Nutritional and cooking quality of grains from different commercial classes of cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.)

Authors

  • Ennya Cristina Pereira dos Santos Duarte
  • Regilda Saraiva dos Reis Moreira-Araújo
  • Luis José Duarte Franco
  • Kaesel Jackson Damasceno-Silva
  • Maurisrael de Moura Rocha

DOI:

https://doi.org/10.55905/oelv22n2-065

Keywords:

Vigna unguiculata, proteins, minerals, phytic acid, cooking

Abstract

Cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) is a crop of great socioeconomic importance in the Northeast region of Brazil, being a generator of employment and income for thousands of people and a source of proteins, minerals, diet fibers and bioactive compounds, which help in the prevention of various diseases. This work aimed to evaluate the nutritional and cooking quality of grains from different commercial classes of cowpea. Raw and cooked grains from 10 cowpea genotypes were evaluated. The proximate composition and total energy value (TEV) were determined, according to AOAC; iron (Fe), zinc (Zn) and selenium (Se) contents, by ICP-OES; phytic acid content by method 986.11 AOAC; and cooking quality, using an electric pressure cooker and Matsson cooker. The nutritional and cooking quality index (IQNC) was estimated, considering proteins, Fe, Zn, Se, and cooking quality as positive characteristics and the phytic acid content as a negative characteristic. Genotype means were grouped using the Scott-Knott test (p<0.05) and raw and cooked grains using Student's t test (p<0.05). There were significant differences between genotypes for all traits except for proteins and carbohydrates in raw grains. Cooking increased protein content in genotypes IT97KD-1042 and BRS Olhonegro, and Zn, in all genotypes, and reduced phytic acid by 10.43 to 30.64%. Cooking quality was greater than 52% for all genotypes. The cultivars BRS Tumucumaque, BRS Imponente and BRS Olhonegro, both belonging to the white commercial class, highlighted with the highest IQNC. These cultivars can be used in programs aimed at combating malnutrition and confirm the nutritional value of cowpea and the quality contribution it can provide when included in a balanced diet.

References

ADDY S. N. T. T.; ASANTE I. K.; ADU-DAPAAH H.; OFFEI S. K.; CICHY K. A.; WIESINGER J. “Breeding fast cooking cowpeas for increased utilization and improved nutrition in sub-Saharan Africa”. In: Proceedings of the Pan-African Grain Legume & World Cowpea Conference. International Year of Pulses, Livingstone. 2016.

ADDY, S. N. T. T.; SICHY, K. A.; ADU-DAPAAH, H.; ASANTE, I. K.; EMMANUEL, A.; OFFEI, S. K. Genetic studies on the inheritance of storage-induced cooking time in cowpeas [Vigna unguiculata (L.) Walp]. Frontiers in Plant Science, v. 11, n. 144, p. 1-9, 2020.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE EDUCAÇÃO AGRÍCOLA SUPERIOR – ABEAS. Módulo 9 – Análises químicas, físicas e microbiológicas de sucos e polpas tropicais. Brasília: ABEAS,1998. 124 p.

ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS – AOAC. Official methods of analysis of AOAC International. Gaithersburg: AOAC International, 2012.

AVANZA, M.; ACEVEDO, B.; CHAVES, M.; AÑÓN, M. Nutritional and anti-nutritional components of four cowpea varieties under thermal treatments: principal component analysis. LWT - Food Science and Technology, v. 51, p.148-157, 2013.

BARAMPANA, Z.; SIMARD, R. E. Effects of soaking, cooking and fermentation on composition, in-vitro starch digestibility and nutritive value of common beans. Plant Foods for Human Nutrition, v.48, n.4, p.349-365, 1995.

BARROS, E. K. C. Caracterização e divergência genética entre genótipos de feijão-caupi com base nos teores de proteínas, ferro e zinco e na qualidade de cocção. 2019. 80 f. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Piauí, Teresina, 2019.

BARROS, N. V. A. Influência do cozimento na composição centesimal, minerais, compostos bioativos e atividade antioxidante de cultivares de feijão-caupi. 2014. 90 f. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Piauí, Teresina, 2014.

BENEVIDES, C. M. J.; SOUZA, M. V.; SOUZA, R. D. B.; LOPES, M. V. Fatores antinutricionais em alimentos: Revisão. Segurança Alimentar e Nutricional, v. 18, n. 2, p. 67-79, 2011.

BEZERRA, J. M.; VIEIRA, M. M. S.; SANTOS, A. F.; FARIAS, E. T. R.; LOPES, M. F.; SOUZA, A. S. Composição química de oito cultivares de feijão-caupi. Revista Verde, v.14, n.1, p.41-47, 2019.

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Instrução Normativa nº 12 de 28 mar. 2008. Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil, Brasília, DF, 31 mar. 2008. Seção 1, p. 11-14.

BRASIL. Ministério da Saúde. Resolução RDC n°. 269, de 22 de setembro de 2005. Dispõe sobre o regulamento técnico sobre ingestão diária recomendada (IDR) de proteínas, vitaminas e minerais. Diário Oficial da União de 2 de setembro de 2005.

CARVALHO, A. F. U.; SOUSA, N. M.; FARIAS, D. F.; ROCHA-BEZERRA, L. C. B.; SILVA, R. M. P.; VIANA, M. P.; GOUVEIA, S. T.; SAMPAIO, S. S.; SOUSA, M. B.; LIMA, G. P. G.; MORAIS, S. M.; BARROS, C. C.; FREIRE FILHO, F. R. F. Nutritional ranking of 30 Brazilian genotypes of cowpeas including determination of antioxidant capacity and vitamins. Journal of Food Composition and Analysis, v. 26, n. 1-2, p. 81-88, 2012.

CARVALHO, B.; RAMALHO, M.; JÚNIOR, I.; ABREU, A. New strategy for evaluating grain cooking quality of progenies in dry bean breeding programs. Crop Breeding and Applied Biotechnology, v. 17, n. 2, p. 115-123, 2017.

CAVALCANTE, R. B. M.; ARAÚJO, M. A. M.; ROCHA, M. M.; MOREIRA-ARAÚJO, R. S. R. Effect of thermal processing on chemical compositions, bioactive compounds, and antioxidant activities of cowpea cultivars. Revista Caatinga, v. 4, n. 30, p. 1050-1058, 2017.

CRUZ, C. D. Programa Genes: Biometria. Viçosa, MG: Editora UFV, 2006. 382 p.

DE-PAULA, C. D.; JARMA-ARROYO, S.; ARAMENDIZ-TATIS, H. Caracterización nutricional y determinación de ácido fítico como factor antinutricional del frijol caupí. Agronomía Mesoamericana, v. 29, n. 1, p. 29-40, 2018.

FREITAS, T. K. T.; GOMES, F. O.; ARAÚJO, M. S.; SILVA, I. C. V.; SILVA, D. J. F.; DAMASCENO-SILVA, K. J.; ROCHA, M. M. Potential of cowpea genotypes for nutrient biofortification and cooking quality. Revista Ciência Agronômica, v. 53, p. 1-11, 2022.

FREIRE FILHO, F. R.; RIBEIRO, V. Q. (Ed.). Feijão-caupi na Embrapa Meio-Norte: melhoramento, cultivares lançadas, genealogias e base genética. Brasília, DF: Embrapa, 2023. 1039 p.

FROTA, K. M. G.; SOARES, R. A. M.; ARÊAS, J. A. G. Composição química do feijão caupi (Vigna unguiculata L. Walp.), cultivar BRS-Milênio. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 28, n. 2, p. 470-476, 2008.

GONÇALVES, A.; GOUFO, P.; BARROS, A.; DOMÍNGUEZ-PERLES, R.; TRINDADE, H.; ROSA, E. A. S.; FERREIRA, L.; RODRIGUES, M. Cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.), a renewed multipurpose crop for a more sustainable agri‐food system: nutritional advantages and constraints. Journal of the Science of Food and Agriculture, v. 96, n. 9, p. 2941-2951, 2016.

GONÇALVES, F. V.; MEDICI, L. O.; FONSECA, M. P. S; PIMENTEL, C.; GAZIOLA, S. A.; AZEVEDO, R. A. Protein, phytate and minerals in grains of commercial cowpea genotypes. Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 92, suppl.1, 2020.

HORNES, M.; SILVA, A. G.; MITTERER, M. L.; QUEIROZ, M. I. Influência dos compostos nitrogenados na concentração de proteína da cianobactéria Aphanothece microscopica Nägeli. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 30, n. 2, p. 364-371. 2010.

LUZ, M. S. Qualidade nutricional e tecnológica de genótipos de feijão-caupi (Vigna unguiculata L. Walp.) de grãos pretos antes e pós-cozimento. 2023. 76 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Piauí, Teresina, 2023.

MATTSON, S. The cookability of yellow peas: a colloid chemical and biochemical study. Acta Agriculturae Suecana, v. 2, p. 85-190, 1946.

MARTINS, M. P. S. C.; LOPES, A. F. S.; JEAN, A.; DAMASCENO-SILVA, K. J.; MARTINS, M. C. C.; ROCHA, M. M. Characterization of cowpea cultivars for grain size, color, and biofortification. Revista Caatinga, v. 36, n. 1, p. 207-214, 2023.

MILLER, D. D. Minerals. In: FENNEMA, O. R. Food Chemistry. 3.ed. New York: Marcel Dekker, p. 618-649, 1996.

OLIVEIRA, A. M. C.; JEAN, A.; DAMASCENO-SILVA, K. J.; MOREIRA-ARAÚJO, R. S. R.; FRANCO, L. J. D.; ROCHA, M. M. Proximate composition, minerals, tannins, phytates and cooking quality of commercial cowpea cultivars. Revista Caatinga, v. 36, n. 3, p. 702- 710, 2023.

PEREIRA, R. F. Caracterização bioquímica, nutricional e funcional de genótipos elite de feijão caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp.]. 2013. 78 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013.

RAMÍREZ-CÁRDENAS, L.; LEONEL, A. J.; COSTA, N. M. B. Efeito do processamento doméstico sobre o teor de nutrientes e de fatores antinutricionais de diferentes cultivares de feijão comum. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 28, n. 1, p. 200-213, 2008.

RIBEIRO, E. P.; SERAVALLI, E. A. G. Carboidratos. In: Química dos alimentos. Instituto de Mauá de Tecnologia. 2ª Ed. São Paulo: Editora Blucher. Cap.05, p.33-45. 2007.

RIOS, M. J. B. L; DAMASCENO-SILVA, K. J.; MOREIRA-ARAÚJO, R. S. S.; FIGUEIREDO, E.A.T.; ROCHA, M. M.; HASHIMOTO, J. M. Chemical, granulometric and technological characteristics of whole flours from commercial cultivars of cowpea. Revista Caatinga, v. 31, n. 1, p. 217-224, 2018.

ROCHA, M. M; DAMASCENO-SILVA, K. J. MENEZES-JÚNIOR, J. A. N. Importância econômica. In: Cultivo de Feijão-Caupi. Sistemas de Produção EMBRAPA, Versão Eletrônica, 2ª ed. Março de 2017. Disponível em: <https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/bitstream/doc/1071700/1/Siste maProducaoCaupiCapituloImportanciaEconomica.pdf>. Acesso em: 09 de janeiro de 2024.

SAS - Statistical Analysis System. SAS/Stat Software. v. 12.1. Cary, NC, USA: SAS Institute Inc., 2012.

SILVA, V. M.; NARDELI, A. J.; MENDES, N. A. C.; THOMAS D. ALCOCK, T. D.; ROCHA, M. M.; PUTTI, F. F.; WILSON, L.; YOUNG, S. D.; BROADLEY, M. R.; WHITE, P. J.; REIS, A. R. Application of sodium selenate to cowpea (Vigna unguiculata L.) increases shoot and grain Se partitioning with strong genotypic interactions. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, v. 67, p. 1-12, 2021.

WAINAINA, I.; WAFULA, E.; SILA, D.; KYOMUGASHO, C.; GRAUWET, T.; LOEY, A. V.; HENDRICKX, M. Thermal treatment of common beans (Phaseolus vulgaris L.): Factors determining cooking time and its consequences for sensory and nutritional quality. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, v. 20, p. 1-29, 2021.

WATT, B.; MERRILL, A. L. Composition of foods: raw, processed, prepared. Washington, DC: Consumer and Food Economics Research Division / Agricultural Research Service, 198 (Agriculture Handbook, 8), 1963.

Published

2024-02-14

How to Cite

Duarte, E. C. P. dos S., Moreira-Araújo, R. S. dos R., Franco, L. J. D., Damasceno-Silva, K. J., & Rocha, M. de M. (2024). Nutritional and cooking quality of grains from different commercial classes of cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.). OBSERVATÓRIO DE LA ECONOMÍA LATINOAMERICANA, 22(2), e3180. https://doi.org/10.55905/oelv22n2-065

Issue

Section

Articles

Most read articles by the same author(s)