Introdução As doenças cardiovasculares estão entre as principais causas de morte no Brasil e no mundo. Evidências epidemiológicas e clínicas estabelecem associação entre dieta, dislipidemia e aumento do risco de morte. O consumo de proteína isolada de amaranto tem efeito hipocolesterolemizante e por isso pode reduzir, de modo significativo, os fatores de risco das doenças cardiovasculares. Objetivo Avaliar o efeito da ingestão do isolado protéico de amaranto, no perfil de lipoproteínas plasmáticas e na expressão de proteínas relacionadas à modulação da síntese do colesterol hepático. Métodos Vinte e oito ratos Wistar (Ratus novergicus) foram distribuidos em quatro grupos e receberam dietas diferenciadas pela fonte protéica. Os grupos experimentais (I e Icol) receberam dieta com 20por cento de proteína de amaranto e os grupos controle (C e Ccol) receberam dieta com 20por cento de caseína. As dietas col apresentavam 1por cento de colesterol. Ao grupo controle foi fornecida a média da quantidade de ração ingerida pelos grupos experimentais I e Icol (controle pair feeding). Para determinar o efeito da ingestão das dietas no metabolismo do colesterol, foram avaliadas as concentrações plasmáticas de triacilgliceróis, colesterol total e HDL-c, e as concentrações hepáticas de colesterol e lipídios totais. O efeito da ingestão da proteína de amaranto na regulação das vias de síntese do colesterol hepático foi investigado pela avaliação da expressão das proteínas nucleares: receptor X hepático alfa (LXR alfa), receptor ativado por proliferadores de peroxissoma alfa (PPAR alfa) e proteína ligadora do elemento regulado por esterol 2 (SREBP-2). Resultados A dieta Icol promoveu menor concentração plasmática de colesterol total e triacilgliceróis (36por cento e 47por cento , respectivamente) em comparação ao grupo Ccol. Observou-se, no fígado dos animais alimentados com dieta contendo proteína isolada de amaranto (I e Icol), menor concentração de lipídios totais e de fração colesterol. A digestibilidade entre as dietas Icol e Ccol não apresentou diferença significativa, enquanto a da dieta I foi menor que a da dieta C. Não foi observada alteração na expressão das proteínas PPAR alfa e LXR alfa em nenhum dos grupos. Uma redução significativa na expressão da proteína SREBP-2 foi verificada no fígado dos ratos que receberam dieta Icol em relação aos do grupo Ccol. Conclusão A ingestão de dieta Icol reduz de forma significativa a expressão do SREBP-2 no fígado de ratos. Essa redução sugere que o efeito hipocolesterolemizante promovido pela proteína de amaranto pode estar relacionado ao metabolismo endógeno do colesterol. Esse efeito independe da ação dos fatores de transcrição PPAR alfa e LXR alfa e pode estar associado à formação de peptídeos bioativos, muito embora os mecanismos não estejam claros. O isolado protéico apresenta efeito hepatoprotetor por diminuir o acúmulo de lipídios hepáticos mesmo quando o colesterol está presente na dieta / Introduction - Cardiovascular diseases are among the most important causes of death in Brazil and around the world. Epidemiologic and clinical evidences associate diet, dyslipidemia, and increased risk of death. Consumption of amaranth protein isolate has a hypocholesterolemic effect that may reduce, significantly, cardiovascular disease risk factors. Objective To assess the effect of amaranth protein isolate intake on plasma lipoprotein profile and on expression of proteins that modulate hepatic cholesterol synthesis. Methods Twenty eight Wistar rats were distributed in four groups and fed on different protein diets. The experimental groups (I e Icol) diets contained 20per cent amaranth protein and the control groups (C e Ccol) diets contained 20per cent casein. The col diets also contained 1per cent cholesterol. It was offered to the control group the mean of the amount of food consumed by the experimental groups (pair feeding control). In order to determine the effects of dietary intake on cholesterol metabolism, plasma total cholesterol, triglycerides, and HDL-c levels were assessed, as well as hepatic total lipids and cholesterol levels. The effect of amaranth protein on pathways of cholesterol synthesis was investigated by liver X receptors alpha (LXR alpha), peroxisome proliferator activated receptors alpha (PPAR alpha) and sterol regulatory element binding protein 2 (SREBP-2) expressions. Results Rats fed on Icol diet showed lower concentrations of plasma total cholesterol and triglycerides (36per cent and 47per cent, respectively) than those observed in Ccol diet group. A lower cholesterol and hepatic lipid concentration was observed in rats fed on amaranth protein isolate (I e Icol). There was no significant difference shown between the digestibility of the Icol and Ccol diets, although the digestibility of the I diet was lower than the digestibility of the C diet. No change was noticed in PPAR alpha and LXR alpha expression in any of the studied groups. There was a significantly down-regulation in SREBP-2 expression in the liver of rats fed on Icol diet when compared to those fed on Ccol diet. Conclusions The consumption of Icol diet reduces significantly SREBP-2 expression in the liver of rats. This decrease in SREBP-2 expression suggests that the hypocholesterolemic effect of the amaranth protein may be related to the endogenous metabolism of cholesterol. This effect does not depend on the transcription factors PPAR alpha and LXR alpha, and may be associated with bioactive peptides formation, although the mechanisms involved are not yet clear. The protein isolate has a hepatic-protective effect because it lowers hepatic lipid accumulation even when cholesterol was present in the diet

Objetivo. Amaranto é considerado um alimento funcional devido às suas propriedades de redução de colesterol plasmático. Um possível componente do amaranto responsável por este efeito é a proteína.Métodos. Neste estudo, foi produzido isolado protéico de amaranto através da solubilização da proteína em pH 11 e precipitação em pH 5,7, obtendo-se o isolado com pureza de 96% de proteína. Este isolado protéico foi utilizado como fonte de proteínas em dietas experimentais para hamsters que tiveram hipercolesterolemia induzida, previamente, por dieta contendo 30% de caseína e 0,05% de colesterol, durante 3 semanas. Os animais foram, então, distribuídos em três grupos (n=11 animais/grupo) e foram alimentados com dietas contendo: (A) 20% caseína (controle), (B) 20% proteína de amaranto purificada (grupo substituição) e (C) 20% caseína + 10% proteína de amaranto purificada (grupo suplementação). Resultados. Comparando-se com a dieta controle, o grupo da suplementação e o da substituição tiveram dramáticas reduções do nível de colesterol plasmático, 30% (p<0,05) e 51% (p<0,05) respectivamente, enquanto o controle apresentou redução de apenas 7% após os 28 dias de dieta. Já na primeira semana este comportamento de redução para as duas dietas contendo amaranto foi percebido, e a redução foi mais marcante na fração LDL. Os mecanismos envolvidos na redução do colesterol plasmático foram investigados. A digestibilidade verdadeira da proteína do amaranto foi igual à da caseína. A excreção de ácidos biliares foi inversamente proporcional à redução do colesterol plasmático nas diferentes dietas, enquanto que o colesterol excretado foi proporcional à redução do colesterol. Quando aminoácidos livres simulando o perfil da proteína de amaranto foram utilizados como única fonte de nitrogênio da dieta, a redução dos níveis de colesterol foi de 11%. A dieta contendo caseína e suplementada com arginina de forma a resultar numa relação lisina/arginina de 0,5 (a mesma observada na proteína de amaranto), mostrou-se deletéria aos parâmetros plasmáticos. Conclusões. Comprovou-se que a proteína de amaranto reduz o colesterol plasmático. A digestibilidade e excreção de ácidos biliares não estão relacionados com a redução do colesterol provocada pela proteína do amaranto. A relação dos aminoácidos lisina/arginina explica apenas parcialmente o mecanismo e apenas a proteína íntegra tem efeito sobre a excreção de colesterol nas fezes. O mecanismo envolvido na redução do colesterol nestes experimentos ainda não está totalmente elucidado, sugerindo a necessidade de futuros estudos da ação direta de peptídeos formados pela digestão incompleta da proteína do amaranto no metabolismo lipídico. / Objective. Amaranth has been considered a functional food because its consumption can lower blood cholesterol levels. In the present work the effect of amaranth protein on this property was investigated in hamsters. A possible component in amaranth grain that would respond for this effect is the protein fraction. Methods. In this study the amaranth protein was isolated by its alkaline solubilization at pH 11 and acid precipitation at pH 5.7. The isolate thus produced was defatted and resulted in a protein content of about 96%. This product was introduced in experimental diets to fed hamsters that previously had their blood cholesterol increased by a diet containing 30% casein and 0.05% cholesterol during 3 weeks Animals were then, divided in 3 groups (n = 11/group) were fed diets containing (g/100 g diet): (A) 20 casein (control), (B) 20 purified amaranth’s protein (group replacement), (C) 20 casein + 10 purified amaranth’s protein (group supplementation) for 4 wks. Results. The results showed that when amaranth was the sole protein source (at 20% level) or it was admixed with casein (20% casein +10% of amaranth protein), the hypercholesterolemized hamsters had a significant (P < 0.05) reduction in cholesterol levels (51 and 30%, respectively) as compared 7% reduction of the control group (20% casein). In the first week of diet the decrease was already observed. The lowering was mainly in LDL fraction. The mecanisms involved in lowering plasma cholesterol were investigated. Digestibility of amaranth protein was as high. The bile acids excretion was inversely proportional to plasma cholesterol lowering, while cholesterol excretion in feces was directly proportional. When free amino acids simulating the amaranth protein were used as the only nitrogen source of diet the cholesterol reduction was about 11%. Casein supplemented with arginine to bring the lysine/arginine ratio to 0.5, as observed in amaranth protein, was had deleterious effects to hamsters’ cholesterol levels. The bile acid and cholesterol excretion of this trial were equal to all groups. Conclusions. Amaranth´s protein reduces plasma cholesterol. Digestibility and bile acid excretion are not related to hypocholesterolemic effect of amaranth’s protein. The proportion between lysine/argine is a partial explanation for this effect, but the presence of whole protein is necessary for the higher cholesterol excretion in feces. The full understanding of mechanisms involved in cholesterol reduction in these experiments is not fully elucidated, suggesting further research on the direct action in lipid metabolism by peptides originated from the incomplete digestion of amaranth protein.

Introdução: Dentre os distúrbios relacionados à alimentação, o aumento do colesterol e, conseqüentemente, a incidência de doenças cardiovasculares, representa um importante problema de Saúde Pública. A proteína do amaranto reduz o colesterol plasmático, possivelmente pela presença de peptídeos bioativos, liberados durante sua digestão parcial. Objetivo: Verificar a ocorrência de peptídeos hipocolesterolemizantes após digestão in vitro do isolado protéico de amaranto. Métodos: Proteína isolada do amaranto foi submetida à digestão enzimática in vitro por duas metodologias distintas. Os peptídeos menores que 3000 Da foram injetados em espectrômetro de massa para sua identificação. Resultados: Foi obtido isolado protéico com grau de pureza acima de 90%. O isolado protéico e a farinha integral apresentaram a mesma quantidade de aminoácidos essenciais e de aminoácidos presentes nas seqüências dos peptídeos de interesse. O isolamento protéico também não promoveu alterações nas principais frações moleculares. As estruturas terciária e quaternária provavelmente foram alteradas, pois houve redução da solubilidade protéica. O grupo dissulfeto é um dos responsáveis pela ocorrência de agregados, entretanto outras ligações também podem estar envolvidas. Essas forças podem interferir no acesso aos sítios de clivagem das ligações peptídicas e dificultar a ação enzimática. Devido ao aumento da força iônica do meio obteve-se alto grau de hidrólise em ambos os métodos enzimáticos. A digestão protéica resultou em fragmentos que, em sua maioria, apresentaram pesos moleculares inferiores a 30 kDa. O perfil peptídico, para a maior parte das amostras, mostrou-se complexo, com difícil separação de picos. A amostra hidrolisada que apresentou menor grau de hidrólise e menor quantidade de picos no cromatograma continha um dos peptídeos hipocolesterolemizantes procurados, o fragmento IAEK. Conclusões: O isolado protéico de amaranto apresenta pelo menos um peptídeo hipocolesterolemizante quando submetido às digestões enzimáticas in vitro estudadas, similares à digestão in vivo. / Introduction: Among the problems associated to food habits, the increase of cholesterol levels, and thus the incidence of cardiovascular diseases represents an important problem for Public Health. The amaranth protein reduces the blood cholesterol levels, possibly due to the presence of peptides released during its incomplete digestion. Objective: To verify the occurrence of hypocholesterolemic peptides after in vitro digestion of amaranth protein isolate. Methods: Amaranth protein isolate was submitted to in vitro enzymatic digestion by two distinct methodologies. Peptides smaller than 3000 Da were injected in mass spectrometer for identification. results: Protein isolate presented a high purity degree, above 90%. The fat extraction and the protein isolation were efficient and did not modify significantly amaranth chemical composition, preserving the quantities of essential amino acids present in the sequence of the investigated peptides. Protein isolation did not promote changes in the main molecular fractions. The tertiary and quaternary structures were probably altered, given that protein solubility decreased. Disulfide bonds are responsible for aggregate arrangement; however, other bonds probably occurred and were also responsible for the decrease in solubility. These bonds may interfere in enzymatic hydrolysis, impeding the enzymes to cleave the peptide bonds. It was obtained a great hydrolysis degree in both enzymatic methods because ionic strength of the solution was high. Most of the protein digestion fragments presented molecular weight lower than 30kDa, demonstrating the efficiently of both digestion methods. Peptide mixture, for most samples, presented a complex profile and difficulties in peaks separation. The hydrolyzed sample that presented the lowest hydrolysis degree and the lowest quantity of peaks in chromatogram presented one of the hypocholesterolemic peptides, the sequence IAEK. Conclusions: The amaranth protein isolate presents at least one hypocholesterolemic peptide when submitted to the studied in vitro enzymatic digestion that is similar to in vivo digestion

O amaranto é um pseudocereal de grande valor nutricional que apresenta quantidade de fibras e proteína superior aos cereais usualmente consumidos. Características como o aproveitamento integral da planta e a sua capacidade de adaptação ao solo despertaram o interesse dos pesquisadores em cultivá-lo no Brasil. Objetivo: Desenvolver um processo para obtenção de cereais matinais e barras de cereal à base de amaranto visando a máxima aceitação e mínima perda de nutrientes. Metodologia: O cereal matinal foi produzido em extrusora de rosca única com capacidade de produção semi-industrial e as barras de cereal de acordo com técnica dietética apropriada. A modelagem da produção dos cereais matinais foi realizada empregando-se a metodologia de superfície de resposta, as variáveis dependentes (resposta) escolhidas foram razão de expansão máxima (RE) e força de cisalhamento mínima (FC), as variáveis independentes foram umidade da amostra e temperatura da terceira zona de aquecimento da extrusora. Resultados: Após dois delineamentos compostos centrais verificou-se que a umidade da amostra não exerceu efeito significativo no produto final, dessa forma a variável independente de importância para o estudo foi a temperatura do processamento. O ponto ótimo para o cereal matinal desenvolvido com a farinha desengordurada foi 15% de umidade e 140º C na terceira zona de aquecimento. Foi elaborado um segundo cereal matinal com o grão integral e esse apresentou as mesmas características de expansão e textura do cereal com farinha desengordurada. Os provadores preferiram a amostra com farinha desengordurada, que obteve 72% de notas acima do ponto de corte pré-estabelecido (nota 7). Foram confeccionados dois tipos de barra de cereais, ambas com 70% de amaranto, uma apenas com amaranto estourado e outra com uma mistura de amaranto estourado e extrusado. O teor de fibra e proteína nas duas preparações foi superior ao de produtos similares sem amaranto. A barra de cereal somente com amaranto estourado foi preferida por 66% dos provadores, sendo que 77% atribuíram à mesma, notas superiores à de corte. Conclusão: A composição nutricional dos produtos desenvolvidos é superior aos similares confeccionados com outros cereais e ambos apresentaram alta aceitabilidade. / Amaranth is a pseudocereal of great nutritional value that exhibits amounts of fiber and protein higher than the usually consumed cereals. The agronomic characteristics and the possibility of utilization of the entire plant drew sufficient interest among plant breeders to produce this grain in Brazil. Objective: To develop amaranth-based breakfast cereals and cereal bars aimed at the maximal acceptance and minimal loss of nutrients. Methodology: The breakfast cereal was produced in a single screw extruder with semi-industrial capacity and the cereal bars in accordance with appropriate dietary technique. Results: After two central composite designs, it became evident that the independent variable of importance for the study was the temperature. It was observed that the moisture of the sample did not exert any significant effect in the final product within the range studied. Best results were obtained with 15% moisture and 140º C at the third zone. A breakfast cereal developed with the whole grain exhibited the same characteristics of expansion and texture of a product manufactured with the defatted flour. The sensory panel preferred the sample prepared with defatted flour, which obtained 72% of the grades above the pre-established cutting point 7. Two types of cereal bars, both containing 70% of amaranth, one with popped amaranth and another with a mixture of popped and extruded amaranth. The amount of protein and fiber was higher in these products when compared with similar formulations without amaranth. Cereal bars containing only the popped amaranth were preferred by 66% of the panel of whom 77% assigned grades equal to or higher than the cutting point. Conclusion: The nutritional value of the developed products is superior to the similars confectioned with other cereals and they had high acceptability.

Introdução: A obesidade e a dislipidemia são grandes contribuintes dos agravos cardiovasculares. O consumo de vegetais, principalmente de suas proteínas, atua de forma protetora na magnitude destes agravos. Há grandes indícios de que a proteína do amaranto possui efeito hipocolesterolemizante pela ação de peptídeos, originários de sua digestão incompleta. Objetivo: Verificar a ação, in vitro, do hidrolisado proteico do amaranto, submetido a diferentes processamentos, na solubilização micelar do colesterol e inibição da atividade enzimática HMGR. Métodos: As farinhas processadas e crua foram analisadas quanto seu teor de aminoácidos. Os isolados proteicos das farinhas do grão de amaranto tostado, extrusado e cru, foram submetidos à hidrólise enzimática e em seguida, foi elaborada uma solução de sais biliares e colesterol para avaliar a capacidade dos hidrolisados proteicos em diminuir a solubilização micelar de colesterol. Utilizaram-se os ultra filtrados (PM menor que 3 kDa) em concentração de 3 mg/mL em equivalentes de albumina, e para os de peso moleculares maiores foram utilizados 10 mg/mL. Com o intuito de verificar o mecanismo de inibição da síntese endógena de colesterol, somente, foram utilizados os hidrolisados ultra filtrados. Nos ensaios de inibição enzimática da HMGR foram utilizadas concentrações de hidrolisados (0,1, 0,5 e 1 mg/mL) para avaliar a inibição e comparar a pravastatina (inibidor conhecido). Resultados: A composição de aminoácidos demonstrou-se adequada, quando comparada a recomendação de aminoácidos essenciais para crianças de 2 a 5 anos. Os aminoácidos hidrofóbicos constituem 30 por cento do total de aminoácidos. Ao avaliar o efeito do hidrolisado na solubilização micelar do colesterol, foi observado que houve diferença (p < 0,004) devido ao processamento. O hidrolisado proteico da farinha crua (IPHc), com peptídeos de peso molecular maior que 3 kDa, reduziu a solubilização micelar do colesterol em 44,09 ± 1,5 por cento , enquanto que os hidrolisados de farinha tostada (IPHt) e extrusada (IPHe) reduziram em 31,24 ± 5,9 por cento e 24,97 ± 4,1 por cento . Já os hidrolisados com peso molecular menor que 3 kDa apresentaram pouca diferença (p < 0,03) em relação ao processamento. A redução da solubilidade micelar observada pelos IPHc e IPHe foi semelhante: 37,21 ± 1,65 por cento e 35,45 ± 0,4 por cento , respectivamente. O IPHt apresentou a menor redução de 22,47 ± 4,6 por cento . Os hidrolisados da farinha de amaranto também foram capazes de inibir a atividade da enzima HMGR em diversas concentrações. O controle da atividade normal da enzima apresentou 0,65 ± 0,05 µmol de NAPH oxidada min/mg equivalente de albumina. O IPHc, em concentrações de 0,1 e 0,5 mg/mL, apresentou efeito similar ao da pravastatina, diferindo do controle (p < 0,05), produzindo: 0,24 ± 0,03 e 0,29 ± 0,13 de µmol de NAPH oxidada min/mg equivalente de albumina. Por outro lado o IPHt apresentou efeito similar ao da pravastatina em concentração superior ao cru; em 1 mg/mL produziu 0,20 ± 0,09 de µmol de NAPH oxidada min/mg equivalente de albumina. O IPHe apresentou efeito inibidor da enzima em concentração de 0,1 mg/mL, porém menor do que o observado para a pravastatina. Conclusões: A proteína do grão de amaranto hidrolisada possui indícios de atividade hipocolesterolêmica. Sendo capaz de atuar tanto na via exógena quanto na via endógena, inibindo a absorção do colesterol e sua síntese de forma indireta. O processamento térmico diminuiu esta capacidade, mas ainda demonstra resultados significativos. Dentre os processamentos, a extrusão mostrou ter diminuído este efeito, embora os seus resultados possam ter sido influenciados pela quantidade de componentes no isolado proteico, como lipídeos e compostos fenólicos. / Introduction: Obesity and dyslipidemia are major contributors of cardiovascular diseases. The consumption of vegetables, especially their protein, acts protectively on the magnitude of these injuries. There is evidence that amaranth protein has a cholesterol-lowering effect by the action of peptides originating from its incomplete digestion. Objective: To assess the effect, in vitro, of the hydrolyzed protein of amaranth, submitted to different processes, on the reduction of the micellar solubilization of cholesterol and on the inhibition of HMGR enzyme activity. Methods: The raw and processed flours were analyzed for their content of amino acids. The isolated protein from amaranth grain flour toasted, extruded and raw, were subjected to enzymatic hydrolysis. Subsequently, it was prepared a solution of bile salts and cholesterol to assess the ability of the hydrolyzed protein to decrease the micellar solubilization of cholesterol. It was used the ultra-filtered peptides (MW up to 3 kDa) at concentration of 3 mg/mL equivalent albumin; and for higher molecular weights, it was used 10 mg/mL. In order to verify the mechanism of inhibition of the cholesterol endogenous synthesis, only it was used the hydrolyzed ultra-filtered peptides with MW < 3 KDa. In the assays of HMGR inhibition, several concentrations of peptides were used (0.1, 0.5 and 1 mg/mL) to compare the inhibition to pravastatin (a known inhibitor). Results: The amino acid composition showed to be adequate when compared to the recommendation of essential amino acids for children 2-5 years. Hydrophobic amino acids compose 30 per cent in total amino acids. When evaluating the effect of the hydrolyzate micellar solubilization of cholesterol has been observed that significant difference (p <0.004) from the processing. The peptides from raw flour hydrolyzed protein (IPHc) with a molecular weight greater than 3 kDa reduced micellar solubilization of cholesterol by 44.09 ± 1.5 per cent , while those from the roasted flour (IPHt) and extruded flour (IPHe) reduced by 31.24 ± 5.9 per cent and 24.97 ± 4.1 per cent . Peptides with a molecular weight up to 3 kDa showed little difference (p < 0.03) due to processing. The reduction of the observed micellar solubility of IPHc and IPHe were similar: 37.21 ± 0.4 per cent and 35.45 ± 1.65 per cent , respectively. The IPHt showed the smallest decrease of 22.47 ± 4.6 per cent . The peptides from amaranth flour were also able to inhibit the activity of the enzyme HMGR in various concentrations. The control of normal enzyme activity showed 0.65 ± 0.05 mol of NAPH oxidized min/mg equivalent of albumin. The IPHc at concentrations of 0.1 and 0.5 mg/mL had an effect similar to that of pravastatin, different from control (p < 0.05), yielding: 0.24 ± 0.03 and 0.29 ± 0.13 mol of the NAPH oxidized min/mg equivalent of albumin. On the other hand, IPHt showed a similar effect to higher concentration of pravastatin in the raw, and in 1 mg/mL produced from 0.20 ± 0.09 mol of oxidized NAPH min/mg equivalent of albumin. The IPHe showed the inhibitory effect on the enzyme concentration as lower as 0.1 mg/mL, but less pronounced than pravastatin. Conclusions: The peptides from hydrolysis of amaranth grain has evidence of hypocholesterolemic activity. They are able to act both in exogenously and endogenous pathways, inhibiting the absorption of cholesterol and its synthesis. The thermal processing reduces this capacity, but still shows significant results. Among the processing, extrusion deserves less attention than other one, although their results may have been influenced by the amount of the isolated protein components, such as lipids and phenolic compounds.

Introdução. O amaranto é um pseudocereal de alto valor nutritivo, além de apresentar propriedade de redução do colesterol plasmático. O conteúdo lipídico de seus grãos é superior ao dos cereais comuns, com elevado teor de ácidos graxos insaturados, além de apresentar quantidade significante de esqualeno, um dos possíveis compostos bioativos responsáveis pela redução do colesterol. Objetivo. Verificar o efeito do óleo de amaranto e do esqualeno no metabolismo lipídico de hamsters alimentados com gordura saturada e colesterol. Metodologia. O óleo de amaranto foi extraído por solvente orgânico (n-hexano) e analisado nos seus conteúdos de esqualeno. O potencial efeito hipocolesterolemizante deste óleo foi avaliado mediante um ensaio biológico, em que foram utilizados 40 hamsters recémdesmamados. Os animais foram divididos em 4 grupos de 10, diferenciados pelas dietas: controle [dieta normal com 20% de óleo de milho] (C), hipercolesterolêmica [dieta com 12% de gordura de côco, 8% de óleo de milho e 0,1% de colesterol] (H), óleo de amaranto [idêntica à (H) com óleo de amaranto substituindo o de milho] (A) e esqualeno [idêntica à (H) + esqualeno na proporção encontrada no óleo de amaranto] (E), formuladas segundo as recomendações da NRC (1995) e AIN-93. Após 28 dias de experimento, os animais tiveram o sangue coletado por punção cardíaca, sob anestesia, sendo determinados o colesterol total, triglicérides, HDL-c e colesterol não-HDL plasmáticos. Após sacrifício, os fígados dos animais foram coletados para a realização da análise histológica e do teor de colesterol. Também foram determinados os teores de colesterol e ácidos biliares das fezes dos animais. Resultados. Não houve diferença estatisticamente significante no perfil lipídico e excreção fecal de colesterol dos animais dos grupos hipercolesterolêmico, óleo de amaranto e esqualeno. A excreção fecal de ácidos biliares foi maior nos animais dos grupos óleo de amaranto e esqualeno em comparação com os grupos controle e hipercolesterolêmico. O teor de colesterol hepático dos animais do grupo esqualeno foi maior em relação aos outros grupos, embora tenha se diferenciado estatisticamente apenas do grupo controle. Em relação à análise histológica hepática, os maiores graus de esteatose e inflamação parenquimatosa foram os dos grupos óleo de amaranto e esqualeno. Conclusões. O óleo de amaranto e o seu componente esqualeno não apresentaram efeito hipocolesterolemizante e promoveram um aumento da excreção de ácidos biliares em hamsters alimentados com dieta contendo elevadas quantidades de gordura saturada e colesterol. / Introduction: Amaranth is a pseudo cereal of superior nutritional value, besides its property of reducing serum cholesterol. The lipid content of the grains is higher than common cereals, with high content of unsaturated fatty acids. Amaranth also presents significant amounts of squalene, a possible bioactive compound responsible for lowering cholesterol. Objective: To investigate the effect of amaranth oil and squalene on lipid metabolism in hamsters fed with saturated fat and cholesterol. Methodology: The amaranth oil was extracted by organic solvent (n-hexane) and its content of squalene was determined. The potential hypocholesterolemic effect of this oil was evaluated by a bioassay, which employed 40 weanling hamsters. The animals were divided into four groups of 10, differentiated by the diets: control [normal diet with 20% corn oil] (C), hypercholesterolemic [diet with 12% fat coconut, 8% corn oil, and 0.1% cholesterol] (H) amaranth oil [identical to (H) with amaranth oil replacing corn oil] (A) and squalene [identical to (H) + squalene in the proportion found in the amaranth oil] (E). They were all formulated according to the recommendations of NRC (1995) and AIN-93. After 28 days, the animals had blood collected by cardiac puncture, under anesthesia, being measured total cholesterol, triglycerides, HDL-C and plasma non-HDL cholesterol. After sacrifice, the livers of animals were collected for histological analysis and determination of cholesterol content. We also determined the levels of cholesterol and bile acids in the feces of animals. Results: There was no statistically significant difference in lipid profile and fecal excretion of cholesterol from animals in the hypercholesterolemic, amaranth oil and squalene groups. Fecal excretion of bile acids was higher in animals in groups of amaranth oil and squalene as compared with the control group and hypercholesterolemic group. The cholesterol content in liver of the animals from squalene group was higher compared to other groups, although this difference was not statistically significant except when compared to the control group. The highest grade of steatosis and parenchymal inflammation were found in the groups of amaranth oil and squalene. Conclusions: The amaranth oil and its component squalene had no effect hypocholesterolemic and promoted an increased excretion of bile acids in hamsters fed a diet containing high amounts of saturated fat and cholesterol.

Introdução: O amaranto apresenta potencial funcional devido ao seu efeito hipocolesterolemizante e alto valor nutritivo. Sua aplicação na alimentação humana pode ser ampliada pela sua utilização como uma farinha instantânea obtida a partir da extrusão termoplástica e o seu consumo poderá ter impacto na saúde pública, prevenindo doenças cardiovasculares e melhorando o estado nutricional da população. Objetivo: Avaliar os efeitos da extrusão termoplástica nas características tecnológicas da farinha de amaranto. Métodos: O amaranto foi moído, preparado e extrusado em extrusora de rosca única de acordo com um planejamento fatorial fracionário. As variáveis independentes em estudo foram: tipo de farinha (integral e desengordurada), umidade (15 por cento e 25 por cento ), temperatura na terceira zona da extrusora (120°C e 180°C) e rotação da rosca (60 por cento e 90 por cento ). Resultados: Nas condições do experimento, a variável tipo de farinha apresentou efeitos superiores aos efeitos das variáveis consideradas clássicas da extrusão como temperatura, umidade e rotação da rosca. Obteve-se farinha extrusada com alta solubilidade em água, alto grau de gelatinização, baixa viscosidade e baixa tendência à retrogradação, apresentando potencial para aplicação como um produto instantâneo e não sendo sua qualidade nutricional afetada pela extrusão. O planejamento experimental realizado pode servir como um caminho para a otimização das respostas estudadas / Introduction. Amaranth presents great potential as a functional food due to its cholesterol-lowering effect and its high nutritive value. The use of amaranth can be increased through its use as an instant flour produced by the thermoplastic extrusion process. Amaranth consumption can benefit public health by preventing cardiovascular disease and by improving the nutritional status of the population. Objective. The aim of this work was to evaluate the effect of thermoplastic extrusion on the technological characteristics of amaranth flour. Methodology. Amaranth was milled, prepared and extruded in a single-screw laboratory extruder following a fractionated factorial design. The independent variables were: type of flour (whole and defatted), moisture (15 per cent and 25 per cent ), third zone barrel temperature (120°C and 180°C) and screw speed (60 per cent and 90 per cent ). Results. The variable type of flour presented a greater effect than classic extrusion variables such as temperature, moisture and screw speed. Extruded flour with high solubility in water, high degree of gelatinization, low viscosity and low retrogradation tendency was obtained by extrusion and could be used as an instant food product. The nutritive quality of the flour was not affected by extrusion. The factorial experiment conducted in this work can be employed as a way for optimization of the dependent variables studied

Introdução. O amaranto é um pseudocereal de alto valor nutritivo, além de apresentar propriedade de redução do colesterol plasmático. O conteúdo lipídico de seus grãos é superior ao dos cereais comuns, com elevado teor de ácidos graxos insaturados, além de apresentar quantidade significante de esqualeno, um dos possíveis compostos bioativos responsáveis pela redução do colesterol. Objetivo. Verificar o efeito do óleo de amaranto e do esqualeno no metabolismo lipídico de hamsters alimentados com gordura saturada e colesterol. Metodologia. O óleo de amaranto foi extraído por solvente orgânico (n-hexano) e analisado nos seus conteúdos de esqualeno. O potencial efeito hipocolesterolemizante deste óleo foi avaliado mediante um ensaio biológico, em que foram utilizados 40 hamsters recémdesmamados. Os animais foram divididos em 4 grupos de 10, diferenciados pelas dietas: controle [dieta normal com 20% de óleo de milho] (C), hipercolesterolêmica [dieta com 12% de gordura de côco, 8% de óleo de milho e 0,1% de colesterol] (H), óleo de amaranto [idêntica à (H) com óleo de amaranto substituindo o de milho] (A) e esqualeno [idêntica à (H) + esqualeno na proporção encontrada no óleo de amaranto] (E), formuladas segundo as recomendações da NRC (1995) e AIN-93. Após 28 dias de experimento, os animais tiveram o sangue coletado por punção cardíaca, sob anestesia, sendo determinados o colesterol total, triglicérides, HDL-c e colesterol não-HDL plasmáticos. Após sacrifício, os fígados dos animais foram coletados para a realização da análise histológica e do teor de colesterol. Também foram determinados os teores de colesterol e ácidos biliares das fezes dos animais. Resultados. Não houve diferença estatisticamente significante no perfil lipídico e excreção fecal de colesterol dos animais dos grupos hipercolesterolêmico, óleo de amaranto e esqualeno. A excreção fecal de ácidos biliares foi maior nos animais dos grupos óleo de amaranto e esqualeno em comparação com os grupos controle e hipercolesterolêmico. O teor de colesterol hepático dos animais do grupo esqualeno foi maior em relação aos outros grupos, embora tenha se diferenciado estatisticamente apenas do grupo controle. Em relação à análise histológica hepática, os maiores graus de esteatose e inflamação parenquimatosa foram os dos grupos óleo de amaranto e esqualeno. Conclusões. O óleo de amaranto e o seu componente esqualeno não apresentaram efeito hipocolesterolemizante e promoveram um aumento da excreção de ácidos biliares em hamsters alimentados com dieta contendo elevadas quantidades de gordura saturada e colesterol. / Introduction: Amaranth is a pseudo cereal of superior nutritional value, besides its property of reducing serum cholesterol. The lipid content of the grains is higher than common cereals, with high content of unsaturated fatty acids. Amaranth also presents significant amounts of squalene, a possible bioactive compound responsible for lowering cholesterol. Objective: To investigate the effect of amaranth oil and squalene on lipid metabolism in hamsters fed with saturated fat and cholesterol. Methodology: The amaranth oil was extracted by organic solvent (n-hexane) and its content of squalene was determined. The potential hypocholesterolemic effect of this oil was evaluated by a bioassay, which employed 40 weanling hamsters. The animals were divided into four groups of 10, differentiated by the diets: control [normal diet with 20% corn oil] (C), hypercholesterolemic [diet with 12% fat coconut, 8% corn oil, and 0.1% cholesterol] (H) amaranth oil [identical to (H) with amaranth oil replacing corn oil] (A) and squalene [identical to (H) + squalene in the proportion found in the amaranth oil] (E). They were all formulated according to the recommendations of NRC (1995) and AIN-93. After 28 days, the animals had blood collected by cardiac puncture, under anesthesia, being measured total cholesterol, triglycerides, HDL-C and plasma non-HDL cholesterol. After sacrifice, the livers of animals were collected for histological analysis and determination of cholesterol content. We also determined the levels of cholesterol and bile acids in the feces of animals. Results: There was no statistically significant difference in lipid profile and fecal excretion of cholesterol from animals in the hypercholesterolemic, amaranth oil and squalene groups. Fecal excretion of bile acids was higher in animals in groups of amaranth oil and squalene as compared with the control group and hypercholesterolemic group. The cholesterol content in liver of the animals from squalene group was higher compared to other groups, although this difference was not statistically significant except when compared to the control group. The highest grade of steatosis and parenchymal inflammation were found in the groups of amaranth oil and squalene. Conclusions: The amaranth oil and its component squalene had no effect hypocholesterolemic and promoted an increased excretion of bile acids in hamsters fed a diet containing high amounts of saturated fat and cholesterol.

Introdução: Dentre os distúrbios relacionados à alimentação, o aumento do colesterol e, conseqüentemente, a incidência de doenças cardiovasculares, representa um importante problema de Saúde Pública. A proteína do amaranto reduz o colesterol plasmático, possivelmente pela presença de peptídeos bioativos, liberados durante sua digestão parcial. Objetivo: Verificar a ocorrência de peptídeos hipocolesterolemizantes após digestão in vitro do isolado protéico de amaranto. Métodos: Proteína isolada do amaranto foi submetida à digestão enzimática in vitro por duas metodologias distintas. Os peptídeos menores que 3000 Da foram injetados em espectrômetro de massa para sua identificação. Resultados: Foi obtido isolado protéico com grau de pureza acima de 90%. O isolado protéico e a farinha integral apresentaram a mesma quantidade de aminoácidos essenciais e de aminoácidos presentes nas seqüências dos peptídeos de interesse. O isolamento protéico também não promoveu alterações nas principais frações moleculares. As estruturas terciária e quaternária provavelmente foram alteradas, pois houve redução da solubilidade protéica. O grupo dissulfeto é um dos responsáveis pela ocorrência de agregados, entretanto outras ligações também podem estar envolvidas. Essas forças podem interferir no acesso aos sítios de clivagem das ligações peptídicas e dificultar a ação enzimática. Devido ao aumento da força iônica do meio obteve-se alto grau de hidrólise em ambos os métodos enzimáticos. A digestão protéica resultou em fragmentos que, em sua maioria, apresentaram pesos moleculares inferiores a 30 kDa. O perfil peptídico, para a maior parte das amostras, mostrou-se complexo, com difícil separação de picos. A amostra hidrolisada que apresentou menor grau de hidrólise e menor quantidade de picos no cromatograma continha um dos peptídeos hipocolesterolemizantes procurados, o fragmento IAEK. Conclusões: O isolado protéico de amaranto apresenta pelo menos um peptídeo hipocolesterolemizante quando submetido às digestões enzimáticas in vitro estudadas, similares à digestão in vivo. / Introduction: Among the problems associated to food habits, the increase of cholesterol levels, and thus the incidence of cardiovascular diseases represents an important problem for Public Health. The amaranth protein reduces the blood cholesterol levels, possibly due to the presence of peptides released during its incomplete digestion. Objective: To verify the occurrence of hypocholesterolemic peptides after in vitro digestion of amaranth protein isolate. Methods: Amaranth protein isolate was submitted to in vitro enzymatic digestion by two distinct methodologies. Peptides smaller than 3000 Da were injected in mass spectrometer for identification. results: Protein isolate presented a high purity degree, above 90%. The fat extraction and the protein isolation were efficient and did not modify significantly amaranth chemical composition, preserving the quantities of essential amino acids present in the sequence of the investigated peptides. Protein isolation did not promote changes in the main molecular fractions. The tertiary and quaternary structures were probably altered, given that protein solubility decreased. Disulfide bonds are responsible for aggregate arrangement; however, other bonds probably occurred and were also responsible for the decrease in solubility. These bonds may interfere in enzymatic hydrolysis, impeding the enzymes to cleave the peptide bonds. It was obtained a great hydrolysis degree in both enzymatic methods because ionic strength of the solution was high. Most of the protein digestion fragments presented molecular weight lower than 30kDa, demonstrating the efficiently of both digestion methods. Peptide mixture, for most samples, presented a complex profile and difficulties in peaks separation. The hydrolyzed sample that presented the lowest hydrolysis degree and the lowest quantity of peaks in chromatogram presented one of the hypocholesterolemic peptides, the sequence IAEK. Conclusions: The amaranth protein isolate presents at least one hypocholesterolemic peptide when submitted to the studied in vitro enzymatic digestion that is similar to in vivo digestion

Introdução: Doenças cardiovasculares constituem importante causa de morte em todo mundo e a hipercolesterolemia está diretamente relacionada a este problema de saúde pública. A dieta desempenha papel importante neste processo e alguns alimentos, como o amaranto (Amaranthus cruentus L. BRSAlegria), têm mostrado capacidade de redução do colesterol plasmático. Estudos sugerem que este efeito está relacionado a peptídeos liberados durante a digestão das proteínas, os quais atuam na modulação do metabolismo lipídico. Considerando-se que os efeitos da digestão gastrointestinal e da absorção destes peptídeos são claramente complexos torna-se importante a realização de estudos visando avaliar bioacessibilidade e mecanismos de ação destes peptídeos nos locais alvo do organismo. Objetivo: Analisar a biodisponibilidade de peptídeos em modelos animais após ingestão de isolado proteico de amaranto e relacioná-la com parâmetros ligados ao metabolismo do colesterol. Métodos: O amaranto teve sua proteína isolada. Os peptídeos da proteína do amaranto foram analisados após digestão in vitro. Dois experimentos in vivo foram conduzidos: um de fase aguda e outro de média duração. No primeiro, o isolado proteico de amaranto foi administrado a ratos e os peptídeos no sangue foram monitorados por 2 horas para verificação de fragmentos que resistissem à digestão gastrointestinal. O experimento in vivo 2 consistiu na alimentação de 3 grupos de hamster, um com dieta recomendada pela AIN93 (grupo N) e dois com dietas hipercolesterolêmicas por 21 dias, contendo a proteína de amaranto como única proteína da ração (grupo I), comparada ao controle de caseína (grupo H). Neste experimento foram analisados no plasma: peptídeos, colesterol total e frações; nas fezes: colesterol total e ácidos biliares; no fígado: colesterol, lipídeos totais, ácidos graxos, atividade enzimática da Hmgcr, expressão de Hmgcr, Srebf2, Lxr, Abca1, Abcg8 e Ampk. Resultados e discussão: Foram identificados fragmentos peptídicos provenientes da digestão in vitro do isolado proteico de amaranto, e outras dezenas de sequencias peptídicas em ratos após administração aguda de amaranto foram analisadas. Destaca-se a identificação do peptídeo ALGV, presente em proteína do amaranto de acordo com banco de dados, e similar a fragmentos com ação hipocolesterolemizante. No sangue de hamsters foram encontrados seis peptídeos com 100 por cento de cobertura e similaridade a base de dados de proteínas de amaranto, merecendo investigação sobre seus efeitos. Verificou-se que o isolado proteico de amaranto foi capaz de suprimir a hipercolesterolemia quando a dieta hipercolesterolemizante foi introduzida em paralelo a este ingrediente, com valores inferiores em 72 por cento (triglicerídeos), 64 por cento (colesterol total), 80 por cento (LDL-c) do grupo I em relação ao grupo H. Foi observada ainda menor concentração de colesterol e lipídeos totais no fígado dos animais do grupo I em relação ao grupo H (177 x 464 mg de colesterol/100 g de tecido; 2,06 x 2,86 g de lipídeos/100 g de tecido, respectivamente). Parâmetros lipídicos do sangue, das fezes e do fígado foram similares aos do grupo N, cuja dieta seguiu a preconização para roedores. Foi observada maior excreção de colesterol total no grupo I em relação ao grupo H, mas não houve maior excreção de ácidos biliares nas fezes. Não houve mudança na expressão dos genes analisados neste estudo, mas o amaranto reduziu a atividade da enzima Hmgcr. Postulase que parâmetros como expressão de Ldlr e atividade da Acat sejam alterados pela ingestão de amaranto. O perfil de ácidos graxos também foi modificado de forma a se assimilar ao grupo N, porém deve-se verificar parâmetros inflamatórios devido à maior proporção de ácido araquidônico em relação aos demais grupos estudados. Conclusão: Verifica-se biodisponibilidade dos peptídeos do amaranto e ação hipocolesterolemizante e hipolipemiante em diversas vias metabólicas, promovendo proteção cardiovascular. / Introduction: Cardiovascular diseases are important causes of death worldwide, and hypercholesterolemia is directly related to this public health problem. Diet plays an important role in this process and some foods such as amaranth (Amaranthus cruentus L. BRS-Alegria) have been shown to reduce plasma cholesterol. Studies suggest that this effect is related to peptides released during the digestion of proteins, which would play an important role in the modulation of lipid metabolism. Considering that the effects of gastrointestinal digestion and the absorption of these peptides are clearly complex, it is important to carry out studies aiming to evaluate their bioaccessibility and evaluation of the mechanisms of action of these peptides in the target sites of the organism. Objective: To analyze the bioavailability of peptides in animal models after ingestion of amaranth protein isolate and to relate it to parameters associated to cholesterol metabolism. Methods: The amaranth was crushed, the flour was defatted and its protein isolated. Amaranth peptides were analysed after in vitro digestion. Two in vivo experiments were conducted: one of acute phase and one of medium duration. In the first, the amaranth protein isolate was administered to rats and the peptides in the blood were monitored for 2 hours to check for fragments that resisted gastrointestinal digestion. The in vivo experiment 2 consisted of feeding three groups of hamsters, one with a diet recommended by AIN93 (group N) and two with hypercholesterolemic diets for 21 days, containing amaranth protein as the only dietary protein (group I), compared to casein control (group H). In this experiment were analyzed in the plasma: peptides, total cholesterol and fractions; In feces: total cholesterol and bile acids; In the liver: cholesterol, total lipids, fatty acids, Hmgcr enzymatic activity, Hmgcr expression, Srebf-2, Lxr, Abca1, Abcg8 and Ampk. Results and discussion: Peptide fragments from the in vitro digestion of amaranth protein isolate were identified and other dozens of peptide sequences were found in rats after acute amaranth administration. A higher number of peptides were found in the serum in relation to the plasma of the animals. Remarkably, ALGV peptide was found in serum of rats. This peptide is present in amaranth protein, according to databases, and is similar to fragments that present hypocholesterolemic action. In the blood of hamsters it could be found six peptides with 100 per cent coverage and similarity to the database of amaranth proteins, deserving investigation about their effects. Amaranth protein was able to suppress hypercholesterolemia when the hypercholesterolemic diet was introduced in parallel with this ingredient, with values lower for group I in 72 per cent (triglycerides), 64 per cent (total cholesterol), 80 per cent (LDL-c) in relation to the H group. A lower concentration of cholesterol and total lipids were observed in the liver of the group I compared to the H group (177 x 464 mg cholesterol / 100 g of tissue, 2.06 x 2,86 g lipids / 100 g of tissue, respectively). Lipid parameters of blood, faeces and liver were similar to those of group N, whose diet followed the recommendation for rodents. There was greater excretion of total cholesterol in group I in relation to group H, but there was no greater excretion of bile acids in feces, indicating that the effect of amaranth protein may be due to increased transintestinal cholesterol excretion, decreased micellar solubilization of cholesterol and / or modification in the expression of cholesterol transport related proteins in the intestine. There was no change in the expression of the genes analyzed in this study, but amaranth reduced the activity of the Hmgcr enzyme. It is postulated that parameters such as Ldlr expression and Acat activity are altered by amaranth intake. The fatty acid profile was also modified in order to assimilate to the N group, but inflammatory parameters related to amaranth intake should be verified due to the higher proportion of arachidonic acid in relation to the higher proportion of arachidonic acid in relation to the other groups studied. Conclusion: The bioavailability of amaranth peptides and hypocholesterolemic and hypolipidemic activity in several metabolic pathways is verified, therefore promoting cardiovascular protection.