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Faculdade de Engenharia de Alimentos Unicamp- Universidade Estadual de Campinas Relatório 3 Transformações bioquímicas em frutas e vegetais pós-colheita Caroline Mantovani Celegatti, 155008 Gabriella Stein Durazzo Monteiro dos Santos, 155526 Isabella Peressinoto Romero, 155808 Prof. Hélia Sato TA 610 Transformações Bioquímicas em Alimentos Turma B 2º Semestre 2016 Campinas, 13 de setembro de 2016 1. INTRODUÇÃO Os frutos podem ser definidos como climatéricos e não-climatéricos, o que define as práticas de manejo pós-colheita de cada tipo de fruto. Os climatéricos possuem aumento de atividade respiratória e de produção de etileno durante a maturação e completam o amadurecimento após a colheita. Além disso, podem ser colhidos verde-maduros, o que permite o controle de início do amadurecimento e do climatério; com isso, pode-se estender o período de transporte e armazenamento, o que reduz as perdas pós-colheita por deterioração, sem prejudicar o aroma e sabor dos frutos (ALVES et al., 1997; VILAS BOAS, 2002b). Os frutos climatéricos possuem a produção de etileno como um dos processos metabólicos mais importantes. O etileno é um hormônio volátil produzido por praticamente todos os vegetais, que apresenta papel essencial no amadurecimento e senescência dos frutos. (VILAS BOAS, 2002a). A presença de etileno no armazenamento e no transporte compromete a qualidade de frutos climatéricos. A taxa de produção de etileno, em geral, aumenta com a maturação, injúrias, doenças, aumento da temperatura e o estresse hídrico (KADER, 1992). O controle do nível de etileno é feito através de sua remoção por um agente oxidante, como o permanganato de potássio (KMnO4), que pode ser usado na forma de sachês ou acondicionado diretamente ao material da embalagem (ZAGORY, 1995). Os sachês com permanganato de potássio absorvem e oxidam o etileno liberado pelo fruto durante o amadurecimento, prolongando a fase pré-climatérica e a vida pós-colheita (RESENDE et al., 2001). O armazenamento de carboidratos é necessário para manter o desenvolvimento das plantas em períodos de estresse, na dormência e no início do crescimento e frutificação. As plantas sintetizam glicose pela fotossíntese, a qual pode ser transformada em amido como composto de reserva (FAUST, 1989; TAIZ et al., 2002). Alguns fatores, como a temperatura e a composição atmosférica são fundamentais para retardar desordens que afetem características sensoriais (VAROQUAUX et al., 1997). O uso do frio, por exemplo, tem grande importância na manutenção da qualidade das frutas e hortaliças. Quanto menor a temperatura, menos a fruta e hortaliça respira e há menos consumo de suas reservas, aumentando assim, a vida de prateleira do alimento. Portanto, a cadeia do frio possui três finalidades: reduzir a atividade biológica do vegetal, retardando o processo de maturação, diminuir a atividade dos microrganismos e minimizar a perda de água do vegetal (CANTILLANO, 2014). 2. OBJETIVO Os objetivos desta aula prática são testar a presença de amido em frutas e vegetais, observar as alterações químicas pós-colheita de frutas e vegetasis e testar a influência da temperatura e do permanganato de potássio como absorvente de etileno no amadurecimento e armazenamento de frutas. 3. MATERIAL E MÉTODOS Parte I: Detecção de amido em banana, maçã, batata e chuchu: Foi adicionado 1 mL de solução de Iodo-KI diluída ( 30mL de solução de Iodo-KI estoque + 70mL de água destilada) nas fatias de maçã, banana, batata e chuchu e verificou-se a formação do complexo amido-iodo de coloração azul escura. Parte II: Efeito do armazenamento da banana nanica verde comercial e da banana nanica madura comercial a baixa temperatura: Armazenou-se em diferentes sacos de papel 1 banana nanica verde comercial e 1 banana nanica madura comercial em saco. Na primeira amostra, observou-se as mudanças durante uma semana a temperatura ambiente, enquanto que na segunda armazenou-se em geladeira a 5 –10oC. Como controle, colocou-se 1 banana nanica madura comercial também em saco de papel e observou-se as mudanças em temperatura ambiente. Anotou-se nos 3 sacos de papéis a amostra, o tipo de tratamento de temperatura e a data. Levou-se os 3 sacos de papel contendo as amostras e anotou-se as alterações na aparência da fruta, diariamente, durante uma semana. Parte III: Alterações da coloração e textura do tomate pós-colheita: Primeiramente, anotou-se a coloração e textura da amostra do tomate verde. Depois, o tomate foi colocado em saco de papel, e levou-se este para armazenar a temperatura ambiente e observar e anotar as alterações durante uma semana. Parte IV: Modificações da coloração e textura do limão Taiti: Primeiramente, anotou-se a coloração e textura da amostra do limão. Depois, o limão foi colocado em saco de papel, e levou-se este para armazenar a temperatura ambiente e observar e anotar as alterações durante uma semana. Parte V: Alterações bioquímicas pós-colheita de pencas de banana nanica verde (tratada com etileno comercialmente), penca de banana nanica verde (sem tratamento com etileno), maço de brócolis e mamão papaia verde. Observar o efeito da temperatura ambiente, baixa temperatura, armazenamento na presença do KMnO4 (absorvente de etileno) e da presença do abacate, na maturação da banana: Foram anotadas as alterações bioquímicas pós-colheita das amostras de pencas de banana verde comercial (tratada com etileno), banana verde (sem tratamento com etileno), brócolis e mamão verde. Foi observado o efeito da baixa temperatura, armazenamento na presença do KMnO4 (absorvente de etileno) e da presença do abacate, na maturação da banana verde. 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1. Características dos frutos climatéricos e não climatéricos e o efeito do etileno O etileno é um composto liberado durante o metabolismo das frutas climatéricas, que estimula o amadurecimento e a senescência (LABUZA, 1989). Antes do amadurecimento, ocorre um aumento natural na produção de etileno, que catalisa o climatério respiratório, dando o suporte energético para as rápidas transformações na aparência, flavor e textura característica dos frutos prontos para serem consumidos (VILAS BOAS, 2002a). Os frutos climatéricos apresentam aumento de atividade respiratória e de produção de etileno durante a maturação, completando o amadurecimento depois da colheita. Os frutos climatéricos podem ser colhidos verde-maduros ou pré-climatéricos, permitindo o controle de início do amadurecimento e do climatério. Tal prática favorece a extensão do período de transporte e armazenamento, e reduz as perdas pós-colheita por deterioração, sem que haja prejuízo no sabor e aroma dos frutos. Por sua vez, os frutos não climatéricos apresentam decréscimo na atividade respiratória após a colheita, devendo ser colhidos somente após estarem maduros (DOS SANTOS, 2003). Frutos não-climatéricos como o morango e a laranja podem apresentar curva de evolução de CO2 sem maiores variações no tempo, exceto por uma redução na evolução de CO2 logo após os estágios iniciais de desenvolvimento dos frutos. Órgãos com padrão não-climatérico de respiração também apresentam taxas de evolução de etileno reduzidíssimas, e sem pico, que requerem métodos e instrumentos muito sensíveis de detecção do etileno produzido, como pode ser visto na Figura 1 (CALBO et al, 2007). Figura 1. Curva de respiração de frutos climatéricos e não climatéricos Uma vez maduras, as frutas se deterioram rapidamente, o controle dos níveis de etileno pode prolongar sua vida útil (LABUZA, 1989). A adoção de técnicas que previnam a ação do etileno caracteriza-se numa prática extremamente eficaz na preservação da qualidade e extensão da vida útil dos frutos (VILAS BOAS, 2002a). A exemplo da utilização do permanganato de potássio que absorve e oxida o etileno liberado pelo próprio fruto durante o amadurecimento (ZAGORY, 1995). Do ponto de vistade fisiologia vegetal há similaridades e diferenças nas respostas de frutos climatéricos e não-climatéricos ao tratamento com etileno. Similaridades são o fato de sob ação de etileno exógeno ocorrer aumento de respiração, aumento da ação de enzimas como aquelas que causam a degradação da clorofila e aceleração da senescência. Como diferença nos frutos climatéricos estes efeitos de aplicação de etileno com doses e durações suficientes são irreversíveis, na medida em que estes órgãos adquirem a capacidade, de produzirem etileno endógeno por um efeito denominado autocatalítico, de acordo com o padrão climatérico típico do órgão (CALBO et al, 2007). Tabela 1. Detecção de amido em frutos e vegetais com reagente de Iodo-KI Amostra Intensidade da coloração do complexo amido-iodo Batata ++ Chuchu ++ Banana +++ Maçã - A: 1 banana verde comercial (tratada com etileno) armazenada a temperatura ambiente B: 1 banana madura comercial armazenada em geladeira (5-10ºC) C: 1 banana madura comercial armazenada a temperatura ambiente (controle) Tabela 2. Transformações bioquímicas na coloração da banana armazenada a baixa temperatura e ambiente 1ºdia 2ºdia 3ºdia 4ºdia 5ºdia 6ºdia 7ºdia A verde levemente amarela levemente esverdeada amarela com traços verdes, manchas escuras amarela com manchas marrom e pretas amarela com manchas escuras amarela com manchas escuras B amarela levemente marrom manchas marrom e pretas cor escura, manchas pretas cor escura, ponta ainda amarela cor escura com partes amarelas cor escura com poucas partes amarelas C amarela um pouco marrom e um pouco preta manchas pequenas marrom pouco pretas manchas marrom e pretas escura com partes amarelas cor escura, praticamente nada amarelo nada amarelo, cor preta Os sintomas encontrados na banana no decorrer dos dias são devidos à injúria pelo frio. Foi observado o escurecimento da casca, e a formação de manchas marrons e pretas. As bananas mostraram um amadurecimento retardado. A Temperatura em que começa a injúria pelo frio das bananas é de aproximadamente de 12,8°C. Tabela 3. Transformações bioquímicas na coloração e aspecto do tomate pós-colheita 1ºdia 2ºdia 3ºdia 4ºdia 5ºdia 6ºdia 7ºdia Cor verde levemente amarelo levemente rosado levemente vermelho vermelho vermelho vermelho Textura firme firme firme firme firme firme firme Os frutos climatéricos podem ser colhidos maturos ou completamente desenvolvidos e transportados para longas distâncias em condições controladas, sem sofrer danos mecânicos extensivos. Esses frutos podem ser tratados com etileno para induzir a maturação. A temperatura mais baixa e segura para estocagem de tomate é 7,2°C. A injúria pelo frio faz ocorrer faz ocorrer falha no desenvolvimento da cor vermelha, susceptibilidade ao apodrecimento causado pela Alternaria sp e pequenas bolsas brancas na pele do tomate. Tabela 4. Transformações bioquímicas na coloração e aspecto do limão pós-colheita 1ºdia 2ºdia 3ºdia 4ºdia 5ºdia 6ºdia 7ºdia Cor verde escuro verde com mancha amarela verde com mancha amarela verde com mancha amarela verde com mancha amarela verde com mancha clara verde com mancha clara Textura firme firme firme firme firme firme firme A temperatura mais baixa e segura para a estocagem do limão é entre 10a 11,7°C. No limão a injúria pelo frio forma glândulas de óleo mais escuras, depressão marrom avermelhada e formação de sulcos no flavedo. D: Uma penca de banana verde comercial (tratada com etileno) armazenada a temperatura ambiente E: Uma penca de banana verde comercial (tratada com etileno) armazenada em geladeira (5-10ºC) F: Uma penca de banana verde (sem tratamento com etileno) armazenada a temperatura ambiente G: Uma penca de banana verde (sem tratamento com etileno) armazenada em geladeira (5-10ºC) H: Uma penca de banana verde (sem tratamento com etileno) na presença de frasco de KMNO4 (absorvente de etileno) armazenada em temperatura ambiente I: Uma penca de banana verde (sem tratamento com etileno) armazenada na presença de abacate a temperatura ambiente J: Um maço de brócolis verde armazenado em geladeira (5-10ºC) K: Um mamão papaia verde comercial armazenado a temperatura ambiente L: Um mamão papaia verde comercial armazenado em geladeira Tabela 5. Transformações bioquímicas da banana, brócolis e mamão pós-colheita Após 0h Após 24h Após 48h Após 72h Após 96h D Pouco verde, injúrias mecânicas, pouco amarela Pouco verde, injúrias mecânicas, pouco amarela Amarela com poucas partes verdes e algumas manchas pretas Amarela com manchas pretas amarela com muitas manchas pretas E Verde e pouco amarelo, sem injúria Verde e pouco amarelo, sem injúria Amarelo, pouco verde com algumas manchas amarelas amarelo, com manchas pretas amarelo com muitas manchas pretas F muito verde, firme e sem injúrias muito verde, firme e sem injúrias muito verde, firme e poucas manchas pretas muito verde, firme e poucas manchas pretas muito verde com poucas manchas pretas G muito verde, firme e sem injúrias muito verde, firme e sem injúrias muito verde, firme, poucas manchas pretas verde, algumas injúrias verde com muitas injúrias H verde sem injúria verde sem injúria Verde e sem injúria verde com partes amareladas, poucas injúrias verde pouco amarelada, poucas injúrias I verde sem injúria verde sem injúria verde e sem injúria Verde pouco amarelada amarela J verde e fresco verde e fresco verde escuro amarelado e seco amarelado e seco K verde, ponta pouco amarela, sem injúria verde ponta pouco amarela, sem injúria amarelo, com poucas partes verdes, sem injúria amarelo, grande mancha marrom amarelo, grande mancha marrom e enrugada L verde forte e centro amarelo, sem injúria, firme verde forte e centro amarelo, sem injúria, firme verde claro e centro amarelo, sem injúria, firme verde claro e centro amarelo, poucas injúrias mecânicas verde claro e centro amarelo, poucas injúrias mecânicas Consequências da injúria pelo frio nas bananas e temperatura ótima para o armazenamento das mesmas. De acordo com o material das aulas teóricas disponibilizado pela professora, a temperatura que se inicia a injúria pelo frio das banas é -12,8°C, os sintomas são os seguintes: perda de gosto e aroma, amadurecimento retardado, endurecimento da polpa central, escurecimento da coloração da casa, aumento de taninos, baixa conversão de amido em açúcares e diminuição da vitamina C. A temperatura ótima para o crescimento das bananas é de 27°C. As bananas podem ser armazenadas em ambiente com UR 85-95%, de 12,8 a 18,3°C. O armazenamento das bananas em 10% de oxigênio e 5% de CO2 permite retardar o aumento da respiração climatérica e prolongar o armazenamento em até 50 dias. Pode ocorrer desordens fisiológicas nas bananas devido ás alteração climáticas, entre elas: modificações no sabor, escurecimento da casca, falha no amadurecimento, amolecimento do fruto verde e perda do sabor. A taxa de respiração da banana a 20°C, por ser uma fruta climatérica é mínimo de 20°C e máximo de 60°C. Conversão de amido em açúcares e transformações de açúcares em amido em frutas e vegetais Seguindo os estudos dos materiais das aulas teóricas disponibilizados pela professora, a conversão do amido em açúcares se refere ao processo de hidrólise e o processo inverso é a biossíntese. Na hidrólise, é possível realizar o teste de amido em bananas para verificar a existência de amido com a adição de iodo. Nesse processo, o amido sofre ação da amilase e da fosforilase para produzir glicose e glicose-1P. A glicose-1P junto com o ATP e a enzima ADP glicose-pirofosforilase produz ADPG(Adenina difosfato glicose). Na biossíntese, a glicose-1P junto com UTP (Uridinatrifosfato) e a enzima UDP pirofosoforilase produz UDPG(uridina difosfato glicose). Essa substância junto com a frutose 6-fosfato e a enzima sacarose 6 fosfato sintetase produz sacarose 6 fosfato e a partir da enzima sacarose 6 fosfato fosfatase produz a sacarose. Os processos são importantes uma vez que a concentração de açúcares e da maciez está associada com a qualidade das frutas. Em cultivos diferentes, contendo diferentes concentrações de amido, pode-se notar que bananas verdes contendo alto teor de amido podem ser utilizadas para produção de bananas chips. 5. CONCLUSÃO É possível concluir que as frutas climatéricas, como banana, mamão, tomate, podem ser tratadas com etileno para induzir a maturação. Já as frutas não climatéricas, como o limão, apresentam baixa atividade respiratória e podem ser preservados por longos períodos em condições controladas, entretanto, eles devem ser colhidos próximos ao estágio de consumo e não amadurecem após a colheita. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALVES, R. E.; FILGUEIRAS, H. A. C.; MOSCA, J. L. Colheita e pós-colheita de anonáceas. In: SÃO JOSÉ, A. R. Anonáceas: produção e mercado (pinha, graviola, atemóia e cherimólia). Vitória da Conquista: Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, 1997. p. 240-256. 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