Respiração e produção de etileno em beterrabas inteiras e minimamente processadas submetidas a tratamentos com etileno e biorreguladores

Respiratory rate and ethylene production of whole and minimally processed beet roots submitted to ethylene and bioregulators treatments

PESQUISA

Respiração e produção de etileno em beterrabas inteiras e minimamente processadas submetidas a tratamentos com etileno e biorreguladores

Respiratory rate and ethylene production of whole and minimally processed beet roots submitted to ethylene and bioregulators treatments

Ricardo Alfredo Kluge; Andressa A Picoli; Juan S del Aguila

USP-ESALQ, Depto. Ciências Biológicas, C. Postal 9, 13418-900 Piracicaba-SP; [e-mail]

RESUMO

Verificou-se o efeito do etileno e de biorreguladores sobre a atividade respiratória e a síntese de etileno em beterrabas minimamente processadas e inteiras. Para o processamento mínimo, as raízes foram selecionadas quanto à firmeza, cor e tamanho, descascadas, sanificadas, sendo em seguida cortadas em fatias (2 mm de espessura), enxaguadas e centrifugadas. Os tratamentos aplicados foram: etileno (1000 µL L^-1), 1-metilciclopropeno (300 nL L^-1) e ácido salicílico (500 mg L^-1). Após os tratamentos, as beterrabas foram embaladas e armazenadas a 5±1ºC e 85±5% UR durante 10 dias. Observou-se que o ácido salicílico promoveu a diminuição da atividade respiratória do produto minimamente processado durante o armazenamento. Além disso, verificou-se que a resposta fisiológica de beterraba minimamente processada é diferente de beterraba inteira, o que foi comprovada ao se analisar a atividade respiratória e a produção de etileno, que foram significativamente maiores no produto minimamente processado.

Palavras-chave:Beta vulgaris, ácido salicílico, 1-metilciclopropeno, estresse mecânico.

ABSTRACT

The objective of this work was to evaluate the effects of ethylene and bioregulators on the respiratory activity and ethylene synthesis of minimally processed and whole beet roots. For the minimal processing, beet roots were graded for firmness, color and size, and were peeled. Roots were then sanitized, shredded (2 mm thick), rinsed and centrifuged. The following treatments were applied: ethylene (1000 µL L^-1), 1-methylciclopropene (300 nL L^-1) and salicylic acid (500 mg L^-1). After treatments, beet roots were packed and stored at 5±1 ºC and 85±5% RH during 10 days. It was observed that salicylic acid use promoted the decrease of respiratory rates of minimally processed beet roots during all storage time. It was also noted difference between whole and minimally processed beet roots physiology. This difference was observed by the high values of respiratory activity and ethylene production rates in the minimally processed beet roots.

Keywords: Beta vulgaris, methylciclopropene, salicylic acid, mechanical stress.

Frutas e hortaliças minimamente processadas são em essência órgãos vegetais que passaram por alterações físicas, isto é, foram descascados, picados, torneados e ralados, dentre outros processos, mas que permaneceram no estado fresco e metabolicamente ativos (Moretti & Machado, 2006; Saavedra del Aguila et al., 2006a).

A conservação de hortaliças minimamente processadas é um processo especialmente complexo, no qual estão envolvidas células vegetais danificadas, intactas e/ou inativadas. Em outras palavras, enquanto algumas células apresentam atividade respiratória normal, as danificadas apresentam atividade respiratória maior (Rolle & Chism, 1987; Saavedra del Aguila et al., 2008).

O efeito do corte e outros danos, provocados durante as etapas do processamento mínimo, tem como conseqüência o rompimento de organelas, modificação da permeabilidade das membranas, desorganização celular, ativação da síntese do etileno e aumento na respiração (Chitarra & Chitarra, 2005).

As taxas respiratórias de produtos minimamente processados são geralmente, mais altas que as encontradas em frutas e hortaliças inteiras; por exemplo, as taxas respiratórias das raízes de rabanete minimamente processado em fatias são em média 95% superiores às taxas respiratórias das raízes inteiras, quando armazenadas a 5ºC e 90% UR por 10 dias (Saavedra del Aguila et al., 2007). O controle da produção de CO₂ pode ser usado para prolongar a vida de prateleira de produtos minimamente processados, o que obriga sua comercialização sob refrigeração (Watada et al., 1996). Neste sentido, Vitti et al., (2005) encontraram que a taxa respiratória de beterrabas em fatias e armazenadas a 15ºC é aproximadamente o dobro das armazenadas a 5ºC. Segundo Brecht (1995) a taxa respiratória e a produção de etileno, bem como outras reações associadas ao processamento, são reduzidas quando o produto é preparado sob baixas temperaturas (Saavedra del Aguila et al., 2006b).

Embora a maioria das hortaliças produza quantidades baixas de etileno, são muito sensíveis às exposições de etileno exógeno. O principal efeito deste fitohormônio, nesses produtos, é a indução de aumento da atividade respiratória, o que acelera a atividade metabólica e antecipa a senescência (Chitarra & Chitarra, 2005). O etileno pode ter a sua ação bloqueada pela aplicação do 1-metilciclopropeno (1-MCP) (Sisler & Serek, 1997). O 1-MCP apresenta a capacidade de evitar os efeitos relativos ao etileno, sendo usado para retardar a maturação de frutas e a senescência de hortaliças e flores (Blankenship & Dole, 2003). A produção de etileno pode ser reduzida com a aplicação de ácido salicílico, que inibe a ACC oxidase, a enzima formadora do etileno (Jun et al., 1999).

Portanto, o armazenamento refrigerado e a aplicação de ácido salicílico e 1-MCP, podem manter a qualidade do produto, possibilitando o armazenamento da beterraba minimamente processada por maior período de tempo. Entretanto, não só o conhecimento dos efeitos dos tratamentos é importante, mas também a viabilidade prática e econômica da técnica que, uma vez estabelecida, pode tornar o tratamento aplicável, a nível comercial, para as condições brasileiras.

Este trabalho teve como objetivo verificar o efeito do etileno e de biorreguladores sobre a atividade respiratória e síntese de etileno de beterrabas minimamente processadas e inteiras.

MATERIAL E MÉTODOS

Beterrabas cv. Early Wonder foram colhidas na região de São José do Rio Preto-SP e cuidadosamente transportadas em caixas plásticas forradas com filme plástico tipo "bolha" por aproximadamente 4 horas até laboratório da ESALQ em Piracicaba, onde sofreram uma seleção quanto ao tamanho, cor, firmeza e ausência de injúrias mecânicas e patológicas. As beterrabas foram pré-lavadas em água corrente, com o objetivo de retirar as impurezas advindas do campo. A seguir, o material foi separado em dois lotes; um deles foi minimamente processado e o outro permaneceu inteiro.

O fluxograma de preparo do produto minimamente processado seguiu o utilizado por Vitti et al. (2004) com modificações. O processamento ocorreu dentro de câmara a 10ºC, sobre mesa de aço inoxidável devidamente higienizada. Os operadores utilizaram botas, aventais, luvas, máscaras e toucas, como parte das condições mínimas de assepsia. Inicialmente, as beterrabas foram imersas em água resfriada (5ºC) por 2 minutos para reduzir a atividade metabólica antes do processamento. A seguir, elas tiveram a película externa retirada em descascadora industrial com disco abrasivo. Estas raízes foram sanificadas por 3 minutos em água clorada (200 mg L^-1 de cloro ativo), com o objetivo de se reduzir os riscos de contaminação. A seguir foram submetidas ao corte em fatias com 2 mm de espessura, utilizando-se processadora industrial. Após essa etapa, o produto foi enxaguado em água com 3 mg L^-1 de cloro ativo por 1 minuto para a retirada do excesso de cloro. Em seguida, foram centrifugadas (800 x g) em centrífuga doméstica durante 20 segundos, para a retirada do excesso de umidade.

Os tratamentos aplicados, tanto nas beterrabas minimamente processadas quanto nas inteiras foram etileno, 1-MCP e ácido salicílico, além do controle. Para a aplicação do etileno, as beterrabas foram colocadas em caixas herméticas, com volume de 0,19 m³ durante 24 horas. O etileno (1000 µL L^-1) foi aplicado injetando-se gás azetil^® (fornecido pela White Martins, contendo 5% de etileno) no interior da caixa hermética, através de um septo de silicone.

Para a aplicação de 1-MCP, na concentração de 300 nL L^-1, foram utilizadas 0,089 g do produto comercial SmartFresh^®, o qual foi dissolvido em 20 mL de água a 50ºC em frasco hermeticamente fechado. Após completa dissolução do produto, o frasco foi aberto no interior da caixa, para a liberação do gás. A duração deste tratamento foi de 12 horas. O ácido salicílico foi aplicado na forma de imersão do produto, durante 5 minutos, em uma solução contendo 500 mg L^-1 de ácido salicílico.

As beterrabas minimamente processadas e inteiras foram acondicionadas em frascos herméticos de vidro, com tampa de metal e septo de silicone, com capacidade para 600 mL e 1700 mL, respectivamente. Todos os tratamentos foram armazenados a 5±1ºC e 85±5% UR.

O período de armazenamento foi de 10 dias, sendo que as avaliações foram realizadas diariamente. Imediatamente após cada leitura (produção de etileno e atividade respiratória), os frascos eram abertos, tendo suas tampas substituídas por um filme de policloreto de vinila (PVC) de 14 µm de espessura. O delineamento experimental foi inteiramente ao acaso com seis repetições (200 g de produto), em esquema fatorial 4 x 11, onde os fatores estudados foram quatro tratamentos (controle, etileno, ácido salicílico e 1-MCP) e onze tempos de armazenamento.

As seguintes variáveis foram analisadas: a) Produção de etileno: os frascos permaneceram hermeticamente fechados com tampa de metal e septo de silicone durante 2 horas a 5ºC e, ao final deste período, foi coletada, através do septo, uma alíquota de 0,5 mL de gás do interior dos frascos, utilizando-se uma seringa modelo Gastight, marca Hamilton. As amostras coletadas foram injetadas em cromatógrafo a gás (Thermo mod. Trace GC Ultra), com detector de ionização de chama (FID) e coluna "Propak N". O gás de arraste foi o hidrogênio, a um fluxo de 30 mL/minuto. As temperaturas mantidas no aparelho foram de 100ºC para a coluna, 140ºC no injetor, 180ºC no detector e 350ºC no metanador. Os resultados foram expressos em µL C₂H₄ kg^-1 h^-1; b) Atividade respiratória: foram utilizados os mesmos procedimentos adotados para a determinação de etileno. As temperaturas mantidas no aparelho foram 100ºC para a coluna, 100ºC no injetor, 250ºC no detector e 350ºC no metanador. Os resultados foram expressos em mL CO₂ kg^-1 h^-1.

Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste da diferença mínima significativa (p<0,05), em que as diferenças entre dois tratamentos maior que a soma de dois erros padrões foram consideradas significativas (Moretti et al., 2002; Vitti et al., 2004).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Verificou-se que a taxa respiratória, dos tecidos intactos e danificados respondem diferentemente, considerando os valores superiores das taxas observadas em beterrabas minimamente processadas em relação às inteiras (Figura 1).

A figura 1 (A e B) indica que a atividade respiratória de beterrabas minimamente processadas é maior que a das raízes inteiras, o que também foi observado por Osório & Chaves (1998) e Vitti et al. (2004). Estes resultados podem ser explicados pela maior exposição dos tecidos cortados ao ambiente, que o processamento promove.

A aplicação de ácido salicílico nas beterrabas minimamente processadas causou redução na atividade respiratória em comparação aos demais tratamentos, cujos resultados apresentaram uma tendência de aumento inicial, até o 5º - 6º dia de armazenamento, seguido de redução (Figura 1A). É possível que o ácido salicílico, cujo pH é 2,5, tenha reduzido o pH citosólico e diminuído o ritmo da glicólise, pois afetou suas enzimas (Taiz & Zeiger, 2009). Vitti (2003a) também observou redução na atividade respiratória de beterrabas minimamente processadas e tratadas com ácido cítrico, aditivo que como o ácido salicílico, é usado como conservante de alimentos.

Não foi verificado efeito do ácido salicílico na atividade respiratória de beterrabas inteiras, o que evidenciou o efeito do 1-MCP na diminuição da respiração (Figura 1B), o que também foi indicado no produto minimamente processado (Figura 1A).

Vilas-Boas & Kader (2006) estudaram a taxa respiratória de bananas minimamente processadas armazenadas a 10ºC e observaram que a taxa respiratória sofreu decréscimo de 40% quando tratado com 1 µL L^-1 de 1-MCP, em relação às bananas minimamente processadas sem aplicação de 1-MCP (controle); resultados similares foram obtidos por Arias et al., (2009) com peras minimamente processadas e armazenadas a 0-1ºC por 3 meses. Em contrapartida, Aguayo et al. (2006), acharam uma elevação significativa da taxa respiratória de morangos 'Camarosa' minimamente processados e tratados com 1-MCP até o 6 dia de armazenamento a 5ºC; assim como Budu & Joyce (2003) trabalhando com abacaxi minimamente processado e armazenado a 4,5 ºC por 12 dias.

Por outro lado, Kim et al. (2007) verificaram que a atividade respiratória de coentro minimamente processado e tratado com 1-MCP e armazenado a 5ºC não apresentou diferenças em relação ao tratamento controle (sem aplicação de 1-MCP), do mesmo modo Saftner et al. (2007), em pesquisa com melão minimamente processado e armazenado a 5ºC por 6 dias não acharam diferenças entre os tratamentos com 1-MCP e o tratamento controle.

Nas beterrabas minimamente processadas e inteiras houve produção de etileno apenas no primeiro dia de armazenamento, caracterizado por um pico. Ele foi mais marcante nas beterrabas inteiras tratadas com etileno, que no primeiro dia de armazenamento levou a valores de produção de etileno duas vezes maiores que os dos demais tratamentos (Figuras 2A e 2B).

Kim et al. (2007) observaram acréscimos significativos na produção de etileno de coentro minimamente processado e tratado com 1-MCP ao respeito do tratamento controle (sem aplicação de 1-MCP), armazenado a 5ºC por 7 dias.

Vilas-Boas & Kader (2006) trabalhando com bananas minimamente processadas, tratadas ou não com 1-MCP e armazenadas a 10ºC por 3 dias, não encontraram diferenças significativas na produção de etileno entre os tratamentos controle (sem aplicação de 1-MCP) e os tratamentos submetidos a 1-MCP.

Já decréscimos na produção de etileno, foram obtidos por Aguayo et al. (2006), trabalhando com morangos 'Camarosa' minimamente processado tratados com 1-MCP e armazenados a 5ºC por 12 dias; e por Arias et al. (2009) em peras minimamente processadas tratadas com 1-MCP e armazenadas a 0-1ºC por 3 meses.

Tecidos estressados ou danificados geralmente respondem por meio da biossíntese de etileno e aumentos na taxa respiratória (Purvis, 1997), como forma de regularizar o metabolismo e/ou ativar vias para a produção de metabólitos cicatrizantes (Saltveit, 2003).

O etileno só foi detectado nas beterrabas inteiras tratadas com etileno, porém em beterrabas minimamente processadas foi possível verificar esta produção de etileno, conforme relatado por Vitti (2003b). Vitti et al. (2004) observaram produção de etileno, mas esta produção, nas primeiras horas após o fatiamento, atingiu valores de 0,9 µL kg^-1 h^-1 , com pouca variação ao longo do armazenamento, a 5ºC e 85% UR, por 10 dias.

AGRADECIMENTOS

À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pela bolsa de mestrado (proc. nº 2006/01881-7), do segundo autor; e pelo auxílio financeiro (proc. nº 2005/01863-6).

(Recebido para publicação em 24 de março de 2009; aceito em 3 de fevereiro de 2010)

(Received on March 24, 2009; accepted on February 2, 2010)

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  23 Jul 2010
• Data do Fascículo
  Mar 2010

Histórico

• Recebido
  24 Mar 2009
• Aceito
  03 Fev 2010