COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE CULTIVARES BIOFORTIFICADAS DE FEIJÃO- CAUPI (Vigna unguiculata (L.) Walp.)

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1 Área: Biofortificação e Processamento COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE CULTIVARES BIOFORTIFICADAS DE FEIJÃO- CAUPI (Vigna unguiculata (L.) Walp.) Nara Vanessa dos Anjos Barros 1 ; Maiara Jaianne Bezerra Leal 1 ; Marcos Antônio da Mota Araújo 2 ; Regilda Saraiva dos Reis Moreira-Araújo 3 1 Nutricionistas, Mestrandas em Alimentos e Nutrição, Programa de Pós-Graduação em Alimentos e Nutrição, Universidade Federal do Piauí, Teresina, PI. 2 Estatístico, Fundação Municipal de Saúde, Teresina, PI. 3 Nutricionista, Doutora em Ciências dos Alimentos, Programa de Pós-Graduação em Alimentos e Nutrição, Universidade Federal do Piauí, Campus Universitário Ministro Petrônio Portella, Bairro Ininga, CEP: , Teresina - PI. regilda@ufpi.edu.br Resumo O feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) é considerado uma das principais culturas de subsistência da região Nordeste, sendo uma leguminosa de elevado valor nutritivo, fonte de proteínas, vitaminas, minerais e fibras, além de apresentar baixo teor de lipídeos. Com o desenvolvimento de cultivares melhoradas geneticamente da leguminosa, esta vem sendo objeto de vários estudos relacionados à sua composição química e nutricional. Dessa forma, realizou-se esta pesquisa com o objetivo de avaliar a composição química de cultivares bioforticadas de feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.). Foram analisadas três cultivares melhoradas geneticamente de feijão-caupi: BRS Xiquexique, BRS Tumucumaque e BRS Aracê. Foram determinadas a composição centesimal (umidade, cinzas, proteínas, lipídeos e carboidratos) e os compostos bioativos (fenólicos e flavonoides) no Laboratório de Bromatologia e Bioquímica de Alimentos, do Departamento de Nutrição da Universidade Federal do Piauí. Todas as análises foram realizadas em triplicata, e os resultados expressos como média + desvio-padrão. Os resultados obtidos da composição centesimal para as três cultivares de feijão-caupi analisadas foram similares a outros estudos com esta leguminosa, contendo alto teor de proteínas, cinzas e carboidratos, além de baixo teor lipídico. Os conteúdos de fenólicos totais observados (de 250 a 277 mg/100g de feijão) foram superiores aos obtidos em outras pesquisas com feijão comum. Concluiu-se que as cultivares de feijão-caupi analisadas apresentaram elevado valor nutritivo e substâncias bioativas, como os compostos fenólicos e flavonoides, com propriedades antioxidantes e preventivas. Palavras-chave: Vigna unguiculata, composição centesimal, compostos bioativos, melhoramento genético. Introdução O feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) é uma leguminosa bastante cultivada por pequenos e médios produtores das regiões Nordeste e Norte do Brasil. Esta leguminosa tem grande importância como fonte geradora de emprego e renda e constitui-se em um dos principais componentes da alimentação humana dessas regiões, estando entre as principais culturas de subsistência, em virtude principalmente do elevado teor protéico (FREIRE FILHO et al., 2005). 1

2 O feijão-caupi é uma excelente fonte de proteínas (23-25%, em média), possui todos os aminoácidos essenciais, carboidratos (62%, em média), vitaminas e minerais, além de possuir grande quantidade de fibras dietéticas, baixa quantidade de gordura (2%, em média) e não contém colesterol (ANDRADE JÚNIOR et al., 2002; FROTA; SOARES; ARÊAS, 2008). Além disso, o feijão contém uma grande diversidade de flavonoides, antocianinas, proantocianidinas e isoflavonas, bem como alguns ácidos fenólicos (CHOUNG et al., 2003). Embora os mecanismos de ação de cada um dos componentes do feijão não estejam completamente elucidados, é provável que as ações sinérgicas dos compostos bioativos façam do feijão um alimento com propriedades funcionais, como a sua capacidade antioxidante contribuindo na prevenção de doenças crônicas não transmissíveis como doenças cardiovasculares, diabetes, cânceres e hipertensão (RAMÍREZ-CÁRDENAS; ROSA; COSTA, 2008). A Embrapa Meio-Norte vem desenvolvendo o programa de melhoramento genético de feijão-caupi, que tem permitido a introdução, indicação ou lançamento de materiais com melhores características produtivas e comerciais (FROTA; FREIRE FILHO; CORRÊA, 2000). Entre os anos de 2006 e 2009, avaliaram-se 84 genótipos elites de feijão-caupi, sendo lançadas nesse período três cultivares melhoradas com alta produtividade e boa qualidade física dos grãos, tolerância à seca, resistência a vírus, e ricas em ferro e zinco (EMBRAPA MEIO NORTE, 2010). Segundo Castéllon et al. (2003), a avaliação de aspectos bioquímicos de cada nova cultivar obtida seja por melhoramento genético ou por engenharia genética é importante, pois assim, obtém-se dados sobre o comportamento dos grãos quanto à variação do teor protéico, fração lipídica, digestibilidade e outros parâmetros bioquímicos. O presente trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a composição química de cultivares bioforticadas de feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.). Material e Métodos Foram analisadas três cultivares melhoradas geneticamente de feijão-caupi: BRS Xiquexique, BRS Tumucumaque e BRS Aracê. Essas foram fornecidas pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - Embrapa Meio-Norte, localizada em Teresina-Piauí. As análises da composição química foram realizadas no Laboratório de Bromatologia e Bioquímica de Alimentos do Departamento de Nutrição da Universidade Federal do Piauí (UFPI). As amostras dos grãos crus foram trituradas em moinho de facas, peneiradas (30 mesh), armazenadas em sacos de polietileno e mantidas a uma temperatura de 8 C até o momento das análises. Todas as análises foram realizadas em triplicata. As determinações de umidade, resíduo mineral fixo/cinzas, lipídios, proteínas e carboidratos foram realizadas de acordo com a AOAC (2005). A umidade foi determinada por secagem direta em estufa a 105 ºC, as cinzas por incineração em forno mufla a 550 ºC, lipídios por extração direta em Soxhlet com o solvente Hexano, as proteínas (N x 6,25) pelo método de Kjeldahl clássico e carboidratos foram obtidos por diferença dos demais constituintes da amostra. O valor calórico foi estimado através dos fatores de conversão de ATWATER: 4 kcal.g 1 para proteínas, 4 kcal.g 1 para carboidratos e 9 kcal.g 1 para lipídios. Para obtenção dos extratos, utilizou-se cerca de 1g de cada cultivar. Para escolha do melhor solvente para extração dos compostos bioativos, efetuou-se testes (screening) com três solventes, metanol-acetona-água 2

3 (2:2:1), metanol/hcl 0,1M e água. Observou-se que o melhor solvente foi a água. Assim, procedeu-se a elaboração dos extratos, segundo metodologia de Rufino et al. (2010). O conteúdo de fenólicos totais foi determinado de acordo com o método de Folin-Ciocalteau (SINGLETON; ROSSI, 1965). Efetuou-se a leitura das absorbâncias em 765 nm usando um espectrofotômetro Bel SPECTRO S02 VIS. A quantificação de fenólicos foi realizada por interpolação das absorbâncias em uma curva padrão de ácido gálico e os valores foram expressos em miligramas (mg) de ácido gálico equivalente (GAE) por 100g de amostra. A determinação de flavonoides totais baseou-se na metodologia de Francis (1982), com leitura das absorbâncias a 374 nm, usando um espectrofotômetro Bel SPECTRO S02 VIS. Para preparo dos extratos, utilizou-se 0,5g de cada cultivar. Os resultados das análises foram expressos em mg de flavonoides/100 g de amostra. Todas as análises foram realizadas em triplicata, e os resultados expressos como média + desvio-padrão. Resultados e Discussão Os resultados de composição centesimal do feijão caupi (Vigna unguiculata (L). Walp) encontram-se na Tabela 1 e são comparáveis com outras cultivares desta leguminosa (CARVALHO et al. 2012; FROTA, SOARES, ARÊAS, 2008; GIAMI, 2005; MAIA et al., 2000). Tabela 1. Composição centesimal (g.100 g 1 ) e valor energético (kcal.100 g 1 ) das cultivares biofortificadas de feijão-caupi BRS Aracê, BRS Tumucumaque e BRS Xiquexique. UFPI, Teresina-PI, Nutrientes BRS Aracê BRS Tumucumaque BRS Xiquexique Umidade 9,70 + 0,15 10,44 + 0,02 10,21 + 0,11 Cinzas 3,55 + 0,07 3,67 + 0,05 3,57 + 0,02 Proteínas 23,98 + 0,35 23,57 + 0,27 23,22 + 0,10 Lipídeos 3,07 + 0,62 1,69 + 0,01 2,16 + 0,25 Carboidratos 59,70 + 1,01 60,63 + 0,26 60,84 + 0,31 Valor Energético Total 362,39 + 2,71 351,10 + 0,48 355,69 + 1,51 Os estudos de melhoramento genético resultaram em melhoria do valor nutritivo destas três cultivares, com aumento no teor de proteínas e minerais, o que pôde ser demonstrado neste estudo. Os teores de proteínas foram similares aos obtidos por Giami (2005), que obteve teores que variaram de 20,1 25,8%, e superiores aos analisados na pesquisa de Castellón et al. (2003). Com relação ao conteúdo lipídico, observou-se uma variação de 1,7 a 3,1%, estando estes resultados concordantes com os estudos de Giami (2005) 2,0 a 2,2% e Maia et al. (2000) - 1,2 a 3,5%. Vale ressaltar, que dos três cultivares a BRS Tumucumaque destacou-se por apresentar menor valor de lipídios (1,69+ 0,01). O conteúdo de cinzas para as três cultivares foram superiores aos obtidos na cultivar BRS Milênio em pesquisa de Frota; Soares e Arêas (2008), e similares aos observados por Thangadurai (2005) em estudo com sementes de Vigna unguiculata ssp. cylindrica. 3

4 Segundo Castellón et al. (2003), as diferenças quantitativas e qualitativas encontradas nas principais moléculas constituintes das sementes de caupi sugerem que o processo de melhoramento genético pode induzir às mudanças substanciais no padrão bioquímico das mesmas. Na Tabela 2 estão demonstrados os teores de compostos fenólicos e flavonoides das três cultivares estudadas. Os conteúdos de fenólicos observados foram elevados, variando de 250 a 277 mg/100g de feijão. Comparando-se os resultados obtidos com outros estudos que analisaram o feijão comum (Phaseolus vulgaris L.), os teores de compostos fenólicos nas três cultivares de feijão-caupi foram superiores aos obtidos na pesquisa de Mesquita et al. (2007) com 21 linhagens de feijão comum (0,28 a 1,08 g de ácido tânico/100 g). De acordo com Luthria; Pastor-Corrales (2005), os teores de compostos fenólicos totais variam significativamente, fato este que pode ser atribuído a vários fatores entre eles, o genótipo (variedade ou cultivar) da planta, práticas agronômicas, maturidade na colheita, pós-colheita, armazenamento e às condições climáticas de cultivo e de armazenamento. O conteúdo de flavonoides variou de 6,3 a 11,7 mg/100g de feijão (Tabela 02). Não foram verificados outros estudos que avaliassem o teor de flavonoides em cultivares de feijão-caupi na literatura consultada. Tabela 2. Teores de compostos bioativos das cultivares biofortificadas BRS Aracê, BRS Tumucumaque e BRS Xiquexique. UFPI, Teresina-PI, Cultivares Fenólicos (mg/100g) Flavonoides (mg/100g) BRS Aracê 276,58 + 4,76 11,71 + 0,0 BRS Tumucumaque 266,76 + 4,78 6,27 + 0,30 BRS Xiquexique 250,14 + 4,78 8,66 + 0,0 Conclusões Concluiu-se que as três cultivares de feijão-caupi analisadas apresentaram composição química semelhante à literatura referente ao feijão-caupi, contendo elevados teores de proteínas, minerais e carboidratos, além de baixo teor lipídico. Além disso, as cultivares apresentaram conteúdos elevados de substâncias bioativas, como os compostos fenólicos e flavonoides, com propriedades antioxidantes. Agradecimentos Ao Conselho Nacional de Pesquisa CNPq, pelo financiamento por meio do Projeto Universal (14/2011): Processo nº /11-3. À Coordenação de Aperfeiçoamento do Ensino Superior Capes, pela bolsa de pósgraduação concedida. E à Embrapa, pelo fornecimento das cultivares para esta pesquisa. Referências ANDRADE JÚNIOR, A. S.; SANTOS, A. A. S.; SOBRINHO, C. A.; BASTOS, E. A.; MELO, F. B.; VIANA, F. M. P.; FREIRE FILHO, F. R.; CARNEIRO, J. S.; ROCHA, M. M.; CARDOSO, M. J.; SILVA, P. H. S.; 4

5 RIBEIRO, V. Q. Cultivo do feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.). Teresina: Embrapa Meio-Norte, 108 p (Embrapa Meio-Norte. Sistemas de Produção, 2), ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS. Official methods of analysis of the Association of Official Analytical Chemists. Arlington: A.O.A.C., CARVALHO, A.F.U., et al., Nutritional ranking of 30 Brazilian genotypes of cowpeas including determination of antioxidant capacity and vitamins. J. Food Compos. Anal. (2012). CASTELLÓN, R. E. R. et al. Composição elementar e caracterização das frações lipídicas de seis cultivares de caupi. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 7, n. 1, p , FREIRE FILHO, F. R.; LIMA, J. A. A.; VIANA, F. M. P.; RIBEIRO, V. Q. Feijão caupi: avanços tecnológicos. Teresina: Embrapa Meio Norte, p. CHOUNG, M. G. CHOI, B. R; AN, Y. N; CHU, Y. H; CHO, Y. S. Anthocyanin profile of Korean cultivated kidney bean (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 51, p , EMBRAPA MEIO NORTE. Feijão-Caupi: cultivares ricas em ferro e zinco. Teresina: Embrapa Meio-Norte, Folder. FRANCIS, F.J. Analysis of anthocyanins. In: MARKAKIS, P. (ed.). Anthocyanins as Food Colors. New York: Academic Press, p , FROTA, A. B.; FREIRE FILHO, F. R.; CÔRREA, M. P. F. Impactos socioeconômicos das cultivares de feijão-caupi na região Meio-Norte do Brasil. Teresina: Embrapa Meio-Norte, p. (Embrapa Meio- Norte. Documentos, 52). FROTA, K. M. G.; SOARES, R. A. M.; ARÊAS, J. A. G. Composição química do feijão caupi (Vigna unguiculata L. Walp), cultivar BRS Milênio. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 28, n. 2, p , GIAMI, S. Y. Compositional and nutritional properties of selected newly developed lines of cowpea (Vigna unguiculata L.Walp). Journal of Food Composition and Analysis, Oxford, v. 18, n. 7, p , LUTHRIA, D.L.; PASTOR-CORRALES, A.A. Phenolic acids content of fifteen dry edible bean (Phaseolus vulgaris L.) varieties, J. Food Compos. Anal. 19 (2006) MAIA, F. M. M. et al. Proximate composition, amino acid contend and haemagglutinating and trypsin-inhibiting activities of some Brazilian Vigna unguiculata (L.) Walp cultivars. Journal of the Science of Food and Agriculture, London, v. 80, n. 4, p , MESQUITA, F. R.; CORRÊA, A. D.; ABREU, C. M. P. de; LIMA, R. A. Z.; ABREU, A. de F. B. Linhagens de feijão (Phaseolus vulgaris L.): composição química e digestibilidade protéica. Ciência e Agrotecnologia. v. 31, n. 4, p , RAMÍREZ-CÁRDENAS, L.; ROSA, C. O. B.; COSTA, N. M. B. Propriedades funcionais do feijão (Phaseolus vulgaris, L.). In: COSTA, N. M. B.; ROSA, C. O. B. Alimentos funcionais: benefícios para a saúde. Viçosa, p. RUFINO, M. S. M. et al. Bioactive compounds and antioxidant capacities of 18 non-traditional tropical fruits from Brazil. Food Chemistry, vol. 121, n. 4, p , SINGLETON, V. L.; ROSSI, J. A. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic phosphotungstic acid reagents. American Journal of Enology and Viticulture, 16, , THANGADURAI, D. Chemical composition and nutritional potential of Vigna unguiculata ssp. Cylindrica (fabaceae). 5