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Título: Efeitos da luz pulsada no metabolismo e nas características físico-químicas de frutos de manga “Tommy Atkins” durante o armazenamento
Título em inglês: Effects of pulsed light on metabolism and physico-chemical characteristics of "Tommy Atkins" mangoes during storage
Autor(es): Lopes, Monica Maria de Almeida
Orientador(es): Miranda, Maria Raquel Alcântara de
Palavras-chave: Bioquímica
Fitoquímicos
Mangiferina
Luz pulsada
Epicarpo
Data do documento: 2015
Citação: LOPES, M. M. A. (2015)
Resumo: A luz pulsada (LP) é uma tecnologia emergente usada como estressor abiótico para aumentar o teor de fitoquímicos em frutos e vegetais. No entanto, seus efeitos variam dependendo da cultivar, da dose hormética, do modo de aplicação da dose e do estádio de maturação do fruto. Neste trabalho, partimos da hipótese de que alterações no metabolismo dos frutos de mangas tratadas por baixas doses de luz pulsada desencadeariam respostas que resultariam em um impacto positivo sobre o conteúdo de fitoquímicos, sem qualquer efeito negativo sobre os parâmetros de qualidade dos frutos. Este trabalho foi dividido em três capítulos. O capítulo I trata de uma revisão de literatura e estado da arte dos principais tópicos abordados ao longo do estudo. No segundo capítulo (experimento I), mangas fisiologicamente maduras (estágio de maturação 3) foram submetidas a uma dose de luz pulsada de 0,6 J cm-2 e analisadas decorridos 7 dias de armazenamento a 20 ºC, quanto às características fisico-químicas [sólidos solúveis (SS), acidez titulável (AT), relação SS/AT, aparência geral cor, firmeza], metabolismo antioxidante enzimático [dismutase do superóxido (SOD), catalase (CAT) e peroxidase do ascorbato (APX)] e não-enzimático [vitamina C, carotenóides totais, antocianinas totais, flavonóides amarelos, polifenóis totais, conteúdo de mangiferina e atividade antioxidante total], integridade de membrana [peroxidação lipídica (MDA), peróxido de hidrogênio e extravasamento de eletrólitos], atividade da fenilalanina amônia liase (PAL), atividade das enzimas de escurecimento [polifenoloxidase (PPO) e peroxidase do guaiacol (G-POD)], atividade das enzimas de parede celular [pectinametilesterase (PME) e poligalacturonase (PG)] e a influência do tratamento na histologia dos tecidos. A atividade das enzimas antioxidantes como a dismutase superóxido e a catalase encontraram-se elevadas tanto na polpa quanto na casca dos frutos expostos à LP após 7 dias a 20 ºC. Não foram encontradas diferenças significativas nos indicadores de parede celular e integridade de membrana como o MDA, sugerindo que o estresse oxidativo associado à LP foi efetivamente prevenido através do aumento da atividade das enzimas antioxidantes após 7 dias. Atividades das enzimas de parede celular foram reduzidas após 7 dias nos frutos tratados. Observações macroscópicas e microscópicas confirmaram que os frutos não foram danificados pela LP. O conteúdo de carotenóides totais, fenólicos, e em menor extensão, a vitamina C, foram dramaticamente aumentados após 7 dias, tanto no epicarpo como mesocarpo tratados pela LP, resultando em frutos com alta capacidade antioxidante. Carotenóides aumentaram 350% na polpa tratada pela LP após 7 dias. Os níveis mais elevados de compostos fenólicos (+97%) na casca tratada foram associados a uma atividade aumentada da PAL (+98%) e conteúdo de mangiferina (+42%). As atividades da G-POD no mesocarpo e da PPO no epicarpo aumentaram 1268% e 22% respectivamente, após 7 dias nos frutos tratados, no entanto, não foi observado escurecimento dos frutos. Observou-se, ao final do primeiro experimento, um aumento dos fitoquímicos em mangas submetidas a dose hormética de 0,6 J cm-2 sem alterações negativas na qualidade dos frutos. No terceiro capítulo (experimento II), mangas minimamente processadas (estágio de maturação 4), foram submetidas a quatro diferentes tratamentos: controle, 1 pulso, 4 pulsos e 1 pulso por dia durante 4 dias, com o objetivo de avaliar se o modo de aplicação da LP poderia interferir nas variáveis fisico-químicas [firmeza, SS, cor, perda de matéria fresca e taxa de respiração], compostos bioativos [carotenóides e vitamina C] e atividade antioxidante total quando armazenamentos durante 7 dias a 6 ºC. Amostras que receberam 4 pulsos alternados (4 x 0,7 J cm-2 = 2,80 J cm-2), aumentaram o conteúdo de ascorbato total (~40%) após 7 dias, no entanto, os cubos apresentaram-se mais escuros do que o tratamento que recebeu a mesma dose de 4 pulsos sucessivos. No final do período de armazenamento, as mangas minimamente processadas que receberam 4 pulsos sucessivos exibiram uma melhor qualidade em comparação com os demais tratamentos, que foi associado ao elevado teor de carotenóides (0,894 mg g-1 MF) e atividade antioxidante (~145 μmol trolox 100 g-1). Como conclusão, nossos dados sugerem que uma dose hormética de luz pulsada pode ser utilizada para aumentar as concentrações de compostos fitoquímicos sem efeitos negativos na qualidade de frutos de mangas “Tommy Atkins”.
Abstract: The pulsed light (PL) is a technology emergent used as abiotic stressor to increase the content of phytochemicals of fruits and vegetables. However, their effects vary depending on the cultivar, the dose hormetic, the mode of application of dose and the maturation stage of fruits. In this work, we start from the main hypothesis that changes in the metabolism of the fruits of mangoes treated with low doses of pulsed light would trigger responses that result in a positive impact on the content of phytochemicals, without any negative effect on the fruit quality parameters. This work was divided into three chapters. Chapter I is a literature review and state of the art of the main topics covered throughout the study. In the second chapter (experiment I), mangoes mature physiologically (maturation stage 3) were subjected to a hormetic dose of pulsed light 0.6 J cm-2 and analyzed after 7 days storage at 20 °C, for the physicochemical characteristics [soluble solid (SS), titratable acidity (TA), SS/TA ratio, overall appearance, color and firmness], enzymatic antioxidant metabolism [superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX)] and non-enzymatic [ascorbate, total carotenoids, total anthocyanins, yellow flavonoids, total phenolic, mangiferin content and total antioxidant activity], membrane integrity [lipid peroxidation (MDA), hydrogen peroxide content and electrolyte leakage], phenylalanine ammonia lyase activity (PAL), enzymes of enzymatic browning [polyphenoloxidase (PPO), peroxidase of guaiacol (GPOD) and activity of enzymes wall cell [pectinmethylesterase (PME) and polygalacturonase (PG)] and the influence of treatment on tissue histology. The activity of antioxidant enzymes such as catalase and superoxide dismutase was found to be substantially enhanced in both the epicarp and the mesocarp of fruits exposed to PL after 7 days at 20 ºC. There were no differences in indicators of cell wall and membrane integrity such as MDA content suggesting that the PL-associated oxidative stress was effectively prevented by the enhanced activity of antioxidant enzymes after 7 days. Activities of cell wall enzymes were reduced after 7 days in the PL-treated fruits. Microscopic as well as macroscopic observations confirmed that PL-treated fruits were not damaged. We observed that contents in total carotenoids, in total phenolic, and, to a lesser extent, in vitamin C, were dramatically increased after 7 days, generally in both the epicarp and the mesocarp PL-treated resulting in fruits with high antioxidant capacity. Carotenoids increased 350% in treated-pulp at J7. The higher levels in phenolics in treated-peel (+97%) were associated with enhanced activity of PAL (+98%) and enhanced content in mangiferin (+42%). Although G-POD in the mesocarp and PPO in the epicarp increased 1268% and 22% respectively, after 7 days in the PL-treated fruits, we did not observe increases in browning. Was observed at the end of the experiment I an increase of phytochemicals in mangoes subjected to hormetic dose of 0.6 J cm-2 without negative changes in fruit quality. In the third chapter (experiment II), mangoes minimally processed (maturation stage 4) were subjected to four different treatments: control (not flashed), 1 pulse, 4 pulses, and 1 pulse (4 days) prior to storage at 6 ºC in order to assess whether the mode of application of the different doses used could interfere on physiochemical variables [firmness, color, SS, loss weight and rate respiration] the bioactive compounds [ascorbate (AsA) and carotenoids] and total antioxidant activity by a storage period of 7 days at 6 ºC. Samples flashed with 1 pulse during 4 alternated days (4 x 0.6 J cm-2 = 2.80 J cm-2) increased the total ascorbate (AsA) (~40% more than the control) at time 7 days but the cubes of mangoes are darker than treatment that received the same dose of 4 successive pulses (2.80 J cm-2). At end of storage fresh cut mangoes received 4 successive pulses exhibited a better quality in comparison to the other treatments that was associated a higher content carotenoid (0.894 mg g-1) and antioxidant activity (~145 μmol trolox 100 g-1). In conclusion, our data suggest that a hormetic dose of pulsed light can be used to increase concentrations of phytochemical compounds without negative effects on the quality criteria.
Descrição: LOPES, Mônica Maria de Almeida. Efeitos da luz pulsada no metabolismo e nas características físico-químicas de frutos de manga “Tommy Atkins” durante o armazenamento. 2015. 144 f. Tese (doutorado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/17177
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