Influência do tempo de armazenamento a 11°C sobre algumas características físicas de cultivares de feijão guandu (Cajanus cajan L.)

Influence of storage time at 11ºC on some physical characteristics of guandu beans (Cajanus cajan L.) cultivars

INFLUÊNCIA DO TEMPO DE ARMAZENAMENTO A 11°C SOBRE ALGUMAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE CULTIVARES DE FEIJÃO GUANDU (Cajanus cajan L.)¹

S.G. CANNIATTI-BRAZACA²; J. MANCINI FILHO³; J.M. SALGADO⁴; N.J. NOVAES⁵

RESUMO

Foram avaliadas as seguintes características físicas: densidade, água absorvida e tempo de cocção de 33 cultivares de feijão guandu. A densidade ficou estável durante o armazenamento entre os cultivares. A relação entre a massa hidratada pela massa inicial foi acima de 2,0 até aos 6 meses para a maioria dos cultivares sendo que aos 9 meses tivemos algumas cultivares que não atingiram relação acima de 2,0 e aos 12 meses somente 2 cultivares atingiram relação 2,0. A relação do tempo de cocção inicial pelo tempo de cocção em diferentes tempos demonstrou comportamentos distintos entre os cultivares, sendo que os cultivares L-16 e L-14 apresentaram as maiores relações entre o tempo inicial e o período de 12 meses de armazenagem. .Por esses resultados, pôde-se observar a grande variabilidade das características físicas dos diferentes cultivares estudados. No entanto houve a possibilidade de selecionar as cultivares L-03; L-09; L-29; L-30 e L-36 por apresentarem maior estabilidade frente ao tempo de armazenamento.

Palavras chaves: Feijão guandu, densidade, absorção de água, cocção.

SUMMARY

INFLUENCE OF STORAGE TIME AT 11ºC ON SOME PHYSICAL CHARACTERISTICS OF GUANDU BEANS (Cajanus cajan L.) CULTIVARS. Physical characteristics as density, water absorbed, and cooking time of 33 cultivars of guandu beans were evaluated. Density was stable during storage among cultivars. The ratio between the initial hydrated mass was over 2.0 until 6 months for most cultivars and the ratio of some cultivars failed to reach over 2.0 at 9 months and at 12 months only 2 cultivars reached a 2.0 ratio. The ratio of initial cooking time to the cooking time at different times showed distinct behavior among cultivars and cultivars L-16 and L-14 had the highest ratios between initial time and a 12-month storage period. These results showed the great variability of the physical characteristics of the varied cultivars studied. Cultivars L-03, L-09, L-29, L-30, and L-36, however, were likely to be selected due to their higher stability concerning storage time.

Key words: Guandu beans, density, water absorption, cooking.

1 - INTRODUÇÃO

O feijão guandu é uma leguminosa consumida por populações de regiões tropicais, especialmente a Índia, que tem esta leguminosa como base de sua alimentação. Apresenta na sua composição elevado teor protéico, semelhante a outras leguminosas. A composição em aminoácidos é semelhante ao feijão comum (Phaseolus vulgaris L.), apresentando a metionina como aminoácido limitante. Com isto a complementação das proteínas do feijão guandu com as proteínas do arroz também eleva o valor biológico das mesmas⁶. Apresenta também teores expressivos de cálcio, ferro, magnésio e fósforo. No entanto estão também presentes nos grãos compostos tais como, o ácido fítico, ácido oxálico, polifenóis e fibras que interferem no aproveitamento dos minerais pelo organismo, diminuindo a biodisponibilidade dos mesmos⁷.

A avaliação agronômica demonstra que as plantas do feijão guandu apresentam período de maturação curto. Existem cultivares de feijão guandu que florecem em 70 dias e estão maduros após 120 dias. Apresentam produção elevada de grãos chegando a 1900 kg/ha⁵.

Os parâmetros físicos para avaliação dos grãos de feijão guandu são importantes pois estão relacionados com a qualidade da semente. SOUZA ²⁸ e SOUZA et al ²⁹ verificaram que a relação de hidratação do feijão guandu foi de 2,38, a qual é superior à encontrada para a soja e o feijão comum. Observaram também que o tempo de hidratação ideal foi de 4 horas, sendo cerca de 3 vezes menor do que o exigido pela maioria das cultivares do feijão comum. SOUZA (1987)²⁸ pôde observar que a presença de "hard beans" foi pequena (0,65%), não encontrando correlação entre a quantidade de água absorvida e o tempo de cocção. A curva de hidratação pode variar de cultivar para cultivar no feijão comum, assim como a quantidade de água absorvida¹⁰. AGUILERA & BALLIVIAN¹ observaram que a dureza final para o feijão comum foi maior com o aumento da umidade (8 a 14%) e a temperatura de estocagem (8,5 a 40°C). No entanto, a composição química das sementes influencia o tempo de cocção, o qual no feijão guandu está positivamente correlacionado com o conteúdo de ácido fítico²². Para grãos sem cascas, o tempo de cocção relaciona-se de forma positiva com o conteúdo de magnésio, pectina e negativamente com os teores de fitina, proteínas e sólidos dispersos no meio de cocção¹⁹.

Segundo DURIGAN et al ¹⁰ para diferentes variedades do feijão comum, quanto maior a densidade, menor a relação de hidratação e quanto menor a relação de hidratação, maior o tempo para cozimento. Estes autores observaram, também, que a quantidade de água absorvida varia entre os cultivares, assim como a presença de "hard shell". Os cultivares que apresentaram maior quantidade de "hard shell" apresentaram também problemas na absorção inicial de água e portanto, no tempo necessário para a hidratação completa de todos os grãos.

Rotineiramente os feijões são hidratados antes da cocção por 12 a 16 horas, sendo isto necessário para diminuir o tempo de cocção. No entanto, o processo causa a perda de sólidos solúveis e promove o desenvolvimento de microrganismos. Ocorre um máximo aparente de hidratação, pois, após certo tempo, a perda de peso pela migração de sólidos solúveis é maior que o ganho em peso devido à absorção de umidade. A velocidade de hidratação varia de acordo com a temperatura da água²¹. O papel dos constituintes das microestruturas no processo de absorção de água pelo grão ainda é desconhecido. A casca das sementes, o hilo e o microfilo têm individualmente sido relatados como responsáveis pela permeabilidade das sementes de leguminosas, como também por agirem em conjunto na absorção ou remoção da água do grão^{5, 24}. O endurecimento dos grãos tem sido atribuído, entre outros mecanismos, à lignificação, envolvendo polimerização de compostos fenólicos. As células da parede do cotilédone contêm 0,4 a 0,6% de lignina, podendo também afetar o tempo de cocção do feijão comum^11,22,30. O nitrogênio da parede celular e a hemicelulose se transferem da casca para o cotilédone no feijão comum, quando as condições de estocagem são de 40°C e umidade relativa de 80%, fazendo com que haja o endurecimento dos grãos para a cocção²³. As altas temperaturas e as condições de umidade relativa alta fazem com que os taninos migrem da casca para a parede do cotilédone e lamela média, provocando grãos "hard to cook". A oxidação dos taninos na casca pode restringir a mobilidade da água e então contribuir para as condições "hard shell" em sementes de leguminosas estocadas³².

Dentro da perspectiva de complementar os resultados obtidos em outros trabalhos por nós realizados com o feijão guandu, nos propusemos neste trabalho avaliar alguns parâmentros físicos dos grãos do feijão guandu armazenados por até doze meses à 11°C.

2 - MATERIAL E MÉTODOS

2.1 - Matéria prima

Os grãos de feijão guandu foram provenientes do Centro de Pesquisa de Pecuária do Sudeste (CPPSE) - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - EMBRAPA (São Carlos, SP), com sementes originadas do Brasil e Índia. As linhagens foram fruto de uma prospecção feita em várias regiões do Brasil (Estados de São Paulo, Minas Gerais e Santa Catarina), que visou resgatar os genótipos existentes. Os cultivares de origem do Estado de São Paulo foram os L- e o G-84; de Santa Catarina G-61; de Minas Gerais G-17, G-20, G-28, G-36 e G-47 e da Índia G-07 e G-08.

Os grãos dos 33 cultivares, após colheita e secagem até umidade média de 10%, foram armazenados em refrigerador a temperatura de aproximadamente 11°C em sacos plásticos de polietileno para alimentos fechados sobre condições ambiente com pressão normal, por um período de 12 meses, sendo os testes físicos realizados nos seguintes tempos 0, 3, 6, 9 e 12 meses. Os testes foram realizados com 2 repetições, com variação não superior a 5% entre as medidas.

2.2 - Densidade

A densidade foi medida pelo deslocamento de água provocado pelos grãos em uma proveta de capacidade de 100 ml contendo 50 ml de água destilada, onde foram colocadas 10 g de grãos de feijão guandu e medido imediatamente o deslocamento da água destilada, sendo determinada pela relação d= m/v sendo expressa em g/mL. Este teste foi realizado de 3 em 3 meses, até completar 12 meses (DURIGAN et al ¹⁰).

2.3 - Tempo de hidratação

A medida do tempo de hidratação foi feita segundo MORRIS et al. (1950)¹⁸, colocando-se 20 g de feijão guandu em 50 ml de água à temperatura ambiente, e fazendo a medida de absorção de 1 em 1 hora, até que se estabilizasse a absorção. A hidratação foi realizada no tempo 0 (após colheita) 3, 6, 9 e 12 meses. Foi calculada a relação massa hidratada/ massa inicial (SOUZA et al ²⁹).

2.4 - Tempo de cocção

Os grãos de feijão guandu foram previamente embebidos em água destilada por 10 horas à temperatura ambiente e posteriormente o tempo de cocção foi medido pelo uso do equipamento de cocção de Mattson⁴. O tempo de cocção foi determinado quando 50% mais um dos bastões perfuraram os grãos. O tempo de cocção foi medido de 3 em 3 meses após a data da colheita até 12 meses com duas repetições. Foi calculada a relação entre tempo inicial de cocção e o tempo de cocção nos diferentes tempos.

3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO

Após os grãos serem colhidos foram realizadas as medidas e posteriormente armazenados para análise após 3, 6, 9 e 12 meses, os resultados obtidos podem ser vistos nas Gráficos 1, 2 e 3.

A densidade dos grãos de feijão guandu estocados não apresentou diminuição marcante com o passar do tempo.

Dos 33 cultivares analisados, 8 não apresentaram modificações (L-01, L-02, L-07, L-08, L-11, L-26, L-28, G-61); cinco apresentaram modificações na densidade somente após 12 meses de estocagem (L-15, L-16, G-07, G-36 e G-47); 9 apresentaram modificações após 9 meses de estocagem (L-10, L-12, L-13, L-14, L-22, L-29, G-08, G-51, G-84); 9 após 6 meses de estocagem (L-05, L-09, L-17, L-23, L-30, L-36, G-17, G-20 e G-28) e 2 apresentaram modificações já aos 3 meses de estocagem (L-03 e L-04). As modificações em todos os cultivares foram sempre negativas. como pode ser observado no gráfico 1.

Os valores mínimo e máximo da densidade no tempo 0, foram de 1,23 a 1,59 g/mL, aos 3 meses de 1,19 a 1,45 g/mL, aos 6 meses de 1,15 a 1,35 g/mL, aos 9 meses de 1,18 a 1,30 g/mL, aos 12 meses de 1,16 a 1,26 g/mL, obtendo-se as seguintes diferenças: tempo 0 igual a 0,36 g/mL; aos 3 meses 0,26; aos 6 meses 0,15; aos 9 meses 0,12 e aos 12 meses 0,10 g/mL. Constatou-se que a diferença entre as maiores e menores densidades diminuiu com o passar do tempo, indicando tendência a se igualarem possivelmente pelas mesmas condições que os grãos foram mantidos.

BOURNE³ verificou que a densidade relativa do feijão comum Phaseolus vulgaris diminuiu quando os feijões embeberam água antes da cocção. Contudo, a taxa de densidade relativa é tão ampla que engloba diferenças nas densidades tanto nos feijões normais como dos "hard shell", dando condições de separar os feijões "hard shell". Os menores grãos foram os que apresentaram as maiores porcentagens de "hard shell".

O Gráfico 2 mostra a relação entre a massa hidratada (g)/ massa inicial (g) em diferentes tempos de estocagem. Pôde-se verificar que o comportamento dos trinta e tres cultivares foi semelhante, diminuindo a quantidade de água absorvida com o aumento do tempo de estocagem, independente do cultivar e características genéticas de tamanho da semente ou da cor. O ponto ideal de hidratação é aquele no qual o grão pesa 2 vezes mais do que o seu peso inicial, ou seja, quando o grão dobra de peso¹⁶. Na maior parte dos cultivares analisados até os 6 meses de estocagem houve absorção maior do que o dobro do peso inicial, porém aos 12 meses somente os cultivares L-16 e L-22 atingiram esta relação. O tempo de 4 a 5 horas foram suficientes para ocorrer absorção de água do equivalente ao peso, com exceção após 12 meses de estocagem, quando ocorreu a estabilização de absorção de água antes de se atingir o dobro do peso. Para as demais leguminosas, de maneira geral, o tempo necessário para completar a hidratação é maior (por volta de 12 horas para o feijão comum)¹⁷. As diferenças encontradas quanto à quantidade de água absorvida entre os cultivares provavelmente ocorram devido a problemas relacionados com a casca e/ou cotilédones dos mesmos, os quais são intrínsicos ao vegetal e transmissíveis geneticamente¹⁸. A quantidade de água absorvida para o feijão comum, após estocagem, pode estar relacionada com a cor do cultivar, volume da semente e área do íleo, e não com a dureza da casca das sementes³¹. Para o tempo de 12 meses de estocagem, comparando as cores dos grãos com a quantidade de água absorvida, pôde-se observar que os grãos mais escuros absorveram menos água em relação aos claros, com raras exceções, como o cultivar L-31 que, embora seja escuro, apresentou absorção inicial semelhante ao dos cultivares mais claros. Em relação ao tamanho do grão, não foi observada influência do mesmo na quantidade de água absorvida⁵.

DESHPANDE et al. (1984)⁹ relacionaram a quantidade de água absorvida no período inicial (primeiras 6 horas) com a densidade dos grãos de 10 cultivares de feijão comum⁸. Nesse estudo não foi observada relação entre a densidade e a quantidade de água absorvida.

A absorção de água para os grãos de feijão comum armazenados a 41°C a 100% de umidade relativa, por curto período de tempo já apresentaram alterações na ligação entre o plasmalema e a parede celular, bem como a desintegração das organelas e inclusões do citoplasma. Entretanto estas trocas estruturais não afetaram o modo de penetração da água nos feijões estocados, como determinado por auto radiografia³³.

A estocagem sob condições de temperatura e umidade altas afetam a quantidade de água absorvida². Este fator não pode ser considerado neste estudo, pois as condições de estocagem foram as mesmas para os diferentes cultivares do feijão guandu. As diferenças na absorção de água não explicam o aumento do tempo de cocção, requerido para os feijões estocados¹⁴. KON ¹⁵ determinou os efeitos da temperatura de embebição na perda de sólidos e não o efeito da estocagem no nível ou taxa de perda de eletrólitos durante a embebição. Quando a temperatura de embebição foi maior que 90°C, pôde-se observar diminuição do tempo de cocção dos feijões frescos, devido principalmente a inativação da fitase. No entanto, a temperatura da água de embebição não teve efeito no tempo de cocção, quando os feijões estocados tinham sido submetidos à hidrólise do ácido fítico durante a estocagem.

A temperatura da água de embebição está diretamente ligada à velocidade de hidratação, para feijão comum, soja e ervilha, quanto maior a temperatura, maior a velocidade de hidratação, tendo a casca apresentado efeito na taxa de hidratação e essa dependência da temperatura da água²¹.

As variedades de feijão comum com a maior porcentagem de "hard shell" foram as que apresentaram maior velocidade final de absorção de água. Para as cultivares de feijão guandu estudadas o valor máximo de absorção foi obtido na primeira hora, não tendo sido observados grãos "hard shell"¹⁰.

O tempo de cocção é um outro parâmetro importante na avaliação das características dos grãos. No Gráfico 3 podemos observar a relação entre tempo de cocção inicial e tempo de cocção em diferentes tempos de estocagem (3,6,9 e 12 meses). Pelos resultados pode-se observar que o tempo de cocção aumentou com o tempo de estocagem em todos os cultivares, sendo que os cultivares de origem dos Estados de Santa Catarina, Minas Gerais e da Índia apresentaram tempos de cocção mais elevados comparados somente a L-01 e L-17. O maior tempo encontrado foi para os cultivares G-36 e G-51 e o menor para a L-16, sendo aproximadamente 3 vezes maior para as cultivares G-36 e G-51. SINGH et al. ²⁷ encontraram valores semelhantes aos nossos trabalhando com feijão guandu após 3 meses de estocagem. Pôde-se observar a grande variabilidade no tempo de cocção frente às diferentes cultivares.

As relações entre o tempo de cocção inicial e os diferentes tempos de estocagem demonstra claramente o endurecimento dos grãos com consequente aumento no tempo de cocção. O comportamento dos cultivares foram diferentes embora todos tenham aumentado a relação como pode ser observado no gráfico 3.

O endurecimento no decorrer de um ano, foi bem variável para todos os cultivares independente de sua carga genética, apresentando relação de até 4,5 para os cultivares L-14 e L-16 Entre os cultivares, algumas aumentaram mais o tempo de cocção do que outras, como o observado para o feijão comum por vários autores ^10,12,13,25.

No feijão preto a firmeza está mais relacionada ao escleroma que ao "hard shell" e, neste caso, o magnésio e o cálcio possuem papel importante, pois interagem com ácido fítico, propiciando o desenvolvimento da dureza do grão²⁶.

O processo de respiração fisiólogica, a qual gera calor, dióxido de carbono e vapor d’água tem influência no endurecimento dos grãos. Quando o material utilizado para embalar os feijões é mais permeável, como por exemplo sacos de poliolefinas, estes produtos não são acumulados, mas quando são utilizadas embalagens de materiais semipermeáveis ou impermeáveis que podem, potencialmente, modificar a atmosfera interna, então o vapor d’água é acumulado, aumentando a umidade relativa interna e acelerando o processo de endurecimento². O feijão guandu foi armazenado em embalagem permeável (saco de polietileno para uso em alimentos), fazendo com que o endurecimento dos grãos não fosse acelerado, sendo condição idêntica para todas as amostras estudadas.

Outro fator que tem que ser considerado na avaliação do processo de endurecimento do grão é a temperatura de estocagem¹, porém em nosso estudo foi utilizado no armazenamento à temperatura de 11°C para todas as cultivares estudadas, temperatura que não favorece o endurecimento dos grãos.

Comparando-se os resultados de tempo de cocção com a hidratação dentro do mesmo tempo de estocagem pôde-se observar que não ocorreu relação entre eles (gráficos 2 e 3), dados que concordam com o encontrado por DURIGAN et al. (1978)⁷. Porém, se compararmos entre os diferentes tempos de estocagem para a mesma cultivar, a densidade ficou estável, a quantidade de água absorvida diminuiu e o tempo de cocção aumentou.

O tempo de cocção, as características de hidratação, o conteúdo protéico e o balanço de aminoácidos de uma proteína são influenciados diretamente pelas características genéticas da planta-mãe¹⁰. O tempo de cocção também é influenciado pelo local de plantio da cultura e outros constituintes do grão de feijão comum, tais como o fitato e umidade ²⁰. Os cultivares de feijão guandu estudados não diferiram de local de plantio, porém os tempos de cocção foram distintos, ficando as cultivares de origem do Estado de São Paulo com os menores tempos, provavelmente devido à carga genética já adaptada as condições ambientais.

4 - CONCLUSÕES

As densidades dos trinta e três cultivares do feijão guandu, armazenadas à 11^oC, analisadas apresentaram valores próximos no início do estudo, tendendo a se igualar com o passar do tempo. A quantidade de água absorvida foi diminuindo conforme aumento do tempo de estocagem e o tempo de cocção aumentou. Os cultivares apresentaram características de densidade muito próximos, mas a absorção de água e o tempo de cocção distintos. Foi possivel selecionar os cultivares L-03, L-09, L-29; L-30 e L-36, com menor tempo de cocção e elevada absorção de água, apresentando boas condições físicas, após o armazenamento, por um determinado período de tempo, que são as recomendadas para o desenvolvimento de outros experimentos genéticos, tecnológicos e nutricionais.

5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

² Professor Doutor da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"/USP,CP 9 CEP 13418-900, Piracicaba, SP.

³ Professor Titular da Faculdade de Ciências Farmaceuticas/USP, CEP 05389-970, São Paulo, SP.

⁴ Professor Associado da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"/USP, CP 9 CEP 13418-900, Piracicaba, SP.

⁵ Pesquisador do Centro de Pesquisa de Pecuária do Sudeste/ EMBRAPA, CEP13560-970, São Carlos,SP- Bolsista CNPq.

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Recebido para publicação em 04/04/96. Aceito para publicação em 19/05/97.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  28 Set 2001
• Data do Fascículo
  Abr 1998

Histórico

• Aceito
  19 Maio 1997
• Recebido
  04 Abr 1996