Bioactivity of the amaranth grain : in vitro assessment of the binding bile acids and inihibitory activity of the angiotensin converting enzyme.

Resumo: O amaranto vem se destacando como uma excelente fonte alternativa ou complementar de proteínas alimentares devido à sua composição balanceada em aminoácidos essenciais. A cultura do amaranto (Amaranthus cruentus BR Alegria) vem sendo introduzida no Brasil por sua ótima qualidade nutricional, alto teor de proteínas e melhor valor biológico que a de cereais, e funcional, além de características agronômicas de adaptabilidade. Apesar de o amaranto ter sido bem caracterizado quimicamente e apresentar componentes relacionados a diferentes atividades bioquímicas com potencial fisiológico, pouco se conhece sobre seu potencial funcional. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a atividade inibidora da enzima conversora da angiotensina (ECA) e a capacidade ligante de ácidos biliares (AB) da farinha desengordurada de amaranto e seus produtos. Farinha integral foi obtida pela moagem do grão de Amaranthus cruentus (variedade BR Alegria) e tratada com hexano para obtenção da farinha desengordura (FDA), utilizada para a produção do concentrado protéico de amaranto (CPA). Para obtenção de hidrolisados protéicos, CPA, sem e com tratamento térmico prévio (90°C/ 30 minutos), foi hidrolisado com a enzima Alcalase, até atingir 12% de grau de hidrólise (GH). As farinhas e seus produtos derivados foram caracterizados quanto à composição e perfis eletroforético e cromatográfico de suas proteínas. A digestão in vitro das proteínas também foi avaliada e o material digerido utilizado para avaliação da atividade inibidora da ECA. A farinha integral de amaranto e seus derivados apresentaram composição semelhante à encontrada na literatura. O tratamento térmico prévio do CPA não alterou o padrão de atividade das enzimas utilizadas, pois o perfil eletroforético e cromatográfico (fase reversa e exclusão molecular) mostraram-se semelhantes. Todos os hidrolisados protéicos e digeridos apresentaram capacidade de inibir a ECA in vitro. No entanto, os digeridos do CPA sem e com tratamento térmico prévio (DCPAst e DCPAtt respectivamente) apresentaram menor atividade inibidora da ECA (IC50 de 0,439 mg proteína/mL e 0,475 mg proteína/mL respectivamente) que os hidrolisados com Alcalase tanto antes (HPAst e HPAtt) como após a digestão in vitro (DHPAst e DHPAtt) que apresentaram IC50 0,118 a 0,176 mg de proteína/mL. Estes resultados sugerem que, in vivo, a ingestão da proteína de amaranto intacta pode apresentar menor atividade inibidora da ECA quando comparada à ingestão da proteína previamente hidrolisada com Alcalase. A digestão in vitro não alterou a atividade inibitória da ECA dos hidrolisados, sugerindo que os peptídeos inibidores da ECA liberados pela ação da Alcalase foram resistentes à hidrólise gastrintestinal. A capacidade ligante de ácidos biliares dos produtos de amaranto (FDA, CPA, HPAst e resíduo alcalino ? RA - obtido da extração do CPA) e da colestiramina (utilizada como controle positivo), foi diferente em função do ácido biliar estudado (ácidos cólico, taurocólico, glicocólico e deoxicólico). A colestiramina apresentou a maior atividade ligante para todos os AB testados, diferindo-se de todas as amostras (p<0,05). O RA, mais rico em fibras (8,6%), apresentou a menor atividade ligante para os AB testados, com exceção do ácido glicocólico, que os demais produtos. A FDA apresentou atividade ligante intermediária para todos os AB, porém semelhante à do CPA com o ácido deoxicólico e do HPAst com o ácido taurocólico, que apresentaram as maiores atividades. A FDA e CPA apresentaram capacidade ligante de ácidos biliares secundários tóxicos à mucosa intestinal. A partir dos resultados obtidos não foi possível afirmar se foram as proteínas, as fibras ou eventualmente outro componente não avaliado, o principal responsável por esta atividade. Com a comprovação das atividades inibidora da ECA e ligante de ácidos biliares in vitro, sugere-se a realização de estudos in vivo, sendo o experimento in vivo um método mais confiável para avaliar a atividade biológica das proteínas de amaranto e demais componentes.Abstract: Amaranth has been highlighted as an excellent alternative or complementary source of food protein due to its balanced amino acid composition. The culture of amaranth has been introduced into Brazil on account of its optimum nutritional (high protein content and better biological quality than that of cereal protein) and functional quality, apart from its agricultural characteristics and adaptability. Although amaranth has been well characterised chemically and present components related to different biochemical activities with physiological potential, little is known about its functional potential. The objective of the present work was to evaluate the inhibitory activity of the angiotensin converting enzyme (ACE) and the capacity to bind with the bile acids (BA) of defatted amaranth flour and its products. Whole flour was obtained by grinding the Amaranthus cruentus grain (BR Alegria variety), and treating with hexane to obtain the defatted flour (ADF), used to produce the amaranth protein concentrate (APC). To obtain the protein hydrolysates, APC, with and without prior heat treatment (90ºC/ 30 minutes), was hydrolysed using the enzyme Alcalase to a 12% degree of hydrolysis (DH). The flours and their derived products were characterised with respect to the electrophoretic and chromatographic compositions and profiles of their proteins. The in vitro digestibility of the proteins was also evaluated and the digested material used to determine the ACE inhibitory activity. The whole amaranth flour and its derivatives presented a composition similar to that found in the literature, and the prior heat treatment of the APC did not alter the activity pattern of the enzymes used, since the electrophoretic and chromatographic profiles (reverse phase and molecular exclusion) were shown to be similar. All the protein hydrolysates, before and after digestion, showed in vitro ACE inhibitory capacity. However, the digested APC, with or without prior heat treatment (DAPCnt and DAPCht, respectively) presented less ACE inhibitory activity (IC50 of 0,439 mg protein/mL and 0,475 mg protein/mL, respectively) than the Alcalase hydrolysates both before (APHnt and APHtt) and after in vitro digestion (DAPHnt and DAPHtt), which presented IC50 values of from 0,118 to 0,176 mg protein/mL. These results suggest that, in vivo, the ingestion of intact amaranth protein could present less ACE inhibitory activity than when ingesting protein previously hydrolysed with Alcalase. In vitro digestion did not change the ACE inhibitory activity of the hydrolysates, suggesting that the ACE inhibitory peptides liberated by the action of Alcalase were resistant to gastro-intestinal hydrolysis. The bile acid binding capacity of the amaranth products (ADF, APC, APHnt and the alkaline residue - AR - obtained from the extraction of APC) and of cholestyramine (used as the positive control), varied as a function of the bile acid studied (cholic, taurocholic, glycocholic and deoxycholic acids). The cholestyramine showed greater binding activity with all the BAs tested, differing from all the samples (p