Interaction between black rice genotypes and growing locations on phenolic compounds profile and physical-chemical attributes

Rice is one of the most produced cereals in the world and the demand for special cultivars, which includes rice for Japanese and Italian cuisine, aromatic rice and pigmented rice, is increasing. The varieties that possess pigmented pericarp have larger amounts of phenolic compounds than the other varieties, with anthocyanins being the main phenolic group of black rice. In addition to genetic factors, environmental factors during the crop development may impact on food quality, and these differences can be used as distinctive characteristics for geographical origin discrimination. Different compounds, separation techniques, and identification techniques as well as several statistical tools can be used to identify compounds or variables that allow discrimination according to the growing location of foods. The objective of this study was to evaluate effects of the growing location on the phenolics profile (including phenolic acids, anthocyanins and other flavonoids) by LC-MS, and the physicochemical attributes of black rice produced in three municipalities of São Paulo (Guaratinguetá, Roseira and Taubaté) and in three municipalities of Rio Grande do Sul (Alegrete, Capão do Leão and Santa Vitória do Palmar). The conditions of Santa Vitória do Palmar, where it is believed that it is mainly due to its latitude and the conditions of the winds during the maturation phase of the rice, favored the occurrence of chalkness in line AE 153045, but did not have implications in genotype IAC 600. The phenolics accumulation, including phenolic acids, flavonoids, and anthocyanins, was modified by the environment, where the tendency was observed for a greater accumulation of these compounds when the grains were produced in SVP. The multivariate statistical analysis made it possible to differentiate the genotypes, with vanillic acid being the main compound responsible for the discrimination. Using the phenolics composition of the free fraction and evaluating each genotype separately, it was possible to discriminate the growing locations, where the principal components explained 98% of the variability in both genotypes. The compounds that had a VIP score higher than 1.0, responsible for the discrimination of the AE 153045 genotype at the different growing locations were hesperetin, vanillic acid, and quercetin-3-O-glucoside, while the compounds responsible for the discrimination of IAC 600 genotype at the different growing locations were quercetin, vanillic acid, quercetin-3-O-glucoside, and p-coumaric acid.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESO arroz é um dos cereais mais produzidos no mundo e a demanda por cultivares especiais, que inclui arroz voltados à culinária japonesa e à italiana, arroz aromático e arroz pigmentado, vem aumentando. Os tipos que possuem pericarpo colorido possuem maiores quantidades de compostos fenólicos do que os demais tipos, sendo as antocianinas o principal grupo de fenólicos do arroz preto. Além de fatores genéticos, os fatores ambientais durante o desenvolvimento da cultura podem impactar na qualidade dos alimentos e essas diferenças podem ser utilizadas como características distintivas e de denominação de origem. Diferentes compostos, técnicas de separação e identificação e ferramentas estatísticas podem ser utilizadas para identificar compostos ou variáveis que possibilitem a discriminação de acordo com o local de cultivo de diversos alimentos. Objetivou-se com o estudo avaliar efeitos do local de cultivo sobre o perfil de compostos fenólicos (incluindo ácidos fenólicos, antocianidinas e outros flavonoides), por LC-MS, e atributos físico-químicos dos grãos de arroz preto produzidos em três municípios de São Paulo (Guaratinguetá, Roseira e Taubaté) e em três municípios do Rio Grande do Sul (Alegrete, Capão do Leão e Santa Vitória do Palmar As condições de Santa Vitória do Palmar, onde acredita-se que se deve principalmente à sua latitude e às condições dos ventos durante a fase de maturação do arroz, favoreceram a ocorrência de gessamento na linhagem AE 153045, mas não teve implicações no genótipo IAC 600. O acúmulo de compostos fenólicos, incluindo ácidos fenólicos, flavonoides e antocianinas foi modificado pelo ambiente, onde a tendência observada foi de um acúmulo maior destes compostos quando os grãos foram produzidos em SVP. A análise estatística multivariada permitiu diferenciar os genótipos, sendo o ácido vanílico o principal composto responsável pela discriminação. Utilizando a composição fenólica da fração livre e avaliando cada genótipo separadamente, foi possível discriminar os locais de crescimento, onde os componentes principais explicaram 98% da variabilidade, em ambos genótipos. Os compostos que apresentaram pontuação VIP superior a 1,0, responsáveis pela discriminação do local de cultivo da linhagem AE 153045 foram a hesperetina, o ácido vanílico e a quercetina-3-O-glicosídeo e da cultivar IAC 600 foram a quercetina, o ácido vanílico, a quercetina-3-O-glicosídeo e o ácido p-cumárico