico, gálico), o tocoferol como os mais comuns
antioxidantes fenólicos de fonte natural (SHAHIDI e WANASUNDARA, 1992; BOBBIO e BOBBIO,
2001; MÉLO, 2002).
Dentro do grupo dos polifenóis podem ser citados os taninos, glicosídios amplamente distribuídos
em vegetais (VILLAVICENCIO, 2000). São substâncias não cristalinas, de cores que podem variar de
branco ao marrom claro, e que formam com água soluções coloidais. Os taninos encontrados em maior
quantidade e de maior importância em alimentos são os denominados de taninos condensados. A
estrutura química básica dos taninos condensados é relacionada à estrutura da catequina (LAJOLO et.
al., 1996; BOBBIO e BOBBIO, 2001).
Em leguminosas, os taninos são os polifenóis de maior importância, pois além de possíveis efeitos
sobre a disponibilidade de minerais, a sua importância nutricional parece estar mais associada à sua
influência sobre a digestibilidade das proteínas. Os taninos do feijão possuem a capacidade de formar
complexos com a faseolina in vitro, basicamente por meio de interações hidrofóbicas, produzindo uma
diminuição significativa na digestibilidade dessa proteína, tanto na forma nativa como na desnaturada,
mesmo em concentrações elevadas de proteases (LAJOLO et. al., 1996).
O conteúdo de polifenóis em leguminosas varia de acordo com a coloração da casca onde se
encontram. Em feijões marrons, pretos, vermelhos e brancos, o teor médio foi de 7,8; 6,6; 12,6 e 2,3
mg/g de equivalentes de catequina, respectivamente (BRESSANI, 1993)
2. METODOLOGIA
2.1. Material
Os feijões das cultivares IPA (feijão mulato), Esperança (feijão verde geneticamente modificado),
Riso do Ano (feijão branco) em um mesmo estádio de maturação foram cedidos pelo Departamento
de Agronomia –UFRPE, imediatamente transportado ao Laboratório de Experimentação e Análises
de alimentos (LEAAL) do Departamento de Nutrição da UFPE.
2.2. Métodos
2.2.1. Preparo das amostras
3
Foram trituradas, tamisadas de 80 mesh, e a farinha uniforme resultante armazenada, para a
realização dos ensaios analíticos.
2.2.2. Determinação da Atividade Antioxidante dos compostos fenólicos
O extrato etanólico foi obtido por processo de extração seqüencial. Os feijões caupi (mulato, verde
geneticamente modificado e branco) desidratados (15g) foram mantidos por 60 minutos, sob agitação,
em álcool etílico a 80%, a temperatura ambiente (25°C) e em seguida filtrado. Foi procedida a
remoção parcial do solvente utilizado para a obtenção do extrato etanólico, sob pressão reduzida a
55°C. Os extratos foram centrifugados a 4000 rpm por 15 minutos para a separação dos resíduos
sólidos restantes. O sobrenadante foi aferido com a solução extratora (etanol 80%) para um volume
de 50 ml e colocados em tubos âmbar, fechados e mantidos sob congelamento (–18°C), até o
momento das análises.
2.2.3. Atividade Antioxidante
A atividade antioxidante foi realizada por duas metodologias distintas conforme a seguir.
a) Oxidação acoplada do β-caroteno e ácido linoléico, segundo metodologia descrita por Marco
(1968), modificada por Hammerschmidt e Pratt (1978), como segue: A solução de β-caroteno (4 ml),
preparada pela dissolução de 10 mg de β-caroteno em 25 ml de clorofórmio, foi colocada em um
balão de fundo redondo, contendo 80mg de ácido linoléico e 800mg do emulsificante Tween 20.
Após a remoção do clorofórmio, em evaporador rotatório a 50°C, 200 ml de água destilada foram
adicionados sob agitação vigorosa. Alíquotas (5 ml) desta emulsão foram transferidas para uma série
de tubos de ensaios contendo 0,2 ml do extrato dos feijões mulato, verde modificado e branco, com
concentração de fenólicos totais de 98, 21, 30,71 e 21,62mg, respectivamente. Em seguida os tubos
foram colocados em banho-maria a 50°C e, após 105 minutos, a absorbância foi lida a 470nm. A
atividade antioxidante, expressa como percentual de inibição da oxidação, foi calculada em relação a
100% da oxidação do controle (sem antioxidante).
b) Capacidade de seqüestrar o radical 1,1-difenil-2-picrilhidrazina (DPPH), segundo método
descrito por Brand-Williams et. al. (1995), modificado por Miliauskas et. al. (2004). Alíquotas
(0,2ml) dos extratos etanólicos dos feijões mulato, verde modificado e branco, com concentrações de
4
fenólicos totais de 98, 21, 30,71 e 21,62mg, respectivamente foram colocadas em diferentes tubos de
ensaio. Em seqüência, 3,9 ml da solução de DPPH em metanol (6 ´ 10
–5
M) foram adicionados e,
após agitação, os tubos foram deixados em repouso ao abrigo da luz. Ao final de 15, 30, 45 e 60
minutos a absorbância foi medida a 517 nm e a atividade antioxidante expressa como percentual de
inibição, calculada em relação a 100% da oxidação controle (sem antioxidante).
Como termo de comparação foi utilizado a atividade antioxidante do BHT (100mg/ml)
determinada nas mesmas condições dos dois ensaios acima descritos.
3 ANÁLISE ESTATÍSTICA
Todas as determinações foram efetuadas em triplicata. Os dados obtidos foram submetidos à
análise de variância e Teste de Tukey ao nível de significância de 5%, utilizando o programa
estatístico "STATISTICA for Windows".
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Ao utilizar a metodologia, oxidação acoplada do β-caroteno e ácido linoléico para avaliar a
capacidade antioxidante das cultivares IPA-206, Riso do Ano e Esperança foi obtido os seguintes
percentuais de inibição 66,80; 64,29 e 61,07% respectivamente (gráfico 1).
% de Inibiçaõ da oxidação
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
IPA-206
Esperança
Riso do Ano
BHT
Gráfico 1. Atividade antioxidante de extratos etanólicos de feijões mulato, verde
geneticamente modificado e branco, contendo 98, 21, 30,71 e 21,62mg de
fenólicos totais/ 0,2 ml, respectivamente, determinada pelo método de oxidação
acoplada do β-caroteno e ácido linoléico
5
Constatou-se mais uma vez a inexistência de diferenças significativas entre a atividade
antioxidante das amostras e que todas foram inferiores a do BHT.
Cardador-Martínez, Loarca-Pina. e Oomah (2002), utilizando esta mesma metodologia para
avaliar a capacidade antioxidante de extratos metanólicos de feijões sem casca encontraram reduzido
percentual, 15,3, 7,2 3,2 e 1,2% de inibição, enquanto que os resultados os extratos metanólicos das
cascas destes feijões alcançaram 44,1, 31,6, 31,9 e 16,6% de inibição. Os teores de fenólicos
determinados para estas frações foram 12mg/g e de 55,30mg/g em equivalente de catequina para os
cotilédones decorticados e cascas respectivamente.
Evidencia-se, portanto, que a casca é a principal fonte de polifenóis responsáveis pela atividade
antioxidante dos feijões. As diferenças encontradas nas quantidades destes compostos encontram-se
relacionadas às técnicas de cultivo, às características genéticas da planta e a cor do tegumento.
Acredita-se, portanto que nos cultivares Riso do Ano e Esperança existam outros fenólicos em maior
concentração, pois se sabe que em vegetais são encontrados vários tipos de compostos fenólicos, a
exemplo de flavonóides, ácidos fenólicos, taninos entre outros.
Comparando os resultados obtidos com o DPPH e β-caroteno e ácido linoléico utilizados para a
determinação da atividade antioxidante dos feijões, constatou-se diferenças. Embora o sistema DPPH
tenha apresentado valores mais elevados Giada e Mancini-Filho (2004) ressalta limitações deste
ensaio decorrentes do fato do radical DPPH interagir com outros radicais (aquil) e da curva
resposta/tempo para atingir o estado constante que não é linear com diferença proporção
antioxidante. Por outro lado Koleva et. al. (2004), referem que o exato mecanismo do antioxidante no
sistema β-caroteno e ácido linoléico é de difícil explicação, especialmente matrizes complexas,
como os extratos de vegetais.
Aos compostos fenólicos é atribuída uma considerável ação antioxidante por serem excelente
doadores de hidrogênio, originando um radical estável (fenoxil). Esta função é dependente da
estrutura molecular e, mais especificamente da posição e do grupo grau de hidroxilação do anel
aromático que de acordo com Shahidi; Janitha; Wanasundara (1992) e Ou et. al. (2002), têm
influência direta sobre a atividade antioxidante destes compostos.
Considerando a importância desta propriedade na redução do radical livre foi medida a capacidade
dos extratos etanólicos dos feijões caupi em seqüestrar o radical DPPH, expressa em percentual de
inibição cujos resultados encontram-se no gráfico 1. Com base nestes dados evidencia-se que a ação
do (s) composto (s) dos extratos não foi diferenciada, não obstante os diferentes teores de fenólicos
totais determinados para as amostras. Aos 15 minutos todas as amostras apresentaram um percentual
de inibição da oxidação, superior a 70%. Observa-se que estes feijões diferem estatisticamente do
6
antioxidante sintético BHT o qual apresentou 89,00% de inibição. Entre 30 e 45 minutos ocorreu uma
elevação para 78,98 a 83,21% de inibição sendo o máximo alcançado aos 60 minutos quando a ação
seqüestrante foi comparável a do BHT diferindo, portanto do registrado nos tempos anteriores nos
quais este antioxidante apresentava significativa diferença em relação aos demais.
Capacidade de sequestrar radical
DPPH (%)
100
90
80
70
60
IPA-206
50
Esperança
40
Riso do Ano
30
BHT
20
10
0
15min
30min
45min
60min
tempo da reação (min)
Gráfico 2. Atividade antioxidante de extratos etanólicos de feijões mulato, verde
geneticamente modificado e branco, contendo 98, 21, 30,71 e 21,62mg de fenólicos totais/
0,2 ml, respectivamente, determinada pelo método de DPPH.
Este método também foi utilizado por Cardador-Martínez, Loarca-Pina e Oomah (2002), que
evidenciaram uma maior ação antioxidante nos extratos metanólicos das cascas dos feijões (>60% de
inibição).
Embora vários autores tenham demonstrado de forma conclusiva que existe uma forte relação
positiva entre o teor de fenólicos totais e a atividade antioxidante de feijões os resultados obtidos
nesta pesquisa ratificam os de Heinonen, Lehtonen e Hopla (1998) os quais afirmam que a atividade
de um extrato não pode ser explicada apenas com base em seu teor de fenólicos totais, requer
também a caracterização da estrutura dos compostos ativos.
5 CONCLUSÃO
Os resultados obtidos nas condições na qual este trabalho foi desenvolvido permitem concluir que,
independente do conteúdo de fenólicos totais a atividade antioxidante das amostras foi semelhante
nas três cultivares estudadas.
7
REFERÊNCIAS
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9