Conservação α Taxa de respiração

(1)

Bioquímica e Fisiologia do

Desenvolvimento e Pós-colheita de Frutas e Hortaliças

Universidade Federal do Pampa Engenharia de Alimentos Tecnologia de Frutas e Hortaliças

Frutas e Hortaliças

Setembro de 2010

Prof. Eduardo Henrique M. Walter Engenheiro de Alimentos

Estágios do desenvolvimento de hortifrutis

Conservação α Taxa de respiração

• O manuseio pós-colheita de frutas e hortaliças baseia-se no conhecimentos dos mecanismos de controle da respiração e maturação

Transformações durante a maturação dos frutos

• Amolecimento da polpa

– Mudança na composição da pectina

(2)

Mudança na composição da pectina Transformações durante a maturação dos frutos

• Amolecimento da polpa

– Mudança na composição da pectina

• Alteração da cor

– Destruição de clorofila – Revelação de carotenóides – Revelação de carotenóides

•

Cor laranja e amarela

– Síntese de carotenóides

•

Cor vermelha

– Síntese de antocianinas

•

Cor vermelha e azul

• Síntese de ceras na casca

Alteração de pigmentos em manga Transformações durante a maturação dos frutos

• Mudança do padrão protéico, sob controle dos genes

– Quantitativo

– Síntese de novas enzimas

(3)

Transformações durante a maturação dos frutos

• Abscisão

• Alteração na permeabilidade dos tecidos

• Alteração na taxa respiratória

– Para satisfazer as novas necessidades energéticas – Para satisfazer as novas necessidades energéticas – Reflete a deterioração dos sistemas de controle da

senescência

• Alterações na produção de etileno

– Induz o início da maturação

– Excesso de produção de etileno com a senescência

Transformações durante a maturação dos frutos

• Alterações na composição dos carboidratos

– Degradação do amido em açúcar – Interconversão de açucares

– Aumento na concentração de SST – Aumento na concentração de SST

• Alterações nos ácidos orgânicos

– Quantitativa – Qualitativa

• Produção de compostos voláteis

Alteração da relação SST/acidez em manga Fotossíntese x Respiração

CO

₂

+ H

₂

O + energia (CH

₂

O)

_n

+ O

₂

(CH

₂

O)

_n

+ O

₂

CO

₂

+ H

₂

O + energia

(4)

Após a Colheita

• As leis biológicas permanecem as mesmas do período de crescimento.

• No armazenamento pode ocorre:

– Senescência “natural”

– Distúrbios metabólitos com danos irreversíveis

Fatores internos e externos

associados à deterioração

• Respiração

• Etileno

• Crescimento e desenvolvimento

• Temperatura

• Umidade relativa

• Manuseio e movimentação

Respiração pós-colheita

Fenômeno fisiológico para a manutenção da vida

Mecanismo de degradação das reservas energéticas e nutricionais

Geração de Energia e Vários Compostos de Degradação na Respiração

(CH ₂ O) _n + O ₂ (ar) CO ₂ + H ₂ O + energia

16

C

₆

H

₁₂

O

₆

+ 6O

₂

6CO

₂

+ 6H

₂

O + 38 ATP + 673 Kcal

E _Térmica E _Química

Aldeídos, cetonas, alcoóis, terpenos, etileno e outros compostos voláteis

(5)

C a lo r li b e ra d o p o r h o rt a li ça s n a r e sp ir a çã o C a lo r li b e ra d o p o r h o rt a li ça s n a r e sp ir a çã o C a lo r li b e ra d o p o r fr u ta s n a r e sp ir a çã o C a lo r li b e ra d o p o r fr u ta s n a r e sp ir a çã o

Modelos Respiratórios na Maturação Práticas pós-colheita: ƒ (Modelo respiratório)

• Climatéricos

– Colheita de frutos verde-maduro ou pré-climatério – Permite o controle do início da maturação

– Redução das perdas pós-colheita – Redução das perdas pós-colheita

• Não-climatéricos

– Colheita de frutos maduros

– Cuidados adicionais no manuseio

(6)

Classificação dos produtos hortículas:

ƒ (Modelo respiratório)

• Abacate

• Abacaxi

• Banana

• Goiaba

• Mamão

• Manga

• Morango

• Pêra

• Goiaba

• Laranja

• Lichia

• Limão

• Maçã

• Pêra

• Pêssego

• Tomate

• Romã

• Uva

Produto climatérico x Produto não-climatérico ???

Classificação dos produtos hortículas:

ƒ (Modelo respiratório)

• Abacate

• Abacaxi

• Banana

• Caju

• Maçã

• Mamão

• Manga

• Morango Caju

• Carambola

• Goiaba

• Laranja

• Lichia

• Limão

Morango

• Pêra

• Pêssego

• Tomate

• Romã

• Uva

Produto climatérico x Produto não-climatérico ???

Classificação dos produtos hortículas:

ƒ (Modelo respiratório)

• Abacate

• Abacaxi

• Banana

• Caju

• Maçã

• Mamão

• Manga

• Morango Caju

• Carambola

• Goiaba

• Laranja

• Lichia

• Limão

Morango

• Pêra

• Pêssego

• Tomate

• Romã

• Uva

Produto climatérico x Produto não-climatérico

Papel do etileno na maturação

• Frutos climatérios e não-climatéricos

– Respostas e capacidade de síntese distintas

• Frutos climatérios

– Induz o início da maturação Induz o início da maturação

– Grande capacidade de síntese do hidrocarboneto

•

Síntese 1 e 2 de regulação de produção

• Frutos não-climatérios

– Maturação ƒ(Etileno, outros fatores endógenos) – Baixa capacidade de síntese do hidrocarboneto

•

Síntese 1 de regulação de produção

(7)

Classificação: ƒ (produção de etileno) Etileno

• Influência

– Taxa respiratória – Atividade metabólica – Vida útil do produto – Vida útil do produto

• Acúmulo do gás

– Interior do produto

• Células

• Espaços intercelulares

– Ambiente de acondicionamento

“Uma maçã podre coloca todas a perder...” Produção do etileno

– Processo de amadurecimento natural – Temperaturas crescentes, até 30°C – Danos mecânicos

– Distúrbios fisiológicos – Distúrbios fisiológicos – Estresse hídrico

– Doenças

(8)

Controle da produção de etileno

• Manuseio mínimo

• Temperatura de armazenamento

• Atmosfera controlada/modificada

– O < 8%

– O

₂

< 8%

– CO

₂

> 2%

Resposta dos frutos ao etileno exógeno

Climatéricos Não-climatéricos

Resposta a aplicação Antes da respiração climatérica

Durante toda a vida pós- colheita

Magnitude da resposta Independente da concentração

Função da concentração concentração concentração Nível endógeno Variável, baixo para alto Baixo

Propileno e acetileno, mimetizam a ação do etileno

Mecanismo de respiração em ƒ (O ₂ )

• Qual a importância desses dados???

Mecanismo de respiração em ƒ (O ₂ )

• Qual a importância desses dados???

(9)

Temperatura

• Taxa de respiração α Temperatura

– Q

₁₀

= 2-4

• Faixa média de temperatura entre 0-30°C

• Respiração >>> Reação exotérmica

• Como controlar a temperatura dos hortifrutis?

Temperatura

• Taxa de respiração α Temperatura

– Q

₁₀

= 2-4

• Faixa média de temperatura entre 0-30°C

• Respiração >>> Reação exotérmica

• Como controlar a temperatura dos hortifrutis?

– Ventilação – Refrigeração

Sintomas do armazenamento em temperaturas elevadas

• Perda de coloração da superfície do produto

• Ressecamento e queimadura superficial

• Amolecimento dos tecidos

• Escurecimento da polpa

• Amadurecimento desuniforme

• Redução da vida útil

Kluge (2010)

(10)

Elevação da temperatura:

Benéfica ou maléfica?

• Diminui o período de conservação

– Aumenta a taxa de respiração – Aumenta a produção de etileno

• Fator primordial para o desenvolvimento de

• Fator primordial para o desenvolvimento de característica organolépticas ideais para o consumo

Injúria por Frio

• Hortifrutis tropicais e subtropicais

• Temperaturas de armazenamento 10-15°C

Classificação dos produtos pela

sensibilidade a injúria pelo frio

Não sensíveis Sensíveis

Ameixa Kiwi Maça*

Morango Uva Alho Beterraba Couve-flor Repolho

* Algumas variedades são sensíveis

Sintomas de injúria pelo frio

Produto T segurança Sintoma

Banana 12 Escurecimento da casca Limão 10 Pontuações escuras no flavedo Manga 5-12 Enrugamento e escurecimento da casca Melão 7-10 Pontuações escuras e apodrecimento superficial Mamão 7 Formação de áreas aquosas e pontuações escuras Abacaxi 6-10 Escurecimento da polpa

Abacate 5-12 Escurecimento da polpa e dos feixes vasculares Berinjela 7 Escurecimento superficial

Pepino 7 Escurecimento da casca e formação de áreas aquosas Tomate 7-12 Pontuações escuras e apodrecimento por Alternaria

(11)

Sintomas de injúria pelo frio

Kluge (2010)

Sintomas de injúria pelo frio

(12)

Sintomas de injúria pelo frio

(13)

Sintomas de injúria pelo frio

(14)

Sintomas de injúria pelo frio

Sintomas de injúria pelo frio*

*Ocorrência durante o armazenamento inadequado ou

após transferência do produto para temperaturas mais elevadas

(15)

Principais sintomas de

injúrias pelo frio

• Depressões superficiais na casca

• Mudanças na coloração (interna e/ou externa)

• Falha no amadurecimento

• Aumento na incidência de podridões

Fatores associados a injúria por frio

• Intrínsecos ???

• Extrínsecos ???

Fatores associados a injúria por frio

• Intrínsecos

– Genótipo

– Condições de crescimento

– Idade e estágio de amadurecimento

• Extrínsecos

– Temperatura de armazenamento

– Tempo de exposição às condições inadequadas – Exposição continuada ou intermitente

– Umidade relativa

– Composição atmosférica

(16)

Mecanismos de injúria por frio

• Alteração no funcionamento das membranas

• Perda de fluidez lipídica (T ≈ 10-15°C)

– Efeitos sobre sistemas enzimáticos

•

Produção de energia (ATP) e síntese de proteínas

– Extravasamento de eletrólitos – Extravasamento de eletrólitos – Perda de compartimentalização – Decréscimo da taxa de fotossíntese

• Aumento da Ea das enzimas das membranas

– Acúmulo de metabólicos tóxicos

•

Etanol e acetaldeído

(17)

(18)

Kluge (2010)

Distúrbios por congelamento

• Desidratação

• Extravasamento

• Morte celular

(19)

Distúrbios fisiológicos por fatores pré-colheita por fatores pré-colheita

Doenças em Tomates de Origem Fisiológica

Fisiológica

Silva e outros (2003)

(20)

Podridão-apical

Causa: Deficiência de Cálcio

Kluge (2010)

(21)

Rachaduras

Radial Concêntrica

Causas: Desbalanço hídrico e bruscas variações de temperatura

Kluge (2010)

Escaldadura ou queima-de-sol

Causa: Exposto repentinamente à luz solar direta

Kluge (2010)

(22)

Ombro-amarelo

Causa: Altas temperaturas no período de amadurecimento dos frutos

Lóculo aberto

Causa: Deficiência de Boro

Kluge (2010)

Distúrbios fisiológicos por fatores pré-colheita

• Aspectos nutricionais

– Mineral (Ca, K, Mg, P, B, Zn, N) – Defensivos agrícolas

• Condições climáticas

– Plantio em época errada – Plantio em local inadequado

• Manifestação

– No campo

– Pós-colheita

(23)

Tipos de distúrbios fisiológicos

• Fatores pré-colheita

• Temperatura pós-colheita

• Composição gasosa pós-colheita

• Definição: Alteração de origem não patogênica, decorrente de modificações no metabolismo normal de um vegetal, ou na integridade

Conservação α Taxa de respiração

Bioquímica e Fisiologia do

Desenvolvimento e Pós-colheita de Frutas e Hortaliças

Universidade Federal do Pampa Engenharia de Alimentos Tecnologia de Frutas e Hortaliças

Frutas e Hortaliças

Setembro de 2010

Prof. Eduardo Henrique M. Walter Engenheiro de Alimentos

Estágios do desenvolvimento de hortifrutis

Conservação α Taxa de respiração

• O manuseio pós-colheita de frutas e hortaliças baseia-se no conhecimentos dos mecanismos de controle da respiração e maturação

Transformações durante a maturação dos frutos

• Amolecimento da polpa

– Mudança na composição da pectina

Mudança na composição da pectina Transformações durante a maturação dos frutos

• Amolecimento da polpa

– Mudança na composição da pectina

• Alteração da cor

– Destruição de clorofila – Revelação de carotenóides – Revelação de carotenóides

Cor laranja e amarela

– Síntese de carotenóides

Cor vermelha

– Síntese de antocianinas

Cor vermelha e azul

• Síntese de ceras na casca

Alteração de pigmentos em manga Transformações durante a maturação dos frutos

• Mudança do padrão protéico, sob controle dos genes

– Quantitativo

– Síntese de novas enzimas

– Síntese de novas enzimas

Transformações durante a maturação dos frutos

• Abscisão

• Alteração na permeabilidade dos tecidos

• Alteração na taxa respiratória

– Para satisfazer as novas necessidades energéticas – Para satisfazer as novas necessidades energéticas – Reflete a deterioração dos sistemas de controle da

senescência

• Alterações na produção de etileno

– Induz o início da maturação

– Excesso de produção de etileno com a senescência

Transformações durante a maturação dos frutos

• Alterações na composição dos carboidratos

– Degradação do amido em açúcar – Interconversão de açucares

– Aumento na concentração de SST – Aumento na concentração de SST

• Alterações nos ácidos orgânicos

– Quantitativa – Qualitativa

• Produção de compostos voláteis

Alteração da relação SST/acidez em manga Fotossíntese x Respiração

CO

+ H

O + energia (CH

O)

+ O

(CH

O)

+ O

CO

+ H

O + energia

Após a Colheita

• As leis biológicas permanecem as mesmas do período de crescimento.

• No armazenamento pode ocorre:

• No armazenamento pode ocorre:

– Senescência “natural”

– Distúrbios metabólitos com danos irreversíveis

Fatores internos e externos

associados à deterioração

• Respiração

• Etileno

• Crescimento e desenvolvimento

• Temperatura

• Temperatura

• Umidade relativa

• Manuseio e movimentação

Respiração pós-colheita

Fenômeno fisiológico para a manutenção da vida

Mecanismo de degradação das reservas energéticas e nutricionais

Geração de Energia e Vários Compostos de Degradação na Respiração

(CH 2 O) n + O 2 (ar) CO 2 + H 2 O + energia

C

H

O

(CH ₂ O) _n + O ₂ (ar) CO ₂ + H ₂ O + energia

E _Térmica E _Química