DESENVOLVIMENTO DOS FENÔMENOS DE ESCURECIMENTO E

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS

BEATRIZ DOS SANTOS SIQUEIRA

DESENVOLVIMENTO DOS FENÔMENOS DE ESCURECIMENTO E ENDURECIMENTO EM FEIJÃO

CARIOCA: ASPECTOS BIOQUÍMICOS E TECNOLÓGICOS

Goiânia 2013




Dissertação apresentada à Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos da Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos da Universidade Federal de Goiás, como exigência para obtenção do título de Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos. Orientadora: Prof.ª Dr.ª Priscila Z. Bassinello Co-orientadora: Dr.ª Anna Cristina Lanna

Goiânia 2013

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação na (CIP) GPT/BC/UFG

S618d

Siqueira, Beatriz dos Santos.

Desenvolvimento dos fenômenos de escurecimento e endurecimento em feijão carioca [manuscrito]: aspectos bioquímicos e tecnológicos / Beatriz dos Santos Siqueira. - 2013.

125 f. : il. Orientadora: Profª. Drª. Priscila Zaczuk Bassinello; Co-

orientadora: Drª. Anna Cristina Lanna. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Goiás,

Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos, 2013. Bibliografia. Anexos

1. Feijão (Phaseolus vulgaris L.). 2. Feijão comum – Oxidorredutases. 3. Feijão – Fenóis. I. Título.

CDU: 635.652:577.152.1

UNIVERSIDPROGRAMA DE PÓS




Dissertação DEFENDIDA e APROVADA em Examinadora constituída pelos membros:

___

________

______

_____

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA

E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS




ertação DEFENDIDA e APROVADA em 08 de fevereiro de 2013Examinadora constituída pelos membros:

___Profª. Drª. Kátia Flávia Fernandes

ICB/UFG

_______ ________Prof. Dr. Ângelo Luiz Fazani Cavallieri

EA/UFG

______ ________Prof.ª Dr.ª Nerinéia Dalfollo Ribeiro

FTT/UFSM

_________ ______Prof.ª Dr.ª Priscila Zaczuk Bassinello

Orientador – EA/UFG

GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA



2013, pela Banca

_

_

__

___

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho a todos que me apoiaram,

auxiliaram e torceram por mais esta conquista.

AGRADECIMENTOS

À Deus, pela vida, pelas oportunidades, pela força e por ser luz no meu caminho.

Aos meus pais, Edna Praxedes dos Santos Siqueira e Itamar Pires Siqueira, pelo amor,

exemplo de força e dedicação ao trabalho e também pelo grande incentivo em todos os

momentos da minha vida.

Às minhas irmãs Michele Siqueira e Patrícia dos Santos Siqueira, pela amizade, carinho

e por acreditarem sempre em mim.

Ao meu namorado Rafael Domingos de Paula, pela enorme amizade, carinho, paciência

e compreensão. Por me incentivar e estar sempre ao meu lado.

À minha orientadora Dra. Priscila Zaczuk Bassinello, pela orientação, pela confiança

depositada em mim, pelos conhecimentos transmitidos e pela amizade construída nesses anos.

À Prof. Dra. Kátia Flávia Fernandes por ter me acolhido mais uma vez. Agradeço a

confiança, a compreensão, os cuidados, palavras de incentivo, o auxílio e a imensa amizade.

À minha co-orientadora Dra. Ana Cristina Lanna pela disponibilidade em me ajudar.

Agradeço muito aos amigos Wendell Jacinto Pereira e Gabriel Malgaresi que me

ajudaram na execução das análises. Obrigada pelos conselhos, pelo compromisso e momentos

de descontração. Agradeço também a Ana Betine Beutinger Bender pelo auxílio e companhia

em grande parte dos experimentos.

À toda a família do Laboratório de Química de Proteínas. Muito obrigada pelos

conhecimentos transmitidos, pela partilha, por estarem sempre prontos para me ajudar, pelo

bom-humor e os momentos de descontração.

Obrigada a todos do Laboratório de Grãos e Subprodutos da Embrapa Arroz e Feijão,

pela amizade e auxílio na condução dos experimentos. Em especial à Sueli, Renilda e

estagiários, pelos momentos de descontração.

Aos colegas do mestrado pela amizade e prazerosa convivência.

Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de

Alimentos, em especial aos professores Dr. Ângelo Cavallieri e Dra. Adriana Souza pela

amizade, sinceridade e por estarem sempre à disposição.

Às minhas grandes amigas Claryana, Laís, Luciana, Gislaine, Letícia, Pollyanna, Lorena

Policeno, Camila, Lorena Morais e Érica por sempre terem me apoiado e acreditado em mim.

Aos companheiros de estrada Flávia, Gabriel e Marcelo pela amizade, pelas discussões,

os conhecimentos transmitidos e, principalmente o bom-humor.

A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e ao

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pela concessão da

bolsa de pós-graduação e à Embrapa Arroz e Feijão e Laboratório de Química de Proteínas

pela ajuda financeira para realização desta pesquisa.

Enfim, a todos aqueles que de alguma forma contribuíram para minha formação pessoal

e acadêmica e para a conclusão de mais uma etapa na minha vida. Muito obrigada!

“Agir, eis a inteligência verdadeira.

Serei o que quiser.

Mas tenho que querer o que for.

O êxito está em ter êxito e não em ter condições de ter êxito.

Condições de palácio têm qualquer terra larga,

mas onde estará o palácio se não o fizerem ali?”

(Fernando Pessoa)

i

RESUMO

Grãos de feijão estão sujeitos aos fenômenos de escurecimento e endurecimento pós-colheita, que resultam na perda de qualidade tecnológica e sensorial, além da rejeição do produto por parte dos consumidores. Visando elucidar melhor os fenômenos de escurecimento e endurecimento em feijão carioca, foram investigadas as principais alterações nas propriedades tecnológicas e bioquímicas dos grãos decorrentes destes processos, durante o armazenamento prolongado de genótipos contrastantes. Os resultados demonstraram que os genótipos estudados são suscetíveis ao processo de escurecimento, mas em diferentes intensidades (∆E* entre 2 e 12). Em geral, os valores de luminosidade reduziram 3 a 19%, enquanto cromaticidade a*, b*, croma e índice de escurecimento aumentaram com o tempo. Os genótipos mais claros CNFC10467 e BRSMG Madrepérola apresentaram baixo conteúdo de fenóis (4,8 – 7,7 mg g-1) e alta atividade de polifenoloxidase (1,5 – 2,6 UE mg de proteína-1), enquanto os genótipos mais escuros BRS Pontal e Pérola apresentaram alto conteúdo de fenóis (10,2 – 29,1 mg g-1) e baixa atividade de polifenoloxidase (0 – 1 UE mg de proteína-1). Análise de correlação revelou que não há associação entre atividade de polifenoloxidase e conteúdo de fenóis com as reduções de luminosidade, sugerindo diferentes rotas para o escurecimento pós-colheita. Há também tendência de endurecimento dos grãos durante o armazenamento. BRS Pontal e CNFC10467 foram os genótipos com maiores tempos de cocção ao final do período avaliado (66 e 109 min, respectivamente), embora BRSMG Madrepérola e BRS Estilo sejam os genótipos com maior dureza final (17,7 e 17,5 N, respectivamente). Análises bioquímicas demonstram que o endurecimento observado não pode ser atribuído unicamente ao processo de lignificação dos tecidos, mas sim a diferentes rotas metabólicas. Dentre os parâmetros tecnológicos, observou-se que dureza de grãos cozidos é altamente afetada pelo tempo de cocção, pressão do sistema e transferência de calor. Dentre os métodos avaliados, as melhores formas de preparação dos grãos para análise de dureza instrumental são o cozimento em chapa elétrica por 45 ou 60 min e em autoclave a 110°C/15 min, devido a estes métodos promoverem o amaciamento dos grãos, mantendo as características de cozido ou levemente cozido, e também conseguirem discriminar grãos recém-colhidos e envelhecidos. Palavras-chave: Phaseolus vulgaris L., cor, textura, oxido-redutases, fenóis

ii

DEVELOPEMENT OF DARKENING AND HARDENING PHENOMENA IN CARIOCA BEANS: BIOCHEMICAL AND TECHNOLOGYCAL ASPECTS

ABSTRACT

Carioca bean grains are subjected to the darkening and hardening postharvest phenomena, which result in loss of technological and sensorial qualities and rejection of grains by consumers. To better elucidate postharvest darkening and hardening processes in carioca beans, it was investigated changes in technological and biochemical properties of bean grains resulting from these processes, during long-drawn storage of contrasting genotypes. Results showed that the genetic materials are susceptible to the darkening process, but at different intensities (∆E* ranged from 2 to 12). In general, luminosity values reduced in 3 – 19% of its initial value, while chromaticities a* and b*, chroma and browning index increased with time. Lighter genotypes CNFC10467 and BRSMG Madrepérola presented low phenolic content (4.8 to 7.7 mg g-1) and high enzymatic activity of polyphenoloxidase (1.5 to 2.6 EU mg protein-1), while darker genotypes BRS Pontal and Pérola had high phenolic content (10.2 to 29.1 mg g-1) and low polyphenoloxidase activity (0 to 1 EU mg protein-1). Analysis of correlation revealed no association between enzymatic activity of polyphenoloxidase and phenolic content with the reductions in luminosity, suggesting that there are different routes responsible for postharvest darkening process. There is also a tendency of grains to hardening during storage. BRS Pontal and CNFC10467 were the genotypes with higher cooking times at the end of the study period (66 and 109 min, respectively), although BRSMG Madrepérola and BRS Estilo were the genotypes with higher final hardness (17.7 and 17.5 N, respectively). Biochemical analyses show that the hardening observed could not be attributed only to the process of lignification of tissues, but to different metabolic routes. Among the technological parameters, it was observed that hardness of cooked beans is highly affected by the cooking time, the pressure of the cooking system and the way heat transfer occurs. Among the methods evaluated, the most suitable to prepare grains for instrumental hardness analyses are cooking on hotplate for 45 or 60 min and the autoclave at 110°C/15 min, due to these methods promote the softening of grain, keeping bean characteristics of cooked or slightly cooked and also discriminate fresh from aged bean grains. Key words: Phaseolus vulgaris L., colour, texture, oxido-reductases, phenols

SUMÁRIO

PARTE 1 1 INTRODUÇÃO GERAL ........................................................................ 12 2 REVISÃO ................................................................................................. 14 2.1 FEIJÃO COMUM (Phaseolus vulgaris L.) ............................................... 14 2.2 UTILIZAÇÃO E IMPORTÂNCIA DO FEIJÃO ...................................... 15 2.3 ESCURECIMENTO PÓS-COLHEITA .................................................... 17 2.3.1 Fatores relacionados ao fenômeno de escurecimento pós-colheita ...... 18 2.3.2 Determinação da cor ................................................................................ 21 2.4 FENÔMENO DE ENDURECIMENTO ................................................... 23 2.4.1 Mecanismos propostos para explicar o hard-to-cook............................. 24 2.4.2 Qualidade culinária de feijão .................................................................. 27 REFERÊNCIAS ...................................................................................... 32 PARTE 2

ARTIGO 1 – RESPOSTAS CONTRASTANTES PARA ESCURECIMENTO E ENDURECIMENTO DE FEIJÃO CARIOCA ARMAZENADO EM FUNÇÃO DO GENÓTIPO

RESUMO .....……………………………………………......................... 43 ABSTRACT .…………………………………………............................. 44 1 INTRODUÇÃO ………………………………….......…………………. 45 2 MATERIAL E MÉTODOS .........……………………………………… 46 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ….…………………………………… 48 4 CONCLUSÃO ………......……………………………………………… 55 REFERÊNCIAS ….…………………………………………………….. 56

ARTIGO 2 - DUREZA DE GRÃOS DE FEIJÃO CARIOCA (PHASEOLUS VULGARIS L.) EM FUNÇÃO DOS MÉTODOS DE COZIMENTO

RESUMO .................................................................................................. 60 ABSTRACT .............................................................................................. 61 1 INTRODUÇÃO ........................................................................................ 62 2 MATERIAL E MÉTODOS ..................................................................... 63

2.1 MÉTODOS DE COCÇÃO ........................................................................ 64 2.1.1 Cocção em aparelho cozedor de Mattson ……….……………………. 64 2.1.2 Cocção em chapa aquecedora …………………..……………………... 64 2.1.3 Cocção em autoclave ………………………………………….........…... 65 2.1.4 Cocção em banho-maria ……………………………………………….. 65 2.1.5 Cocção em estufa ………………….……………………………………. 65 2.2 PROPRIEDADES MECÂNICAS .................…………………………… 65 2.3 CARACTERÍSTICAS DOS GRÃOS COZIDOS ..................................... 66 2.4 ANÁLISE ESTATÍSTICA ........................................................................ 66 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................. 66 4 CONCLUSÃO .......................................................................................... 71 REFERÊNCIAS ....................................................................................... 72

ARTIGO 3 - O ESCURECIMENTO EM TEGUMENTO DE FEIJÃO CARIOCA É UM PROCESSO NÃO-ENZIMÁTICO?

RESUMO ……………………….....………………………..................... 75 ABSTRACT …….…………………………………………………......... 76 1 INTRODUÇÃO ……………………………………………………. 77 2 MATERIAL E MÉTODOS ……………………………………… 78 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ……………………………………… 81 4 CONCLUSÃO ……………………………………………………… 89 REFERÊNCIAS ……………………………………………………….. 91 CONCLUSÃO GERAL ……………………………………………… 94 ANEXOS………………………………………………………………... 96

PARTE 1

12

1 INTRODUÇÃO GERAL

Existem várias espécies de sementes que, maduras, servem como alimento a uma

grande parte da população mundial. Algumas destas são produzidas por plantas chamadas

leguminosas graníferas, das quais cerca de vinte espécies são utilizadas na alimentação

humana (CARNEIRO et al., 2005). Dentre as leguminosas, o feijão fornece nutrientes

essenciais que podem substituir parcialmente outros produtos protéicos para a população de

baixa renda. Nutricionalmente, o feijão apresenta alto teor de proteínas, ferro, cálcio,

vitaminas, principalmente do complexo B, carboidratos, fibras e lisina, que é um aminoácido

essencial (MESQUITA et al., 2007).

Os grãos, entre eles o feijão, são considerados produtos duráveis devido ao baixo

conteúdo de água. Consequentemente suas estruturas altamente desidratadas possuem

reduzida atividade metabólica quando comparadas aos frutos e hortaliças frescas. Todavia,

também estão sujeitos à deterioração durante a estocagem (ZHANG et al., 1995).

A necessidade de aumentar a vida de prateleira dos produtos e agregar-lhes maior

valor comercial tornou o estudo das alterações bioquímicas pós-colheita muito importante. É

necessário evitar processos deteriorativos decorrentes do transporte e armazenamento dos

produtos destinados à exportação e ao consumo interno. Além disso, a parcela mais carente da

população mundial está concentrada nas regiões tropicais, cujas colheitas, submetidas à

temperatura e umidade elevadas, estão mais sujeitas ao ataque de predadores e à rápida

deterioração durante a estocagem. Em países em desenvolvimento, onde a fome e a

desnutrição estão presentes, os estudos que visam minimizar perdas e conservar a qualidade

dos alimentos são de vital importância (SHIGA, 2003).

Um exemplo de deterioração que ocorre durante a estocagem é o defeito textural

conhecido como hard-to-cook (HTC) que afeta o feijão e as demais leguminosas utilizadas na

alimentação. O HTC desenvolve-se quando os grãos são armazenados por um período extenso

sob condições de alta umidade do ar (>75%) e temperaturas elevadas (30-40 °C). O seu

desenvolvimento é caracterizado pelo endurecimento do cotilédone e pelas mudanças de

aderência entre as células, que tornam os grãos mais resistentes ao amaciamento obtido na

cocção, com consequente alteração da textura e palatabilidade (BATISTA; PRUDENCIO;

FERNANDES, 2010, RIBEIRO; PRUDENCIO-FERREIRA; MIYAGUI, 2005).

13

Outro caractere que afeta a aceitação das cultivares do feijão tipo carioca é a cor do

tegumento do grão, pois há uma associação de que todo feijão de fundo mais escuro é

considerado feijão velho e de difícil cozimento. Para os consumidores, grãos com coloração

mais clara são tidos como macios, com preparo rápido e produção de caldo espesso, bem

como de bom sabor e textura (BASSINELLO et al., 2003). Contudo, o que nem todos os

consumidores sabem é que existem genótipos de feijão carioca que apresentam a cor bem

clara e essa tonalidade persiste durante o armazenamento, e outras que, pouco tempo após a

colheita, apresentam escurecimento dos grãos.

Diante da falta de padrão para qualificação dos grãos de feijão, produtores e

comerciantes se tornam dependentes das preferências do consumidor e, embora vários estudos

já tenham proposto alternativas para o armazenamento de feijão sem perda de qualidade, a

maioria deles é onerosa. Dessa forma, o mais adequado seria utilizar os recursos da

bioquímica para desvendar os mecanismos que levam ao HTC e ao escurecimento, abrindo

caminho para os programas de melhoramento genético desenvolverem novas cultivares, com

características agronômicas e nutricionais desejáveis e menos propensas a adquirirem estes

defeitos.

Os parâmetros bioquímicos mais utilizados em estudos do fenômeno de

endurecimento tem sido o conteúdo de lignina e pectatos, enquanto para o estudo do

fenômeno de escurecimento tem-se determinado o conteúdo de fenóis totais e a atividade

enzimática de oxidoredutases. Entretanto, apesar destes parâmetros estarem sendo utilizados

para esclarecer os eventos relacionados aos fenômenos de endurecimento e escurecimento,

não há nada conclusivo de que eles possam ser utilizados como indicadores da perda de

qualidade em feijão comum.

Sendo assim, deseja-se estudar eventos relacionados ao escurecimento e

endurecimento de grãos de diferentes genótipos de feijoeiro comum, grupo comercial carioca,

ao longo do armazenamento por meio de parâmetros bioquímicos e tecnológicos.

14

2 REVISÃO

2.1 FEIJÃO COMUM (Phaseolus vulgaris L.)

O feijoeiro comum é uma planta herbácea, pertencente à família Fabaceae, sub-família

Faboideae, gênero Phaseolus e espécie Phaseolus vulgaris L. (SANTOS; GALVILANES,

2006). Trata-se da espécie mais importante, dentro das cinco mais cultivadas do gênero, por

ser a mais antiga, a mais cultivada nos cinco continentes e responsável por, aproximadamente,

95% da produção mundial de Phaseolus (CEPEF, 2001).

O feijão comum é uma cultura antiga originária da América Central e da América do

Sul. A partir destas regiões surgiu uma grande variedade de grãos de diferentes cores, formas

e tamanhos (GEPTS; DEBOUCK, 1991), sendo tais características visuais a base para a

classificação das atuais classes comerciais de feijão. No mercado brasileiro, as principais

classes cultivadas incluem grãos dos tipos carioca, preto, roxo, mulatinho, rosinha, vermelho e

manteigão (BALDONI; TEIXEIRA; SANTOS, 2002). Embora exista preferência regional por

determinado tipo de grão, feijões do grupo carioca são os mais cultivados no Brasil,

representando 70% do consumo nacional (DEL PELOSO; MELO, 2005).

O tipo de grão carioca surgiu em 1969, tendo como característica marcante o tegumento

com coloração bege e estrias marrons (Figura 1). Seu hilo é branco, apresentando ao redor um

halo de coloração creme. As sementes têm em média 0,9 cm de comprimento, 0,6 cm de

largura, 0,5 cm de espessura e forma oblonga (ALMEIDA; LEITÃO FILHO; MIYASAKA,

1971). São compostos por cerca de 89% de cotilédone, 1% de epicótilo e 10% de tegumento

(SHIGA; CORDENUNSI; LAJOLO, 2011).

Figura 1. Feijão carioca cv. Pontal

Fonte: Própria

15

A introdução do feijão comum do tipo de grão carioca na agricultura brasileira, fez

aumentar o rendimento por hectare e a consolidação das três safras contribuíram para a

regularização da oferta do produto ao longo do ano, diminuindo oscilações de preço

(WANDER, 2007). Mais tarde tornou-se o tipo mais cultivado e consumido em todo o Brasil,

alterando todo o enfoque dos programas de melhoramento, que passaram a trabalhar quase

exclusivamente na seleção de linhagens com grãos do padrão carioca (VIEIRA et al., 2005).

Atualmente, o Brasil é o maior produtor mundial de feijão comum, com produção

estimada em 3,5 milhões de toneladas na safra 2011/2012, numa área de 3,9 milhões ha e

produtividade de 885 kg ha-1 (CONAB, 2011). De maneira geral, o feijão é produzido o ano

todo no país, em três ciclos de semeadura-colheita. O primeiro ciclo, chamado de feijão das

águas, ocorre entre os meses de agosto e novembro e envolve as regiões Sul e Sudeste e a

região de Irecê, na Bahia. O segundo ciclo, chamado de seca ou ciclo verão-outono, ocorre em

praticamente todas as regiões do país no período entre dezembro a março. O terceiro ciclo,

conhecido como feijão de inverno ou feijão irrigado, ocorre entre abril e setembro e está

concentrado nos estados de Minas Gerais, São Paulo, Goiás, Distrito Federal e oeste da Bahia

(FERREIRA; DEL PELOSO; FARIA, 2002).

Os períodos de semeadura-colheita do feijão apresentam variações de ano para ano, com

isso, a produção do feijão, embora distribuída ao longo do ano, necessita do armazenamento

para garantir a oferta deste produto em todas as regiões do país, evitar a escassez na

entressafra e diminuir a oscilação de preços no mercado (BRACKMANN et al., 2002).

2.2 UTILIZAÇÃO E IMPORTÂNCIA DO FEIJÃO

O feijão comum é uma cultura de significativa importância sócio-econômica no mundo

todo (BROUGHTON et al., 2003). Muitas pessoas, principalmente nos países em

desenvolvimento, das regiões tropicais e subtropicais do planeta, dependem destes grãos

como principal alimento básico (YOKOYAMA, 2011). Por outro lado, os países

desenvolvidos, como os Estados Unidos da América e Canadá, dependem de feijão,

principalmente, como fonte de renda (ELSADR, 2011).

O feijão comum contém de 21-25% de proteína bruta, sendo rico em aminoácidos

essenciais, como lisina, porém moderadamente deficiente em aminoácidos sulfurados, como

metionina e triptofano (SGARBIERI; WHITAKER, 1982). O conteúdo de carboidratos é de

16

60-65%, composto principalmente por amido, com pequenas quantidades de monossacarídeos

e dissacarídeos. Carboidratos na forma de fibra compreendem 17-23% e são compostos

basicamente por pectina, celulose e hemicelulose (SHIGA; CORDENUNSI; LAJOLO, 2009).

O feijão contém pouca quantidade de lipídeos, apresentando predominantemente ácidos

graxos insaturados (ANDERSON; SMITH; WASHNOCK, 1999). Adicionalmente, estes

grãos são uma excelente fonte de minerais, apresentando teores consideráveis de ferro, cálcio,

cobre, zinco, fósforo, potássio e magnésio (BEEBE; GONZALEZ; RENGIFO, 2000;

MOURA; CANNIATTI-BRAZACA, 2006).

O feijão apresenta ainda outros componentes que tornam seu consumo vantajoso. A

elevada quantidade de compostos fenólicos com atividade antioxidante encontrados nos seus

tegumentos tem sido relacionada à redução do risco de desenvolvimento de câncer, além de

apresentar atividade antiinflamatória (OOMAH; CORBE; BALASUBRAMANIAN, 2010).

Há, também, forte evidência que o consumo de feijão reduz significativamente a concentração

de colesterol sérico no sangue, prevenindo doenças coronarianas (ANDERSON; SMITH;

WASHNOCK, 1999). Feijão apresenta baixo índice glicêmico por ser digerido lentamente e

produzir baixo nível de glicose no sangue. Pacientes diabéticos são incentivados a consumir

pelo menos meio copo de feijão cozido diariamente (FOSTER-POWELL; BRAND-MILLER,

1995). Por razões similares, e porque feijão retarda a sensação de fome, prolongando a

saciedade, estes podem ser usados na dieta de pacientes obesos como auxiliar na perda ou

manutenção de peso (LETERME, 2002). O feijão é, também, uma rica fonte de ácido fólico,

que é especialmente importante para as mulheres em idade fértil, devido ao fato que os baixos

níveis deste composto durante a gravidez, podem levar a defeitos do tubo neural em seus

bebês (GUPTA; GUPTA, 2004).

Não só pelo seu elevado valor nutricional, o feijão comum é usado em muitas regiões

diferentes do mundo, mas devido a outras diversas finalidades que apresenta (ELSADR,

2011). Dependendo das preferências da população de determinada região e da cultivar de

feijão cultivado, esse pode ser consumido fresco (como um vegetal) ou seco em preparações

culinárias, ou ainda utilizado como ração animal (BROUGHTON et al., 2003). Feijoeiros são

também capazes de fixar o nitrogênio atmosférico e podem ser usados em rotação com

culturas de grãos para menores exigências de nitrogênio e melhorar a qualidade do solo. Mais

recentemente, estudos propuseram a utilização da fração amilácea do feijão para produção de

etanol, como forma de agregar valor a esta commodity e elevar a geração de renda a partir

desta leguminosa (NICHOLS et al., 2011).

17

2.3 ESCURECIMENTO PÓS-COLHEITA

Em várias classes comerciais de feijão, incluindo carioca, pinto e cranberry, a cor creme

do tegumento muda lentamente para marrom escuro após a semente estar fisiologicamente

madura. Estudos demonstraram que este escurecimento pós-colheita do tegumento ocorre

mais rapidamente em ambientes com alta temperatura e umidade relativa do ar e presença de

luz e oxigênio (BRACKMANN et al., 2002; JUNK-KNIEVEL, VANDENBERG, BETT,

2007), as quais são também favoráveis ao aparecimento do fenômeno de endurecimento

conhecido como “hard-to-cook” (HTC) ou difícil-de-cozinhar (NASAR-ABBAS et al.,

2008a; RIBEIRO et al., 2007b). Portanto, consumidores presumem que grãos de feijão com

tegumento escuro requer maior tempo de embebição e cozimento e são menos palatáveis

quando comparados a grãos recém-colhidos. Dessa forma, entre as características associadas

com as qualidades culinárias de feijão carioca, a alta claridade da cor creme do tegumento é

desejável (JACINTO-HERNÁNDEZ et al., 2011).

Há pelo menos três tipos de fenótipos para o escurecimento pós-colheita: (1) grãos que

não apresentam o fenômeno de escurecimento, (2) grãos que apresentam escurecimento lento

e (3) grãos com velocidade de escurecimento regular. Feijão com escurecimento regular

tendem a apresentar padrões de qualidade mais baixos, devido a se aparentarem mais velhos

em comparação a feijões que não sofrem o fenômeno de escurecimento ou que apresentem

escurecimento lento. Portanto, com o passar do tempo durante o armazenamento, aqueles

tipos de grãos que não escurecem e aqueles com escurecimento lento determinam o preço de

mercado do feijão, apresentando maiores valores de mercado que aqueles com escurecimento

regular. Isto é particularmente importante para os produtores de feijão que armazenam as suas

sementes por um período de tempo antes da venda. Quanto mais tempo os grãos são

armazenados, menos rentáveis são para os produtores (ELDSAR et al., 2011).

A qualidade nutricional e culinária dos grãos de feijão não é comprometida pelo aspecto

visual, contudo, o escurecimento pós-colheita é um meio pelo qual os consumidores podem

identificar a idade dos grãos. Sob o ponto de vista dos consumidores, a vantagem de feijão

com escurecimento regular é que os grãos mais velhos podem ser facilmente identificados,

assim, os consumidores podem direcionar suas compras para grãos frescos que têm melhor

qualidade culinária e são mais saborosos e de rápido cozimento. Por outro lado, o feijão com

padrão de escurecimento lento pode permanecer em prateleiras de supermercado ou em

recipientes de armazenamento de produtores ou processadores por um ano e os consumidores

18

não seriam capazes de distingui-los de grãos recém-colhidos somente pela aparência visual.

Entretanto, isso representa uma desvantagem para os consumidores que estão pagando por um

produto que tem as mesmas características culinárias desfavoráveis de grãos envelhecidos

(ELSADR, 2011).

Tendo em vista a grande perda econômica que grãos de tegumento escuro representam

no mercado de feijão, devido a estes serem preteridos pelos consumidores no ato da compra,

os programas de melhoramento genético do feijoeiro comum tem se concentrado em grãos

com o fundo mais claro e, também, na manutenção da cor clara pelo maior tempo possível

(SILVA et al., 2008). Dois novos genótipos de feijão comum foram desenvolvidos de forma

a não escurecer durante o armazenamento. ‘BRSMG-Madrepérola’ é a nova cultivar do tipo

carioca obtida no Programa de Melhoramento do Feijoeiro da Universidade Federal de

Viçosa/Embrapa Arroz e Feijão (ABREU et al., 2011) e ‘Pinto Saltillo’ é uma cultivar do tipo

pinto desenvolvida na Estação Experimental de Agricultura Saltillo do Instituto Nacional de

Investigações Florestais, Agrícolas e Pecuárias (INIFAP) do México (SANCHEZ-VALDEZ

et al., 2004). Segundo os melhoristas que os desenvolveram, ambos os tipos de grãos

apresentam características de cor de fundo do tegumento claro e fenômeno de escurecimento

tardio, representando, assim, uma grande conquista para a evolução desta cultura.

2.3.1 Fatores relacionados ao fenômeno de escurecimento pós-colheita

O escurecimento pós-colheita do tegumento de feijão tem sido relacionado a mudanças

bioquímicas durante o armazenamento. À medida que os grãos vão envelhecendo, compostos

presentes no tegumento podem sofrer oxidação ou outras mudanças químicas que levam a

novos compostos, mudando a cor dos mesmos. As causas exatas do escurecimento pós-

colheita não são bem conhecidas, mas elas parecem ter em conta uma combinação de

ambiente, genética e alterações químicas (ARAÚJO; RAMALHO; ABREU, 2012; MARTIN-

CABREJAS et al., 1997). O escurecimento é acelerado pela exposição à luz, alta temperatura

e umidade durante o armazenamento (JUNK-KNIEVEL; VANDENBERG; BETT, 2007).

Estudos têm demonstrado que os compostos fenólicos estão relacionados ao

escurecimento dos grãos quando na presença de oxigênio, fato ocasionado por oxidações

enzimáticas mediadas por oxido-redutases, presentes no tegumento (MARLES;

VANDENBERG; BETT, 2008). Entre estas enzimas destaca-se a polifenoloxidase – PPO

(EC. 1.14.18.1), enzima que contém cobre no centro ativo e catalisa dois tipos de reações,

ambas envolvendo oxigênio. A primeira reação corresponde à hidroxilação de monofenóis

19

formando orto-difenóis e a segunda à oxidação de orto-difenóis formando orto-quinonas

(Figura 2). As quinonas formadas, subsequentemente, sofrem uma série de reações não-

enzimáticas para formar pigmentos escuros denominados genericamente de melaninas

(MAYER, 2006).

Figura 2. Mecanismo de reação da polifenoloxidase sobre substratos fenólicos.

Fonte: TOIVONEN; BRUMMELL, 2008.

O papel desempenhado pela PPO na natureza é amplo, não se relacionando apenas ao

escurecimento, mas também a outras funções como a defesa vegetal. Em danos nos tecidos

causados por injúrias mecânicas, ataque de herbívoros e insetos e infecção por patógenos, a

compartimentalização é perdida e a PPO de plastídios reage com os substratos fenólicos do

vacúolo, levando à formação das quinonas e suas consequências. Os tecidos impregnados com

os polímeros atuam como barreiras para as infecções formando uma defesa contra a

penetração de microrganismos ou retardando sua proliferação (VAUGHN; LAX; DUKE,

1988).

Outra enzima responsável pelo processo de escurecimento em vegetais é a peroxidase -

POD (E.C. 1.11.1.7). Esta enzima, do mesmo modo que a PPO, tem atividade típica na reação

de oxidação de compostos fenólicos, porém requer a presença de peróxido de hidrogênio. Esta

classe de enzimas também forma quinonas como produto (Figura 3). Estes compostos

formados são bastante instáveis e, após a oxidação não enzimática na presença de O2,

polimerizam-se formando as melaninas (CHITARRA, 2002).

Figura 3. Ação da peroxidase sobre compostos fenólicos

Fonte: CHITARRA, 2002.

20

As POD contêm um grupo prostético heme (ferrilprotoporfirina IX) e no processo

catalítico oxidam de forma transitória o íon férrico (Fe3+) a estados de valência mais alta (Fe5+

e Fe4+). O peróxido (ROOH) pode ser o de hidrogênio ou peróxido orgânico, como metil ou

etil peróxido de hidrogênio. Na reação que envolve a POD, o doador de elétrons pode ser o

ascorbato, as aminas aromáticas e outros compostos orgânicos, tais como os fenóis e naftóis.

O produto da oxidação apresenta em muitos casos, coloração intensa (RICHARDSON;

HYSLOP, 2000).

Além do envolvimento no processo de escurecimento enzimático, a POD também tem

sido relacionada a processos de cicatrização, como a lignificação (BOERJAN; RALPH;

BAUCHER, 2003) e proteção das plantas contra o estresse causado por radiação ultravioleta

(JANSEN et al., 2001).

Tanto PPO quanto POD atuam sobre uma grande variedade de substratos fenólicos, de

forma que o tipo e a concentração destes afetam diretamente o processo de escurecimento

enzimático (MARTÍN-BELLOSO; SOLIVA-FORTUNY, 2006). Os compostos fenólicos

variam largamente na sua complexidade, mas a característica comum destes compostos é que

eles são prontamente oxidados (BORS et al., 1996).

O feijão comum apresenta uma grande variedade de polifenóis, os quais estão

concentrados basicamente no tegumento dos grãos. Consequentemente, a cor do tegumento do

feijão é determinada pela presença e concentração destes compostos (APARICIO-

FERNANDEZ et al., 2005). O grupo de flavonóides mais amplamente distribuídos em feijão

são as proantocianidinas (taninos condensados), embora haja a presença também de flavonóis

glicosídeos e antocianinas (LIN et al., 2008).

Estudos têm demonstrado redução do teor de compostos fenólicos em grãos inteiros de

feijão tipo pinto (BENINGER et al., 2005; MARLES; VANDENBERG; BETT, 2008) e fava

(NASAR-ABBAS et al., 2009) concomitante ao processo de escurecimento. Tal fato se deve a

polimerização dos compostos fenólicos no cotilédone dos grãos, resultando em polímeros

insolúveis de alto peso molecular. A redução dos constituintes fenólicos com a intensificação

do processo de escurecimento também pode ser devido às reações de oxidação mediadas por

oxido-redutases, que transformam estes compostos em pigmentos escuros, como quinonas

(MARLES; VANDENBERG; BETT, 2008). Outra justificativa seria que durante o

envelhecimento dos grãos de feijão, há formação contínua de taninos a partir de compostos

fenólicos de menor peso molecular, mas que com a elevação da temperatura ocorre uma

redução dos taninos devido às ligações cruzadas estabelecidas entre estes compostos e macro-

21

moléculas como proteínas, por exemplo (NASAR-ABBAS et al., 2009). Stanley (1992)

afirma que sob condições tropicais de armazenamento, onde a umidade e temperaturas são

elevadas, os taninos podem se polimerizar no tegumento ou migrar para o cotilédone e

complexar com outros componentes.

Estudos realizados em fava demonstraram que a redução do conteúdo de compostos

fenólicos é diretamente proporcional ao aumento de umidade, temperatura e exposição à luz

(NASAR-ABBAS et al., 2009). Contudo, fatores genéticos também são determinantes neste

processo de escurecimento, uma vez que Beninger et al. (2005) demonstraram que há

diferenças significativas na quantidade de polifenóis em linhagens de feijão tipo pinto com

características de escurecimento lento e escurecimento rápido.

Estudos constataram a presença de um alelo recessivo de cor do tegumento em feijão, o

gene J. Este tem sido associado com níveis reduzidos de escurecimento pós-colheita

(BASSETT, 1996). Além disto, análises químicas têm associado este gene com a produção de

proantocianidinas no feijão amarelo (BENINGER; HOSFIELD, 2003). Silva et al. (2008)

afirmaram que um gene com dominância de alelo está envolvido no fenômeno de

escurecimento rápido e que o mesmo gene é responsável pelo maior teor de taninos no grão.

Mais recentemente, estudos constataram a presença de outro gene Sd responsável pela

rapidez com que o processo de escurecimento ocorre no grão. Indivíduos com alelo

dominante Sd terão um fenótipo de escurecimento regular, enquanto os que são

homozigóticos para o alelo recessivo sdsd apresentarão característica de escurecimento lento

(JUNK-KNIEVEL; VANDENBERG; BETT, 2008; ELSADR et al., 2011).

O fenômeno de escurecimento pós-colheita é também função de interações genótipo-

ambiente (ARAÚJO; RAMALHO; ABREU, 2012), sendo as condições de armazenamento

determinantes no processo de conservação da qualidade sensorial de grãos de feijão. Neste

sentido, várias técnicas têm sido desenvolvidas para inibir o escurecimento pós-colheita,

incluindo métodos físicos como calor, atmosfera modificada e inibidores químicos, que

podem afetar tanto as enzimas, como os substratos ou os produtos (NASAR-ABBAS et al.,

2008b; RIGUEIRA; LACERDA FILHO; VOLK, 2009).

2.3.2 Determinação da cor

O olho humano apresenta fotorreceptores que absorvem a luz na faixa visível do

espectro eletromagnético, compreendida entre aproximadamente 370 e 740 nm. Estes

fotorreceptores estão divididos em bastonetes, que respondem pela visão noturna e, portanto,

22

têm pouca participação na discriminação de cores, e os cones, que correspondem pela visão

diurna e pela visão de cores (ZOLLINGER, 1999).

As células cones, por sua vez, apresentam-se divididas em três tipos:

• cone S - pigmento tem maior absorção para comprimentos de onda curto, com pico em

420 nm (azul)

• cone M - pigmento é mais sensível a comprimentos de onda médios, com pico em 534

nm (verde)

• cone L - pigmento tem sensibilidade espectral maior para comprimentos de onda longos,

com pico em 564 nm (vermelho) (BOWMAKER; DARTNALL, 1980).

Na retina as células ganglionares comparam os sinais dos diferentes cones e determinam

a quantidade de verde ou vermelho, azul ou amarelo e claro ou escuro da imagem

(ZOLLINGER, 1999). Levando em consideração como estas células informam a cor dos

objetos, a Comissão Internacional de Iluminação (Commission Internationale de l’Eclairage,

CIE) estabeleceu em 1976 o sistema L* a* b* (Figura 4), um espaço que possui uma

distribuição percentualmente uniforme de luminosidade (L*) e cromaticidade (a* e b*).

Figura 4. Diagrama de cores CIE L*a*b*

Fonte: HunterLab, 1996.

O eixo vertical representa as escalas de valores acromáticos, que vão desde o branco na

parte superior (L* = 100) que representa uma reflexão difusão perfeita, até o negro na inferior

(L* = 0). A coordenada a* (+60/-60), positiva tende a vermelha e negativa ao verde. A

coordenada b* (+60/-60), positiva tende a amarela e negativa ao azul (MARCUS, 1998).

23

O eixo correspondente ao equador contém a escala dos tons que possuem, nesta altura,

um valor de claridade médio. Cada uma das seções horizontais do sólido apresenta os valores

cromáticos num dado nível de claridade. Quanto mais afastada do eixo central, mais saturada

será a cor. Quanto mais próxima, mais misturada com cinza de mesmo valor (BRASEQ,

2012).

Considerando que a percepção colorimétrica da maioria das pessoas não é tão confiável

para padronização deste parâmetro, uma vez que um objeto de cor pode ser interpretado de

acordo com a nossa subjetividade, o sistema CIE L* a* b* é vantajoso uma vez que tem uma

escala de cor aproximadamente uniforme e fornece uma maneira de comparar diferentes

amostras entres os valores de cor (MARCUS, 1998).

2.4 FENÔMENO DE ENDURECIMENTO

As alterações físicas, biológicas e químicas ocorridas durante a estocagem tornam os

grãos de leguminosas endurecidos (HTC). Esse fenômeno causa aumento do tempo de

cocção, alterações de textura e sabor e diminuição do valor nutritivo do feijão (MARTIN-

CABREJAS et al., 1997). A maciez, atributo importante dos grãos, proporciona melhor

aceitabilidade do produto pelo consumidor, manutenção da qualidade nutricional e sensorial e

menor gasto de tempo e energia de preparo (SHIGA; LAJOLO; FILISETTI, 2003).

O defeito textural em feijão armazenado origina-se na estrutura do tecido. Acredita-se

que reações complexas são desencadeadas no interior dos grãos envolvendo diferentes

componentes da célula. O endurecimento está associado às características da parede celular do

grão e, entre essas, o grau de solubilidade dos polissacarídeos e a despolimerização durante o

processo de cozimento, fator determinante da qualidade textural do grão (BERRIOS;

SWANSON; CHEONG, 1998; GARCIA et al., 1998).

O grau de endurecimento e a rapidez em que se desenvolve o fenômeno HTC, também

podem estar associados ao clima e ao solo no qual os grãos são cultivados, bem como às

características intrínsecas dos grãos. Feijão proveniente de plantas cultivadas em solo rico em

íons bivalentes apresentou maior grau de dureza e adquiriram o HTC com maior rapidez

(PAREDES-LÓPES; MAZA-CALVINO; CASTENEDA-GONZALES, 1989).

Fatores genéticos também afetam a capacidade de hidratação, pois a interação entre

cultivares e tempo de embebição foi constatada (RODRIGUES et al., 2005). Efeitos da

24

interação entre genótipos diferentes e ambientes também foram observados para absorção de

água e tempo de cocção (CARBONELL; CARVALHO; PEREIRA, 2003; CORTE et al.,

2003). Sendo assim, além dos componentes bioquímicos inerentes dos grãos, as

características da qualidade dos grãos de feijão são afetadas, também, pelo período de

semeadura, pelas condições (temperatura e umidade relativa) e pelo tempo de armazenamento

(RIBEIRO et al., 2007b).

2.4.1 Mecanismos propostos para explicar o hard-to-cook

Há várias hipóteses que tentam explicar o fenômeno do endurecimento causado por

temperatura e umidade relativa elevadas. Muitos estudos têm associado alterações nos

polissacarídeos da parede celular e lamela média com o desenvolvimento do defeito HTC, que

promove resistência dos grãos de leguminosas ao cozimento (SHIGA; LAJOLO; FILISETTI,

2004). Em geral, paredes celulares de plantas são estruturas dinâmicas, compostas por

polissacarídeos complexos, como celulose, hemicelulose e pectinas, pequenas quantidades de

compostos fenólicos tais como lignina e ácido hidroxicinâmico esterificados aos

polissacarídeos e proteínas. Estes compostos são mantidos unidos e estabilizados por ligações

covalentes e iônicas (ROSE; BENNETT, 1999).

O processo de endurecimento do grão de feijão tem sido relacionado a diferentes

mecanismos, mas principalmente à atuação enzimática. Possivelmente, durante o

envelhecimento, o calor e umidade elevada causariam a ativação de determinadas enzimas

presentes nos cotilédones, desencadeando inúmeras reações (HINCKS; STANLEY, 1986).

Várias enzimas são citadas como responsáveis pelo processo de endurecimento (Figura 5) e

suas reações contribuiriam para este processo provocando alterações no meio extracelular,

danificando membranas e alterando a estrutura dos componentes da parede celular e lamela

média (STANLEY, 1992).

A principal teoria que enfatiza o envolvimento de enzimas no processo de

endurecimento é a da lignificação. Esta teoria relaciona o desenvolvimento do endurecimento

com a polimerização dos compostos fenólicos, provenientes principalmente das cascas que

são ricas nestas substâncias, mediadas por enzimas oxido-redutases, e pela formação de

ligações cruzadas entre os compostos fenólicos e as proteínas da parede celular das células

dos cotilédones (NASAR-ABBAS et al., 2008a).

25

Figura 5. Possíveis contribuições de algumas enzimas no processo de endurecimento de

leguminosas.

Fonte: Adaptado de SHIGA, 1998.

O fracionamento dos polifenóis foi investigado em cinco diferentes cultivares de feijão

comum e os resultados apontaram redução significativa de polifenóis totais e conteúdo de

polifenóis não-taninos do grão inteiro durante a estocagem. Essas mudanças podem indicar

atividades fisiológicas pós-colheita, com formação de taninos e lignina, pela oxidação e

polimerização de componentes polifenóis, dentro dos grãos de feijão, como resultado de uma

resposta ao estresse iniciado por condições adversas. Estes podem então ser responsáveis,

pelo menos em parte, pelo fenômeno HTC que se desenvolve em feijão comum durante longo

26

tempo de estocagem, além de limitarem a biodisponibilidade de nutrientes pela ação de

precipitação da proteína (MARTÍN-CABREJAS et al., 1997).

Outra teoria, a da pectina-cátion-fitato, estabelece que a ativação da fitase seria a

principal responsável pela formação do pectato de cálcio insolúvel. Assim, ao degradar os

fitatos presentes nos corpos protéicos, os íons bivalentes (Ca2+ e Mg2+) seriam liberados,

passando facilmente através das membranas celulares danificadas, alcançando a lamela média

e ligando-se às pectinas, formando pectato insolúvel. Concomitantemente, a liberação do

cálcio ativaria a pectinametilesterase, causando a desesterificação das pectinas e aumentando

o número de carboxilas livres, contribuindo para a formação de mais pectato de cálcio

(GALIOTOU-PANAYOTOU; KYRIAKIDIS; MARGARIS, 2008; YOUSIF; DEETH, 2003).

Outras teorias relacionam ainda o endurecimento às alterações ocorridas com os

materiais de reserva, como amido e proteínas. O principal argumento contido nesta teoria é

que, com a insolubilização dos componentes da parede, limita-se a entrada de água nas células

impedindo a gelatinização do amido e a desnaturação da proteína, reduzindo dessa forma, a

pressão de turgor que força uma célula para longe da outra. Neste caso, a insolubilização da

lamela média também contribuiria com o fenômeno aumentando a coesão entre as células

(SHIGA; LAJOLO; FILISETTI, 2004).

Resultados de alguns trabalhos envolvendo a gelatinização do amido e desnaturações de

proteína de reserva, em grãos envelhecidos, mostraram que há diminuição da temperatura de

transição térmica (Tm) das proteínas, ao passo que a temperatura de gelatinização do amido

continua constante. Assim, com a antecipação da desnaturação da proteína, formar-se-ia uma

barreira à passagem de água que impediria a embebição e gelatinização do amido (LIU,

1995). Essa barreira formada pode ser relacionada aos poucos e pequenos espaços

intercelulares e grandes áreas de adesão entre as células cotiledonares apresentadas por feijões

HTC (BERRIOS; SWANSON; CHEONG, 1998).

A acidificação do tecido é outro fator citado como responsável pelo endurecimento dos

grãos. Para Liu (1995), em grãos recém-colhidos, o pH do tecido está próximo de 6,4

favorecendo a desnaturação protéica, a dissolução da pectina e degradação por β eliminação

durante o cozimento. Como resultado, as células se separam, os grânulos de amido se

gelatinizam totalmente e os grãos se tornam macios. Em grãos envelhecidos, o pH diminui

para a faixa ácida (5,5), causando a diminuição na solubilidade e estabilidade térmica das

proteínas. Assim, a desnaturação das proteínas ocorre durante o armazenamento e a

coagulação predomina durante o cozimento, resultando em restrita gelatinização do amido.

27

Também, neste meio ácido, a degradação por β eliminação e a solubilização da pectina são

reduzidas durante o cozimento. Assim, os grãos se tornam difíceis de cozinhar (MARTÍN-

CABREJAS et al., 1997).

Durante o armazenamento pode haver também a produção de espécies reativas de

oxigênio (EROs), como peróxido de hidrogênio, com o evento primário desencadeador de

várias reações. Apesar dos grãos recém-colhidos apresentarem baixas taxas metabólicas

devido ao reduzido conteúdo de água, a oxidação é parte fundamental da vida aeróbica e

assim, radicais livres são produzidos naturalmente mesmo nessas condições. Os radicais

livres, espécies químicas altamente reativas, apresentam efeitos prejudiciais nos sistemas

biológicos, principalmente, por causarem a peroxidação dos lipídeos de membranas e, assim,

extravasamento de eletrólitos, bem como agressão às proteínas dos tecidos e das membranas,

às enzimas, carboidratos e DNA (BARREIROS; DAVID, 2006).

O fenômeno de endurecimento também tem sido atribuído à múltiplas causas,

envolvendo reações químicas e enzimáticas, compostos secundários e materiais de reserva

(AGUILERA; RIVERA, 1992). Todavia, apesar dos estudos realizados, até o presente

momento, o mecanismo exato ainda não foi estabelecido.

2.4.2 Qualidade culinária de feijão

A obtenção de linhagens comparativamente superiores às cultivares disponibilizadas

para uso dos agricultores é o principal objetivo dos programas de melhoramento genético.

Entretanto, além da busca por linhagens com elevado potencial produtivo e tolerantes a

fatores adversos, tanto abióticos como bióticos, o novo genótipo deve agregar características

referentes à qualidade tecnológica dos grãos (YOKOYAMA; STONE, 2000), pois a

aceitabilidade comercial e a preferência dos consumidores por uma cultivar de feijão também

depende de seus aspectos culinários (ALMEIDA et al., 2011).

Grãos de feijão são consumidos após a cocção, o que faz do tempo de cozimento, bem

como textura, aparência e sabor, importantes características culinárias (LAURENT; JEAN-

BLAISE; CARL, 2008). O tratamento térmico do grão de feijão tem implicações de ordem

nutricional, promovendo o desenvolvimento do sabor e textura adequados para o consumo

(BERNAL-LUGO et al., 1997), além de inativar fatores antinutricionais. Contudo, tempos

prolongados de cozimento causam oxidações de compostos nutritivos, o que reduz o valor

nutricional dos alimentos e torna-se indesejável (PULOJA; FARRERAS; CASANAS et al.,

2007; RAMÍREZ-CÁRDENAS; LEONEL; COSTA, 2008).

28

Tendo em vista que os grãos de feijão estão sujeitos ao fenômeno de endurecimento ao

longo do envelhecimento, o desenvolvimento de metodologias que possibilitem a

identificação de linhagens com menor suscetibilidade a este defeito textural torna-se

indispensável. Existem diversos métodos para determinar a qualidade culinária de grãos de

feijão, contudo, o tempo de cocção ainda é o principal critério de avaliação da qualidade em

programas de melhoramento genético (MOSCOSO; BOURNE; HOOD, 1984).

Diversos métodos para medição do tempo de cocção de grãos têm sido relatados, mas

nenhum método é universalmente aceito. Um método para medir o tempo de cocção é avaliar

a sensibilidade utilizando um painel sensorial (ROMERO DEL CASTILLO et al., 2008).

Outra metodologia utilizada é o método tátil, descrito por Vindiola, Seib e Hoseney (1986),

no qual os grãos cozidos são apertados entre os dedos polegar e indicador. Um grão é

considerado cozido quando este pode ser espremido facilmente. Tanto os testes sensoriais,

como os métodos táteis são análises subjetivas, portanto, para se terem resultados confiáveis e

comparáveis é necessário que sejam realizados por pessoas treinadas. Como o treinamento

demanda muito tempo (MUÑOZ; CIVILLE, 1998), tais análises tornam-se inviáveis de serem

utilizadas em rotinas de programas de melhoramento genético.

Um método mais objetivo de determinar o tempo de cocção de amostras de feijão utiliza

o aparelho Cozedor de Mattson, sendo denominado tempo de cocção de Mattson. Este método

é mundialmente conhecido e tem sido recomendado pelo Registro Nacional de Cultivares –

RNC, do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento – MAPA, para a inscrição das

novas cultivares no Brasil (BRASIL, 2006).

O aparelho cozedor de Mattson, adaptado por Proctor e Watts (1987) e Morris (1964) é

composto por 25 hastes verticais de 90 g cada com ponta de 2 mm de diâmetro (Figura 6).

Amostras de feijão previamente embebidas são colocadas sobre a placa suporte do aparelho,

de modo que cada haste fica apoiada em um grão. O cozedor é alocado em um recipiente

contendo água destilada fervente, mantendo-se o aquecimento da água até o final da

avaliação. Quando os grãos se tornam suficientemente macios, as hastes penetram os grãos e

caem a uma curta distância através do orifício da plataforma superior. O tempo requerido para

que determinada quantidade de hastes penetre os grãos é registrado como o tempo de cocção

(WANG; DAUN, 2005).

Na literatura, percebe-se que diferentes critérios têm sido utilizados para caracterizar o

tempo de cozimento (RIBEIRO et al., 2007a). O trabalho original de Proctor e Watts (1987)

considera o tempo de início do cozimento até a queda da 23ª haste do aparelho, caracterizando

29

92% dos grãos cozidos. A porcentagem de 80% de grãos cozidos, ou seja, o tempo de queda

de 20 das 25 hastes do cozedor é o critério adotado por Jacinto et al. (1999). Outros autores,

ainda, utilizam o tempo médio acumulado até a décima terceira haste como critério a ser

adotado para caracterizar o cozimento dos grãos de feijão, quando se utiliza o cozedor de

Mattson (RIBEIRO et al., 2007a; RODRIGUES et al., 2005).

Figura 6. Representação esquemática de um aparelho cozedor de Mattson: (a) haste, (b) peso,

(c) plataforma superior, (d) plataforma intermediária, (e) plataforma inferior, (f)

reservatórios oblongos, (g) béquer de 2 L.

Fonte: Adaptado de DOWNIE et al., 1997

O tempo de cocção de Mattson gera dados objetivos e é simples de utilizar, porém

apresenta algumas desvantagens. A principal é que ele mede apenas a resistência dos grãos à

cocção, de forma que as células parenquimáticas ainda podem estar agrupadas, criando a

sensação arenosa ou de grãos crus quando consumidos (YEUNG et al., 2009). Outra

desvantagem é que este método, quando não automatizado, requer atenção ininterrupta do

operador para observar o movimento das hastes ao longo da cocção. A tarefa do operador

pode ser entediante se os grãos cozinharem lentamente, devido às condições desfavoráveis de

armazenamento ou outros fatores. Também é difícil registrar com precisão a contagem de

30

várias hastes, quando estas caem simultaneamente (WANG; DAUN, 2005). Além disso, esta

metodologia avalia pequeno número de amostras e a demora na obtenção da informação do

tempo de cozimento torna-a inexequível para um grande número de populações, comum no

caso de gerações precoces (RODRIGUES et al., 2005). Dessa forma, é importante encontrar

alternativas metodológicas para selecionar precocemente genótipos promissores para menor

tempo de cocção (COELHO et al., 2008).

Analisadores de textura também são comumente utilizados na determinação da

qualidade culinária de grãos de feijão. Estes equipamentos têm sido cada vez mais utilizados

na avaliação da dureza de grãos de leguminosas (NASAR-ABBAS et al., 2008a; SAHA et al.,

2009; YOUSIF et al., 2002), devido a sua rapidez e praticidade de execução, que permite

avaliar um grande número de genótipos em programas de melhoramento genéticos. Neste

método, os grãos são cozidos por um determinado tempo, colocados sobre uma plataforma ou

dentro de uma célula e comprimidos para determinar a força necessária para esmagar ou

penetrar a amostra cozida (BLACK; SINGH; MEARES, 1998; YEUNG et al., 2009). O pico

de força máxima dos grãos cozidos é definido como um indicador da maciez conferida a estes

pelo processo de cozimento (OJIJO; KIMURA; KOAZE, 2000).

Diferentes geometrias têm sido utilizadas na análise instrumental de textura do feijão

cozido. Contudo, Revilla e Vivar-Quintana (2008) avaliando diferentes geometrias (cilíndrica

de 2 e 10 mm de diâmetro e de cisalhamento Warner-Bratzler) para a análise de textura de

fava (Vicia faba) enlatada, constataram que todas são adequadas e apresentam alta correlação

positiva entre os resultados sensoriais de dureza. Porém, estes autores recomendaram a

geometria cilíndrica de 2 mm de diâmetro por haver amostras cuja dureza do tegumento é

maior que a do cotilédone, e em razão de sua menor área de contato, esta geometria seria mais

sensível à dureza da casca, colaborando, assim, na diferenciação da dureza deste tipo de

amostra.

Apesar da análise instrumental de textura ser uma metodologia com uso crescente, a

falta de padronização do modo de preparo das amostras neste tipo de análise tem resultado em

dados divergentes na literatura, dificultando a comparação de resultados. Nasar-Abbas et al.

(2008a) estudando fava, armazenada sob diferentes condições de temperatura por 1 ano,

observaram que, após 8 h de embebição, seguido de 2 h de cocção em estufa (105°C), a força

de punção média requerida para perfurar os grãos armazenados à 5°C foi de 3,3 N/grão,

enquanto os grãos armazenados a 50°C requereram uma força de punção muito maior, da

ordem de 15,2 N/grão. Por outro lado Plhak, Caldwell e Stanley (1989) armazenaram grãos de

31

feijão comum por sete meses, realizando o teste de dureza em seguida. Eles cozinharam os

grãos em béquer com água destilada fervente por 1 h e obtiveram durezas da ordem de 2,4 N

para grãos armazenados a 15°C/35% de umidade relativa e da ordem de 4,3 N para grãos

armazenados a 30°C/80% de umidade relativa. Já, Paredez-Lopez, Maza-Calviño e Gonzáles-

Castañeda (1989) estudando feijão comum observaram que grãos armazenados a 40°C/80%

de umidade relativa por 4,5 meses e cozidos utilizando o tempo de cocção de Mattson

apresentaram durezas da ordem de 0,02 N.

Desse modo, fica claro que o uso de diferentes metodologias para a determinação da

qualidade culinária de grãos de feijão, resulta em variações significativas na análise de dureza

do produto. Assim, torna-se evidente a necessidade de padronização dos métodos existentes, a

fim de indicar metodologias mais eficientes na discriminação das diferenças no germoplasma

aos programas de melhoramento genético de feijoeiro, que confiram alta precisão

experimental e sejam representativas do padrão de cocção a ser obtido pelo consumidor em

seu domicílio (RIBEIRO et al., 2007a).

32

REFERÊNCIAS

ABREU, A. de F. B.; CARNEIRO, J. E. S.; RAMALHO, M. A. P.; MELO, L. C.; PAULA JÚNIOR, T. J.; PEREIRA FILHO, I. A.; MARTINS, M.; PEREIRA, H. S.; CARNEIRO, P. C. S.; DEL GEÚDICE, M. P.; VIEIRA, R. F.; TEIXEIRA, H.; DEL PELOSO, M. J.; FARIA, L. C.; SANTOS, J. B.; COSTA, J. G. C.; MOREIRA, J. A. A.; WENDLAND, A. BRSMG Madrepérola: cultivar de feijão tipo carioca com escurecimento tardio dos grãos. Santo Antônio de Goiás: Embrapa, 2011. 4 p. (Comunicado Técnico) AGUILERA, J. M.; RIVERA, R. Hard-to-cook defect in Black beans: hardening rates, water imbibition and multiple mechanism hypotheses. Food Research International, Barking, v. 25, p. 101-108, 1992. ALMEIDA, C. B.; ARRUDA, B.; PEREIRA, T. P.; VALE, N. M.; HEIDEMANN, J. C.; COIMBRA, J. L. M.; GUIDOLIN, A. F. Existe variabilidade para o caráter tempo de cocção em feijão? Depende do erro! Bioscience Journal, Uberlândia, v. 27, n. 6, p. 915-923, 2011. ALMEIDA, L. D. A.; LEITÃO FILHO, H. F.; MIYASAKA, S. Características do feijão carioca, um novo cultivar. Bragantia, Campinas, v. 30, p. 33-38, 1971. ANDERSON, J. W.; SMITH, B. M.; WASHNOCK, C. S. Cardiovascular and renal benefits of dry bean and soybean intake. American Journal of Clinical Nutrition, New York, v. 70 (suppl), p. 464S-474S, 1999. APARICIO-FERNANDEZ, X.; YOUSEF, G. G.; LOARCA-PINA, G.; MEJIA, E.; LILA, M. A. Characterization of polyphenolics in the seed coat of Black jamapa bean (Phaseolus

vulgaris L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v. 53, p. 4615-4622, 2005. ARAÚJO, L. C. A. de; RAMALHO, M. A. P.; ABREU, A. de F. B. Estimates of genetic parameters of late seed-coat darkening of carioca type dry beans. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 36, n. 2, p. 156-162, 2012. BALDONI, A. B.; TEIXEIRA, F. F.; SANTOS, J. B. dos. Controle genético de alguns caracteres relacionados à cor da semente de feijão no cruzamento Rosinha X Esal 693. Acta Scientiarum, Maringá, v. 24, n. 5, p. 1427-1431, 2002. BARREIROS, A. L. B. S.; DAVID, J. M. Estresse oxidativo: relação entre geração de espécies reativas e defesa do organismo. Química Nova, São Paulo, v. 29, n. 1, p. 113-123, 2006. BASSETT, M. J. The margo (mar) seedcoat color gene is a synonym for the joker (j) locus in common bean. Journal of the American Society for Horticultural Science, Alexandria, v. 121, p. 1028-1031, 1996. BASSINELLO, P. Z.; COBUCCI, R. de M. A.; ULHÔA, V. G.; MELO, L. C.; DEL PELOSO, M. J. Aceitabilidade de três cultivares de feijoeiro comum. Comunicado técnico 66. Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás, 2003.

33

BATISTA, K. A.; PRUDENCIO, S. H.; FERNANDES, K. F. Changes in the biochemical and functional properties of the extruded had-to-cook cowpea. International Journal of Food Science and Technology, Oxford, v. 45, p.794-799, 2010. BEEBE, S.; GONZALEZ, A. V.; RENGIFO, J. Research on trace minerals in the common bean. Food and Nutrition Bulletin, Tokyo, v. 21, n. 4, p. 387-391, 2000. BENINGER, C. W.; GU, L.; PRIOR, R. L.; JUNK, D. C.; VANDENBERG, A.; BETT, K. E. Changes in polyphenols of the seed coat during the after-darkening process in pinto beans (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v. 53, p. 7777-7782, 2005. BENINGER, C. W.; HOSFIELD, G. L. Antioxidant activity of extracts condensed tannin fractions and pure flavonoids from Phaseolus vulgaris L. seed coat color genotypes. Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v. 51, p. 7879-7883, 2003. BERNAL-LUGO, I.; PARRA, C.; PORTILLA, M.; PEÑA-VALDIVIA, C. B.; MORENO, E. Cotyledon thermal behavior and pectic solubility as related to cooking quality in common beans. Plant Foods for Human Nutrition, Dordrecht, v. 50, p. 141-150, 1997. BERRIOS, J. D. J.; SWANSON, B. G.; CHEONG, W. A. Structural characteristcs of stored Black beans (Phaseolus vulgaris L.), Scanning, Mahwah, v. 20, p. 410-417, 1998. BLACK, R.G.; SINGH, U.; MEARES, C. Effect of genotype and pretreatment of field peas (Pisum sativum) on their dehulling and cooking quality. Journal of the Science of Food and Agriculture, London, v.77, p.251–258, 1998. BOERJAN, W.; RALPH, J.; BAUCHER, M. Lignin biosynthesis. Annual Review of Plant Biology, Palo Alto, v. 54, p. 519-546, 2003. BORS, W.; HELLER, W.; MICHEL, C.; STETMAIER, K. Flavonoids and polyphenols: Chemistry and biology. In: CARDENAS, E.; PACKER, K. (Ed.). Handbook of antioxidants. New York: Marcel Dekker, 1996. p. 409-466. BOWMAKER, J. K.; DARTNALL, H. J. Visual pigments of rods and cones in a human retina. The Journal of Physiology, Cambridge, v. 298, p. 501-511, 1980. BRACKMANN, A.; NEUWALD, D. A.; RIBEIRO, N. D.; FREITAS, S. T. Conservação de três genótipos de feijão (Phaseolus vulgaris L.) do grupo carioca em armazenamento refrigerado e em atmosfera controlada. Ciência Rural, Santa Maria, v. 32, n. 6, p. 911-915, 2002. BRASEQ – Brasileira de Equipamentos Ltda. Cor. Boletim técnico informativo Braseq. Disponível em: <http://www.braseq.com.br>. Acesso em: 13 dez. 2012. BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento - MAPA. Anexo I - Requisitos mínimos para determinação do valor de cultivo e uso de feijão (Phaseolus

vulgaris), para inscrição no registro nacional de cultivares – RNC - 2006. Brasília, DF, 2006. Disponível em: <http://www.agricultura.gov.br>. Acesso em: 13 dez. 2012.

34

BROUGHTON, W. J.; HERNANDEZ, G.; BLAIR, M.; BEEBE, S.; GEPTS, P.; VANDERLEYDEN, J. Beans (Phaseolus spp.) - model food legumes. Plant and Soil, The Hague, v. 252, p. 55-128, 2003. CARBONELL, S. A. M.; CARVALHO, C. R. L.; PEREIRA, V. R. Qualidade tecnológica de grãos de genótipos de feijoeiro cultivados em diferentes ambientes. Bragantia, Campinas, v. 62, n. 3, p. 369-379, 2003. CARNEIRO, J. C. S.; MINIM, V. P. R.; SOUZA JÚNIOR, M. M.; CARNEIRO, J. E. S.; ARAÚJO, G. A. A. Perfil sensorial e aceitabilidade de cultivares de feijão (Phaseolus

vulgaris L.). Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 25, p. 18-24, 2005. CEPEF – Comissão Estadual de Pesquisa de Feijão. Feijão: recomendações técnicas para cultivo de feijão no Rio Grande do Sul. Erechim: São Cristóvão, 2001. 112p. CHITARRA, M. I. F. Processamento mínimo de frutos e hortaliças. Lavras: UFLA/FAEPE, 2002. 78 p. COELHO, C. M. M.; SOUZA, C. A.; DANELLI, A. L. D.; PEREIRA, T.; SANTOS, J. C. P.; PIAZZOLI, D. Capacidade de cocção de grãos de feijão em função do genótipo e da temperatura da água de hidratação. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 32, n. 4, p. 1080-1086, 2008. CONAB – Companhia Nacional de Abastecimento. Acompanhamento de safra brasileira: grãos, primeiro levantamento, outubro 2001. Brasília: Conab, 2011. CORTE, A. D.; MODA-CIRINO, V.; SCHOLZ, M. B. dos S.; DESTRO, D. Environment effect on grain quality in early common bean cultivars. Crop Breeding and Applied Biotechnology, Londrina, v. 3, n. 3, p. 193-202, 2003. DEL PELOSO, M. J.; MELO, L. C. Potencial de rendimento da cultura de feijoeiro-comum. Santo Antônio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, 2005. 131 p. DOWNIE, A. J.; GEORGET, D. M. R.; SMITH, A. C.; WALDRON, K. W. Application of dynamic mechanical thermal analysis to the investigation of hard-to-cook defect in legumes. LWT – Food Science and Technology, London, v. 30, p. 312-319, 1997. ELSADR, H. Characterization of post harvest seed coat darkening and condensed tannins accumulation during seed coat development in common bean (Phaseolus

vulgaris L.). 2011. 106 f. Dissertação (Mestrado em Ciências) - Universidade de Saskatchewan, Saskatoon, 2011. ELSADR, H. T.; WRIGHT, L. C.; PAULS, K. P.; BETT, K. E. Characterization of seed coat post harvest darkening in common beans (Phaseolus vulgaris L.). Theoretical and Applied Genetics, Berlin, v. 123, p. 1467-1472, 2011. FERREIRA, C. M.; DEL PELOSO, M. J.; FARIA, L. C. Feijão na economia nacional. Santo Antônio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, 2002. 47 p.

35

FOSTER-POWELL, K.; BRAND-MILLER, J. International tables of glycemic index. American Journal of Clinical Nutrition, Bethesda, v. 62, Suppl., 871S–893S, 1995. GALIOTOU-PANAYOTOU, M.; KYRIAKIDIS, N. B.; MARGARIS, I. Phytase-phytate-pectin hypothesis and quality of legumes cooked in calcium solutions. Journal of the Science of Food and Agriculture, London, v. 88, p. 355-361, 2008. GARCIA, E.; FILISETTI, T. M. C. C.; UDAETA, J. E. M.; LAJOLO, F. M. Hard-to-cook beans (Phaseolus vulgaris): Involvement of phenolic compounds and pectates. Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v. 46, p. 2110-2116, 1998. GEPTS, P.; DEBOUCK, D. Origin, domestication and evolution of the common bean (Phaseolus vulgaris). In: VAN SCHOONHOVEN, A.; VOYSEST, O. (Ed.) Common beans: Research for crop improvement. CAB International: Wallingford, 1991. p 7-53. GUPTA, H.; GUPTA, P. Neural tube defects and folic acid. Indian Pediatrics, New Delhi, v. 41, p. 577-586, 2004. HINCKS, M. J.; STANLEY, D. W. Multiple mechanisms of bean hardening. Food Technology, Chicago, v. 21, p. 731-750, 1986. HUNTERLAB. CIE L*a*b* Color Scale. Applications note, Reston, v. 8, n. 7, p. 1-4, 1996. JACINTO, C.H.; AZPÍROZ, S.R.; ACOSTA, J.A.G.; HERNÁNDEZ, H.S.; BALTAZAR, B.M.; BERNAL-LUGO, I. Seed physical traits and inheritance of cooking time in recombinant bean inbred lines. Annual Report of the Bean Improvement Cooperative, Fort Collins, v. 42, n. 2, p. 125-126, 1999. JACINTO-HERNÁNDEZ, C.; RAMON, G.; DAGOBERTO, G.; IRMA, B. Grain quality of mexican bean (Phaseolus vulgaris L.) landraces with different response to diseases. Annual Report of the Bean Improvement Cooperative, Fort Collins, v. 54, p. 36-37, 2011. JANSEN, M. A. K.; VAN DEN NOORT, R. E.; TAN, M. Y. A.; PRINSEN, E.; LAGRIMINI, L. M.; THORNELEY, R. N. F. Phenol-oxidizing peroxidases contribute to the protection of plants from ultraviolet radiation stress. Plant Physiology, Washington, v. 126, p. 1012-1023, 2001. JUNK-KNIEVEL, D. C.; VANDENBERG, A.; BETT, K. E. An accelerated postharvest seed-coat darkening protocol for pinto beans grown across different environments. Crop Science, Madison, v. 47, p. 692-700, 2007. JUNK-KNIEVEL, D. C.; VANDENBERG, A.; BETT, K. E. Slow darkening in pinto bean (Phaseolus vulgaris L.) seed coat is controlled by a single major gene. Crop Science, Madison, v. 48, p. 189-193, 2008. LAURENT, B.; JEAN-BLAISE, T.; CARL, M. F. M. PC-Based instrumentation system for the study of bean cooking kinetic. Journal of Applied Sciences, New York, v. 8, n. 6, p. 1103-1107, 2008.

36

LETERME, P. Recommendations by heath organizations for pulse consumption. British Journal of Nutrition, Cambridge, v. 88, suppl. 3, p. S239-S242, 2002. LIN, L.; HARNLY, J. M.; PASTOR-CORRALES, M. S.; LUTHRIA, D. L. The polyphenolic profiles of common bean (Phaseolus vulgaris L.). Food Chemistry, London, v. 107, p. 399-410, 2008. LIU, K. Cellular, biological and physicochemical basis for the hard-to-cook defect in legume seeds. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, Boca Raton, v. 35, p. 263-298, 1995. MARCUS, R. T. The measurement of color. In: NASSAU, K. (ed) Color for science, art and technology. Elsevier Science, Armsterdam, Netherlands. 1998. p 31-96. MARLES, M. A. S.; VANDENBERG, A.; BETT, K. E. Polyphenol oxidase activity and differential accumulation of polyphenolics in seed coat of pinto bean (Phaseolus vulgaris L.) characterize postharvest color changes. Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v. 56, p. 7049-7056, 2008. MARTÍN-BELLOSO, O.; SOLIVA-FORTUNY, R. Effect of modified atmosphere packaging on the quality of fresh-cut fruits. Stewart Postharvest Review, Quebec, v. 2, n. 1, p. 1-18, 2006. MARTIN-CABREJAS, M. A.; ESTEBAN, R. M.; PEREZ, P.; MAINA, G.; WALDRON, K. W. Changes in physicochemical properties of dry beans (Phaseolus vulgaris L.) during long-term storage. Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v. 45, p. 3223-3227, 1997. MAYER, A. M. Polyphenol oxidases in plant and fungi: Going places? A review. Phytochemistry, New York, v. 67, p. 2318-2331, 2006. MESQUITA, F. R.; CORRÊA, A. D.; ABREU, C. M. P.; LIMA, R. A. Z.; ABREU, A. F. B. Linhagens de feijão (Phaseolus vulgaris L.): composição química e digestibilidade protéica. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 31, p. 1114-1121, 2007. MORRIS, H. J. Changes in cooking qualities of raw beans as influenced by moisture content and storage time. Proceedings of the 7th Dry Bean Conference. USDA Agric. Res. Service., 1964. MOSCOSO, W.; BOURNE, M. C.; HOOD, L. F. Relationships between the hard-to-cook phenomenon in red kidney beans and water absorption, puncture force, pectin, phytic acid, and minerals. Journal of Food Science, Chicago, v.49, p.1577–1583, 1984. MOURA, N. C.; CANNIATTI-BRAZACA, S. G. Avaliação da disponibilidade de ferro de feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) em comparação com carne bovina. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 26, n. 2, p. 270-276, 2006. MUÑOZ, A. M.; CIVILLE, G. V. Universal, product and attribute specific scaling and the development of common lexicons in descriptive analysis. Journal of Sensory Studies, Westport, v. 13, p. 57-75, 1998.

37

NASAR-ABBAS, S. M.; PLUMMER, J. A.; SIDDIQUE, K. H. M.; WHITE, P.; HARRIS, D.; DODS, K. Cooking quality of faba bean after storage at high temperature and the role of lignins and other phenolics in bean hardening. LWT – Food Science and Technology, London, v. 41, p. 1260-1267, 2008a. NASAR-ABBAS, S. M.; PLUMMER, J. A.; SIDDIQUE, K. H. M.; WHITE, P. F.; HARRIS, D.; DODS, K. Nitrogen retards and oxygen accelerates colour darkening in faba bean (Vicia

faba L.) during storage. Postharvest Biology and Technology, Amsterdam, v. 47, p. 113-118, 2008b. NASAR-ABBAS, S. M.; SIDDIQUE, K. H. M.; PLUMMER, J. A.; WHITE, P. F.; HARRIS, D.; DODS, K.; D’ANTUONO, M. Faba bean (Vicia faba L.) seeds darken rapidly and phenolic content falls when stored at higher temperature, moisture and light intensity. LWT – Food Science and Technology, London, v. 42, p. 1703-1711, 2009. NICHOLS, N. N.; SUTIVISEDSAK, N.; DIEN, B. S.; BISWAS, A.; LESCH, W. C.; COTTA, M. A. Conversion of starch from dry beans (Phaseolus vulgaris L.) to ethanol. Industrial Crops and Products, v. 33, p. 644-647, 2011. OJIJO, O. N. K.; KIMURA, T.; KOAZE, H. Composition, soaking and softening characteristics of some Kenyan beans (Phaseolus vulgaris L.). Food Science and Technology Research, Ibaraki, v. 6, n. 1, p. 12-18, 2000. OOMAH, B. D.; CORBE, A.; BALASUBRAMANIAN, P. Antioxidant and anti-inflammatory activities of bean (Phaseolus vulgaris L) hulls. Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v. 58, n. 14, p. 8225-8230, 2010. PAREDES-LÓPES, O.; MAZA-CALVINO, E.; CASTANEDA-GONZALES, J. Effect of the hardening phenomenon on some physico-chemical properties of commom bean. Food Chemistry, London, v. 31, p. 225-236, 1989. PLHAK, L. C.; CALDWELL, K. B.; STANLEY, D. W. Comparison of methods used to characterize water imbibitions in hard-to-cook beans. Journal of Food Science, Chicago, v. 54, n. 2, p. 326-336, 1989. PROCTOR, J. R.; WATTS, B. M. Development of a modified Mattson bean cooker procedure based on sensory panel cookability evaluation. Canadian Institute of Food Science and Technology Journal, Ottawa, v. 20, n. 1, p. 9-14, 1987. PUJOLA, M.; FARRERAS, A.; CASANAS, F. Protein and starch content of raw, soaked and cooked beans (Phaseolus vulgaris L.). Food Chemistry, London, v. 102, n. 4, p. 1034-1041, 2007. RAMÍREZ-CÁRDENAS, L.; LEONEL, A. J.; COSTA, N. M. B. Efeito do processamento doméstico sobre o teor de nutrientes e de fatores antinutricionais de diferentes cultivares de feijão comum. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 28, n. 1, p. 200-213, jan./mar. 2008. REVILLA, I.; VIVAR-QUINTANA, A. M. Effect of canning process on texture of Faba beans (Vicia faba). Food Chemistry, London, v. 106, p. 310-314, 2008.

38

RIBEIRO, H. J. S. S.; PRUDENCIO-FERREIRA, S. H.; MIYAGUI, D. T. Propriedades físicas e químicas de feijão comum preto, cultivar Iapar 44, após envelhecimento acelerado. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 25, p. 165-169, 2005. RIBEIRO, N. D.; CARGNELUTTI FILHO, A.; POERSCH, N. L.; ROSA, S. S. Padronização de metodologia para avaliação do tempo de cozimento dos grãos de feijão. Bragantia, Campinas, v. 66, n. 2, p. 335-346, 2007a. RIBEIRO, N. D.; RODRIGUES, J. de A.; CARGNELUTTI FILHO, A.; POERSCH, N. L.; TRENTIN, M.; ROSA, S. S. Efeito de períodos de semeadura e das condições de armazenamento sobre a qualidade de grãos de feijão para o cozimento. Bragantia, Campinas, v. 66, n. 1, p. 157-163, 2007b. RICHARDSON, T.; HYSLOP, D. B. Enzimas. In: FENNEMA, O. R. (Dir.) Química de los alimentos. Zaragoza: Acríbia, 2000. p. 501-503. RIGUEIRA, R. J. A.; LACERDA FILHO, A. F.; VOLK, M. B. S. Avaliação da qualidade do feijão armazenado em ambiente refrigerado. Alimentos e Nutrição, Araraquara, v. 20, n. 4, p. 611-615, 2009. RODRIGUES, J. de A.; RIBEIRO, N. D.; LONDERO, P. M. G.; CARGNELUTTI FILHO, A.; GARCIA, D. C. Correlação entre absorção de água e tempo de cozimento de cultivares de feijão. Ciência Rural, Santa Maria, v. 35, n. 1, p. 209-214, 2005. ROMERO DEL CASTILLO, R.; VALERO, J.; CASAÑAS, F.; COSTELL, E. Training, validation and maintenance of a panel to evaluate the texture of dry beans (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Sensory Studies, Westport, v. 23, p. 303-319, 2008. ROSE, J. K. C.; BENNETT, A. B. Cooperative disassembling of the cellulose-xyloglucan network of plant cell walls: parallels between cell expansion and fruit ripening. Trends in Plant Science, Oxford, v. 4, p. 176-183, 1999. SAHA, S.; SINGH, G.; MAHAJAN, V.; GUPTA, H. S. Variability of nutritional and cooking quality in beans (Phaseolus vulgaris L.) as a function of genotype. Plant Foods for Human Nutrition, Dordrecht, v. 64, p. 174-180, 2009. SANCHEZ-VALDEZ, L.; ACOSTA-GALLEGOS, J. A.; IBARRA-PEREZ, F. J.; ROSALES-SERNA, R.; SINGH, S. P. Registration of ‘Pinto Saltillo’ Common Bean. Crop Science, Madison, v. 44, p. 1865-1866, 2004. SANTOS, J. B. dos; GALVILANES, M. L. Botânica. In: VIEIRA, C.; PAULA, T. J. de; BORÉM, A. Feijão. Viçosa: UFV, 2006. p. 41-65. SGARBIERI, V. C.; WHITAKER, J. R. Physical, chemical, and nutritional properties of common bean (Phaseolus) proteins. In: Advances in food research, v. 28. New York: Academic Press. 1982. SHIGA, T. M. Fenômeno de endurecimento de feijões (Phaseolus vulgaris L.): polissacarídeos da parede celular. 1998. 117 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de

39

Alimentos) – Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Universidade de São Paulo, São Paulo, 1998. SHIGA, T. M. Participação dos polissacarídeos de parece celular no fenômeno de endurecimento de feijões (Phaseolus vulgaris L.) – cv Carioca-Pérola. 2003. 158f. Tese (Doutorado em Ciência dos Alimentos) - Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2003. SHIGA, T. M.; CORDENUNSI, B. R.; LAJOLO, F. M. Effect of cooking on non-starch polysaccharides of hard-to-cook beans. Carbohydrate Polymers, Barking, v. 76, p. 100-109, 2009. SHIGA, T. M.; CORDENUNSI, B. R.; LAJOLO, F. M. The effect of storage on the solubilization pattern of bean hull non-starch polysaccharides. Carbohydrate Polymers, Barking, v. 83, p. 362-367, 2011. SHIGA, T. M.; LAJOLO, F. M.; FILISETTI, T. M. C. C. Cell wall polysaccharides of common bean. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 23, p. 141-148, 2003. SHIGA, T. M.; LAJOLO, F. M.; FILISETTI, T. M. C. C. Changes in the cell wall polysaccharides during storage and hardening of beans. Food Chemistry, London, v. 84, p. 53-64, 2004. SILVA, G. S.; RAMALHO, M. A. P.; ABREU, A. de F. B.; SILVA, F. B. Genetic control of early grain darkening of carioca common bean. Crop Breeding and Applied Biotechnology, Londrina, v. 8, p. 299-304, 2008. STANLEY, D. W. A possible role for condensed tannins in bean hardening. Food Research International, Barking, v. 25, p. 187-192, 1992. STANLEY, D. W. Hard beans - A problem for growers, processors, and consumers. HortTechnology, Alexandria, v. 2, p. 370–378, 1992. TOIVONEN, P. M. A.; BRUMMELL, D. A. Biochemical bases of appearance and texture changes in fresh-cut fruit and vegetables. Postharvest Biology and Technology, Amsterdam, v. 48, n. 1, p. 1-14, 2008. VAUGHN, K. C.; LAX, S. O.; DUKE, S. O. Polyphenol oxidase: the chloroplast oxidase with no established function. Physiologia Plantarum, Bratislava, v. 72, p. 659-665, 1988. VIEIRA, C.; BORÉM, A.; RAMALHO, M. G. P.; CARNEIRO, J. E. S. Melhoramento do feijão. In: BORÉM, A. (Ed.). Melhoramento de espécies cultivadas. 2 ed. Viçosa: UFV, 2005. p. 301-391. VINDIOLA, O. L.; SEIB, P. A.; HOSENEY, R.C. Accelerated development of the hard-to-cook state in beans. Cereal Foods World, Minneapolis, v. 31, p. 538–552, 1986. WANDER, A. E. Produção e consume de feijão no Brasil, 1975-2005. Informações Econômicas, São Paulo, v. 37, n. 2, p. 7-21, 2007.

40

WANG, N.; DAUN, J. K. Determination of cooking times of pulses using an automated Mattson cooker apparatus. Journal of the Science of Food and Agriculture, London, v. 85, p. 1631-1635, 2005. YEUNG, H.; EHLERS, J. D.; WANISKA, R. D.; ALVIOLA, J. N.; ROONEY, L. W. Rapid screening methods to evaluate cowpea cooking characteristics. Field Crops Research, Amsterdam, v. 112, p. 245-252, 2009. YOKOYAMA, L. P. Importância econômica. Disponível em: <http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Feijao/CultivodoFeijoeiro/importancia.htm> Acesso em: 16 mar. 2011. YOKOYAMA, L. P.; STONE, L. F. (Ed.). Cultura do feijoeiro no Brasil: características da produção. Santo Antônio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, 2000. 75 p. YOUSIF, A. M.; DEETH, H. C. Effect of storage time and conditions on the cotyledon cell wall of the adzuki bean (Vigna angularis). Food Chemistry, London, v. 81, p. 169-174, 2003. YOUSIF, A. M.; DEETH, H. C.; CAFFIN, N. A.; LISLE, A. T. Effect of storage time and conditions on the hardness and cooking quality of adzuki (Vigna angularis). LWT – Food Science and Technology, London, v. 35, p. 338-343, 2002. ZHANG, M.; YOSHIYAMA, M.; NAGASHIMA, T.; NAKAGAWA, Y.; YOSHIOKA, T.; ESASHI, Y. Aging of soybean seeds in relation to metabolism at different relative humidities. Plant and Cell Physiology, Kyoto, v. 36, n. 7, p. 1189-1195, 1995. ZOLLINGER, H. How do we see colors? In: ZOLLINGER, H. (ed) Color: a multidisciplinary approach. Zürich: Verlag Helvetica Chimica Acta, 1999. p. 79-112.

41

PARTE 2

42

ARTIGO 1

RESPOSTAS CONTRASTANTES PARA ESCURECIMENTO E ENDURECIMENTO DE FEIJÃO CARIOCA ARMAZENADO EM FUNÇÃO DO GENÓTIPO1

1 Artigo a ser submetido ao periódico International Journal of Food Science and Technology

43

RESUMO Novas cultivares de feijão carioca estão sendo lançadas no mercado e é necessário que elas sejam avaliadas sob condições de comercialização. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento de diferentes genótipos de feijão carioca em relação aos processos de escurecimento e endurecimento durante a sua vida de prateleira. Seis genótipos de feijão carioca foram armazenados sob condições ambientes (23,5 ± 1,4 °C e umidade relativa 59,3 ± 21,6%) e avaliados mensalmente quanto à coloração do tegumento, tempo de cocção, dureza dos grãos cozidos e conteúdo de lignina dos cotilédones. Dentre os genótipos estudados apenas BRSMG Madrepérola pode ser considerado estável ao escurecimento (diferença total de cor 2,2). Todos os genótipos se tornaram mais duros (dureza elevou de aproximadamente 1,77 para 15 N) e resistentes à cocção (tempo de cocção > 30 min) após cinco meses de armazenamento, contudo este fenômeno não foi atribuído ao processo de lignificação. Os grãos apresentam escurecimento e endurecimento durante a vida de prateleira, mas estes dois eventos ocorrem em intensidades diferentes para cada genótipo e não se apresentam correlacionados. Palavras-chave: Phaseolus vulgaris L., qualidade tecnológica, cor, textura, armazenamento,

lignificação

44

CONTRASTING RESPONSES TO DARKENING AND HARDENING OF STORED BEAN AS A FUNCTION OF GENOTYPE

ABSTRACT

New cultivars of carioca beans are being released on the market and it is necessary to evaluate them under trade conditions. The objective of this study was to evaluate the behaviour of different genotypes regarding the darkening and hardening processes during their shelf life. Six Brazilian genotypes of carioca bean were stored under ambient conditions and evaluated monthly for their seed coat colour, cooking time, hardness of cooked grain and lignin content of cotyledon. Among the genotypes studied only BRSMG Madrepérola can be considered stable to darkening (total difference colour of 2.2). All genotypes became harder (hardness varied of 1.77 to 15 N) and resistant to cook (cooking time > 30 min), but this phenomenon was not attributed to the lignification process. The grains become darker and harder over their shelf life, but these two events occur at different intensities in each genotype and are not always correlated. Key words: Phaseolus vulgaris L., technological quality, colour, texture, storage, lignification

45

1 INTRODUÇÃO

O feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) apresenta considerável variabilidade nas suas

características e os consumidores adquiriram preferências específicas quanto aos atributos de

cor, formato e tamanho dos grãos. No feijão do tipo de grão carioca, o atributo de maior

importância na sua comercialização é a cor do tegumento, pois os consumidores preferem

grãos de fundo mais claros. Grãos com coloração do tegumento mais escura têm baixa

aceitação, pois os consumidores associam-nos com grãos resistentes a cocção (hard-to-cook -

HTC) e pobres em qualidade sensorial (NASAR-ABBAS et al., 2008b).

O armazenamento do feijão no Brasil, ao longo de toda a sua cadeia comercial, é

praticado sob condições de alta temperatura, umidade relativa e luz, o que torna os grãos de

feijão sujeitos ao desenvolvimento dos fenômenos de escurecimento e endurecimento

(COELHO et al., 2009). Acredita-se que reações complexas são desencadeadas no interior dos

grãos de leguminosas envolvendo diferentes componentes da célula, como polímeros da

parede celular, compostos fenólicos, amido, proteínas e enzimas, dando início aos fenômenos

de escurecimento e/ou endurecimento (BERRIOS; SWANSON; CHEONG, 1998; GARCIA

et al., 1998). O grau e a rapidez com que se desenvolvem estes fenômenos também podem

estar associados ao clima e ao solo no qual os grãos foram cultivados, bem como às

características intrínsecas da semente (RIBEIRO et al., 2007b).

A suscetibilidade dos grãos de feijão ao fenômeno de endurecimento, durante a vida de

prateleira, tem afetado diretamente o consumo deste alimento. Embora o feijão apresente

muitos nutrientes que tornam o seu consumo vantajoso (CARDADOR-MARTÍNEZ;

LOARCA-PIÑA; OOMAH, 2002; OOMAH; CORBE; BALASUBRAMANIAN, 2010), ele

tem sido preterido em função de alimentos menos nutritivos, de cocção mais rápida ou pré-

cozidos. Este fato se deve às mudanças nos hábitos alimentares da população e,

principalmente, ao tempo que demanda para ser cozido (LETERME; MUÑOZ, 2002).

Na comercialização do feijão, a prática de associar a coloração do tegumento ao

processo de endurecimento dos grãos é tão recorrente que tornou o parâmetro de cor um

marcador da qualidade deste produto. Neste sentido, os programas de melhoramento genético

visam desenvolver novas cultivares que atendam as exigências do consumidor, para que este

alimento, de valor nutricional tão elevado, não seja totalmente substituído por alimentos

pouco nutritivos. Assim, as prioridades dos programas de melhoramento genético são

desenvolver cultivares produtivas, resistentes às pragas e doenças, que apresentem cocção

46

rápida (LEMOS et al., 2004) e, principalmente, fundo claro e menor suscetibilidade ao

escurecimento para aumentar a probabilidade de aceitação por produtores e consumidores.

Novas cultivares, com características diferentes em relação ao endurecimento e

escurecimento, estão sendo lançadas no mercado e precisam ser avaliadas quanto a estes

parâmetros sob as condições de comercialização. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é

avaliar o comportamento de diferentes genótipos de feijão carioca quanto aos processos de

escurecimento e endurecimento durante sua vida de prateleira.

2 MATERIAL E MÉTODOS

As amostras de feijão carioca utilizadas no presente estudo foram obtidas do Programa

de Melhoramento Genético de Feijoeiro da Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás,

GO, Brasil. Utilizaram-se as cultivares de feijão carioca BRS Requinte, BRSMG

Madrepérola, BRS Estilo, BRS Pontal, Pérola e a linhagem CNFC10467. Estas foram

cultivadas durante os meses de abril a junho de 2011 na Fazenda Capivara da Embrapa Arroz

e Feijão. Depois de colhidos os grãos de cada genótipo foram submetidos à secagem natural

para a redução da umidade para aproximadamente 12%, beneficiados, divididos em três lotes

de aproximadamente 2 kg cada e acondicionados em sacos de polietileno. O armazenamento

foi realizado no período compreendido entre os meses de julho a dezembro de 2011, em sala

com iluminação natural de sol nascente, sendo a temperatura e umidade relativa médias

registradas neste período apresentadas na Tabela 1. As amostras foram dispostas ao acaso e

passaram por rodízio de posição na bandeja de armazenamento.

Tabela 1. Temperatura e umidade relativa média (± desvio padrão) da sala de armazenamento

dos genótipos, registradas no período compreendido entre os meses de julho a

dezembro de 2011.

Mês Temperatura (°C) Umidade Relativa (%) Julho 25,06 ± 1,28 53,48 ± 6,21 Agosto 23,83 ± 2,20 35,33 ± 9,52 Setembro 25,05 ± 1,44 33,96 ± 12,00 Outubro 22,66 ± 1,33 75,02 ± 11,25 Novembro 22,42 ± 1,45 73,77 ± 13,12 Dezembro 21,96 ± 0,66 84,38 ± 5,49

47

A coloração do tegumento dos grãos de feijão foi avaliada em Colorímetro ColorQuest

XE (Hunter Lab) com iluminação difusa (iluminante D65, ângulo de visão 10°) em sistema

CIELAB (L*, a*, b*). Os grãos (70 g) foram homogeneizados, colocados dentro de cubeta de

quartzo de 50 mm e submetidos à análise de coloração. Foram realizadas dez leituras de

diferentes posições, em três repetições. Os resultados obtidos foram apresentados em termos

de luminosidade (L*), cromaticidade a* e b* e diferença total de cor (∆E*) (Equação 1).

Equação 1 ∆E∗ = �(∆L∗)� + (∆a∗)� + (∆b∗)�

Onde:

∆L* = L*5 (L

* grãos após cinco meses de armazenamento) - L*0 (L

* grãos recém-colhidos)

∆a* = a*5 (a

* grãos após cinco meses de armazenamento) - a*0 (a


∆b* = b*5 (b

* grãos após cinco meses de armazenamento) - b*0 (b


A avaliação do tempo de cocção dos grãos foi efetuada em aparelho cozedor de

Mattson, com 25 hastes, apresentando cada uma delas 90 g e 1,0 mm de diâmetro da ponta,

conforme metodologia adaptada de Proctor e Watts (1987). Cinquenta grãos foram

previamente embebidos em 100 mL de água destilada por 18 horas a temperatura ambiente

(23,5 ± 1,4 °C) (PLHAK; CALDWELL; STANLEY, 1989). Em seguida a água de maceração

foi descartada e 25 grãos colocados na placa suporte do aparelho ficando cada haste sobre um

grão. O aparelho cozedor de Mattson foi colocado dentro de béquer de vidro com capacidade

de 2 L, contendo água destilada fervente e submetido ao cozimento em chapa aquecedora. O

tempo de cocção foi definido como o tempo decorrido do início da fervura até a queda da 13ª

haste.

As propriedades mecânicas dos grãos de feijão cozidos foram avaliadas através do teste

de punção (puncture test) em um texturômetro TA XTplus Texture Analyser (Stable

Microsystems, Surrey, UK) com célula de carga de 50 kg. Os grãos utilizados no teste foram

embebidos por 18 horas a temperatura ambiente (23,5 ± 1,4 °C) e o cozimento realizado

dentro de béquer de vidro com capacidade de 250 mL, tampado com papel alumínio, em

estufa a 105°C por 2 horas (NASAR-ABBAS et al., 2008a). Após o resfriamento natural, cada

grão foi avaliado quanto à resistência oferecida à penetração por geometria cilíndrica de 2 mm

(P2), a uma velocidade constante de 1 mm s-1 até 90% da sua altura inicial. A dureza dos

48

grãos foi identificada como a força máxima de ruptura registrada no gráfico de força x tempo

e expressa em Newton (N) (REVILLA; VIVAR-QUINTANA, 2008).

Os grãos de feijão (100 g) foram descascados manualmente, com o auxílio de um

bisturi, sendo os tegumentos descartados e os cotilédones triturados em moinho analítico para

obtenção de farinhas utilizadas na determinação do teor de lignina. Previamente à análise, 500

mg de farinha de cotilédone de feijão foram lavadas com 10 mL de metanol acrescido de 1%

de HCl concentrado, seguidas de duas lavagens com água destilada (5 mL), para remoção dos

compostos fenólicos. O material, livre destes componentes, foi então submetido à

quantificação do teor de lignina pelo método do ácido tioglicólico (BRUCE; WEST, 1988).

Este ácido reage com lignina na presença de HCl diluído formando o tioglicato de lignina, o

qual é ressuspendido em NaOH (0,5 mol L-1). A absorbância desta solução foi determinada

em espectrofotômetro BELphotonics 2000 UV a 280 nm e os valores calculados com base na

curva padrão de lignina (Sigma Aldrich), sendo expressos em mg de lignina por g de tecido.

Todos os testes foram conduzidos segundo delineamento inteiramente casualizado

considerando-se separadamente cada genótipo de feijão. Os experimentos foram realizados ao

menos em 3 repetições e os resultados foram expressos como média ± desvio padrão. Os

dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e o teste de Tukey foi usado para a

comparação entre médias, com nível de significância de 95%. Também realizou-se a análise

de correlação de Pearson entre as variáveis. As análises estatísticas foram efetuadas no

programa Statistica 6.0 (StatSoft Inc., Tulsa, U.S.A.).

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

As características tecnológicas dos diferentes genótipos de feijão carioca apresentaram

mudanças significativas durante a vida de prateleira. Todos os genótipos avaliados tiveram

sua coloração alterada durante o período estudado (Figura 1).

Figura 1. Genótipos de feijão carioca recém

armazenamento (linha inferior) sob condições de prateleira (da esquerda para

direita: BRS Requinte, BRSMG Madrepérola,

Pontal e Pérola).

Os genótipos recém-

entre si (Figura 2), mas satisfatórios para grãos de feijão, que, segundo Ribeiro et al. (2008),

devem ser de aproximadamente 55, pa

mês de armazenamento, porém, começou a haver distinção entre os genótipos em relação à

luminosidade, uma vez que estes apresentaram diferenças na redução deste parâmetro em

função da sua maior ou menor

Figura 2. Luminosidade média do tegumento (L*; n = 10; ± barra de erros) dos diferentes

genótipos de feijão carioca em função do tempo de armazenamento (meses).

Após cinco meses de armazenamento todos o

(Figura 2), como observado também por Pirhayati, Soltanizadeh e Kadivar (2011) em feijão

tipo pinto. Contudo, o grau de escurecimento foi diferente para cada genótipo analisado,

40

44

48

52

56

60

0

Lum

inos

idad

e (L

*)

Tempo de armazenamento (meses)

Genótipos de feijão carioca recém-colhidos (linha superior) e após cinco meses de


direita: BRS Requinte, BRSMG Madrepérola, CNFC10467, BRS Estilo, BRS

Pérola).

-colhidos apresentaram valores de luminosidade (L*) diferentes


ser de aproximadamente 55, para se ter maior valor no mercado. A partir do primeiro



função da sua maior ou menor suscetibilidade ao fenômeno de escurecimento.

Luminosidade média do tegumento (L*; n = 10; ± barra de erros) dos diferentes


Após cinco meses de armazenamento todos os genótipos se tornaram mais escuros

, como observado também por Pirhayati, Soltanizadeh e Kadivar (2011) em feijão


1 2 3 4 5


BRS Requinte

BRSMG Madrepérola

CNFC10467

BRS Estilo

BRS Pontal

Pérola

49

colhidos (linha superior) e após cinco meses de


10467, BRS Estilo, BRS

colhidos apresentaram valores de luminosidade (L*) diferentes


ra se ter maior valor no mercado. A partir do primeiro



suscetibilidade ao fenômeno de escurecimento.

Luminosidade média do tegumento (L*; n = 10; ± barra de erros) dos diferentes


s genótipos se tornaram mais escuros

, como observado também por Pirhayati, Soltanizadeh e Kadivar (2011) em feijão


BRS Requinte

BRSMG Madrepérola

CNFC10467

BRS Estilo

BRS Pontal

Pérola

50

permitindo identificar genótipos estáveis ao processo de escurecimento (CNFC10467 e

BRSMG Madrepérola) e outros mais suscetíveis (BRS Pontal e Pérola). Tais diferenças

podem ser explicadas analisando-se os dados de cromaticidades a* e b*.

A cromaticidade a*, que vai da coloração verde à vermelha, aumentou em todos os

genótipos ao longo da vida de prateleira (Tabela 2). Em termos do valor a*, todos os

genótipos apresentaram aumentos superiores a 55% do valor inicial, exceto BRSMG

Madrepérola cujo aumento atingiu o valor máximo de 17,8% ao final do período analisado.

Tabela 2. Cromaticidades a* e b* do tegumento dos diferentes genótipos de feijão carioca

durante o armazenamento (meses) seguidas das suas porcentagens de alteração1.

Tempo (meses)

Genótipo BRS

Requinte BRSMG

Madrepérola CNFC 10467

BRS Estilo

BRS Pontal

Pérola

Cromaticidade a* 0 6,5Ec 6,9Cb 5,7Fd 7,0Eb 7,4Fa 6,8Eb 1 7,4Dc (13,4) 7,0Cc (0,7) 6,4Ed (12) 8,1Db (15,6) 9,0Ea (22,4) 8,2Db (19,9) 2 8,2Cc (27,2) 7,3Bd (5,8) 7,3Dd (29) 9,2Cb (30,9) 10,1Da (36,5) 9,3Cb (36) 3 9,0Bd (38,6) 7,6Bf (9,3) 8,2Ce (44,3) 10Bc (42,4) 11Ca (49,8) 10,4Bb (52,2) 4 10,2Ac (56,8) 8,3Ae (19,5) 9Bd (58,2) 10,6Bb (51,1) 12Ba (62,6) 11,7Aa (70,9) 5 10,1Ad (55,1) 8,2Ae (17,8) 9,8Ad (71,5) 11,3Ac (61,5) 12,8Aa (73,4) 11,9Ab (73,5)

Cromaticidade b* 0 16,5De 19,5Ca 17,9Ec 18,5Bb 17,5Fcd 17,4Cd 1 17,2Cd (3,9) 19,7BCa (0,9) 18,7Db (4,2) 17,9Cc (-3,2) 18,2Ec (3,5) 17,4Cd(-0,2) 2 17,7Bd (7,2) 19,7BCa (0,9) 19,1Db (6,6) 18,1Ccd (-2,5) 18,8Db (7) 18,2Bc (4,1) 3 18,0Bd (8,8) 19,8BCab (1,5) 20,1Ca (12,1) 18,6ABc (0,5) 19,5Cb (11) 18,6Bc (6,5) 4 18,1Ad (9,5) 19,9Bbc (2,2) 21,2Ba (18,1) 19ABcd (1,9) 20,1Bb (14,5) 20Ab (14,5) 5 18,6Ac (12,4) 20,4Ab (4,6) 21,7Aa (21) 19Ac (2,4) 21,1Ab (20,2) 20Ab (14,4)

Diferença total de cor ∆E* 0 a 5 8,1c 2,2d 6,8c 10,0b 11,9a 10,1b

1 Média (n=10) (% alteração). Médias seguidas de pelo menos uma mesma letra minúscula na mesma linha ou

letra maiúscula na coluna, não diferem entre si (Teste de Tukey, p ≤ 0,05).

A avaliação comercial atual da cor dos grãos de feijão é realizada visualmente entre

compradores que atribuem uma nota de acordo com a claridade do grão, sendo a nota 10 dada

a feijões mais claros (REGRAS ESPECIAIS, 2011). A determinação da luminosidade

também tem sido recomendada (RIBEIRO et al., 2008) e utilizada nos programa de

melhoramento genético de feijoeiro para avaliar estabilidade da cor do tegumento dos grãos.

Contudo, analisando-se os resultados obtidos neste estudo, percebe-se que, em termos

absolutos, os valores de a* observados no quinto mês de armazenamento foram maiores nos

genótipos com menores valores de luminosidade, indicando que estes dois parâmetros de cor

contribuem conjuntamente para a característica visual de escurecimento dos grãos, e não

51

somente a luminosidade do tegumento. Tal observação foi reportada também por Nasar-

Abbas et al. (2009), que ressaltou que durante o processo de escurecimento dos grãos de

feijão, ocorre uma alteração inicial da cor dos grãos para castanho-avermelhado, seguida da

perda da luminosidade.

A cromaticidade b*, que vai da coloração azul à amarela, também aumentou em todos

os genótipos durante a vida de prateleira (Tabela 2), embora a variação neste parâmetro tenha

sido menor que na luminosidade e cromaticidade a*. Os genótipos CNFC10467 e BRS Pontal

apresentaram os maiores aumentos na cromaticidade b*, com 21 e 20,2%, respectivamente.

Um aspecto importante a ser discutido é o fato de que tanto o genótipo CNFC10467,

quanto o BRS Pontal apresentaram comportamentos similares considerando-se os aumentos

de cromaticidades a* e b*, embora seus valores de luminosidade tenham apresentado

comportamentos diferentes. A diferença no grau de escurecimento observado nestes genótipos

pode ser explicada pelos valores iniciais de luminosidade (54,8 e 51,9, respectivamente) e,

sobretudo pelos valores de cromaticidade a*. A alteração observada na cromaticidade a* para

o CNFC10467 foi de 5,7 para 9,8, enquanto para o BRS Pontal foi de 7,4 para 12,8.

Assumindo que o aumento de b* (amarelamento) pode ter contribuído para mascarar a

elevação de a* (avermelhamento), o efeito manteve o genótipo CNFC10467 com coloração

visualmente mais clara ao longo da vida de prateleira, caracterizando-o como um tipo de grão

em que os parâmetros de cor sofrem muita alteração ao longo do armazenamento, mas que de

forma geral apresenta menor resposta global ao escurecimento.

Em termos gerais, avaliando-se a diferença total de cor (Tabela 2), somente BRSMG

Madrepérola deve ser considerado estável ao escurecimento por não desenvolver grandes

alterações na totalidade dos parâmetros de cor (∆E* = 2,2).

As variações na luminosidade e cromaticidades a* e b* ocorrem em função dos

compostos presentes no tegumento dos grãos de feijão. Estudos têm demonstrado que

compostos fenólicos sofrem reações químicas quando na presença de oxigênio, gerando

produtos que estão correlacionados ao escurecimento (NASAR-ABBAS et al., 2009). Estas

oxidações podem ser ocasionadas pela ação de enzimas do tipo oxido-redutases (RIOS;

ABREU; CORREA, 2002). Portanto, o tipo e quantidade de compostos fenólicos presentes no

tegumento do grão, bem como as enzimas disponíveis para reações, determinam quais

parâmetros de cor são mais suscetíveis às alterações e determinam a sua intensidade.

A importância da coloração amarela foi demonstrada por Beninger e Hosfield (1999),

em que relacionaram a produção de proantocianidinas no feijão amarelo ao menor nível de

escurecimento destes grãos. Mais recentemente, a presença de um alelo recessivo (gene J) de

52

cor do tegumento em feijão foi associada com níveis reduzidos de escurecimento pós-colheita

(SILVA et al., 2008).

Conjuntamente à alta claridade do tegumento dos grãos, menor resistência ao cozimento

tem sido fator determinante na aceitação de novas cultivares de feijão. O parâmetro tempo de

cocção é um dos requisitos para a inscrição de novas cultivares no Registro Nacional de

Cultivares, do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, sendo o aparelho cozedor

de Mattson o equipamento recomendado para mensuração desta variável (BRASIL, 2001).

Considerando o tempo de cocção logo após a colheita, podem-se dividir os genótipos

em três grupos: BRSMG Madrepérola, BRS Estilo e Pérola que apresentaram suscetibilidade

média à cocção (18, 19 e 20 min, respectivamente); CNFC10467 e BRS Pontal com

resistência normal (22 min) e BRS Requinte com resistência média (30 min), segundo

classificação apresentada por Ramos Júnior et al. (2005). Com o decorrer da vida de

prateleira, o tempo de cocção foi aumentando em diferentes graus para os diferentes genótipos

(Figura 3). Já no segundo mês de armazenamento, CNFC10467 e BRS Pontal se destacaram

como os genótipos mais resistentes ao cozimento e, portanto, mais suscetíveis ao fenômeno

de endurecimento (HTC). Em contrapartida, BRSMG Madrepérola manteve-se como o

genótipo com menor resistência à cocção durante toda a vida de prateleira analisada.

Figura 3. Tempo de cocção médio (min; n = 3; ± barra de erros) dos genótipos de feijão

carioca em função do tempo de armazenamento (meses).

A dureza dos grãos mensurada instrumentalmente é outro parâmetro utilizado na

determinação da qualidade tecnológica de feijão. A dureza dos grãos recém-colhidos cozidos

foi menor nos genótipos BRS Requinte e Pérola (1,77 e 4,91 N, respectivamente) em

15

30

45

60

75

90

0 1 2 3 4 5

Tem

po d

e co

cção

(m

in)


BRS Requinte

BRSMG Madrepérola

CNFC10467

BRS Estilo

BRS Pontal

Pérola

53

comparação aos genótipos BRSMG Madrepérola, BRS Estilo, BRS Pontal e CNFC10467

(9,98 a 10,50 N), provavelmente devido às características genéticas destes grãos ou à

interação de fatores genéticos e ambientais (CORTE et al., 2003; PAREDES-LÓPES et al.,

1989). Após um mês de estocagem a dureza de todos os genótipos elevou-se

consideravelmente, estabilizando-se em uma faixa de dureza e 15 ± 2 N, que se manteve

aproximadamente constante até o final do período de armazenamento estudado. Embora a

dureza dos genótipos tenha se elevado com o tempo de armazenamento, este parâmetro não

apresentou correlação significativa (p ≤ 0,05) com o tempo de cocção dos grãos.

Uma das teorias que explicam o fenômeno de endurecimento do grão ao longo do

tempo de armazenamento é a lignificação dos tecidos do cotilédone. Esta teoria relaciona o

desenvolvimento do endurecimento com a polimerização dos compostos fenólicos,

provenientes principalmente das cascas, que são ricas nestas substâncias, mediadas por

enzimas oxido-redutoras, e pela formação de ligações cruzadas entre os compostos fenólicos e

as proteínas da parede celular das células dos cotilédones (NASAR-ABBAS et al., 2008a). A

lignina atua como uma matriz em torno dos componentes polissacarídicos de algumas paredes

celulares de plantas, proporcionando rigidez adicional e resistência à compressão, além de

tornar as paredes hidrofóbicas e impermeáveis à água (WHETTEN; SEDEROFF, 1995).

Figura 4. Teor de lignina (mg 100 g-1) presente no cotilédone dos grãos de feijão carioca

recém-colhidos (T0) e após um mês de armazenamento (T1) sob condições de

prateleira1. 1 n = 3; Colunas (± barra de erros) com mesma letra entre o tempo T0 e T1 para um mesmo

genótipo, não diferem entre si (Teste Tukey; p ≤ 0,05).

aa b

a a ab b

a

ab

a

0

0,09

0,18

0,27

0,36

0,45

Teo

r de

lign

ina

(mg

100

g-1)

T0

T1

54

O teor de lignina em grãos recém-colhidos variou de 0,33 a 0,42 mg 100 g-1 e após

armazenamento por um mês passou a variar de 0,28 a 0,44 mg 100 g-1 (Figura 4). Observa-se

que, embora a dureza dos grãos tenha aumentado consideravelmente após um mês de

armazenamento, o teor de lignina não seguiu o mesmo padrão. Dentre os genótipos avaliados,

somente CNFC10467 apresentou aumento significativo no teor de lignina. Os demais tiveram

seus teores de lignina reduzidos ou mantidos inalterados. Tal fato permite afirmar que o

endurecimento observado nos genótipos estudados nem sempre pode ser atribuído ao

processo de lignificação dos tecidos, como tem sido proposto por diversos autores (NASAR-

ABBAS et al., 2008a; DEL VALLE; STANLEY, 1995). Provavelmente outras rotas

metabólicas estão envolvidas neste processo, contribuindo de forma mais significativa com o

fenômeno HTC.

A análise de correlação dos dados (p ≤ 0,05) demonstrou que o aumento no tempo de

cocção apresentou correlação significativa (r entre 0,89 e 0,98) com o tempo de

armazenamento e também com os parâmetros de cor L* (r entre -0,60 e -0,96), a* (r entre

0,59 e 0,96) e b* (r entre 0,66 e 0,94) na maioria dos genótipos. Os genótipos CNFC10467 e

BRS Pontal apresentaram resistência à cocção bem mais elevada que os demais genótipos (>

1 hora), apesar de ter o processo de escurecimento contrastante entre si. Da mesma forma, a

dureza dos grãos cozidos teve baixa correlação negativa ou nenhuma correção (r ≤ 0,44) com

a luminosidade dos grãos e também baixa correlação positiva ou nenhuma correlação com a

cromaticidade a* (r ≤ 0,56) e b* (r ≤ 0,50). Portanto, pode-se inferir que a cor do tegumento

de grãos de feijão carioca não é um parâmetro adequado ou totalmente confiável para predizer

a resistência à cocção ou dureza apresentada por estes grãos, como tem sido utilizada por

comerciantes e consumidores.

O teor de lignina apresentou baixa correlação com o tempo de cocção (exceto para o

genótipo Pérola, que apresentou r = 0,86) e com a dureza dos grãos cozidos (r ≤ 0,45), o que

comprova mais uma vez que este componente não está relacionado à maior resistência ao

cozimento e dureza observados nos genótipos ao longo de sua vida de prateleira.

55

4 CONCLUSÃO

Há escurecimento e endurecimento dos grãos de feijão carioca ao longo da vida de

prateleira, porém, esses dois eventos ocorrem em intensidades diferentes em cada genótipo e

nem sempre estão correlacionados.

O parâmetro de luminosidade isoladamente não é um marcador adequado para

identificação de genótipos estáveis a alterações na coloração, sendo as cromaticidades a* e b*

igualmente importantes na compreensão do escurecimento apresentado pelos genótipos no

período pós-colheita.

A cor do tegumento não é um parâmetro adequado para predizer a dureza ou resistência

à cocção adquirida por grãos de feijão carioca ao longo da vida de prateleira.

Todos os genótipos se tornam mais resistentes ao cozimento ao longo do

armazenamento, porém BRS Pontal e CNFC 10467 se destacam como os mais resistentes.

O endurecimento observado nos genótipos estudados durante o armazenamento não

pode ser atribuído unicamente ao processo de lignificação dos tecidos, mas provavelmente

está relacionado a outras rotas metabólicas.

56

REFERÊNCIAS

BENINGER, C. W.; HOSFIELD. G. L. Flavonol glycosides from Montcalm dark red kidney bean: implications for the genetics of seed coat color in Phaseolus vulgaris L. Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v. 47, p. 4079-4082, 1999. BERRIOS, J. J.; SWANSON, B. G.; CHEONGH, A. Structural characteristics of stored black beans (Phaseolus vulgaris L.). Scanning, Mahwah, v. 20, n. 5, p. 410-417, 1998. BRASIL. Requisitos mínimos para determinação do valor de cultivo e uso de feijão (Phaseolus vulgaris) para a inscrição no registro nacional de cultivares – RNC, 2001. Disponível em: <http://www.agricultura.gov.br>. Acesso em: 07 jun. 2012. BRUCE, R. J.; WEST, C. A. Elicitation of lignin biosynthesis and isoperoxidase activity by pectic fragments in suspension cultures of castor bean. Plant Physiology, Washington, v. 91, p. 889-897, 1988. CARDADOR-MARTÍNEZ, A.; LOARCA-PIÑA, G.; OOMAH, B. D. Antioxidant activity in common beans (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v. 50, p. 6975-6980, 2002. COELHO, S. R. M.; PRUDÊNCIO, S. H.; NÓBREGA, L. H. P.; LEITE, C. F. R. Alterações no tempo de cozimento e textura dos grãos de feijão comum durante o armazenamento. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 33, n. 2, p. 539-544, 2009. CORTE, A. D.; MODA-CIRINO, V.; SCHOZ, M. B. S.; DESTRO, D. Environment effect on grain quality in early common bean cultivars and lines. Crop Breeding and Applied Biotechnology, Londrina, v. 3, n. 3, p. 193-202, 2003. DEL VALLE, J. M.; STANLEY. D. W. Reversible and irreversible components of bean hardening. Food Research International, v. 28, n. 5, p. 455-463, 1995. GARCIA, E.; FILISETTI, T. M. C. C.; UDAETA, J. E. M.; LAJOLO, F. M. Hard-to-cook beans (Phaseolus vulgaris): Involvement of phenolic compounds and pectates. Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v.46, n. 6, p. 2110-2116, 1998. LEMOS, L. B.; OLIVEIRA, R. S.; PALOMINO, E. C.; SILVA, T. R. B. Características agronômicas e tecnológicas de genótipos de feijão do grupo comercial Carioca. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 39,n. 4, p. 319-326, 2004. LETERME, P.; MUÑOZ, C. Factors influencing pulse consumption in Latin America. British Journal of Nutrition, Cambridge, v. 88, p. S251-254, 2002. NASAR-ABBAS, S. M.; PLUMMER, J. A.; SIDDIQUE, K. H. M.; WHITE, P.; HARRIS, D.; DODS, K. Cooking quality of faba bean after storage at high temperature and the role of lignins and other phenolics in bean hardening. LWT – Food Science and Technology, London, v. 41, p. 1260-1267, 2008a.

57

NASAR-ABBAS, S. M.; PLUMMER, J. A.; SIDDIQUE, K. H. M.; WHITE, P.; HARRIS, D.; DODS, K. Nitrogen retards and oxygen accelerates colour darkening in faba bean (Vicia

faba L.) during storage. Postharvest Biology and Technology, Amsterdam, v. 47, p. 113-118, 2008b. NASAR-ABBAS, S. M.; SIDDIQUE, K. H. M.; PLUMMER, J. A.; WHITE, P. F.; HARRIS, D.; DODS, K.; D’ANTUONO, M. Faba bean (Vicia faba L.) seeds darken rapidly and phenolic content falls when stored at higher temperature, moisture and light intensity. LWT – Food Science and Technology, London, v. 42, p. 1703-1711, 2009. OOMAH, B. D.; CORBE, A.; BALASUBRAMANIAN, P. Antioxidant and anti-inflammatory activities of bean (Phaseolus vulgaris L) hulls. Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v. 58, n. 14, p. 8225-8230, 2010. PAREDEZ-LÓPES, O.; REYES-MORENO, C.; MONTES-RIVERA, R.; CARABEZ-TREJO, A. Hard-to-cook phenomenon in common beans – influence of growing location and hardening procedures. International Journal of Food Science and Technology, Oxford, v. 24, p. 535-542, 1989. PIRHAYATI, M.; SOLTANIZADEH, N.; KADIVAR, M. Chemical and microstructural evaluation of ‘hard-to-cook’ phenomenon in legumes (pinto bean and small-type lentil). International Journal of Food Science and Technology, Oxford, v. 46, p. 1884-1890, 2011. PLHAK, L. C.; CALDWELL, K. B.; STANLEY, D. W. Comparison of methods used to characterize water imbibitions in hard-to-cook beans. Journal of Food Science, Chicago, v. 54, n. 2, p. 326-329, 1989. PROCTOR, J. R.; WATTS, B. M. Development of a modified Mattson bean cooker procedure based on sensory panel cookability evaluation. Canadian Institute of Food Science and Technology Journal, Ottawa, v. 20, n. 1, p. 9-14, 1987. RAMOS JÚNIOR, E. U.; LEMOS, L. B.; SILVA, T. R. B. Componentes da produção. produtividade de grãos e características tecnológicas de cultivares de feijão. Bragantia, Campinas, v.64, n. 1, p. 75-82, 2005. REGRAS ESPECIAIS PARA COMERCIALIZAÇÃO DO FEIJÃO. Regulamento de Comercialização de Produtos Agrícolas - Ofício Circular 005/2011-DG, 2011. Disponível em: <http://www.bbmnet.com.br/pages/portal/bbmnet/arquivos/documentos/Anexo-III-do-regulamento-de-Comercializacao-de-Feijao.pdf>. Acesso em: 30 jun. 2012. REVILLA, I.; VIVAR-QUINTANA, A. M. Effect of canning process on texture of Faba beans (Vicia faba). Food Chemistry, London, v.106, p. 310-314, 2008. RIBEIRO, N. D.; CARGNELUTTI FILHO, A.; POERSCH, N. L.; ROSA, S. S. Padronização de metodologia para avaliação do tempo de cozimento dos grãos de feijão. Bragantia, Campinas, v. 66, n. 2, p. 335-346, 2007a. RIBEIRO, N. D.; RODRIGUES, J. A.; CARGNELUTTI FILHO, A.; POERSCH, N. L.; TRENTIN, M.; ROSA, S. S. Efeito de períodos de semeadura e das condições de

58

armazenamento sobre a qualidade de grãos de feijão para o cozimento. Bragantia, Campinas, v. 66, n. 1, p. 157-163, 2007b. RIBEIRO, N. D.; STORCK, L.; POERSCH, N. L. Classificação de lotes comerciais de feijão por meio da claridade do tegumento dos grãos. Ciência Rural, Santa Maria, v. 38, n. 7, p. 2042-2045, 2008. RIOS, A. O.; ABREU, C. M. P.; CORRÊA, A. D. Efeitos da época de colheita e do tempo de armazenamento no escurecimento do tegumento de feijão (Phaseolus vulgaris L.). Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 26, n. 3, p. 545-549, 2002. SILVA, G. S.; RAMALHO, M. A. P.; ABREU, A. F. B.; SILVA, F. B. Genetic control of early darkening of carioca common bean. Crop breeding and applied biotechnology, Londrina, v. 8, p. 299-304, 2008. WHETTEN, R.; SEDEROFF, R. Lignin biosynthesis. The plant cell, Rockville, v. 7, p. 1001-1013, 1995.

59

ARTIGO 2

DUREZA DE GRÃOS DE FEIJÃO CARIOCA (PHASEOLUS VULGARIS L.) EM FUNÇÃO DOS MÉTODOS DE COZIMENTO2

2Artigo submetido ao periódico LWT – Food Science and Technology em 20/01/2013

60

RESUMO

Análise de textura instrumental é uma ferramenta rápida e prática que tem sido cada vez mais utilizada na avaliação da qualidade culinária de feijão. Entretanto, a falta de padronização no preparo das amostras para esta análise tem gerado resultados divergentes na literatura. Assim, diferentes métodos de cocção de feijão foram avaliados de forma a identificar e padronizar o melhor procedimento de preparo de feijão para análise de dureza instrumental, com base na sua sensibilidade de diferenciação de grãos de feijão recém-colhidos e envelhecidos. Os resultados demonstraram que a dureza dos grãos de feijão é altamente afetada pelo tempo de cozimento, a pressão do sistema e a forma como a transferência de calor ocorre. A cocção no aparelho cozedor de Mattson ou em estufa não foram adequadas, proporcionando durezas acima de 4 N e grãos com características de não cozidos. A dureza dos feijões cozidos em chapa aquecedora reduziu com a elevação do tempo de cocção de 30 para 60 min. De forma similar, grãos cozidos na autoclave sob a condição mais suave (105 °C/10 min) gerou os grãos mais duros (2,99 N para grãos recém-colhidos e 3,40 N para grãos envelhecidos) e a condição de cocção mais severa (115 ° C/20 min) gerou grãos mais macios (0,77 N para grãos recém-colhidos e 1,01 N para grãos envelhecidos). Os métodos de cocção mais adequados no preparo de grãos para análise de dureza instrumental são o cozimento em chapa aquecedora por 45 ou 60 min e o cozimento em autoclave a 110 ° C/15 min, devido a estes métodos promoverem o amaciamento dos grãos e por permitir discriminar grãos recém-colhidos e envelhecidos. Palavras-chave: tratamento térmico, chapa aquecedora, autoclave, textura instrumental, feijão

envelhecido

61

HARDNESS OF CARIOCA BEAN GRAINS (PHASEOLUS VULGARIS L.) AS AFFECTED BY COOKING METHODS

ABSTRACT

Instrumental texture analysis is a fast and practical tool that has been increasingly used to assess bean cooking quality. However, lack of standardization for sample preparation has resulted in quite divergent reports in literature. So, several bean cooking methods were evaluated to identify and establish the better one to achieve higher sensitivity in differentiating hardness between fresh and old grains. Data revealed that bean hardness is highly affected by cooking time, system pressure and heat transference process. Mattson Bean Cooker and hot air oven were not adequate, providing undercooked grains with hardness above 4 N. Hardness of grains cooked at a hotplate reduced as the cooking time increased from 30 to 60 min. Likewise, with the autoclave at milder condition (105°C/10 min) the grains were harder (2.99 N for fresh grains and 3.40 N for aged grains), while at severe condition (115°C/20 min) softer grains were obtained (0.77 N for fresh grains and 1.01 N for aged grains). The suitable methods to prepare cooked bean for instrumental texture analyses seem to be the hotplate cooking for 45 or 60 min and the autoclave procedure at 110°C/15 min, once they promoted the grain softening and discriminated fresh and aged beans. Key words: thermal treatment, hotplate, autoclave, instrumental texture, aged beans

62

1 INTRODUÇÃO

Grãos de feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) estão sujeitos ao desenvolvimento do

fenômeno de endurecimento durante sua vida de prateleira, o que afeta diretamente o

consumo deste produto. Embora o feijão apresente vários nutrientes que torna o seu consumo

vantajoso (CARDADOR-MARTÍNEZ; LOARCA-PIÑA; OOMAH, 2002; LETERME, 2002;

OOMAH; CORBE; BALASUBRAMANIAN, 2010) ele tem sido preterido em função de

alimentos menos nutritivos, de cocção mais rápida ou pré-cozidos. Este fato se deve às

mudanças de hábitos alimentares da população e, principalmente, ao tempo que demanda para

ser cozido (LETERME; MUÑOZ, 2002)

Os programas de melhoramento genético objetivam desenvolver novas cultivares de

feijão que atendam às preferências dos consumidores em relação à aparência e características

texturais dos grãos, para que este produto de valor nutricional tão elevado não seja

completamente substituído por alimentos menos nutritivos. Durante este processo, centenas

de linhagens necessitam ser avaliadas e, os melhoristas deparam com a difícil tarefa de

desenvolver linhagens com elevado potencial produtivo e tolerantes a fatores adversos, tanto

bióticos como abióticos, além de agregar características referentes à qualidade tecnológica

dos grãos (YOKOYAMA; STONE, 2000).

O tempo de cocção é uma das características avaliadas pelos programas de

melhoramento genético, e o aparelho cozedor de Mattson (ACM) é o equipamento

recomendado para determinação desta variável (BRASIL, 2006; PROCTOR; WATTS, 1987).

De acordo com o protocolo de Mattson padrão, os grãos previamente embebidos em água

destilada são posicionados na placa suporte do ACM de modo que a ponta de cada haste fique

apoiada na superfície de um grão. Durante o cozimento a parte inferior do suporte é imerso

em um béquer com água fervente. Quando o grão torna-se suficientemente macio, a haste

penetra no grão e cai numa curta distância através do orifício no suporte. O tempo requerido

para que cada haste caia é registrada manualmente (WANG; DAUN, 2005).

Análises de textura instrumental são também usualmente utilizadas para avaliar a

qualidade culinária de grãos. Geralmente, determinada quantia de grãos cozidos são colocados

dentro de uma cela ou sobre uma plataforma, e comprimidos para determinar a força

necessária para esmagar ou penetrar a amostra (YEUNG et al., 2009). Este tipo de análise tem

sido cada vez mais aplicada para avaliar o endurecimento de grãos de feijão (NASAR-

ABBAS et al., 2008; SAHA et al., 2009; YOUSIF et al., 2002), devido à sua característica

63

rápida e prática de execução, o que permite a avaliação de grande número de genótipos em

um período curto de tempo. Entretanto, a falta de padronização no preparo das amostras para

este tipo de análise tem gerado dados bastante divergentes na literatura, o que torna difícil a

comparação dos resultados.

Quando os programas de melhoramento genético avaliam a resistência do grão ao

cozimento, é preciso que se adote um método que seja eficiente para discriminar as diferenças

no germoplasma, confira alta precisão experimental e seja reprodutiva do padrão de cocção a

ser obtido pela dona de casa (RIBEIRO et al., 2007). Neste sentido, o emprego de métodos

mais eficientes e de baixo custo no preparo e avaliação da qualidade culinária de feijão

incentivaria os programas de melhoramento a focalizar na melhoria destes parâmetros, bem

como facilitaria o desenvolvimento de grãos com qualidade tecnológica superior aos

existentes no mercado (YEUNG et al., 2009).

Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi testar diferentes práticas de cozimento

de grãos recém-colhidos e envelhecidos e definir o método mais adequado, que gere medidas

da dureza dos grãos mais precisas e sensíveis.


O feijão carioca (Phaseolus vulgaris L., cv Pérola) utilizado no presente estudo foi

fornecido pela Embrapa Arroz e Feijão (Santo Antônio de Goiás, GO, Brasil). Este material

foi cultivado em duas safras na Fazenda Capivara (Embrapa Arroz e Feijão) em 10 linhas,

cada uma com cinco metros de comprimento e sob condições normais de irrigação. A colheita

manual das plantas foi realizada no final de junho de 2011 (primeira safra) e no início de

outubro de 2011 (segunda safra). Depois de colhidos, os grãos foram submetidos à secagem

natural até umidade de aproximadamente 12%, beneficiados e selecionados manualmente para

retirada de grãos extremamente pequenos e aqueles com defeito na superfície ou tegumentos

excessivamente sujos. Posteriormente, os grãos de cada safra foram embalados em sacos de

polietileno com capacidade de aproximadamente 2 kg e armazenados até a realização das

análises.

Os feijões da primeira safra foram analisados após envelhecimento por sete meses

(feijões envelhecidos – FE) em uma sala com iluminação natural de sol nascente e condições

ambientes, onde a temperatura média neste período foi de 23,5 °C e a umidade relativa média

64

foi 54,2%. As amostras foram dispostas ao acaso e passaram por rodízio de posição na

bandeja de armazenamento. O outro grupo de grãos (feijões da segunda safra)

corresponderam aos grãos de feijão recém-colhidos (FRC), portanto foram armazenados a -18

°C, em ausência de luz até a realização das análises.

Para cada teste realizado, 50 grãos de FRC e FE foram previamente embebidos em 100

mL de água destilada por 18 h a temperatura ambiente (PLHAK; CALDWELL; STANLEY,

1989). A água de embebição foi descartada e os grãos submetidos a diferentes métodos de

cozimento, utilizando aparelho cozedor de Mattson, chapa aquecedora, autoclave, banho-

maria e estufa. Todos os métodos utilizaram 200 mL de água destilada para a cocção das

amostras, exceto na análise pelo ACM, em que se testaram 25 grãos em 1 L de água destilada.

Após o cozimento, a água de cocção foi descartada e os feijões resfriados naturalmente até

temperatura ambiente. A dureza dos grãos cozidos foi avaliada por meio de análise

instrumental de textura.

2.1 MÉTODOS DE COCÇÃO

2.1.1 Cocção em aparelho cozedor de Mattson

O Protocolo de Mattson foi utilizado para determinar o tempo de cocção médio (TC) de

FRC e FE, conforme metodologia adaptada de Proctor e Watts (1987). O aparelho utilizado

neste método consiste de 25 hastes presas a um suporte contendo 25 reservatórios oblongos

perfurados, dentro dos quais ficam alojadas as sementes e sobre os quais as hastes ficam

apoiadas. Cada haste pesa 90 g e apresenta uma ponta cilíndrica de 1 mm de diâmetro

(WANG; DAUN, 2005). O tempo de cocção foi definido como o tempo decorrido do início

da fervura até a queda da 13ª haste, caracterizando 52% dos grãos cozidos.

Após atingir o TC os grãos que não foram penetrados pelas hastes foram coletados,

resfriados naturalmente e submetidos à análise de propriedades mecânicas (Teste 1).

2.1.2 Cocção em chapa aquecedora

Feijões embebidos foram cozidos por diferentes tempos em béquer de vidro em chapa

aquecedora. A primeira condição testada consistiu do cozimento dos grãos adotando o TC

previamente determinado no ACM, com o béquer tampado com vidro de relógio (Teste 2) e

destampado (Teste 3). Outro teste conduzido na chapa aquecedora (Teste 4) foi a utilização do

TC no qual 100% das hastes penetraram os grãos de feijão no ACM.

65

Adicionalmente foram realizados testes de cocção em béquer coberto por vidro de

relógio, durante 30, 45 e 60 min (Teste 5, Teste 6 e Teste 7, respectivamente).

2.1.3 Cocção em autoclave

O procedimento de cocção em autoclave seguiu o método descrito por Revilla e Vivar-

Quintana (2008), com modificações das condições de processo para 105 °C/10 min (Teste 8),

110 °C/15 min (Teste 9) e 115 °C/20 min (Teste 10).

2.1.4 Cocção em banho-maria

Os testes de cocção em banho-maria foram conduzidos em béquer cobertos por vidro de

relógio, observando-se os seguintes tempos de cozimento: 30, 45 e 60 min para os Testes 11,

12 e 13, respectivamente.

2.1.5 Cocção em estufa

Os testes de cocção em estufa (Teste 14) foram realizados conforme descrito por Nasar-

Abbas et al. (2008). Os grãos foram cozidos em béquer cobertos por folha de alumínio por 2 h

a 105 °C.

2.2 PROPRIEDADES MECÂNICAS

As propriedades mecânicas dos grãos cozidos foram avaliadas por meio de teste de

punção (puncture test) em texturômentro TA-XTplus texture analyser (Stable Micro Systems

Ltd, Surrey, UK), com célula de carga de 50 kg. A dureza dos grãos foi definida como a força

máxima de ruptura. Os grãos cozidos foram colocados sobre a plataforma do aparelho e

perfurados axialmente por geometria cilíndrica de 2 mm (P2) até 90% da sua altura original.

A P2 foi escolhida por ser a mais indicada para acessar a dureza de feijão, devido à sua

pequena área facilitar a diferenciação da dureza de grãos de feijão quando estes apresentam

cotilédones macios, mas tegumentos duros (REVILLA; VIVAR-QUINTANA, 2008).

Gráficos de força x tempo foram obtidos a uma velocidade constante de 1 mm s-1 e os

resultados apresentados como a média de 30 medidas individuais, sendo expressos em

Newton (N).

66

2.3 CARACTERÍSTICAS DOS GRÃOS COZIDOS

Após a cocção por diferentes métodos, os grãos foram classificados quanto às

características de grau de cozimento de acordo com uma escala de 1-5 (Tabela 1),

previamente estabelecida por Yeung et al. (2009).

Tabela 1. Escala de características de cozimento para a classificação de feijão cozido.

Escala Descrição

1 – Mal cozido O grão é difícil ou não pode ser esmagado e o cotilédone apresenta-se duro.

2 – Mal cozido - levemente O grão é menos difícil de ser esmagado e o cotilédone apresenta-se levemente duro.

3 – Cozido O grão é firme, mas esmaga-se facilmente e o cotilédone apresenta-se macio.

4 – Cozido demais - levemente Há pouca resistência para esmagar os grãos e o cotilédone apresenta-se mole.

5 – Cozido demais O grão se desmancha completamente.

2.4 ANÁLISE ESTATÍSTICA

Todos os experimentos foram conduzidos segundo delineamento inteiramente

casualizado. As análises foram realizadas pelo menos em 3 repetições e os resultados

expressos como valores médios. O programa Statistica 6.0 (StatSoft Inc., Tulsa, Okla, U.S.A)

foi utilizado para realização da análise de variância e teste de Tukey para comparação de

médias ao nível de significância de 95%.


A perda de qualidade culinária é associada ao desenvolvimento do endurecimento em

grãos de feijão comum e é conhecida como fenômeno difícil-de-cozinhar (hard-to-cook –

HTC). Contudo, não há nenhum procedimento padronizado para cozimento de grãos de feijão

para realização da análise de dureza. Portanto, a maioria dos laboratórios usa o protocolo de

Mattson para avaliar a tendência ao HTC (ROMERO DEL CASTILLO et al., 2012). Dessa

forma, o TC é um dos critérios usados na avaliação da qualidade culinária de grãos de feijão

67

nos programas de melhoramento genético (WANG; DAUN, 2005), sendo que aqueles grãos

com tempos de cozimento longos têm sua aceitação comercial limitada (YEUNG et al., 2009).

Os tempos de cozimento de 50% dos grãos de FRC e FE, avaliados em ACM, foram de

25 e 40 min, respectivamente. Estes resultados são consistentes com a literatura, que afirma

que a qualidade culinária de feijões se reduz rapidamente com o armazenamento em

condições ambientes (23-25 °C e 30-50% umidade relativa), com aumento progressivo do TC

em função do tempo de armazenamento (BERRIOS; SWANSON; CHEONG, 1999).

A fim de avaliar a dureza de grãos de feijão cozidos de acordo com o protocolo de

Mattson, os grãos que não foram perfurados pelas hastes após a determinação do TC no ACM

foram coletados e submetidos à análise de dureza. Os resultados revelaram que, embora o TC

dos FRC e FE tenham sido diferentes, a dureza de ambos os grãos (5,1 ± 0,9 N to FG e 5,7 ±

1,2 N to AG) foram estatisticamente iguais (p ≤ 0.05).

Os resultados mostraram que o protocolo de Mattson não é um método adequado para

se estimar a dureza dos grãos de feijão. Embora este método permita diferenciar grãos recém-

colhidos de grãos envelhecidos com base no TC, ele não considera as alterações na textura

dos grãos, por conseguinte, não fornecendo a qualidade de cozimento real dos grãos. Este

método determina apenas o quão fácil as hastes penetram no grão. Contudo, as células

parenquimáticas ainda podem estar agrupadas, criando uma característica de grãos arenosos e

de mal cozidos quando consumidos (YEUNG et al., 2009). Além disto, outras desvantagens

da utilização do ACM são que este método requer muito tempo de execução e atenção

ininterrupta do operador para observar o movimento das hastes no decorrer do cozimento. A

tarefa do operador pode ser entediante se os grãos cozinharem lentamente devido a condições

desfavoráveis de armazenamento ou outros fatores. Também é difícil registrar com precisão a

contagem em ACM não automatizado, quando várias hastes caem simultaneamente (WANG;

DAUN, 2005).

Os valores de dureza de FRC e FE cozidos em chapa aquecedora, utilizando-se o TC

determinado no ACM, estão apresentados na Tabela 2. A dureza de FRC foi estatisticamente

igual nos três testes, uma vez que o tempo adotado em todos eles foi relativamente curto e

similar (25 min nos Testes 2 e 3 e 29 min no Teste 4). A característica de cozimento dos grãos

também foi similar, sendo todos caracterizados como levemente mal cozidos.

Nos grãos envelhecidos observa-se que o TC influenciou os resultados de dureza, pois o

teste que utilizou maior tempo para cozimento (Teste 4 – 96 min) resultou em grãos mais

macios que aqueles cozidos sob as mesmas condições, mas utilizando-se um tempo menor

(Teste 2 – 40 min). A pressão do sistema também influenciou fortemente a dureza dos grãos,

68

visto que quando os béqueres foram tampados pelo vidro de relógio (Teste 2 e 4) a pressão

adicional gerada no sistema de cozimento promoveu um maior amaciamento dos grãos em

relação àqueles cozidos em sistema aberto (Teste 3). Esta última condição, além de resultar

em grãos mais duros, requer o controle do volume da água, pela adição de água destilada para

compensar a evaporação, mas mantendo a fervura (ROMERO DEL CASTILLO et al., 2012).

As características de cozimento dos FE foram as mesmas para os Testes 2 e 3 (grãos mal

cozidos - levemente), mas não para o Teste 4, o qual foi classificado como cozidos demais -

levemente, devido ao maior tempo de cozimento aplicado em seu processo. Como a dureza

dos grãos é diretamente associada ao tempo adotado na etapa de cozimento e a pressão do

sistema, é necessário definir um tempo de cocção igual para todas as amostras, a fim de

padronizar o processo de cocção, permitindo assim, que as análises tenham repetibilidade e

possam ser comparáveis.

Tabela 2. Dureza de feijões recém-colhidos e envelhecidos submetidos à cocção em chapa

aquecedora utilizando-se o tempo de cocção determinado em aparelho cozedor de

Mattson.

Método de cocção Feijões recém-colhidos Feijões envelhecidos Teste 2b 3,44 ± 0,28 Aaa 2,93 ± 0,27 Bb Teste 3 3,62 ± 0,34 Aa 3,42 ± 0,38 Ba Teste 4 3,49 ± 0,31 Aa 1,70 ± 0,22 Bc

a Médias seguidas da mesma letra maiúscula na linha ou a mesma letra minúscula na coluna são estatisticamente

iguais (Teste de Tukey, p ≤ 0,05). b Cozimento em chapa aquecedora adotando o tempo de cocção determinado em aparelho cozedor de Mattson

com béquer tampado (Teste 2) e destampado (Teste 3) e cozimento em chapa aquecedora adotando o tempo de

cocção de 100% dos grãos em aparelho cozedor de Mattson com o béquer tampado (Teste 4).

Quando a condição de cocção foi estabelecida como 30, 45 e 60 min em chapa

aquecedora com o béquer tampado (Tabela 3), a dureza dos grãos de feijão reduziram à

medida que se estendeu o tempo de cocção, com os FE apresentando-se mais duros que FRC.

O TC de 30 min gerou grãos levemente mal cozidos, com dureza similar para FRC e FE (3,5

± 0,6 e 3,7 ± 0,2 N, respectivamente), demonstrando não ser uma boa condição para

diferenciar grãos recém-colhidos e grãos armazenados por determinado período de tempo. O

TC de 45 min permitiu discriminar FRC e FE, sendo estes classificados como cozidos e

levemente mal cozidos, respectivamente. Estendendo-se o TC para 60 min, observa-se que os

FE se tornam cozidos e os FRC cozidos demais - levemente. Portanto, considerando-se os três

tempos adotados neste método, o maior tempo utilizado (60 min) resultou em grãos mais

69

macios, em conformidade com resultados de trabalhos anteriores (REVILLA; VIVAR-

QUINTANA, 2008).

Tabela 3. Dureza de feijões recém-colhidos e envelhecidos submetidos a diferentes métodos

de cozimento.

Método de cozimento Dureza (N)

Feijões recém-colhidos Feijões envelhecidos Chapa aquecedora 30 min 3,49 ± 0,57 Aaa 3,65 ± 0,23 Aa Chapa aquecedora 45 min 2,36 ± 0,41 Bb 3,42 ± 0,63 Aa Chapa aquecedora 60 min 1,84 ± 0,37 Bc 2,33 ± 0,45 Ab Autoclave 105°C/10 min 2,99 ± 0,37 Ba 3,33 ± 0,37 Aa Autoclave 110°C/15 min 1,50 ± 0,28 Bb 2,21 ± 0,24 Ab Autoclave 115°C/20 min 0,77 ± 0,14 Bc 1,01 ± 0,13 Ac Banho-maria 30 min 4,60 ± 0,73 Ba 5,30 ± 0,58 Aa Banho-maria 45 min 3,75 ± 0,38 Bb 4,15 ± 0,40 Ab Banho-maria 60 min 3,01 ± 0,56 Bc 3,40 ± 0,32 Ac a Médias seguidas da mesma letra maiúscula na linha ou a mesma letra minúscula na coluna para um mesmo tipo

de método de cocção são estatisticamente iguais (Teste de Tukey, p ≤ 0,05).

A dureza de FRC e FE foram testadas após a cocção em autoclave sob diferentes

condições de processo (Tabela 3), para simular o procedimento tradicional de cozimento

utilizado na preparação de grãos de feijão pelos consumidores. Novamente a pressão do

sistema promoveu a redução da dureza dos grãos. O Teste 8 foi a condição mais branda de

cozimento (105°C/10 min) e gerou grãos levemente mal cozidos, independente do tempo de

armazenamento. Por outro lado, o Teste 10, que compreendeu a condição mais drástica de

cozimento (115°C/20 min), gerou grãos cozidos demais, com o cotilédone e tegumento muito

macios e pequena integridade. Portanto, a condição moderada de cozimento 110°C/15 min

(Teste 9), parece ser a mais adequada para cocção dos grãos com o objetivo de avaliar a

dureza instrumental, pois nesta condição os grãos se tornam cozidos, mas mantiveram a sua

integridade. Essas diferenças entre as amostras observadas no procedimento de cozimento em

autoclave são atribuídas à pressão do sistema, que pode alterar a estrutura das fibras e

promover uma degradação adicional destes compostos, resultando em diferentes

características de textura (TOLEDO; CANNIATTI-BRAZACA, 2008).

Outro método testado foi o cozimento em banho-maria. Este procedimento permitiu

distinguir (p ≤ 0,05) a dureza de FRC e FE, e os valores obtidos decresceram em função da

elevação do TC independente da amostra analisada (Tabela 3). Contudo, este método gerou

valores de dureza muito maiores que aqueles obtidos no cozimento em chapa aquecedora ou

70

em autoclave. As características de cozimento dos grãos também se apresentaram

inapropriadas, sendo classificadas como mal cozidas no procedimento de 30 min e levemente

mal cozidas nos procedimentos de 45 e 60 min. Este fato certamente se deve à menor taxa de

transferência de calor deste método em relação à cocção em chapa aquecedora e autoclave

(INCROPERA; DEWITT, 1996), dificultando o processo de cozimento e comprometendo a

qualidade culinária dos grãos cozidos.

O cozimento em estufa gerou durezas de 4,7 ± 0,8 N e 14,5 ± 1,2 N para FRC e FE,

respectivamente. Assim como no método anterior, os valores elevados de dureza podem ser

justificados pela baixa taxa de transferência de calor não permitir a formação de correntes de

convecção e movimentação dos grãos dentro do béquer, o que, consequentemente,

desfavorece a transmissão de calor suficiente para o cozimento dos grãos.

Dentre os métodos conduzidos alguns se mostraram melhores na discriminação de FRC

e FE, devido ao tratamento térmico empregado afetar a textura final de legumes (REVILLA;

VIVAR-QUINTANA, 2008). Adicionalmente, métodos de preparo de feijões para análise de

textura devem resultar em grãos com cozimento similar àqueles ingeridos pelos consumidores

e também gerar reduzida proporção de grãos rachados (ROMERO DEL CASTILLO et al.,

2012). Sendo assim, os métodos de cozimento mais apropriados para o preparo de feijão

carioca para a análise instrumental de dureza são a autoclave a 110°C/15 min e o cozimento

em chapa aquecedora por 45 e 60 min, uma vez que estes métodos permitiram a distinção

entre FRC e FE segundo os valores de dureza e também pela classificação quanto às

características de cozimento.

Outros aspectos que também devem ser considerados na escolha do método de cocção é

a sua conveniência de uso. O cozimento em chapa aquecedora é um método vantajoso por ser

simples e não requerer equipamentos sofisticados. Por outro lado, o cozimento em autoclave é

baseado no método tradicional de cozimento de feijão, o que o torna mais realístico. Este

método também é rápido e, portanto, aplicável aos programas de melhoramento genético, os

quais analisam um grande número de amostras rotineiramente.

Finalmente, os resultados demonstram que grãos com valores de dureza similar podem

apresentar características de cozimento diferentes, sendo fortemente influenciados pelas

condições dos métodos empregados, especialmente a taxa de transferência de calor, a pressão

e tempo de cozimento. Portanto, embora tenha sido possível classificar os grãos de feijão

cozidos por métodos diferentes de acordo com a sua qualidade de cozimento, ainda é

necessário encontrar faixas de dureza que correspondam a essas classificações de qualidade

culinária.

71

4 CONCLUSÃO

Os resultados do presente trabalho demonstraram que o processo de cozimento é crítico

para a qualidade culinária dos grãos de feijão. A dureza dos grãos cozidos é altamente afetada

pelo tempo de cozimento, a pressão do sistema e a taxa com que a transferência de calor

ocorre. Assim, um mesmo valor de dureza pode corresponder a diferentes características de

cozimento. Dentre os métodos avaliados, os melhores procedimentos para preparar grãos de

feijão para análise de dureza instrumental são autoclave a 110°C/15 min e chapa aquecedora

por 45 e 60 min com o béquer tampado com vidro de relógio. Estas condições promoveram o

amaciamento, mantendo a integridade dos grãos e as características de cozido ou cozido

demais - levemente. Adicionalmente, estes métodos são rápidos e demonstraram ser capazes

de diferenciar grãos recém-colhidos e envelhecidos, o que os tornam bastantes úteis aos

programas de melhoramento genético.

72

REFERÊNCIAS BERRIOS, J. J.; SWANSON, B. G.; CHEONG, W. A. Physico-chemical characterization of stored black beans (Phaseolus vulgaris L.). Food Research International, Barking, v. 32, p. 669 – 676, 1999. BRASIL. Ministério da Agricultura, Pesquisa e Agropecuária – MAPA. Anexo 1 - Requisitos mínimos para determinação do valor de cultivo e uso de feijão (Phaseolus

vulgaris) para a inscrição no registro nacional de cultivares – RNC - 2006. Brasília, DF, 2006 Disponível em: <http://www.agricultura.gov.br>. Acesso em: 07 jun. 2012. CARDADOR-MARTÍNEZ, A.; LOARCA-PIÑA, G.; OOMAH, B. D. Antioxidant activity in common beans (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v. 50, p. 6975-6980, 2002. INCROPERA, F. P.; DEWITT, D. P. Fundamentals of heat and mass transfer. (4th ed.). New York: John Wiley, 1996. LETERME, P. Recommendations by heath organizations for pulse consumption. British Journal of Nutrition, Cambridge, v. 88, suppl. 3, p. S239-S242, 2002. LETERME, P.; MUÑOZ, C. Factors influencing pulse consumption in Latin America. British Journal of Nutrition, Cambridge, v. 88, p. S251-254, 2002. NASAR-ABBAS, S. M.; PLUMMER, J. A.; SIDDIQUE, K. H. M.; WHITE, P.; HARRIS, D.; DODS, K. Cooking quality of faba bean after storage at high temperature and the role of lignins and other phenolics in bean hardening. LWT – Food Science and Technology, London, v. 41, p. 1260-1267, 2008. OOMAH, B. D.; CORBE, A.; BALASUBRAMANIAN, P. Antioxidant and anti-inflammatory activities of bean (Phaseolus vulgaris L) hulls. Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v. 58, n. 14, p. 8225-8230, 2010. PLHAK, L. C.; CALDWELL, K. B.; STANLEY, D. W. Comparison of methods used to characterize water imbibitions in hard-to-cook beans. Journal of Food Science, Chicago, v. 54, n. 2, p. 326-329, 1989. PROCTOR, J. R.; WATTS, B. M. Development of a modified Mattson bean cooker procedure based on sensory panel cookability evaluation. Canadian Institute of Food Science and Technology Journal, Ottawa, v. 20, n. 1, p. 9-14, 1987. REVILLA, I.; VIVAR-QUINTANA, A. M. Effect of canning process on texture of Faba beans (Vicia faba). Food Chemistry, London, v. 106, p. 310-314, 2008. RIBEIRO, N. D.; CARGNELUTTI FILHO, A.; POERSCH, N. L.; ROSA, S. S. Padronização de metodologia para avaliação do tempo de cozimento dos grãos de feijão. Bragantia, Campinas, v. 66, n. 2, p. 335-346, 2007.

73

ROMERO DEL CASTILLO, R.; VALERO, J.; CASAÑAS, F.; COSTELL, E. Training, validation and maintenance of a panel to evaluate the texture of dry beans (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Sensory Studies, Westport, v. 23, p. 303-319, 2008. SAHA, S.; SINGH, G.; MAHAJAN, V.; GUPTA, H. S. Variability of nutritional and cooking quality in beans (Phaseolus vulgaris L.) as a function of genotype. Plant Foods for Human Nutrition, Dordrecht, v. 64, p. 174-180, 2009. TOLEDO, T. C. F.; CANNIATTI-BRAZACA, S. G. Avaliação química e nutricional do feijão carioca (Phaseolus vulgaris L.) cozido por diferentes métodos. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 28, n. 2, p. 355-360, 2008. WANG, N.; DAUN, J. K. Determination of cooking times of pulses using an automated Mattson cooker apparatus. Journal of the Science of Food and Agriculture, London, v. 85, p. 1631-1635, 2005. YEUNG, H.; EHLERS, J. D.; WANISKA, R. D.; ALVIOLA, J. N.; ROONEY, L. W. Rapid screening methods to evaluate cowpea cooking characteristics. Field Crops Research, Amsterdam, v. 112, p. 245-252, 2009. YOKOYAMA, L. P.; STONE, L. F. (Ed.). Cultura do feijoeiro no Brasil: características da produção. Santo Antônio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, 2000. 75 p. YOUSIF, A. M.; DEETH, H. C.; CAFFIN, N. A.; LISLE, A. T. Effect of storage time and conditions on the hardness and cooking quality of adzuki (Vigna angularis). LWT – Food Science and Technology, London, v. 35, p. 338-343, 2002.

74

ARTIGO 3

O ESCURECIMENTO EM TEGUMENTO DE FEIJÃO CARIOCA É UM PROCESSO NÃO-ENZIMÁTICO?3

3Artigo a ser submetido ao periódico Journal of Agricultural and Food Chemistry.

75

RESUMO

O escurecimento pós-colheita é um problema significativo em feijão carioca, resultando na sua depreciação comercial e rejeição pelos consumidores. Neste trabalho, estudou-se a suscetibilidade ao escurecimento de diferentes genótipos submetidos ao envelhecimento acelerado, bem como a sua relação com parâmetros bioquímicos, como atividades de polifenoloxidase e peroxidase e conteúdo de fenóis. Grãos de feijão carioca (BRSMG Madrepérola, CNFC 10467, BRS Pontal e Pérola) foram armazenados sob condições aceleradas de envelhecimento (40°C e 75% UR) por quatro meses. Mensalmente os grãos foram avaliados quanto a coloração do tegumento em sistema CIELab, ao conteúdo de fenóis totais e também à atividade enzimática de polifenoloxidase e peroxidase. Os resultados mostraram que todos os genótipos são suscetíveis ao processo de escurecimento, porém em diferentes intensidades (diferença total de cor variou entre 9,5 e 5,3). Em geral, os valores de L* reduziram em todos os genótipos, enquanto as cromaticidades a* e b*, croma e índice de escurecimento aumentaram durante o armazenamento. Os diferentes genótipos não apresentaram atividade de peroxidase durante o armazenamento. Os genótipos mais claros CNFC10467 e BRSMG Madrepérola apresentaram baixo conteúdo de fenóis totais (4,8 – 7,7 mg g-1) e alta atividade específica de polifenoloxidase (1,5– 2,6 UE mg proteína-1), enquanto os genótipos mais escuros apresentaram alto conteúdo de fenóis (10,2 – 29,1 mg g-1) e baixa atividade específica de polifenoloxidase ( 0 – 1 UE mg proteína-1). Análise de correlação revelou que não há associação entre atividade enzimática e conteúdo de fenóis com as reduções de luminosidade. Os dados demonstram que a polifenoloxidase não está diretamente relacionada ao processo de escurecimento observado nos genótipos de feijão carioca, contudo esta enzima pode estar relacionada com outras rotas metabólicas no interior do grão, que não o processo de escurecimento enzimático. Palavras-chave: cor, armazenamento, polifenoloxidase, fenóis totais, Phaseolus vulgaris L.

76

IS THE POSTHARVEST DARKENING IN CARIOCA BEAN SEED COAT A NON-ENZYMATIC PROCESS?

ABSTRACT Postharvest seed coat darkening is a significant problem in carioca beans, resulting in a product that is undesirable to consumers and that is depreciated in the marketplace. In this work it was studied the susceptibility to darkening of different stored genotypes subjected to accelerated aging as well as their relationships to biochemical parameters such as the polyphenoloxidase and peroxidase activities and total phenol content. Bean grains (BRSMG Madrepérola, CNFC 10467, BRS Pontal and Pérola) were subjected to accelerated aging (40°C and 75% RH) for four months. Monthly grains were analyzed for tegument color, total phenol content and enzymatic activity of polyphenoloxidase and peroxidase. Results showed that all genotypes were susceptible to the darkening process, but in different intensities (total colour difference varying from 9.5 to 5.3). In general the L* values reduced for all genotypes, while chromaticities a*, b*, chroma and browning index increased over time. The lighter genotypes CNFC10467 and BRSMG Madrepérola presented low phenol content (4.8 – 7.7 mg g-1) and high polyphenoloxidase activity (1.5 – 2.6 EU mg protein-1), while the darker ones presented high phenol content (10.2 – 29.1 mg g-1) and low polyphenoloxidase activity (0 – 1 EU mg protein-1). Furthermore, it was not determined peroxidase activity in the seed coat of the studied genotypes. Analysis of correlation revealed no association between polyphenoloxidase activity and phenol content to luminosity reductions. Data showed that polyphenoloxidase is not directly related to postharvest darkening in the carioca beans studied, but this enzyme could be related to other metabolic paths in the seed that not the enzymatic darkening process. Key words: colour, storage, polyphenoloxidase, total phenol, Phaseolus vulgaris L.

77

1 INTRODUÇÃO

A cor dos grãos de feijão é um atributo visual de grande importância na aceitação

comercial de uma cultivar, tanto no varejo quanto no mercado atacadista, onde pode

influenciar o preço do produto. Os grãos mais escuros são menos aceitos pelos consumidores

e podem ser preteridos, devido à associação da cor escura dos grãos com uma maior

resistência ao cozimento (NASAR-ABBAS et al., 2009).

Durante o armazenamento, os compostos presentes no tegumento dos grãos podem

sofrer oxidação ou outras mudanças químicas que levam a novos compostos, que mudam a

cor dos mesmos. As causas exatas do escurecimento pós-colheita não são bem conhecidas,

mas elas parecem ter em conta uma combinação de ambiente, genética e alterações químicas,

que ocorrem dentro do tegumento (ARAÚJO; RAMALHO; ABREU, 2012). O escurecimento

é acelerado pela exposição à luz, alta temperatura e umidade durante o armazenamento

(JUNK-KNIEVEL; VANDENBERG; BETT, 2007).

Estudos têm demonstrado que os compostos fenólicos estão correlacionados com o

escurecimento de grãos quando na presença de oxigênio (BENINGER et al., 2005). Estas

alterações são citadas como sendo ocasionadas por oxidações enzimáticas mediadas por

enzimas oxido-redutases presentes no tegumento (MARLES; VANDENBERG; BETT, 2008).

Os compostos fenólicos variam largamente na sua complexidade, mas a característica comum

destes compostos é que eles são prontamente oxidados (BORS et al., 1996).

As principais oxido-redutases relacionadas ao processo de escurecimento em vegetais

são a polifenoloxidase (PPO) e peroxidase (POD) (HIKEEZI et al., 2012; HOLDERBAUM et

al., 2010). A primeira, localizada principalmente nos plastídios (NICOLAS et al., 1994),

catalisa a formação de o-quinonas por meio de duas reações diferentes: a hidroxilação de

monofenóis a o-difenóis e a oxidação de o-difenóis a o-quinonas (SANCHEZ-FERRER;

RODRIGUEZ-LOPEZ; GARCIA-CARMONA, 1995). A POD, por sua vez, executa a

oxidação em uma grande variedade de compostos na presença de peróxido de hidrogênio

(CHITARRA, 2002).

Análises bioquímicas são demoradas e onerosas, por isso os pesquisadores de feijão

geralmente usam medidas de cor como maneira indireta de determinar mudanças na qualidade

deste tipo de grão (NASAR-ABBAS et al., 2008; RIBEIRO; STORCK; POERSCH, 2008;

RIGUEIRA; LACERDA FILHO, VOLK, 2009). Com este propósito, a escala CIE L* a* b*

(L*, branco/preto; a*, verde/vermelho; b*, azul/amarelo) e seu parâmetros derivados

78

(diferença total de cor ∆E*, croma C* e índice de escurecimento BI) têm demonstrado grande

valia na descrição da deterioração visual de cor e fornecimento de informações úteis para o

controle de qualidade (BAL et al., 2011).

Com base nestas informações, este trabalho estudou a suscetibilidade ao escurecimento

de quatro genótipos de feijão carioca (Phaseolus vulgaris L.) contrastantes na cor do

tegumento e manutenção da cor clara durante o armazenamento. Adicionalmente à avaliação

da estabilidade destas cultivares durante o armazenamento, os parâmetros de cor também

foram correlacionados aos principais parâmetros bioquímicos responsáveis pelo

escurecimento: atividade enzimática de PPO e POD e conteúdo de fenóis totais.


Sementes de feijão carioca foram fornecidas pelo Banco de Germoplasma do Programa

Nacional de Melhoramento Genético de Feijoeiro da Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio

de Goiás, GO, Brasil. As cultivares estudadas, caracterizadas como contrastantes para o

fenômeno de escurecimento pós-colheita, foram BRSMG Madrepérola, BRS Pontal, Pérola e

a linhagem CNFC10467. Estes materiais foram cultivados com irrigação adequada durante os

meses de julho a outubro de 2011 na Fazenda Capivara da Embrapa Arroz e Feijão. Após a

colheita manual das plantas na maturação fisiológica, os grãos de cada genótipo foram

submetidos à secagem natural até umidade de aproximadamente 12% e beneficiados. Grãos

muito pequenos ou com a superfície desuniforme e suja foram descartados.

O envelhecimento acelerado dos grãos de feijão foi conduzido de acordo com método

descrito por Ribeiro et al. (2009). Os grãos de cada cultivar (2,5 kg) foram colocados em

bandejas de isopor perfuradas na superfície inferior e armazenados em estufa a 40 ± 5 °C e

umidade relativa de 75%. As analises foram realizadas em 0, 30, 60, 90 e 120 dias de

armazenamento.

A coloração do tegumento dos grãos de feijão foi avaliada em colorímetro ColorQuest

XE (Hunter Lab) com iluminação difusa (iluminante D65, ângulo de visão 10°), modo de

refletância, utilizando-se a escala de cor CIE L* a* b*. O colorímetro foi calibrado com um

padrão de referência no qual os valores e L*, a* e b* correspondem a 97,55, 1,32 e 1,41,

respectivamente. As amostras (70 g) foram homogeneizadas, colocadas em cubeta de quartzo

de 50 mm e submetidas à análise de coloração (dez leituras e três repetições). Os resultados

79

foram expressos em termos de luminosidade (L*), cromaticidade a* e b*, diferença total de

cor ∆E* (Equação 1), croma C* (Equação 2) e índice de escurecimento IE (Equação 3) (BAL

et al., 2011).

Equação (1) ∆E∗ = �(L ∗ −L�

∗)� + (a ∗ − a�

∗)� + (b ∗ − b�

∗)�

onde L*0, a

*0 , b

*0 são as medidas iniciais de cor do tegumento dos grãos de feijão e L*t, a*t,

b*t são as medidas de cor do tegumento em tempos preestabelecidos (t).

Equação (2) C* = �(��∗2+��

∗2)

Equação (3) IE = 100 (x – 0,31)

0,17

onde

x = ��∗+ 1,75 ��

∗5,645��

∗+��∗ – 3,012��

∗

Para proceder às análises bioquímicas, os grãos de feijão secos (100 g) foram

manualmente descascados com o auxílio de um bisturi, e os tegumentos separados dos

cotilédones. Os tegumentos foram moídos em moinho analítico (IKA® A11 basic) para

obtenção de farinhas e os cotilédones descartados.

Para determinação das atividades enzimáticas foram preparados extratos brutos com 1 g

de farinha de tegumento e 5 mL de tampão fosfato de sódio 0,1 mol L-1 pH 6,0 (no extrato

bruto para atividade de PPO o tampão foi adicionado de 1% - p/v - de polivinilpirrolidona e

0,1% - p/v – de duodecil sulfato de sódio). As misturas foram deixadas sob agitação orbital

por 30 min a 4 °C. Em seguida a mistura foi centrifugada (Quimis Q222T) a 5000 g e o

sobrenadante utilizado como fonte de enzimas.

Os ensaios da atividade de POD foram realizados segundo o método descrito por Halpin

e Lee (1987), com pequenas modificações. Em tubos de ensaio foram adicionados 1,2 mL de

solução de catecol 0,1 mol L-1 preparada em tampão fosfato de sódio (0,1 mol L-1, pH 6,0) e

50 µL de extrato bruto. A reação foi iniciada pela adição de 250 µL de peróxido de hidrogênio

0,05 mol L-1 e processada por 1 minuto a 25 °C. A absorbância foi lida em espectrofotômetro

(BELphotonics 2000 UV) a 380 nm, sendo uma unidade de enzima (UE) definida como o

aumento de 0,1 na absorbância por minuto de reação.

80

A atividade enzimática de PPO foi determinada de acordo com a metodologia descrita

por Gomes et al. (2001). Para tanto, 930 µL de solução de catecol (80 mmol L-1) preparada

em tampão fosfato de sódio (0,1 mol L-1, pH 6,0) foram adicionados à 70 µL de extrato bruto.

A solução foi deixada em repouso a 25 °C por 1 min e, em seguida, a absorbância foi lida em

espectrofotômetro (BELphotonics 2000 UV) a 420 nm. Uma UE foi definida como o aumento

de 0,1 na absorbância por min de reação.

O teor de proteína nos extratos foi determinado pelo método de biureto (GORNALL;

BARDAWILL; DAVID, 1949). Em 200 µL de extrato bruto foram adicionados 1 mL de

reagente biureto e após reagir por 30 min à temperatura ambiente. A absorbância foi lida em

espectrofotômetro (BELphotonics 2000 UV) a 549 nm. A quantidade de proteína (mg mL-1)

foi determinada por comparação com curva-padrão de albumina sérica bovina (Sigma

Aldrich).

A atividade específica de cada enzima foi, então, calculada pela relação entre a

atividade enzimática encontrada e a quantidade de proteína presente no extrato (Equação 4).

Equação (4) Atividade específica = Unidade de enzima

mg de proteína

Para determinar o conteúdo de fenóis totais, extratos brutos foram preparados com 0,25

g de farinha de tegumento e 5 mL de água destilada. A mistura foi agitada em agitador orbital

a 25 °C por 1 h. Em seguida, a mistura foi centrifugada (Quimis Q222T) a 5000 g por 15 min

e o sobrenadante utilizado como fonte de fenóis.

O conteúdo de compostos fenólicos totais foi determinado pelo método de Folin-

Ciocalteau (WATERMAN; MOLE, 1994). Adicionaram-se 0,5 mL de reagente Folin-

Ciocalteau 10% (v/v) a 0,5 mL de extrato de bruto das amostras. Após 3 min, acrescentou-se

0,5 mL de carbonato de sódio 8% (p/v), deixando a mistura em repouso por 2 h à temperatura

ambiente. A absorbância foi lida a 760 nm em espectrofotômetro (BELphotonics 2000 UV).

Uma curva padrão foi preparada com soluções de ácido tânico (Sigma Aldrich) em

concentrações crescentes (0,004 a 0,04 mg mL-1). O conteúdo de fenóis totais foi expresso em

termos de ácido tânico equivalente (mg g-1 de farinha de tegumento).

Todos os testes foram realizados de acordo com delineamento inteiramente casualizado

e ao menos em triplicata. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância

(ANOVA) e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey. A análise de correlação de

Pearson também foi realizada. Os resultados foram expressos como média ± desvio padrão.

81

Todas as análises foram realizadas com o programa Statistica 6.0 (StatSoft Inc., Tulsa,

E.U.A.), com nível de significância de 95%.


Os genótipos estudados apresentaram diferentes cores de tegumento logo após a

colheita (Figura 1). A luminosidade, parâmetro de cor compreendido entre o branco (L* =

100) e o preto (L* = 0), variou de acordo com o genótipo: 58,1 ± 1,0 para CNFC10467; 55,3

± 1,9 para BRSMG Madrepérola; 49,4 ± 1,6 para BRS Pontal e 50,6 ± 1,6 para Pérola.

Considerando que todos os genótipos foram cultivados na mesma área e sob as mesmas

condições climáticas e de solo, sugere-se que as diferenças na cor do tegumento dos grãos

sejam devido às características genéticas dos grãos, como demonstrado por Ribeiro, Storck e

Poersch (2008). Esses resultados também estão de acordo com o reportado por Ribeiro, Jost e

Cargnelutti Filho (2004), que demonstraram que há interação entre cultivares e ambiente em

relação à cor do tegumento, indicando respostas diferentes das cultivares de feijão sob as

condições ambientais avaliadas (ano e época de cultivo).

Figura 1. Genótipos de feijão carioca recém-colhidos (linha superior) e após quarto meses de

armazenamento (linha inferior) sob condições aceleradas de envelhecimento (da

esquerda para a direita: CNFC10467, BRSMG Madrepérola, BRS Pontal e Pérola).

82

Independente da luminosidade inicial dos grãos, todos os genótipos se tornaram mais

escuros ao longo do tempo (Figura 1). Este processo de escurecimento pós-colheita foi

acompanhado pela redução gradual dos valores de luminosidade do tegumento dos grãos

durante o armazenamento (Figura 2). Como esperado, os genótipos puderam ser divididos em

dois grupos, considerando-se a luminosidade do grão: o primeiro foi composto por

CNFC10467 e BRSMG Madrepérola, com os maiores valores de L* e o segundo grupo

compreendeu os genótipos BRS Pontal e Pérola, com os menos valores de L*. Apesar desta

divisão, as reduções neste parâmetro de cor foram equivalente nos genótipos CNFC10467,

BRS Pontal e Pérola com cerca de 12% de redução de L*, e menor no genótipo BRSMG

Madrepérola (7,4%).

Figura 2. Luminosidade média (n = 10; ± barra de erros) do tegumento (L*) de diferentes


*Série de dados com a mesma letra maiúscula para um mesmo mês de armazenamento e letras

minúsculas em um mesmo genótipo não são significativamente diferentes umas das outras (Teste

de Tukey, p ≤ 0,05)

A cromaticidade a*, que vai do verde ao vermelho, foi o parâmetro de cor com maiores

alterações (43 – 77%) durante o armazenamento (Figura 3-A). As maiores variações foram

observadas no CNFC10467, que apresentou 77% de aumento da cromaticidade a*. Em geral,

os genótipos mais escuros (BRS Pontal e Pérola) apresentaram os maiores aumentos no valor

de a*, o que sugere que este parâmetro deve ser considerado também na avaliação da cor de

grãos de feijão. A este respeito, Junk-Knievel, Vandenberg e Bett (2007) reportaram que ao

Aa*

Ab Ab

Ac Ad

Ba

BbBb

Ab

AcDa Cb

Cc Bc

Bd

Ca

Cb

CcCd

Bd

40

44

48

52

56

60

0 1 2 3 4

Lum

inos

idad

e (L

*)


CNFC10467

BRSMG Madrepérola

BRS Pontal

Pérola

Escurecimento

83

longo do tempo linhagens de feijão tipo pinto reduzem a luminosidade, mas aumentam os

valores de cromaticidade a*, demonstrando que os grãos se tornam mais escuros e

avermelhados, respectivamente, numa tendência linear.

Figura 3. Cromaticidades médias a* (A) e b* (B) (n = 10; ± barra de erros) do tegumento de

diferentes genótipos de feijão carioca em função do tempo de armazenamento

(meses).


minúsculas em um mesmo genótipo não são significativamente diferentes umas das outras (Teste de

Tukey, p ≤ 0,05)

Be

Cd

Cc

CbBa

Bd

Dc Dc

Db Ca

Ae

Bd

Bc

BbAa

Ac*

Ac

AbAa Aa

4

6

8

10

12

0 1 2 3 4

Cro

mat

icid

ade

a*

(A)

Vermelho

De

Cd

Cc

Bb

Ba

CbCb

Dc

Ca CaBdBc

Bb

AaBaAd

Ac AbcAb

Aa

14

16

18

20

22

0 1 2 3 4

Cro

mat

icid

ade

b*


(B)

CNFC10467 BRSMG Madrepérola BRS Pontal Pérola

Amarelo

84

A cromaticidade b*, que compreende do azul ao amarelo, foi também maior após o

tempo de armazenamento em todos os genótipos (Figura 3-B), embora a variação neste

parâmetro tenha sido menor que na luminosidade e cromaticidade a*. A linhagem

CNFC10467 apresentou um comportamento interessante, apresentando as alterações mais

pronunciadas nos parâmetros de cor, e especialmente em relação aos valores de b*, que

aumentaram em cerca de 36% do seu valor inicial em comparação aos cerca de 11%

apresentados pelos demais genótipos.

Os valores de croma (Figura 4-A), que indicam a saturação da cor (BAL et al., 2011),

foi maior no BRS Pontal (20 – 23,7) e Pérola (20,9 – 24,9). Este resultado foi esperado,

devido a estes genótipos serem os mais escuros. No entanto, as maiores alterações no C*

foram observadas no CNFC10467, cujos valores variaram entre 15,8 e 22,3. Nasar-Abbas et

al. (2008) também observaram que os valores de C* são alterados em feijão tipo fava

armazenados a 30 °C por 12 meses em diferentes embalagens de atmosfera modificadas. Os

seus resultados indicaram que alguma reação oxidativa envolvida no processo de

escurecimento de fava pode ser minimizada pela injeção de nitrogênio na embalagem e

acelerada pela presença de oxigênio atmosférico.

Assim como o parâmetro C*, o IE (Figura 4-B) foi maior no BRS Pontal (57,8 – 81,7) e

no Pérola (59 – 85,3). Contrariamente, BRSMG Madrepérola apresentou o menor IE, como

um resultado das menores alterações apresentadas nos valores de L*, a*, b* e C*. Outros

trabalhos também apontam esta cultivar como um grão de coloração de fundo bem clara e

persistência da cor clara ao longo do período de armazenamento (ABREU et al., 2011;

ARAÚJO; RAMALHO, ABREU, 2012).

A diferença total de cor é o parâmetro que envolve a avaliação conjunta da

luminosidade e cromaticidades a* e b*. Alterações substanciais foram observadas neste

parâmetro durante o armazenamento para todos os genótipos, correspondendo a 9,5 ± 1,2 para

CNFC10467, 8,2 ± 1,1 para Pérola, 7,4 ± 2,3 para BRS Pontal e 5,3 ± 2,1 para BRSMG

Madrepérola. Embora a linhagem CNFC10467 tenha demonstrado ser o genótipo mais

suscetível ao processo de escurecimento, devido à sua elevada ∆E*, é importante ressaltar que

a elevação conjunta dos valores de L*, a* e, particularmente de b* (amarelamento), fizeram

um balanceamento nas cores desta linhagem, de modo que o resultado foi o mascaramento do

processo de escurecimento. Nos outros genótipos, especialmente BRS Pontal e Pérola, a

claridade e o amarelamento inicial dos grãos (coloração bege) foi mascarada pela mudança

gradativa da cor para marrom claro e posteriormente para marrom-avermelhado, devido à

intensificação da cor vermelha, como observado por Nasar-Abbas et al. (2009) em fava.

85

Figura 4. Valores de croma (A) e índice de escurecimento (B) (n = 10; ± barra de erros) do

tegumento de diferentes genótipos de feijão carioca durante o armazenamento

meses)


minúsculas em um mesmo genótipo não são significativamente diferentes umas das outras (Teste de

Tukey, p ≤ 0,05)

As causas exatas das alterações na coloração dos grãos de feijão comum não são bem

conhecidas, mas vários pesquisadores (RIOS; ABREU; CORRÊA, 2002; MARLES;

VANDENBERG; BETT, 2008; MOURA et al., 1999) sugerem algumas enzimas como

De

Cd

Cc

Cb

Ca

Cb CbDc

Da DaBdBc

Bb

BaBa

Ad

AcAb

AbAa

14

18

22

26

0 1 2 3 4

Cro

ma

C*

(A)

Ce

Cd

Cc

Cb

Ca

BdCc

Dd

DbDaAe

Bd

BcBb

Ba

Ae

AdAc

AbAa

30

45

60

75

90

0 1 2 3 4

Índi

ce d

e es

cure

cim

ento

(IE

)


(B)


86

responsáveis pelo processo de escurecimento pós-colheita nestes tipos de grãos. Oxido-

redutases, como PPO e POD, são apontadas como uma das principais causas do

escurecimento durante o armazenamento, devido às suas reações com substratos fenólicos

levar a formação de quinonas, que são pigmentos escuros (MARLES; VANDENBERG;

BETT, 2008; MAYER, 2006).

A atividade de POD não foi detectada no tegumento dos genótipos estudados. Este

resultado é inconsistente com o de Rios, Abreu e Corrêa (2002), os quais estudaram a

atividade de POD em três genótipos de feijão comum e observaram que estes grãos

apresentaram atividade enzimática e que esta enzima permanece ativa durante o

armazenamento. Contudo, é importante ressaltar que o experimento conduzido por tais

pesquisadores foi realizado no grão inteiro, o qual pode apresentar um perfil enzimático

diferente de tegumento separadamente.

A atividade enzimática de PPO foi diferente nos genótipos estudados (Figura 5).

Novamente, eles puderam ser divididos em dois grupos: o primeiro compreendeu o

CNFC10467 e BRSMG Madrepérola e foi caracterizado por alta atividade de PPO e o

segundo grupo compreendeu os genótipos BRS Pontal e Pérola, caracterizando-se por

apresentar baixa atividade de PPO no tegumento. Independente do genótipo analisado houve

uma tendência de aumento da atividade enzimática ao longo do tempo. Estes resultados estão

de acordo os reportados por Rios, Abreu e Corrêa (2002), que também observaram aumentos

da atividade de PPO em grãos inteiros em três cultivares diferentes armazenadas sob

condições ambientes (20 °C e umidade relativa 71,9%) por oito meses.

Apesar dos genótipos apresentarem atividade de PPO ao longo do armazenamento,

nenhuma associação foi encontrada entre esta enzima e os valores de L* do tegumento dos

feijões, sugerindo que a PPO não é a responsável pela redução da claridade dos grãos. Os

parâmetros de a*, b*, C* e IE apresentaram diferentes respostas de correlações significativas

(p ≤ 0,05) entre os genótipos estudados. Contudo, considerando somente os coeficientes de

correlação maiores que r ≥ 0,60, apenas BRSMG Madrepérola e CNFC10467 apresentaram

associação entre atividade enzimática de PPO e o parâmetro de cor a* (r > 0,80). CNFC10467

também correlacionou positivamente os parâmetros b* (r = 0,78), C* (r = 0,80) e IE (r = 0,81)

com a atividade de PPO.

Considerando estes resultados, é importante observar que a PPO pode estar envolvida

no processo de escurecimento pós-colheita, alterando a cor dos pigmentos para vermelho ou

amarelo, contudo este processo ocorre de forma diferente dependendo do genótipo analisado.

Além disso, é possível que outros processos não-enzimáticos ocorram por um mecanismo

87

múltiplo, como tem sido proposto para o fenômeno de endurecimento em feijão comum

(AGUILERA; RIVERA, 1992).

Figura 5. Atividade específica (UE mg proteína-1) de polifenoloxidase em tegumento de

diferentes genótipos de feijão carioca durante o armazenamento (n = 5; ± barra de

erros).

Fenóis são os principais contribuintes para a cor do tegumento de grãos de feijão, bem

como para a distribuição e intensidade dos pigmentos nele contidos (CALDAS; BLAIR,

2009). Estes compostos são suscetíveis a mudanças de cor por meio de processos enzimáticos

e não-enzimáticos. Neste sentido, a quantidade de fenóis é um parâmetro importante nos

estudos relacionados ao escurecimento. O maior teor de fenóis totais nos genótipos BRS

Pontal e Pérola (10,2 – 29,1 mg g-1) e menor teor no CNFC10467 e BRSMG Madrepérola

(4,8 – 7,7 mg g-1) (Figura 6) realmente refletem a cor do tegumento destes grãos.

Inversamente à atividade enzimática de PPO, o conteúdo de fenóis totais foi maior nos

genótipos BRS Pontal e Pérola e menor nos genótipos CNFC10467 e BRSMG Madrepérola.

Inicialmente o genótipo Pérola apresentou baixo conteúdo de fenóis e foi aumentando

gradativamente durante o armazenamento, o que pode ter contribuído para a redução de 12%

na luminosidade do tegumento destes grãos. Por outro lado, grãos de BRS Pontal recém-

colhidos apresentaram o maior conteúdo de fenóis totais e este valor diminuiu ao longo do

armazenamento. Estudos relacionam esta redução no conteúdo de fenóis ao fenômeno de

endurecimento, que sugere que a redução destes compostos ocorre provavelmente devido a

0

1

2

3

0 1 2 3 4

Ati

vida

de e

spec

ífic

a (U

E m

g pr

oteí

na-1

)



88

sua polimerização, resultando em polímeros insolúveis de alto peso molecular, que tornam os

grãos resistentes ao cozimento (NASAR-ABBAS et al., 2009).

Ao contrário do que é relatado na literatura, sobre a associação positiva entre o

conteúdo de fenóis e o processo de escurecimento (MARLES; VANDENBERG; BETT,

2008), genótipos ricos em fenóis totais (BRS Pontal e Pérola) não apresentaram correlação (p

≤ 0,05) entre estes compostos e nenhum dos parâmetros de cor ou com a atividade enzimática

de PPO. Além disso, CNFC10467 e BRSMG Madrepérola, genótipos com menores conteúdos

de fenóis, apresentaram uma fraca correlação positiva (p ≤ 0.05) entre estes compostos e a

cromaticidade a*, C*, IE e atividade de PPO (r variou entre 0,56 e 0,68).

Figura 6. Teor de fenóis totais (mg g-1 farinha de feijão) do tegumento de diferentes

genótipos de feijão carioca durante o armazenamento (n = 3; ± barra de erros).

* Série de dados com a mesma letra maiúscula para um mesmo mês de armazenamento e letras

minúsculas em um mesmo genótipo não são significativamente diferentes umas das outras (Teste

de Tukey, p ≤ 0,05)

Com base nos resultados, os dados obtidos demonstraram que o CNFC10467 e BRSMG

Madrepérola apresentaram os maiores valores de luminosidade e se mantiveram visualmente

mais claros que BRS Pontal e Pérola ao longo do armazenamento. Esses genótipos também

apresentaram maiores atividades de PPO durante o armazenamento quando comparados ao

BRS Pontal e Pérola. No entanto, entre os genótipos avaliados, BRSMG Madrepérola foi o

que apresentou menores alterações na coloração do grão, enquanto CNFC10467 foi o

genótipo com maiores mudanças em todos os parâmetros de cor. Esta linhagem teve seus

DdCb Bb

Dc

CaCb Cb Bb Cb

Ca

Ab*Ab

Ac

Ad

Aa

Be

BbAa

Bd

Bc

0

6

12

18

24

30

0 1 2 3 4

Fen

óis

tota

is (m

g g-

1)


CNFC10467

BRSMG Madrepérola

BRS Pontal

Pérola

89

valores de L*, C* e IE reduzidos na mesma proporção que os genótipos BRS Pontal e Pérola,

embora os valores de a* e b* tenham sofrido alterações muito mais pronunciadas que esses

dois genótipos. Portanto, relacionando-se os dados de cor do tegumento dos grãos de feijão

com a atividade enzimática de PPO durante o armazenamento, nota-se que esta enzima não

está relacionada ao fenômeno de escurecimento pós-colheita, embora ela possa contribuir para

o avermelhamento/amarelamento do tegumento destes grãos.

Este resultado é contraditório ao reportado por diversos autores (MARLES;

VANDENBERG; BETT, 2008; RIOS; ABREU; CORRÊA, 2002), que reconhecem a

oxidação enzimática de polifenóis mediada pela PPO como responsável pelo escurecimento

do tegumento dos grãos. Contudo, deve-se considerar o fato de que estes trabalhos utilizam

um número mínimo de genótipos na sua pesquisa e, em alguns casos, analisarem o grão

inteiro, não discriminando tegumento e cotilédone.

A explicação para o comportamento diferenciado dos genótipos quanto ao processo de

escurecimento e atividade de PPO está relacionado ao fato de o revestimento dos grãos ser o

principal modulador das interações entre as estruturas internas dos grãos e o ambiente

externo, o que o torna responsável pela proteção dos mesmos (SOUZA; MARCOS-FILHO,

2001). As plantas, quando submetidas a situações de estresse, conseguem modular resposta de

defesa, como aumento da atividade de enzimas oxido-redutases, de forma a superar tais

estresses e retornar ao metabolismo normal (SOARES; MACHADO, 2007). Portanto, pode-

se dizer que uma das formas dos genótipos CNFC10467 e BRSMG Madrepérola responderem

às condições adversas do armazenamento foi a ativação e/ou produção de PPO, fato que gerou

altas atividades desta enzima (1,51 a 2,56 UE mg proteína-1). Por outro lado, os genótipos

BRS Pontal e Pérola, não responderam às condições adversas de armazenamento por meio da

PPO, apesar de apresentarem um leve aumento de sua atividade enzimática ao longo do

armazenamento. Possivelmente nesses genótipos a resposta de defesa às condições adversas

seja modulada por rotas metabólicas mediadas por outros compostos e não pela enzima PPO.

4 CONCLUSÃO

O perfil de escurecimento do tegumento dos grãos de feijão carioca durante o

armazenamento varia de acordo com o genótipo, mas a característica comum é que todos eles

escurecem ao longo do tempo. A atividade de polifenoloxidase no tegumento dos grãos é

90

diferente de acordo com o genótipo e a análise de correlação revela que não há relação direta

desta enzima e o processo de escurecimento pós-colheita. O conteúdo de fenóis totais é maior

nos genótipos mais escuros e menor nos genótipos mais claros. Estes compostos não

apresentam correlação com a luminosidade, apesar de apresentar correlação com outros

parâmetros de cor nos genótipos mais claros. Finalmente, os resultados indicam diferentes

rotas para o fenômeno de escurecimento pós-colheita nos genótipos estudados.

91

REFERÊNCIAS ABREU, A. de F. B.; CARNEIRO, J. E. S.; RAMALHO, M. A. P.; MELO, L. C.; PAULA JÚNIOR, T. J.; PEREIRA FILHO, I. A.; MARTINS, M.; PEREIRA, H. S.; CARNEIRO, P. C. S.; DEL GEÚDICE, M. P.; VIEIRA, R. F.; TEIXEIRA, H.; DEL PELOSO, M. J.; FARIA, L. C.; SANTOS, J. B.; COSTA, J. G. C.; MOREIRA, J. A. A.; WENDLAND, A. BRSMG Madrepérola: cultivar de feijão tipo carioca com escurecimento tardio dos grãos. Santo Antônio de Goiás: Embrapa, 2011. 4 p. (Comunicado Técnico) AGUILERA, J. M.; RIVERA, R. Hard-to-cook defect in Black beans: hardening rates, water imbibition and multiple mechanism hypotheses. Food Research International, Barking, v. 25, p. 101-108, 1992. ARAÚJO, L. C. A. de; RAMALHO, M. A. P.; ABREU, A. de F. B. Estimates of genetic parameters of late seed-coat darkening of carioca type dry beans. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 36, n. 2, p. 156-162, 2012. BAL, L. M.; KAR, A.; SATYA, S.; NAIK, S. N. Kinetics of colour change of bamboo shoot slices during microwave drying. International Journal of Food Science and Technology, Oxford, v. 46, p. 827-833, 2011. BENINGER, C. W.; GU, L.; PRIOR, R. L.; JUNK, D. C.; VANDENBERG, A.; BETT, K. E. Changes in polyphenols of the seed coat during the after-darkening process in pinto beans (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v. 53, p. 7777-7782, 2005. BORS, W.; HELLER, W.; MICHEL, C.; STETMAIER, K. Flavonoids and polyphenols: Chemistry and biology. In: CARDENAS, E.; PACKER, K. (Ed.). Handbook of antioxidants. New York: Marcel Dekker, 1996. p. 409-466. BRACKMANN, A.; NEUWALD, D. A.; RIBEIRO, N. D.; FREITAS, S. T. Conservação de três genótipos de feijão (Phaseolus vulgaris L.) do grupo carioca em armazenamento refrigerado e em atmosfera controlada. Ciência Rural, Santa Maria, v. 32, n. 6, p. 911-915, 2002. CALDAS, G. V.; BLAIR, M. W. Inheritance of seed condensed tannins and their relationship with seed-coat color and pattern genes in common bean (Phaseolus vulgaris L.). Theoretical and Applied Genetics, Berlin, v. 119, p. 131-142, 2009. CHITARRA, M. I. F. Processamento mínimo de frutos e hortaliças. Lavras: UFLA/FAEPE, 2002. 78 p. GOMES, M. R. A.; OLIVEIRA, M. G. de A.; CARNEIRO, G. E. S.; BARROS, E. G. de; MOREIRA, M. A. Propriedades físico-químicas de polifenoloxidases de feijão (Phaseolus

vulgaris L.). Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 21, n. 1, p. 69-72, 2001. GORNALL, A. G.; BARDAWILL, C. J.; DAVID, M. M. Determination of serum proteins by means of the biuret reactions. The Journal of Biological Chemistry, Bethesda, v. 177, p. 751-766, 1949.

92

HALPIN, B.; LEE, C.Y. Effect of blanching on enzyme activity and quality changes in Green peas. Journal of Food Science, Chicago, v. 52, p. 1002-1005, 1987.

HIKEEZI, D. M.; DUODU, K. G.; CHISI, M.; ROONEY, L. W.; TAYLOR, J. R. N. Polyphenol oxidase activity in white tan-plant-type sorghums: an important determinant of the relatively dark colour of their porridges. International Journal of Food Science and Technology, Oxford, 2012. doi: 10.1111/ijfs.12045. HOLDERBAUM, D. F.; KON, T.; KUDO, T.; GUERRA, M. P. Enzymatic browning, polyphenol oxidase activity and polyphenols in four apple cultivars: dynamics during fruit development. HortScience, Alexandria, v. 45, n. 8, p. 1150 - 1154, 2010. JUNK-KNIEVEL, D. C.; VANDENBERG, A.; BETT, K. E. An accelerated postharvest seed-coat darkening protocol for pinto beans grown across different environments. Crop Science, Madison, v. 47, p. 692-700, 2007. MARLES, M. A. S.; VANDENBERG, A.; BETT, K. E. Polyphenol oxidase activity and differential accumulation of polyphenolics in seed coat of pinto bean (Phaseolus vulgaris L.) characterize postharvest color changes. Journal of Agricultural and Food Chemistry, Easton, v. 56, p. 7049-7056, 2008. MAYER, A. M. Polyphenol oxidases in plant and fungi: Going places? A review. Phytochemistry, New York, v. 67, p. 2318-2331, 2006. MOURA, A. C. de C.; ABREU, C. M. P. de; SANTOS, C. D. dos; CORRÊA, A. D. Influência da exposição ao sol, dos tipos de secagem e do armazenamento, na atividade de peroxidase e polifenoloxidase e fenólicos totais em duas cultivares e uma linhagem de feijão (Phaseolus vulgaris L.). Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 23, n. 2, p. 345-352, 1999. NASAR-ABBAS, S. M.; PLUMMER, J. A.; SIDDIQUE, K. H. M.; WHITE, P. F.; HARRIS, D.; DODS, K. Nitrogen retards and oxygen accelerates colour darkening in faba bean (Vicia

faba L.) during storage. Postharvest Biology and Technology, Amsterdam, v. 47, p. 113-118, 2008. NASAR-ABBAS, S. M.; SIDDIQUE, K. H. M.; PLUMMER, J. A.; WHITE, P. F.; HARRIS, D.; DODS, K.; D’ANTUONO, M. Faba bean (Vicia faba L.) seeds darken rapidly and phenolic content falls when stored at higher temperature, moisture and light intensity. LWT – Food Science and Technology, London, v. 42, p. 1703-1711, 2009. NICOLAS, J. J.; RICHARD-FORGET, F.; GOUPY, P.; AMIOT, M. J.; AUBERT, S. Enzymatic browning reactions in apple and apple products. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, Boca Raton, v. 34, p. 109-157, 1994. RIBEIRO, H. J. S.; PRUDÊNCIO, S. H.; MIYAGUI, D. T.; RIBEIRO, E. L. de A. Caracterização de concentrado protéico de feijão comum preto, cultivar Iapar 44, novo e envelhecido. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 29, n. 3, p. 571-580, 2009. RIBEIRO, N. D.; JOST, E.; CARGNELUTTI FILHO, A. Efeito da interação genótipo x ambiente na coloração do tegumento do feijoeiro. Bragantia, Campinas, v. 63, n. 3, p. 373-380, 2004.

93

RIBEIRO, N. D.; STORCK, L.; POERSCH, N. L. Classificação de lotes comerciais de feijão por meio da claridade do tegumento dos grãos. Ciência Rural, Santa Maria, v. 38, n. 7, p. 2042-2045, 2008. RIGUEIRA, R. J. de A.; LACERDA FILHO, A. F. de; VOLK, M. B. da S. Avaliação da qualidade do feijão armazenado em ambiente refrigerado. Alimentos e Nutrição, Araraquara, v. 20, n. 4, p. 649-655, 2009. RIOS, A. de O.; ABREU, C. M. P. de; CORRÊA, A. D. Efeitos da época de colheita e do tempo de armazenamento no escurecimento do tegumento de feijão (Phaseolus vulgaris L.). Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 26, n. 3, p. 545-549, 2002. SANCHEZ-FERRER, A.; RODRIGUEZ-LOPEZ, J. N.; GARCIA-CARMONA, F. Tyrosinase: A comprehensive review of its mechanism. Biochimica et Biophysica Acta, Amsterdam, v. 1247, p. 1-11, 1995. SOARES, A. M. S.; MACHADO, O. L. T. Defesa de plantas: sinalização química e espécies reativas de oxigênio. Revista Trópica – Ciências Agrárias e Biológicas, Chapadinha, v. 1, p. 9-19, 2007. SOUZA, F. H. D. de; MARCOS-FILHO, J. The seedcoat as a modulator of seed-environment relationships in Fabaceae. Revista Brasileira de Botânica, São Paulo, v. 24, n. 4, p. 365-375, 2001. WATERMAN, P. G.; MOLE, S. Methods in ecology: analysis of phenolic plant metabolites. Oxford: Black well Scientific Publications, 1994. 238 p.

94

CONCLUSÃO GERAL

Os resultados obtidos neste trabalho mostram que há tendência de escurecimento e

endurecimento dos grãos de feijão carioca ao longo do armazenamento, porém esses dois

eventos ocorrem em intensidades diferentes em cada genótipo e nem sempre estão

correlacionados.

O perfil do escurecimento do tegumento de feijão carioca durante o armazenamento

varia em função do genótipo, mas a característica comum destes é que todos escurecem ao

longo do tempo.

O parâmetro de luminosidade isoladamente não é um marcador adequado para

identificação de genótipos estáveis a alterações na coloração, sendo as cromaticidade a* e b*

igualmente importantes na compreensão do escurecimento pós-colheita.

A atividade de polifenoloxidase no tegumento é diferente de acordo com o genótipo

avaliado, e a análise de correlação não mostra associação direta entre esta enzima e o processo

de escurecimento pós-colheita.

O conteúdo de fenóis totais é maior nos genótipos mais escuros e menor nos genótipos

mais claros. Estes compostos não apresentam correlação com a luminosidade dos grãos,

apesar de terem correlação com os parâmetros de cor nos genótipos mais claros. Tais

resultados indicam diferentes rotas para o escurecimento pós-colheita nos genótipos

estudados.

A cor do tegumento não é um parâmetro adequado para predizer a dureza ou resistência

à cocção adquirida por grãos de feijão carioca ao longo da vida de prateleira. Além disto, o

endurecimento observado nos genótipos estudados ao longo do armazenamento não pode ser

atribuído unicamente ao processo de lignificação dos tecidos, mas provavelmente está

relacionado a outras rotas metabólicas.

No que se refere às características tecnológicas observa-se que o processo de cocção é

crítico para a qualidade culinária dos grãos. A dureza de grãos cozidos é altamente afetada

pelo tempo de cocção, pressão do sistema e a forma como a transferência de calor ocorre.

Finalmente, dentre os métodos avaliados, as melhores formas de se preparar os grãos

para a análise de dureza instrumental são o cozimento em chapa elétrica por 45 ou 60 min e

em autoclave a 110°C/15 min, devido a estes métodos promoverem o amaciamento dos grãos,

mantendo as características de cozido ou levemente cozido. Além disso, estes métodos são

95

mais rápidos e demonstram ser capazes de discriminar amostras recém-colhidas e

envelhecidas, tornando-se proveitoso para os programas de melhoramento genético.

96

ANEXO A – Análise de variância e análise de correlação de Pearson dos dados do Artigo 1

Tempo de cocção – ANOVA T0





97


Tempo de cocção – ANOVA BRS Requinte

Tempo de cocção – ANOVA BRSMG Madrepérola

Tempo de cocção – ANOVA CNFC10467

Tempo de cocção – ANOVA BRS Estilo

98

Tempo de cocção – ANOVA BRS Pontal

Tempo de cocção – ANOVA Pérola

Luminosidade L* – ANOVA T0



99




Luminosidade L* – ANOVA BRS Requinte

Luminosidade L* – ANOVA BRSMG Madrepérola

100

Luminosidade L* – ANOVA CNFC10467

Luminosidade L* – ANOVA BRS Estilo

Luminosidade L* – ANOVA BRS Pontal

Luminosidade L* – ANOVA Pérola

Cromaticidade a* - ANOVA T0

101






102

Cromaticidade a* - ANOVA BRS Requinte

Cromaticidade a* - ANOVA BRSMG Madrepérola

Cromaticidade a* - ANOVA BRS Estilo

Cromaticidade a* - ANOVA BRS Pontal

Cromaticidade a* - ANOVA Pérola

103

Cromaticidade b* - ANOVA T0





104


Cromaticidade b* - ANOVA BRS Requinte

Cromaticidade b* - ANOVA BRSMG Madrepérola

Cromaticidade b* - ANOVA CNFC10467

Cromaticidade b* - ANOVA BRS Estilo

105

Cromaticidade b* - ANOVA BRS Pontal

Cromaticidade b* - ANOVA Pérola

Dureza grãos cozidos – ANOVA T0

Dureza grãos cozidos – ANOVA T1

Dureza grãos cozidos – ANOVA BRS Requinte

106

Dureza grãos cozidos – ANOVA CNFC10467

Dureza grãos cozidos – ANOVA BRS Estilo

Dureza grãos cozidos – ANOVA BRS Pontal

Dureza grãos cozidos – ANOVA Pérola

Lignina – ANOVA BRS Requinte

107

Lignina – ANOVA BRSMG Madrepérola

Lignina – ANOVA CNFC10467

Lignina – ANOVA BRS Estilo

Lignina – ANOVA BRS Pontal

Lignina – ANOVA Pérola

108

Análise de correlação de Pearson – BRS Requinte

Análise de correlação de Pearson – BRSMG Madrepérola

Análise de correlação de Pearson - CNFC10467

Análise de correlação de Pearson – BRS Estilo

109

Análise de correlação de Pearson – BRS Pontal

Análise de correlação de Pearson – Pérola

110

ANEXO B – Análise de variância dos dados do Artigo 2 Restantes da cocção em Mattson – ANOVA FRC e FE

Chapa aquecedora utilizando o tempo de cocção de Mattson – ANOVA Teste 2, Teste 3 e Teste 4 para FRC

Chapa aquecedora utilizando o tempo de cocção de Mattson – ANOVA Teste 2, Teste 3 e Teste 4 para FE

Chapa aquecedora utilizando o tempo de cocção de Mattson de 52% das hastes com béquer tampado com vidro de relógio – ANOVA FRC e FE

Chapa aquecedora utilizando o tempo de cocção de Mattson de 52% das hastes com béquer destampado – ANOVA FRC e FE

111

Chapa aquecedora utilizando o tempo de cocção de Mattson de 100% das hastes – ANOVA FRC e FE

Chapa aquecedora – ANOVA Teste 5, Teste 6 e Teste 7 para FRC

Chapa aquecedora – ANOVA Teste 5, Teste 6 e Teste 7 para FE

Chapa aquecedora por 30 min – ANOVA FRC e FE


112


Autoclave – ANOVA Teste 8, Teste 9 e Teste 10 para FRC

Autoclave – ANOVA Teste 8, Teste 9 e Teste 10 para FE

Autoclave – ANOVA Teste 8 para FRC e FE

113



Banho-maria – ANOVA Teste 11, Teste 12 e Teste 13 para FRC

Banho-maria – ANOVA Teste 11, Teste 12 e Teste 13 para FE

Banho-maria – ANOVA Teste 11 para FRC e FE

114



Estufa – ANOVA Teste 14 para FRC e FE

115

ANEXO C – Análise de Variância e Análise de Correlação de Pearson dos dados do Artigo 3

Luminosidade L* - ANOVA T0





116

Luminosidade L* - ANOVA CNFC10467

Luminosidade L* - ANOVA BRSMG Madrepérola

Luminosidade L* - ANOVA BRS Pontal

Luminosidade L* - ANOVA Pérola


117





Cromaticidade a* - ANOVA CNFC10467

118

Cromaticidade a* - ANOVA BRSMG Madrepérola

Cromaticidade a* - ANOVA BRS Pontal

Cromaticidade a* - ANOVA Pérola



119




Cromaticidade b* - ANOVA CNFC10467

Cromaticidade b* - ANOVA BRSMG Madrepérola

120

Cromaticidade b* - ANOVA BRS Pontal

Cromaticidade b* - ANOVA Pérola

Atividade específica de polifenoloxidase tegumento – ANOVA T0



121



Atividade específica de polifenoloxidase tegumento – ANOVA CNFC10467

Atividade específica de polifenoloxidase tegumento – ANOVA BRSMG Madrepérola

Atividade específica de polifenoloxidase tegumento – ANOVA BRS Pontal

122

Atividade específica de polifenoloxidase tegumento – ANOVA Pérola

Fenóis totais tegumento – ANOVA T0




123


Fenóis totais tegumento – ANOVA CNFC10467

Fenóis totais tegumento – ANOVA BRSMG Madrepérola

Fenóis totais tegumento – ANOVA BRS Pontal

Fenóis totais tegumento – ANOVA Pérola

124

Análise de correlação de Pearson – CNFC10467

Análise de correlação de Pearson – BRSMG Madrepérola

Análise de correlação de Pearson – BRS Pontal

Análise de correlação de Pearson – Pérola

Documents

DESENVOLVIMENTO DOS FENÔMENOS DE ESCURECIMENTO E