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Bioquímica pós- colheita Profa: Viviane Lansky Universidade Federal de Pernambuco Curso: Nutrição (2012.2) Disciplina: Bioquímica dos Alimentos Produtos hortícolas • Grande variedade de vegetais de importância econômica • Principais fontes de vitaminas, minerais, fibras e compostos bioativos da dieta Produtos hortícolas Necessidades de cada vegetal x Técnicas de conservação Máxima conservação de suas características (mercado interno e externo) Produtos hortícolas • Originam-se de diferentes estruturas anatômicas dos vegetais. • Partes mais utilizadas: folhas, flores, raízes, bulbos e tubérculos, brotações, frutos. Produtos hortícolas Folhas Sensíveis a perda de água e perda de cor verde Produtos hortícolas Flores Vida útil curta Rápida senescência Sensíveis ao etileno Produtos hortícolas Raízes, bulbos e tubérculos Baixa taxa metabólica Estáveis no período pós-colheita Suscetíveis a podridões e brotamento Produtos hortícolas Brotações Alta taxa metabólica Curto período de conservação pós- colheita Produtos hortícolas Frutos Maior importância comercial Sofrem alterações no amadurecimento ligados ou não a planta mãe Amadurecimento • Mudanças nos atributos sensoriais que tornam o fruto aceitável para consumo • Envolve reações de degradação e síntese Frutos Água, ácidos, compostos voláteis, HC, pigmentos, vitaminas e minerais Sofrem alterações durante o armazenamento Amadurecimento 3 vias são responsáveis pela geração de metabólitos importantes para produção de aroma, pigmentos, hormônios entre outros: 1. Glicólise 2. Via das pentoses fosfato 3. Via do ácido chiquímico Em anaerobiose: fermentação alcoólica com acúmulo de acetaldeído e etanol Respiração • Principal processo fisiológico após a colheita • Oxidação de moléculas complexas (amido, açúcares, lipídeos, ptns, ácidos) → moléculas mais simples Perecibilidade: relacionada a atv respiratória do fruto Respiração Glicólise + O2 → Acetil-CoA Respiração Glicólise Atividade ↓ em altas taxas de CO2 e baixas de O2 Essencial para síntese de compostos aromáticos ↑ CO2 e ↓ O2 podem impedir a formação de compostos voláteis (aroma dos frutos) Respiração Ciclo de Krebs ↑ CO2 reduz atv da enz – acúmulo de succinato – tóxico as células Respiração Em anaerobiose (fermentação alcoólica): Alterações no sabor e aroma dos frutos Respiração Cadeia transportadora de elétrons Respiração Via oxidativa das pentoses-fosfato • Ocorre paralelamente a glicólise • São formadas trioses, pentoses e hexoses • Importante na fase pré-climatérica: forma-se metionina – precursor primário do etileno Respiração Respiração Via do ácido chiquímico (metab. secundário) • Eritrose 4P + fosfoenol-piruvato (glicólise): via do ácido chiquímico – produção de aa aromáticos tirosina, triptofano e fenilalanina • Fenilalanina: precursora de compostos fenólicos, como lignina e flavonóides (antocianinas, cumarinas e isoflavonas) Padrões de atividade respiratória Frutos climatéricos: • O amadurecimento é acompanhado por ↑ na atv respiratória • Ocorre produção autocatalítica de etileno e transformações bioquímicas • Podem ser colhidos ainda verdes, pois amadurecem longe da planta-mãe (facilita manuseio e amplia tempo de conservação) • Ex: abacate, banana, mamão, pera, maracujá, tomate Padrões de atividade respiratória Frutos não-climatéricos: • Não apresentam aumentos na atv respiratória e na produção de etileno (lenta e gradual quando ligados a planta) • Respiração – decréscimo gradual durante o amadurecimento • Devem ser colhidos quando apresentarem características ótimas para consumo • Ex: limão, laranja, morango, uva, figo Padrões de atividade respiratória • A atv respiratória tem estreita relação com o tempo que o produto leva para amadurecer • Determina vida útil pós-colheita • Frutos com taxas elevadas de respiração geralmente são mais perecíveis Fatores que afetam a respiração Etileno • Único hormônio gasoso conhecido • Hidrocarboneto ativo em baixas [ ] • Relacionado com a resposta vegetal ao estresse • Todo fruto produz etileno, varia a [ ] entre os climatéricos e não climatéricos Fatores que afetam a respiração Etileno Fatores que afetam a respiração Etileno • Efeitos desejáveis: • Efeitos indesejáveis: Uniformiza o amadurecimento Amarelecimento de hortaliças folhosas Acelera demasiadamente o amadurecimento (antecipa a senescência) Fatores que afetam a respiração Etileno – biossíntese – mecanismos de ação e inibição Fatores que afetam a respiração Etileno – aplicação em frutos Frutos climatéricos: amadurecimento antecipado, com produção autocatalítica de etileno. Frutos não-climatéricos: produz aumento a atv respiratória por um determinado período enquanto houver contato; não há produção autocatalítica de etileno. Fatores que afetam a respiração Amadurecimento da fruta do frasco A com etileno e amadurecimento da fruta do frasco B sem etileno A B Fatores que afetam a respiração Temperatura • Baixa temperatura: reduz atv respiratória e velocidade das reações bioquímicas • TMS (temperatura mínima de segurança): menor T onde não ocorre distúrbio fisiológico que caracterize injúria pelo frio Fatores que afetam a respiração Fatores que afetam a respiração Temperatura • Dano pelo frio (chilling): não há formação de cristais de gelo; há alteração no metabolismo normal da planta. • A suscetibilidade aos danos depende genótipo, estádio de maturação, binômio tempo-temperatura. Fatores que afetam a respiração Temperatura Alterações metabólicas causadas pelo frio: • Extravasamento de solutos • ↑ respiração e produção de etileno • Acúmulo de compostos tóxicos • Oxidação de fenóis Diferentes sintomas Fatores que afetam a respiração Fatores que afetam a respiração Concentração gasosa • Altas taxas de CO2 e baixas de O2 reduzem a atv respiratória → importante na atm de armazenamento do fruto. • Desbalanceamento da atm pode levar a fermentação alcoólica e a morte celular. Fatores que afetam a respiração Concentração gasosa • Técnica de atm controlada: monitoramento e controle da composição gasosa a que o fruto fica exposto • Técnica de atm modificada: a [ ] dos gases é modificada pela própria respiração dos frutos. Criada por meio de barreira artificial à difusão de gases em torno do produto. Fatores que afetam a respiração Concentração gasosa • Embalagens ou recobrimentos: reduz atv respiratória e cria barreira a difusão de vapor d’água Reduz perda de água Retarda desidratação Previne murchamento Fatores que afetam a respiração Concentração gasosa • Embalagens mais utilizadas: filmes de PVC, polietilenoe polipropileno • Recobrimentos mais utilizados: a base de cera de carnaúba e polietileno Comestíveis: ainda pouca aplicação comercial Lipídeos: óleo ou cera de parafina, cera de abelha Polissacarídeos: quitosana, celulose, pectina Proteínas: caseína, gelatina Fatores que afetam a respiração Danos mecânicos • Estimulam a atv respiratória • Provocam liberação de polissacarídeos da parede celular lesionada – sinalizam a produção de etileno de ferimento • Causa mudanças no metabolismo para reparar o dano: ↑ atv respiratória Amadurecimento Mudanças bioquímicas: • Alteração da coloração – degradação da clorofila e síntese ou revelação dos outros pigmentos. • Alterações nos compostos voláteis – cetonas, aldeídos, ésteres, álcoois e ácidos voláteis. • Alterações nos compostos fenólicos – taninos (condensados durante o amadurecimento) Amadurecimento Mudanças bioquímicas: • Mudanças nos ácidos e vitaminas • Mudanças nos HC – sabor doce e amolecimento
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