Evaluation of the biological quality of defatted pequi (Caryocar brasiliense Cambess) seed flour protein supplemented with lysine to rats (Rattus norvegicus) / Avaliação da qualidade biológica da proteína da farinha da semente do pequi (Caryocar brasiliense Cambess) desengordurada e suplementada com lisina em ratos (Rattus norvegicus)

ABSTRACT Objective In the biome of the Brazilian Cerrado, there are a lot of fruit tree species that stand out for their sensory quality and for presenting potentialities in the market of pulp and almond. Among these species, the pequi deserves attention because it has an almond rich in proteins and that is little explored. The aim of this study was to evaluate the biological quality of defatted pequi seed flour supplemented with lysine. Methods Two designs were done in this study; in the first, the animals were divided into four diet groups: control, protein-free, defatted pequi seed flour and defatted pequi seed flour supplemented with lysine. The protein-free diet was exempt of proteins and the other diets had a protein content of 10% and differed in protein source (casein: control diet or defatted pequi seed flour: test diets). The experiment lasted for 14 days. In the second design, 36 animals were used and followed-up for 28 days. The division of the experimental groups was kept, except for the protein-free diet group, which was excluded. By the end of the test, the animals were anaesthetised and euthanized. Results The results showed that the protein efficiency ratio of the control group was significantly higher than the other groups. For the other indices, the groups that received defatted pequi seed flour did not differ statistically among themselves. Conclusion These findings have shown an effect of supplementation on the protein efficiency ratio when comparing the test diets, however, when compared to the control group, no improvement was found.

RESUMO Objetivo O bioma cerrado é rico em espécies frutíferas que destacam-se por suas qualidades sensoriais e por apresentarem potencialidades no mercado de polpas e amêndoas. Dentre essas espécies, o pequi merece atenção porque possui uma amêndoa rica em proteínas e que é pouco explorada. Este estudo teve como objetivo avaliar a qualidade biológica da farinha da semente do pequi desengordurada e suplementada com lisina. Métodos Neste estudo foram feitos dois delineamentos: no primeiro os animais foram divididos em quatro grupos: controle, aprotéico, farinha da semente do pequi desengordurada e farinha da semente do pequi desengordurada suplementada com lisina. A dieta aprotéica era isenta de proteínas e as demais dietas apresentavam um teor de 10% de proteínas e diferiram quanto à fonte protéica (caseína: dieta controle e farinha da semente do pequi desengordurada: dietas testes). Esse experimento teve duração de 14 dias. No segundo delineamento, utilizou-se 36 animais que foram acompanhados por 28 dias, a divisão dos grupos experimentais foi mantida, exceto o grupo dieta aprotéica que foi excluído. Ao final dos experimentos, os animais foram anestesiados e eutanasiados. Resultados Os resultados mostraram que o coeficiente de eficiência protéica do grupo controle foi significativamente superior aos demais grupos. Para os demais índices biológicos de avaliação da qualidade protéica, os grupos que receberam a farinha da semente do pequi desengordurada não diferiram estatisticamente entre si. Conclusão Os achados mostraram um efeito da suplementação no coeficiente de eficiência protéica quando comparamos as dietas testes, no entanto, quando comparado ao grupo controle, não houve melhora.

Estudo proteômico de variedades de milho ( Zea mays L. ) obtidas por melhoramento clássico e por recombinação genética / Proteomic study of maize ( Zea mays L. ) varieties obtained by classical breeding and genetic recombination.

O melhoramento genético clássico de sementes milho (Zea mays L.) permitiu desenvolver inúmeras variedades, incluindo o milho com qualidade proteica melhorada (Quality Protein Maize, QPM), que visava aumentar os teores proteicos e as propriedades nutricionais. Por outro lado, novas variedades comerciais foram obtidas por vegetais geneticamente modificados (GM), com foco em parâmetros agronômicos. Em ambos os casos, a segurança dessas variedades para uso como alimento é uma das principais preocupações dos desenvolvedores e dos órgãos de regulamentação. A Equivalência Substancial é a base do sistema de avaliação da segurança de culturas geneticamente modificadas, no entanto alterações na expressão de proteínas não são devidamente analisadas e esclarecidas. As abordagens proteômicas complementam as técnicas de avaliação de biossegurança para alimentos GM, bem como permitem investigar possíveis efeitos indesejáveis derivados do melhoramento clássico. Os objetivos do presente estudo foram caracterizar e comparar os perfis proteicos de variedades de milhos convencionais melhorados (QPM) e geneticamente modificados (GMs), contra suas respectivas linhas convencionais utilizando técnicas proteômicas como eletroforese bidimensional (2-DE) e bottom up shotgun (gel-free). Num primeiro estudo, foram utilizadas três amostras de milho, sendo duas variedades convencionais com QPM (QP1 e QP2) e uma variedade convencional normal (CN). No segundo estudo, foram analisadas duas cultivares de milho GM (GM1 e GM2) e seus respectivos convencionais genitores (CG1 e CG2). As composições químicas de todas as amostras também foram avaliadas quanto a Equivalência Substancial. O extrato bruto proteico foi submetido à análise de eletroforese unidimensional (1-DE), bidimensional (2-DE) e bottom up shotgun (gel-free). As imagens dos mapas proteicos foram analisadas pelo software Image Master 2D Platinum 7.0 (GE). Os spots diferencialmente expressos e selecionados foram sequenciados por MS. Pela composição química das principais frações das amostras de milho foi possível identificar a equivalência substancial entre as amostras convencionais e GMs, bem como QPMs e sua convencional dentro das faixas de variabilidade esperadas da espécie. Nos géis 1-DE foram observadas bandas proteicas com perfis similares entre os grupos de amostras avaliadas para ambos estudos. Nas imagens dos géis 2-DE não houveram alterações extremas entre as amostras de milhos GMs e seus respectivos convencionais genitores (CGs), mas apenas diferenças na intensidade dos spots proteicos. As variedades QPMs e CN apresentaram diferenças devido à distribuição dos spots. Os mapas proteicos das amostras CG1 x GM1 e CG2 x GM2 apresentaram maior semelhança com porcentagens de matchings superiores a 70 %, enquanto as porcentagens de matchings entre variedades diferentes (QPMs e CN) foram menores. No total foram identificadas 219 proteínas das amostras CGs x GMs e QPMs x CN, classificadas quanto aos seus processos biológicos e função molecular. Em conclusão, foram encontradas diferenças entre os cultivares GMs e CGs, indicando uma variação normal entre variedades de milho, que não comprometem a segurança alimentar das amostras estudadas. Quanto às amostras com QPM e CN as diferenças encontradas são devido à sua distância nas linhagens ou germoplasma

The classic genetic breeding of corn seeds (Zea mays) has enabled the development of many varieties, including corn with improved protein quality (Quality Protein Maize, QPM), which aimed to increase protein levels and nutritional properties. On the other hand, new commercial varieties have been obtained out of genetically modified (GM) vegetables, with a focus in agronomic parameters. In both cases, the safety of these varieties for food use is one of the main concerns for the developers and for the regulatory agencies. Substantial Equivalence is the basis of the safety evaluation system for genetically modified crops, however, alterations in the protein expressions are not been properly analyzed and clarified. The protein approaches complement the techniques of biosafety evaluation for GM foods, as well as allow for possible undesirable effects derived from classic improvement to be investigated. The goals of the current studies were to characterize and compare the protein profiles of the different varieties of conventionally improved (QPM) and genetically modified (GM) corn, against their respective conventional lines using proteomic techniques, such as, two-dimensional electrophoresis (2-DE), bottom up shotgun (gel-free) and masses spectrometry (MS). In a first instance of the study, three samples of corn were used, two of conventional varieties with QPM (QP1 and QP2) and one conventional normal variety (CN). In a second instance of the study, two cultures of GM corn (GM1 and GM2) were analyzed and their respective conventional genitors (CG1 and CG2). The chemical compositions of all the samples were also evaluated for their Substantial Equivalence. The protein raw extract was submitted to analysis of one-dimensional (1-DE), two-dimensional (2-DE) electrophoresis, and bottom up shotgun (gel-free). The protein image maps were analyzed by the Image Master 2D Platinum 7.0 (GE) software. The spots which were expressed and selected differentially were sequenced by MS. By the chemical composition of the main fractions of the samples of corn, it was possible to identify the substantial equivalence between the conventional samples and GMs, likewise with OPMs and their conventional in the ranges of variability which were expected for the species. On the 1-DE gel, it was observed protein bands with similar profiles amongst the groups of evaluated samples for both studies. In the images of the 2-DE gel, there were no alterations between the GM corn and their respective conventional genitors (CGs), but only differences in intensity of the protein spots. The OPM and CN varieties presented differences due to the distribution of the spots. The protein maps of samples CG1 vs. GM1 and CG2 vs. GM2 presented greater similarities with the percentages of matchings superior to 70%, while the percentage of matchings among different varieties (QPMs and CN) were smaller. In total, there were 219 proteins identified in the samples CGs vs. GMs and QPMs vs. CN, classified by the biologic processes and molecular function. In conclusion, there were found differences between the cultures of GMs and CGs, indicating a normal variation among the corn varieties, which do not affect the food security of the studied samples. As per the samples with QPM and CN, the differences found were due to the line distances or germplasm

Eficiência alimentar e qualidade proteica das sementes de baru e pequi procedentes do Cerrado brasileiro / Food efficiency and protein quality of baru and pequi seeds from Brazilian savanna

Este trabalho avaliou a eficiência alimentar e a qualidade proteica das sementes de baru e pequi nativas do Cerrado brasileiro. Ratos Wistar machos, recém-desmamados (n = 24), distribuídos em quatro grupos,foram alimentados com diferentes dietas, contendo 10% de proteína: padrão (caseína, 7% de lipídios);controle (caseína, 15% de lipídios); baru (semente de baru, 15% de lipídios) e pequi (semente de pequi,15% de lipídios). Determinaram-se os teores proteicos e lipídicos e estimou-se o teor de fibra alimentar total das dietas. A eficiência alimentar foi avaliada pelo Fator de Conversão Alimentar (FCA), e o valor proteico, por meio do PER (Protein Efficiency Ratio). O FCA variou de 2,8 (dieta padrão) a 10,5 (dieta de semente de pequi); e a dieta de semente de baru (FCA = 5,17) foi mais eficiente do que a dieta de semente de pequi. O valor de PER da semente de baru (2,11) foi superior ao da semente de pequi (1,0), e os valores de RPER (qualidade proteica relativa) dessas sementes foram, respectivamente, de 70% e 30%. A semente de baru possui melhor eficiência alimentar e qualidade proteica do que a semente de pequi, e sua proteína pode ser classificada como de qualidade intermediária a boa.

Qualidade proteica e eficiência alimentar de farinhas integrais de linhaça obtidas de sementes cruas e submetidas a tratamento térmico / Protein and food qualities of brown flaxseed whole flour from the raw and heat–treated seeds

A linhaça é uma oleaginosa que desperta interesse pelo seu alto teor de compostos bioativos e proteínas, embora pouco se saiba sobre as possíveis interferências desses compostos na sua qualidade proteica. Neste estudo foram avaliadas a qualidade proteica e a concentração de compostos fenólicos e de fibra alimentar em farinhas integrais de linhaça marrom crua e submetida ao tratamento térmico (150oC por 15 minutos). A qualidade proteica foi analisada em ratos Wistar recém-desmamados. Houve aumento de 2,4% no teor de fenólicos totais e redução de 10% e 80%, respectivamente, nos teores de hexafosfato e pentafosfato demioinositol, quando a semente foi exposta ao tratamento térmico. O ganho de peso dos animais, o Coeficientede Eficiência Alimentar, o Coeficiente de Eficiência Proteica e a Razão Proteica Líquida foram menores nos animais alimentados com dietas contendo linhaça, em comparação à caseína, porém, o tratamento térmico não interferiu na qualidade proteica da linhaça. Estudos futuros poderão esclarecer se o tratamento térmico utilizado não foi suficiente para inativar os fatores antinutricionais que afetam a digestibilidade das proteínas desse alimento.

Flaxseed is an oilseed that arises concerns for its high contents of bioactive compounds and proteins,although little is known about the presumable interference of these compounds in its protein quality. Thisstudy evaluated the protein quality, and the concentration of phenolic compounds and of dietary fiber inraw and heat-treated (150oC for 15 minutes) brown flaxseed whole flour. The protein quality was analyzedin weaned Wistar rats. When the seeds were exposed to heat treatment, an increase of 2.4% in the totalphenolic contents and reductions of 10% and 80% were observed in the myo-inositol hexaphosphate andpentaphosphate contents, respectively. The weight gain of animals, the Food Efficiency Ratio, the ProteinEfficiency Ratio and the Net Protein Ratio were lower in animals fed with flaxseed-containing diets,when compared with the casein diet, however the heat treatment did not affect the protein quality offlaxseed. Further studies might clarify whether the used heat treatment was not sufficient to inactivate theantinutritional factors that affect the protein digestibility of this food.

Influência do processamento na qualidade proteica de novos cultivares de soja destinados à alimentação humana / Influence of processing on the protein quality of new soybean cultivars intended for human food

OBJETIVO: Avaliar o efeito do processamento na qualidade proteica de cultivares de soja destinados à alimentação humana. MÉTODOS: As dietas foram preparadas a partir dos grãos dos cultivares Embrapa 48, BRS 213, BRS 155 e UFVTN 105, que receberam tratamento térmico em estufa a 130 e 150°C, com posterior retirada ou não da casca para a produção das farinhas. Realizou-se ensaio biológico para avaliação de quociente de eficiência proteica, quociente de eficiência proteica líquida e digestibilidade verdadeira. RESULTADOS: Os valores de razão proteica líquida e digestibilidade das farinhas foram inferiores aos da caseína. As farinhas de soja com casca tratadas a 150ºC apresentaram melhores índices de qualidade proteica que as farinhas sem casca tratadas a 130ºC. O quociente de eficiência proteica e o quociente de eficiência proteica líquida dos cultivares Embrapa 48 e BRS 155 foram maiores (p<0,05) que os demais. O cultivar UFVTN 105 apresentou maior (p<0,05) digestibilidade quando processado a 130ºC. No tratamento a 150ºC, a digestibilidade foi inferior (p<0,05) para os cultivares BRS 213 e BRS 155. Não foi observada melhoria na digestibilidade da proteína de soja quando utilizado o cultivar com baixo teor de inibidor de tripsina (BRS 155) em comparação com o cultivar convencional (Embrapa-48). CONCLUSÃO: O tratamento térmico e a retirada ou não da casca interferiram na qualidade proteica de novos cultivares de soja destinados à alimentação humana, com melhores resultados para as farinhas com casca produzidas a partir de grãos tratados a 150ºC por 30 minutos. O tratamento térmico favoreceu a qualidade proteica das farinhas de soja convencionais, que obtiveram valores semelhantes aos dos cultivares sem inibidor de tripsina e superiores aos dos cultivares sem lipoxigenase.

OBJECTIVE: The aim of this study was to evaluate the effect of processing on the protein quality of new soybean cultivars intended for human food. METHODS: The diets were prepared from the cultivars Embrapa 48, BRS 213, BRS 155 and UFVTN 105. They were heat-treated in a vacuum oven at 130ºC and 150°C, with subsequent removal or not of the hull for the production of soybean meals. A biological assay was done to determine the protein efficiency ratio, net protein ratio and true protein digestibility. RESULTS: Soybean meals had lower protein efficiency ratio, net protein ratio and digestibility than casein. Whole soybean meals treated at 150ºC had a better protein quality index than refined soybean meals heat-treated at 130ºC. The protein efficiency ratio and net protein ratio of Embrapa 48 and BRS 155 cultivars were higher (p<0.05) than the other ones. The UFVTN 105 cultivar had the highest digestibility (p<0.05) when treated at 130ºC. Among the cultivars heat-treated at 150ºC, the BRS 213 and BRS 155 cultivars had the lowest digestibility (p<0.05). Protein digestibility of the cultivar with low trypsin inhibitor content (BRS 155) was not better than that of the conventional Embrapa-48 cultivar. CONCLUSION: Heating and removal or not of the hull affected the protein quality of the new soybean cultivars intended for human food. Whole soybean meals heat-treated at 150ºC for 30 minutes presented the best results. Heating improved the protein quality of the conventional soybean meals. Their protein quality was similar to that of the cultivars without trypsin inhibitor and better than that of the cultivars without lipoxygenases.

Composição de aminoácidos em gerações precoces de feijão obtidas a partir de cruzamentos controlados com parental de alto teor de cisteína / Amino acid composition in common bean early generations developed from cross with high cysteine content parental

Os objetivos deste trabalho foram avaliar a composição de aminoácidos em gerações precoces de feijão, obtidas a partir de cruzamentos controlados com genitor de alto teor de cisteína, e identificar plantas com alto teor de cisteína nos grãos. A partir do cruzamento entre 'TPS Nobre' x 'Minuano', foram obtidas as gerações F1, F1 recíproco, F2, F2 recíproco, retrocruzamento 1 e retrocruzamento 2. Os aminoácidos foram determinados por cromatografia líquida de alta performance (HPLC) e os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e de variáveis canônicas. Os aminoácidos - cisteína, prolina, tirosina, arginina, isoleucina e histidina - apresentaram variabilidade genética entre os genitores e as gerações obtidas. Os teores de aminoácidos essenciais e não-essenciais observados nos genitores e nas gerações F1 e F1 recíproco foram adequados para uso na alimentação. As demais gerações apresentaram deficiência em aminoácidos sulfurados. As duas primeiras variáveis canônicas explicaram 96,43 por cento da variação total dos genótipos e dois grupos foram formados. Nenhuma planta da geração F2 é passível de seleção pelo programa de melhoramento para o desenvolvimento de populações segregantes de feijão com alto teor de cisteína nos grãos.

The objective of this research was to determine the amino acid composition of early generations in common bean developed from controlled crossings with high cysteine content parental and to identify plants with high cysteine content. 'TPS Nobre' x 'Minuano' were crossed and the F1, F1 reciprocal, F2, F2 reciprocal, backcross 1 e backcross 2 generations were obtained. The amino acid contents were determinated by liquid chromatography of high performance (HPLC) and the data were submitted to analysis of variance and cannonical variables. The cysteine, proline, tyrosine, arginine, isoleucine and histidine contents showed genetic variability between the parents and the generations. The essential and nonessential amino acids contents obtained from the parents, F1 and F1 reciprocal generations were appropriate to be consumed. Other generations showed deficiency of the sulfur amino acids. The two first cannonical variables explained 96.43 percent of the total variation of the genotypes and two groups were formed. None of the plants of the F2 generation is able to be selected by program of improvement to the development of segregating populations of common bean with high cysteine content.