Are high-lysine cereal crops still a challenge?

The essential amino acids lysine and threonine are synthesized in higher plants via a pathway starting with aspartate that also leads to the formation of methionine and isoleucine. Lysine is one of most limiting amino acids in plants consumed by humans and livestock. Recent genetic, molecular, and biochemical evidence suggests that lysine synthesis and catabolism are regulated by complex mechanisms. Early kinetic studies utilizing mutants and transgenic plants that over-accumulate lysine have indicated that the major step for the regulation of lysine biosynthesis is at the enzyme dihydrodipicolinate synthase. Despite this tight regulation, recent strong evidence indicates that lysine catabolism is also subject to control, particularly in cereal seeds. The challenge of producing crops with a high-lysine concentration in the seeds appeared to be in sight a few years ago. However, apart from the quality protein maize lines currently commercially available, the release of high-lysine crops has not yet occurred. We are left with the question, is the production of high-lysine crops still a challenge?

Evaluation of the in vitro glycemic index of a fiber-rich extruded breakfast cereal produced with organic passion fruit fiber and corn flour

The aim of this study was to determine the influence of process parameters and Passion Fruit Fiber (PFF) addition on the Glycemic Index (GI) of an extruded breakfast cereal. A 2³ Central Composite Rotational Design (CCRD) was used, with the following independent variables: raw material moisture content (18-28%), 2nd and 3rd barrel zone temperatures (120-160 ºC), and PFF (0-30%). Raw materials (organic corn flour and organic PFF) were characterized as to their proximate composition, particle size, and in vitro GI. The extrudates were characterized as to their in vitro GI. The Response Surface Methodology (RSM) and Principal Component Analysis (PCA) were used to analyze the results. Corn flour and PFF presented 8.55 and 7.63% protein, 2.61 and 0.60% fat, 0.52 and 6.17% ash, 78.77 and 78.86% carbohydrates (3 and 64% total dietary fiber), respectively. The corn flour particle size distribution was homogeneous, while PFF presented a heterogeneous particle size distribution. Corn flour and PFF presented values of GI of 48 and 45, respectively. When using RSM, no effect of the variables was observed in the GI of the extrudates (average value of 48.41), but PCA showed that the GI tended to be lower when processing at lower temperatures (<128 ºC) and at higher temperatures (>158 ºC). When compared to white bread, the extrudates showed a reduction of the GI of up to 50%, and could be considered an interesting alternative in weight and glycemia control diets.

Use of cereal bars with quinoa (Chenopodium quinoa W.) to reduce risk factors related to cardiovascular diseases

Quinoa is considered a pseudocereal with proteins of high biological value, carbohydrates of low glycemic index, phytosteroids, and omega-3 and 6 fatty acids that bring benefits to the human health. The purpose of this study was to investigate the effects of quinoa on the biochemical and anthropometric profile and blood pressure in humans, parameters for measuring risk of cardiovascular diseases. Twenty-two 18 to 45-year-old students were treated daily for 30 days with quinoa in the form of a cereal bar. Blood samples were collected before and after 30 days of treatment to determine glycemic and biochemical profile of the group. The results indicated that quinoa had beneficial effects on part of the population studied since the levels of total cholesterol, triglycerides, and LDL-c showed reduction. It can be concluded that the use of quinoa in diet can be considered beneficial in the prevention and treatment of risk factors related to cardiovascular diseases that are among the leading causes of death in today's globalized world. However, further studies are needed to prove the benefits observed.

Application of roasted rice bran in cereal bars

The objective of this study was to evaluate the viability of using microwave-roasted rice bran as an ingredient in high-fiber cereal bars to obtain a product with good acceptability. The influence of the rice flakes, corn flakes, and roasted rice bran levels on the physical and chemical characteristics of the cereal bars was studied. The overall acceptability of three selected formulations was also evaluated. An increase in the roasted rice bran level in the formulation reduced the force of rupture and water activity, resulted in intermediate density, and caused darkening of the bars. The contents of lipid and total dietary fiber were higher in the formulation with the highest rice bran content, which was therefore classified as functional food. The formulation containing 0.34; 0.32; and 0.34 roasted rice bran, rice flakes, and corn flakes, respectively, seemed to be the best outcome. Cereal bars with roasted rice bran levels between 10 and 20% were accepted by consumers.

Oxidative stability of cereal bars made with fruit peels and baru nuts packaged in different types of packaging

Food industries have been concerned about managing the waste generated by their production processes in order to minimize environmental impacts and also about the development of formulations with different and innovative ingredients such as fruits from the Brazilian savanna. Seeking to meet the expectations of consumers who desire healthy and practical products, this study aimed to evaluate the oxidative stability and the variations in chemical composition and antioxidant potential of cereal bars made with fruit peels and baru nuts packaged in different types of packaging. The bars formulated were packed in four different types of packaging: laminated without vacuum (LWV), transparent without vacuum (TWV), transparent under vacuum (TV), and laminated under vacuum (LV); they were subsequently analyzed for proximate composition, fatty acid profiles, antioxidant activity, and oxidative capacity. The results showed that the cereal bars made with fruit peel and baru are sources of protein, dietary fiber, and fat, especially unsaturated fatty acids such as oleic and linoleic acids. The cereal bars exhibited oxidative stability up to 120 days of storage, and the type of packaging was not significant for the variables evaluated; therefore, they can be stored in low cost packaging such as transparent packaging without vacuum for a period of 120 days.

Development and chemical and sensory characterization of pumpkin seed flour-based cereal bars

Pumpkin (Cucurbita maxima), popularly known as squash, is a widely grown vegetable in Brazil. In this study, pumpkin seed flours (PSF) with different granulometries were used: PSF 1 (medium granulometry) and PSF 2 (coarse granulometry) in the preparation of cereal bars (CB) with different combinations with brown oats. Five formulations were prepared: CB-1 (control - 25% brown oats and 0% PSF); CB-2 (12.5% PSF 1 and 12.5% brown oats); CB-3 (25% PSF 1 and 0% brown oats); CB-4 (12.5% PSF 2 and 12.5% brown oats); and CB-5 (25% PSF 2 and 0% brown oats). The acceptance test results were analyzed in a conventional preference mapping which indicated that the bars CB-2 and CB-5 received mostly the maximum hedonistic score. With the objective of developing a cereal bar replacing oats with PSF, the bars CB-2 and CB-5 were compared to the conventional bar CB-1. The cereal bars CB-2 and CB-5 showed an increase in crude protein (87.5% and 62.5%) and in dietary fiber (77% and 44%), respectively. These results allowed the classification of CB-2 and CB-5 as fiber sources; they can, therefore, be classified as light products according to the Brazilian legislation.

Avaliação de genótipos de soja em semeadura de inverno, em Selvíria, MS: produção e qualidade fisiológica de sementes

A semeadura da soja fora do período convencional tem se tornado uma opção para produção de sementes com elevado potencial fisiológico, o que torna necessária a busca por materiais adaptados às novas condições ambientais, fornecendo, assim, maiores subsídios aos agricultores. A pesquisa teve por objetivo identificar genótipos capazes de produzir sementes de alta qualidade no inverno, em Selvíria, MS. As cultivares FT-2000, FT-Inaê, Embrapa 20 (Doko RC), CAC-1, IAC-17, IAC-18, IAC-19, IAC-8-2, FT-101, FT-109, MT/BR 45 (Paiaguás), MT/BR 50 (Parecis), MT/BR 52 (Curió), MT/BR 53 (Tucano), MT/BR 47 (Canário), MT/BR 49 (Pioneira), BRSMT Uirapuru, BR Emgopa 314 (Garça Branca), MG/BR 46 (Conquista), FT-Estrela, FT-Cometa, Dourados, JAB-11, BR 9 (Savana), FT-Abyara, Embrapa 30 (Vale do Rio Doce), Embrapa 9 (Bays), Embrapa 31 (Mina), IAC-16, IAS 5, EMGOPA-304 e IAC-Foscarin 31 foram semeadas em 5/6/1998 e avaliadas quanto às características agronômicas e o potencial fisiológico das sementes. O delineamento experimental utilizado foi o em blocos ao acaso, com cinco repetições. As cultivares mais adaptadas às condições climáticas da região foram Parecis, Bays, CAC-1, Garça Branca, Paiaguás, Pioneira e IAC-16; a semeadura no inverno deve ser antecipada para início de maio, com suplementação hídrica, uma vez que junho já foi muito tardia.

Efeito da irrigação sobre o potencial fisiológico de sementes de soja em semeadura de inverno

Período seco e temperaturas amenas são condições climáticas ideais durante a maturação e colheita de sementes de soja. O objetivo foi verificar o efeito da irrigação no período pós-maturidade fisiológica, sobre o potencial fisiológico de sementes de soja semeadas no inverno. A disposição dos tratamentos seguiu esquema fatorial envolvendo três cultivares (IAC-19, Conquista e IAC 8-2) e duas épocas de interrupção da irrigação (início do estádio R7 e irrigação até 14 dias após R8). Foram feitas amostragens (colheitas) no início do estádio R7, 3, 7, 10, 14 (estádio R8) e 28 dias após o início do estádio R7. Para as avaliações utilizaram-se os testes de germinação, de envelhecimento acelerado e de condutividade elétrica e determinou-se a porcentagem de sementes manchadas e defeituosas. Nas condições em que foi realizado o experimento, concluiu-se que a irrigação após o estádio R7 não compromete e pode até melhorar o potencial fisiológico das sementes produzidas; a produção de sementes de soja em semeadura de inverno é possível em função de condições climáticas favoráveis.

Adubação do feijoeiro cultivado no norte de Minas Gerais com nitrogênio e fósforo

Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a resposta da cultura do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L), cv. Carioca Precoce, à adubação com nitrogênio (N) e fósforo (P), cultivado no norte de Minas Gerais. O experimento foi realizado na safra do inverno-primavera de 2008, com delineamento experimental de blocos casualizados e três repetições. Os tratamentos foram organizados segundo esquema fatorial 4x4, sendo quatro doses de N: 0, 70, 140 e 210 kg ha-1 e quatro doses de P: 0, 100, 200 e 300 kg ha-1 de P2O5. A ureia e o superfosfato simples foram utilizados como fontes de N e P, respectivamente. O incremento das doses do fertilizante nitrogenado reduziu linearmente o estande inicial de plantas de feijão, sem influência das doses de fósforo. O número de vagens por planta foi o único componente de rendimento influenciado pela aplicação dos fertilizantes, unicamente para doses de N, com número máximo na dose de 108 kg ha-1 de N. Houve resposta quadrática da produtividade de grãos às diferentes doses de N e P, sendo a máxima produtividade (1.528 kg ha-1) alcançada com 98 kg ha-1 de N e 201 kg ha-1 de P, sem haver interação entre eles.

Nutrição e produtividade da cultura do milho em sistemas de culturas e fontes de adubação

A utilização de esterco animal na agricultura, aliada ao cultivo de plantas de cobertura, pode conferir sustentabilidade ao sistema agrícola. Com o objetivo de avaliar o efeito de dois sistemas de culturas e de três fontes de nutrientes, na cultura do milho, conduziu-se um experimento, em Latossolo Vermelho, no município de Marechal Cândido Rondon (PR). O delineamento experimental utilizado foi de blocos casualizados, com quatro repetições, e, os tratamentos, dispostos em esquema fatorial 2 x 3, compostos por dois sistemas de culturas (sucessão trigo/milho e consórcio aveia+ervilhaca+nabo/milho) e três fontes de nutrientes (mineral, orgânica e organomineral). Em junho de 2006, implantou-se a cultura do trigo e o consórcio de plantas de cobertura. Em outubro de 2006, semeou-se milho sob os dois sistemas. As adubações orgânica e organomineral consistiram na aplicação de dejetos de suínos, unicamente, e combinada com fertilizante mineral, respectivamente. O consórcio de aveia preta, ervilhaca peluda e nabo forrageiro mostrou-se capaz de fornecer a quantidade adequada de biomassa, concretizando sua viabilidade para produção de cobertura vegetal ao solo, durante o inverno. O cultivo de milho em sucessão ao trigo proporcionou a maior absorção de N e K e a maior produtividade. A adubação mineral proporcionou maior absorção de N e maior produtividade de milho, em comparação com as adubações orgânica e organomineral com dejetos de suínos.

Produtividade e composição estrutural de aveia e azevém submetidos a épocas de corte e adubação nitrogenada

A atividade leiteira é fundamental para a pequena propriedade do sudoeste do Paraná. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito de épocas de corte de pastagem de aveia e azevém, com e sem adubação nitrogenada, sobre a produção de matéria seca e a qualidade da pastagem. O experimento foi conduzido em Pato Branco, PR, num delineamento de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e quatro repetições. Nas parcelas, fez-se uso de adubação nitrogenada de cobertura (0 e 100 Kg de N ha-1), na forma de ureia, e, nas subparcelas, foram avaliadas três épocas de corte de pastagem de aveia e azevém (30, 45 e 60 dias após a emergência). A aplicação de nitrogênio proporcionou um acúmulo de massa de 1133 Kg de MS ha-1, aos 45 dias após a emergência, próximo daquele considerado ideal para início de pastejo. O primeiro corte nessa época, combinado com o uso de nitrogênio, também favoreceu a capacidade de rebrota da pastagem, pois 30 dias após esse corte, o acúmulo de massa alcançou 2398 Kg de MS ha- 1. A adubação nitrogenada aumentou a quantidade de folhas de aveia na pastagem, fato que contribuiu para que o teor de proteína bruta fosse de 27%, indicando alta qualidade do material.

Seleção de ameixeiras promissoras para a Serra da Mantiqueira

A ameixeira é espécie frutífera, cultivada comercialmente em regiões de inverno ameno a rigoroso, o que torna necessária a seleção de cultivares adequados quanto à adaptação climática. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de selecionar materiais genéticos superiores, adaptados às condições edafoclimáticas da região sul de Minas Gerais, nas terras altas da Serra da Mantiqueira. As avaliações foram realizadas em cultivares de ameixeiras da espécie japonesa (Prunus salicina Lindl), 'Pretinha', 'Irati', 'Gema de Ouro', 'Reubennel', 'Roxa de Delfim Moreira', 'Gulfblaze', 'Frontier', 'Santa Rosa', e nove seleções (seleção I, seleção II, seleção III, seleção IV, seleção V, seleção VI, seleção VII, seleção VIII e seleção IX), enxertadas sobre o porta-enxerto 'Okinawa'. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, com oito cultivares e nove seleções de ameixeira, com quatro repetições. Avaliou-se o desenvolvimento vegetativo das plantas, aos 18 e 24 meses após o plantio, no ciclo produtivo 2007/2008, além dos dados fenológico de brotação, florescimento, frutificação e colheita. Conclui-se que as seleções III e IX apresentaram-se como precoces, as seleções VII, VIII, 'Gema de Ouro' e 'Reubennel' apresentaram-se como de meia-estação e os cultivares 'Irati' e 'Gulfblaze' como tardios. Os cultivares Irati, Gema de Ouro e Reubennel demonstraram adaptação às condições edafoclimáticas da região das terras altas da Serra da Mantiqueira de Minas Gerais.

Correlation between grain nutritional content and pasting properties of pre-gelatinized red rice flour

As with any variety of rice, red rice characteristics are subject to varietal differences, growing conditions, types of processing, and nutritional and rheological properties. This study determined the nutritional characteristics (centesimal composition and minerals) and paste viscosity properties of raw grains of four red rice genotypes (Tradicional MNAPB0405, MNACE0501 and MNACH0501) and the paste viscosity properties of pre-gelatinized flours obtained at different cooking times (20, 30 and 40 min). The main nutritional properties were correlated with the pasting properties of the pre-gelatinized flours. The samples showed differences in nutritional properties and paste viscosity. MNAPB0405 and MNACE0501 showed higher levels of fiber and fat and provided higher caloric energy than Tradicional and MNACH0501, which, in turn, showed higher levels of amylose. MNACH0501 showed higher peak viscosity (2402 cP), higher breakdown viscosity (696 cP) and a greater tendency to retrogradation (1510 cP), while Tradicional, MNAPB0405 and MNACE0501 had pasting profiles with peak viscosities varying between 855 and 1093 cP, breaking viscosity below 85 cP and retrogradation tendency between 376 and 1206 cP. The factors genotype and cooking time influenced the rheological behavior of pre-gelatinized flours, decreasing their pasting properties. The protein and amylose levels are correlated with the pasting properties and can be used as indicators of these properties in different genotypes of red rice, whether raw or processed into pre-gelatinized flours.

Análises técnicas e econômicas no sistema de integração lavoura-pecuária submetido à adubação nitrogenada

Sustentabilidade agropecuária, redução nos custos de produção e agregação de valor ao sistema agrícola são alcançadas pelo uso das áreas durante todo o ano em sistemas integrados ou consorciados de produção. Este trabalho teve como objetivos determinar a matriz de coeficientes técnicos e estimar e avaliar o custo operacional total (COT) e os indicadores de lucratividade (IL) do consórcio do milho com duas espécies do gênero Brachiaria (B. brizantha cv, MG-5 e B. ruziziensis), submetidas a doses de N (0, 100, 200, 300 e 400 kg ha-1 ano-1) em cobertura, utilizando-se como fonte a ureia, e do feijoeiro de inverno em sucessão, na Integração Lavoura-Pecuária (ILP) em sistema plantio direto (SPD), no ano agrícola de 2008/2009, em condições irrigadas no Cerrado. O experimento foi instalado em delineamento experimental em blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema fatorial 2 x 5. Os insumos foram os componentes que mais oneraram o custo de produção do milho e feijão na ILP estudada. O COT aumentou de forma diretamente proporcional às doses de N em cobertura. Para todos os tratamentos os índices de lucratividade (IL) foram positivos, indicando a viabilidade da modalidade. O tratamento que apresentou melhores desempenhos técnico e econômico foi o milho em consórcio com B. brizantha, adubados com 100 kg ha-1ano-1 de N e feijão em sucessão.

Análise da adaptabilidade e estabilidade de produção em ensaios regionais de feijoeiro para o Estado de São Paulo

O objetivo deste trabalho foi identificar genótipos, superiores em produtividade, adaptabilidade e estabilidade, na produção de grãos de feijoeiro, por meio da análise Lin & Binns (1988), modificada por Carneiro (1998). Foram avaliados vinte e dois genótipos pertencentes aos principais programas de melhoramento do país. Essas avaliações constaram de dados dos ensaios de VCU 2007/2008/2009 para o Estado de São Paulo, que seguiram as normas estabelecidas pelo MAPA/SNPC, para ensaios de campo. Estes ensaios foram instalados em vinte e quatro ambientes, nas épocas das águas de 2007 e 2008, seca de 2008 e 2009 e inverno de 2008 e 2009. Os resultados obtidos no conjunto dos anos e ambientes de 2007/2008/2009 demonstraram que os genótipos 'Gen C2-1-3', 'CNFC 10408', 'Juriti Claro' e 'LP 04-72' comportaram-se como os mais estáveis e adaptados. O método Lin & Binns (1988), modificado por Carneiro (1998), mostrou-se adequado para análise dos dados, identificando os genótipos mais estáveis, produtivos e adaptados aos ambientes de cultivo.