Variação no conteúdo de beta-glucanas em cultivares brasileiros de aveia

Beta-glucan content variation in brasilian oat cultivars

Resumos

Com o crescente interesse em alimentos funcionais e nutracêuticos, a aveia (Avena sativa L.) tem se destacado, devido ao seu teor de fibras alimentares e principalmente às beta-glucanas. As (1,3)(1,4)-beta-D-glucanas, fibras alimentares na maioria solúveis, atuam na redução do colesterol em indivíduos com hipercolesterolemia. Existem estudos para determinar as causas de variação do teor desta fibra em aveia, porém, pouco se sabe sobre a aveia cultivada no Brasil. O objetivo deste trabalho foi verificar se existem diferenças no conteúdo de beta-glucanas entre cultivares brasileiros e se há variação na porcentagem desta fibra devido ao ano de cultivo. Os cultivares IAC7, UFRGS14, UPF16 e UPF17 (3 amostras de cada), e ainda três amostras do cultivar IAC7 para cada ano de cultivo (97 e 98), foram analisados segundo os métodos da AACC (American Association of Cereal Chemists). Os teores médios (peso seco) de beta-glucanas foram 6,50% (IAC7), 4,30% (UFRGS14), 3,51% (UPF16) e 3,78% (UPF17), com erro padrão de ±0,084 e coeficiente de variação de 7,89 %. Observou-se efeito significativo dos cultivares (p=0,03) e grande variabilidade entre as amostras (p=0,0001). O cultivar IAC7 apresentou média de beta-glucanas de 5,11% em 97 e 6,50 % em 98 (erro padrão ±0,14; CV=10,53%) e observou-se efeito significativo do ano de cultivo.

aveia; fibras alimentares; beta-glucanas; alimentos funcionais

With the increasing interest in functional foods and nutraceuticals, oats (Avena sativa L.) have received special attention because of their dietary fiber contents, and specially of their beta-glucans. The mostly soluble dietary fibers (1,3)(1,4)-beta-D-glucans, reduce serum cholesterol in individuals with hypercholesterolemia. There are studies about the causes of variation in the contents of this fiber in oats, however, very little is known about Brazilian cultivars. The objective of this work was to verify if there were differences in the beta-glucan contents among brazilian cultivars and if there was variation in the percentage of this fiber due to the crop year. The cultivars IAC7, UFRGS14, UPF16 and UPF17 (3 samples each), and even three more samples of cultivar IAC7 for each year (97 and 98), were analyzed according to the AACC methods for beta-glucans. The mean content was 6.50% (IAC7), 4.30% (UFRGS14), 3.51% (UPF16) and 3.78% (UPF17), with standard error (S.E.) of ±0.084 and variation coefficient (C.V.) of 7.89%. A significant effect of the cultivars (p=0.03) and a great variability among the samples (p=0.0001) was observed. IAC7 had a mean beta-glucan content of 5.11% for 1997 and 6.50% for 1998 (S.E.±0.14; C.V.=10.53%) and a significant effect for the crop year was observed.

oats; dietary fiber; beta-glucans; functional foods

Variação no conteúdo de beta-glucanas em cultivares brasileiros de aveia¹

Roberta M. DE SÁ²,^*, Alicia DE FRANCISCO², Paulo J. OGLIARI³, Fabiano C. BERTOLDI²

RESUMO

Com o crescente interesse em alimentos funcionais e nutracêuticos, a aveia (Avena sativa L.) tem se destacado, devido ao seu teor de fibras alimentares e principalmente às beta-glucanas. As (1,3)(1,4)-b-D-glucanas, fibras alimentares na maioria solúveis, atuam na redução do colesterol em indivíduos com hipercolesterolemia. Existem estudos para determinar as causas de variação do teor desta fibra em aveia, porém, pouco se sabe sobre a aveia cultivada no Brasil. O objetivo deste trabalho foi verificar se existem diferenças no conteúdo de beta-glucanas entre cultivares brasileiros e se há variação na porcentagem desta fibra devido ao ano de cultivo. Os cultivares IAC7, UFRGS14, UPF16 e UPF17 (3 amostras de cada), e ainda três amostras do cultivar IAC7 para cada ano de cultivo (97 e 98), foram analisados segundo os métodos da AACC (American Association of Cereal Chemists). Os teores médios (peso seco) de beta-glucanas foram 6,50% (IAC7), 4,30% (UFRGS14), 3,51% (UPF16) e 3,78% (UPF17), com erro padrão de ±0,084 e coeficiente de variação de 7,89 %. Observou-se efeito significativo dos cultivares (p=0,03) e grande variabilidade entre as amostras (p=0,0001). O cultivar IAC7 apresentou média de beta-glucanas de 5,11% em 97 e 6,50 % em 98 (erro padrão ±0,14; CV=10,53%) e observou-se efeito significativo do ano de cultivo.

Palavras-chave:

aveia; fibras alimentares; beta-glucanas; alimentos funcionais.

SUMMARY

Beta-glucan content variation in Brasilian oat cultivars.

With the increasing interest in functional foods and nutraceuticals, oats (

Avena sativa L.) have received special attention because of their dietary fiber contents, and specially of their beta-glucans. The mostly soluble dietary fibers (1,3)(1,4)-b-D-glucans, reduce serum cholesterol in individuals with hypercholesterolemia. There are studies about the causes of variation in the contents of this fiber in oats, however, very little is known about Brazilian cultivars. The objective of this work was to verify if there were differences in the beta-glucan contents among brazilian cultivars and if there was variation in the percentage of this fiber due to the crop year. The cultivars IAC7, UFRGS14, UPF16 and UPF17 (3 samples each), and even three more samples of cultivar IAC7 for each year (97 and 98), were analyzed according to the AACC methods for beta-glucans. The mean content was 6.50% (IAC7), 4.30% (UFRGS14), 3.51% (UPF16) and 3.78% (UPF17), with standard error (S.E.) of ±0.084 and variation coefficient (C.V.) of 7.89%. A significant effect of the cultivars (p=0.03) and a great variability among the samples (p=0.0001) was observed. IAC7 had a mean beta-glucan content of 5.11% for 1997 and 6.50% for 1998 (S.E.±0.14; C.V.=10.53%) and a significant effect for the crop year was observed.

Keywords:

oats; dietary fiber; beta-glucans; functional foods.

1 – INTRODUÇÃO

A aveia (Avena sativa L.) é um cereal de excelente valor nutricional. Destaca-se dentre os outros cereais por seu teor e qualidade protéica, variando de 12,40 a 24,50% no grão descascado; e por sua maior porcentagem de lipídios, que varia de 3,10 a 10,90%, distribuídos por todo o grão e com predominância de ácidos graxos insaturados [10, 21].

O conteúdo de carboidratos (incluindo celulose e polissacarídeos não amiláceos) na aveia pode chegar a 75-80% do peso seco, sendo o amido o componente principal. Contém ainda altas proporções de polissacarídeos não amiláceos, principais constituintes das fibras alimentares. Dentre estas, destacam-se as (1® 3)(1® 4)-b -D-glucanas [10].

Componentes estruturais das paredes celulares dos cereais, as beta-glucanas estão presentes em mínimas quantidades no trigo, porém são constituintes maiores da aveia e da cevada. Têm estrutura linear, composta por unidades de glicose (b-D-glicopiranosil) unidas por ligações glicosídicas b-1,4 e b-1,3 [21, 23]. São componentes das gomas e são basicamente solúveis, tendo porém uma proporção variável de material insolúvel [13, 22].

Em 1997 o FDA (Food and Drug Administration – EUA) autorizou a rotulagem de produtos à base de aveia com as seguintes informações: "Dietas ricas em aveia ou farelo de aveia e pobres em gordura saturada e colesterol podem reduzir o risco de doenças coronárias". Isto foi baseado em múltiplos estudos clínicos sobre os efeitos de aveia e farelo de aveia na redução do colesterol sérico e na conseqüente diminuição dos riscos de doenças coronárias. As propriedades hipocolesterolêmicas da aveia são atribuídas principalmente às beta-glucanas [8, 15].

O mecanismo de ação, que ainda não está totalmente elucidado, pode ser devido a um dos seguintes fatores ou a uma conjunção deles: alteração do metabolismo e secreção de ácidos biliares; modificação das concentrações de ácidos graxos de cadeia curta; diminuição da digestão de lipídios e mudanças nos níveis de hormônios pancreáticos e gastrointestinais [23].

Além dos efeitos sobre o colesterol, o consumo de aveia pode diminuir a absorção de glicose, o que é benéfico para diabéticos [18, 24] e pode estimular funções imunológicas, tanto in vitro quanto in vivo [7]. Tais fatos caracterizam a aveia e seus produtos como alimentos funcionais.

A aveia tem, em média, entre 4,0 e 5,5% de beta-glucanas. Existem estudos para determinar as causas de variação do teor desta fibra em aveia [2, 11, 12, 13, 17, 20], porém, pouco se sabe sobre a aveia cultivada no Brasil.

Este trabalho faz parte de um projeto de levantamento das características da aveia e seus produtos finais produzidos no Brasil, realizado pelo CERES (Laboratório de Ciência e Tecnologia de Cereais/CAL/UFSC) em conjunto com a SL Cereais e Alimentos Ltda., do Paraná. O objetivo deste trabalho foi verificar se existem diferenças no conteúdo de beta-glucanas entre cultivares brasileiros e se existe variabilidade entre amostras dentro de cada cultivar. Verificou-se ainda se há variação na porcentagem desta fibra devido ao ano de cultivo.

2 – MATERIAL E MÉTODOS

2.1 – Matéria-prima

Foram analisadas três amostras de cada um dos seguintes cultivares: IAC7, UPF16, UPF17 e UFRGS14; e ainda três amostras do cultivar IAC7 de cada ano de cultivo (1997 e 1998).

Todas as amostras foram fornecidas pela "SL Cereais e Alimentos, Ltda", Paraná, Brasil. Cabe notar que a indústria referida acima não mistura os cultivares e a amostragem foi feita aleatoriamente, sendo que as amostras foram retiradas dos silos de armazenagem.

2.2 – Preparo das Amostras

As amostras foram descascadas e enviadas pela indústria em pacotes de aproximadamente 400g. Foram acondicionadas sob congelamento (-18^ºC), para minimizar a deterioração por ação enzimática e/ou microbiológica.

No momento das análises, foram moídas em moinho de bancada (Cyclone Sample Mill, modelo 3010-019 – Udy Corporation), com tamanho de partícula de 0,5mm.

2.3 – Métodos

As amostras foram analisadas, em seis repetições, segundo os métodos oficiais da AACC (American Association of Cereal Chemists) [1]:

Beta-glucanas: AACC 32-23 (enzimático/colorimétrico);

Umidade: AACC 44-20 (gravimétrico, para expressar os teores de beta-glucanas em peso seco).

2.4 – Análise Estatística

O delineamento experimental foi o hierárquico de efeito misto, considerando os cultivares e o ano de cultivo como efeito fixo e as amostras como efeito aleatório (Figuras 1 e 2) [14]. Realizou-se análise de variância (ANOVA), comparações múltiplas (Tukey) e intervalo de confiança para as médias, utilizando os procedimentos GLM (General Linear Models) e MIXED do programa Statistical Analysis System (SAS) for Windows versão 6.12.

3 – RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 – Cultivares

A média geral de b-glucanas dos cultivares avaliados foi de 4,52% (peso seco). Houve bom ajuste ao modelo estatístico utilizado na análise de variância, com coeficiente de determinação (R²) de 0,95 e coeficiente de variação (C.V.) de 7,90%.

Esta média está de acordo com outro estudo brasileiro, que encontrou valor médio de 4,89% para cinco cultivares avaliados, variando de 3,95 a 5,90% [4]. Nos EUA, a média encontrada em 102 cultivares foi de 5,05%, com máximo e mínimo de 6,4 e 3,9%, respectivamente [11]. Na Finlândia, a média de 15 cultivares foi de 3,2%, variando de 2,7 a 3,6% [2]. No Canadá, cultivares de A. sativa apresentaram teor médio de beta-glucanas de 4,2% [13].

De acordo com a análise de variância (Tabela 1), houve efeito significativo do cultivar (p=0,03) e grande variabilidade entre as amostras dentro de cada cultivar (p=0,0001) para a concentração de beta-glucanas.

Outros pesquisadores encontraram efeito significativo de cultivares sobre o teor de b-glucanas [3, 4, 12, 17].

Comparações múltiplas entre as médias (Tukey e Intervalo de Confiança para diferença entre as médias), mostraram que os cultivares diferem entre si, sendo que as maiores diferenças se apresentaram no cultivar IAC7 (Tabela 2 e Figura 3).

O cultivar IAC7 (ou IORN 163/83) foi desenvolvido pelo Instituto Agronômico de Campinas como parte do Programa Internacional de Resistência da Aveia às Ferrugens – International Oat Rust Nursery (IORN, 1983) [9]. Tem sido usado amplamente pela indústria alimentícia brasileira na produção de flocos, farelo e farinha. Além de altos teores de b-glucanas, este cultivar apresenta ainda conteúdo médio de proteínas e lipídios superior à média nacional [4, 5, 6, 16].

Como comentado anteriormente, houve grande variabilidade entre as amostras dentro de cada cultivar (p=0,0001 e g.l.=8). As estimativas dos componentes de variância (s ²) foram 1,08 para amostras(cultivar) e 0,13 para o resíduo.

Para as indústrias que utilizam aveia e seus produtos como ingrediente, seria interessante uma variabilidade pequena, para que pudessem manter uma constância não só na composição química como também tecnológica dos alimentos produzidos.

Para detalhar a variabilidade entre as amostras de cada cultivar, procedeu-se a análise dos resíduos.

Através desta análise, observou-se que a dispersão dos resíduos foi aproximadamente constante para os quatro cultivares (Figura 4), mostrando que a variabilidade de amostra para amostra no conteúdo de beta-glucanas é praticamente a mesma para os cultivares analisados.

3.2 – Ano de Cultivo

A média geral de b-glucanas do cultivar IAC7 nos dois anos de cultivo avaliados (97 e 98) foi de 5,80% (peso seco), com coeficiente de variação de 10,53% e R² de 10,53% no modelo de análise de variância.

Através da ANOVA, observou-se efeito significativo do ano de cultivo no teor de beta-glucanas do cultivar IAC7 (F=5,33, g.l.=1, p = 0,08) e grande variabilidade entre as amostras de cada ano (F=5,33; g.l.=4; p= 0,0001). Por se tratar de um levantamento, tal efeito foi considerado importante. Outros pesquisadores, em experimentos controlados, obtiveram efeito significativo do ano de cultivo [4, 12, 20].

Houve diferença significativa entre as médias dos dois anos de cultivo (Tukey, p=0,0001), sendo que 1998 apresentou a maior média (Tabela 3). Estas diferenças podem estar relacionadas principalmente com condições ambientais, como umidade e temperatura durante o período de cultivo [3, 12, 20].

Estes resultados indicam que existem diferenças nas concentrações de beta-glucanas em um mesmo cultivar de ano para ano, e provavelmente não é possível prever como tal cultivar se comportará na safra seguinte.

Tais diferenças refletem-se nos produtos finais (dados não mostrados). Se a aveia é utilizada como alimento funcional, é essencial saber a dose (ou quantidade) de beta-glucanas da aveia ingerida [8, 15, 19]. Faz-se então necessário um constante acompanhamento da concentração desta fibra nos cultivares e produtos.

4 – CONCLUSÕES

Existe efeito significativo do cultivar sobre a variação na concentração de beta-glucanas em aveia cultivada no Brasil, sendo que o cultivar IAC7 destacou-se dentre os demais analisados, com média de 6,50%, seguido pelo cultivar UFRGS14, com 4,30%.

Observou-se grande variabilidade entre as amostras de cada cultivar. Esta variabilidade apresentou-se praticamente constante dentro de cada cultivar avaliado.

O ano de cultivo influenciou significativamente o teor de beta-glucanas no cultivar IAC7, que apresentou média de 5,11% em 1997 e 6,50% em 1998.

Provavelmente não há como prever a concentração de beta-glucanas em aveia de safra para safra, devido ao efeito significativo do ano de cultivo e faz-se necessário um constante acompanhamento, para utilização da aveia e seus produtos como alimentos funcionais.

5 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

6 – AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem à SL Cereais e Alimentos Ltda. pelo fornecimento das amostras e pelo apoio e participação no desenvolvimento do projeto e à Comissão Científica do VI Encontro Regional Sul de Ciência e Tecnologia de Alimentos, realizado em Curitiba, na Universidade Federal do Paraná, em agosto de 1999.

² CERES – Laboratório de Ciência e Tecnologia de Cereais. Universidade Federal de Santa Catarina, Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos. Rod. Admar Gonzaga, 1346, Itacorubi – Florianópolis-SC. CEP 88034-001 home-page: http://www.cca.ufsc.br/dcal/labs/ceres/ceres.html

³ Departamento de Informática e Estatística, Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina.

* A quem a correspondência deve ser enviada.

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¹ Recebido para publicação em 16/11/99. Aceito para publicação em 06/04/00.

Recebido para publicação em 16/11/99. Aceito para publicação em 06/04/00.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  05 Jan 2001
• Data do Fascículo
  Abr 2000

Histórico

• Aceito
  06 Abr 2000
• Recebido
  16 Nov 1999