Transformações fisica e bioquimica de isoflavonas conjugadas de soja (Glycine max L.) e o efeito na atividade biologica in vitro

Orientador: Yong Kun ParkTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: As isoflavonas são conhecidas por suas atividades biológicas tais como, atividades estrogênica, antifúngica, antioxidante e antitumoral (mama e próstata), além de inibir a atividade de enzimas ligadas à divisão celular, sendo estas atividades biológicas mais acentuadas nas formas agliconas que glicosiladas. Sua presença em produtos de soja, tem sido relatada como importante para a saúde humana, além do que o Brasil é o maior exportador de soja no mundo a partir de 2003. O presente trabalho de tese teve como objetivos, avaliar os teores de isoflavonas e seus conjugados presentes em cultivares de soja brasileiros e em alguns produtos à base de soja, bem como, discutir os efeitos associados à presença de isoflavonas, em suas diferentes formas, nas propriedades biológicas (antioxidante, antiinflamatória e antimicrobiana) encontradas em extratos alcoólicos de soja. Analisou-se os teores de isoflavonas em cultivares de soja (Glycine max L.) provenientes de diferentes órgãos estaduais e federais de pesquisa em soja e o efeito da temperatura na extração de isoflavonas de soja. As concentrações mais elevadas de isoflavonas foram obtidas principalmente por extração alcoólica em solução 80 ou 90% de metanol e solução 60 ou 70% de etanol. Foi avaliada a composição de isoflavonas presentes em soja, após tratamento térmico e por radiação gama. A farinha de soja foi tratada por aquecimento a 100 e 121°C por 20, 40 e 60 min; a 121°C por 40 e 60 min, alonil-isoflavonas em farinha de soja foram completamente transformadas a glicosil-isoflavonas. A radiação gama também promoveu a redução no conteúdo de isoflavonas. O extrato metanólico de soja tratado por radiação gama apresentou uma perda gradual no conteúdo de isoflavonas totais (perda de 33,5%), mas em farinha de soja, rica em fibras, a radiação gama teve pouco efeito (perda de 9,96%). Por outro lado, o fungo filamentoso Aspergillus onJzae ATCC 22786 produziu alta atividade de 13-glicosidase, a qual foi capaz de converter glicosil-isoflavonas em agliconas presentes em farinha de soja. Glicosil-isoflavonas (daidzina, glicitina e genistina) foram eficientemente transformadas às suas formas agliconas (daidzeína, gliciteína e genisteína) por fermentação em estado sólido por 48 h a 30°C com esporos (107 esporosjmL) ou pela l3-glicosidase de A. oryzae, após 30 min a 40°C. Após o tratamento da farinha de soja com P-glicosidase, 85,5% das glicosil-isoflavonas foram hidrolisadas às formas agliconas. O tratamento térmico a 121°C seguido da reação enzimática, produziu grande quantidade de isoflavonas agliconas. Portanto, o tratamento combinado de aquecimento a 121°C e reação com p-glicosidase de A. oryzae ATCC 22786 pode transformar eficientemente malonil-isoflavonas a glicosil-conjugados e, posteriormente, a agliconas. Além disso, os extratos metanólicos de farinha de soja tratada com aquecimento e P-glicosidase demonstraram elevadas atividades antioxidantes. No entanto, o tratamento com aquecimento e reação enzimática não mostrou claramente um aumento nas atividades antimicrobiana e antiinflamatória.Abstract: The isoflavones from soybean are known to have several biological properties such as estrogenic, antimicrobial and antitumoral (breast and prostate) activities, besides inhibiting the activity of enzymes linked to the cellular division. These properties are shown to be more accentuated in the aglycone than glycoside forms. Their presence in soy products have been reported with a number of beneficial health effects. In addition, Brazil is a major soybean producer in the World. The main objectives of this work of Thesis was to evaluate the isoflavone contents, and its conjugate forms, present in different Brazilian soybean cultivars, as well as, in some soy products. Other objective of this work, was to discuss the effects associated to the presence of isoflavones with some biological properties (antioxidant, anti-inflammatory, and antimicrobial) into alcoholic extracts of soybean. The isoflavone contents was analyzed in different soybean cultivars donated by State and Federal Organization on Soy Research, and the effect of the temperature in the extraction of soybean isoflavones. The high isoflavone concentrations were obtained mainly by alcoholic extraction using 80% methanol and 60% ethanol solutions. As a major soybean producer, Brazil finds important to characterize the isoflavone composition of the some Brazilian soybean cultivars, which were treated with heat processing and gamma irradiation. Soybean flour was treated by heating at 100 and 121°C for 20, 40, and 60 mino At 121°C for 40 and 60 min, the isoflavone malonate into defatted soybean flour was completely converted to their glycoside conjugates. Gamma irradiation also promoted some reduction in isofIavone profiles. The methanolic extract of soybean treated by y-radiation had a gradual decreasing in their isofIavone contents (loss of 33.5%), but on soybean fIour, rich in fiber, the y-radiation had a little effect (loss of 9.96%). On the other hand, the filamentous fungus Aspergillus oryzae ATCC 22786 a high f3-glucosidase producer, was found to be able to convert glycoside isofIavones to aglycones forms present into soybean fIour. It was observed that the glycoside isofIavones extracted such as, daidzin, glycitin and genistin, were efficiently transformed into their aglycones forms (daidzein, glycitein and genistein) by solidstate fermentation after 48 h at 30°C with A. oryzae spores (107 sporesjmL) or f3-glucosidase after 30 min at 40°C. After treatment of the methanolic extracts with f3-glucosidase, 85.5% of glycoside isofIavones were hydrolyzed by this enzyme to form aglycones. The enzymatic reaction on the methanolic extract from the soybean sample treated at 121°C indicated that the glycoside isoflavones were efficiently transformed into aglycones. Therefore, combined application of heat treatment at 121°C and the fungal p-glucosidase could transform efficiently malonylglycoside isoflavones and glycoside isoflavones to aglycones. Furthermore, methanolic extracts of soybean sample treated by heating and with P-glucosidase demonstrated higher antioxidant activity. However, the treatment by heating and enzyme reaction do not show an increasing in the antimicrobial and anti-inflammatory activities.DoutoradoDoutor em Ciência de Alimento