Aula 01 - Estrutura e Fisiologia de Frutas e Hortalicas

Estrutura e fisiologia de frutas e hortaliças TECNOLOGIA DE FRUTAS E HORTALIÇAS

Profa. Roberta S. Leone

Introdução •

Influências na conservação/transformação de frutas e hortaliças •

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Estrutura morfo-histológica Fisiologia Metabolismo Composição química

Tipo de transformação

Equipamentos apropriados

Intensidade dos tratamentos Profa. Roberta S. Leone

Necessidade de prétratamento Adequação de embalagem

Conceito Popular •

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Hortaliças

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Vegetais folhosos e polposos Relacionados a pequenas áreas (hortas) Não pertencem ao grupo das frutas e grãos Consumidas cruas ou processadas


Conceito Botânico

Hortaliças Sementes e vagens ervilhas e feijões –

Hortaliças tuberosas batata, cenoura, mandioca e cebola –

Hortaliças herbáceas alface, repolho e brócolis –

Hortaliças fruto melancia, melão, tomate, pimentão e abóbora (botanicamente frutos) –


Conceito Botânico • Ovário fecundado e amadurecido

Frutos

de uma flor (pêssego, ( pêssego, ameixa, azeitona) ou de uma infrutescência (abacaxi, figo, amora, jaca) • Caju, maça, pera e marmelo são pseudofrutos: a parte que se desenvolve é outra (não o ovário)


Classificação das frutas Carnosos – apresentam pericarpo suculento

• Baga: muitas sementes livres –

Secos – apresentam pericarpo seco

• Aquênio: caju • Cariopse: arroz, milho e trigo • Vagem: feijão, soja e ervilha

Partenocárpicos – sem sementes


melancia, uva, laranja e tomate • Drupa: forma caroço – manga, azeitona, abacate, ameixa e pêssego

• Banana, laranja Bahia ou Umbigo

Classificação das frutas • Receptáculo floral:

Pseudofrutos

maçã e pera • Receptáculo desenvolvido: morango, abacaxi e figo • Formação de frutos

Infrutescências


agrupados em um ramo • Uvas, amoras, jacas

Classificação das hortaliças Tuberosas • Resultante do engrossamento subterrâneo do caule com acúmulo de substâncias de

reserva • Tubérculos – batata inglesa e rabanete • Rizoma – inhame • Bulbos – cebola e alho • Raízes – cenoura, batata doce, beterraba e mandioca

Herbáceas • Verduras: alface, repolho, espinafre, aipo, aspargo, couve-flor, brócolis e alcachofra

Frutos • Não são conhecidos comercialmente como fruta e o cozimento melhora sua

palatabilidade • Pimentão, abóbora, berinjela e pepino


Célula vegetal


Célula vegetal

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Núcleo: regulação de atividades metabólicas e reprodutivas do vegetal Profa. Roberta S. Leone

Célula vegetal

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Cloroplastos: cromoplastos que contém clorofila. Estão concentrados nas regiões mais expostas à luz Profa. Roberta S. Leone

Célula vegetal

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Vacúolo: pode conter líquidos e pigmentos. Está relacionado com armazenamento e equilíbrio osmótico Profa. Roberta S. Leone

Célula vegetal

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Parede celular: revestimento externo de grande resistência. Composta de celulose, hemicelulose, lignina, pectina e proteínas


Célula vegetal

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Plasmodesmos: poros na parede celular que permite a troca de substâncias entre as células


Tecidos vegetais Células agrupadas formando tecidos com funções diferentes • Parenquimatoso • Protetor • De sustentação (colênquima, esclerênquima) • Vascular (xilema e floema)

Importante para definir o processamento e o equipamento Profa. Roberta S. Leone

Tecidos vegetais Tecido central • Parte comestível – parênquima, cloroplastos e vacúolo cheio de líquidos

Colênquima • Substâncias pécticas, hemicelulose, lignina e água

Esclerênquima • Fibras e células esclerosas. Funcionam como suporte. No ponto de

maturação elas geralmente morrem. Fibras da manga, da casca da vagem

Tecido vascular • Suporte mecânico e transporta nutrientes


Ciclo de vida das frutas e hortaliças

Formação

Crescimento

Maturação


Senescência

Formação Primeira fase da vida do fruto Subsequente à polinização e fertilização Crescimento do óvulo, murchamento de pétalas e estames Óvulo se transforma em semente Ovário evolui para fruto


Crescimento Aumento do volume do fruto Velocidade de crescimento constante: maçã, pera. Abacaxi, banana, abacate, laranja, tomate e melão Velocidade de crescimento irregular: pêssego, nectarina, ameixa, cereja, figo, framboesa e uva

Influenciado por: tempo, intensidade de luz, temperatura, hormônios vegetais reguladores de crescimento Define-se as características físicas, químicas e sensoriais: volume, turgidez, acúmulo de água e carboidratos, síntese de aroma e sabor Profa. Roberta S. Leone

Pré-maturação Antecede à maturação Período entre floração e colheita Máximo de volume do fruto Ocorre maior número de reação químicas, bioquímicas, estruturais e fisiológicas • Desenvolvimento das sementes • Mudanças na cor, textura e taxa respiratória • Mudanças na permeabilidade dos tecidos e produção de etileno • Produção de compostos voláteis • Formação de cera na casca Profa. Roberta S. Leone

Maturação Etapa mais importante no ponto de vista tecnológico • Aumento de vida útil pós colheita • Aproveitamento industrial

Pré-maturação Maturação Amadurecimento


Amadurecimento Fase final da maturação e inicial da senescência Melhores características sensoriais • Maior doçura • Redução da acidez e adistringência

Reações de degradação • Utilização das reservas do fruto para manutenção das

atividades fisiológicas e integridade celular • Elevada demanda de energia Profa. Roberta S. Leone

Amadurecimento Síntese de: • Manutenção da estrutura mitocondrial • Formação de carotenoides e antocianinas • Interconversão de açúcares • Síntese de voláteis aromáticos • Aumento na incorporação de aminoácidos • Formação da via do etileno Profa. Roberta S. Leone

Amadurecimento Degradação de: • Destruição dos cloroplastos • Quebra da molécula de clorofila • Hidrólise do amido • Destruição de ácidos • Oxidação de substratos • Solubilização de pectinas • Ativação de enzimas hidrolíticas Profa. Roberta S. Leone

Senescência Predominância dos processos de degradação que levarão á morte celular Natural e irreversível

Pode ser acelerada pela colheita Hidrólise da clorofila Perda de capacidade fotossintetizante Interrupção da fonte de nutrientes


Metabolismo de frutas e hortaliças Processos químicos e bioquímicos durante as fases de crescimento, floração, frutificação, reprodução e morte Anabolismo •

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Síntese de substâncias a partir do solo, água, ar e luz Ex.: fotossíntese

Catabolismo •

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Utilização das substâncias de reserva pela planta em condições desfavoráveis Ex.: processo respiratório


Fotossíntese •

Transformação de energia solar em energia química •

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Energia acumulada em compostos orgânicos

Exclusivo de plantas verdes captam radiações de 390 760 nm Fase clara Fase escura –


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Fotossíntese Fase clara Fase escura

Luz solar sobre clorofila

Fotofosforil ação

Síntese de ADP

ATP

Ocorre no cloroplasto

Energia: CO2 + RDP

Compostos orgânicos

Glicose

CO2 + H2O + energia + clorofila → (CH2O) + O2


Fotossíntese Dependente: Intensidade luminosa Temperatura Concentração de CO2 •

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Respiração Respiração • Carboidratos, desprendendo CO 2 e calor

Transpiração • Desprendimento de umidade

Velocidade depende da quantidade de substâncias de reserva Maior velocidade gera vida-de-prateleira menor


Respiração •

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Controle é fundamental para aumentar tempo de armazenamento É influenciada pela composição do fruto •

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Resulta em modificações na qualidade física e sensorial • •

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Transporte prolongado Processamento mínimo

Aeróbica •

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Presença de compostos fenólicos e cicatrização dos tecidos

Atividades oxidativas

Anaeróbica •

Fermentação Profa. Roberta S. Leone

Respiração aeróbica •

Oxidação predominante de substâncias orgânicas nas mitocôndrias e com sistemas enzimáticos Respiração aeróbica

Hidrólise de

polissacaríde os em açúcar simples

Oxidação dos açúcares em ácido pirúvico

Ácido pirúvico em CO2, água e energia

C6H12O6+ 6 O2 + H2O → 6 CO2 + 12 H2O


CO2 + H2O + energia + clorofila → (CH2O) + O2

C6H12O6+ 6 O2 + H2O → 6 CO2 + 12 H2O


Respiração aeróbica •

Glicose principal substrato de energia –

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Carbono pode ser derivado de polímeros de amido, dissacarídeos, outros açúcares, lipídeos e ácidos orgânicos

São liberados 686 kcal por mol (180 g) de glicose oxidada


Respiração anaeróbica Limitação ou ausência de oxigênio Fermentação – compostos tóxicos aos próprios vegetais • Acetaldeído e etanol • Sabor e odor desagradáveis


Velocidade de respiração MAIOR

Hortaliças folhosas

Raízes, tubérculos e bulbos

Colhidos maduros: tomate

MENOR Profa. Roberta S. Leone

Colhidos imaturos: quiabo e ervilha

Padrões de respiração •

Climatéricos • •

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Maior demanda de energia Alta taxa respiratória durante a maturação, com amadurecimento imediato Têm o mesmo comportamento após colheita amadurecem após a colheita Pera, maçã, banana e tomate –

Produção autocatalítica de etileno Síntese de proteínas Modificação na permeabilidade celular Profa. Roberta S. Leone

Padrões de respiração •

Não climatéricos •

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Amadurecem mais lentamente Demanda constante de energia Limão, laranja, abacaxi e morango Não amadurecem após a colheita

Declínio da taxa de respiração ao longo do tempo Perda de firmeza e da coloração verde após colheita sem ralação com a respiração Só amadurecem na planta Profa. Roberta S. Leone

Controle respiratório

Fatores que influenciam a respiração

• Espécie • Relação superfície/volume • Temperatura • Concentração de O2 e CO2 • Acúmulo de etileno • Danos mecânicos


Fitorreguladores Hormônios vegetais compostos orgânicos endógenos que em baixas concentrações causam respostas fisiológicas nas plantas –

Auxinas Giberilinas Citocininas Ácido abscíssico

De forma exógena, utilizados para prolongamento da vida útil

Etileno Profa. Roberta S. Leone

Fitorreguladores Auxinas – induz a elongação celular dos vegetais • Ácidos indolacético, indolbutírico, nafatlenoacético e

indolpropiônico • Crescimento de raízes, hastes, folhas, flores e frutos • Diferenciação celular e dos órgãos • Amadurecimento e senescência dos frutos • Ação exógena – retarda amadurecimento induzido pelo etileno. Em citros, retardoa o amarelamento da casca, aumenta o tamanho do fruto e antecipação na época de produção Profa. Roberta S. Leone

Fitorreguladores Giberelinas: • Encontradas principalmente em sementes • Retarda mudança de cor (perda de clorofila) • Aumenta síntese de carotenoides • Mantém a firmeza da casca • reduz taxa respiratória


Fitorreguladores Citocininas: • Frutos jovens e em sementes em germinação • Promovem divisão celular, estímulo à germinação • Alteração do crescimento dos frutos • Retardo da senescência de cascas e folhas de frutos • Atrasam a degradação proteica e da clorofila


Fitorreguladores Ácido abscíssico • Predominância em sementes jovens • Retardo no crescimento e desenvolvimento dos vegetais • Processos de dormência • Pode antecipar o amadurecimento em frutos • Pode provocar senescência em tecidos verdes


Fitorreguladores Etileno • Controle de amadurecimento dos frutos climatéricos • Sem ação aparente sobre os não-climatéricos • Induz-se o amadurecimento com etileno exógeno ou

estimulando sua produção pelo fruto • Níveis reduzidos de O 2 e elevados de CO2 diminui sua produção • Produção diretamente proporcional à temperatura • Estimula: • Degradação da Vit C e clorofila • Deterioração da membrana • Mudanças no sabor Profa. Roberta S. Leone

Microbiota predominante •

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Estrutura protetora camada epidérmica pH, temperatura, umidade, oxigênio e nutrientes Frutas fungos –

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Rhizopus e Mucor : sem perigo Alternaria, Fisarium, Penicillium, Aspergillus, Cladosporium e Phoma: produzem toxinas

Hortaliças bactérias –

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Salmonella e Shigella: veiculadas por água de irrigação Clostridium botulinum: solo produtos de baixa acidez –


Fontes de contaminação •

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Solo Água de irrigação e de lavagem Fertilizantes com detritos animais Recipientes, equipamentos e veículos contaminados Embalagem Animais selvagens ou domésticos Homem Manuseio inadequado Processamento, embalagem e armazenamento inadequados Profa. Roberta S. Leone

Alterações microbianas Mos deteriorantes • Fermentações • Putrefações • Alterações na aparência

Mos patogênicos • Intoxicações • Infecçoes


Alterações microbianas •

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Crescimento de fungos filamentosos na superfície Alterações de coloração e textura Podridão branda em frutos polposos Antracnose folhas altera cor e textura Fermentação alcoólica e lática carboidratos por leveduras –

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Alteração na textura Desprendimento de odores


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