In vitro protein digestibility of enzymatically pre-treated bean (Phaseolus vulgaris L.) flour using commercial protease and Bacillus sp. protease

The common bean (Phaseolus vulgaris L.) is a staple food in the Brazilian diet and represents the major source of dietary protein and other micronutrients and minerals. Despite the considerable protein concentration in beans, the food is considered of low biological value when compared to animal proteins and other plant protein sources. To improve the availability of protein in beans, enzymatic treatments were performed in four cultivars (ON, OPNS, TAL and VC3). The approach was a completely randomized design with four replicates. We used a 4 × 3 factorial arrangement (four cultivars and three treatments: treatment 1-addition of commercial protease (Trypsin 250, Difco), treatment 2-addition of protease from Bacillus sp., and treatment 3:-control without enzyme addition). The enzyme: substrate ratio was 5% w/w (amount of enzyme per total protein in bean flour). The approach was a completely randomized design with four replicates. A 4 × 3 factorial arrangement (four cultivars and three treatments, the same as those mentioned above) was used. The concentration of total protein (g.100 g-1 of dry matter) in the samples ranged from 16.94 to 18.06%, while the concentration of total phenolics was between 0.78 and 1.12% (g Eq. tannic acid.100 g-1 dry matter). The in vitro protein digestibility of enzymatically untreated bean flour (control) ranged from 47.30 to 56.17% based on the digestibility of casein. Concentrations of P, K, Ca, Mg, and Zn observed in the four cultivars tested were within the average values available in the literature. Treatment 2 with protease from Bacillus sp. induced decreases in the levels of Cu and Mn. The average Fe content increased in all bean flour samples when treated with proteases, reaching a maximum increase of 102% in the TAL flour treated with protease from Bacillus sp. The digestibility of all beans tested was significantly increased (p < 0.05) after the enzyme treatment. The greatest change was observed in the OPNS cultivar treated with protease from Bacillus sp., which increased its digestibility from 54.4% (control treatment) to 81.6%.

Interação de polifenóis e proteínas e o efeito na digestibilidade proteica de feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) cultivar Pérola

O feijão é um alimento de importância na dieta dos brasileiros, sendo consumido com frequência. Além de sua importância proteica e de carboidratos contém também compostos bioativos que são essenciais para a manutenção da saúde dos indivíduos. Esses compostos podem se alterar com a estocagem e com a cocção, resultando em modificações de suas propriedades de ligação. A pesquisa teve por objetivos medir a capacidade de hidratação e o tempo de cocção antes e após o armazenamento e avaliar os teores de taninos em feijão comum, cultivar Pérola e a interferência desses compostos na digestibilidade de proteínas, estes parâmetros foram avaliados em feijões recém-colhidos e armazenados durante 3 e 6 meses, antes e após cocção. Para tanto, foram avaliados absorção de água, tempo de cocção em grãos de feijão antes e após armazenamento e composição centesimal dos grãos antes e após cocção. O teor de taninos diminuiu com a cocção e com o tempo de armazenamento; a digestibilidade aumentou com o tempo de armazenamento; a absorção de água diminuiu com o tempo de armazenamento; o tempo de cocção aumentou; e a composição centesimal apresentou diferença em relação à umidade e ao teor de fibra alimentar. Portanto foram obtidas alterações significativas para os parâmetros avaliados tanto para a cocção como para o tempo de armazenamento dos grãos de feijão comum, cultivar Pérola.

Cultivar, harvest year, and storage conditions affecting nutritional quality of common beans (Phaseolus vulgaris L.

Sixteen common bean cultivars were compared concerning the physicochemical characteristics of their raw seeds in the course of two consecutive harvests, as well as the effect of storage conditions on starch and dietary fiber content of cooked beans. Using cluster analysis it was possible to identify groups of cultivars with different nutritional features. Bean cultivars were categorized into four different groups according either to their macronutrient content (crude protein-PROT, total dietary fiber-TDF, insoluble dietary fiber-IDF, soluble dietary fiber-SDF, digestible starch-DS, and resistant starch-RS) or to their micronutrient levels (Fe, Zn, Mn, Cu, Ca, Mg, and P). Guateian 6662 and Rio Tibagi appeared to be the most suitable cultivars to prevent nutritional deficiencies, because they had high PROT, DS, Fe, and Zn content. The high total dietary fiber and RS content of Iraí, Minuano, and TPS Bonito cultivars, and specially the high soluble fiber content of Guateian 6662 and Rio Tibagi cultivars suggests that they could have a beneficial role in controlling blood lipid and glucose levels. Cooked beans had a decrease in DS and an increase in RS content after storage (4 °C or -20 °C), but these changes were more prominent in beans that had low RS content before cooking than in those of high RS content. TDF, IDF, and SDF did not change after storage.

Evaluation of some residual bioactivities of microencapsulated Phaseolus lunatus protein fraction with carboxymethylated flamboyant (Delonix regia) gum/sodium alginate

Recent studies have shown the beneficial effect of peptides, an unexploited source could be Phaseolus lunatus being an important raw material for those functional products in order to improve their utilization. In addition to improve the beneficial effect of bioactive peptides the microencapsulation could be a way to protect the peptides against the environment to which they are exposed. P. lunatus protein fraction (<10 kDa of weight) was encapsulated using a blend of carboxymethylated flamboyant gum (CFG) and sodium alginate (SA) at different concentrations of CaCl2 and hardening times. After in vitro digestion of microcapsules the residual activity, in the intestinal system, both inhibition of agiotensin-converting enzyme (I-ACE) and antioxidant activity obtained were in a range of 0.019-0.136 mg/mL and 570.64-813.54 mM of TEAC respectively. The microencapsulation employed CFG/SA blends could be used controlled delivery of peptide fractions with potential use as a nutraceutical or therapeutic agents.

ACE-I inhibitory properties of hydrolysates from germinated and ungerminated Phaseolus lunatus proteins

Phaseolus lunatus protein concentrates and the proteases Alcalase(R) and Pepsin-Pancreatin were used for the production of protein hydrolysates that inhibit angiotensin-I converting enzyme (ACE). Protein concentrate obtained from germinated and ungerminated seeds flour was hydrolyzed with Alcalase(R) at enzyme/substrate ratio (E/S) 1/10 and during 0.5 and 2.0 h, respectively. On the other hand, protein concentrate obtained from ungerminated (E/S: 1/10) and germinated (E/S: 1/50) seeds flour was sequentially hydrolyzed with Pepsin-Pancreatin during 1.0 and 3.0 h, respectively. Peptide fractions with ACE inhibitory activity in a range of 0.9 to 3.8 µg/mL were obtained by G-50 gel filtration chromatography and high- performance liquid chromatography C18 reverse phase chromatography. The observed amino acid composition suggests a substantial contribution of hydrophobic residues to the peptides’ inhibitory potency, which potentially acts via blocking of angiotensin II production. These results show that P. lunatus seed proteins are a potential source of ACE inhibitory peptides when hydrolyzed with Alcalase(R) and Pepsin-Pancreatin.

Biochemical changes and color properties of fresh-cut green bean (Phaseolus vulgaris L. cv.gina) treated with calcium chloride during storage

Calcium chloride is widely used in industries as a firming agent, and also to extend shelf-life of vegetables. The aim of this study was to determine, the effect of different doses of calcium chloride on biochemical and color properties of fresh-cut green bean. Fresh-cut green beans were dipped for 90 seconds in 0.5%, 1%, 2% and 3% solution of calcium chloride at 25°C. The fresh-cut green bean samples were packaged in polystyrene foam dishes, wrapped with stretch film and stored in a cold room at 5±1°C temperature and 85-90% RH. Calcium chloride treatments did not retain the green color of samples. Whiteness index, browning index and total color difference (ΔE) values of CaCl2 treated samples were high. Saturation index and hue angle were low compared to the control, especially at higher doses of CaCl2. Polyphenol oxidase (PPO) enzyme activity in samples treated with CaCl2 at 3% doses, was low at the 7th days of storage than with other treatments. Fructose and sucrose content of samples increased in all treatment groups whereas glucose level decreased during the first 4th days of storage.

Antioxidant activity of black bean (Phaseolus vulgaris L.) protein hydrolysates

Abstract The objective of this work was to study the effect of enzymatic hydrolysis of black bean protein concentrate using different enzymes. Bean proteins were extracted and hydrolyzed over a period of 120 min using the enzymes pepsin or alcalase. The protein hydrolysates’ molecular weight was assayed by electrophoresis and the antioxidant activity was evaluated by the capturing methods of free radicals ABTS●+ and DPPH. Electrophoretic results showed that the bands above 50 kDa disappeared, when the beans protein was subjected to hydrolysis with pepsin. The bean protein hydrolysate obtained by hydrolysis with alcalase enzyme, showed higher antioxidant activity for inhibition of the radical ABTS●+. However, the hydrolysates obtained by hydrolysis with pepsin had higher antioxidant activity for inhibition of the radical DPPH. The use of pepsin and alcalase enzymes, under the same reaction time, produced black bean protein hydrolysates with different molecular weight profiles and superior antioxidant activity than the native bean protein.

Proteína e qualidade de sementes de feijão (Phaseolus vulgaris L.) em função da adubação nitrogenada em plantio direto

Além de limitar a produtividade do feijoeiro, a deficiência de nitrogênio pode resultar na produção de sementes com baixo teor de proteína e baixo potencial fisiológico. Nesta pesquisa foram avaliados os efeitos da adubação nitrogenada em cobertura sobre o teor de proteína e o potencial fisiológico de sementes de feijão das cultivares (cv.) IPR Juriti e Pérola, cultivadas em parcelas (solo tipo = Latossolo Vermelho Distrófico), em sistema de plantio direto sob densa palhada de milheto na Estação Experimental da UNESP - Campus de Ilha Solteira, em Selvíria, MS (classificação climática de Köppen = Aw), durante o outono (março/junho) e inverno (junho/setembro) de 2005. Para cada cultivar foi utilizado o delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições e o arranjo fatorial (5 x 2) entre doses de nitrogênio (0, 30, 60, 90 e 120 kg.ha-1) aplicadas em cobertura (na forma de uréia, contendo 45% de N) nos estádios fenológicos V4-3 e V4-6, correspondentes à completa emissão da terceira e sexta folha trifoliolada da haste principal. A aplicação de até 120 kg.ha-1 de N no estádio fenológico V4-3 promoveu maior acúmulo de proteína bruta na semente (dose 0 = 17,6% e 16,3%; 120 kg.ha-1 de N = 24,1% e 22,3% para as cv. IPR Juriti e Pérola, respectivamente) em relação ao estádio fenológico V4-6 (dose 0 = 19,2% e 18,3%; 120 kg.ha-1 de N = 21,3% e 20,3% para as cv. IPR Juriti e Pérola, respectivamente). O teor de proteína solúvel correspondeu a cerca de 90% da proteína bruta da semente da cv. IPR Juriti, contra 72% da cv. Pérola. As albuminas e as glutelinas representaram cerca de 80% da proteína solúvel da semente e as prolaminas a menor fração, 0,6%. Conclui-se que a aplicação de até 120 kg.ha-1 de N no estádio fenológico V4-3, em sistema de plantio direto sob densa quantidade de palha de milheto, propicia maior acúmulo de proteína bruta na semente de feijão em relação à aplicação no estádio V4-6. A dose de 90 kg.ha-1 de N propicia maior acúmulo de proteína solúvel na semente, sem, contudo, exercer influência acentuada sobre o seu potencial fisiológico.

Potencial fisiológico em sementes de cultivares de feijão crioulo (Phaseolus vulgaris L.)

O trabalho foi realizado com o objetivo de caracterizar genótipos crioulos quanto ao potencial fisiológico das sementes. As sementes foram obtidas na safra 2007/2008, com 26 genótipos, no município de Lages - SC. Para analisar a qualidade das sementes, determinou-se o porcentual de germinação inicial e após o envelhecimento acelerado, massa de 100 sementes, condutividade elétrica, comprimento da raiz primária e emergência a campo. Os genótipos foram separados em classes com base no teste Scott-Knott e os genótipos crioulos também foram comparados com a testemunha (cultivares comerciais) pelo teste de Dunnett, os quais permitiram, com base em todos os parâmetros avaliados, indicar os genótipos BAFs 36, 55, 75, 102 como os de elevado potencial fisiológico. Particularmente nas condições de emergência a campo, a maioria dos genótipos apresenta ampla adaptação ambiental, com exceção dos BAFs 4, 7, 23. Pelo estudo de correlação, observou-se uma associação positiva entre o porcentual de germinação inicial com o comprimento de raiz primária e negativa com a massa de 100 sementes. Esta associação foi devido ao genótipo, o que permite indicar que os genótipos com menor massa de 100 sementes foram os mais vigorosos.

Produtividade e morfologia de vagens e sementes de variedades de fava no Estado da Paraíba

O objetivo deste trabalho foi avaliar a produtividade da fava (Phaseolus lunatus L.) e descrever a morfologia de suas vagens e sementes. Oito variedades de fava (Amarela-cearense, Boca-de-moça, Branquinha, Mororó, Olho-de-ovelha, Olho-de-peixe, Orelha-de-vó, Raio-de-sol) foram avaliadas em experimento de campo no período de julho a dezembro de 1999, em Bananeiras, PB. Todas as variedades apresentaram hábito de crescimento indeterminado trepador e vagens compridas, de forma oblonga e recurvada, com número de sementes variando de duas a quatro. A variedade com vagens de maior comprimento (89,9 mm) e maior peso de 100 sementes (79,5 g) foi a Orelha-de-vó. As variedades Olho-de-ovelha e Orelha-de-vó apresentaram a maior e menor produtividade média de 0,852 e 0,293 t ha-1 de sementes, respectivamente. Com base na variação do número de dias para florescimento e colheita, as variedades foram classificadas em precoce (Amarela-cearense, Olho-de-peixe e Orelha-de-vó), intermediária (Boca-de-moça, Branquinha, Mororó e Olho-de-ovelha) e tardia (Raio-de-sol). As variedades Olho-de-ovelha, Branquinha, Boca-de-moça, Amarela-cearense, Mororó e Olho-de-peixe são as mais promissoras para cultivos de sequeiro, com irrigação suplementar.

Avaliação de acessos de feijão-fava, para resistência a Colletotrichum truncatum, em condições de folhas destacadas e campo

RESUMOO feijão-fava (Phaseolus lunatus L.) tem se mostrado uma importante fonte alternativa de alimentação e renda para as populações mais carentes na região Nordeste do Brasil. Entretanto, vários fatores, dentre eles a ocorrência de doenças têm contribuído para o baixo rendimento da cultura. Assim, no presente trabalho objetivou-se avaliar a reação de doze acessos de feijão-fava, de hábito de crescimento determinado, ao agente causal da antracnose, Colletotrichum truncatum, em condições de folha destacada, inoculada com o fungo e campo, sem inoculação. A severidade da doença foi estimada através de escala de notas e os acessos foram agrupados em cinco classes de acordo com a resistência. Os acessos apresentaram resistência variável à antracnose, de acordo com as condições de cultivo, sendo que em folhas destacadas foram mais suscetíveis ao fungo do que no campo. Observou-se no campo, para a maioria dos acessos, redução na porcentagem de área foliar doente em comparação com as respostas apresentadas em folha destacada. Os acessos UFPI 641, UFPI 644 e UFPI 645 comportaram-se como moderadamente resistentes em folha destacada, aos sete dias após a inoculação. Estes genótipos são, portanto, promissores para serem utilizados em programas de melhoramento genético do feijão-fava.

Seleção varietal de Phaseolus vulgaris quanto à tolerância ao estresse salino com base em variáveis de crescimento

Neste estudo objetivou-se avaliar e selecionar variedades de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) quanto à tolerância ao estresse salino e identificar, usando variedades de feijoeiro com diferentes graus de tolerância, variáveis que auxiliem na discriminagão de variedades de feijoeiro quanto à tolerância a esse tipo de estresse, independentemente do mecanismo apresentado pela planta. Os experimentos foram realizados em casa de vegetagão. Inicialmente foram avaliadas 48 variedades de P. vulgaris (alocadas nas subparcelas) em dois níveis de salinidade (distribuídos nas parcelas): solução nutritiva normal (SNN) a 0,81 dS m-1 e a teste (SNT) a 5,6 dS m-1, obtida pela adigão de NaCl no delineamento experimental em blocos casualizados, com quatro repetigões. A partir da massa seca da parte aérea calculou-se a relagão percentual de crescimento alcançada na SNT relativo à SNN das variedades, que variou de 138,7 a 54,1 %, discriminando-as de acordo com o critério de Scott-Knott em duas populagões: uma com 14 variedades mais "tolerantes" e outra com 34 variedades, onde ficaram agrupadas variedades "moderadamente tolerantes" e "sensíveis". Para identificar variáveis de crescimento que permitam selecionar feijoeiros quanto à tolerância ao estresse salino duas variedades tolerantes (Vermelho e CNF 5574), uma medianamente tolerante (FT 83-86) e uma sensível (LM 30074), classificadas no experimento anterior, foram cultivadas em solução nutritiva com cinco níveis de salinidade (0,81; 2,7; 4,6; 6,5; e 8,4 dS m-1). Analisando-se a massa seca da raiz, do caule, do pecíolo, das folhas e da parte aérea, a área foliar e a área foliar específica, concluiu-se que a área foliar específica foi o índice que efetivamente mais contribuiu para a discriminação das variedades de feijoeiro quanto à tolerância à salinidade.

Sucrose metabolizing enzymes in cell suspension cultures of Bauhinia forficata, Curcuma zedoaria and Phaseolus vulgaris

The objective of this work was to study the activity of sucrose metabolizing enzymes in extracts of cell suspension cultures of Bauhinia forficata Link, Curcuma zedoaria Roscoe and Phaseolus vulgaris L. Invertase pathway was identified in the three studied species. Sucrose synthase pathway was also responsible for sucrose metabolism in Curcuma zedoaria and Phaseolus vulgaris cells. Activity values higher than 300 nmol min-1 mg-1 of protein were found for acid and neutral invertases, UDPglucose pyrophosphorylase and phosphoglucomutase in the cell extract of the three plant species. Sucrose synthase showed low activity in Bauhinia forficata cells. As sucrose concentration in the culture medium decreased, sucrose synthase activity increased in C. zedoaria and P. vulgaris cells. The glycolytic enzymes activity gradually reduced at the end of the culture period, when carbohydrate was limited.

Sistemas de produção de feijão intercalado com cafeeiro adensado em período de formação ou após recepa

A consorciação de culturas anuais com o cafeeiro é realizada desde a introdução da cafeicultura no Brasil. Entretanto, os últimos resultados disponíveis foram obtidos com cultivares antigos e espaçamentos ultrapassados. Com o objetivo de avaliar o efeito do número de linhas de plantas e da dose de adubação NPK do feijoeiro intercalado ao cafeeiro, foram conduzidos dois experimentos de campo na Universidade Federal de Lavras, um em lavoura em formação (cv. Topázio) e outro em lavoura recepada (cv. Acaiá Cerrado), em duas épocas de plantio (das águas e da seca). O delineamento experimental foi blocos casualizados, com três repetições, sendo os tratamentos distribuídos em esquema fatorial 4 x 4 + 1, envolvendo quatro números de linhas intercalares de feijoeiro (uma, duas, três e quatro) e quatro doses de adubação (0, 50, 100 e 150% da adubação NPK recomendada para o monocultivo), mais um tratamento adicional (o monocultivo do cafeeiro ou do feijoeiro). Concluiu-se que o aumento do número de linhas de feijoeiro elevou o rendimento de grãos da leguminosa em cultivo intercalar ao cafeeiro, independentemente da dose de adubação, do tipo de manejo da lavoura (formação ou recepa) e da época de plantio, mas reduziu o incremento no diâmetro do caule do cafeeiro em formação, a emissão de nós e o crescimento dos ramos plagiotrópicos, tanto no cafeeiro em formação quanto no recepado. O emprego da adubação NPK em até 150% do equivalente à dose recomendada para o monocultivo não influenciou o rendimento de grãos do feijoeiro intercalado ao cafeeiro.

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.