Thermal studies on protein isolates of white lupin seeds (Lupinus albus)

This study used TG, DSC, and SDS-PAGE techniques to study protein isolates (PIs) in the powder form obtained from lupin seeds flour Lupinus albus. Different methods of preparing PIs were tested, resulting in final products that were different only in relation to the yield and protein content. The results of the protein analysis by SDS-PAGE showed that the same protein fractions were present in the lupin seeds and in the obtained PIs. This result shows that the process of extraction was not damaging to the composition of the original protein. On the other hand, the results of the thermal analysis (DSC and TG-DTG curves) obtained for the different PIs, led to the detection of changes in the protein conformation through the Delta H values, which in general decreased with increasing values of pH and ionic strength in the experimental conditions of extraction.

Cholesterol-lowering effect of whole lupin (Lupinus albus) seed and its protein isolate

This study describes the hypocholesterolaemic effect of whole lupin and its protein in hamsters. The diets were: casein (control group HC), lupin protein isolate (group HPI) and whole lupin seed (group HWS). Diets from HPI and HWS promoted a significant reduction of total cholesterol and non-HDL cholesterol in the hamsters' plasma as compared with HC. The true digestibility of HPI and HC groups were similar and differed significantly from the HWS one, which in turn showed a significant difference in total sterol excretion as compared to the former groups. Histological analysis of the liver revealed that animals fed on HPI and HWS diets presented a low level of steatosis (level 1) as compared to the ones fed on HC diet (level 4). Our findings demonstrate that protein isolate from Lupinus albus from Brazil has a metabolic effect on endogenous cholesterol metabolism and a protector effect on development of hepatic steatosis. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Effect of a Traditional Processing Method on the Chemical Composition of Local White Lupin (Lupinus albus L.) Seed in North-Western Ethiopia

The effect of a traditional Ethiopian lupin processing method on the chemical composition of lupin seed samples was studied. Two sampling districts, namely Mecha and Sekela, representing the mid- and high-altitude areas of north-western Ethiopia, respectively, were randomly selected. Different types of traditionally processed and marketed lupin seed samples (raw, roasted, and fi nished) were collected in six replications from each district. Raw samples are unprocessed, and roasted samples are roasted using fi rewood. Finished samples are those ready for human consumption as snack. Thousand seed weight for raw and roasted samples within a study district was similar (P > 0.05), but it was lower (P < 0.01) for fi nished samples compared to raw and roasted samples. The crude fi bre content of fi nished lupin seed sample from Mecha was lower (P < 0.01) than that of raw and roasted samples. However, the different lupin samples from Sekela had similar crude fi bre content (P > 0.05). The crude protein and crude fat contents of fi nished samples within a study district were higher (P < 0.01) than those of raw and roasted samples, respectively. Roasting had no effect on the crude protein content of lupin seed samples. The crude ash content of raw and roasted lupin samples within a study district was higher (P < 0.01) than that of fi nished lupin samples of the respective study districts. The content of quinolizidine alkaloids of fi nished lupin samples was lower than that of raw and roasted samples. There was also an interaction effect between location and lupin sample type. The traditional processing method of lupin seeds in Ethiopia has a positive contribution improving the crude protein and crude fat content, and lowering the alkaloid content of the fi nished product. The study showed the possibility of adopting the traditional processing method to process bitter white lupin for the use as protein supplement in livestock feed in Ethiopia, but further work has to be done on the processing method and animal evaluation.

White lupin (Lupinus albus L.), the neglected multipurpose crop: Its production and utilization in the mixed crop-livestock farming system of Ethiopia

A survey was conducted to generate holistic information on the production and utilization of local white lupin in two lupin growing districts, namely, Mecha and Sekela, representing mid and high altitude areas, respectively in North-western Ethiopia. During the survey, two types of participatory rural appraisal (PRA) techniques, namely, individual farmer interview (61 farmers from Mecha and 51 from Sekela) and group discussion (with 20 farmers from each district) were employed. There are significant differences (P<0.05) between the two study districts for the variables like total land holding, frequency of ploughing during lupin planting, days to maturity, lupin productivity, and number of days of soaking lupin in running water. However, there are no significant differences (P>0.05) between the two study districts for the variables like land allocated for lupin cultivation, lupin seed rate, lupin soaking at home, lupin consumption per family per week and proportion of lupin used for household consumption. The use of the crop as livestock feed is negligible due to its high alkaloid content. It is concluded that the local white lupin in Ethiopia is a valuable multipurpose crop which is being cultivated in the midst of very serious shortage of cropland. Its ability to maintain soil fertility and serve as a source of food in seasons of food scarcity makes it an important crop. However, its bitter taste due to its high alkaloid content remains to be a big challenge and any lupin improvement strategy has to focus on minimizing the alkaloid content of the crop.

Efeito da densidade de sementeira nos componentes de rendimento do tremoço branco (Lupinus albus L.)

O tremoço branco (Lupinus albus L.) é utilizado na alimentação animal e humana. Com este trabalho pretendeu-se avaliar o efeito de duas densidades de sementeira (20 e 40 sementes/m2, respectivamente) na produtividade e nos componentes do rendimento de um ecótipo de tremoço branco. O campo experimental foi instalado na Quinta do Galinheiro (ESAS) Santarém, de acordo com um delineamento experimental em parcelas totalmente aleatórias, com 4 repetições. Foram efetuadas observações bissemanais do desenvolvimento e crescimento através da amostragem aleatória de 8 plantas em cada um dos tratamentos (número de folhas, ramificações e vagens por planta; número médio de grãos por vagem e por planta; peso seco de cada componente e o total da planta; peso de 1000 grãos e teor de proteína do grão). Observaram-se perdas importantes de plantas entre a sementeira e a emergência. O maior crescimento e produtividade individual das plantas na menor densidade, relativamente à maior, justificaram os valores muito aproximados verificados entre os dois tratamentos quando são consideradas as variáveis por unidade de área. Os teores de proteína e calibre do grão foram também idênticos nos dois tratamentos. Confirma-se assim a elevada capacidade da planta em se adaptar a diferentes densidades.

Efeito da densidade de sementeira nos componentes de rendimento do tremoço branco (Lupinus albus L.)

O tremoço branco (Lupinus albus L.) é utilizado na alimentação animal e humana. Com este trabalho pretendeu-se avaliar o efeito de duas densidades de sementeira (20 e 40 sementes/m2, respectivamente) na produtividade e nos componentes do rendimento de um ecótipo de tremoço branco. O campo experimental foi instalado na Quinta do Galinheiro (ESAS) Santarém, de acordo com um delineamento experimental em parcelas totalmente aleatórias, com 4 repetições. Foram efetuadas observações bissemanais do desenvolvimento e crescimento através da amostragem aleatória de 8 plantas em cada um dos tratamentos (número de folhas, ramificações e vagens por planta; número médio de grãos por vagem e por planta; peso seco de cada componente e o total da planta; peso de 1000 grãos e teor de proteína do grão). Observaram-se perdas importantes de plantas entre a sementeira e a emergência. O maior crescimento e produtividade individual das plantas na menor densidade, relativamente à maior, justificaram os valores muito aproximados verificados entre os dois tratamentos quando são consideradas as variáveis por unidade de área. Os teores de proteína e calibre do grão foram também idênticos nos dois tratamentos. Confirma-se assim a elevada capacidade da planta em se adaptar a diferentes densidades.

Cadmium phytoextraction capacity of white lupine ( Lupinus albus L.) and narrow-leafed lupine ( Lupinus angustifolius L.) in three contrasting agroclimatic conditions of Chile

The phytoextraction process implies the use of plants to promote the elimination of metal contaminants in the soil. In fact, metal-accumulating plants are planted or transplanted in metal-contaminated soil and cultivated in accordance with established agricultural practices. The objective of the present study was to evaluate the productivity and Cd phytoextraction capacity of white lupine ( Lupinus albus L.) and narrow-leafed lupine ( Lupinus angustifolius L.), as well as the effect on residual Cd concentration in the soil. Both species of lupines were grown at three CdCl2 rates (0, 1, and 2 mg kg-1), under three agroclimatic conditions in Chile in 2013. In the arid zone (Pan de Azúcar, 73 mm precipitation), narrow-leafed lupine production was significantly (P < 0.05) higher than white lupine (4.55 vs. 3.26 Mg DM ha-1, respectively). In locations with higher precipitation (Santa Rosa, 670 mm; Carillanca, 880 mm), narrow-leafed lupine DM production was slightly higher than in Pan de Azúcar, but white lupine was approximately three times higher. Total plant Cd concentrations in white and narrow-leafed lupine increased as Cd rates increased in the three environments, but they were much higher in narrow-leafed lupine than white lupine; 150%, 58%, and 344% higher in Pan de Azúcar, Santa Rosa, and Carillanca, respectively. Cadmium uptake (g Cd ha-1) and apparent recovery were also higher (P < 0.05) in narrow-leafed lupine in two environments (Pan de Azúcar and Carillanca). These results suggest that narrow-leafed lupine present higher potential as phytoremediation species than white lupine.

Isoflavones and antioxidant capacity of Peruvian and Brazilian lupin cultivars

Seed coats, cotyledons and hypocotyls from six Peruvian (Lupinus mutabilis Sweet) and two Brazilian (Lupinus albus and Lupinus angustifolius) lupin cultivars were assessed regarding their content of isoflavones and antioxidant capacity. Genistein and a genistein derivative were detected in seed coats and cotyledons from Peruvian cultivars. Total isoflavones ranged from 9.8 to 87, 16.1 to 30.8 and 1.3 to 6.1 mg/100 g of sample in fresh weight (expressed as genistein) in seed coat, cotyledon and hypocotyl fractions, respectively, from mutabilis species, whereas no isoflavones were detected in L. angustifolius and L. albus. A significant correlation (r = 0.99) was found between the total isoflavone levels and the antioxidant capacity measured by the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical-scavenging method in all fractions of Peruvian samples. No condensed tannins were detected in any of the lupin cultivars. The H-6 Andean cultivar is promising for its high isoflavone content and antioxidant capacity. Insights from this study indicate that lupin cultivars of the mutabilis species have similar isoflavone profiles and that isoflavones are more concentrated in the cotyledon seed fraction than in the seed coat or hypocotyl fractions. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Responses of higher plants to boron deficiency

Dissertation presented to obtain the degree of Doctorate in Biochemistry by Instituto de Tecnologia Química e Biológica of Universidade Nova de Lisboa

Comportamento de adubos verdes de inverno na região serrana fluminense

O objetivo deste trabalho foi o de avaliar o comportamento de espécies de adubos verdes de inverno, em um Cambissolo Háplico Tb distrófico, sob duas condições de fertilidade, a 1.100 m de altitude. Dois experimentos de campo foram conduzidos em Nova Friburgo, RJ, utilizando as seguintes espécies: aveia-preta (Avena strigosa Schieb.), azevém-anual (Lollium multiflorum Lam.), chícharo (Lathyrus sativus L.), ervilhaca-comum (Vicia sativa L.), ervilhaca-peluda (Vicia villosa Roth), utilizada somente no segundo experimento, serradela-flor-rosa (Ornithopus sativus Brot.), tremoço-amarelo (Lupinus luteus L.), tremoço-branco cultivar Comum (Lupinus albus L.), tremoço-branco cultivar Multo Lupa Doce (Lupinus albus L.), tremoço-branco cultivar TRM 881 (Lupinus albus L.), trevo-branco (Trifolium repens L.), trevo-vermelho cultivar Achylesmarium (Trifolium pratense L.), e trevo-vesiculoso cultivar Jacuí 52 (Trifolium vesiculosum Savi). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com três repetições. As espécies que mais se destacaram na produção de massa seca e acumulação de N na parte aérea, sob condições de boa fertilidade no solo, foram as três cultivares de tremoço-branco, o tremoço-amarelo, a ervilhaca-comum e a aveia-preta. Sob condições de baixo teor de P, Ca e Mg no solo, as que mais se destacaram foram as três cultivares de tremoço-branco e a aveia-preta.

Nutrientes minerais na biomassa da parte aérea em culturas de cobertura de solo

O objetivo deste trabalho foi estimar as quantidades de nutrientes reciclados por cinco espécies vegetais utilizadas como culturas de cobertura do solo e que podem retornar ao solo pela mineralização da biomassa. Foram coletadas de vários experimentos amostras da matéria verde de aveia-preta (Avena strigosa Schreb), mucu-napreta (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy), guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp), tremoço (Lupinus albus L. e L. angustifolius L.) e ervilhaca (Vicia sativa L.). Foi estimado o rendimento de matéria seca e determinados os teores de N, P, K, Ca, Mg, Mn, Zn, Cu, e, a partir dessas concentrações, foram calculadas a média observada, a média estimada e o intervalo de confiança a 95% para cada nutriente dentro de cada classe de rendimento de matéria seca, em cada espécie vegetal. Os dados foram tabulados dentro de intervalos de classe de rendimento de matéria seca e apresentadas as quantidades estimadas de nutrientes minerais. Foram ajustadas equações para estimar as quantidades desses nutrientes. A aveia-preta e a ervilhaca reciclam grande quantidade de K, e a ervilhaca, a mucu-napreta, o tremoço e o guandu reciclam grande quantidade de N. Todas as espécies reciclam quantidades apreciáveis de Ca, Mg e micronutrientes, porém baixas quantidades de P. A rotação de culturas é um meio de implementar com sucesso o aumento das áreas de lavoura em semeadura direta.

Calibração do medidor de clorofila Minolta SPAD-502 para avaliação do conteúdo de nitrogênio do milho

O objetivo deste trabalho foi calibrar o medidor de clorofila Minolta SPAD-502 para avaliação da nutrição nitrogenada das plantas de milho, baseando-se na prévia comparação das leituras de clorofila com os teores obtidos pelos extratores N,N-dimetilformamida (DMF) e acetona 80%. No campo, foram avaliados os teores de clorofila em folhas de milho cultivado sob plantio direto após a cultura de aveia-preta e após a de tremoço-branco, por duas safras consecutivas. A extração da clorofila com a solução DMF, por 72 horas, foi a mais indicada para a calibração do medidor de clorofila SPAD502 na cultura do milho. O ajuste do modelo linear expressou melhor a relação entre o conteúdo de clorofila e as leituras do SPAD na cultura do milho, e seu uso produziu resultados coerentes com o estado nutricional da cultura.

Fitomassa e relação C/N em consórcios de sorgo e milho com espécies de cobertura

O objetivo deste trabalho foi quantificar a produtividade de fitomassa, o teor e acúmulo de nitrogênio (N), e a relação carbono/nitrogênio (C/N) de monocultivos de sorgo (Sorghum bicolor) e milho (Zea mays) e de seus consórcios com guandu-anão (Cajanus cajan), crotalária (Crotalaria juncea), tremoço branco (Lupinus albus), girassol (Helianthus annuus) e nabo-forrageiro (Raphanus sativus), manejados em diferentes estádios. O experimento foi conduzido de março a julho de 2008, em Argissolo Vermelho distroférrico de textura média, no sistema plantio direto. O delineamento experimental foi o de blocos completos ao acaso, com quatro repetições, e parcelas subdivididas, constituído pelos tratamentos: monocultivos de sorgo e milho e seus respectivos consórcios com guandu-anão, crotalária, girassol, nabo-forrageiro e tremoço branco, nas parcelas; e épocas de corte, aos 60, 90 e 120 dias após a semeadura nas subparcelas. Consórcios de sorgo e milho com outras espécies superaram expressivamente a produtividade de fitomassa de seus monocultivos que ainda acumularam menos N e apresentaram maiores relações C/N na fitomassa. Para aumentar a produtividade de fitomassa, a melhor época de corte é aos 120 dias após a semeadura das culturas de cobertura. O corte aos 90 dias após a semeadura propicia o maior acúmulo de N e as menores relações C/N.