Efeito de diferentes processamentos na estabilidade de vitaminas, carotenoides e flavonoides em sorgo (Sorghum bicolor L.)

Abstract

O sorgo (Sorghum bicolor L.) é um cereal utilizado para a alimentação humana em países da África, Ásia e América Central, mas ainda pouco consumido no Brasil e em outros países do Ocidente. Este cereal possui elevado valor nutricional e potencial funcional, os quais podem ser alterados durante o processamento dos grãos. No entanto, ainda são escassos na literatura dados sobre os efeitos dos principais tipos de processamento na concentração de vitaminas e compostos bioativos de sorgo. Neste contexto, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar a estabilidade de vitaminas, carotenoides e flavonoides em grãos de sorgo desenvolvidos para a alimentação humana, na forma in natura e processada. No genótipo BRS 330, foi avaliado o efeito do processamento (diferentes condições de extrusão industrial, maceração, germinação, estalamento em pipoqueira convencional, estalamento em micro- ondas e cocção em água) na concentração de vitaminas do complexo B (tiamina, riboflavina e piridoxina), vitamina E (α, β, γ e δ-tocoferóis e tocotrienóis), carotenoides (luteína e zeaxantina) e flavonoides (3- desoxiantocianidinas-3 DXAs, flavonas e flavanonas). Os compostos foram analisados por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), sendo as vitaminas do complexo B e vitamina E detectadas por fluorescência e os carotenoides e flavonoides utilizando Detecção por Arranjo de Diodos (DAD). A maceração e a germinação reduziram as concentrações de tiamina e piridoxina (retenção de 3,8 a 50,2%, respectivamente). A concentração de riboflavina não foi afetada pela maceração e aumentou com a germinação (p<0,05). A concentração de vitamina E total não foi influenciada pela maceração (p>0,05), sendo que a germinação reduziu a concentração total deste composto (p<0,05). A concentração de carotenoides não foi afetada pela maceração e germinação, quando comparada ao controle (p>0,05). As 3-DXAs foram sensíveis à maceração e germinação (retenção entre 69,7 e 70,0%, respectivamente). A concentração de flavonas não foi influenciada pela vmaceração (p>0,05) e reduziu com a germinação (p<0,05). A concentração de flavanonas aumentou nos grãos macerados e reduziu nos grãos germinados (p<0,05). Ambos os estalamentos e a cocção em água reduziram as concentrações de tiamina quando comparados ao controle (p<0,05) e não influenciaram as de riboflavina. O estalamento em micro-ondas não afetou a concentração de piridoxina (p>0,05), sendo que o estalamento em pipoqueira e a cocção em água reduziram as concentrações desta vitamina (p<0,05). O estalamento em pipoqueira não afetou a concentração total da vitamina E (p>0,05). De forma geral, os perfis de vitamina E após os estalamentos dos grãos foram similares entre si, com exceção do α-tocoferol e do γ-tocotrienol (suas concentrações não foram influenciadas após estalamento em micro- ondas, mas reduziram após o estalamento em pipoqueira e cocção em água). A cocção dos grãos em água não afetou a concentração total de vitamina E e seu perfil foi similar ao apresentado após o estalamento dos grãos em pipoqueira. Ambos os estalamentos e cocção apresentaram comportamento similar, uma vez que reduziram as concentrações das somas de carotenoides, bem como as de zeaxantina e não influenciaram as de luteína. Para as 3- DXAs, os estalamentos e a cocção apresentaram efeitos similares, com retenções que variaram entre 0,04 a 22,4% em relação às concentrações iniciais. Os estalamentos resultaram em retenções de apenas 1,4 a 13,7%, ao mesmo tempo em que reduziram muito a concentração de flavanonas (retenção de 2,7 a 17,7%). Em relação à extrusão dos grãos de sorgo, os pontos centrais de temperatura e rotações do parafuso não influenciaram as concentrações de tiamina e piridoxina. As diferentes temperaturas e rotações do parafuso não influenciaram as concentrações de luteína, zeaxantina e o total de carotenoides. As maiores temperaturas e rotações (161 a 182 o C; 292 a 348 rpm) aumentaram a concentração de α-tocoferol. Menores temperaturas (entre 98 a 119 o C) e maiores rotações do parafuso (entre 292 e 348 rpm) aumentaram a concentração de β-tocotrienol. Os valores médios de rotações do parafuso (entre 178 e 292 rpm) e baixos valores de temperatura (entre 98 e 119 o C) aumentaram a concentração de δ-tocotrienol. O total de 3 DXAs não foi influenciado pelas temperaturas e rotações utilizadas na extrusão, mas as concentrações de apigeninidina e 7-metoxi-apigeninidina aumentaram em vicondições de alta temperatura e baixa rotação do parafuso. As temperaturas e rotações não influenciaram as concentrações de flavonas e flavanonas totais, mas as de eriodictiol aumentaram com valores altos de rotações do parafuso. Nossos resultados indicam que as temperaturas e rotações do parafuso apresentaram comportamentos diferentes frente a cada classe de compostos, sendo que maiores valores de rotações e menores valores de temperatura ocasionaram menores perdas de vitaminas, carotenoides e flavonoides. Em conclusão, recomenda-se a ingestão do sorgo especialmente nas formas macerada e cozida em água, bem como em condições de extrusão que incluam altos valores de rotação do parafuso e menores valores de temperatura.

Sorghum (Sorghum bicolor L.) is a cereal used for human feeding in countries of Africa, Asia and Central America, but still little consumed in Brazil and other countries of the West. This cereal presents high nutritional value and functional potential, which can be modified during the grain processing. However, data on the effects of the main processing methods on the concentration of vitamins and bioactive compounds in sorghum are still scarce in the literature. In this context, the present study aimed to evaluate the stability of vitamins, carotenoids and flavonoids in sorghum grains developed for human feeding, in natura and in its processed form. In the BRS 330 genotype, it was evaluated the effect of processing (different conditions of industrial extrusion, soaking, germination, popping in a conventional popper, popping in microwave oven and water cooking) in the concentration of B complex vitamins (thiamine, riboflavin and pyridoxine), vitamin E (α, β, γ and δ-tocopherols and tocotrienols), carotenoids (lutein and zeaxanthin) and flavonoids (3-desoxyanthrocyanidins-3 DXAs, flavones and flavanones). The compounds were analyzed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC), the B complex vitamins and vitamin E were detected by fluorescence and carotenoids and flavonoids by Diode Array Detection (DAD). Soaking and germination decreased the concentrations of thiamine and pyridoxine (retention of 3.8 to 50.2%, respectively). Riboflavin concentration was not affected by soaking and increased with germination (p <0.05). The total vitamin E concentration was not influenced by soaking (p> 0.05), and germination reduced the total concentration of this compound (p <0.05). The concentration of carotenoids was not affected by soaking and germination, when compared to the control (p> 0.05). The 3-DXAs were sensitive to soaking and germination (retention between 69.7 and 70.0%, respectively). The concentration of flavones was not influenced by soaking (p>0.05) and decreased with germination (p<0.05). The concentration of flavanones increased in the soaked grains and reduced in the germinated viiigrains (p <0.05). Both popping conditions and water cooking decreased thiamine concentrations when compared to the control (p <0.05) and did not influence riboflavin concentrations. Popping in microwave oven did not affect the concentration of pyridoxine (p>0.05), and popping in a conventional popper and water cooking reduced the concentrations of this vitamin (p<0.05). Popping in a conventional popper did not affect the total concentration of vitamin E (p> 0.05). In general, the vitamin E profiles after the grain poppings were similar to each other, with the exception of α-tocopherol and γ-tocotrienol (their concentrations were not influenced after popping in microwave oven, but decreased after popping in a conventional popper and water cooking). The water cooking of the grains did not affect the total concentration of vitamin E and its profile was similar to the one presented after the popping in a conventional popper. Both popping conditions and water cooking presented a similar behavior, since they reduced the concentrations of the sum of carotenoids, as well as of zeaxanthin and did not influence those of lutein. For 3-DXAs, the popping conditions and water cooking presented similar behaviour, with retentions that ranged from 0.04 to 22.4% over the initial concentrations. The popping conditions resulted in retentions of only 1.4 to 13.7%, while greatly reduced the concentration of flavanones (retention of 2.7 to 17.7%). Regarding the extrusion of sorghum grains, the central temperature points and screw rotations did not influence thiamine and pyridoxine concentrations. The different temperatures and screw rotations did not influence the concentrations of lutein, zeaxanthin and total carotenoids. Higher temperatures and rotations (between 161 and 182 °C and between 292 and 348 rpm) increased the α-tocopherol concentration. Lower temperatures (between 98 and 119 °C) and higher screw rotations (between 292 and 348 rpm) increased β-tocotrienol concentration. Average values of screw rotations (between 178 and 292 rpm) and low temperatures (between 98 and 119 °C) increased the δ-tocotrienol concentration. The total of 3 DXAs was not influenced by the temperatures and rotations used in the extrusion, but the concentrations of apigeninidine and 7- methoxy-apigeninidine increased under conditions of high temperature and low screw rotation. Temperatures and rotations did not influence the concentrations of flavones and total flavanones, but the concentration of eriodictiol increased ixwith higher values of screw rotations. Our results indicate that the temperatures and rotations presented different behaviors in relation to each class of compounds, and higher values of screw rotations and lower temperatures resulted in lower losses of vitamins, carotenoids and flavonoids. In conclusion, it is recommended the intake of sorghum especially in its soaked form and cooked in water, as well as in extrusion conditions that include high values of screw rotation and lower temperatures.