Heat treatment effect study on bioactive compounds of unconventional food plants

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i11.10045

Keywords:

Unconventional food plants; Bioactive compounds; Heat treatment.

Abstract

This study aimed to evaluate the effect of heat treatment (HT) on bioactive and antinutritional compounds of different PANC (Cnidoscolus aconitifolius (chaya), Tallinum paniculatum   (jewels of opar), Urtica dioica L. (nettle leaf), Costus spicatus (spiked spiralflag ginger), Portulaca oleracea (purslane), Mentha suaveolens (pineapple mint) and  Sonchus oleraceus (sow thistle). The concentrations of the bioactive compounds such as total phenolics (TF) and flavonoids, antinutritionals (tannins and oxalates) and antioxidant activity (AA) were carried out according to the Analytical Standards of the Adolfo Lutz Institute. The compounds contents (mg/100g) in PANC before the HT ranged as follows: bioactive compounds (TF from 2.04±0.04 to 37.40±0.46, flavonoids from 145.96±0.61 to 410.73±1.93), anti-nutritional compounds (tannins from 4.47±0.46 to 211.74±2.96 and oxalates from 2.61±0.13 to 4.41±0.22), AA (IC50) from 2.13±0.05 to 7.05±1.36. The HT applied to the samples provided an increase of compounds concentration percentage in most PANC, which ranged from: 38.13 to 99.84% (TF); 1.2 to 37% (flavonoids); 21.21 to 116.55% (tannins); 45.92 to 77.63 (oxalates), as well as in AA, which ranged from 14.5 to 67%. On the other hand, there was a reduction of compounds concentration percentage in other PANC from: 45 to 73% (TF); 8 to 29% (flavonoids); 15 to 74% (tannins); 5.36 to 27.44% (oxalates) and 44.49 to 79.84% (AA). It is concluded that, in general, the applied HT favored an increase in the concentration of bioactive compounds and AA in PANC, the same not happening for antinutricional activity. It is generally concluded that HT favored an increase of bioactive compounds and AA concentration in PANC, however the same did not occur for antinutritional activity.

Author Biographies

Cirlene Cardoso Monteiro Costa, Universidade do Estado da Bahia

Graduanda em Nutrição pela Universidade do Estado da Bahia (UNEB)-Salvador-Ba. Técnica em Nutrição e Dietética. Bolsista do CNPq pelos Projetos de Iniciação Científica: “Avaliação do efeito do tratamento térmico nos compostos bioativos em Plantas Alimentícias Não Convencionais (PANC)" e ”Prevalência da Sarcopenia Determinada com base no exame físico e fatores associados em pacientes sob hemodiálise crônica”. Atuou como Monitora de ensino das disciplinas Avaliação Nutricional e Técnica Dietética e atualmente atua como colaboradora do Projeto de Atendimento Virtual à pacientes renais-Colegiado de Nutrição-UNEB. Estagiou no Instituto de Nefrologia e Diálise (INED) em Salvador-Ba

Yago Pinto Cardoso, Universidade do Estado da Bahia

Graduando em Nutrição pela Universidade do Estado da Bahia – UNEB-Salvador-Ba. É bolsista CNPq pelo Projeto de Iniciação Científica com o projeto "O efeito do processamento térmico sobre Plantas Alimentícias Não Convencionais (PANC)". Atualmente é  vice-presidente da Liga Acadêmica Multidisciplinar em Ambiente Hospitalar (LAMAH) da Universidade Federal da Bahia (UFBA) e diretor de comunicação da Liga Acadêmica de Fisiopatologia e Dietoterapia da UNEB. Faz parte do Grupo de Pesquisa em Alimentos e Nutrição (GPAN). Monitor de extensão do projeto: Tratamento de pacientes com dor. Foi monitor de ensino da disciplina Fisiopatologia e Dietoterapia I (2019).

Mariangela Vieira Lopes, Universidade do Estado da Bahia

Possui graduação em Farmácia pela Universidade Federal da Bahia (1986), mestrado em Nutrição pela Universidade Federal da Bahia (2000) e doutorado em Química pela Universidade Federal da Bahia (2005). Atualmente é professora Titular da Universidade do Estado da Bahia e professora colaboradora do Programa de Pos Graduação em Química Aplicada. Tem experiência na área de Ciência e Tecnologia de Alimentos, com ênfase em Avaliação e Controle de Qualidade de Alimentos, atuando principalmente nos seguintes temas: análise físico-química de alimentos, desenvolvimento de novos produtos extrusados, pesquisa de novas alternativas alimentares vegetais típicas do semi-árido e avaliação da capacidade antioxidante de frutas e hortaliças

Simone de Souza Montes, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia

Doutoranda em Difusão do Conhecimento (IFBA/UFBA/UNEB); Mestre em Ciências de Alimentos (UFBA); Especialista em Planejamento e Prática do Ensino Superior (UNIBA); Especialista em Design Instrucional (SENAC/SP), Especialista em Alimentos Funcionais e Nutrigenômica: implicações práticas na nutrição clínica e esportiva (Estácio/SP). Graduada em Licenciatura e Bacharelado em Nutrição. Docente da Educação Básica e Ensino Técnico Profissionalizante em Nutrição no Centro Estadual de Educação Profissional Anísio Teixeira, Coordenadora de Nutrição do Núcleo de Saúde Anísio Teixeira, empreendedora, articuladora de projetos sobre PANC (Plantas Alimentícias Não Convencionais) e Ações Sustentáveis em Nutrição e Saúde. Áreas de atuação e interesse: Segurança alimentar e nutricional (PANC, Aproveitamento integral de alimentos, Práticas Integrativas e Complementares de Saúde, Economia solidária...), Educação à Distância, Educação Nutricional,  Alimentos Funcionais, Dietoterapia, Fitoterapia e Nutrigenômica, Estudos culturais e sociais acerca dos alimentos e tecnologias de alimentos e ligadas à área de saúde, bem estar e longevidade.  

Antonio Carlos dos Santos Souza, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia

Antonio Carlos dos Santos Souza é Doutor em Ciência da Computação pela UFBA/UEFS/Unifacs (2014), Mestre em Modelagem Computacional pela FVC (2006), Bacharel em Informática pela UCSAL (1998) e Técnico em Instrumentação Industrial pela Escola Técnica Federal da Bahia. Atualmente é professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia. Atua como professor permanente do Programa de Doutorado Multi-institucional e Multidisciplinar em Difusão do Conhecimento (DMMDC), do Mestrado Profissional em Engenharia de Sistemas e Produtos (PPGESP) e do Curso Superior de Análise e Desenvolvimento de Sistemas. Pesquisa os seguintes temas: Inteligência Artificial, Visão Computacional, GPU (Graphics Processing Unit), Análise de Redes Sociais, Modelo Conexionista, Funções Cognitivas, Tecnologia Social, Non-rigid registration of 3D surfaces e Modelagem Computacional para Física das Radiações. Tem experiência na área de Deformação, Computação Massivamente Paralela, Redes de Computadores, Arquitetura de Computadores, Realidade Aumentada, Jogos Digitais, Informática na Saúde, Adoção Tecnológica, DICOM, HL7 e SCORM. Certificado ITIL Foundation, PSM I SCRUM e MCP. É pesquisador do Labrasoft / IFBA - Laboratório de Desenvolvimento de Software - e Bolsista EMBRAPII - Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial - no Polo de Inovação Salvador - Saúde - em Sistemas e Produtos Biomédicos.

References

Arbos, K. A., Freitas, R. J. S., Stertz, S. C., Dornas, M. F. (2010) Atividade antioxidante e teor de fenólicos totais em hortaliças orgânicas e convencionais. Ciências e Tecnologia de Alimentos, 30 (2), 501-506.

Arnao, M. B. Some methodological problems in the determination of antioxidant activity using chromogen radicals: a practical case. (2000). Trends in Food Science & and Technology, 11 (11), 419-421.

Atkins, P. Princípios de Química – questionando a vida e o meio ambiente; Ed. Bookman; 2001. 120p

Battestin, V., Matsuda, L. K., Macedo, G.A. (2004). Fontes e aplicações de taninos e Tanases em alimentos. Alimentos e Nutrição, 15 (1), 63-72.

Benevides, C. M. J., Souza, R. D. B., Souza, M. V., Lopes, M. V. (2013). Efeito do processamento sobre os teores de oxalato e tanino em maxixe (Cucumis anguria l.); Jiló (Solanum gilo); feijão verde (Vigna unguiculata (l.) Walp) e feijão andu (Cajanus cajan (l.) Mill sp). Brazilian Journal of Food and Nutrition, 24; (3), 321-327.

Benevides, C. M. J., Souza, R. D. B., Souza, M. V., Lopes, M. V. (2011). Fatores antinutricionais em alimentos: Revisão. Segurança Alimentar e Nutricional, 18 (2), 67-79.

Bouyahya, A., Belmehdi, O., Abrini, J., Dakka, N., Youssef Bakri, Y. (2019). Chemical composition of Mentha suaveolens and Pinus halepensis essential oils and their antibacterial and antioxidant activities. Asian Pacific Journal of Tropical Medicine, 12 (3), 117-122.

Bouyahya, A., Abrini, J., Et-Touys, A., Bakri, Y., Dakka, N. (2017) Indigenous knowledge of the use of medicinal plants in the North-West of Morocco and their biological activities. European Journal of Integrative Medicine, 13, 9-25.

Brack, P. Plantas alimentícias não convencionais. (2016). Agriculturas, 13 (2), 4-6.

Brand-Williams, W., Cuvelier, M. E., Berset, C. (1995). Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. LWT - Food Science and Technology, 28 (1), 25-30.

Brasil. Ministério da Agricultura; Pecuária e Abastecimento: Secretaria de Desenvolvimento Agropecuário e Cooperativismo. Manual de Hortaliças Não Convencionais. Brasília: MAPA/ACS; 2013. 99 p.

Brasil. Ministério do Meio Ambiente. Biodiversidade Brasileira. 2019. Disponível em http://www.mma.gov.br/biodiversidade/biodiversidade-brasileira Acesso em: 15 mar. 2020.

Cardoso, C., Stringheta, P. C., Chaves, J. B. P., Della Lucia, C. M., Pinheiro-Sant’ana, H. M. (2009). Boletim do Centro de Pesquisa de Processamento de Alimentos, 27 (1), 71-72.

Chai, W., Liebman, M. Effect of different cooking methods on vegetable oxalate content. (2005). Journal Agricultural Food Chemistry, 53 (8), 94-102.

Chen; Z., Bertin, R., Froldi; G. EC50 estimation of antioxidant activity in DPPH assay using several statistical programs. (2013). Food Chemistry, 138 (1), 414-420.

Cobayashi, F. Cálcio: Seu Papel na Nutrição e Saúde. (2004). Compacta Nutrição, 5 (2), 3-18.

Dos Reis, L. C. R., De Oliveira, V. R., Hagen, M. E. K., Jablonski, A., Flôres, S. H., De Oliveira, R. A. (2015). Effect of cooking on the concentration of bioactive compounds in broccoli (Brassica oleracea var .Avenger) and cauliflower (Brassica oleracea var . Alphina F1) grown in an organic system. Food Chemistry, 172, 770-777.

Dubey; S., Maity; S., Singh; M., Saraf, S. A., Saha, S. (2013). Phytochemistry; Pharmacology and Toxicology of Spilanthes acmella: A Review. Advances in Pharmacological Sciences, 1-9.

Gerardi, C., Frassinetti, S., Caltavuturo, L., Leone, A., Lecci, R., Calabriso, N., Carluccio, M. A., Blando, F., Mita, G. (2016). Anti-proliferative, anti-inflammatory and antimutagenic activities of a Prunus mahaleb L. anthocyanin-rich fruit extract. Journal of Functional Foods, 27, 537-548.

Gobbo-Neto, L., Lopes, N. P. Plantas Medicinais: Fatores de Influência no conteúdo de metabólitos secundários. (2007). Química Nova, 30 (2), 374-381.

Guzmán-Maldonado, S. H., Acosta-Gallegos, J., Paredes-López, O. (2000). Protein and mineral content of a novel collection of wild and weed common bean (Phaseolus vulgaris L.). Journal of the Science of Food and Agriculture, 80 (13), 874-1881.

Instituto Adolfo Lutz Métodos físico-químicos para análise de alimentos. (2008). São Paulo: Instituto Adolfo Lutz. 1020p.

Ioku, K., Aoyama, Y., Tokuno, A., Terao, J., Nakatani, N., Takei, Y. Various Cooking Methods and the Flavonoid Content in Onion. (2001). Journal of nutrition al science and vitaminology, 47, 78-83.

Ismail, A., Marjan, Z. M., Foong, C.H. (2004). Total antioxidant activity and phenolic content in selected vegetables. Food Chemistry, 87, (4), 581-586.

Jan, N. K., Zarafshan, K., Singh, S. Stinging nettle (Urtica dioica L .): a reservoir of nutrition and bioactive components with great functional potential. (2016). Journal of Food Measurement and Characterization, 61 (3), 315-318.

Khanam, U. K. S., Oba, S, Yanase, E, Murakami, Y. Phenolic acids, flavonoids and total antioxidant capacity of selected leafy vegetables. (2012). Journal Functional Foods, 4, 979–987.

Kinupp, V. Como o conceito PANC nasceu? Autobiografia de Valdely Kinupp. (2018). Brasília, DF: Observatório Brasileiro de Hábitos Alimentares da FioCruz. Disponível em: http://obha.fiocruz.br/index.php/2018/05/18/como-o-conceitopanc-nasceu-autobiografia-de-valdely-kinupp/ Acesso em: 11 set. 2019.

Kinupp, V. F., Lorenzi, H. Plantas Alimentícias não Convencionais (PANC) no Brasil: guia de identificação, aspectos nutricionais e receitas ilustradas. (2014). Instituto Plantarum de Estudos da Flora, 767p.

Kris-Etherton, P. M., Hecker, K. D., Bonanome, A., Coval, S. M., Binkoski, A. E., Hilpert, K. F., Etherton, T. D. (2002). Bioactive compounds in foods: their role in the prevention of cardiovascular disease and cancer. The American Journal of Medicine, 113, (9), 71-88.

Lima, G. P. P., Costa, S. M., Monaco, K. A., Uliana, M. R., Fernandez, R. M., Correa, C. R., Vianello, F., Cisneros-Zevallos, L., Minatel, I. O. Cooking processes increase bioactive compounds in organic and conventional green beans.( 2017). Internation Jounal Food Science Nutrition, 68, 919–930.

Liu, L., Howe, P., Zhou, Y. F., Xu, Z. Q., Hocart, C., Zhan, R. Fatty acids and b-carotene in Australian purslane (Portulaca oleracea) varieties. (2000). Journal of Chromatography A,.893, 207-213.

Lopes, C. O., Dessimoni, G. V., Silva, M. C., Vieira, G., Pinto, N. A.V. D. Aproveitamento, composição nutricional e antinutricional da farinha de quinoa (Chenopodium Quinoa). (2009). Alimentos e Nutrição, 20, (4), 669-675.

Ma, M. M., Um, T. H. Effects of extraction methods and particle size distribution on the structural, physicochemical, and functional properties of dietary fiber from de oiled cumin. (2016). Food Chemistry, 194, 237–246.

Macedo, J. M., Souza, L. G. P., Valenzuela, V. C.T., Oliveira, A. B., Castilho, R. O., Jácome, R. L. R. P. Variação sazonal nos teores de flavonoides, taninos e atividade antioxidante de Davilla rugosa Poir. (2013). Revista Ciências Farmacêuticas Básica Aplicada, 34 (4), 585-590.

Machado, T. M. Antioxidants in post-harvest of Brassica oleracea var. Italica cultivated in organic and conventional systems submitted to sanitization treatments and oxidative enzymes in different varieties of Cichorium intybus L. (2012). 112 f. Tese (Doutorado em Ciências Biológicas I) – Instituto de Biociências, UNESP - Universidade Estadual “Julio de Mesquita Filho”, Botucatu. 2012.

Massey, L.K. Food Oxalate: Factors Affecting Measurement, Biological Variation, and Bioavailability. (2007). Journal of Academy of Nutrition and Dietetics, 107 (7), 1191-1194.

Melo, E.A., Maciel, M.I.S., Lima, V.L.A.G., Santana, A. P. M. Capacidade antioxidante de hortaliças submetidas a tratamento térmico. (2009). Journal Brazilian Food Nutrition, 34 (1), 85-95.

Moon, J. I., Shibamoto, T. Antioxidant Assays for Plant and Food Components (2009). Journal Agricultural Food Chemistry, 57, (5), 1655–1666.

Moraes, F. P., Colla, L. M. Alimentos funcionais e nutracêuticos: definições, legislação e benefícios à saúde. (2018). Revista eletrônica de farmácia, 3 (2), 109-122.

Paschoal, V., Souza, N. S. Plantas Alimentícias não convencionais (PANC). (2015). Nutrição Clínica Funcional: Compostos Bioativos dos Alimentos. São Paulo: VP Editora.

Pereira, A. Avaliação das atividades cicatrizante e antitumoral de extratos provenientes da casca de banana cultivar Prata Anã (Musa spp). (2010). 138f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) – Centro de Ciências Biológicas, UFSC, Florianópolis, 2010.

Pereira, R. J., Cardoso, M. G. Metabólitos secundários vegetais e benefícios antioxidantes. (2012). Journal of Biotechnology and Biodiversity, 3 (4), 146-152.

Pietta, P. G. Flavonoids as antioxidants. (2000). Journal of Natural Products, 63 (7), 1035-142.

Pino, V. H. D., Lajol, F. M. Efecto inhibitorio de los taninos del frijol carioca (Phaseolus vulgaris L.), sobre la digestibilidade de la paseolina por dos sistemas multienzimaticos. (2003). Ciencia e Tecnologia de Alimentos, 23 (1), 49-53.

Pinto, M. S., Lajolo, F. M., Genovese, M. I. Bioactive compounds and quantification of total ellagic acid in strawberries (Fragaria ananassa Duch.). (2008). Food Chemistry, 107, 1629-1635.

Polesi, R.G. Agrobiodiversidade e Segurança Alimentar no Vale do Taquari: plantas alimentícias não convencionais e frutas nativas. (2016) 48p. Monografia (Especialização em Gestão da Qualidade no Processamento de Alimentos, Unidade de Encantado, Universidade Estadual do Rio Grande do Sul, Encantado, 2016.

Preti, R., Rapa, M., Vinci, G. Effect of steaming and boiling on the antioxidant properties and biogenic amines content in green bean (Phaseolus vulgaris) varieties of different colours. (2017). Journal of Food Quality, 2, 1-8,

Rocha, S. R. S. Procedimentos e avaliação química de parâmetros de interesse nutricional de espinafre comercializado na Bahia. Dissertação. Instituto de Quimica. Universidade Federal da Bahia. Salvador -Bahia,(2009). Disponível em: https://repositorio.ufba.br/ ri/handle/ri/10014 . Acesso em: 23.04 2020

Salunkhe, D. K., Chavan, J. K., Kadam, S. S. Dietary tannins: Consequences and remedies. Boca Raton: CRC Press, p. 1-310. 1990.

Santos, M. A. T. Efeito do cozimento sobre alguns fatores antinutricionais em folhas de brócolis, couve-flor e couve. (2005). Ciência Agrotecnológica, 30 (2), 294-301.

Savi, P. R. S., Santos, L., Gonçalves, A. M., Biesek, S., Lima, C. P. Análise de flavonoides totais presentes em algumas frutas e hortaliças convencionais e orgânicas mais consumidas na região Sul do Brasil. (2017). Demetra, 12 (1), 275-287.

Siener, R., Honow, R., Voss, S., Seidler, A., Hesse, A. Oxalate content of cereals and cereal products. (2005). Journal Agricultural Food Chemistry, 54 (8), 3008-3011.

Silva, A. B. S., Wiest, J. M., Carvalho, H. H. C. Compostos químicos e atividade antioxidante analisados em Hibiscus rosasinensis L. (mimo-de-vênus) e Hibiscus syriacus L. (hibisco-dasíria). (2016). Brazilian Journal of Food Technology, 19,1-9

Singh, B., Singh, J. P., Kaur, A., Singh, N. Phenolic compounds as beneficial phytochemicals in pomegranate (Punica granatum L.) peel: a review. (2018). Food Chemistry, 261, 75-86.

Souza, L. S., Velini, E. D., Maimoni-Rodella, R. C. S., Martins, D. Teores de Macro e Micronutrientes e a Relação C/N de várias espécies de Plantas Daninhas. (1999). Planta Daninha, 17(1), 163-167.

Sultana, B., Anwar, F., Iqbal, S. Effect of different cooking methods on the antioxidant activity of some vegetables from Pakistan. (2008). International Journal of Food Science and Technology, 43, 560-567.

Yadav, S. K., Sehgal, S. Effect of domestic processing and cooking on selected antinutrient contents of some Green leafy vegetables. (2003). Plant Foods for Human Nutrition, 58 (3), 1-11.

Zapata Vahos, I. C., Villacorta, V., Maldonado, C. M. E., Castro Restrepo, D., Rojano, B. A. Antioxidant and cytotoxic activity of black and green tea from Vaccinium meridionale Swartz leaves. (2015). Journal of medicinal plant research, 9, (13), 445-453.

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Published

27/11/2020

How to Cite

BENEVIDES, C. M. de J. .; COSTA, C. C. M. .; CARDOSO, Y. P. .; LOPES, M. V. .; MONTES, S. de S. .; SOUZA, A. C. dos S. . Heat treatment effect study on bioactive compounds of unconventional food plants . Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 11, p. e46691110045, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i11.10045. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/10045. Acesso em: 25 apr. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences