Phenotypic diversity of nutrients and anti-nutrients in bean grains grown in different locations

Abstract

The growing environments can influence grain yield and could also to influence the nutritional value of common bean grains. The objective of this study was to determine the levels of minerals, phytic acid and total protein in common bean, and to the relationship of these with grain yield, under the influence of different growing environments. The experiment was conducted with 26 genotypes in three Santa Catarina places of cropping (Anchieta/SC, Joaçaba/SC and Lages/SC, Brazil). Were determined the levels of phosphorus, potassium, iron, zinc, protein and phytic acid into grains. The levels of phytate, iron and potassium, considering each genotype were influenced by the environment of cropping while for zinc, phosphorus and crude protein there was no interaction of genotypes by environments effects. In addition, there was variability for all nutrients and phytic acid in at least one cropping place. Genotypes with high grain yield had lower concentrations of nutrients, particularly phosphorus and crude protein, although this relationship is dependent of the cropping place. Concomitant choice for two minerals was possible; however, there was a positive correlation between mineral and phytate which was not favorable because the nutrients complexes with phytic acid, characterizing phytic acid as an important grains anti-nutrient.Key words: phytate; minerals; Phaseolus vulgaris L.; crude protein Diversidade fenotípica de nutrientes e anti-nutriente em grãos de feijão cultivados em diferentes locais RESUMO O ambiente de cultivo influencia no rendimento de grãos e pode também influenciar o valor nutricional de grãos de feijão. O objetivo deste trabalho foi determinar os teores de minerais, proteína total e ácido fítico em grãos de feijão e, a relação destes com o rendimento de grãos, sob a influência de diferentes ambientes de cultivo. O experimento foi conduzido com 26 genótipos de feijão em três locais de cultivo (Anchieta/SC, Joaçaba/SC e Lages/SC) na safra 2008/2009, onde se determinaram os teores de fósforo, potássio, ferro, zinco, proteína bruta e ácido fítico nos grãos e o rendimento de grãos. Os genótipos, quanto aos teores de ácido fítico, ferro e potássio, foram influenciados pelo local de cultivo enquanto, para zinco, fósforo e proteína bruta não houve interação dos genótipos com os ambientes. Em adição, observou-se variabilidade genotípica para todos os nutrientes e o ácido fítico em pelo menos um local de cultivo. Os genótipos com elevado rendimento de grãos apresentaram menores concentrações de nutrientes nos grãos, principalmente fósforo, assim como de proteína bruta, porém essa relação é dependente do local de cultivo. A escolha concomitante para dois minerais foi possível, entretanto, também houve correlação positiva entre os minerais e ácido fítico o que não foi favorável, pois os nutrientes estão complexados com ácido fítico, caracterizando-o como um antinutriente importante nos grãos.Palavras-chave: fitato; minerais; Phaseolus vulgaris L.; proteína bruta

Phenotypic parameters of macromineral and phenolic compound concentrations and selection of Andean bean lines with nutritional and functional properties

“…Common bean (Phaseolus vulgaris) is an excellent source of minerals (Silva et al, 2012;Hossain et al, 2013) and bioactive compounds such as phenolic compounds, phytates, among others (Chávez-Mendoza;Sánchez, 2017;Ganesan;Xu, 2017;García-Díaz et al, 2018). The existing genetic variability in the mineral (Silva et al, 2012;Zilio;Souza;Coelho, 2017) and phenolic compound (Santos et al, 2010;Marathe et al, 2011) concentrations in common bean increases the chances of success in breeding for nutritional quality.…”

Technological-Nutritional Quality Traits and Relationship to Bioactive Compounds in Mesoamerican and Andean Beans

“…Coefficients of variation (CV) ≤ 20% were obtained for the traits evaluated in both experiments, except for bioactive compounds, phytates (CV = 23.50%), and phenolic compounds (CV = 21.09%). Zilio, Souza and Coelho (2017) observed CV ≤ 29.80% for the mineral and phytate concentrations evaluated in 26 common bean genotypes of the Mesoamerican and Andean gene pools. These results suggest that adjustments in the technique for the extraction of bioactive compounds in common bean can contribute to increasing experimental precision.…”

Análise das alterações no perfil amino-proteíco em acessos de arroz (<i>Oryza sativa</i> L.) em função da diversidade do acúmulo de zinco em grãos

“…A possível relação de aumento de proteína em resposta a adubação com N foi estuda em cereais como cevada e trigo (Shewry et al, 2007) Na semente o fosfato apresenta-se em abundância na forma de ácido fítico, e ao atuar quelando cátions metálicos passa a ser denominado de fitato (Zílio et al, 2017). Ou seja, nada mais é que um complexo de armazenamento de cátions para a semente, que após o início da germinação vai sofrer hidrólise por fitases, afim de liberar os minerais para a plântula em formação (Iwai et al, 2012).…”

“…Ou seja, nada mais é que um complexo de armazenamento de cátions para a semente, que após o início da germinação vai sofrer hidrólise por fitases, afim de liberar os minerais para a plântula em formação (Iwai et al, 2012). As concentrações de P não apresentaram diferenças significativas entre as cultivares (Tabela 11), porém sua correlação com fitato é positiva (Figura 18), indicando a participação e armazenamento de P na forma de fitato para as sementes de arroz também, já que o fitato é descrito como a principal forma de armazenamento de P em grãos e leguminosas (Zílio et al, 2017).…”

“…Apesar do fitato ser conhecido como agente antinutricional, ele também desenvolve funções positivas no organismo humano, como antioxidante e preventivo contra câncer (Coelho et al, 2007). E além de sua interação com minerais, também tem alta correlação com proteínas, chegando a taxa de 0,73 para feijão (Zílio et al, 2017). Entretanto globulinas pertencente à família 11-12S são dificilmente extraídas com solução salina, e são eluídas juntamente com a porção de glutelinas, enviesando o resultado das proporções (Shewry, Halford, 2002 (Amagliani et al, 2017).…”