Chemical composition and antioxidant properties of rice grains with light-brown, red and black pericarp color

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia FarroupilhaRice (Oryza sativa) stands out as an important food, considering production and consumption. Although the rice usually cultivated in most countries is the one with light-brown pericarp color, there are other grains with red and black pericarp color, used for food in some regions of the world. The consumption of these grains is mainly related to their organoleptic characteristics, but some researches demonstrate that they can also present nutritional differences compared to light-brown color rice grains. So, the present research aimed at evaluating the chemical composition, the antioxidant characteristics and the physiological effect on rats, of rice grains with light-brown, red and black pericarp color, from recommended genotypes and weedy rice, for their utilization in the diet. The grains were obtained in the 2006/07 growing season, under equal conditions, in the experimental area of Universidade Federal de Santa Maria, RS. For the evaluation of the chemical composition the contents of total carbohydrates, amylose, fiber, protein, lipids, mineral matter and minerals were determined in brown rice grains. The antioxidant characteristics were determined from the concentration of total soluble phenolic compounds (TSPC) and the antioxidant activity (AOA), evaluated in grains with different processing (brown, polished, parboiled brown and parboiled polished; raw and cooked). By a bioassay, with healthy Wistar male rats fed diets containing brown rice grains with light-brown, red or black pericarp color, or a control diet, the effect of the consumption of these grains was evaluated. Body weight gain, feed consumption, epididymal fat pad, blood concentration of glucose, triglycerides, total cholesterol and HDL cholesterol, activity of the enzymes superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase in the liver, and lipid peroxidation in the blood and liver were determined. The results showed significant difference in the chemical composition among grains with light-brown, red and black pericarp, mainly in the content of fiber and minerals, and some genotypes with red and black pericarp stood out with higher concentration of some of the components evaluated, like protein and minerals. In the antioxidant characterization, significant difference was observed in the concentration of TSPC and AOA among genotypes, with the higher values for grains with red and black pericarp color, with positive and significant correlation between these parameters. Parboiling reduced the concentration of TSPC in the grains, with reduction in the AOA. In a similar way, cooking of the grains also reduced the concentration of TSFC, especially in brown and polished grains. In the bioassay, no significant effect of the diets containing rice grains was observed for most of the evaluated parameters, with effect only on the weight of the epididymal fat pad and on the activity of SOD in the liver, but with no difference among rice types. The increase in the activity of SOD may indicate possible reduction in the oxidative stress of the organism, but more research is necessary.O arroz (Oryza sativa) destaca-se como um dos principais alimentos, tanto em produção como consumo. Embora o arroz normalmente cultivado na maioria dos países seja aquele com pericarpo marrom-claro, também existem grãos com pericarpo vermelho e preto, utilizados na alimentação em algumas regiões do mundo. O consumo desses grãos está relacionado principalmente as suas características sensoriais, mas algumas pesquisas demonstram que eles também podem apresentar diferenças nutricionais em relação ao arroz com pericarpo marrom-claro. Dessa forma, este trabalho foi conduzido com os objetivos de avaliar a composição química, as características antioxidantes e o efeito fisiológico em ratos, de grãos de arroz com pericarpo marrom-claro, vermelho e preto, tanto de genótipos recomendados para cultivo como aqueles considerados daninhos, com vista a sua utilização na alimentação. Os grãos avaliados foram cultivados em ensaio de campo na safra 2006/07, sob iguais condições, em área de várzea da Universidade Federal de Santa Maria, RS. Para a avaliação da composição química foram determinados os teores de carboidratos totais, amilose, fibra alimentar, proteína, lipídios, matéria mineral e minerais, de grãos integrais. As características antioxidantes foram determinadas a partir da concentração de compostos fenólicos solúveis totais (CFST) e da atividade antioxidante (AAO), sendo avaliados grãos submetidos a diferentes processamentos (integral, polido, parboilizado integral e parboilizado polido; cru e cozido). Através de ensaio biológico, com ratos machos Wistar sadios alimentados com rações contendo grãos integrais de arroz com pericarpo marrom-claro, vermelho ou preto, ou ração controle, foi avaliado o efeito do consumo desses grãos. Foram avaliados o ganho de peso, consumo de ração, gordura epididimal, concentração sangüínea de glicose, triglicerídeos, colesterol total e HDL, atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase no fígado, e peroxidação lipídica no sangue e no fígado. Os resultados mostraram diferença significativa na composição química entre grãos com pericarpo marrom-claro, vermelho e preto, principalmente no teor de fibra e minerais, sendo que alguns genótipos com pericarpo vermelho e preto se destacaram por possuírem maior concentração de certos componentes avaliados, como proteína e minerais. Na caracterização antioxidante, foi observada diferença significativa na concentração de CFST e na AAO entre genótipos, sendo os maiores valores encontrados nos grãos com pericarpo vermelho e preto, com correlação positiva e significativa entre estes parâmetros. A parboilização reduziu a concentração de CFST nos grãos, com conseqüente redução da AAO. De forma semelhante, o cozimento dos grãos também reduziu a concentração de CFST, principalmente nos grãos integrais e polidos. No ensaio biológico não foi observado efeito significativo das rações contendo grãos de arroz para a maioria dos parâmetros avaliados, observandose efeito somente para o peso da gordura epididimal e a atividade da enzima SOD no fígado, mas sem diferença entre os tipos de arroz. O aumento na atividade da enzima SOD pode indicar possível redução no estresse oxidativo do organismo, entretanto maiores estudos são necessários