Cellular, biological, and physicochemical basis for the hard‐to‐cook defect in legume seeds

Abstract

This review integrates current knowledge on the hard-to-cook (HTC) defect in legume seeds, with emphasis on the cellular and biological changes during storage and soaking, and the physicochemical changes during heating. Several postulated mechanisms, including the pectin-cation-phytate model, cell lignification, pectin beta-eliminative degradation, and protein denaturation in relation to starch gelatinization, are discussed in the context of current evidence. Subsequently, a developmental model of legume hardening is presented. It is held that the HTC defect develops during aging and soaking and is exhibited through cooking. During the process, there are many events involved. Free radical formation, lipid peroxidation, acid formation, membrane deterioration, protein denaturation, and leakage are events associated with aging and soaking, whereas pectin decomposition and solubilization, protein coagulation, and starch gelatinization are events that occur during cooking. Cooked HTC seeds are characterized by limited cell separation and restricted starch gelatinization. These defective features result from a restriction in pectin decomposition and solubilization as well as the protein coagulation that prevails over starch gelatinization during heating. This multichannel mechanism points to the direct involvement of two amphoteric colloids, cell wall pectin and storage protein, both of which are sensitive to pH and/or ion composition. The model also indicates the indirect involvement of cell membranes and starch granules. Except for events that occur during aging and soaking, it is likely that heat-related textural problems in other plant tissues may proceed via a mechanism similar to legume hardening.

Caracterização de concentrado proteico de feijão comum preto, cultivar Iapar 44, novo e envelhecido

“…As hipóteses mais importantes para explicar a causa do endurecimento são: a oxidação e/ou polimerização lipídica, formação de pectatos insolúveis, lignificação da lamela média, degradação β eliminativa da pectina, desnaturação proteica, ligações cruzadas de proteínas desnaturadas e/ou polifenólicos e mecanismos múltiplos (REYS-MORENO; PAREDES-LÓPEZ, 1993;LIU, 1995;GARCIA et al, 1998).…”

“…Portanto, feijões endurecidos são menos aceitos pelos consumidores e causam importantes perdas (GARCIA; LAJOLO, 1994). Por isso, torna-se de grande importância tanto a prevenção do endurecimento como a utilização de grãos endurecidos (LIU, 1995). Para a utilização dos grãos endurecidos é necessário o aprimoramento de processos tecnológicos que possam ser aplicados para a transformação de feijões endurecidos em produtos comestíveis.…”

Participação dos polissacarídeos de parede celular no fenômeno de endurecimento de feijões (Phaseolus vulgaris L.) - cv Carioca-Pérola

“…Todavia, também estão sujeitas à deterioração durante a estocagem (ZHANG et al, 1995 (JONES & BOULTER, 1983;BHATTY, 1990;BRESSANI, 1982;LIU, 1995 …”

“…Segundo LIU (1995), o HTC é um defeito textural que torna a semente resistente ao amaciamento por cocção é só é confirmado após o preparo, quando estas falham em amaciar sob tratamento hidrotérmico. Também deve ser ressaltado que o HTC, ao contrário do HS, não é resolvido com o descascamento, pois resulta de mudanças biológicas ocorridas no cotilédone da semente (HINCKS & STANLEY, 1986, LIU, 1995. Além disso, estudos demonstram que feijões HTC absorvem menos água durante a maceração, mesmo na ausência das cascas (DELVALLE et al, 1992).…”

“…A espessura e composição da parede celular e da lamela média influenciam muito a textura dos alimentos (JACKMAN & STANLEY, 1995). A união entre as células produz espaços intercelulares que podem estar preenchidos por ar, CO 2 ou vapor d'água, que também podem contribuir com a textura final dos alimentos (JACKMAN & STANLEY, 1995).A estrutura da célula e da parede celular é muito importante na textura de alimentos A textura é determinada, principalmente, pela forma com que a parede celular se deforma e rompe sob a pressão da mastigação (WALDRON et al, 1997 Conclui-se, portanto, que os polissacarídeos da parede celular e da lamela média são os principais responsáveis pela textura dos alimentos de origem vegetal.Pequenas diferenças em sua química, mudam drasticamente a textura dos alimentos, o que justifica a existência de inúmeros trabalhos que consideram o HTC como um defeito textural que resulta de alterações na estrutura polissacarídica (HINCKS & STANLEY, 1986;LIU, 1995). …”