Impacto da extrusão no perfil metabolômico e na polimerização de kafirinas de farinhas integrais de sorgo adicionadas de Curcuma longa

D'Almeida, Carolina Thomaz dos Santos

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Centro de Ciências Biológicas e da Saúde (CCBS)
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dc.contributor.advisor	Ferreira, Mariana Simões Larraz
dc.contributor.author	D'Almeida, Carolina Thomaz dos Santos
dc.date.accessioned	2020-07-03T12:32:26Z
dc.date.available	2020-07-03T12:32:26Z
dc.date.issued	2020-06-16
dc.identifier.citation	D'ALMEIDA, Carolina Thomaz dos Santos. Impacto da extrusão no perfil metabolômico e na polimerização de kafirinas de farinhas integrais de sorgo adicionadas de Curcuma longa. Dissertação (Mestrado em Alimentos e Nutrição) – Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.	pt_BR
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/unirio/13111
dc.description.sponsorship	FAPERJ	pt_BR
dc.description.sponsorship	CNPQ	pt_BR
dc.language.iso	Portuguese	pt_BR
dc.rights	openAccess	pt_BR
dc.title	Impacto da extrusão no perfil metabolômico e na polimerização de kafirinas de farinhas integrais de sorgo adicionadas de Curcuma longa	pt_BR
dc.title.alternative	Impact of extrusion on the metabolomic profile and polymerization of kafirines from whole sorghum flours added with Curcuma longa	pt_BR
dc.type	masterThesis	pt_BR
dc.contributor.referee	Ferreira, Mariana Simões Larraz
dc.contributor.referee	Queiroz, Valéria Aparecida Vieira
dc.contributor.referee	Barros, Frederico Augusto Ribeiro de
dc.degree.department	CCBS	pt_BR
dc.degree.grantor	Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro - UNIRIO	pt_BR
dc.degree.level	Mestrado Acadêmico	pt_BR
dc.degree.local	Rio de Janeiro	pt_BR
dc.degree.program	Programa de Pós-Graduação em Alimentos e Nutrição	pt_BR
dc.subject.cnpq	CIÊNCIA DE ALIMENTOS	pt_BR
dc.subject.cnpq	CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS	pt_BR
dc.subject.en	Phenolic profile	pt_BR
dc.subject.en	SE-HPLC	pt_BR
dc.subject.en	Protein solubility	pt_BR
dc.subject.en	UPLC-MSE	pt_BR
dc.description.abstracten	Sorghum (Sorghum bicolor L.) is a potential substitute for allergenic cereals to its nutritional, functional and agronomic benefits. Due to demographic and environmental transitions, there are efforts to increase human consumption of sorghum. However, phenolic compounds (PC) of sorghum, mainly tannins, are able to form complexes with proteins (kafirins), decreasing their digestibility by up to 50%. Tannins can also impact the palatability of sorghum-based products, so the addition of flavorings can enrich sensory properties. In this work, the effect of extrusion on the PC profile by UPLC-ESI- QTOF-MSE and on the solubility/polymerization of kafirins by SE-HPLC in extruded whole sorghum, added or not of turmeric powder in two genotypes (rich in tannin - SC319, non-tannin - BRS330) was evaluated. The free and bound PC were extracted separately. Antioxidant capacity by DPPH, FRAP and Folin-Ciocalteu (TPC) methods and proanthocyanidins (TPAC) and flavonoid (TFC) contents were determined in microplates. The results of TPC ranged from 8.2 to 434.3 mg GAE/100 g (bs), were higher in the bound extracts and showed a strong correlation with antioxidant activity by FRAP and DPPH (R > 0.90; p < 0.50). In the tannin-rich genotype, extrusion was able to increase free CF (+60%), which were bound in the cell matrix (-40%); while in the non-tannin genotype this processing reduced the content in both fractions by degradation of PC (-40%; -90%, respectively). This indicates a strong influence of tannins on PC changes after extrusion. TPAC and TFC showed a strong negative correlation (0.9573, p < 0.05), indicating that extrusion degraded proanthocyanidins and consequently increased flavonoid content. The CF profile by UPLC-ESI-QTOF-MSE was able to tentatively identify 58 free and 100 bound PC, in addition to the 23 PC in both extracts. In addition to the higher number of identifications, the bound PC presented higher abundance (58%). Multivariate statistical analyses (PCA and OPLS- DA) indicated differences in the PC profile. Metabolomic analysis also revealed the presence of bioactive compounds such as isoflavones (daidzein and genistein) for the first time in sorghum. Finally, the degree of polymerization of kafirinas was analyzed by SE-HPLC. The kafirin content of BRS330 increased 1.2 times after extrusion, while in genotype SC319, this increase was 2.6 times, especially due to the soluble fraction. Increased protein solubility may be associated with denaturation, depolymerization and protein decomplexing during the thermal process. The addition of turmeric increased antioxidant capacity and phenolic content without impacting the extrusion process. It was concluded that extrusion was effective in releasing CF previously bound to the cell matrix, in the breakdown of oligomeric proanthocyanidin and also in depolymerization leading to the solubilization of kafirins by structural changes. These results indicate that extrusion positively impacts the digestibility of kafirins, making them more accessible in sorghum extruded.	pt_BR
dc.degree.country	Brasil	pt_BR
dc.description.sponsordocumentnumber	n/a	pt_BR
dc.description.abstractpt	O sorgo (Sorghum bicolor L.) apresenta-se como potencial substituto para cereais alergênicos pelos seus benefícios nutricionais, funcionais e também agronômicos. Devido às transições demográficas e ambientais, há esforços para aumentar o consumo humano de sorgo. No entanto, os compostos fenólicos (CF) do sorgo, principalmente taninos, são capazes de formar complexos com as proteínas (kafirinas), diminuindo sua digestibilidade em até 50%. Os taninos também podem impactar na palatabilidade de produtos à base de sorgo, por isso a adição de flavorizantes pode enriquecer as propriedades sensoriais. Neste trabalho avaliou-se o efeito da extrusão no perfil de CF por UPLC-ESI-QTOF-MSE e na solubilidade/polimerização das kafirinas por SE-HPLC em extrudados de sorgo integral, adicionados ou não de cúrcuma em pó em dois genótipos (rico em tanino - SC319, sem tanino - BRS330). Os CF livres e ligados foram extraídos separadamente. A capacidade antioxidante, pelos métodos DPPH, FRAP e teores de fenólicos por Folin-Ciocalteu (TPC), de proantocianidinas (TPAC) e flavonoides (TFC) foram determinados em microplacas. Os resultados de TPC variaram de 8,2 a 434,3 mg GAE/100 g (bs), foram superiores nos extratos ligados e mostraram forte correlação com a atividade antioxidante por FRAP e DPPH (R > 0,90; p < 0,50). No genótipo rico em tanino, a extrusão foi capaz de aumentar CF livres (+60%), que estavam ligados na matriz celular (-40%); enquanto no genótipo sem tanino esse processamento reduziu o teor em ambas as frações pela degradação de CF (-40%; -90%, respectivamente). Isso indica forte influência dos taninos nas alterações dos CF após extrusão. TPAC e TFC mostraram uma forte correlação negativa (0.9573, p < 0.05), indicando que a extrusão degradou as proantocianidinas e, consequentemente aumentou o teor de flavonoides. O perfil de CF por UPLC-ESI-QTOF-MSE foi capaz de identificar tentativamente 58 CF livres e 100 CF ligados, além dos 23 CF em ambos os extratos. Além do maior número de identificações, os CF ligados apresentaram maior abundância (58%). Análises estatísticas multivariadas (PCA e OPLS-DA) indicaram diferenças no perfil de CF. Dos 10 CF discriminantes para cada extrato, destacaram-se os ácidos gentísico e 4-hidroxibenzoico exclusivos das amostras extrudadas em ambos os extratos. A análise metabolômica também revelou a presença de compostos bioativos como as isoflavonas (daidzein e genistein) pela primeira vez no sorgo. Por fim, o grau de polimerização das kafirinas foi analisado por SE-HPLC. O teor de kafirinas do BRS330 aumentou 1,2 vezes após a extrusão, enquanto que no genótipo SC319, este aumento foi de 2,6 vezes, especialmente devido à fração solúvel. O aumento da solubilidade das proteínas pode estar associado à desnaturação, despolimerização e descomplexação da proteína durante o processo térmico. A adição de cúrcuma aumentou a capacidade antioxidante e teor de fenólicos, sem impactar no processo de extrusão. Conclui-se que a extrusão mostrou-se eficaz na liberação de CF previamente ligados à matriz celular, na quebra de proantocianidina oligomérica e também na despolimerização levando à solubilização de kafirinas por mudanças estruturais. Estes resultados indicam que a extrusão impacta positivamente na digestibilidade das kafirinas, tornando-as mais acessíveis em extrudados de sorgo.	pt_BR
dc.subject.pt	Perfil fenólico	pt_BR
dc.subject.pt	SE-HPLC	pt_BR
dc.subject.pt	Solubilidade de proteínas	pt_BR
dc.subject.pt	UPLC-MSE	pt_BR