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UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE FACULDADE DE NUTRIÇÃO EMÍLIA DE JESUS FERREIRO CURSO DE GRADUAÇÃO EM NUTRIÇÃO CATARINA GOLDANI MACIEL AVALIAÇÃO DO EFEITO DOS PROCESSOS DE COZIMENTO E GERMINAÇÃO DO FEIJÃO AZUKI (Vigna angularis) SOBRE A SUA COMPOSIÇÃO CENTESIMAL E CAPACIDADE ANTIOXIDANTE NITERÓI 2017 i CATARINA GOLDANI MACIEL AVALIAÇÃO DO EFEITO DOS PROCESSOS DE COZIMENTO E GERMINAÇÃO DO FEIJÃO AZUKI (Vigna angularis) SOBRE A SUA COMPOSIÇÃO CENTESIMAL E CAPACIDADE ANTIOXIDANTE Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação da Faculdade de Nutrição Emília de Jesus Ferreiro, da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Nutrição. Orientadora: MSC. DAYANE MEIRELES DE SOUZA Co-orientadora: PROFª DRª JOSIANE ROBERTO DOMINGUES Niterói, RJ 2017 ii CATARINA GOLDANI MACIEL AVALIAÇÃO DO EFEITO DOS PROCESSOS DE COZIMENTO E GERMINAÇÃO DO FEIJÃO AZUKI (Vigna angularis) SOBRE A SUA COMPOSIÇÃO CENTESIMAL E CAPACIDADE ANTIOXIDANTE Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação da Faculdade de Nutrição Emília de Jesus Ferreiro, da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Nutrição. Banca Examinadora Msc. Dayane Meireles de Souza Orientadora Profª Drª Maristela Soares Lourenço (UFF) (UFF) Niterói 2017 iii AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente à professora e doutora Josiane Domingues, quem acreditou na ideia do projeto desde o início e me abriu essa oportunidade de estudar, discutir e aprofundar um pouco mais sobre o tema que sempre me foi de grande interesse. À mestre Dayane Meireles por todo o acompanhamento cuidadoso e pela paciência - não sei o que teria sido da pesquisa sem você! Foi uma honra ter sido orientada por duas excelentes pesquisadoras! Agradeço aos colegas Jorge Pinho e Mariana Costa pelas ajudas nas práticas das análises e à faculdade de farmácia por ter disponibilizado os laboratórios LABIOTEC e de Bromatologia - MBO com todos os equipamentos, materiais e apoio técnico necessário para a prática ser executada. Aos meus pais Cleber O. Maciel, minha inspiração para o ingresso na graduação no curso de Nutrição e Maria Paula S. Goldani, peça fundamental em cada detalhe, principalmente na escolha da Universidade Federal Fluminense para minha caminhada de aprendizado. Eternamente grata pelos incentivos de todas as maneiras possíveis vindos de vocês nesses cinco anos. Aos meus irmãos, familiares, amigos, todos os professores e colegas de turma que sempre me apoiaram e motivaram na busca pelo conhecimento. Hoje me sinto pronta para atuar graças a todas as experiências que pudemos compartilhar e trocar. iv Vivenciar a Alimentação Desintoxicante é uma demonstração de como a Nutrição pode proporcionar encorajadores resultados na meditação e autoconhecimento, além da conquista da maior lucidez, criatividade e produtividade. Conceição Trucom v RESUMO O vegetarianismo contempla restrições de alimentos de origem animal da dieta por diferentes motivações. O grupo das leguminosas se faz a melhor opção em relação a custo-benefício para suprir recomendações dos adeptos ao estilo de vida, sendo necessário realizar processamentos domésticos previamente ao consumo humano. O objetivo deste estudo foi realizar os processamentos de cozimento e germinação do feijão azuki (Vigna angularis) quanto sua composição centesimal e capacidade antioxidante e sugerir o processamento que obtiver melhores características como preparo para consumo de indivíduos vegetarianos. Para isso, os feijões foram divididos em 2 processamentos: cozimento e germinação, sendo o feijão in natura utilizado como grupo controle para ambos. Cada processamento foi realizado em triplicata de 200 g de feijão azuki e 400 mL de água limpa, resultando na proporção (1:2 feijão/água, m/v). Após o cozimento e germinação, os grãos foram caracterizados quanto sua composição centesimal e capacidade antioxidante (TEAC, ORAC e Folin-Ciocalteu). Ambos os processos influenciaram sobre a composição centesimal e na capacidade antioxidante total do feijão azuki, tendo o grupo germinado apresentado menor teor de lipídeos, proteínas e cinzas e maior teor de carboidratos comparados aos grãos cozidos. Os valores de proteína e carboidrato necessitam de uma abordagem mais detalhada devido ao fato de pesquisas anteriores apontarem alterações gradativas destes nutrientes ao longo dos dias de germinação. Contudo, pode-se considerar que ambos os processamentos disponibilizam os nutrientes contidos no feijão de maneira eficaz para os indivíduos que possuem restrições alimentares, contribuindo para o suprimento de recomendações nutricionais específicas bem como proteína, ferro e cálcio. Para as análises de capacidade antioxidante total do feijão azuki, ambos os processamentos de cozimento e germinação obtiveram resultados reduzidos comparados ao grupo controle pelos ensaios de Folin e TEAC, enquanto o ensaio de ORAC apresentou resultados aumentados após os processamentos. Para as três práticas de análises, o grupo dos grãos germinados obteve maior resultado de compostos fenólicos comparados ao grupo de grãos submetidos ao processamento térmico de cozimento, possuindo capacidade antioxidante significantemente maior. Portanto, os alimentos germinados se fazem uma alternativa como sugestão de preparo não só para o consumo de indivíduos vegetarianos como toda a população, com o diferencial de aumentar significativamente a capacidade antioxidante dos alimentos, desempenhando importante papel na prevenção de doenças relacionadas ao stress oxidativo e promoção da saúde quando adicionados ao planejamento dietético. Palavras-chave: Vegetarianismo. Feijão azuki. Cozimento. Germinação. vi ABSTRACT Vegetarianism contemplates dietary restrictions of animal food for different motivations. Legumes are made the best option in relation to cost benefit to supply recommendations to lifestyle supporters, being necessary to carry out domestic processes previously the human consumption. The purpose of this study was to perform the cooking and germination processes of the azuki bean (Vigna angularis) as its composition centesimal and antioxidant capacity and to suggest the processing that obtains better characteristics as preparation for consumption of vegetarian individuals. For this, beans were divided into two processes: cooking and germination, and raw beans used as control group for both. Each processe was performed in triplicate of 200 g of beans and 400 mL of clean water resulting in the proportion (1:2 bean/water, m/v). After cooking and germinating, the grains were characterized as their centesimal composition and antioxidant capacity (TEAC, ORAC and Folin-Ciocalteu). Both of processes influenced about centesimal composition and total antioxidant capacity of the azuki bean, and the germinated group presented lower lipid, protein and ash contents and a higher carbohydrate content compared to cooked grains. The values of protein and carbohydrate need a more detailed approach due the fact that previous research points out gradual changes of these nutrients along the days of germination. However, both processes can be considered to provide the nutrients contained in the beans effectively for individuals who have food restrictions, contributing to the supple of specific nutritional recommendations as well as protein, iron and calcium. For the analyzes of total antioxidant capacity of the azuki bean, both the cooking and germination processes obtained reduced results comparedto the control group by the Folin and TEAC assays, while the ORAC assay presented increased results after processing. For the three analytical practices, the group of germinated grains obtained higher result of phenolic compounds compared to the group of grains submitted to the thermal processing of baking, having a significantly higher antioxidant capacity. Therefore, germinated foods are an alternative as a preparation suggestion not only for the consumption of vegetarians, but also for the whole population, with the differential of significantly increasing antioxidant capacity of foods, playing an important role in the prevention of diseases related to oxidative stress and health promotion when included to dietary planning. Keywords: Vegetarianism. Azuki beans. Cooking. Germination. vii LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1. Variedades de feijões (fonte: Google images) Pg. 20 Figura 2. Doenças associadas aos radicais livres (fonte: RENZ, 2003) Pg. 22 Figura 3. Espécies reativas de oxigênio (fonte: KUSS, 2005) Pg. 23 Figura 4. EROS e antioxidante (fonte: RENZ, 2003 Pg. 23 Figura 5. Estrutura básica dos flavonoides (fonte: RODRIGUES, 2009) Pg. 24 Figura 6. Fluxograma de processamento do feijão azuki Pg. 30 Figura 7. Amostras dos grãos de feijão azuki antes e depois da análise de umidade (Arquivo pessoal) Pg. 31 viii LISTA DE TABELAS Tabela 1. Equivalência de substituição de carnes por feijões Pg. 19 Tabela 2. Aminoácidos e minerais contidos nos feijões azuki Pg. 25 Tabela 3. Composição centesimal (g/100 g de base seca) do grão de feijão azuki Pg. 33 ix LISTA DE ABREVIATURAS CAT Capacidade Antioxidante Total CF Compostos Fenólicos CONAB Companhia Nacional de Abastecimento DCNT Doenças Crônicas Não Transmissíveis EAG Equivalente de Ácido Gálico ECA Enzima Conversora de Angiotensina ERICA Estudo Brasileiro de Riscos Cardiovasculares em Adolescentes POF Pesquisa de Orçamento Familiar PUFA Ácidos Graxos Poli-insaturados IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística MAPA Ministério de Agricultura, Pecuária e Abastecimento ORAC do inglês Oxygen Radical Antioxidant Capacity SVB Sociedade Vegetariana Brasileira TEAC do inglês Trolox Equivalent Antioxidant Capacity x SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO p. 11 2. OBJETIVOS p. 13 2.1 OBJETIVO GERAL p. 13 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS p. 13 3. REVISÃO DA LITERATURA p. 14 3.1 VEGETARIANISMO p. 14 3.1.1 Conceito p. 14 3.1.2 Necessidades nutricionais p. 16 3.2 FEIJÕES p. 18 3.2.1 Características gerais: importância comercial, social e nutricional p. 18 3.2.2 Efeitos do feijão para a saúde p. 20 3.2.2.1 Atividade antioxidante p. 21 3.2.3 Feijão azuki p.25 3.2.4 Processamentos: cozimento e germinação p. 27 3.2.4.1 Cozimento p. 27 3.2.4.2 Germinação p. 27 4. METODOLOGIA p. 29 4.1 AMOSTRAGEM p. 29 4.2 DESENHO EXPERIMENTAL p. 29 4.3 DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO CENTESIMAL p. 30 4.4 DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE ANTIOXIDANTE p. 31 4.5 ESTATÍSTICA p. 32 5. RESULTADO E DISCUSSÃO p. 33 5.1 COMPOSIÇÃO CENTESIMAL DO FEIJÃO AZUKI (Vigna angularis) p. 33 5.2 CAPACIDADE ANTIOXIDANTE TOTAL DO FEIJÃO AZUKI (Vigna angularis) CRU, COZIDO E GERMINADO p. 35 6. CONCLUSÃO p. 40 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS p. 41 11 1. INTRODUÇÃO Desde o século VI a.C, o vegetarianismo tem sido praticado em diversos países, contemplando restrições dietéticas variadas de acordo com a escolha de cada indivíduo decorrente de distintas motivações, principalmente por respeito e compaixão à vida dos animais, maior preocupação com a saúde e com o meio ambiente (LEITZMANN 2014; RODRIGUES et al., 2012). Atualmente no Brasil, 8% da população se declara vegetariana, sendo deste valor, 792.120 indivíduos em São Paulo, 632.000 no Rio de Janeiro e 350.000 em Fortaleza (IBOPE, 2012). Contudo, adeptos ao estilo de vida por questões ideológicas não estão necessariamente interessados em equilibrar a alimentação quanto aos nutrientes que se tornam mais escassos em uma alimentação sem carnes e derivados de animais (SINGH, 2003), podendo desencadear quadros de deficiências nutricionais graves em caso de não balancearem corretamente os grupos alimentares (TUCKER, 2014). Os nutrientes que se devem obter maior atenção são os micronutrientes como vitamina B12, cálcio, ferro e zinco por se apresentarem em quantidades reduzidas em dietas baseadas em vegetais (MIRANDA et al., 2013). O Guia Alimentar de Dietas Vegetarianas para Adultos, proposto pelo Departamento de Medicina e Nutrição da Sociedade Vegetariana Brasileira (SVB), recomenda o grupo das leguminosas como a melhor opção em relação a custo-benefício para suprir tais recomendações específicas (SOCIEDADE VEGETARIANA BRASILEIRA, 2012). O feijão é fonte de ferro, cálcio, magnésio, zinco, vitaminas do complexo B além de fibras e carboidratos complexos (MESQUITA et al., 2007). São considerados alimentos funcionais ou nutracêuticos por oferecerem compostos além de macro e micronutrientes com propriedades adicionais ao organismo, além de nutrir e fornecer calorias, como fibras e compostos fenólicos, possuindo ação integrativa na fisiologia humana (RIBEIRO et al., 2005). O processo de cozimento de feijões se faz necessário, previamente ao consumo, por melhorar suas propriedades sensoriais através da gelatinização do amido e melhora da aceitação pelo consumidor, além de reduzir os fatores antinutricionais e melhorar a biodisponibilidade dos nutrientes (XU; CHANG, 2009). Pelo fato do cozimento atingir elevadas temperaturas muitas vezes sem monitoramento, os polifenóis podem ter diferentes destinos, podendo ser ligados com algumas proteínas, eliminados na água de cozimento, permanecer livres, ou sofrer polimerização (SILVA, 1999). Estudos apontam evidências de 12 que o processamento térmico das leguminosas pode ter efeito negativo no seu conteúdo fitoquímico e nas propriedades bioativas. Diferentes estratégias com a tentativa de manter as propriedades bioativas das leguminosas têm sido estudadas, sendo uma delas a germinação (LÓPEZ-MARTINEZ et al., 2017). Com o objetivo de amenizar fatores antinutricionais e consequentemente aumentar a biodisponibilidade das leguminosas, a germinação vem sendo estudada como alternativa às técnicas convencionais com utilização de calor (LUO, 2013). Apesar de ser um processo mais lento, é mais econômico (LÓPEZ et al., 2013) e possibilita desencadear um complexo processo metabólico em que lipídios, carboidratos e proteínas são degradados e utilizados para mobilização de energia para o próprio desenvolvimento dos grãos. Ocorre uma diminuição do valor calórico total e aumento da razão nutriente/energia (LUO, 2013). Alterações no aumento da biodisponibilidade dos macro e micronutrientes para o organismo humano são dadas dependendo das condições de germinação, como temperatura, tempo de remolho, tipo de leguminosa, umidade e luz (MAMILLA; MISHRA, 2017). A influência das condições de germinação dificultam uma comparação direta entre os tipos de grãos, requerendo uma otimização do processo para cada tipo. Segundo Trucom (2012), o feijão azuki (Vigna angularis) juntamente do moyashi ou mungo (Vigna radiata) são os únicos tipos de feijões que possuem a opção de serem utilizados na culinária tanto por meio do cozimento quanto por meio da técnica de germinação, devido ao fato dos demais feijões quando germinados apresentarem uma quantidade residual significativa de alcalóides que os tornam tóxico para o organismo. Nesse contexto, foi considerado necessário avaliar o efeito dos processos de cozimento e germinação dos grãos do feijão azuki (Vigna angularis) sobre a composição centesimal ecapacidade antioxidante, visando à orientação de indivíduos vegetarianos em relação a uma melhor técnica de preparo para o consumo, viabilizando uma melhor adequação às suas necessidades nutricionais. 13 2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GERAL Avaliar o efeito dos processos de cozimento e germinação dos grãos de feijão azuki (Vigna angularis) sobre a composição centesimal e capacidade antioxidante. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Realizar os processos de cozimento e germinação do feijão azuki (Vigna angularis); Caracterizar o feijão azuki (Vigna angularis) cru, cozido e germinado quanto a sua composição centesimal e capacidade antioxidante; Definir o processamento do feijão azuki (Vigna angularis) que resultar em alimento com a melhor caracterização, como uma sugestão de preparo para o consumo de indivíduos vegetarianos. 14 3. REVISÃO DA LITERATURA 3.1 VEGETARIANISMO 3.1.1 Conceito O primeiro registro histórico sobre o vegetarianismo no mundo se dá no século VI aC por filósofos gregos, tendo como o pai deste movimento ético o pensador e matemático Pitágoras, que acreditava na veneração religiosa, saúde física e responsabilidade ecológica. Para ele, alimentar-se de carne interferia no alcance da “vida contemplativa” (LEITZMANN, 2014). O termo ‘vegetariano’ é derivado do latim com o significado de “forte e vigoroso” contempla restrições dietéticas variadas de acordo com a escolha de cada indivíduo (SLYWITCH, 2010). As dietas vegetarianas excluem carnes vermelhas e brancas do cardápio, podendo ser ovolactovegetariana quando inclui ovos e laticínios, lactovegetariana quando inclui apenas laticínios, ovovegetariana quando inclui apenas ovos, ou vegana, quando restringe todos os alimentos - além de cosméticos e vestimentas, que tenham tido a mínima relação com os animais, sendo também conhecida como vegetariana estrita (TEIXEIRA et al., 2007). Existe uma dificuldade em quantificar precisamente os praticantes do vegetarianismo nos dias de hoje, por conta da confusão que ocorre em relação àquilo que de fato o termo representa (RUBY, 2012). Porém, atualmente no Brasil, 8% da população se declara vegetariana, sendo deste valor 792.120 indivíduos em São Paulo, 632.000 no Rio de Janeiro e 350.000 em Fortaleza (IBOPE, 2012). Segundo estudo realizado pelo site MapaVeg a fim de mapear tal grupo característico na contemporaneidade, foram detectados mais de cinco milhões de indivíduos que se tornaram adeptos em menos de cinco anos. Nos Estados Unidos, estima-se que haja cerca de oito milhões de veganos, segundo pesquisa do Instituto Harris Interactive, e de acordo com relatórios da indústria alimentícia, o consumo per capita de carne tem reduzido intensamente desde 2009 (OBEROM, 2015). Existem diferentes argumentos entre os indivíduos que optam por uma dieta sem carnes e/ou lacticínios. Rodrigues et al. (2012) estudaram quais as motivações para a escolha do estilo de vida e os principais fatores foram respeito aos animais, maior preocupação com a saúde, proteção do meio ambiente, influência de hábitos familiares e por fim, o fator da cultura de consumo e mercado. A ética ligada à vida animal foi o argumento mais citado entre os entrevistados do estudo, seguido de maior preocupação com a saúde. 15 Adeptos mencionam o fato de que mais de 70 bilhões de animais são abatidos no mundo em matadouros a cada ano, sendo que os animais marinhos não são contabilizados neste valor. No Brasil, entre bovinos, aves e suínos são mortos mais de seis bilhões de animais de acordo com dados do IBGE (2013). A pecuária se torna ineficaz para atender demandas nutricionais, tendo em vista impactantes danos ambientais com desmatamentos e ocupação de áreas florestais, produzindo menos proteína caso a mesma área fosse dedicada à produção de proteínas vegetais (REBOUÇAS et al., 2010). O documentário “Cowspiracy: O segredo da Sustentabilidade” apresenta dados resultantes de pesquisas sobre a agropecuária intensiva e sua relação com a diminuição de recursos naturais disponíveis no planeta. Segundo o ativista e diretor do estudo Kip Andersen, 82% das crianças afetadas pela fome no mundo vivem em países nos quais os alimentos plantados são ofertados aos animais da pecuária, que são abatidos e servidos no cardápio de população de alta renda em países desenvolvidos. Apesar do relatório da Organização das Nações Unidas (ONU) de 2010, advertir: “...reduzir o consumo de produtos animais para reduzir os impactos ambientais” (OBEROM, 2015), as maiores organizações ambientalistas como Greenpeace, Sierra Club, Oceana, Surfrider e Amazon Watch continuam a ignorar tal estratégia em suas propostas sustentáveis, o que enfatiza o poder e monopólio financeiro das indústrias de criação de animais (COWSPIRACY, 2014). A questão de uma maior preocupação à saúde deve-se ao fato de que em diversos países, três quartos dos medicamentos antimicrobianos são utilizados na criação de animais destinados ao consumo humano, algo a se considerar como questão de saúde pública (ONU, 2016). Nos Estados Unidos, 1,2 milhão de toneladas de antibióticos são adicionados por ano à ração animal. Ao ingerir carnes de animais, o organismo humano absorve componentes químicos ocasionando desequilíbrios hormonais, interferências no sistema reprodutor, desenvolvimento de toxicidade e consequentemente diversos tipos de cânceres (OBEROM, 2015). Os medicamentos adicionados favorecem o desenvolvimento de resistência pelas bactérias, sendo ameaça à saúde, à produção sustentável de alimentos e ao desenvolvimento em longo prazo (ONU, 2016). Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), o conceito de ser saudável engloba todo um estilo de vida que confere à pessoa um completo bem estar físico, mental e social, não apenas o fato de estar isento de alguma enfermidade ou alteração patológica manifesta no corpo (COUCEIRO; SLYWITCH; FRANCIELE, 2008). Os indivíduos que se tornam 16 vegetarianos por questões ideológicas não estão necessariamente interessados em equilibrar a alimentação quanto aos nutrientes que se tornam mais escassos em uma alimentação sem carnes e derivados de animais (SINGH, 2003). Logo, em caso dos adeptos ao estilo de vida não balancearem corretamente os grupos alimentares, poderão desencadear quadros de deficiências nutricionais graves (TUCKER, 2014). Ainda assim, estudos demonstram a tendência de quem adota tais regimes alimentares possuir menor risco de desenvolver Doenças Crônicas Não Transmissíveis (DCNT) e uma maior qualidade e expectativa de vida (PIMENTEL, 2014). 3.1.2 Necessidades nutricionais A qualidade e quantidade de nutrientes contidos nos alimentos ingeridos avaliam padrões alimentares e a relação direta entre alimentação e saúde (VOLP et al., 2010). Os vegetarianos devem atentar às ingestões diárias de determinados nutrientes, pois dietas baseadas em vegetais podem resultar em menor oferta de aminoácidos, vitamina B12, cálcio, ferro e zinco (MIRANDA et al., 2013). Uma alimentação balanceada deve ofertar adequadamente todos os macronutrientes (proteínas, carboidratos e lipídeos) e micronutrientes (vitaminas e minerais) de acordo com a necessidade particular de cada indivíduo (ALMEIDA; FERNANDES, 2011). Dietas baseadas em vegetais oferecem maior quantitativo de carboidratos complexos ricos em fibras magnésio, potássio, folato, antioxidantes naturais tais como vitaminas C e E e fitoquímicos (provenientes de grãos integrais, hortaliças e frutas), e menor quantitativo de colesterol, ácidos graxos saturados, proteína, ferro, zinco, cálcio, vitamina D, riboflavina, vitamina B12, vitamina A, ácidos graxos ômega-3 e iodo (provenientes de queijos, ovos, manteiga, carnes animais, pescados e frutos do mar) (ADA, 2009). Contudo, estudos demonstraram adequada absorção de ferro pelosvegetarianos e veganos, associado ao dobro de ingestão de vitamina C proveniente de frutas in natura e hortaliças, como exposto por Miranda et al., (2013). Além disso, análises comparativas demonstram que populações vegetarianas apresentam a mesma prevalência de anemia que populações onívoras (COUCEIRO; SLYWITCH; FRANCIELE, 2008). Lactovegetarianos e ovovegetarianos conseguem suprir suas necessidades de vitamina B12 e cálcio através da ingestão de lacticínios e ovos, porém para os veganos é necessário o uso de alimentos fortificados, como bebidas de soja, arroz e cereais, ou suplementos farmacêuticos para atingir recomendações da vitamina B12, e aumentar a quantidade de vegetais verdes escuros como 17 brócolis, couve e espinafre para atingir recomendações de cálcio (ADA, 2009). A oferta proteica em dietas vegetarianas e veganas é reduzida, porém não são relatadas deficiências deste nutriente, tendo em vista que a população onívora usualmente excede as recomendações diárias (0,8g por kg de peso em indivíduo saudável) e pelo fato das combinações de fontes vegetais em proporções ajustadas conterem todos os aminoácidos essenciais para suprirem as necessidades (BAENA, 2015). Portanto, um planejamento dietético vegetariano bem calculado e estudado é adequado para indivíduos durante todas as fases da vida – crianças, adolescentes, adultos, gestantes, lactentes, atletas e idosos (ADA, 2009), proporcionando menor risco de desenvolvimento de sobrepeso/obesidade, doenças cardiovasculares (com menores níveis de colesterol total e lipoproteína de baixa densidade), hipertensão, diabetes mellitus (níveis de insulinas controlados), neoplasias, entre outras enfermidades (BAENA, 2015). Teixeira et al. (2007), realizaram um estudo a fim de comparar o risco de desenvolvimento de doenças cardiovasculares em vegetarianos e onívoros residentes na Grande Vitória/ES, na faixa etária de 35 e 64 anos de idade, através de um estudo de coorte histórico com 201 indivíduos com medidas bioquímicas e hemodinâmicas realizadas em uma Clínica de Investigação Cardiovascular da Universidade Federal do Espírito Santo. Participaram do ensaio clínico 67 vegetarianos adeptos há 5 anos e 134 onívoros, sendo o risco cardiovascular calculado por meio do algoritmo de Framingham. Os resultados encontrados para todas as medidas bioquímicas relacionadas ao perfil lipídico (com exceção do HDL-colesterol), ácido úrico e uréia foram menores no grupo dos vegetarianos, além de uma melhor relação sódio/potássio, concluindo que uma alimentação onívora, frequentemente com excesso de proteínas e gorduras saturadas de origem animal, pode estar associada ao desenvolvimento e agravo de DCNT especialmente doenças cardiovasculares (TEIXEIRA et al., 2007). O Guia Alimentar de Dietas Vegetarianas para Adultos proposta pelo Departamento de Medicina e Nutrição da SVB recomenda o grupo de leguminosas como a melhor opção em relação a custo-benefício para suprir recomendações diárias de micro e macronutrientes que requerem maior atenção tanto para vegetarianos quanto veganos. Por apresentar baixo custo, ser de origem vegetal e possuir elevada aceitação por todos os grupos restritos vistos até então, contribui para a adequação da ingestão de proteína, cálcio e ferro para o planejamento dietético, sem ferir crenças e ideologias (SVB, 2012). 18 3.2 FEIJÕES 3.2.1 Características gerais: importância comercial, social e nutricional As leguminosas (feijões, lentilhas, grão de bico e ervilha) são classificadas juntamente com carnes, ovos e leites como alimentos construtores e responsáveis pelo maior aporte proteico dietético e com a função de construção de tecidos no organismo (FERNANDEZ; SILVA, 2008), ganhando interesse como o grupo de maior importância na promoção da saúde para a população de países em desenvolvimento (TARZI, et al., 2012; DUEÑAS et al., 2016). Segundo dados da POF de 2008-2009, a média do consumo per capita de feijão é de 182,9 g/dia, sendo que no Brasil, 72,8% da população apresenta este hábito alimentar diariamente (IBGE, 2011). A produção média anual de feijão no Brasil corresponde a 3,4 milhões de toneladas, segundo a base de dados da Companhia Nacional de Abastecimento (Conab), e a previsão é de que essa quantidade possa atingir o valor de 3,8 milhões de toneladas nos anos 6de 2017/18 (CONAB, 2016; GASQUES; BASTOS, 2007). De acordo com o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), o cultivo dessa leguminosa é realizado em três etapas, sendo a primeira safra das “águas” com o plantio nos meses de agosto a dezembro, quando o clima está favorecido pelo alto índice de chuvas na região Centro-Sul. A segunda colheita ocorre de dezembro a março durante um período de “seca” com menor índice de chuvas. E a terceira safra “irrigada” acontece o plantio de abril a junho e a colheita de julho a outubro, com maior concentração na região Centro-Sul. Independente da etapa, a colheita do feijão pode ser realizada após 90 dias de plantio (SOUZA, 2016; WANDER, 2007). O feijão é um dos pratos mais tradicionais brasileiros e constitui a principal fonte de aminoácidos para as populações, principalmente, de baixa renda, se destacando quanto à importância nutricional, econômica e social. São importantes fontes de micronutrientes como ferro, cálcio, magnésio, zinco, vitaminas do complexo B além de fibras e carboidratos complexos (MESQUITA et al., 2007). Souza et al.(2016), realizaram um estudo com o objetivo de descrever o perfil de ingestão de macro e micronutrientes de adolescentes de 12 a 17 anos de escolas públicas e privadas em 124 diferentes cidades brasileiras. Os 102.327 jovens participantes do estudo se enquadravam no Estudo Brasileiro de Riscos Cardiovasculares em Adolescentes (ERICA) e responderam a questionários contendo cerca de 100 perguntas abrangendo aspectos sociodemográficos, de saúde e de estilo de vida e acessaram a um coletor eletrônico de dados pessoais. O resultado encontrado foi de que entre 19 os 20 alimentos mais consumidos, entre os dois grupos de diferentes idades e sexos, foram arroz (82%) e feijões e outras leguminosas (68%) o que enfatiza a importância destes grupos alimentares estarem sendo cada vez mais estudados, atualizados e discutidos. Todavia, a proteína presente na composição dos cereais e das leguminosas é deficiente em pelo menos um dos aminoácidos essenciais. Esses aminoácidos são classificados como limitantes por se encontrarem presentes abaixo dos níveis ideais de uma proteína considerada de alto valor biológico e de referência. Enquanto os cereais possuem quantidade reduzida de lisina e ricas em metionina, as leguminosas são deficientes em metionina e ricas em lisina, portanto, se faz necessária a combinação desses dois grupos alimentares na mesma refeição para obtenção de um conteúdo proteico ideal, proveniente de fontes vegetais (DAMODARAN; PARKIN; FENNEMA, 2010). As leguminosas também se encontram junto com os cereais na base da pirâmide do guia alimentar vegetariano elaborado pela Universidade de Lima, no sul da Califórnia (COUCEIRO; SLYWITCH; FRANCIELE, 2008), evidenciando sua relevância no planejamento dietético de tal grupo. A SVB (2012) disponibiliza em seu web site informações para substituições de carnes por leguminosas (tabela 1), que servem como instrumento para facilitar o estudo e planejamento dietético para profissionais nutricionistas. Tabela 1: Equivalência de substituições de carnes por feijões Carne Quantidade (190kcal) Feijões Quantidade (190kcal) Bife grelhado 64 g ou 1 unidade Lentilha cozida 168g ou 7 colheres de sopa Carne cozida 80 g ou 4 pedaços pequenos Grão de bico cozido 126 g ou 5 ¼ colheres de sopa Carne moída refogada 63 g ou 3 ½ colher de sopa Soja cozida (grãos) 150,5 g ou 5 ¼ colheres de sopa Espetinho de carne 92 g ou 2 unidades Feijão cozido(apenas os grãos) 175 g ou 7 colheres de sopa Frango, filé grelhado 100 g ou 1 unidade Ervilha seca cozida 253,7 g ou 8 ¾ colheres de sopa Salsicha 60 g ou ½ unidade Feijão branco cozido 168 g ou 5 ¼ colheres de sopa Fonte: Sociedade Vegetariana Brasileira 20 Figura 1: Variedades de feijões (Fonte: Google images) Outra característica marcante nos feijões é o elevado nível de fatores antinutricionais como o ácido fítico, presente naturalmente nos vegetais como leguminosas e amiláceos. Dado composto exerce efeito na redução do risco de câncer de cólon e mama (FURTADO; TRIGUEIRO; GÓES, 2003), porém o mesmo também atua como agente quelante, ou seja, se liga a proteínas e minerais dietéticos formando complexos insolúveis biologicamente indisponíveis (URBANO et al., 2000). Técnicas dietéticas como remolho e embebidação realizadas previamente aos diversos processamentos aplicados aos feijões eliminam os fatores antinutricionais (FURTADO; TRIGUEIRO; GÓES, 2003). Os feijões também podem ser considerados alimentos funcionais ou nutracêuticos, por oferecerem compostos além dos macro e micronutrientes, como fibras e compostos bioativos, com propriedades além de nutrir e fornecer calorias, possuindo ação integrativa na fisiologia humana. Ao serem assimilados, cada componente presente na composição atua direta e especificamente nos sistemas químicos e biológicos do corpo, sendo necessário avaliar as distintas condições envolvidas como individualidade, biodisponibilidade dos nutrientes e diferentes modos de preparo em relação aos benefícios oferecidos à saúde (RIBEIRO, 2007). 3.2.2 Efeitos do feijão para a saúde Entre os alimentos consumidos rotineiramente pelos brasileiros, o feijão é o que oferece o maior aporte de fibras. Esta substância nutracêutica interfere em diversos efeitos 21 metabólicos, como no aumento do tempo do esvaziamento gástrico e consequente maior saciedade do indivíduo, diminuição do índice glicêmico na corrente sanguínea, aumento do volume do bolo fecal e regularização do trânsito intestinal (MATTOS; MARTINS, 2000). Portanto seu consumo se torna relevante no tratamento dietético de diferentes enfermidades, principalmente na prevenção de DCNT como complicações cardiovasculares, promovendo saúde e bem estar para a população. Estudos associam o consumo de feijão e a diminuição do risco de doenças cardiovasculares, o controle da glicemia e do diabetes e a redução do risco de câncer de pâncreas, rim e mama, principalmente pela presença de compostos bioativos no feijão. Os peptídeos contidos nos grãos possuem ação anti-hipertensiva, imunomoduladora, citomoduladora, antimicrobiana e antitrombótica. A ação anti-hiptertensiva se deve a inibição da enzima conversora de angiotensina (ECA) que catalisa a conversão de angiotensina I para ação vasoconstritora da angiotensina II (MAMILLA; MISHRA, 2017). Nos feijões são identificados diversos compostos fenólicos, como taninos, ácidos fenólicos e flavonóides que atuam na prevenção de desenvolvimento de diabetes mellitus tipo II por meio do seu efeito antioxidante (SOUZA, 2016; MESSINA, 2014; LÓPEZ et al., 2013). 3.2.2.1 Atividade antioxidante Todos os animais e plantas requerem oxigênio para realização de seus processos metabólicos vitais, exceto os organismos especialmente adaptados para viver sob condições anaeróbicas. As espécies reativas de oxigênio são produtos biológicos do processo de respiração celular e podem formar os denominados radicais livres: átomos, moléculas ou íons que possuem um ou mais elétrons livres na sua órbita externa. Essas partículas constituídas de elétrons livres, ou não parelhados, possuem instabilidade elétrica com grande potencial reativo. São agentes oxidantes e desempenham importante papel para a fisiologia celular como ativador de vias de sinalizações, regulador de tônus musculares, sensor de alterações da concentração de oxigênio, mensurador de reações de redox, influenciando no crescimento, inflamação apoptose e fibrose (KUSS, 2005; CASTRO, 2010). Porém, fatores externos adversos como poluição do ar e da água, radiação excessiva, tabagismo, anestésicos e pesticidas podem acelerar o processo de oxidação, gerar desequilíbrios nas funções orgânicas originais e elevar ao estresse oxidativo, ou seja, quando o potencial oxidante prevalece sobre as moléculas antioxidantes, desenvolvendo enfermidades para o organismo tais como aterosclerose, diabetes, artrite, doenças cardiovasculares, 22 envelhecimento celular e, principalmente, variados tipos de cânceres (figura 2). Os radicais livres em excesso oxidam ácidos graxos poliinsaturados (PUFA) das membranas plasmáticas celulares, alterando sua fluidez e permeabilidade levando à apoptose celular (comprometendo bombas NA/K e Ca/Mg); ativando e inativando enzimas através da interação com aminoácidos, fragmentando proteínas; alterando moléculas de ácidos nucleicos e acarretando graves mutações genéticas (ACHKAR et al., 2013; CASTRO, 2010). Figura 2: Doenças associadas aos radicais livres (Fonte: RENZ, 2003) Ao longo da evolução e adaptação, o organismo humano desenvolveu seu mecanismo inato de defesa antioxidante, organizado por um complexo de inúmeras enzimas e moléculas de eliminação, participantes de reações específicas de neutralização e transformação dos radicais livres em moléculas inócuas para o sistema (VAZIRI, 2008). Os compostos antioxidantes podem ser divididos em enzimáticos e em não enzimáticos, sendo os enzimáticos endógenos atuando neutralizando os radicais livres, constituído pelas enzimas glutationa-perodixase, catalase, metionina-catalase, superóxido-dismutase e a n-acetilcisteína, enquanto os antioxidantes não enzimáticos são exógenos obtidos através da alimentação, como o ácido ascórbico (vitamina C), os flavonoides, β-caroteno, α-tocoferol, zinco, manganês, cobre e selênio. Também podem ser classificados por defesa primária (complexos antioxidantes, como as vitaminas E, A e C, selênio, glutationa, ácido úrico e enzimas varredoras como superóxido-dismutase, catalase e peroxidase) e defesa secundária (enzimas 23 lipolíticas, fosfolipases, enzimas proteolíticas, enzimas reparadoras de DNA, endonucleases) (ZIMMERMANN; KIRSTEN, 2008). Nas figuras 3e 4estão listadas as espécies reativas de oxigênio mais comumente encontradas na natureza. Figura 3: Espécies reativas de oxigênio (EROs) (Fonte: KUSS, 2005) Figura 4: EROs e antioxidantes (Fonte: RENZ, 2003) 24 Quando uma molécula antioxidante reage com um radical livre, ela torna-se mais um radical livre que também necessitará ser neutralizada por outra molécula ou enzima antioxidante, ou seja, um consumo exacerbado de antioxidantes pode agravar ainda mais os níveis de estresse oxidativo, enfatizando a importância do equilíbrio da alimentação e no estilo de vida para conservação da saúde e prevenção de enfermidades (CASTRO, 2010). Os grãos das leguminosas possuem além de seu valor nutricional, metabólitos secundários: os fitoquímicos, em especial os compostos fenólicos que desempenham a função de agentes protetores contra microorganismos patógenos, raio ultravioleta (UV), e atuam na adaptação às condições climáticas e crescimentos adversos (RANILLA, 2008). Os compostos fenólicos são produtos do metabolismo secundário de plantas derivados dos aminoácidos essenciais fenilalanina e em menor proporção da tirosina. Em alimentos, contribuem por estabelecer amargor, adstringência, cor, flavour e odor, além de possuírem grande importância para produtores, processadores e consumidores por conta da capacidade de proteção à saúde e propriedades antinutricionais de outros fenólicos (SHAHIDI; NACZK, 2004). Todos os compostos fenólicos são originados do mesmo composto químico orgânico fenilpropanol (C6-C3) e se dividem em dois grandes grupos: os flavonoides e os não flavonoides (RANILLA,2008). Os flavonoides em geral, os ácidos fenólicos e os taninos condensados se encontram mais comumente encontrados em grãos de leguminosas como o feijão (SOUZA, 2016). Figura 5: Estrutura básica dos flavonoides (Fonte: RODRIGUES, 2009) Atividades antioxidantes foram relatadas em diferentes espécies de ervilhas, e feijões como o branco, verde, vermelho, caupi e azuki. Amarowicz; Estrella; Troszynksa (2008), investigaram a capacidade antioxidante e frações de baixo peso molecular de taninos tanto em extratos quanto em grãos crus de feijão azuki, encontrando valores significativos para ambos os resultados. Os compostos mais detectados foram ácido protocatecuico, catequina glucósida (catechin glucoside), aldeído protocatecuico, dímero de procianidina e triptofano, enfatizando 25 esta espécie de feijão como valiosa para inclusão na dieta e para produção de antioxidantes naturais (AMAROWICZ; ESTRELLA; TROSZYNKSA, 2008). 3.2.3 Feijão azuki O feijão azuki (Vigna Angularis) é original da China e foi introduzido no Japão há mais de 1000 anos atrás. Pertence à família Fabaceae, tribo Phaseoleae, sub-tribo Phaseolinae, gênero Vigna savi, subgênero Ceratopteris, espécie Vigna angularis (YOUSIF; KATO, 2007). Sua filogenética está intimamente relacionada com gêneros de importância agrícola como Cajanus, Glycine e Phaseolus, se fazendo uma das características mais atrativas da espécie Vigna, por vasta diversidade genética entre espécies selvagens, sendo altamente tolerantes às adversidades como solo alcalino e seco, inundações, pragas e doenças (SAKAI et al., 2016). Esta leguminosa granífera se adapta bem ao clima tropical, quente e seco do Brasil, e seu consumo vem aumentando nos últimos anos sendo encontrado com mais facilidade em mercados comuns, apesar de não haver uma estatística precisa de quantitativo de produção deste tipo de feijão no país (VIEIRA, 2002). A qualidade do grão se dá pela uniformidade da cor que varia entre diferentes tonalidades de vermelho para marrom, e preto para verde. Essa variedade de cores é decorrente das diferentes condições regionais de cultivo e técnicas agropecuárias (YOUSIF; KATO, 2007). A composição centesimal sofre variações com sua mensuração de acordo com o solo cultivado. Na tabela 2 encontram-se os aminoácidos e minerais contidos usualmente nos grãos de feijões azuki. Tabela 2: Aminoácidos e minerais contidos no feijão azuki Aminoácido g/16g Nitrogênio Mineral ppm BS* Císteina 2,02 Fósforo 4787 Ãcido aspártico 11,33 Potássio 12915 Treonina 3,74 Cálcio 705 Serina 4,53 Magnésio 1530 Ácido glutâmico 17,70 Alumínio 11 Prolina 5,51 Ferro 60 Glicina 3,74 Manganês 14 Alanina 4,10 Zinco 35 Valina 5,63 Cobre 11 26 Metionina 1,78 Boro 13 Metionina e cisteína 2,79 Chumbo 0 Isoleucina 5,02 Níquel 2 Leucina 8,70 Cromo 0 Tirosina 3,31 Cádmio 0 Fenilalanina 6,31 Fenilalanina e tirosina 9,62 Histidina 3,55 Lisina 8,45 Amônia 1,71 Arginina 7,78 Triptofano 0 Nitrogênio recuperado 90,9 BS: Base seca Fonte: YOUSIF; KATO, 2007 Além dos aminoácidos e minerais, também é fonte de vitamina A, B9 e folato (YOUSIF; KATO, 2007). O feijão azuki tem sido utilizado como uma nova alternativa para tratamentos fitoterápicos, ou seja, terapia elaborada utilizando exclusivamente plantas como matérias-primas para fins profiláticos, cura ou de diagnósticos que levam a um benefício pessoal. Componentes bioquímicos característicos do feijão azuki previnem doenças renais crônicas, reduzindo níveis séricos de ácido úrico, uréia e creatinina, além de atuarem na prevenção de danos oxidativos hepáticos e reduzirem níveis séricos de glicose por inibirem a enzima α-glicosidade, que está envolvida no processo de digestão de carboidratos (BORACHO, 2016; HAN et al., 2004). Estudos in vivo com o extrato dessa espécie de leguminosa também demonstraram efeitos na inibição de desenvolvimento de lesões cutâneas, com redução de mastócitos na pele com resultados sugerindo uma alternativa terapêutica eficaz à dermatite atópica (BORACHO, 2016). Para o consumo humano é necessário realizar algum processamentos prévio como cozimento ou germinação, devido à rígida estrutura dos grãos e à presença de fatores antinutricionais que devem ser removidos ou amenizados (LÓPEZ et al., 2013). Segundo Trucom (2012), o feijão azuki (Vigna angularis) juntamente do moyashi ou mungo (Vigna radiata) são os únicos feijões que possuem a opção de serem utilizados na culinária tanto por meio da germinação quanto por cozimento, devido ao fato dos demais tipos de feijões quando germinados apresentarem uma quantidade residual 27 significativa de alcalóides que se torna tóxico para o organismo. 3.2.4 Processamentos do feijão azuki: cozimento e germinação 3.2.4.1 Cozimento A técnica de cozimento consiste na aplicação de calor úmido através de água e fogo, energia elétrica ou micro-ondas (COELHO et al., 2009). Também pode ser realizada por tostas, vaporizações, fervuras ou autoclavagem (LÓPEZ-MARTINEZ et al., 2017). O tratamento térmico pode ser feito tanto em escala doméstica (cozimento por ebulição na panela com ou sem pressão) ou industrial (esterilização convencional/apertização) (PEDROSA et al., 2015). Este processo se faz necessário previamente ao consumo de leguminosas por melhorar as propriedades sensoriais, através da gelatinização do amido e melhorar a aceitação pelo consumidor, além de reduzir os fatores antinutricionais e melhorar a biodisponibilidade dos nutrientes (XU; CHANG, 2009). Pelo fato do cozimento atingir elevadas temperaturas muitas vezes sem monitoramento, os polifenóis contidos podem obter diferentes destinos, podendo ser ligados com algumas proteínas, eliminados na água de cozimento, permanecerem livres, ou sofrerem polimerização (SILVA, 1999). Existem evidências de que o processamento térmico das leguminosas pode ter efeito negativo no seu conteúdo fitoquímico e nas propriedades bioativas, porém mais pesquisas precisam ser realizadas levando em consideração diversos fatores como o fato dos grãos terem sido submetidos a remolho prévio ou não, tempo de cozimento, temperatura, bioacessibilidade. Enquanto atualmente uma diferente estratégia vem sido empregada com o objetivo de preservar propriedades bioativas das leguminosas, sendo uma delas a germinação (LÓPEZ-MARTINEZ et al., 2017). 3.2.4.2 Germinação A germinação é um processo fisiológico influenciado por fatores internos e externos, englobando quatro fases: embebidação da água, alongamento das células, divisão celular e diferenciação das células em tecidos. Do ponto de vista bioquímico, pode ser descrito como sendo composto das seguintes fases: reidratação, aumento da respiração, formação de enzimas, digestão enzimática de reservas, mobilização e transporte de reservas, assimilação metabólica e crescimento e diferenciação dos tecidos (TAIZ; ZEIGER, 1998; SILVA, 2011). Os tempos e temperaturas da água de remolho variam de cada alimento e de acordo com o uso 28 previsto. Em geral, frutos secos, sementes, cereais e grãos ficam aproximadamente de 6 a 12 horas submersos em água. A germinação modifica a estrutura física da matéria em questão, ou seja, sementes rígidas são transformadas em brotos, os quais são inseridos no grupo das hortaliças. Frente essa mudança, muda-se também a maneira como esse alimento deve ser consumido, podendo ser de forma individualizada, juntamente de outros vegetais em saladas ou de frutas em sucos (MARCIO, 2005). Estudos confirmam benefícios da germinação os quais incluem aumento do teor de ácido ascórbico, hidrolise de oligossacarídeos rafinose e estaquiose que estão relacionados a desconfortos de flatulências e um decréscimo no conteúdo de fitato, aumentando a biodisponibilidade nutricional do grão (SILVA, 2011). A denominada “Alimentação Viva” foi difundida pelos vegetarianoscom ampla utilização de grãos germinados e brotos, sem sofrer qualquer processo de industrialização ou cozimento (SOARES, 2012). Os “alimentos vivos” contêm as enzimas naturais e intactas, sem quaisquer interferências por irradiação, uso de pesticidas, micro-ondas ou modificações genéticas (COUSENS, 2011). A germinação é um processo mais lento e que necessita maior atenção à higiene, porém mais econômico (LÓPEZ et al., 2013) e possibilita desencadear um complexo processo metabólico em que lipídios, carboidratos e proteínas são degradados e utilizados para mobilização de energia no próprio desenvolvimento dos grãos. Ocorre uma diminuição do valor calórico total e aumento da razão nutriente/energia (LUO, 2013). Alterações no aumento da biodisponibilidade dos macro e micronutrientes para o organismo humano são dadas dependendo das condições como temperatura, tempo de remolho, tipo de leguminosa, umidade e luz (MAMILLA; MISHRA, 2017). Isso significa que uma otimização do monitoramento deve ser realizada. O fator antinutricional mais presente nos feijões é o ácido fítico (FURTADO; TRIGUEIRO; GÓES, 2003), sua estrutura química, hexafosfato de mioinositol, é considerada a forma de armazenamento primária do grão, possui seis átomos de fósforo responsáveis pelo estoque energético no estado adormecido (cru), que a partir do momento que se encontra em condições favoráveis para germinar passa a ser desfosforilado por ação de enzimas fitases endógenas e utilizado como substrato para desenvolver sua estrutura, realizar o processo de fotossíntese, além de tornar os nutrientes mais biodisponíveis (SLYWITCH, 2015). Com o objetivo de amenizar fatores antinutricionais e consequentemente aumentar a biodisponibilidade de nutrientes nas leguminosas, esta técnica dietética foi estudada como alternativa às técnicas convencionais com utilização de calor (LUO, 2013). 29 4. METODOLOGIA 4.1 AMOSTRAGEM O feijão azuki (Vigna angularis) foi adquirido a granel em estabelecimento comercial localizado no município de Niterói, RJ. Os grãos foram homogeneizados e as alíquotas repartidas por meio da técnica de quarteamento (Adolto Lutz, 2008). 4.2 DESENHO EXPERIMENTAL Os feijões foram divididos em 2 processamentos: cozimento e germinação. O feijão azuki cru foi utilizado como controle para ambos. Cada processamento foi realizado em triplicata de 200 g de feijão azuki e 400 mL de água destilada, resultando na proporção (1:2 feijão/água, m/v). Previamente ao cozimento, foi realizado o processo de remolho, onde o feijão foi imerso em água limpa na proporção de 1:2 (feijão:água, m/v), em temperatura ambiente por 16 horas. Após este período, a água utilizada no procedimento foi descartada. O cozimento foi realizado em panela convencional sem pressão, cozinhando até a água secar por completo, decorrendo 40 minutos. Esta contagem de tempo foi iniciada a partir do momento que a água entrou em processo de ebulição No processo de germinação, os grãos foram lavados postos imersos em água limpa na proporção 1:2 (feijão; água) em um refratário de vidro por 10 horas, em temperatura ambiente. Depois, lavados em água corrente e deixados escorridos no refratário de vidro embrulhado com pano úmido na geladeira por três dias como descreve Gonzalez (2008). Posteriormente, todas as alíquotas foram congeladas, liofilizadas (Labconco Freezone®, -50°C e 0,025 mbar de pressão durante sete dias) e moídas (Moinho de facas, SOLAB®, SL-31), exceto as alíquotas que foram utilizadas para a determinação da composição centesimal. 30 Figura 6: Fluxograma de processamento do feijão azuki 4.3 DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO CENTESIMAL As análises de composição centesimal das amostras foram realizadas de acordo com os métodos do Instituto Adolfo Lutz (2008). Teor de umidade por secagem em estufa a 105 °C (FANEM®, modelo 315), resíduo mineral fixo em mufla a 550 °C (FANEM®, modelo 412), lipídeos pelo método Soxhlet (SOLAB®, SL 203) com éter de petróleo como solvente de extração, proteínas pelo método de Kjeldahl (SOLAB® 74) e carboidratos por diferença de 100 com o somatório de umidade, cinzas, lipídeos e proteínas (ADOLFO LUTZ, 2008). As análises foram feitas em triplicata no feijão cru, cozido e germinado. 31 Figura 7: Amostras dos grãos de feijão azuki crus, cozidos e germinados em triplicata antes e depois da análise de umidade. (Fonte: arquivo pessoal) 4.4 DETERMINAÇÃO DE CAPACIDADE ANTIOXIDANTE TOTAL A Capacidade Antioxidante Total (CAT) das amostras foi determinada por meio dos ensaios de TEAC (sigla em inglês para “Trolox Equivalent Antioxidant Capacity”), ORAC (sigla em inglês “Oxygen Radical Antioxidant Capacity”) e Folin-Ciocalteu nos extratos metanólicos. Os extratos metanólicos foram obtidos por meio da extração das amostras liofilizadas (0,25 g) com 10 mL de solução metanólica gelada (metanol:água, 80:20 v/v) por 2h em equipamento Shaker (Lucadema®) à 120 rpm, ao abrigo da luz. Após, a solução foi centrifugada (Centrífuga Bioridge, TG1850-WS) à 4200 RPM durante 5 minutos à 5°C. O sobrenadante foi removido e a extração repetida mais duas vezes. Os sobrenadantes de ambas extrações foram reunidos em balão volumétrico de 50 mL e avolumados com metanol 80% (v:v). Então foram armazenados à -20°C até as análises. O ensaio de TEAC foi realizado em espectrofotômetro (UV-2600, Shimadzu) a 734 nm. Para a realização do ensaio, 3 mL do radical ABTS●+ (2,2’-azino-bis (3- etilbenzenotiazolin)-6-ácido sulfônico) previamente formado e dissolvido em etanol, reagiu com 30 μL da solução de amostras ou de padrão. A reação foi monitorada por 4 minutos e a diferença entre o tempo inicial e o tempo final foi calculada. A quantificação da CAT das amostras foi realizada por calibração externa com o padrão de trolox (ácido 2-carboxílico-6- hidroxi-2,5,7,8-tetrametilcromano) em concentrações variando de 0,02 a 0,75 mM. Os 32 resultados foram expressos como μmol de equivalente de trolox (ET) por g de amostra em base seca (b.s.) (ZULUETA; ESTEVE; FRÍGOLA, 2009). O ensaio de ORAC foi realizado em leitor de microplacas (Fluostar OPTIMA) com detector de fluorescência (com excitação em 485 nm e emissão em 520 nm). Para as análises, 20 μL de amostras apropriadamente diluída, branco (tampão fosfato salino 75 mM, pH 7.4 - PBS) ou padrão (trolox) foram misturados a 120 μL de fluoresceína (sonda, 116,18 nM, em PBS). As soluções de amostras, branco e padrões foram equilibradas a 37 °C por 20 minutos e 60 μL do gerador de radicais AAPH (dicloreto de 2,2’-azobis (2-amidinopropano)) foi adicionado para iniciar a reação de oxidação. A fluorescência foi lida a cada 90 segundos até cessar a degradação da fluoresceína. A partir dos dados de queda de fluorescência foi calculada a área abaixo da curva (AUC) das amostras, do branco e dos padrões. A CAT foi determinada plotando-se a diferença entre a AUC da amostra e a do branco com a diferença entre a AUC do padrão e a do branco. Os resultados foram expressos em μmol de ET por g b.s (ZULUETA; ESTEVE; FRÍGOLA, 2009). O ensaio Folin Ciocalteau é utilizado há muitos anos para a determinação do teor de compostos fenólicos totais das amostras, contudo como o seu mecanismo básico é uma reação de oxidação/redução, tal ensaio é recomendado para a determinação da CAT em alimentos (HUAG et al., 2005). O ensaio de Folin-Ciocalteu foi realizado com 600 μL de cada extrato, adicionados de 300 μL de reagente de Folin-Ciocalteu, 4200 μL de água destilada e, agitados por 30 segundos em vórtex. Em seguida, foram adicionados 900 μL de carbonato de sódio (20 % m/v), e a reação ocorreu em banho de água a 40 °C durante 30 minutos. A determinação da CAT foi realizada por espectrofotometria (UV-2600, Shimadzu) a 765 nm. Os resultados foram quantificados por meio de calibração externa com padrão de ácido gálico em concentrações de 5,10, 20, 30, 40, 50 e 60 μg/ mL. Os resultados foram expressos como mg de equivalentes de ácido gálico (EAG)/ 100 g de amostra em b.s (SINGLETON; ORTHOFER; LAMUELA-RAVENTOS, 1999). Todas as análises foram realizadas em triplicata. 4.5 ANÁLISE ESTATÍSTICA Os resultados foram expressos através da estatística descritiva como média e desvio padrão. Análise de variância (ANOVA) one-way, seguida do teste de Tukey foi utilizada para investigar o efeito do cozimento e da germinação para as alterações na composição centesimal e na CAT. Foram considerados significativos valores com p < 0,05. As análises estatísticas foram realizadas com auxílio do software GraphPad Prisma 5.0. 33 5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 5.1 COMPOSIÇÃO CENTESIMAL A análise de composição centesimal resulta na apresentação da proporção de nutrientes em 100 g de amostra homogênea de feijão azuki, expressando portanto seu valor nutritivo e valor calórico. A tabela 3 apresenta os dados da composição centesimal do feijão azuki cru e após os processamentos de cozimento e/ou germinação. Tabela 3. Composição centesimal (g/100 g em base seca) do grão de feijão azuki (Vigna angularis) cru, cozido e germinado. Composição centesimal Feijão cru Feijão cozido Feijão germinado Umidade 9,57 ± 1,2ª 66,7 ± 0,03 b 58,26 ± 1,19 c Cinzas 3,92 ± 0,16 a 3,10 ± 0,54 ab 2,43 ± 0,12 b Proteína 31,89 ± 0,43 a 29,07 ± 1,31 b 25,44 ± 1,08 c Lipídeos 0,16 ± 0,09 a 1,61 ± 0,23 b 0,39 ± 0,05 a Carboidratos 64,01 ± 0,61 a 66,1 ± 1,75 a 71,7 ± 1,16 b Valores expressos como média ± desvio padrão de triplicata. Letras sobrescritas diferentes nas linhas representam diferença significativa entre as amostras (p < 0,05). ANOVA one-way seguida do teste de Tukey. Após cozinhar e germinar, os grãos aumentaram seus teores de umidade obtendo diferença significativa entre os processamentos devido ao contato com a água e sua incorporação durante os processamentos de remolho e cozimento para os cozidos e embebidação para os germinados (VILLELA; NOVEMBRE; MARCOS FILHO, 2007). O fato do grupo de grãos cozidos apresentarem teor de umidade mais elevado em comparação aos demais pode ser explicado pelo fato de haver maior absorção de água no processo de gelatinização do amido durante o cozimento. Com o objetivo de avaliar o comportamento dos compostos fenólicos (CF) solúveis e insolúveis durante os processamentos domésticos, Silva (2016) analisou feijões pretos em estados crus e cozidos em diferentes condições de remolho, encontrando aumento de umidade em todos os grupos de grãos cozidos comparados aos crus. Estudos com análises quanto à composição centesimal dos feijões do tipo verde, branco, mulatinho, nas formas in natura e germinados, obtiveram crescentes teores de umidade na maioria dos grãos submetidos ao processamento de germinação (SILVA, 2011). 34 Os grãos crus apresentaram maior teor de cinzas, não havendo diferença significativa entre os grupos cozidos e germinados. O fato do grupo dos grãos em estado cru não ter sido submetido a nenhuma etapa prévia de remolho ou embebidação, torna a possibilidade de menor perda de minerais pelas águas descartadas, portanto maior retenção dos mesmos em sua estrutura. Souza (2016) e Miller (1996) relatam o mesmo comportamento em suas análises, com diminuição de cinzas e minerais durante o processo de remolho devido sua hidrossolubilidade e consequente lixiviação. Outros estudos analisaram efeitos da etapa de remolho para a qualidade nutricional de leguminosas e também relataram diminuição de teor de cinzas após remolho e cozimento (SOUZA, 2016; WANG et al., 2016; MECHI; CANIATTI-BRAZACA; ARTHUR, 2005). Os grãos crus apresentaram o maior teor de proteína, seguidos dos cozidos e por fim dos germinados. O fato dos grãos crus não terem sido submetidos a etapa de hidratação explica o fato de possuir maior teor proteico retido em sua estrutura. Porém, diferentemente, o aumento do teor proteico total após cozimento foi observado por Wang et al., (2016), demonstrando a liberação da matriz alimentar de compostos nitrogenados proteicos e não proteicos (tais como nitrogênio vindo das purinas presentes nos feijões) que são detectáveis pelo método de Kjeldhal. Kakade; Evans (1966) em seus estudos com feijões germinados, observou que o teor de proteína primeiro diminuía na fase de embebidação e depois aumentava durante a germinação no período de 1 a 4 dias, encontrando no último dia um teor aumentado no grão germinado, sendo conciliável com a tabela 3, tendo em vista que no presente estudo, os grãos germinados foram analisados no início do terceiro dia de germinação. Mostafa; Rahma (1987) verificaram aumento do conteúdo de proteínas em sementes de soja durante o processo de germinação com o total de 6 dias, atribuindo-o à oxidação e ao consumo de outras classes ao longo dos dias do processo germinativo. Donkor et al., 2012 também observou um aumento do teor de aminoácidos apenas após o quinto dia de germinação de grãos de centeio e sorgo. Khalil (2006) explica que o aumento de proteína durante o processo de germinação se deve ao fato dos carboidratos diminuírem durante esse período, pela utilização destes pela germinação, como fonte de energia. Martinez et al., (2011) expõe em sua pesquisa com germinados uma redução gradativa na atividade inibitória de tripsina, a qual também contribui para a elevação da digestibilidade de suas proteínas. Diversos estudos relatam que, durante a germinação, também ocorre aumento da atividade da enzima fitase, contribuindo para a redução do ácido fítico, com possível aumento na disponibilidade de minerais, vitaminas e proteínas (MARTINEZ et al., 2011). 35 Segundo os dados da tabela 3, houve diferença significativa nos valores de lipídeos entre feijão cru e cozido, não houve diferença significativa entre cru e germinado e houve diferença significativa entre cozido e germinado. Com o objetivo de verificar efeito da germinação e temperatura de processamento na composição nutricional de dietas crudívoras, Fiori (2014) analisou e comparou a composição centesimal de lentilha e amendoim crus e germinados, encontrando teores de extrato etéreo reduzidos nos germinados, observando essa diminuição como uma consequência da diluição em função do aumento da umidade. No dado estudo, o grupo dos feijões azuki germinados obtiveram o menor teor de lipídeos comparado ao grupo dos cozidos, porém maior teor quando comparado com os crus. Depois de germinadas, as sementes metabolizam os trigliceróis armazenados, convertendo-os em carboidratos, pois as plantas não dispõem de mecanismos de transporte de gorduras do endosperma para os tecidos radiculares e órgãos aéreos da plântula (TAIZ; ZEIGER, 2004). Portanto a germinação resulta em menor teor de lipídeos presentes, comparados ao processo de cozimento devido à mobilização das reservas nutricionais das sementes durante o processo germinativo. A tabela 3 demonstra que o grupo de grão germinado obteve o maior teor de carboidrato e que não houve diferença significativa entre os valores dos grupos de feijão cru e cozido. Duque; Pessanha; Queiroz (1987), demonstram que as substancias de reserva, no caso o amido nos grãos, se transformam em compostos mais simples e prontamente utilizáveis como açúcares mono e dissacararídeos explicando o fato de algumas substancias diminuírem com o tempo de germinação. Miranda; Dash (2002), analisaram a composição de carboidratos em grãos de trigo crus e germinados em diferentes tempos e seus resultados foram que quanto maior o tempo de germinação do grão, menor o teor de carboidrato, justamente pela utilização do amido como substrato para geração de energia. Porém, ao mesmo tempo em que os carboidratos são utilizados como energia, os trigliceróis armazenados também são transformados em carboidratos pelo fato das plantas não obteremmecanismos de transportes lipídicos, como expos Taiz; Zeiger (2004). Portanto, o carboidrato consumido no processo, é reposto pela conversão dos triglicerídeos, sendo necessários estudos mais detalhados para avaliar influência de tal relação de consumo/conversão dos nutrientes e final composição. 5.2 CAPACIDADE ANTIOXIDANTE TOTAL DO FEIJÃO AZUKI (Vigna angularis) CRU, COZIDO E GERMINADO 36 Conforme descrito na metodologia, os ensaios TEAC (sigla do ingles “Trolox Equivalent Antioxidant Capacity”), ORAC (sigla do inglês “Oxygen Radical Antioxidant Capacity”) e Folin-Ciocalteu foram realizados para avaliação da capacidade antioxidante. Os ensaios de TEAC e Folin-Ciocalteu se baseiam no mecanismo de transferência de elétrons, quando ocorre a redução do oxidante, ou seja, na capacidade do antioxidante de doar elétrons para o oxidante que se reduz e não reage mais. Existe uma participação marginal do mecanismo de transferência de hidrogênio (SOUZA, 2016; HUAG; OU; PRIOR, 2005; WU; SCHAICH, 2005). A figura 8 demonstra os resultados do ensaio de TEAC, os grãos crus apresentaram o maior teor de CAT com 100,27 μmol ET/g b.s, enquanto o cozido apresentou o menor com 10 μmol ET/g b.s e os germinados 20,1 μmol ET/g b.s estando entre os crus e cozidos. Conforme a figura 9, a análise realizada pelo método de Folin-Ciacalteu obteve os resultados de 1157,72 mg EAG/100 g b.s para o grupo controle cru, 76,97 mg EAG/100 g b.s para o grupo de feijão cozido e 251, 52 mg EAG/100g b.s para o grupo de feijão germinado, seguindo a mesma ordem de valores expressos nos resultados da análise de TEAC (cru com maior quantitativo seguido de germinado e cozido). O mesmo comportamento das amostras se deve ao fato de que ambos os ensaios são realizados a partir da ação de transferência de elétrons. Figura 8: resultado de análises de capacidade antioxidante total pelo método de TEAC com diferença significativa de p valor < 0,05 entre os grãos crus e cozidos, crus e germinados e germinados 37 e cozidos. Letras sobrescritas diferentes nas colunas representam diferença significativa entre as amostras (p < 0,05). Figura 9: resultado de análise de capacidade antioxidante total pelo método de Folin-Ciocalteu com diferença significativa de p valor < 0,05 entre grãos crus, cozidos e germinados. Letras sobrescritas diferentes nas colunas representam diferença significativa entre as amostras (p < 0,05). O fato de muitos CF serem solúveis explica a redução dos mesmos em grupos que sofreram processamentos com água em comparação ao grupo controle (cru). Silva 2016 observou perda de 85% dos CF em feijões cozidos após o processo de remolho. López et al (2013) relatam aumento de isoflavonas e capacidade antioxidante em grãos de feijões pretos germinados (20,08 µg/g) em comparação aos cozidos (8,56 µg/g) corroborando com os resultados encontrados no presente estudo. Siah et al (2012) observaram em seus estudos que processos que envolvem utilização de calor diminuem de 13-50% dos compostos antioxidantes totais e de 7-40% dos flavonoides totais em diferentes espécies de genótipos de feijões fava, utilizando ensaios de TEAC e ORAC para análises. Ranilla; Genovese; Lajolo (2009) também encontraram resultados de redução de CF em diferentes leguminosas a partir de cozimento. O aumento de isoflavonas também foi observado com teores significantemente maiores em soja germinada comparada à cozida (LIN; LAI, 2006). Existe uma grande dificuldade em comparar resultados entre diferentes ensaios que medem a capacidade antioxidante de uma amostra, uma vez que eles diferem entre si em termos de substratos, sonda, condições de reação e método de quantificação (HUANG; OU; 38 PRIOR, 2005). O ensaio do ORAC baseia-se na determinação da capacidade antioxidante através da cadeia radical clássica, ou seja, pela transferência de hidrogênios, sendo o ensaio mais relevante para a biologia humana (PRIOR, WU, SCHAICH, 2005). Evidencia-se o ensaio de ORAC como mais confiável em comparação aos demais ensaios, tendo em vista que ocorre transferência de hidrogênio (H dos polifenóis neutraliza os radicais livres formados) enquanto o TEAC e Folin se limitam apenas à medição do poder redox do complexo antioxidante (como um extrato) em relação ao cátion radical ABTS •+ (OU; HAMPSCH- WOODILL; PRIOR, 2001). Baseado na reação de competição, a CAT dos feijões por ORAC está relacionada à redução da fluorescência através do tempo (PRIOR; WU; SCHAICH, 2005). Para o atual estudo foram encontrados valores de 69,69 μmol ET/g b.s para os feijões do grupo controle (crus), 112,83 μmol ET/g b.s para os feijões cozidos e 118,34 μmol ET/g b.s para os feijões germinados, de acordo com a figura 10. Figura 10: resultado de análise de capacidade antioxidante total pelo método ORAC com diferença significativa de p valor < 0,05 entre os grãos crus e cozidos e germinados. Letras sobrescritas diferentes nas colunas representam diferença significativa entre as amostras (p < 0,05). Tanto o tratamento térmico quanto a germinação podem ter proporcionado aos grãos ruptura de suas paredes celulares vegetais com liberação dos CFs retidos na matriz alimentar. Como já exposto previamente na literatura, os tratamentos térmicos proporcionam aos alimentos maiores teores de CF quando comparados com em seus estados in natura, devido 39 ao fato da aplicação de calor liberar e concentrar compostos flavonoides, apresentando um aumento no conteúdo global de polifenóis (PRATTI, 2016). No atual estudo, os resultados corroboraram com a literatura, tendo os grãos cozidos e germinados apresentado maiores teores de CF quando comparados ao grupo controle sem nenhum processamento. 40 6. CONCLUSÃO Os processos domésticos de cozimento e germinação influenciaram sobre a composição centesimal e na capacidade antioxidante total do feijão azuki, tendo os grãos germinados apresentado menor teor de lipídeos, proteínas e cinzas e maior teor de carboidratos comparados aos grãos cozidos. Contudo, pode-se considerar que ambos os processamentos disponibilizam os nutrientes contidos no feijão de maneira eficaz para os indivíduos que possuem restrições alimentares, como os vegetarianos, suprirem recomendações nutricionais específicas bem como proteína, ferro e cálcio. Para as análises de CAT do feijão azuki, ambos os processamentos de cozimento e germinação obtiveram resultados reduzidos comparados ao grupo controle pelos ensaios de Folin e TEAC, enquanto o ensaio de ORAC apresentou resultados aumentados após os processamentos. Para as três práticas de análises, o grupo dos grãos germinados obteve maior resultado de CF comparados ao grupo de grãos submetidos ao processamento térmico de cozimento, possuindo capacidade antioxidante significantemente maior. Portanto, os alimentos germinados se fazem uma alternativa como sugestão de preparo econômico e sustentável não só para o consumo de indivíduos vegetarianos como toda a população, com o diferencial de aumentar significativamente a capacidade antioxidante dos alimentos, desempenhando importante papel no equilíbrio do organismo, na prevenção de patologias relacionadas ao stress oxidativo e promoção da saúde quando adicionados ao planejamento dietético. 41 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ACHKAR MT, NOVAES GM, SILVA MJD, VILEGAS W. Propriedade antioxidante de compostos fenólicos: importância na dieta e na conservação de alimentos. Revista da Universidade Vale do Rio Verde. V. 11. N. 2 p-398-406. 2013. ADA, The American Dietetic Association. 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