Effect of chickpea (Cicer arietinum L.) germination on the major globulin content and in vitro digestibility

Chickpea seed germination was carried out over a period of 6 days. Little variation in the nitrogen and total globulin content was observed. The major globulin (11 S type) showed higher variation after the 4th day of germination. The elution behaviour and distribution of the isolated major globulin fraction on Sepharose CL-6B chromatography showed little modification at the end of germination. On SDS-PAGE the peak eluted from Sepharose CL-6B showed changes in protein bands between 20 and 30 kDa and above 60 kDa, indicating protein degradation during the period. Proteolytic activity was detected in the albumin fraction of the seeds, which increased up to the fourth and then decreased up to the sixth day, when isolated chickpea total globulin and casein were used as substrates. Chickpea flour, isolated albumin and total globulin fractions did not show an increase for in vitro digestibility; however, the isolated major globulin was more susceptible to hydrolysis after germination.

Caracterização da fração protéica da cianobactéria Aphanothece Microscopica Nägeli cultivada no efluente da parboilização do arroz

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a fração protéica da cianobactéria Aphanothece microscopica Nägeli cultivada no efluente da parboilização do arroz quando submetida a diferentes condições de secagem. A produção da biomassa foi realizada a partir da água residuária do processo de parboilização do arroz em bioreatores de coluna de bolhas. A biomassa foi separada do efluente por centrifugação e desidratada em secador descontínuo de bandejas nas condições de 40, 50 e 60ºC e espessuras de bandejas de 5 e 7 mm. O comportamento eletroforético das proteínas da biomassa foi analisado por eletroforese em gel de poliacrilamamida na presença de dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE) e apresentou bandas com peso molecular de 15 kDa a 62,5 kDa. O perfil aminoacídico mostrou teores superiores aos recomendados pelo padrão FAO, com exceção dos aminoácidos lisina e dos sulfurados (MET+CYS). A caracterização funcional, expressa em termos de solubilidade e capacidade emulsificante, demonstrou a influência da condição de secagem na funcionalidade protéica da biomassa.

Chemical and nutritional evaluation of kernels of bocaiuva, Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd.

Protein characterization and results of proximate composition and mineral analyses of fruit kernels of bocaiuva, Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd., are reported. The kernels presented high contents of oil (51.7%), protein (17.6%) and fiber (15.8%). The seeds´ soluble proteins were isolated according to their solubility. The main separated proteins were globulins (53.5%) and glutelins (40.0%). Moreover, the presence of low molecular mass proteases in these two fractions was shown by the SDS-PAGE method. The assays of protease-inhibitory and hemagglutinating activities showed that bocaiuva´s protein fractions were not resistant to trypsin or chymotrypsin activities and that both had low lectin content. The globulin in vitro digestibility assay resembled a casein standard. Neither globulin nor glutelin enzymatic hydrolyses increased significantly (p < 0.05) after heat treatment. Threonine and lysine are the most limiting amino acids, respectively from two major protein fractions of the bocaiuva kernel, globulin (47.1% amino acid score) and glutelin (49.5% amino acid score), in terms of the theoretical profiles for children in the age range of 2 to 5 years recommended by the FAO/WHO. Bocaiuva kernels are found to be rich in calcium, phosphorus and manganese compared to some fruit nuts such as cashew and coconut.

Isolamento da globulina majoritária, digestibilidade in vivo e in vitro das proteínas do tremoço-doce (Lupinus albus L.), var. Multolupa

Os objetivos do trabalho foram isolar, purificar e estudar algumas propriedades da fração globulina majoritária de tremoço-doce, var. Multolupa; assim como avaliar as características de digestibilidade da farinha e frações isoladas. As frações protéicas foram separadas por fracionamento diferencial com uso de diferentes solventes. A globulina majoritária de tremoço-doce foi isolada, purificada por cromatografia em Q-Sepharose, revelando um único pico de proteína. Apresentou um peso molecular de 162,5 ± 10,0 kDa, determinado por cromatografia em Sephacryl S-300, e subunidades entre 20-70 kDa em PAGE-SDS. A solubilidade em função do pH e concentrações de NaCl revelaram curva típica dessa fração. A digestibilidade da proteína da farinha e das frações albumina, globulina e glutelina foi avaliada por experimentos in vitro e in vivo e se revelou alta para a fração globulina, seguida pela glutelina, albumina e farinha. A digestibilidade in vivo da fração globulina, tanto aparente quanto verdadeira, não diferiu significativamente daquela determinada para a caseína. Apesar da alta digestibilidade da fração majoritária e frações protéicas, a utilização como única fonte de proteína nas dietas revelou valores baixos de RPLR (razão protéica líquida relativa), indicando ser insuficiente para sustentar o crescimento dos animais, comparativamente à caseína.

Filmes compostos de gelatina, triacetina, ácido esteárico ou capróico: efeito do pH e da adição de surfactantes sobre a funcionalidade dos filmes

O desenvolvimento de biofilmes tem crescido devido à possibilidade de substituição parcial de materiais plásticos não biodegradáveis. Proteínas e polissacarídeos têm sido utilizados para a produção de filmes com boas propriedades mecânicas. Porém, filmes a partir desses materiais apresentam alta permeabilidade ao vapor de água. Uma alternativa usada para diminuir a permeabilidade ao vapor de água dos filmes é a incorporação de substâncias hidrofóbicas na composição da solução filmogênica, porém essa incorporação não ocorre de maneira homogênea. Com o objetivo de melhorar a incorporação das substâncias hidrofóbicas (ácido esteárico e ácido capróico) na matriz protéica (gelatina) do filme foram adicionados os surfactantes (SDS e Tween 80), que são substâncias capazes de interagir com a proteína e com o ácido graxo, tornando a matriz filmogênica menos heterogênea. O efeito do pH também foi estudado, com a finalidade de observar se este exerce influência na homogeneidade da matriz filmogênica. A adição do ácido esteárico aos filmes de gelatina foi mais eficiente na redução da permeabilidade ao vapor de água do que o ácido capróico. A adição do surfactante SDS reduziu a permeabilidade ao vapor de água dos filmes contendo ácido esteárico, ou ácido capróico. O ajuste de pH nos filmes sem adição de surfactantes também produziu matrizes mais homogêneas.

Concentração de proteínas em gemas de ovos de poedeiras (Gallus gallus) nos diferentes ciclos de postura e sua interferência na disponibilidade do ferro

O ovo é o produto de eficiente transformação biológica feita pela galinha (Gallus gallus) de postura, com alta qualidade nutricional para o consumo humano. Na gema do ovo encontra-se a proteína denominada fosvitina, que atua como carreadora do ferro se ligando a ele. A deficiência de ferro ocorre normalmente devido ao consumo insuficiente de alimentos fontes de ferro ou à baixa biodisponibilidade. O objetivo da pesquisa foi verificar a concentração de proteínas, em especial a fosvitina/lipovitelina presente em gemas de ovos crus e cozidos nos diferentes ciclos de postura (inicial, intermediário e final) e avaliar a interferência desta proteína na disponibilidade do micronutriente ferro. Os tratamentos foram realizados em diferentes períodos e utilizaram ovos crus e cozidos, sendo gemas cruas de poedeiras em início, meio e fim de postura e gemas cozidas nos três ciclos de postura. Foram realizadas as análises de composição centesimal, concentração de ferro total e dialisável, concentração de proteínas em gemas e eletroforese em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE). Houve diferença na concentração de proteínas e diferentes níveis de ferro dialisável nos três ciclos de postura, porém em gemas cruas e cozidas. Com o passar dos ciclos (inicial, intermediário e final), as poedeiras mais velhas, apresentaram ovos (gemas) com um teor mais elevado de ferro disponível, porém uma quantidade inferior de proteínas em especial a fosvitina/lipovitelina, comparando-se com os ciclos inicial e intermediário. A disponibilidade de ferro foi mais elevada em gemas que passaram pelo processo de cocção, porém em poedeiras de postura final.

Avaliação do uso da casca do fruto e das folhas de Caesalpinia ferrea Martius como suplemento nutricional de Fe, Mn e Zn

As plantas medicinais podem ser usadas como fontes alternativas de nutrientes minerais na dieta alimentar. Elementos como ferro, manganês e zinco apresentam biodisponibilidade variável em função de suas formas químicas (espécies) presentes em um alimento. Este trabalho tem como objetivo avaliar o teor e a biodisponibilidade de ferro, manganês e zinco em extratos da casca do fruto e das folhas de Caesalpinia ferrea Martius por Espectrometria de Absorção Atômica com Chama (FAAS). Os agentes extratores testados foram as soluções de NaOH 0,05 mol. L-1, tampão Tris-HCl 0,05 mol.L-1 (pH= 8), tampão Tris-HCl 0,05 mol.L-1 (pH = 8) em dodecil sulfato de sódio (SDS) 1% (m/v), HCl 0,05 mol.L-1 e água quente (60 ºC). A casca do fruto e as folhas de Caesalpinia ferrea Martius apresentaram níveis altos de ferro e manganês quando comparados aos de outras plantas medicinais. Os elementos estudados mostraram predominante associação com compostos de alta e baixa massa molecular, espécies solúveis e insolúveis em água. Dentre os elementos analisados, o ferro apresentou melhor biodisponibilidade na casca do fruto e nas folhas. Manganês e zinco se mostraram mais biodisponível nas folhas. A casca do fruto e as folhas de Caesalpinia ferrea Martius podem ser uma fonte alternativa de ferro, manganês e zinco na dieta alimentar.

Partial purification and characterization of a bacteriocin produced by Enterococcus faecium 130 isolated from mozzarella cheese

Lactic acid bacteria are important in foods as potential probiotics and also due to the ability to produce antimicrobial compounds that can contribute for biopreservation. In this work, the bacteriocin produced by the food isolate Enterococcus faecium 130 was partially purified and characterized. The compound was active against Gram-positive bacteria, including Listeria monocytogenes. It was produced after 4 days of storage at a broad temperature range (4 to 37 °C); it was stable at pH ranging from 2 to 10 with no loss of activity after heating at 100 °C for 15 minutes. Bacteriocin was partially purified by the adsorption-desorption technique, and the analysis by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) showed a molecular mass of 3.5 to 6.5 kDa. These data encourage studies on application of this bacteriocin in food systems as an additional hurdle to microbial growth.

A fast and efficient method for the study of caffeine levels in energy drinks using micellar electrokinetic chromatography (MEKC)

Energy drinks are becoming popular in Brazil and in the world due to their stimulant properties. Caffeine is present in energy drinks with the aim of stimulating the central nervous system and intensifying brain activity. On the other hand, the ingestion of high doses of caffeine can cause undesirable symptoms such as anxiety and tachycardia. Therefore, it is necessary to monitor the caffeine content added to energy drinks to guarantee that the levels in the final product are in accordance with the labeling and within the legislation limits. The goal of this work was to validate a fast, efficient, and low-cost method for the determination of caffeine in energy drinks by micellar electrokinetic chromatography (MEKC). A total of seven brands were analyzed, each in three lots. The electrolyte was prepared with 50 mmol.L-1 of sodium dodecyl sulfate (SDS) and 10 mmol.L-1 of sodium carbonate (pH 11.0). The mean concentration of caffeine ranged from 122.8 to 318.6 mg.L-1. None of the brands had caffeine levels above the maximum limit. Considering the interval of confidence (95%), 72% of the samples had less caffeine than the amount informed on the product label.

Study of the proteins in the defatted flour and protein concentrate of baru nuts (Dipteryx alata Vog)

Baru (Dipteryx alata Vog.) is an abundant legume in the Brazilian Savanna. Its nuts can be exploited sustainably using its protein and lipid fractions. This study aimed to analyze the proteins of the nuts present in the defatted flour and protein concentrate in terms of their functional properties, the profile of their fractions, and the in vitro digestibility. The flour was defatted with hexane and extracted at the pH of higher protein solubility to obtain the protein concentrate. The electrophoretic profile of the protein fractions was evaluated in SDS-PAGE gel. The functional properties of the proteins indicate the possibility of their use in various foods, like soybeans providing water absorption capacity, oil absorption capacity, emulsifying properties, and foamability. Globulins, followed by the albumins, are the major fractions of the flour and protein concentrate, respectively. Digestibility was greater for the concentrate than for the defatted flour.

Isolation and recovery of glycomacropeptide from milk whey by means of thermal treatment

During enzymatic process of cheese manufacturing, rennin cleaves κ-casein releasing two fractions: para-κ-casein and glycomacropeptide (GMP), which remains soluble in milk whey. GMP is a peptide with structural particularities such as chain carbohydrates linked to specific threonine residues, to which a great variety of biological activities is attributed. Worldwide cheese production has increased generating high volumes of milk whey that could be efficiently used as an alternative source of high quality peptide or protein in foodstuff formulations. In order to evaluate isolation and recovery on whey GMP by means of thermal treatment (90 °C), 18 samples (2 L each) of sweet whey, resuspended commercial whey (positive control) and acid whey (negative control) were processed. Indirect presence of GMP was verified using chemical tests and PAGE-SDS 15%. At 90 °C treated sweet whey, 14, 20 and 41 kDa bands were observed. These bands may correspond to olygomers of GMP. Peptide recovery showed an average of 1.5 g/L (34.08%). The results indicate that industrial scale GMP production is feasible; however, further research must be carried out for the biological and nutritional evaluation of GMP's incorporation to foodstuff as a supplement.

The importance of heat against antinutritional factors from Chenopodium quinoa seeds

Chenopodium quinoa seeds have high protein content. The nutritional value of quinoa is superior compared with traditional cereals. Its essential amino acid composition is considered next to the ideal, and its quality matches that of milk proteins. In this study, the seed storage proteins from Chenopodium quinoa were extracted, fractionated, partially purified, and characterized. The structural characterization was performed by Tricine-SDS-PAGE and two-dimensional electrophoresis, and it confirmed the presence of proteins of molecular weight of 30 and 7kDa, probably corresponding to lectins and trypsin inhibitors, respectively. The functional characterization of these proteins evidenced their activity as antinutritional factors due to their in vitro digestibility. Quinoa proteins have an excellent amino acid composition with many essential amino acids. In vitro digestibility evaluation indicated that heat-treated samples showed a more complete digestion than the native state samples. Quinoa seeds can be an important cereal in human diet after adequate heat treatment.

Extraction, purification and characterization of inhibitor of trypsin from Chenopodium quinoa seeds

Abstract A novel trypsin inhibitor of protease (CqTI) was purified from Chenopodium quinoa seeds. The optimal extracting solvent was 0.1M NaCl pH 6.8 (p < 0.05). The extraction time of 5h and 90 °C was optimum for the recovery of the trypsin inhibitor from C. quinoa seeds. The purification occurred in gel-filtration and reverse phase chromatography. CqTI presented active against commercial bovine trypsin and chymotrypsin and had a specific activity of 5,033.00 (TIU/mg), which was purified to 333.5-fold. The extent of purification was determined by SDS-PAGE. CqTI had an apparent molecular weight of approximately 12KDa and two bands in reduced conditions as determined by Tricine-SDS-PAGE. MALDI-TOF showed two peaks in 4,246.5 and 7,908.18m/z. CqTI presented high levels of essential amino acids. N-terminal amino acid sequence of this protein did not show similarity to any known protease inhibitor. Its activity was stable over a pH range (2-12), temperatures range (20-100 °C) and reducing agents.

Caracterização de alfa-galactosidase em embrião e cotilédones de sementes de Platymiscium pubescens Micheli, var. pubecens (tamboril-da-mata)

Sementes de Platymiscium pubescens foram colocadas para embeber em água, sendo retiradas amostras para as caracterizações bioquímica e cinética da enzima alfa-galactosidase do eixo embrionário e dos cotilédones. A atividade específica no eixo embrionário aumenta de zero até o tempo de 96 horas de embebição, estabilizando em seguida. A atividade da enzima dos cotilédones mostrou pequeno incremento durante esse mesmo tempo. A alfa-galactosidase do eixo embrionário apresentou atividade máxima no intervalo de pH de 4,5 a 6,0. Por outro lado, para a enzima proveniente dos cotilédones, a maior atividade foi detectada na faixa de 4,0 a 6,0. A temperatura de 55ºC foi a que mais estimulou as atividades da alfa-galactosidase do eixo embrionário e dos cotilédones. As enzimas do eixo embrionário e dos cotilédones mostraram-se termotolerantes, não se alcançando a meia vida na temperatura de 40ºC, no período de 1.500 minutos. A atividade da alfa-galactosidase do eixo embrionário foi inibida por melibiose, CuSO4 e SDS, enquanto a dos cotilédones foi por todos os efetores, exceto com SDS, CuSO4 e galactose que tiveram efeito neutro sobre a atividade da alfa-galactosidase dos cotilédones. Os valores de K M para as alfa-galactosidases do embrião e para o cotilédone foram 3,37 e 0,26 mM, respectivamente.

Accelerated aging of ipê seeds under controlled conditions of storage

This research was aimed at studying effects of storage and accelerated aging on germination and profile of storage proteins in Handroanthus albus seeds. These were stored into a cold chamber (± 8 ºC; RH ± 40%) and after periods of 0, 3, 6, 9, and 12 months of storage, were subjected to accelerated aging for 0, 24, 48, 72, and 96 hours. Relationships between germination and proteins profile were assessed. Germination test was performed at 25 ºC, under constant light. For protein extraction, 125 mg of seeds were macerated in 2 mL of extraction buffer (1M Tris-HCl; pH 8.8) and applied to SDS-PAGE polyacrylamide gel at 80 V .15 h-1. Twelve month storage, combined with 72 hours accelerated aging have increased germination in approximately 65% when compared to non-aged seeds or to seeds with 24 h of accelerated aging. Besides beneficial effects, degradation and synthesis of different proteins were observed. It was concluded that germination of Handroanthus albus seeds, when not subjected to accelerated aging, is favored by storage in cold chamber during three to six months, or from nine to 12 months when subjected to accelerated aging process. Storage proteins may be associated to those increases, and hence further studies are needed.