FERNANDES, G. S. Prospecção nutricional e bioativa de sementes de dez espécies vegetais da caatinga. 2011. 331 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2015-03-12T12:20:57Z No. of bitstreams: 1 2011_tese_gsfernandes.pdf: 5814800 bytes, checksum: 3d2f892d92ceca14e725443a427c6d70 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2016-01-29T21:22:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_tese_gsfernandes.pdf: 5814800 bytes, checksum: 3d2f892d92ceca14e725443a427c6d70 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-29T21:22:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_tese_gsfernandes.pdf: 5814800 bytes, checksum: 3d2f892d92ceca14e725443a427c6d70 (MD5) Previous issue date: 2011 / The Caatinga Biome shows an heterogeneous vegetation with a taxonomic biodiversity of over 2,000 species of plants. Among these, approximately 220 belong to the Leguminosae family with 80 endemic species, unique to that biome. Many are used for various purposes in an indiscriminate manner, greatly reducing the variety and number of species even before the knowledge of their potential uses. Studies that can add economic value and enable the rational, sustainable use of these species, coupled with the constant search for new sources of plant protein to meet the ever increasing demand of the population are extremely important. Similarly important is the search for natural compounds which may help to combat human and plant pathogens. Thus, this study aimed to assess the nutritional and bioactive value of the seeds of ten plant species from Caatinga, highlighting the most promising ones. For this, the seeds were analyzed for nutritional composition, showing a high percentage of crude protein (10.9 ± 0.4 to 50.0 ± 3.4%), dietary fiber (0.8 ± 0 , 0 to 52.3 ± 1.0%) and energy (1,000 kJ/100g a1.804), with amino acid profile similar to that of soybeans, with higher amounts of lysine (1088-456 mg/gN) and histidine (199-918 mg/gN) and good mineral profile, with good content (mg/100 g flour) for all of them, especially, iron (3.8 to 20.2), calcium (31 to 268), magnesium (102-244) and potassium ( 366-1581). The seeds showed low amounts of lectins (80-2560 and 160-2560 UH / gF, when untreated and treated with enzymes, respectively), trypsin inhibitor (4.1 ± 0.4 to 27.4 ± 0.2 GTI / mgF), urease (465 ± 13 to 47,178 ± 3,351 U / KGF) and toxic activity in only three species, with LD50 ranging from 0.72 ± 0.03 to 1.12 ± 0.04 g / kg body weight . Was given an index of nutritional quality for all species, which pointed to Piptadenia moniliformis Benth. species (Catanduva) as the most promising one and because of that the seeds of this species was had the quality of its proteins evaluated in vivo. The thermal processing (boiling, microwave cooking and autoclaving) as well as the removal of α-galactosides did not improve animals performance. The nutritional parameters NPU and BV were improved when the animals were fed the seeds diet after removal of the α-galactosides. This may indicate that the search for apropriate processing methods may turn these seeds a promising source of proteins. Besides the high nutritional potential, the seeds of the ten studied species also have bioactive potential due to the presence of secondary metabolites such as alkaloids, catechins, calchonas, Auron, flavonols, flavones phenols, xanthones, flavononols, saponins and triterpenoids. These seeds also have bioactive proteins such as proteases, chitinases (0.23 ± 0.02 to 2.0 ± 0.33 nkat / mg P), β-1,3-glucanase (0.01 ± 0.0 to 0.8 ± 0, 01 nkat / mg P), and proteins active against microorganisms that are also considered antinutritional factors (lectins, trypsin inhibitors, urease and toxins). The evaluation of the crude extracts (CE) of the seeds showed that all species are active against the larvae of Aedes aegipti with mortality rates ranging from 13.33 ± 0.54 to 100.00 ± 0.00%, except that of Caesalpinea bracteosa which similarly to the CE of Dioclea megacarpa, was active against the bacterium Bacillus subtilis and against the fungus Fusarium oxysporum. Seeds extract of Senna rugosa species was able to inhibit the growth of Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus. The pathogenic fungi Aspergillus niger and Colletotrichum truncatum were inhibited by the CE of Piptadenia moniliformis and Enterolobium contortisiliquum. The latter was also active against Neurospora sp. and Trichoderma viridae. The species P. moniliformis was distinguished for its high chitinase activity (1.12 ± 0.0 nkat / mg P) in addition to its activity against biological models susceptible to this enzyme. For these reasons attempts were made for its purification. The purified protein fraction of P. moniliformis (PmFP) contains high activity of chitinases and caused a small reduction in the growth of the yeasts Saccharomyces cerevisiae and Candida tropicalis, and of the the bacterium B. subtilis. This protein fraction also inhibits the hatching of A. aegypti eggs with IC50 of 204. 42 ± 2.19 μgP / ml. It causes changes in the eggs structure and in the morphology of first stage larvae. Thus, investigation of bioactive and nutritional potential of the species showed good composition of nutrients, especially of proteins, and confirmed the presence of bioactive compounds from protein nature and secondary metabolites, making them promising sources of nutrients, antimicrobial and insecticides that can biotechnologically be used for agricultural and industrial purposes. / A Caatinga possui uma vegetação heterogênea cuja biodiversidade taxonômica conta com mais de 2.000 espécies de plantas. Dentre essas, cerca de 220 pertencem à família das leguminosas com 80 espécies endêmicas, únicas desse bioma. Muitas são usadas para diversas finalidades de forma indiscriminada, reduzindo consideravelmente a diversidade e o número de espécies antes mesmo do conhecimento de suas potencialidades. Estudos que possam agregar valor econômico e viabilizar o uso racional, sustentável e a conservação das mesmas, aliada à constante busca por novas fontes de proteínas vegetais para atender à demanda crescente da população, bem como a grande necessidade de descoberta de compostos naturais que auxiliem no combate aos patógenos humanos e de plantas, são de extrema relevância. Assim, o presente estudo objetivou avaliar o potencial nutricional e bioativo de sementes de dez espécies vegetais da Caatinga destacando a espécie mais promissora. Para tanto, dez espécies de leguminosas selvagens da Caatinga foram analisadas quanto a sua composição nutricional, apresentando elevado percentual de proteína bruta (10,9 ± 0,4 a 50,0 ± 3,4 %), fibras (0,8 ± 0,0 a 52,3 ±1,0 %) e energia (1.000 a 1.804 kJ/100g), com perfil de aminoácidos comparáveis aos da soja, com maiores teores de lisina (1088 a 456 mg/gN) e histidina (199 a 918 mg/gN) e bom perfil de minerais por apreentar boas quantidades de (mg/100g de farinha) de todos eles, em especial, de ferro (3,8 a 20,2), cálcio (31 a 268), magnésio (102 a 244) e potássio (366 a 1.581). As sementes apresentaram baixas quantidades de lectinas (80 a 2.560 e 160 a 2.560 UH/gF, quando não tratadas e tratadas com enzimas, respectivamente), inibidores de tripsina (4,1 ± 0,4 a 27,4 ± 0,2 gTI/mgF ), ureases (465 ± 13 a 47.178 ± 3.351 U/KgF) e atividade tóxica, em apenas três espécies, com DL50 variando de 0,72 ± 0,03 a 1,12 ± 0,04 g/Kg peso. Foi determinado um índice de qualidade nutricional para todas as espécies, o qual apontou a espécie Piptadenia moniliformis Benth. (Catanduva) como detentora de melhor qualidade nutricional, sendo assim destacada e avaliada in vivo a qualidade das proteínas de suas sementes. Os processamentos térmicos (fervura, cozimento em micro-ondas e autoclavagen) e o processo de extração de -galactosídios nas sementes dessas espécies não proporcionaram bom desempenho dos animais, tendo em vista a perda de peso apresentada. Melhoria nos parâmetros nutricionais, como NPU e VB foi verificada após a retirada de -galactosídios dessas sementes, sugerindo que a análise de outros processamentos para o aproveitamento das proteínas de suas sementes, pode torná-las uma fonte promissora. Além do alto potencial nutricional, as dez espécies apresentam também potencial bioativo devido à presença de metabólitos secundários como alcalóides, catequinas, calchonas, auronas, flavonóis, fenóis flavonas, xantonas, flavononóis, saponinas e triterpenóides. Possuem proteínas bioativas como proteases, quitinases (0,23 ± 0,02 a 2,0 ± 0,33 nKat/mgP), β-1,3-glucanases (0,01 ± 0,0 a 0,8 ± 0,01 nKat/mgP), além de proteínas ativas contra microorganismos que também são consideradas antinutricionais (lectinas, inibidores de tripsina, ureases e toxinas). A avaliação dos extratos brutos (EB) das espécies mostrou que todas são ativas contra larvas de Aedes aegipty com percentual de mortalidade variando de 13,33 ± 0,54 a 100,00 ± 0,00 %, exceto o EB de Caesalpinea bracteosa que foi ativo contra a cepa Bacillus subtilis e contra o fungo Fusarium oxysporum, juntamente como o EB de Dioclea megacarpa. A espécie Senna rugosa inibiu o crescimento das cepas Bacillus subtilis e Staphylococcus aureus. Os fungos fitopatogênicos Aspergilus niger e Colletotrichum truncatum foram inibidos pelos EBs de Piptadenia moniliformis e Enterolobium contortisiliquum, que além destes, foi ativo frente a Neurospora sp. e Trichoderma viridae. A espécie P. moniliformis destacou-se por sua elevada atividade quitinásica (1,12 ± 0,0 nKat/mgP) em adição à atuação contra modelos biológicos susceptíveis a essa enzima, tendo sido escolhida para sua purificação. A fração proteica purificada de P. moniliformis (PmFP) contém elevada atividade de quitinases e causou pequena redução no crescimento das leveduras Saccharomyces cerevisiae e Candida tropicalis, bem como da bactéria B. subtilis. Inibiu ainda, a eclosão de ovos de A. aegypti com CI50 de 204, 42 ± 2,19 µgP/ml e alterou a estrutura dos ovos e morfologia das larvas de primeiro estádio. A investigação do potencial nutricional e bioativo das espécies mostrou boa composição de nutrientes, em especial de proteínas e confirmou a presença de compostos bioativos de natureza proteica e de metabólitos secundários, tornando-as promissoras fontes de nutrientes e compostos antimicrobianos e anti-inseticidas que podem ser utilizados biotecnologicamente para fins agrícolas e industriais.