Functional properties of peanut genotypes adapted to the Brazilian semiarid region: reactive oxygen species scavenging activity and accessibility of polyphenols

O amendoim é um alimento conhecido pelo seu alto conteúdo proteico e lipídico, também, destaca-se com alto teor de compostos fenólicos, conhecidos por suas propriedades antioxidantes. A cultura do amendoim possui uma ampla adaptabilidade às condições tropicais e o seu cultivo no nordeste brasileiro possui um papel importante para a renda dos pequenos agricultores da região. Em atendimento a esses agricultores, a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) detém o programa de melhoramento genético do amendoim para ambientes semiáridos, no desenvolvimento de cultivares tolerantes ao estresse hídrico. No presente estudo, um total de 14 genótipos pertencentes Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa (sendo 6 genótipos tolerantes, 1 médio tolerante e 7 não tolerantes à seca) foram analisados quanto à composição fenólica e o potencial no sequestro de espécies reativas do oxigênio, além da análise da bioacessibilidade desses compostos após a digestão simulada in vitro, nunca antes determinados para tais genótipos. Este trabalho está organizado em quatro capítulos, divididos na seguinte forma: Capítulo I destina-se à revisão da literatura; Capítulo II descreve o estudo com os genótipos BR1 (tolerante à seca) e LViPE-06 (não tolerante à seca) para determinar as melhores condições de obtenção do extrato rico em compostos fenólicos com atividade antioxidante e para determinar o perfil fenólico dos cotilédones e películas pela técnica LC-ESI-QTOF-MS; Capítulo III, com base nas condições estabelecidas para a extração, foram produzidos os extratos (cotilédones e películas) dos 14 genótipos de amendoins e analisados quanto ao sequestro de cinco diferentes espécies reativas de oxigênio; Capítulo IV, a acessibilidade dos compostos fenólicos majoritários do amendoim, inclusive o ácido p-cumárico, do genótipo BR1 foi determinada por meio da digestão simulada in vitro. Os valores estabelecidos de temperatura e grau de hidratação do etanol para a obtenção dos extratos dos cotilédones foram de 60°C e 35% e para os extratos das películas os valores foram de 40°C e 60%, que permitiram obter extratos com os maiores teores de compostos fenólicos e atividade antioxidante. Por meio da técnica LC-ESI-QTOF-MS os principais compostos fenólicos presentes nos extratos dos cotilédones foram os derivados do ácido p-cumárico e do p-cumaroil e nos extratos das películas, as procianidinas oligoméricas do tipo A. Quanto ao sequestro de espécies reativas, os extratos de películas se mostraram excelentes, especialmente no sequestro do radical hidroxila cujos valores do IC50 foram inferiores à concentração de 0,1 μg/mL e, concentrações maiores dos extratos (IC50= 29,07 - 42,84 μg/mL) foram necessárias para o sequestro do peróxido de hidrogênio. Entre os extratos dos cotilédones, se destacou o extrato do amendoim do genótipo BR1, no sequestro do radical superóxido (inibição de 28,85% na concentração de 50 μg/mL), peróxido de hidrogênio (IC25= 304,61 μg/mL) e radical peroxila (738,97 μmol Trolox/g). A acessibilidade de sete compostos fenólicos majoritários de amendoim variou de 7 a 100% sendo que o ácido p-cumárico se apresentou em maior concentração após a digestão simulada in vitro (252,86 μg/g) quando comparada à do extrato da amostra não digerida (68,55 μg/g).Peanut is a food known for its high protein and lipid content as well as for its high content of phenolic compounds, which are described to have antioxidant properties. Peanut cultivation has a wide adaptability to tropical conditions and plays an important role in income generation among small local farmers in northeastern Brazil. To meet these farmers\' needs, the Brazilian Agricultural Research Corporation (Embrapa) holds a peanut genetic improvement program for semi-arid environments through which they develop cultivars tolerant to water stress. In this study, a total of fourteen genotypes from the Embrapa\'s Germplasm Active Collection (six drought-tolerant genotypes, one mild tolerant and seven non-drought tolerant) were analyzed for their phenolic composition, potential for scavenging reactive oxygen species, and bio-accessibility after in vitro simulated digestion, which have never been investigated for such genotypes. This study is organized into four chapters, as follows: Chapter I corresponds to the literature review; Chapter II describes the study with BR1 (drought tolerant) and LViPE-06 (non-drought tolerant) genotypes to determine the optimal conditions to obtain a phenolics-rich extract with antioxidant activity, as well as to determine the phenolic profile of peanut cotyledon and skin by the LC-ESI-QTOF-MS technique; Chapter III, based on the conditions established for extraction, cotyledon and skin extracts of the fourteen peanut genotypes were produced, which were analyzed for their scavenging capacity with five different reactive oxygen species; Chapter IV, the accessibility of the major phenolic compounds present in BR1 peanut genotype, including p-coumaric acid, was determined by in vitro simulated digestion. The optimal temperature and ethanol hydration to obtain the peanut cotyledon and skin extracts were 60°C and 35% and 40°C and 60%, respectively, which yielded extracts with the highest contents of phenolic compounds and strong antioxidant activity. The analysis by LC-ESI-QTOF-MS identified the main phenolic compounds present in the extracts, namely: derivatives of p-coumaric acid and p-cumaroil in cotyledon extracts, and type A oligomeric procyanidins in skin extracts. Skin extracts showed excellent reactive species scavenging activity, especially of hydroxyl radical, as IC50 values were lower than 0.1 μg/mL; higher concentrations of the extracts (IC50 = 29.07-42.84 μg / mL) were required for scavenging hydrogen peroxide. Among the cotyledon extracts, the extract from peanut genotype BR1 showed promising capacity to scavenge superoxide radical (inhibition of 28.85% at 50 μg/mL), hydrogen peroxide (IC25 = 304.61 μg/mL) and peroxyl radical (738.97 μmol Trolox/g). The bio-accessibility of seven major phenolic compounds ranged from 7% to 100%, with a higher concentration of p-coumaric acid found after in vitro simulated digestion (252.86 μg/g) as compared to the undigested extract (68.55 μg/g)