Feijão guandu para uso alimentar: composição química, funcionalidade e aspectos nutricionais
| dc.contributor.advisor1 | Rita de Araujo Nogueira, Ana | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7034773971317045 | |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0003-3648-2956 | |
| dc.contributor.author | Tozo, Marcelo Larsen de Lima | |
| dc.contributor.authorlattes | https://lattes.cnpq.br/6205481423806854 | |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0002-6672-5851 | |
| dc.date.accessioned | 2025-04-09T12:12:46Z | |
| dc.date.issued | 2025-03-31 | |
| dc.description.abstract | This dissertation aims to develop and apply analytical procedures to evaluate the total levels, bioaccessibility, and bioavailability of essential elements and total proteins in two pigeon pea (Cajanus cajan (L.) Millsp) varieties previously selected for human consumption. Raw and cooked samples were evaluated at different stages of maturation, as well as commercial varieties of common beans (carioca and black). Bioaccessibility and bioavailability were obtained after in vitro gastrointestinal digestion simulations and bioassays with Caco-2 cells. For proteins, the total fraction and the bioaccessible fraction were quantified by combustion (Dumas), and free amino acids by high-performance liquid chromatography (HPLC). The macro and micronutrients evaluated, Ca, Mg, P, Cu, Fe, and Zn, were determined by inductively coupled plasma optical emission spectrometry and mass spectrometry (ICP OES and ICP-MS), after microwave-assisted decomposition using diluted acid (7.0 mol L-1), both for total contents and for bioaccessible and bioavailable fractions. The bioaccessibility of elements varied from 0.8 to 19% for Ca and from 48 to 67% for Cu. Bioaccessibility of Ca, Fe, Mg, and Zn decreased with bean maturation. Finally, an in vitro intestinal simulation with Caco-2 cells, aimed at estimating nutrient bioavailability, faced issues with the integrity of the cell monolayer, making it impossible to estimate bioavailability values. However, the results obtained suggest the direction to be followed for improving this experiment and obtaining reliable results. Regarding crude protein content, pigeon pea samples were close to 20%. For amino acids, amounts ≥ 1% of glutamic acid, aspartic acid, and leucine were found. For the mature grain, lysine and phenylalanine were present in amounts ≥ 1%, compared to the green grain. However, in the mature grain, the amounts of glycine, histidine, threonine, alanine, and tyrosine were low (≤ 0.4%), and no methionine, cystine, or taurine were detected in either grain. The protein bioaccessibility varied between 16.4% and 19.4%. There was an increase in the total protein content with the maturation of the beans, while the bioaccessible percentage remained unchanged. For the recommended daily intake (RDI), the consumption of 100 g of cooked food suggests that the pigeon pea may be an alternative source of nutrients, highlighting Mg and P, although its contribution is lower compared to the commercial varieties of carioca and black beans. Additionally, all the beans studied show potential for protein supplementation, ranging from 32.8 – 38.8% of the RDI, reinforcing the importance of these legumes and others in human nutrition.This study is significant from a nutritional perspective, providing unprecedented data on the nutritional aspects of two varieties of pigeon peas and the bioaccessibility of essential elements, indicating their use as a consumption alternative. | eng |
| dc.description.resumo | Esta dissertação tem como objetivo o desenvolvimento e a aplicação de procedimentos analíticos para avaliar os teores totais e a bioacessibilidade e biodisponibilidade de elementos essenciais e proteínas totais em duas variedades de feijão guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp) previamente selecionadas para consumo humano. Foram avaliadas amostras cruas e cozidas e em diferentes estágios de maturação, assim como variedades comerciais de feijão carioca e preto. A bioacessibilidade e a biodisponibilidade foram obtidas após simulações de digestão gastrointestinal in vitro e bioensaios com células Caco-2, respectivamente. Para as proteínas, a fração total e a fração bioacessível foram quantificadas por combustão (Dumas) e os aminoácidos livres por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Os elementos avaliados (Ca, Mg, P, Cu, Fe e Zn) foram determinados por espectrometria de emissão óptica e espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP OES e ICP-MS), após decomposição assistida por radiação micro-ondas empregando ácido diluído (7,0 mol L-1). A bioacessibilidade dos elementos variou de 0,8 a 19% para Ca e de 48 a 67% para Cu. A bioacessibilidade de Ca, Fe, Mg e Zn diminui com a maturação dos grãos. Por fim, simulação intestinal in vitro com células Caco-2, visando estimar a biodisponibilidade dos nutrientes apresentou problemas com a integridade da monocamada celular, sendo que não foi possível estimar os valores de biodisponibilidade. No entanto, resultados obtidos indicam o caminho a ser seguido para o aprimoramento deste experimento e obtenção de resultados confiáveis. Com relação a proteína bruta, as amostras de feijão guandu apresentam teores próximos a 20%. Para os aminoácidos foram encontradas quantidades ≥ 1% de ácido glutâmico, ácido aspártico e leucina. Para o grão maduro, a lisina e a fenilalanina estão presentes em quantidades ≥ 1%, em comparação ao grão verde. Por outro lado, no grão maduro, as quantidades de glicina, histidina, treonina, alanina e tirosina foram baixas (≤ 0,4%), e não foram detectadas metionina, cistina e taurina em nenhum dos dois grãos. A bioacessibilidade das proteínas variou entre 16,4 e 19,4%. Houve elevação no teor das proteínas totais com a maturação do grão, sendo que a porcentagem bioacessível permaneceu sem alteração significativa. Sobre a ingestão diária recomendada (IDR), o consumo de 100 g do alimento cozido sugere que o feijão guandu pode ser uma fonte alternativa de nutrientes, destacando Mg e P, apesar de sua contribuição ser menor comparado as variedades comerciais de feijão carioca e preto. Além disso, todos os feijões estudados apresentam potencialidade para suplementação de proteínas, variando de 32,8 – 38,8% da IDR, reforçando a importância dessas leguminosas e de outras na nutrição humana. Os resultados obtidos são relevantes do ponto de vista nutricional, apresentando dados inéditos sobre os aspectos nutritivos de duas variedades de feijão guandu e a bioacessibilidade de elementos essenciais, indicando sua viabilidade como alternativa de consumo. | |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.description.sponsorshipId | Processo nº 88887.827897/2023-00, Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.identifier.citation | TOZO, Marcelo Larsen de Lima. Feijão guandu para uso alimentar: composição química, funcionalidade e aspectos nutricionais. 2025. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21846. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/21846 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ | |
| dc.rights | Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Química analítica | |
| dc.subject | Nutrientes | |
| dc.subject | Digestão in vitro | |
| dc.subject | Bioacessibilidade | |
| dc.subject | Biodisponibilidade | |
| dc.subject | Feijão guandu | |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA | |
| dc.title | Feijão guandu para uso alimentar: composição química, funcionalidade e aspectos nutricionais | |
| dc.title.alternative | Pigeon pea for food use: chemical composition, functionality and nutritional aspects | eng |
| dc.type | Dissertação |
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