Qualidade Proteica e Biodisponibilidade de Ferro e Zinco em Feijões Biofortificados

Abstract

Nesse trabalho, os feijões biofortificados com ferro e zinco BRS Pontal (variedade carioca) e BRS Agreste (variedade mulatinho) foram avaliados quanto à digestibilidade de sua proteína in vivo, ao perfil de aminoácidos e ao escore químico corrigido pela digestibilidade proteica (PDCAAS). O PDCAAS é definido pela relação do conteúdo do primeiro aminoácido limitante na proteína em mg/g multiplicado pela digestibilidade verdadeira. O padrão de referencia é a necessidade de aminoácidos essenciais para crianças de 2 a 5 anos de idade segundo a FAO/WHO, 1985. A qualidade da proteína é baseada no aminoácido essencial limitante, em que valores maiores que 1, tanto para o EQ como para o PDCAAS, indicam que a proteína é de boa qualidade, contendo os aminoácidos essências capazes de suprir as necessidades da dieta de humanos (Pire et al 2006; FAO/OMS 1985). O feijão BRS Pontal apresentou baixa digestibilidade proteica (67%) e um perfil aminoácidico deficiente em metionina e cisteína (aminoácidos sulfurados). A metionina é considerada um aminoácido limitante, por ser nutricionalmente essencial ao organismo humano. A cisteina, apesar de não constituir um aminoácido dispensável, tem a metionina como intermediário na sua biossíntese, tornando, assim, esse aminoácido tão limitante quanto á metionina. A qualidade proteica do feijão BRS Pontal foi considerada ruim, com um valor de PDCAA em torno de 47%. Esses resultados foram similares a muitas outras variedades de feijões estudadas em outros experimentos que trabalharam com feijões comuns cozidos. O Feijão BRS Agreste apresentou uma digestibilidade proteica (45%) inferior ao feijão BRS Pontal, porém seu perfil aminoacídico foi superior ao BRS Pontal e muitas outras variedades de feijão comuns estudadas. O Feijão BRS Agreste não apresentou aminoácidos limitantes e, portanto, não foi calculado seu valor de PDCAA. Esses resultados conferem ao feijão BRS Agreste uma falsa impressão que sua qualidade proteica foi superior. No entanto, essa é ixuma limitação do método do PDCAAS que superestima o valor proteico dos alimentos Quando comparada à digestibilidade das proteínas animais, a baixa digestibilidade das proteínas do feijão é um dos seus problemas nutricionais, pois, avaliada em diferentes experimentos com animais, situou-se entre 40% e 70% (Sgarbieri et al., 1979), sendo baixa em humanos, com cerca de 55% (Bressani, 1983). Os fatores antinutricionais presentes no feijão, como os fitatos e os polifenóis (taninos), podem afetar a qualidade proteica por se complexarem às proteínas, diminuindo a susceptibilidade à proteólise. Considerando que enzimas digestivas também são proteínas, os fitatos podem afetar, potencialmente, de forma adversa, a atividade enzimática por ligação direta com elas, provocando sua inativação enzimática. A biodisponibilidade de ferro e Zn dos Feijões biofortificados foi avaliada por meio de ensaios biológicos com ratos. O ganho de hemoglobina (GHb) e a eficiência de regeneração da hemoglobina (HRE) de ratos anêmicos foram os principais parâmetros de quantificação da absorção e utilização do ferro presente nos feijões. O feijão BRS Pontal e o BRS Agreste apresentaram GHb semelhantes, mas não chegaram a atingir os valores do grupo que recebeu sulfato ferroso. Porém, quando se avaliou a HRE, não houve diferença entre os grupos que receberam feijões e o grupo que recebeu sulfato ferroso. Esses resultados confirmaram a eficiência do ferro presente nos feijões em recuperar a hemoglobina de ratos anêmicos. A razão molar fitato/ferro dos feijões foi inferior aos valores considerados prejudiciais para a biodisponibilidade de ferro. Concluiu-se que a biodisponibilidade de ferro dos feijões bioforticados foi comparável ao padrão sulfato ferroso. Para determinação da biodisponibilidade de zinco (Zn) utilizou-se como parâmetros o Zn plasmático e a retenção de Zn nos fêmures dos ratos. A retenção mineral no fêmur dos ratos foi calculada considerando a quantidade de mineral depositada no fêmur e a quantidade de mineral consumida durante o experimento. As dietas foram ajustadas para fornecer dois níveis de Zn (15 e 30 ppm) procedente do Carbonato de zinco (ZnCO3) (dietas padrão) ou dos feijões biofortificados cozidos e secos (dietas teste). Não foi possível formular uma dieta com 30 ppm de Zn para o feijão BRS Agreste, pois, como este feijão tem um teor de Zn muito inferior ao BRS Pontal, a sua adição, para atingir o nível de 30ppm, iria desbalancear todos os outros macronutrientes. Não houve diferença na concentração do Zn xplasmático em nenhum dos grupos avaliados. No entanto, o aumento da ingestão de Zn na dieta dos animais diminuiu a retenção de Zn femural. Isto foi observado tanto nos grupos que receberam dietas padrão quanto nos grupos que receberam dietas com adição de feijão. Quando foi fornecida a mesma dose de Zn, porém com fontes diferentes, nas dietas padrão e com adição de feijão, a retenção de Zn foi menor na dieta contendo feijão. Esse comportamento foi observado nos dois níveis estudados (15 e 30 ppm). O teor de fitato presente nos feijões estudados foi suficiente para reduzir a biodisponibilidade de Zn nas dietas com adição de feijão, o que explicaria uma redução de 43% na retenção de Zn nos ossos dos animais alimentados com os feijões com 30 ppm de Zn, quando comparados ao grupo que recebeu dieta padrão sem adição de feijão. Porém, quando avaliamos a retenção de Zn nas dietas com 15 ppm de Zn não houve diferença entre os grupos, indicando que o aumento da quantidade de feijão na dieta foi o fator decisivo para a diminuição da retenção. A qualidade funcional do feijão foi avaliada pelas determinações de glicose, colesterol total, HDL, triglicerídeos, TGO e TGP sangüínea, nas quais não foi encontrada diferença estatística entre os grupos que receberam dieta padrão e os grupos que receberam dieta com diferentes concentrações de feijão. Concluiu-se, portanto, que quanto maior for a concentração de feijão na dieta, maior a concentração de fatores antinutricionais e, consequentemente, maior o prejuízo na retenção mineral de Zn. A biodisponibilidade de Zn dos feijões pode ser comparada á biodisponibilidade de carbonato de zinco nas dietas com concentrações de feijão de até 50% e 15 ppm de Zn. Acima dessas concentrações, houve prejuízo no desempenho e na retenção mineral no fêmur dos animais. Não houve relação entre a concentração de feijão e Zn na dieta e os parâmetros bioquímicos relacionados ao perfil lipídico e glicêmico dos ratos.

In this work, the beans biofortified with iron and zinc BRS Pontal (Carioca variety) and BRS Agreste (variety mulatto) were evaluated for their protein digestibility in vivo, the amino acid profile and chemical score corrected for protein digestibility (PDCAAS). The PDCAAS is defined as the ratio of the content of the first limiting amino acid in the protein in mg / g multiplied by the true digestibility. The reference standard is the need for essential amino acids for children 2-5 years old according to FAO / WHO, 1985. Protein quality is based on the limiting essential amino acid, wherein values greater than 1 for both the EQ PDCAAS as to indicate that the protein is of good quality, essences containing amino acids capable of meeting the dietary needs of humans ( Pires et al 2006, FAO / WHO 1985). The BRS Pontal beans had low protein digestibility (67%) and a profile of the amino acids deficient in methionine and cysteine (sulfur amino acids). Methionine is considered a limiting amino acid for being nutritionally essential to the human body. The cysteine, although not form a dispensable amino acid, methionine is as an intermediate in their biosynthesis, thus making this amino acid such as methionine limiting. The quality of protein in beans BRS Pontal was considered poor, with a value of PDCAA around 47%. These results were similar to many other varieties of beans studied in other experiments that worked with common beans cooked. The Bean Wasteland BRS showed a protein digestibility (45%) lower than the beans BRS Pontal, however its amino acid profile was superior to BRS Pontal and many other bean varieties studied. The Bean BRS Agreste showed no limiting amino acids and therefore not calculated value of PDCAA. These results give the beans BRS Agreste quality protein than many other varieties studied by other researchers, and this is an important differentiator for new studies of this variety can be performed in order to obtain a cultivar with xiiimproved protein digestibility. When compared to the digestibility of animal protein, low protein digestibility of beans is one of their nutritional problems, therefore, evaluated in different animal experiments, was between 40% and 70% (Sgarbieri et al., 1979), being low in humans, about 55% (Bressani, 1983). The antinutritional factors in beans, such as phytates and polyphenols (tannins), can affect the quality of protein is protein complexing, decreasing susceptibility to proteolysis. Whereas digestive enzymes are also proteins, phytates can affect potentially adversely, the enzyme activity by binding directly to them, causing their enzymatic inactivation. The bioavailability of iron and zinc biofortified beans was evaluated by means of biological assays in rats. The gain of hemoglobin (GHb) and hemoglobin regeneration efficiency (HRE) of anemic rats were the main parameters to quantify the uptake and utilization of the iron present in the beans. The beans BRS and BRS PontalWasteland GHb showed similar but have not reached the values of the group receiving iron. However, when we assessed the HRE, there was no difference between the groups receiving and beans group receiving iron. These results confirmed the efficiency of the iron present in the beans to recover hemoglobin in anemic rats. The molar ratio of phytate / iron beans was lower than the values considered harmful for bioavailability of iron. It was concluded that the bioavailability of iron beans bioforticados was comparable to the standard ferrous sulphate. To determine the bioavailability of zinc (Zn) are used as parameters plasma zinc and zinc retention in the femurs of rats. The mineral retention in the femur of rats was calculated considering the amount of mineral deposited in the femur and the amount of mineral consumed during the experiment. Diets were adjusted to provide two levels of Zn (15 and 30 ppm) coming from zinc carbonate (ZnCO3) (standard diet) or cooked and dried beans biofortified (test diets). It was not possible to formulate a diet with 30 ppm Zn for beans BRS Agreste, because, as this bean has a Zn content much lower than BRS Pontal, their addition, to achieve the level of 30ppm, would unbalance all other macronutrients . There was no difference in plasma concentration of Zn in the groups assessed. However, increased intake of zinc in the diet reduced the retained femoral Zn. This was observed in both groups receiving standard diets as in the groups receiving diets with added beans. When the same dose was given Zn but with different sources, and the standard diets with added beans, xiiiZn retention was lower in the diets containing beans. This behavior was observed at both levels studied (15 and 30 ppm). The amount of phytate present in the beans was studied sufficient to reduce the bioavailability of zinc in the diet with added beans, which brings about a 43% reduction in retention of Zn in the bones of animals fed beans with 30 ppm Zn in compared to the group that received standard diet without adding beans. However, when we evaluate the retention of Zn in diets with 15 ppm of Zn did not differ between groups, indicating that increasing the amount of beans in the diet was the deciding factor for the decrease in retention. The functional quality of beans was evaluated by determination of glucose, total cholesterol, HDL, triglycerides, TGO and TGP blood, in which there was no statistical difference between the groups who received standard diet groups fed diet containing different concentrations of beans. It was concluded therefore that the greater the concentration of the bean diet, the higher the concentration of antinutritional factors and hence the greater the loss in retention of mineral zinc. The bioavailability of Zn beans can be compared to the bioavailability of zinc carbonate concentrations in the diet of beans 50% and 15 ppm zinc. Above these concentrations, there was impairment in performance and mineral retention in the femur of the animals. There was no relationship between the concentration of zinc in the diet and beans and biochemical parameters related to lipids and glucose levels of the mice.