Changes in soluble carbohydrates during storage of Caesalpinia echinata LAM. (Brazilwood) seeds, an endangered leguminous tree from the Brazilian Atlantic Forest

Sementes de Caesalpinia echinata (pau-brasil) perdem a viabilidade em um mês quando armazenadas no ambiente de laboratório, enquanto a capacidade germinativa é mantida quando armazenadas sob temperturas baixas. O presente trabalho teve como objetivos analisar o conteúdo e a composição dos carboidratos de sementes de C. echinata armazenadas em câmara fria (CT) e em temperatura ambiente do laboratório (RT), em duas embalagens distintas (permeável e impermeável), visando a avaliar o envolvimento desses compostos com a capacidade germinativa das sementes. Os resultados mostraram que os carboidratos solúveis são constituídos principalmente de sacarose, glicose, frutose, myo-inositol e traços de rafinose e estaquiose, totalizando cerca de 10% da massa seca das sementes. As variações nos carboidratos solúveis foram semelhantes nos dois tipos de embalagem, mas diferentes quanto à temperatura de armazenamento. Em CT, as proporções dos monossacarídeos encontradas nas sementes recém-colhidas foram mantidas por cerca de 18 meses de armazenamento, coincidindo com alta porcentagem de germinação (80%). Nas armazenadas em RT houve redução expressiva nas proporções de glicose e frutose e perda completa da germinabilidade. O conteúdo de sacarose se manteve relativamente estável durante todo o período de análise. Os resultados indicam que a perda da germinabilidade de sementes de C. echinata está associada à diminuição dos níveis de glicose e frutose em relação aos níveis de sacarose.

Hypoglycemic activity of polysaccharide fractions containing ß-glucans from extracts of Rhynchelytrum repens (Willd.) C.E. Hubb., Poaceae

ß-Glucans are soluble fibers with physiological functions, such as interference with absorption of sugars and reduction of serum lipid levels. The objective of the present study was to analyze the distribution of ß-glucans in different tissues of the African grass species Rhynchelytrum repens and also to evaluate their hypoglycemic activity. Leaf blades, sheaths, stems, and young leaves of R. repens were submitted to extraction with 4 M KOH. Analysis of the fractions revealed the presence of arabinose, glucose, xylose, and traces of rhamnose and galactose. The presence of ß-glucan in these fractions was confirmed by hydrolyzing the polymers with endo-ß-glucanase from Bacillus subtilis, followed by HPLC analysis of the characteristic oligosaccharides produced. The 4 M KOH fractions from different tissues were subjected to gel permeation chromatography on Sepharose 4B, with separation of polysaccharides with different degrees of polymerization, the highest molecular mass (above 2000 kDa) being found in young leaves. The molecular mass of the leaf blade polymers was similar (250 kDa) to that of maize coleoptile ß-glucan used for comparison. The 4 M KOH fraction injected into rats with streptozotocin-induced diabetes showed hypoglycemic activity, reducing blood sugar to normal levels for approximately 24 h. This performance was better than that obtained with pure ß-glucan from barley, which decreased blood sugar levels for about 4 h. These results suggest that the activity of ß-glucans from R. repens is responsible for the use of this plant extract as a hypoglycemic drug in folk medicine.

Effects of irradiance on non-structural carbohydrates, growth, and hypoglycemic activity of Rhynchelytrum repens (Willd.) C.E. Hubb. (Poaceae)

A irradiância é um fator crucial em reações vitais para o crescimento e desenvolvimento das plantas. A utilização da energia radiante pelos vegetais afeta diferentes respostas em relação ao padrão de desenvolvimento e à produção de matéria seca e sua conseqüente distribuição. Tendo em vista a intrínseca relação entre disponibilidade de luz, acúmulo de biomassa e metabolismo de carboidratos e compostos relacionados, os objetivos deste trabalho foram avaliar o efeito da irradiância sobre o conteúdo e a composição dos carboidratos não-estruturais, sobre o desenvolvimento e sobre a atividade hipoglicemiante de Rhynchelytrum repens, uma gramínea pantropical de origem africana utilizada popularmente no tratamento de diabetes. O cultivo a pleno sol (PS) estimulou aumento no conteúdo de carboidratos solúveis totais (CST), no perfilhamento das plantas e nas flutuações do conteúdo de amido (CA). O florescimento dessas plantas foi precedido por um aumento de CST, especialmente de sacarose. Foi observado também menor conteúdo de água nas plantas sob PS quando comparado com as plantas cultivadas sob irradiância reduzida (IR). Nesta última condição, o CA e a razão raiz/parte aérea não sofreram alterações significativas, porém houve aumento no conteúdo de CST ao longo do período experimental, menor grau de perfilhamento e formação de raízes adventícias aéreas. Em ambas as condições de luminosidade, a sacarose foi o açúcar mais abundante e com maiores variações. Esse açúcar parece estar envolvido nos processos de florescimento da espécie. Uma redução no nível de glicose plasmática foi observada a partir da administração do precipitado do extrato aquoso de R. repens obtido de plantas cultivadas em PS e IR, não havendo diferença significativa entre os tratamentos. A fração sobrenadante não apresentou efeito hipoglicemiante.

Synthesis of fructans by fructosyltransferase from the tuberous roots of Viguiera discolor (Asteraceae)

Sucrose:sucrose fructosyltransferase (SST) and fructan:fructan fructosyl-transferase (FFT) activities from crude extracts of tuberous roots of Viguiera discolor growing in a preserved area of cerrado were analyzed in 1995-1996. SST activity was characterized by the synthesis of 1-kestose from sucrose and FFT activity by the production of nystose from 1-kestose. The highest fructan-synthesizing activity was observed during early dormancy (autumn), when both (SST and FFT) activities were high. The increase in synthetic activity seemed to start during the fruiting phase in the summer, when SST activity was higher than in spring. During winter and at the beginning of sprouting, both activities declined. The in vitro synthesis of high molecular mass fructans from sucrose by enzymatic preparations from tuberous roots collected in summer showed that long incubations of up to 288 h produced consistently longer polymers which resembled those found in vivo with respect to chromatographic profiles.