O fungo basidiomiceto Crinipellis perniciosa é o agente causal da vassoura-de-bruxa do cacaueiro (Theobroma cacao), podendo causar sérios perdas na produção. Este fungo é capaz de colonizar, além do cacau, várias outras plantas hospedeiras, onde pode se adaptar às novas condições, contribuindo, dessa forma, para o aumento da variabilidade genética desse microrganismo. Assim sendo, o objetivo desse trabalho foi isolar e identificar C. perniciosa de tecidos sadios de cacaueiro e comparar a sua variabilidade genética e fisiológica com isolados patogênicos por meio de análises moleculares e fisiológicas. Após a desinfecção e retirada da casca dos ramos, colônias morfologicamente similares a C. perniciosa foram obtidas de tecidos sadios de cacaueiro, os quais foram considerados como endófitos. A identificação preliminar desses isolados foi baseada nas observações morfológicas, tais como coloração da colônia e presença de grampos de conexão. Posteriormente, os isolados de C. perniciosa foram caracterizados geneticamente por RAPD, e sequenciamento de regiões do rDNA (18S+5.8S+28S), resistência a fungicidas, produção de exoenzimas e patogenicidade ao cacaueiro. A análise por marcadores RAPD separou os 37 isolados em 8 grupos (G1 a G8), sendo o grupo G1 dividido em 2 subgrupos (G1-1 e G1-2). Por esta análise foi possível observar que linhagens com 100 % de similaridade foram isoladas de locais diferentes, enquanto que isolados obtidos de uma mesma planta podem ser geneticamente diferentes. A análise da seqüência do rDNA dos isolados de C. perniciosa mostrou a formação de 6 grupos distintos (R1 a R6). Isolados obtidos de uma mesma planta não se agruparam, reforçando a hipótese de que isolados geneticamente diferentes podem ocupar a mesma planta hospedeira. Quanto resistência a fungicidas (tebuconazole, mancozeb, benomil e óxido cuproso), foi observado que tebuconazole foi o mais eficiente na inibição do crescimento miceliar, enquanto benomil apresentar menor taxa de inibição. Isolados endofíticos e patogênicos apresentaram comportamento similar em relação aos fungicidas. Resultado semelhante foi observado quanto a produção de exoenzimas (amilase, lipase, pectinase, exo e endoglicanase). Foi observada a produção de todas as enzimas avaliadas, sendo possível detectar variações entre os isolados. Entretanto, esta variação não foi correlacionada ao hábito endofítico ou patogênico. A patogenicidade de 8 isolados de C. perniciosa foi avaliada em mudas de cacau Catongo. A porcentagem de plantas infectadas com sintomas variou de 55% a 100%. Isolados endofíticos apresentaram baixa virulência sobre o cacaueiro, tendo o isolado endofítico 31 induziu sintomas em 60% das plantas inoculadas, resultado este provavelmente devido à alta pressão de inóculo. Este trabalho mostra pela primeira vez C. perniciosa como endófito em tecidos não meristemático do cacaueiro. / The basidiomycete fungus Crinipellis perniciosa (Stahel) Singer is the causal agent of Witches' Broom Disease of Cacao (Theobroma cacao L.) which is the main factor limiting cocoa production in the Americas. Pod losses of up to 90% are experienced in affected areas as evidenced by the 50% drop in production in Bahia province, Brazil following the arrival of the C. perniciosa in the area in 1989. The disease has proven particularly difficult to control and many farmers in affected areas have given up cacao cultivation. Any useful control strategy for Witches' Broom disease must be effective against in range strains of the pathogen. It is already known that pathogenic variation exists among isolates of Crinipellis perniciosa obtained from different areas and host plants. However, any study was developed about the variability between endophytic and pathogenic population. In order to evaluate the genetic variability of 35 isolates of endophytic and pathogenic populations of Crinipellis perniciosa, the RAPD technique, ITS sequencing and fungicide susceptibility were performed. Genetic variability between 35 isolates of C. perniciosa was analysed by the random amplified polymorphic DNA (RAPD) technique, which indicated that isolates from other host plants were more diverse than isolates obtained from cacao plants. Among cacao isolates was observed at least two groups, one formed mainly by endophytic isolates and other by pathogenic ones. Analysis by ITS sequence grouped isolates independently of endophytic or pathogenic status. Fungicide susceptibility showed that cupric oxide inhibits statistically more endophytic isolates than pathogenic ones, showing that could have physiological differences between these populations. The present study highlighted the possible genetic and physiological differences between endophytic and pathogenic population of C. perniciosa.

Atualmente a demanda mundial por cacau é superior à sua oferta, impulsionando a pesquisa e desenvolvimento de substitutos. Pesquisa conduzida recentemente evidenciou um potencial substituto ao submeter sementes de jaca dura a processos de fermentação, secagem e torração, resultando na produção de compostos voláteis similares aos do cacau. No entanto, o processo fermentativo foi realizado com a microbiota natural, o que impossibilita o direcionamento da produção de compostos de interesse. Desse modo, o objetivo do presente trabalho foi utilizar cultura starter de dois microrganismos isolados da fermentação da semente do cacau (Kluyveromyces marxianus e Saccharomyces cerevisiae) no processo fermentativo da semente de jaca dura, acompanhar as características da massa fermentativa, caracterizar microbiologicamente e avaliar os compostos voláteis produzidos. No primeiro capítulo são apresentados os dados referentes à primeira etapa do projeto, que envolveu a realização das fermentações em três lotes, contendo um tratamento sem inoculação de leveduras (controle) e dois tratamentos inoculados, sendo o KM, com K. marxianus, e o mix, com K. marxianus e S. cerevisiae. Neste capítulo também foram avaliadas as características da massa fermentativa ao longo do processo fermentativo (pH, exsudação, sólidos solúveis, acidez titulável e temperatura), o consumo de nutrientes (açúcares e proteínas), a produção de etanol e ácidos orgânicos (ácido acético e ácido lático) e a caracterização do conteúdo mineral. Observaram-se diferenças nos parâmetros para os tratamentos, principalmente devido à aceleração da fermentação no tratamento mix, que influenciaram na produção de compostos voláteis. Também foi evidenciada a presença de leveduras, bactérias láticas e bactérias acéticas ao longo do processo. No capítulo 2 estão apresentados os resultados obtidos na segunda etapa do projeto, que envolveu a análise dos compostos voláteis produzidos com perfil aromático semelhante ao do cacau, evidenciando a maximização da produção de alguns compostos voláteis que conferem aroma de chocolate, na presença de mix de culturas starters, indicando o potencial uso das mesmas na fermentação de jaca dura. / Currently the world demand of cocoa exceeds it\'s supply, leading the research and development of substitutes. Study recently conducted evidenced a potential substitute by subjecting hard jackfruit seeds to fermentation, drying and roasting processes, resulting in the production of volatile compounds to those of cocoa. However, the fermentative process was carried out with the natural microbiota, which makes it impossible to direct the production of interests compounds. Thus, the aim of the present work was the application of starter cultures of two microrganisms isolated from the cocoa beans fermentation (Kluyveromyces marxianus e Saccharomyces cerevisiae) in the fermentative process of hard jackfruit seeds, the monitoring of the fermentative mass characteristics, the microbiological characterization, and evaluation of volatile compounds produced. In the first chapter are presented the data refering to the first stage of the project, which involved the fermentation in three lots, containing a treatment without yeast inoculation (control) and two inoculated treatments, KM with K.marxianus, and MIX with K.marxianus and S. cerevisiae. In this chapter it was also evaluated the fermentative mass characteristics throughout the fermentation process (pH, exsudation, soluble solids, titratable acidity and temperature), the nutrients consumption (sugars and proteins), the production of ethanol and organic acids (acetic acid and lactic acid) and the characterization of mineral content. Differences were observed in the parameters for the treatments, mainly due to the acceleration of the fermentation in the MIX treatment, which influenced in the volatile compounds production. Also it was evidenced the presence of yeasts, lactic acid bacteria and acetic acid bacteria throughout the process. In chapter two are presented the results obtained in the second stage of the project, which involved the analysis of volatile compounds production and the aromatic profile similar to cocoa, evidencing the maximization of some volatile compounds production that confer chocolate aroma, in the presence of MIX of starters cultures, indicating their potential use in the hard jackfruit fermentation.

A doença vassoura-de-bruxa reduziu expressivamente a produtividade dos cacauais da região sul da Bahia, maior produtora nacional. O controle genético da enfermidade, com o uso de plantas tolerantes e com alto potencial produtivo, tem sido a principal estratégia para o convívio com essa doença. O plantio de mudas clonais, provenientes de estacas enraizadas, tem mostrado ser uma prática promissora para a renovação da lavoura. O Instituto Biofábrica de Cacau (IBC), criado em 1999, tem como um de seus objetivos produzir e comercializar essas mudas. Estudos preliminares mostraram a necessidade de aprimoramento do protocolo, pois foram observados distúrbios nutricionais, apesar do uso elevado de fertilizantes. Os objetivos deste trabalho foram: avaliar a perda de nutrientes; comparar metodologias de extração de nutrientes em substratos; identificar a folha mais adequada para ser utilizada como diagnóstica; comparar formas de adubação; definir níveis críticos (NC) e doses recomendáveis de P e de N. Foram realizados dois experimentos, ambos em viveiro de produção de mudas do IBC, onde se utilizou o clone PH 16, com 12 mudas por parcela útil (uma muda por tubete de 288 cm3), sendo avaliados: diâmetro, altura, área foliar, matéria seca, concentração e conteúdo de nutrientes na planta. O primeiro experimento, implantado em julho de 2005, foi um fatorial 5x5+1: cinco substratos (misturas de fibra de coco – FC e Plantmax®), cinco doses de P no plantio (de zero a 0,8 g dm-3) e um tratamento adicional (P aplicado aos 30 dias); o segundo experimento, instalado em julho de 2006, foi um fatorial 2x5: duas formas de adubação, no substrato e foliar, e cinco doses de uréia, aplicadas semanalmente após o 82º dia. A análise do lixiviado do primeiro experimento identificou variações do pH, da condutividade elétrica e dos nutrientes de acordo com os tratamentos e com o tempo. A terceira folha do primeiro lançamento maduro foi a mais indicada para ser utilizada como folha diagnóstica. Para a maioria dos nutrientes, não foram encontradas correlações significativas entre os teores extraídos dos substratos, por metodologias distintas, com os absorvidos pelas plantas, exceto para P, K, Ca e Cu. A adubação com P em cobertura aumentou sua disponibilidade e absorção, mas não afetou o crescimento das mudas. Os melhores substratos foram os que continham entre 30 a 55% de FC. As doses recomendáveis, calculadas para obtenção de 99% da produção máxima da matéria seca da parte aérea, variaram de 136 a 275 g m-3 de P, aplicadas em préestaqueamento, de acordo com o substrato; e, para N, em aplicação semanal pósenraizamento, foi de 63 mg dm-3 para a adubação no substrato ou de 11,7 g L-1 para a adubação foliar. Para o N, a adubação no substrato foi superior à foliar. O NC de P no substrato variou de acordo com o extrator e o substrato e os NCs foliares foram de: 1,75 g kg-1 de P e 23,1 g kg-1 de N. / The witches' broom disease decreased expressively the cocoa productivity in Bahia south region, the biggest national producer. The disease genetic control, using tolerant plants with high potential productivity, has been the main strategy to cope with this disease. The cloned cutting breeding, originated from rooted cuttings, has proved to be a promising practice for crop renovation. The "Instituto Biofábrica de Cacau" (IBC) or Cocoa Biofactory Institute, founded in 1999, has one of its aims to produce and commercialize these rooted cuttings. Preliminary studies have shown the need of protocol improvement, as it was observed nutritional problems, despite the high use of fertilizers. The objectives of this work were: Evaluate nutrients losses; compare nutrient extraction methodologies in potting mix; identify the most suitable leaf to be used as diagnostic; compare different fertilization practice; define P and N critical levels (CL) and recommendable doses. It was carried out two experiments, both in cloning breeding nurseries of IBC, where it was used clone PH 16, with 12 cuttings by useful plot (one cutting by container of 288 cm3), being evaluated: diameter, height, foliar area, dry matter, concentration and nutrient content in plants. The first trial, implanted in July 2005, was a factorial 5x5+1: five potting mix (mix of coconut fiber – CF and Plantmax®) five doses of P in the planting (from 0 to 0.8 g dm-3) and an additional treatment (P applied on the 30th day); the second experiment, installed in July 2006, there was a factorial 2x5: two fertilization treatments, in potting mix and foliar, and five urea doses, applied weekly after the 82nd day. The first experiment leaching analysis identified variations of the pH, electric conductivity and nutrients according to treatments and time. The third leaf from first ripen sprout was the most indicated to be used as the diagnostic leaf. For most nutrients were not found significant correlation between substrate extract levels by distinct methodologies and the absorbed ones by plants, except for P, K, Ca and Cu. The P fertilization in covering increased its availability and absorption, but did not affect cutting growth. The best substrates were those contained between 30 and 55% of CF. The recommendable doses, assessed to obtain 99% of the maximum production of shoot dry matter, varied from 136 to 275 g m-3 of P, applied in the precutting, according to the substrate; and for N, in weekly pos-rooting application, was 63 mg dm-3 for the substrate fertilization or 11.7 g L-1 for foliar fertilization. For the N, the substrate fertilization was superior to foliar. The CL of P in the potting mix varied according to extractor and substrate and the foliar CLs were: 1.75 g kg-1 of P and 23.1 g kg-1 of N.

Recentemente o Pará se tornou o líder em produção de cacau no país, sendo responsável por quase metade de toda produção brasileira. A cacauicultura no estado se destaca como uma das mais competitivas do mundo, por causa da alta produtividade média e baixo custo de produção. Esses fatores associados às características preservacionistas da produção de cacau em sistemas agroflorestais, fazem da cacauicultura paraense uma interessante alternativa para o desenvolvimento rural sustentável. O propósito deste projeto foi desenvolver um zoneamento de aptidão agroclimática e de risco climático para o cacau no estado do Pará. Para tanto, foi utilizada a série de dados climáticos do período de 1980-2013 proveniente do sistema DailyGridded (Xavier et al., 2015) para a confecção dos balanços hídricos normais (BHN). Os valores de evapotranspiração potencial (ETP) e real (ETR), deficiência hídrica (DEF) e excedente hídrico (EXC) foram espacializados para obtenção da variabilidade temporal e espacial dessas variáveis. A interpolação da temperatura anual média (Ta) foi realizada a partir do método de regressão linear múltipla. Para extrapolação espacial das demais variáveis, bem como dos respectivos erros foi empregado o método da krigagem. Os mapas gerados de Ta e DEF foram cruzados para obtenção dos mapas finais do zoneamento agroclimático para o estado do Pará, seguindo os critérios apresentados pelo Brasil (2011). Segundo o zoneamento agroclimático, apenas 5,2% do estado é apto ao cultivo do cacau, sendo as demais áreas classificadas como marginais por deficiência hídrica (37,5%) e inaptas por intensa deficiência hídrica (57,3%). Esse resultado contrasta com a realidade do estado, que é o maior produtor de amêndoas de cacau no país. Já o zoneamento de risco climático, mostrou ser mais flexível, com cerca de 50% das localidades analisadas apresentando risco moderado a muito baixo. Ao se comparar, os resultados desses dois zoneamentos com as informações do zoneamento agrícola de risco climático (ZARC), apresentado pelo sistema Agritempo da EMBRAPA, observa-se que existem algumas disparidades de informações, sendo que o ZARC não está disponível para a maioria das localidades, o que mostra que o zoneamento do cacau é um tema que ainda precisa ser melhor estudado, especialmente com relação às interferências microclimáticas provenientes da diversificação de espécies em uma mesma área de cultivo, o que é uma prática comum da cacauicultura na região amazônica. Para realizar um estudo mais aprofundado sobre a aptidão do cacau para o estado do Pará, seria recomendável se considerar as respostas do cacau às interferências do microclima e estabelecer critérios mais adequados de tolerância à deficiência hídrica para os genótipos recentemente desenvolvidos. / Pará has recently became the leader state in cocoa production, responsible for almost half of all Brazilian production. The state stands out as one of the most competitive in cocoa farming in the world, with high productivity and low costs. These factors associated with the preservation characteristics of cocoa production in agroforestry systems, make this an interesting agricultural alternative for sustainable rural development. The purpose of this project was to develop an agroclimatic and climatic risk zoning for cocoa in the state of Pará. For this purpose, it was utilized climatic data from the period 1980-2013 from the DailyGridded system (Xavier et al., 2015) for making the normal water balance. The outputs of the normal water balance, as potential (PET) and actual (AET) evapotranspiration, water deficit (WD), and water surplus (WS), were spatialized in order to recognize the temporal and spatial variability. For the interpolation of the temperature (Ta), it was used the multiple linear regression method. For spatial estimation of the other climatic variables and the errors, the ordinary kriging was used. The generated maps of Ta and WD were crossed in order to obtain the final maps of the agroclimatic zoning, according to the criterias presented by BRASIL (2011). The agroclimatic zoning showed that only 5.2% of the state is suitable for cultivation of cocoa. The remaining areas were classified as marginal due to water deficiency (37.5%) and unsuitable for cocoa production due to intense water deficiency (57.3%). This result contrasts with the reality of the state, which is the major producer of cocoa almond in the country. On the other hand, the climatic risk zoning is more flexible, therefore 50% of the municipalities analyzed in this work have low or moderate risk. The comparison of these results with the information from the climatic risk agricultural zoning (ZARC), presented by the Agritempo system of EMBRAPA, shows some disparities. Besides, ZARC is not available for the majority of localities, what demonstrates the necessity of further studies on cocoa zoning, specially related to the microclimatic interferences of other tree species being introduced to cocoa cultivation, which is common in the Amazon region. To carry out a more in-depth study on the suitability of cocoa production in the state of Pará, it recommended to consider the responses of cocoa to microclimate interferences and to establish more adequate criteria of water deficiency tolerance for newly developed genotypes.

A vassoura-de-bruxa (Crinipellis perniciosa) é a doença mais importante da cacauicultura no Brasil. Sua principal forma de controle é o emprego de variedades resistentes, entretanto, devido à estreita base genética encontrada nos plantios comerciais de cacaueiro, esta resistência tem sido freqüentemente quebrada. Os objetivos deste trabalho foram: selecionar novas fontes de resistência a C. perniciosa entre acessos de cacaueiro originalmente coletados na Amazônia Brasileira (série CAB), identificar por mapeamento genético locos controladores de características quantitativas (QTLs) associados a esta resistência nos genótipos selecionados; e avaliar a relação genética dos clones CAB utilizados como genitores resistentes nos cruzamentos contrastantes com os acessos selecionados por agricultores do Sul da Bahia e as fontes tradicionais de resistência a C. perniciosa. Com base na proporção de infecção de vassoura-de-bruxa, foram avaliados os níveis de resistência a C. perniciosa de 44 famílias de cacaueiro em condições de casa de vegetação e campo. Nos ensaios de casa de vegetação, as médias das proporções de infecção foram comparadas através de contrastes pelo teste de Wald, e nos de campo por análise de medidas repetidas e contrastes. Dentre as famílias avaliadas em casa de vegetação e campo, as que apresentaram menores incidências de sintomas de vassoura-de-bruxa foram aquelas derivadas de ‘CAB 0169’, ‘CAB 0208’, ‘CAB 0214’, ‘CAB 0270’, ‘CAB 0371’, ‘CAB 0388’, ‘CAB 0392’ e ‘CAB 0410’. Foram desenvolvidos dois mapas de ligação conjuntos para as populações dos cruzamentos contrastantes entre os acessos selecionados como mais resistentes a C. perniciosa e o genitor suscetível ‘ICS 39’. Nas construções dos mapas de ligação foram utilizados 65 locos de microssatélites. Para a família derivada do cruzamento de ‘ICS 39 x CAB 0208’ foram formados 11 grupos de ligação com cobertura total de 541 cM e distância média entre marcas de 14 cM. O mapa de ligação ‘ICS 39 x CAB 0214’ apresentou cobertura total de 501 cM nos 10 grupos de ligação formados com distância média entre marcas de 11,4 cM. Dectataramse três QTLs associados à resistência a C. perniciosa, um no grupo de ligação VIII de ‘ICS 39 x CAB 0208’ e dois no mapa de ‘ICS 39 x CAB 0214’, sendo um no grupo de ligação IV e outro no grupo IX. A relação genética entre os dois clones ‘CAB’ genitores das populações contrastantes e 81 genótipos de cacaueiro utilizados como fontes de resistência a C. perniciosa foram baseadas nas freqüências alélicas de 20 locos de microssatélites. As análises de dissimilaridade genética entre os acessos de cacaueiro originaram dois grupos. Os ‘CAB 0208’ e ‘CAB 0214’ não fizeram parte dos grupos formados. O grau de parentesco entre estes dois acessos foi muito alto, chegando próximo ao de irmãos-germano, não sendo aparentados com nenhum dos outros acessos. Os clones selecionados por agricultores derivam na sua maioria de ‘Scavina 6’, a fonte de resistência comumente empregada. / The witches’ broom (Crinipellis perniciosa) is the most important disease of cacao in Brazil. The main method of disease control is the use of resistant cultivars, however due to the narrow genetic basis found in commercial cacao growing areas, the resistance is frequently broken. The objectives of this work were: to select new sources of resistance to C. perniciosa among cacao accessions originally collected in the Brazilian Amazon (CAB series); to identify by genetic mapping, quantitative trait loci (QTLs) associated with resistance in selected genotypes; and to evaluate the genetic relationship between the selected accessions and clones selected by cacao growers from Southern Bahia with traditional resistance sources against C. perniciosa. Based on the proportion of witches’ broom infection, the levels of resistance to C. perniciosa were estimated in 44 cacao families under greenhouse and field conditions. Under greenhouse conditions, the average proportion of infection was compared based on Wald test, and under field conditions using an analysis of repeated measures and contrast. Among the families evaluated under greenhouse and field conditions, the ones with least incidence of witches’ broom symptoms derived from ‘CAB 0169’, ‘CAB 0208’, ‘CAB 0214’, ‘CAB 0270’, ‘CAB 0371’, ‘CAB 0388’, ‘CAB 0392’ and ‘CAB 0410’. Two linkage maps were developed for populations derived from crosses between contrasting accessions selected as the most resistant to C. perniciosa (‘CAB 0208’ and ‘CAB 0214’) and a susceptible accession ‘ICS 39’. The linkage maps were developed using 65 microsatellite loci, applying the software JoinMap 3.0®. The identification and localization of QTLs associated with resistance to C. perniciosa were performed using MAPQTLTM 4.0. For the family derived from ‘ICS 39 x CAB 0208’, 11 linkage groups were formed, with total coverage of 541 cM and 14 cM average distance between markers. The linkage map from ‘ICS 39 x CAB 0214’ presented a total coverage of 501 cM in 10 linkage groups formed with an average distance between markers of 11.4 cM. Three QTLs associadted with resistance to C. perniciosa were detected, with one at linkage group VIII of ‘ICS 39 x CAB 0208’, and two for the ‘ICS 39 x CAB 0214’ family, with one located at linkage group IV and another at group IX. The genetic relationship between these two CAB accessions and 81 genotypes used as source of resistance to C. perniciosa were determined using genetic dissimilarity and co-ancestry based on allele frequencies of 20 microsatellite loci. The dissimilarity analyses among the accessions generated two distinct groups. ‘CAB 0208’ and ‘CAB 0214’ did not belong to any of the two groups. The co-ancestry between the two accesions were high, close to full-sib, but without any relationship with any of the other genotypes. The clones selected by growers derived mostly from ‘Scavina 6’, a commonly used source of resistance to C. perniciosa.

O objetivo principal desta tese de doutorado foi a valorização da casca da amêndoa de cacau através do estudo da viabilidade técnica do emprego de tecnologias de extração a pressão atmosférica (ATME) e com líquido pressurizado (PLE) para extração da gordura e biocompostos deste material, utilizando etanol e isopropanol como solventes, os quais são solventes GRAS com aplicação potencial como substitutos do hexano na extração de lipídeos. Para que a sua viabilidade na aplicação de processos de extração fosse atestada, inicialmente, a casca da amêndoa de cacau seca (CS) foi caracterizada. A CS mostrou ser um material nutricionalmente interessante, com teor intermediário de lipídeos (entre 18 a 22% b.s.), elevado teor de fibras, flavanóis e alcaloides e alta solubilidade proteica (47 - 54%), além de não apresentar contaminação por micotoxinas e cádmio. Sua gordura se destacou por ter perfil lipídico semelhante ao da manteiga de cacau com teor superior de ácido linoleico e teores de tocoferóis totais bastante elevados os quais variaram entre 1016 a 1273 mg/kg de gordura, sendo os isômeros majoritários o (γ+β) tocoferois. Assim, a cinética de extração por PLE de lipídios e flavanóis totais (FLA) para sistemas contendo CS e etanol em grau absoluto (Et0) foi estudada nas temperaturas de 60, 75 e 90 °C em tempos estáticos variando de 3 a 50 minutos e razão mássica sólido:solvente de 1:3. A partir destes experimentos determinou-se 30 minutos como o tempo adequado para que a condição de equilíbrio fosse alcançada para as três temperaturas avaliadas; à partir deste intervalo de tempo a extração de lipídeos está estabilizada e o rendimento de extração de FLA é máximo. Os extratos, as gorduras e os sólidos desengordurados oriundos da PLE foram avaliados levando a concluir que esta técnica foi extremamente viável para extração de lipídeos, flavanóis, alcaloides e tocoferóis da CS, fornecendo rendimentos de extração bastante elevados, em curto período de tempo, em um único estágio de contato. Os dados experimentais da cinética por PLE foram modelados e os coeficientes de difusão para a gordura foram estimados. Além disso, pode-se verificar que a PLE não afetou a solubilidade das proteínas presentes no material das extrações conduzidas a 60 e 75 °C, o que permite a obtenção de um sólido desengordurado com elevado valor. A investigação do processo de extração por ATME iniciou-se com sistemas contendo CS e solventes etanol e isopropanol, em grau absoluto e azeotrópico, nas temperaturas de 60, 75 e 90 °C com razão mássica sólido:solvente de 1:3 e tempo de extração de 1 hora. Pode-se observar que, nessas condições, os experimentos de extração forneceram resultados de rendimento de extração de gordura aquém do esperado. Apesar disso, foi possível avaliar o efeito dos parâmetros de processo, temperatura e tipo de solvente, sobre o processo de extração; pode-se concluir que temperaturas mais elevadas levam a maiores rendimentos de extração de todas as classes de compostos avaliadas, para os lipídeos, em geral, o solvente isopropanol em grau absoluto foi o mais eficiente, entretanto, na extração de compostos fenólicos, FLA e tocoferóis o solvente etanol em grau azeotrópico apresentou melhor desempenho. Para uma investigação mais aprofundada, realizou-se o estudo da cinética de extração de lipídeos por ATME com os solventes etanol em grau absoluto e azeotrópico nas temperaturas de 75 e 90 °C. Com estes experimentos pode-se observar que, para garantir que a condição de equilíbrio fosse alcançada, seria necessário tempo de extração de pelo menos 3 horas para os solventes avaliados, com este tempo de extração os rendimentos aumentaram consideravelmente, bem como o teor de flavanóis totais nos extratos; por outro lado, a solubilidade proteica da fase rafinado diminuiu consideravelmente. Os dados experimentais de cinética por ATME foram modelados e os coeficientes de difusão para a gordura foram também estimados, sendo aproximadamente 5 vezes menores que os estimados para a PLE. Com base na determinação do tempo necessário para se atingir a condição de equilíbrio, realizou-se os experimentos para determinação dos coeficientes de partição (k) da gordura da casca da amêndoa de cacau, o qual permite estimar o número de estágios de extração para máxima exaustão dos sólidos em termos de teor de lipídeos. Estes experimentos mostraram que o solvente Et0 a temperaturas mais elevadas fornece coeficientes de partição maiores. Os valores de kgordura maiores obtidos para o Et0, se comparado com o solvente etanol em grau azeotrópico, indicam que seu emprego em processos de extração exigiria um número menor de estágios de contato para o esgotamento do sólido. Analisando os processos de extração empregados, pode-se concluir que a PLE apresenta eficiência superior na extração simultânea de flavanóis e compostos lipídicos da casca da amêndoa de cacau em relação a ATME, e também impacta menos a solubilidade proteica dos sólidos desengordurados oriundos do processo de extração, fato que demonstra sua elevada viabilidade técnica. / The main objective of this Ph.D. thesis was the valorization of the cocoa bean shell through the study of the technical feasibility of the use of atmospheric pressure extraction (ATME) and pressurized liquid extraction (PLE) technologies for the extraction of fat and biocompounds of this material, using ethanol and isopropanol as solvents, which are GRAS solvents with potential application as substitutes for hexane in lipid extraction. In order for its viability in the application of extraction processes to be attested, initially, the dried cocoa bean shell (CS) was characterized. CS showed to be a nutritionally interesting material, with an intermediate content of lipids (between 18 to 22% d.b.), high fiber content, flavanols and alkaloids and high protein solubility (47-54%), besides not being contaminated by mycotoxins and cadmium. Its fat was remarkable for having a lipid profile similar to that of cocoa butter with a higher content of linoleic acid and quite high total tocopherols, which ranged from 1016 to 1273 mg / kg of fat, with the major isomers being (γ + β) tocopherols. Thus the PLE extraction kinetics of lipids and total flavanols (FLA) for systems containing CS and absolute ethanol (Et0) were studied at 60, 75 and 90 ° C in static times ranging from 3 to 50 minutes and mass ratio solid:solvent of 1: 3. From these experiments, 30 minutes were determined as the adequate time for the equilibrium condition to be reached for the three temperatures evaluated; from this time interval the lipid extraction is stabilized and the extraction yield of FLA is maximal. The raffinate phases, extract phases and fats from PLE were evaluated leading to the conclusion that this technique was extremely viable for extracting lipids, flavanols, alkaloids and tocopherols, providing very high extraction yields in a short period of time with a single stage of contact. Experimental data of PLE kinetics were modeled and the diffusion coefficients for fat were estimated. In addition, PLE did not affect the solubility of the proteins present in the material from extractions conducted at 60 and 75 °C, which allows obtaining a high value defatted meal. The investigation of the extraction process by ATME started with systems containing CS and solvents ethanol and isopropanol, in absolute and azeotrope degree, at 60, 75 and 90 ° C with mass ratio solid:solvent of 1:3 and time of extraction time of 1 hour. Under these conditions, the extraction experiments gave results of fat extraction yields less than expected. Despite this, it was possible to evaluate the effect of process parameters, temperature and type of solvent on the extraction process; it can be concluded that higher temperatures lead to higher extraction yields of all classes of compounds evaluated. For lipids, in general, the absolute isopropanol was the most efficient solvent, however, in the extraction of phenolic compounds, FLA and tocopherols the ethanol azeotropic showed better performance. For a more in-depth investigation, the kinetics of lipid extraction by ATME with ethanol in absolute and azeotropic degree at 75 and 90 °C were carried out. With these experiments it can be observed that, in order to guarantee that the equilibrium condition was reached, extraction time of at least 3 hours was required for the solvents evaluated, with this time of extraction the yields increased considerably, as well as the content of flavanols totals in extracts; on the other hand, the protein solubility of the raffinate phase decreased considerably. Experimental kinetic data by ATME were modeled and the diffusion coefficients for fat were also estimated, being approximately 5 times smaller than those estimated for PLE. Based on the determination of the time required to reach the equilibrium condition, the experiments were carried out to determine the partition coefficients (k) of the cocoa bean shell fat, which allows estimating the number of extraction stages to maximum depletion in terms of lipid content. These experiments showed that the solvent Et0 at higher temperatures provides larger partition coefficients. The higher kfat values obtained for Et0, when compared to ethanol solvent in azeotropic grade, indicate that their use in extraction processes would require a lower number of contact stages for the depletion of the solid. Analyzing the extraction processes applyed, it can be concluded that PLE has superior efficiency in the simultaneous extraction of flavanols and lipid compounds from the cocoa bean shell in relation to ATME, and has less impact on the protein solubility of the defatted meal, a fact that demonstrates its high technical feasibility.

Submitted by Ricardo Camacho (rscamacho@ufpa.br) on 2018-05-22T17:59:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ImportanciaCulturaCacau.pdf: 2656461 bytes, checksum: 1215b18eeb57bac7da398dc5101126eb (MD5) / Approved for entry into archive by Ricardo Camacho (rscamacho@ufpa.br) on 2018-05-22T18:00:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ImportanciaCulturaCacau.pdf: 2656461 bytes, checksum: 1215b18eeb57bac7da398dc5101126eb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-22T18:00:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ImportanciaCulturaCacau.pdf: 2656461 bytes, checksum: 1215b18eeb57bac7da398dc5101126eb (MD5) Previous issue date: 2011-06-29 / Este estudo analisa a importância da “cultura do cacau” para o Desenvolvimento Local no Território da Transamazônica, a partir da visão e da percepção dos atores sociais envolvidos no seu processo produtivo. Adota a abordagem quantitativa e a qualitativa para melhor compreensão e apreensão da realidade concreta, tendo-se como referencial analítico os fatores históricos, sócio-políticos, econômicos e espaciais pertinentes à implantação e expansão da cultura do cacau no território. Identifica os principais constrangimentos produtivos e comerciais que afetam a competitividade sistêmica dos atores envolvidos na cadeia produtiva do cacau, especialmente os pequenos produtores. Ressalta as estratégias adotadas pelos produtores para a fixação da cultura do cacau, enquanto alternativa agrícola voltada para o desenvolvimento local em territórios rurais. Os resultados do estudo confirmam a importância da cultura do cacau no contexto territorial e demonstram a viabilidade econômica, social e ambiental dessa atividade produtiva nos sistemas de produção locais, que são diversificados e manejados por pequenos produtores familiares. Entretanto, os resultados também indicam que os efeitos positivos da economia cacaueira não são otimizados no Território da Transamazônica, mais especificamente pelos produtores, evidenciando a existência de uma apropriação extraterritorial dos benefícios gerados por essa atividade agroeconômica no contexto microrregional, notadamente por grandes empresas processadoras de cacau instaladas em outras regiões do País. Fatos apontados neste estudo, como a deficiente organização da classe produtora, a estrutura de mercado e comercialização oligopolista e os interesses corporativos do capital privado, são explicativos das externalidades negativas produzidas por ações exógenas, que culminam com a redução da receita anual dos produtores de cacau. Demonstra ainda a necessidade de definição e implementação de políticas públicas (programas e projetos) capazes de otimizar e melhor apropriar os resultados econômicos gerados por essa atividade produtiva, em nível local. Propõe, finalmente, estratégias e alternativas de sustentabilidade econômica e espacial, tendo-se em vista a consolidação da cadeia produtiva do cacau, no contexto territorial e local, enquanto alternativa agrícola (dominada por pequenos produtores rurais) capaz de contribuir sobremaneira para o Desenvolvimento Local na Amazônia Oriental. / This study examines the importance of "cocoa culture" for Local Development in Tranzamazonica Territory, from the vision and perception of social actors involved in its productive process. It adopts quantitative and qualitative approach to better understanding and grasp of reality having as analytical reference, historical, socio- political, economical and spatial factors related to the implementation and expansion of cocoa cultivation in the mentioned territory. It identifies the main trading and productive constraints affecting systemic competitiveness of actors involved in the cocoa productive chain, especially small farmers. It highlights the strategies adopted by producers to fix the cocoa crop as an agricultural alternative aiming local development in rural areas. The results of the study confirm the importance of cocoa crop in local context and demonstrate the economic, social and environmental viability of that productive activity in the local production systems, which are diversified and managed by small family farmers. However, the results also indicate that the positive effects of cocoa economy are not optimized in Tranzamazonica Territory, more specifically by producers, showing the existence of an extraterritorial appropriation of benefits generated by this agroeconomic activity in micro-regional context, especially by large cocoa processing companies installed in other regions of the country. Facts pointed in this study, as the poor organization of the productive class, market structure, oligopolistic commercialization, and corporative interests of private funds, are explanatory of the negative externalities produced by exogenous actions, culminating with the reduction of annual revenue from cocoa producers. It still demonstrates the necessity of definition and implementation of public policies (programs and projects) capable of optimizing and better appropriating economic outcomes generated by this productive activity in local level. It finally proposes alternatives and strategies of economic and spatial sustainability, keeping in view the consolidation of cocoa productive chain in regional and local context, as an agricultural alternative (dominated by small farmers) able to contribute greatly to the Local Development in Eastern Amazon.

Submitted by Ricardo Camacho (rscamacho@ufpa.br) on 2018-05-23T15:44:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoPotencialidadeRegistro.pdf: 4242814 bytes, checksum: 9c9f9b0086ba6e89c225396fa0bb98d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Ricardo Camacho (rscamacho@ufpa.br) on 2018-05-23T15:44:42Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoPotencialidadeRegistro.pdf: 4242814 bytes, checksum: 9c9f9b0086ba6e89c225396fa0bb98d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-23T15:44:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoPotencialidadeRegistro.pdf: 4242814 bytes, checksum: 9c9f9b0086ba6e89c225396fa0bb98d4 (MD5) Previous issue date: 2012-11-22 / As recentes discussões voltadas ao planejamento e a projetos de desenvolvimento dos territórios rurais no Brasil buscam o entendimento das vocações e potencialidades de cada região. Essa nova abordagem ao desenvolvimento não está voltada apenas para o crescimento econômico, mas também busca um entendimento político, melhorias sociais e uma melhor utilização dos recursos ambientais. O uso das Indicações Geográficas vem sendo incentivado pelo governo brasileiro como instrumento capaz de agregar valor e credibilidade a um produto, permitindo um diferencial de mercado em função das características de seu local de origem e o modo de produção, além de impulsionar a organização dos produtores através de associações. Uma Indicação Geográfica também pode dinamizar o desenvolvimento socioeconômico de uma região, uma vez que, para se estabelecer são necessárias mudanças nos padrões produtivos. O município de Medicilândia, maior produtor de cacau do Brasil, possui vocação natural para a cacauicultura por apresentar solos de alta e média fertilidade, além de condições climáticas adequadas. Cultura eminentemente preservacionista, o cacau em Medicilândia vem sendo cultivado em sistemas agroflorestais, pela agricultura familiar, contribuindo para sustentabilidade ambiental. Entretanto, os valores pagos ao cacau em amêndoas da Transamazônica são inferiores aos praticados em outras regiões do país. Neste contexto, foi realizado um estudo visando identificar a potencialidade para registro de indicação geográfica ao cultivo do cacau no município de Medicilândia. O estudo identificou uma notoriedade da produção de cacau no município, principalmente com relação à quantidade produzida e a utilização de práticas preservacionistas. No entanto, foi possível observar a inexistência de um padrão de produção, com também, o não cumprimento das etapas de beneficiamento das amêndoas, fazendo com que o cacau seja classificado com qualidade inferior, apesar de alguns estudos identificarem que, quando beneficiado corretamente, o cacau desta região possui qualidade intrínseca superior, como ponto de fusão e teor de gordura. Como a Indicação Geográfica pode ser considerada um processo construtivo, a partir de um desejo dos atores locais, o estudo conclui que o município de Medicilândia possui potencial para registro de Indicação de Procedência do cacau. / Recent discussions focused on the planning and development projects for rural areas in Brazil seek understanding of vocations and potential of each region. This new approach to development is not focused only on economic growth, but also seeks a political, social improvements and better use of environmental resources. The use of Geographical Indications has been encouraged by the Brazilian government as a tool to add value and credibility to a product, allowing a market differential depending on the characteristics of their place of origin and method of production, and boost the organization of producers through associations. A Geographical Indications can also boost socio-economic development of a region, since they are necessary to establish changes in production patterns. The municipality of Medicilândia largest producer of cocoa in Brazil, has a natural vocation for cacao cultivation by soils present high and medium fertility, and appropriate weather conditions. Culture eminently preservationist, cocoa has been grown in Medicilândia Agroforestry Systems, by small farms, contributing to environmental sustainability. However, the amounts paid to the Transamazônica cocoa beans are lower than those practiceds in other regions of the country. In this context, a study was conducted to identify the potential for registration of geographical indication to the cultivation of cocoa in the municipality of Medicilândia. The study identified a reputation of cocoa production in Medicilândia, especially in relation to the quantity produced and the use of preservationists practices. However, it is possible to observe that the absence of a standard production and the failure of the stages of processing the cocoa beans, causing cocoa classified as inferior quality, althoug some studies identify that, when correctly benefited, the cocoa of this region has intrinsic superior quality, as melting point and fat content. As the Geographical Indications can be considered a constructive process, from a desire of local actors, the study concludes that the municipality of Medicilândia has the potential to register the Indication of Origin of cocoa.

Recentemente o Pará se tornou o líder em produção de cacau no país, sendo responsável por quase metade de toda produção brasileira. A cacauicultura no estado se destaca como uma das mais competitivas do mundo, por causa da alta produtividade média e baixo custo de produção. Esses fatores associados às características preservacionistas da produção de cacau em sistemas agroflorestais, fazem da cacauicultura paraense uma interessante alternativa para o desenvolvimento rural sustentável. O propósito deste projeto foi desenvolver um zoneamento de aptidão agroclimática e de risco climático para o cacau no estado do Pará. Para tanto, foi utilizada a série de dados climáticos do período de 1980-2013 proveniente do sistema DailyGridded (Xavier et al., 2015) para a confecção dos balanços hídricos normais (BHN). Os valores de evapotranspiração potencial (ETP) e real (ETR), deficiência hídrica (DEF) e excedente hídrico (EXC) foram espacializados para obtenção da variabilidade temporal e espacial dessas variáveis. A interpolação da temperatura anual média (Ta) foi realizada a partir do método de regressão linear múltipla. Para extrapolação espacial das demais variáveis, bem como dos respectivos erros foi empregado o método da krigagem. Os mapas gerados de Ta e DEF foram cruzados para obtenção dos mapas finais do zoneamento agroclimático para o estado do Pará, seguindo os critérios apresentados pelo Brasil (2011). Segundo o zoneamento agroclimático, apenas 5,2% do estado é apto ao cultivo do cacau, sendo as demais áreas classificadas como marginais por deficiência hídrica (37,5%) e inaptas por intensa deficiência hídrica (57,3%). Esse resultado contrasta com a realidade do estado, que é o maior produtor de amêndoas de cacau no país. Já o zoneamento de risco climático, mostrou ser mais flexível, com cerca de 50% das localidades analisadas apresentando risco moderado a muito baixo. Ao se comparar, os resultados desses dois zoneamentos com as informações do zoneamento agrícola de risco climático (ZARC), apresentado pelo sistema Agritempo da EMBRAPA, observa-se que existem algumas disparidades de informações, sendo que o ZARC não está disponível para a maioria das localidades, o que mostra que o zoneamento do cacau é um tema que ainda precisa ser melhor estudado, especialmente com relação às interferências microclimáticas provenientes da diversificação de espécies em uma mesma área de cultivo, o que é uma prática comum da cacauicultura na região amazônica. Para realizar um estudo mais aprofundado sobre a aptidão do cacau para o estado do Pará, seria recomendável se considerar as respostas do cacau às interferências do microclima e estabelecer critérios mais adequados de tolerância à deficiência hídrica para os genótipos recentemente desenvolvidos. / Pará has recently became the leader state in cocoa production, responsible for almost half of all Brazilian production. The state stands out as one of the most competitive in cocoa farming in the world, with high productivity and low costs. These factors associated with the preservation characteristics of cocoa production in agroforestry systems, make this an interesting agricultural alternative for sustainable rural development. The purpose of this project was to develop an agroclimatic and climatic risk zoning for cocoa in the state of Pará. For this purpose, it was utilized climatic data from the period 1980-2013 from the DailyGridded system (Xavier et al., 2015) for making the normal water balance. The outputs of the normal water balance, as potential (PET) and actual (AET) evapotranspiration, water deficit (WD), and water surplus (WS), were spatialized in order to recognize the temporal and spatial variability. For the interpolation of the temperature (Ta), it was used the multiple linear regression method. For spatial estimation of the other climatic variables and the errors, the ordinary kriging was used. The generated maps of Ta and WD were crossed in order to obtain the final maps of the agroclimatic zoning, according to the criterias presented by BRASIL (2011). The agroclimatic zoning showed that only 5.2% of the state is suitable for cultivation of cocoa. The remaining areas were classified as marginal due to water deficiency (37.5%) and unsuitable for cocoa production due to intense water deficiency (57.3%). This result contrasts with the reality of the state, which is the major producer of cocoa almond in the country. On the other hand, the climatic risk zoning is more flexible, therefore 50% of the municipalities analyzed in this work have low or moderate risk. The comparison of these results with the information from the climatic risk agricultural zoning (ZARC), presented by the Agritempo system of EMBRAPA, shows some disparities. Besides, ZARC is not available for the majority of localities, what demonstrates the necessity of further studies on cocoa zoning, specially related to the microclimatic interferences of other tree species being introduced to cocoa cultivation, which is common in the Amazon region. To carry out a more in-depth study on the suitability of cocoa production in the state of Pará, it recommended to consider the responses of cocoa to microclimate interferences and to establish more adequate criteria of water deficiency tolerance for newly developed genotypes.

O basidiomiceto Crinipellis perniciosa (Stahel) Singer (Tricholomataceae), é um parasita hemibiotrófico causador da doença Vassoura-de-Bruxa do cacaueiro (Theobroma cacao) . Os sintomas da vassoura incluem o excesso de brotações em ramos e almofadas florais, abortamento de flores e frutos novos e formação de manchas necróticas nos frutos em maturação. Causando perda na produção. Para a identificação de genes diferencialmente expressos no hospedeiro, no período assintomático, duas bibliotecas subtrativas foram construídas confrontando o genótipo suscetível ‘ICS 39’ e o resistente ‘CAB 214’, inoculados. Uma análise detalhada de 23 genes por PCR quantitativo revelou diferenças na cinética da indução no período assintomático. A indução dos genes no genótipo suscetível em resposta ao C. perniciosa foi atrasada e reduzida, e no resistente houve uma indução mais rápida e intensa, com dois momentos de indução (24 e 120 horas após inoculação). Os genes e mecanismos de patogenicidade Crinipellis perniciosa são amplamente desconhecidos. Genes presumíveis de patogenicidade de Crinipellis perniciosa foram identificados em uma biblioteca enriquecida por hibridização subtrativa supressiva para genes induzidos sob baixa disponibilidade de Nitrogênio. Oito genes foram avaliados para expressão in vitro e em plantas inoculadas por amplificação quantitativa de transcritos reversos (RT-qPCR) e, dos sete expressos diferencialmente sob a carência de N, seis foram induzidos durante os períodos assintomáticos, corroborando a hipótese de convergência na via de sinalização para estresse nutricional abiótico e a patogênese. / The basidiomycete Crinipellis perniciosa (Stahel) Singer (Tricholomataceae) is the causal agent of witches' broom disease in Theobroma cacao (cacao). The hemibiotrophic pathogen infects meristematic tissues (shoots, flower cushions, single flowers and developing fruits). Hypertrophic growth of infected buds (?brooms?) is the most dramatic symptoms, but economic losses result from pod infection. To identify genes differentially expressed in the host during the symptomless stage, two subtractive suppressive libraries were constructed, subtracting in both directions transcripts from the inoculated susceptible genotype ‘ICS 39’ and from the resistant ‘CAB 214’. Quantitative reverse transcription amplification (RT-qPCR) of 23 genes identified as differentially expressed revealed distinct kinetics of gene induction at the asymptomatic stage. Expression induction in the susceptible genotype in response to C. perniciosa was delayed and limited, while in the resistant, there was a quicker and more intense reaction, with two peaks of gene induction at 48 and 120 h after inoculation.. Pathogenicity genes and mechanisms of Crinipellis perniciosa are laregly unknown.. Putative pathogenicity genes from Crinipellis perniciosa were identified in a cDNA library enriched by subtractive suppressive hybridization for genes induced under limiting Nitrogen. The eight genes were analysed for expression by quantitative amplification of reversed transcripts (RT-qPCR) in vitro and inoculated plants, and from the seven differentially expressed under N deprivation, six were induced under the symptomless stage of the disease, corroborating the hypothesis of convergence between the signal pathway for nutritional stress and pathogeneis.