Empresa de AssistÃncia TÃcnica e ExtensÃo Rural do Cearà / The use of biofertilizers in protected environments have been used to reduce the use of pesticides and protecting plants from pests and diseases , especially when weather conditions are adverse during the rainy season in the Northeast. Looking analyze these aspects , two surveys were conducted aiming to verify the behavior of the hybrid yellow peppers, irrigated and organic management under different environments and dosages of biofertilizers. In the first study treatments consisted of using three environments (greenhouse and open field trellis) and five doses of biofertilizer (0, 20, 40, 60 and 80 mL plant-1 week-1) applied through drip irrigation. It were observed temperature, relative humidity and incident solar radiation, and determined the following parameters of plant growth: Plant height, stem diameter, leaf area, average length and diameter, flesh thickness, total soluble solids and yield per plant. In the second study, measurements of other biofertilizer (0, 250, 500, 750 and 1000 mL plant-1 week-1), due to the financial analysis of the first study demonstrated RBC < 1.0 and negative NPV for all treatments were used in addition to low productivity. In addition to the determinations of the growth parameters and post-harvest of the first study, were determined in leaves the macronutrient (N, P, K, Ca, Mg and S). The climatic data were compared using linear regression and correlation coefficients. Growth variables, production and post-harvest were subjected to analysis of variance. When significant by F-test, the data regarding the types of environments (qualitative treatment) underwent test of means by Tukey test. Data regarding dosages of biofertilizer (subplot, quantitative) were subjected to regression analysis seeking to adjust equations with biological meanings. In the financial analysis were determined cash flow and profitability following indicators: cost benefit ratio, net present value, and internal rate of return and sensitivity analysis. According to the results, it was concluded: the dosages of biofertilizers adopted by producers of Sierra Ibiapaba are incipient to a first crop of peppers under organic management, the environment greenhouse is the most suitable for the cultivation of sweet pepper even with temperatures more high that the trellis and open fields, the organic cultivation of sweet pepper under biofertilizer doses of between 20 and 80 mL plant-1week-1 is financially unfeasible. The cultivation of sweet pepper in greenhouses with the higher dosage of biofertilizers proved to be the most efficient in most growth variables, production and post-harvest analyzed. The levels of nitrogen, potassium, magnesium and calcium were higher in the leaves of the greenhouse and trellis. On the other hand, the phosphorus content was higher in plants open, while the sulfur showed similar values for the three environments, in spite of a small decrease in the trellis plant environment. As for dosages of biofertilizer , it is found increasing linear trend with increasing dosages for contents of nitrogen, phosphorus , potassium and decreases in the level of calcium and magnesium , with increasing fertilizer. This decrease was also observed in the sulfur content, but a more sharply from 200 mL plant-1week-1. Organic cultivation of sweet pepper under proper Biofertilization is financially viable, especially in the greenhouse environment. / O uso de biofertilizantes em ambientes protegidos tem sido utilizado para reduzir o emprego de agrotÃxicos e proteger as plantas das pragas e doenÃas, principalmente quando as condiÃÃes climÃticas sÃo adversas durante a estaÃÃo chuvosa do Nordeste. Procurando analisar estes aspectos, foram realizadas duas pesquisas objetivando verificar o comportamento do pimentÃo hÃbrido amarelo, irrigado e com manejo orgÃnico, sob diferentes ambientes e dosagens de biofertilizantes. No primeiro estudo os tratamentos consistiram da utilizaÃÃo de trÃs ambientes (estufa, latada e campo aberto) e de cinco dosagens de biofertilizante (0, 20, 40, 60 e 80 mL planta-1 semana-1) aplicadas via irrigaÃÃo por gotejamento. Foram observadas temperatura, umidade relativa e incidÃncia de radiaÃÃo solar e determinados os seguintes parÃmetros de crescimento: altura de plantas, diÃmetro do caule, Ãrea foliar, comprimento mÃdio e diÃmetro dos frutos, espessura da polpa, teor de sÃlidos solÃveis e produÃÃo por planta. No segundo estudo, foram utilizadas outras dosagens do biofertilizante (0, 250, 500, 750 e 1000 mL planta-1 semana-1), devido a anÃlise financeira do primeiro estudo ter demonstrado RBC < 1,0 e VPL negativo para todos os tratamentos, alÃm de baixas produtividades. Adicionalmente Ãs determinaÃÃes dos parÃmetros de crescimento e de pÃs-colheita do primeiro estudo, foram determinados nas folhas os teores de macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S). Os dados microclimÃticos coletados foram comparados por meio de regressÃes lineares e coeficientes de determinaÃÃo. As variÃveis de crescimento, de produÃÃo e de pÃs-colheita foram submetidas à anÃlise de variÃncia. Quando significativos pelo teste F, os dados referentes aos tipos de ambientes (tratamentos qualitativos) foram submetidos a teste de mÃdias pelo teste de Tukey. Os dados referentes Ãs dosagens do biofertilizante (subtratamentos, quantitativos) foram submetidos à anÃlise de regressÃo buscando-se ajustar equaÃÃes com significados biolÃgicos. Na anÃlise financeira foram determinados o fluxo de caixa e os seguintes indicadores de rentabilidade: relaÃÃo benefÃcio custo, valor presente lÃquido, taxa interna de retorno e anÃlise de sensibilidade. Conforme os resultados obtidos, concluiu-se: as dosagens de biofertilizante adotadas pelos produtores da Serra da Ibiapaba sÃo incipientes para um primeiro cultivo de pimentÃo, sob manejo orgÃnico; o ambiente estufa à o mais adequado para o cultivo do pimentÃo amarelo mesmo apresentando temperaturas mais elevadas que a latada e o campo aberto; o cultivo orgÃnico do pimentÃo amarelo sob dosagens de biofertilizante entre 20 e 80 mL planta-1semana-1 à inviÃvel financeiramente. O cultivo do pimentÃo amarelo em estufa com a mais elevada dosagem de biofertilizante mostrou-se o mais eficiente na maioria das variÃveis de crescimento, de produÃÃo e de pÃs-colheita analisadas. Os teores de nitrogÃnio, de potÃssio, de magnÃsio e de cÃlcio foram maiores nas folhas das plantas da estufa e latada. Por outro lado, o teor de fÃsforo foi superior nas plantas de campo aberto, enquanto o enxofre apresentou valores similares nos trÃs ambientes, no que pese um pequeno decrÃscimo nas plantas do ambiente latada. Quanto Ãs dosagens dos biofertilizantes, constataram-se tendÃncias lineares crescentes com o aumento das dosagens para os teores de nitrogÃnio, do fÃsforo, do potÃssio e decrÃscimos no nÃvel do cÃlcio e do magnÃsio, com o aumento do fertilizante. Este decrÃscimo foi tambÃm observado no teor do enxofre, contudo de uma maneira mais acentuada, a partir de 200 mL planta-1. O cultivo orgÃnico do pimentÃo amarelo sob adequada biofertilizaÃÃo à viÃvel financeiramente, principalmente no ambiente estufa

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / The work was carried of objective to weigh the effect of differents shots of nitrogen and water blades on the producti on in pepper (Capsicum annuum L.). The study was carrid out in the experimental area of Laboratory of Hydraulic and Irrigation of Departament of Agricultural Engineering of Universidade Federal do CearÃ, in Campus do Pici, Fortaleza, CearÃ. The work was executed from august 2007 to january 2008, grow Cascadura Ikeda (TopSeed) cultivated in field. The irrigation system used was drip-irrigation, and 0,5 m between plants. The seedlings production were in polystyrene tray of 128 cells and planted in 40 DAS, at 0,8 m x 0,5 m spacing. The experimental arrangement is in lane, with 4 plots. The treatments were used: 4 blade irrigation (L1, L2, L3 and L4) and 4 shots of nitrogen (N1, N2, N3 and N4). The blades irrigation was joint in evaporation of on a class âAâ pan corresponding to 50%, 75%, 100% e 125% of daily evaporation on a class âAâ pan (ECA, mm day-1) and the shots of nitrogen to be joint in recommendation of fertilizacion to pepper in Cearà correspond to 8g of N plant-1, the shots to divided in 6, 8, 10 e 12g of N plant-1 equivalent to (150, 200, 250 and 300 kg of N ha-1). To carried daily irrigations and the harvests after 64 DAT, to carried weekly. To valued the variables: number of fruit, average length of fruit, average weigth of fruit and yield. The aplication of different blades of water and different shots of nitrogen did not influence for the variables: number of fruit, average length of fruit and yield. Only to the variable average weigth of fruit relationship the blade of irrigation x nitrogen was signicative L4 N1 the treatment with biggest average weigth of fruit. / Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes doses de nitrogÃnio e de lÃminas de Ãgua sobre os parÃmetros de produÃÃo do pimentÃo (Capsicum annuum L.). O experimento foi conduzido na Ãrea experimental do LaboratÃrio de HidrÃulica e IrrigaÃÃo do Departamento de Engenharia AgrÃcola da Universidade Federal do CearÃ, no Campus do Pici, Fortaleza, CearÃ. O trabalho teve duraÃÃo de agosto de 2007 a janeiro de 2008. O sistema de irrigaÃÃo utilizado foi o gotejamento com espaÃamento de 0,8 m entre fileiras e 0,5 m entre plantas. As mudas foram produzidas em bandejas de isopor de 128 cÃlulas e transplantadas para Ãrea aos 40 DAS, a cultivar foi Cascadura Ikeda (TopSeed) e as plantas foram cultivadas a campo. O delineamento utilizado foi em faixas, divididos em 4 blocos. Os tratamentos constaram de 4 lÃminas de irrigaÃÃo (L1, L2, L3 e L4) e 4 doses de nitrogÃnio (N1, N2, N3 e N4). As lÃminas de irrigaÃÃo forma baseadas na evaporaÃÃo do tanque classe âAâ correspondendo a 50%, 75%, 100% e 125% da evaporaÃÃo diÃria do tanque classe âAâ (ECA, mm dia-1) e as doses de nitrogÃnio foram baseadas na recomendaÃÃo de adubaÃÃo para o pimentÃo no Estado do Cearà que corresponde a 8g de N planta-1, as doses foram divididas e em 6, 8, 10 e 12 g de N planta-1 equivalente a (150, 200, 250 e 300 kg de N ha-1). A irrigaÃÃo foi diÃria e as colheitas, apÃs 64 DAT, foram realizadas semanalmente. Foram avaliadas as seguintes variÃveis: nÃmero de frutos, comprimento mÃdio de frutos, peso mÃdio de frutos e produtividade. A aplicaÃÃo de diferentes lÃminas de Ãgua e diferentes doses de nitrogÃnio nÃo proporcionou diferenÃas significativas para as variÃveis: nÃmero de frutos, comprimento mÃdio de frutos e produtividade. Para peso mÃdio de frutos a interaÃÃo L4 N1 proporcionou o maior peso mÃdio de frutos 26,63g.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A Ãgua à um fator essencial na agricultura necessitando-se de novas tecnologias para o uso mais racional deste insumo, e a busca pela sustentabilidade planetÃria exige cada vez mais a procura por alimentos cultivados sem a degradaÃÃo do ambiente. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da aplicaÃÃo de Ãgua energizada e de doses de biofertilizante no crescimento, na produtividade e na pÃs-colheita da cultura do pimentÃo hÃbrido LÃnea R-F1. A pesquisa foi conduzida em vasos com volume de 40 L, na Ãrea experimental da EstaÃÃo AgrometeorolÃgica pertencente ao Departamento de Engenharia AgrÃcola, da Universidade Federal do Cearà (UFC), em Fortaleza. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, no esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetiÃÃes sendo a parcela constituÃda dos tratamentos com Ãgua energizada e nÃo energizada e a subparcela, constituÃda por cinco doses de biofertilizante bovino (0, 250, 500, 750 e 1000 mL planta-1 semana-1). As anÃlises de crescimento altura de planta, diÃmetro de caule e nÃmero de folhas foram realizadas aos 27, 42, 55, 69, 83, 97, 112 e 173 dias apÃs o transplantio - DAT. A colheita foi realizada semanalmente, sendo a primeira feita aos 85 DAT. As caracterÃsticas avaliadas foram: altura de planta (AP), diÃmetro do caule (DC), nÃmero de folhas (NF), matÃria seca da folha (MSF), matÃria seca do caule (MSC), peso mÃdio do fruto (PMF), nÃmero de frutos por planta (NF), produtividade de frutos por planta (PROD), produtividade (PROD ha-1), comprimento do fruto (CF), diÃmetro longitudinal do fruto (DF), espessura da polpa (EP) e sÃlidos solÃveis (SS). Os resultados evidenciaram que a irrigaÃÃo com Ãgua energizada nÃo influenciou significativamente as variÃveis de crescimento, de produÃÃo e as caracterÃsticas de pÃs-colheita do pimentÃo hÃbrido amarelo. A aplicaÃÃo do biofertilizante diferiu estatisticamente as variÃveis de crescimento analisadas, obtendo um comportamento linear crescente com o incremento das doses aplicadas, exceto em AP e MSF. Houve interaÃÃo significativa entre tratamento de energizaÃÃo da Ãgua e DAT para AP, entre doses de biofertilizante e DAT para as variÃveis DC e NF. As doses de biofertilizante apresentaram um comportamento linear crescente para as variÃveis de produtividade e de pÃs-colheita, com os maiores valores obtidos na maior dose de biofertilizante aplicada (1000 mL planta-1 semana-1). A produtividade mÃxima do pimentÃo 19.045 kg ha-1 obtida a partir da dose de 1000 mL planta-1 semana-1 esteve em conformidade com a produÃÃo orgÃnica, e sendo 55,7% superior à produtividade de 8.444,2 kg ha-1, alcanÃada com a testemunha. / Water is an essential factor in agriculture, which justifies the technological research seeking ways to rationalize its use. This rationalization is even less dispensable when considering the search for planetary sustainability, demanding food grown without environmental degradation. In this context, this study was aimed at evaluating the effect of energized water and different doses of biofertilizer on growth, yield and post-harvest of the LÃnea R-F1 hybrid bell pepper (Capsicum annuum L.). The experiment was conducted in pots with 40 L capacity at the site of the Meteorological Station of the Departamento de Engenharia AgrÃcola, Universidade Federal do Cearà in Fortaleza (CE). The experimental design was that of randomized blocks in split plots with four replicates, with the subplots corresponding to the irrigation with water energized and not energized (treatments) and the plots corresponding to five doses of cattle biofertilizer (0, 250, 500, 750 and 1000 mL plant-1 week-1). Growth analysis of plant height, stem diameter and number of leaves were collected at 27, 42, 55, 69, 83, 97, 112 and 173 days after transplant (DAT). The harvest was carried out weekly, the first being made at 85 DAT. The characteristics evaluated were: plant height (AP), stem diameter (DC), number of leaves (NF), leaf dry matter (MSF), stem dry matter (MSC), average fruit weight (PMF) number of fruits per plant (NF), fruit yield per plant (PROD), productivity (PROD ha-1), fruit length (CF), axial fruit diameter (DF), flesh thickness (EP) and soluble solids (SS). The results showed that irrigation with energized water did not significantly influence either the growth and production variables nor the post-harvest characteristics of the hybrid yellow bell peppers. The application of biofertilizer statistically influenced the analyzed growth variables, obtaining a linear increase with increasing biofertilizer doses, except with AP and MSF. There was significant interaction between energizing water treatment and DAT for AP, and between biofertilizer doses and DAT for the variables DC and NF. Arranging the biofertilizer doses in an increasing order, it corresponded to a linearly corresponding increase in the variables of productivity and post-harvest, with the highest values corresponding to the highest applied biofertilizer dose (1000 mL plant-1 week-1). The maximum bell pepper yield of 19,045 kg ha-1 obtained from the dose of 1000 mL plant-1 week-1, was in accordance with an organic production, and was 55.7% higher than the 8444.2 kg ha-1 yield achieved with the control.

Orientador: Helena Teixeira Godoy / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-26T18:38:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sganzerla_Marla_D.pdf: 11263877 bytes, checksum: 32ac84fea7f4793868e0e58797653653 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: As pimentas do gênero Capsicum apresentam ampla aplicação em função dos atributos sensoriais de cor, pungência e aroma, decorrentes da presença de carotenoides, capsaicinoides e voláteis. No entanto, variações no conteúdo desses metabólitos secundários dependem de fatores como sazonalidade, ritmo circadiano, desenvolvimento da planta, características edafo-climáticas, ataque de patógenos. Neste estudo foi realizada a caracterização da composição de capsaicinoides e fração volátil de frutos de Capsicum chinense. A caracterização foi realizada através do uso de métodos analíticos cromatográficos (UPLC, UHPLC-MS e GC-MS). Com a execução desta pesquisa, foi possível caracterizar os frutos de C. chinense quanto à composição de metabólitos relacionados aos seus principais parâmetros de qualidade, fornecendo subsídios científicos para o conhecimento e melhoria da qualidade em termos de produção, aplicação industrial, compreensão de rotas metabólicas e melhoramento genético, além de gerar informações a respeito de substâncias potencialmente benéficas, devido a suas ações no organismo humano. Inicialmente foram desenvolvidos e validados os métodos, usando ferramentas estatísticas. De acordo com a etapa de otimização para a extração dos capsaicinoides, 100% de metanol combinado com o uso do banho de ultrassom por 10 minutos foram empregados. O método analítico desenvolvido através do uso de cromatografia em fase líquida de ultra eficiência permitiu a separação de 8 capsaicinoides em 4 minutos de análise cromatográfica e mostrou-se eficiente de acordo com a validação realizada. 9 acessos de pimentas C. chinense foram analisadas. Os teores de capsaicina e dihidrocapsaicina obtidos estavam nas faixas de 156 - 1442 ?g.g?1 e 26 - 478 ?g.g?1 (peso de fruto fresco), respectivamente. A caracterização do perfil de voláteis em pimentas 'Habanero', através do uso de HS-SPME (Headspace Solid-Phase Microextraction), foi realizada após etapa de otimização. Delineamento composto central e ferramenta de desejabilidade foram usadas a fim de avaliar, simultaneamente, duas respostas: soma total da área dos picos e número de compostos extraídos. O resultado maximizado para as duas respostas usando a fibra tripla (DVB/Car/PDMS) indicou o uso das condições de temperatura de extração de 40 °C e 30 min de extração. 82 compostos foram tentativamente identificados na fração volátil da pimenta 'Habanero' e os ésteres foram os compostos mais abundantes. O 2,3-dimetilciclohexanol e longifoleno foram identificados pela primeira vez em pimentas 'Habanero'. Além disso, pimentas 'Habanero' submetidas à diferentes condições de disponibilidade de água durante seu cultivo foram avaliadas quanto a composição de capsaicinoides e voláteis. Maiores quantidades de capsaicina e dihidrocapsaicina foram encontradas na pimentas maduras, alcançando valores entre as faixas de 2,85 - 3,33 mg.g-1 para capsaicina e 1,06 - 1,71 mg.g-1 para dihidrocapsaicina. Os teores de compostos voláteis totais foram maiores nas pimentas verdes (195,47 - 298,94 mg.kg-1), independente do tratamento de estresse hídrico que receberam. Os resultados obtidos com o PCA realizado possibilitaram, inicialmente, separar as pimentas 'Habanero' em função do grau de maturação. Enquanto, PCA aplicado, separadamente, nas pimentas verdes e maduras demonstrou uma separação evidente em função da data de colheita. Isso se deve ao fato de que influências do grau de maturação e época da colheita se sobressaíram no estudo. As pimentas foram agrupadas de acordo com o tratamento de irrigação recebido, mas para uma melhor compreensão dos efeitos dos tratamentos de estresse hídrico sobre a composição das amostras, seria necessário uma estratégia de estudo com monitoramento mais frequente dos frutos formados além de outras investigações sensoriais, como o uso de olfatometria. / Abstract: The Capsicum peppers are largely used due their sensorial properties as color, pungency and aroma. These characteristics occur by the presence of determinate classes of compounds including carotenoids, capsaicinoids and volatiles. These secondary metabolism derivatives compounds are influenced by two factors: genetics and plant-environment interactions and are susceptible to water availability conditions. This study had a proposal of the characterization of the capsaicinoids and volatile composition of the Capsicum chinense pepper fruits. The analysis were carried out by using of chromatographic methods (UPLC, UHPLC-MS and GC-MS). The results obtained and the characterization of the C. chinense fruits regarding the mainly compounds which influenced in the quality of the peppers provide the scientific subsidies for improvement of general quality, agricultural practices, industrial applications and breeding programs and also, the knowledge about substances potentially beneficial to the human organism. Initially, was developed and validated a fast, efficient and reproducible method to analyze capsaicinoids in Brazilian Capsicum chinense fruits by means the use of an optimization strategy to extracted the capsaicinoids. The extracts were obtained following the condition 100% of methanol and 10 min on ultrasound assisted extraction. The analytical method developed in an ultra high performance liquid chromatographic system coupled to a mass spectrometer permits the separation of 8 capsaicinoids in 4 min of time analysis expending only 2 mL of solvent as mobile phase. The method achieved was fully validated and show the effectiveness and satisfactory performance to answer the analytical needs of this research area. Different accessions of C. chinense fruits were analyzed, the contents of capsaicin and dihydrocapsaicin were in the range of 156 - 1442 ?g.g?1 and 26 - 478 ?g.g?1 of fresh fruit, respectively. Characterization of aroma profile of Capsicum chinense peppers 'Habanero' type, using Headspace Solid-Phase Microextraction (HS-SPME), was performed after an optimization step by GC-MS. Central composite design and Derringer's desirability function strategies were used for this optimization, in order to evaluate simultaneously the 'total sum peak areas' and 'number of extracted compounds' responses. The maximized results for both responses were obtained using PDMS/Car/DVB fiber, temperature of 40 °C and extraction time of 30 min. Eighty-two compounds were tentatively identified in the volatile fraction of the 'Habanero' pepper and the most abundant were hexyl isovalerate, cis-hexenyl isovalerate, hexyl 3-methylbutanoate, 3,3-dimethylcyclohexanol, longifolene, and 2-methyl-1-tetradecene. The compound 2,3-dimethylcyclohexanol and longifolene were reported for the first time in 'Habanero' pepper. In addition, Brazilian 'Habanero' peppers grown under different condition of water availability were evaluated regarding their capsaicinoids and volatiles composition. The higher values of capsaicin and dihydrocapsaicin were found in the mature peppers, achieving ranges from 2.85 - 3.33 mg.g-1 for capsaicin and 1.06 - 1.71 mg.g-1 for dihydrocapsaicin. Total volatile compounds presented higher values for the peppers in green stage of maturity with ranges from 195.47 - 298.94 mg.kg-1, whereas in the mature samples the range was from 68.74 - 118.50 mg.kg-1. According the results obtained with the PCA performed was possible separe the 'Habanero' peppers in function of the degree of maturity. While, PCA apllied, separately, for green and mature peppers showed a clear separation in function of the harvest date. This fact can be justified by the large influence of maturity degree and harvest date on the peppers composition. The peppers were clustered in function of the water availability treatments received, but to better understand the effects of water availability on the peppers composition, another strategy of evaluation, with more frequent monitoring would be interesting, as well as the inclusion of sensorial studies, as the olfactometry technique. / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos

M.Tech. Agriculture / Sweet peppers (Capsicum annuum L.) are also known as bell peppers or capsicum belonging to the family Solanaceae. The sweet pepper contains various bioactive compounds along with significant amounts of beta-carotene (provitamin-A) and other similar compounds. This technological study was carried out to investigate the influence of photo-selective nets (ChromatiNet™) (red, pearl and yellow), with 40% shading effect, on the morphological parameters (plant height, leaf chlorophyll, stem diameter, leaf area, number of leaves, number of flowers, number of fruit, fruit weight, marketable yield, and pest and disease incidence, the fruit quality parameters (fruit mass, firmness, colour, soluble solids content and titratable acidity) and health promoting compounds (ascorbic acid, lycopene content, β-carotene, total phenols and flavonoids, and antioxidant scavenging activity) of three selected sweet pepper cultivars at harvest maturity stage. The commercially used black net (25% shading) was also included for comparison measures (control). The photosynthetically active radiation, air temperature and relative humidity were monitored throughout the growing period.

Submitted in fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Applied Science in Chemistry, Durban University of Technology, Durban, South Africa, 2016. / This study involves the development of a sensitive electrochemical biosensor for the determination of capsaicin extracted from chilli pepper fruit, based on a novel signal amplification strategy. The study therefore, seeks to provide a sensitive electro-analytical technique to be used for the determination of capsaicin in food and spicy products. Electrochemical measurements using cyclic voltammetry (CV) and differential pulse voltammetry (DPV) modes were utilized in order to understand the redox mechanism of capsaicin and to test the performance of the developed biosensor supported with computational techniques. In this work two different enzymes, Phenylalanine ammonia lyase (PAL) and Glucose oxidase (GOx) were used for electrode modifications respectively. For this purpose three different types of working electrodes namely: glassy carbon electrode (GCE), platinum electrode (Pt-E) and gold electrode (Au-E) were used and their performances were compared. For the first time, the three electrodes were modified with PAL and GOx enzymes on multiwalled carbon nanotubes used in this study and characterized by attenuated total reflectance infrared spectroscopy, transmittance electron microscopy and thermo-gravimetric analysis supported by computational methods. The comparison of the results obtained from the bare and modified platinum electrodes revealed the sensitivity of the developed biosensor with modified electrode having high sensitivity of 0.1863 µg.L-1 and electron transfer rate constant (ks) of 3.02 s-1. To understand the redox mechanism completely, adsorption and ligand-enzyme docking simulations were carried out. Docking studies revealed that capsaicin formed hydrogen bonds with Glutamates (GLU355, GLU541, GLU586), Arginine (ARG) and other amino acids of the hydrophobic channel of the binding sites which facilitated the redox reaction for detection of capsaicin. These results confirm that the PAL enzyme facilitated the electron transfer from the capsaicin ligand, hence improving the biosensing response. Our results suggest potential applications of this methodology for the determination of capsaicin in the food industry. / M

Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2016-08-22T20:02:00Z No. of bitstreams: 2 Dissertação final - Jonathas.pdf: 1686147 bytes, checksum: b03ee197b73ebc3b2e2b09a5bf6c38e5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-22T20:02:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação final - Jonathas.pdf: 1686147 bytes, checksum: b03ee197b73ebc3b2e2b09a5bf6c38e5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-11-01 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / The objective of this study was to evaluate the physiological and enzymatic potential of three isolates of Colletotrichum spp. obtained from pepper-of-smelling fruits (Capsicum chinense Jacq.) showing symptoms of anthracnose. For this purpose, collections of typical fruits pepper-de-smell with lesions of anthracnose were carried out in three municipalities of Amazonas state, and they Presidente Figueiredo, Manacapuru and Rio Preto da Eva. After collection, the fruits went to the lab Phytopathology INPA, where the procedures for isolating the causal agent of anthracnose were carried out. For physiological tests, isolates temperatures were submitted 20, 25, 30, 35 and 40 ° C being evaluated in conditions in vitro and in vivo in the growth rate parameters of the colony and the injury, mean diameter of colonies and injuries, mycelial mass and sporulation of the colony. The design was completely randomized in a factorial 5 (temperatures) x 3 (Isolated) with 4 replicates and the results were analyzed by F test and Tukey test, both 5% probability. For the enzyme tests, the isolates were evaluated in specific substrates, aiming to stimulate the production of enzymes: amylase, cellulase, laccase, Lipase, Pectinase and Protease. The presence of halos of degradation, which if positive were measured to perform the calculation Enzyme Index (EI) was evaluated. The design was randomized for each enzyme and is composed of 3 insulated with 6 repetitions. The results were evaluated by F test and Tukey test at 5% probability. The results of the analyzes show that the isolated Manacapuru showed the best rates of growth and development in all parameters evaluated in different temperatures. As for enzyme production, isolated from Presidente Figueiredo and Rio Preto da Eva, presented the best performances in four of the six enzymes under study. Therefore, it can be concluded that the isolates of this pathosystem can be differentiated into two groups differing in physiological and enzymatic manner. Keywords: fungi of Physiology, optimum temperature, enzyme content, halos of degradation / O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial fisiológico e enzimático de três isolados de Colletotrichum spp. obtidos de frutos de pimenta-de-cheiro (Capsicum chinense Jacq.) apresentando sintomas de Antracnose. Para esta finalidade, foram realizadas coletas de frutos de pimenta-de-cheiro com lesões típicas de Antracnose em três municípios do Estado do Amazonas, sendo eles Presidente Figueiredo, Manacapuru e Rio Preto da Eva. Após coleta, os frutos seguiram para o laboratório de Fitopatologia do INPA, onde foram realizados os procedimentos de isolamento do agente causal da Antracnose. Para os testes fisiológicos, os isolados foram submetidos as temperaturas de 20, 25, 30, 35 e 40 ºC, sendo avaliados nas condições in vitro e in vivo sob os parâmetros de velocidade de crescimento da colônia e da lesão, diâmetro médio das colônias e das lesões, massa micelial e esporulação da colônia. O delineamento foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 5 (Temperaturas) x 3 (Isolados) com 4 repetições e os resultados obtidos foram analisados pelo teste F e teste Tukey, ambos a 5% de probabilidade. Para os testes enzimáticos, os isolados foram avaliados em substratos específicos, com intuito de estimular a produção das enzimas: Amilase, Celulase, Lacase, Lipase, Pectinase e Protease. Foi avaliada a presença de halos de degradação, que quando positivos eram mensurados para realização do cálculo de Índice Enzimático (IE). O delineamento foi inteiramente casualizado para cada enzima, sendo composto de 3 isolados com 6 repetições. Os resultados obtidos foram avaliados pelo teste F e teste de Tukey a 5% de probabilidade. Os resultados dos testes fisiológicos, mostram que o isolado de Manacapuru apresentou os melhores índices de crescimento e desenvolvimento em todos os parâmetros avaliados nas diferentes temperaturas. Quanto a produção enzimática, o isolado de Presidente Figueiredo e de Rio Preto da Eva, apresentaram as melhores performances em quatro das seis enzimas em estudo. Portanto, pode-se concluir que os isolados deste patossistema podem ser diferenciados em dois grupos, diferenciando-se de forma fisiológica e enzimática.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2017-02-21T10:35:17Z No. of bitstreams: 1 Aldenir de Oliveira Alves.pdf: 1199354 bytes, checksum: 48b4ce9a3678bf554b211f23ec652d62 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-21T10:35:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aldenir de Oliveira Alves.pdf: 1199354 bytes, checksum: 48b4ce9a3678bf554b211f23ec652d62 (MD5) Previous issue date: 2012-07-17 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The bacterial wilt caused by Ralstonia solanacearum (Rs) race 1, is an important bacterial disease in Pernambuco and other states of Brazil. This study aimed to evaluate the effectiveness of essential oils and silicon (Si) on alternative disease control, their effects on Rs, and verify the putative mechanisms involved in these processes. The oils of bergamot, copal, fennel, peppermint, sweet orange, lemon, cinnamon, lemon grass, eucalyptus citriodora, eucalyptus globulus, clary sage, and palmarosa were evaluated by biofumigation. Soil was previously infested with Rs (filotype I, race 1, biovar 3, biotype 8) at 5x108 CFU ml-1 and after seven days biofumigated during four days with the twelve oils (0.14%, v:v) under greenhouse conditions, and with bergamot, sweet orange and palmarosa in field. It was evaluated: the latency period (PL50), incidence, index of bacterial wilt (IBW) and area under the disease progress curve (AUDPC), plant development, Rs population in soil, soil characteristics, and Rs growth in vitro. The oils of palmarosa, bergamot and sweet orange elevated the PL50 and reduced IBW and AUDPC up to 15, 60 and 64.4%, respectively in greenhouse. In the field only palmarosa elevated the PL50 (38%), reduced the IMB (36%) and AUDPC (38%), and increased the number of fruits per plant. Only under greenhouse conditions soil biofumigated with oils of bergamot and sweet orange had higher sodium levels than those treated with palmarosa or control, which did not differ among them. In vitro, the growth of Rs was inhibited by the oil of palmarosa. To evaluate the effect of silicon (Si), sweet pepper plants cv. Enterprise were grown in compost containing 0.00, 0.25, 0.50, 1.50 and 3.00 g of SiO2 kg-1 of compost and transplanted into soil infested with isolate Rs CGM-8, being evaluated PL50, incidence, IMB and AUDPC; fresh and dry weight of shoot and root biomass, accumulation of Ca+2, Mg+2 and Si, total protein and enzymatic activity; chemical characteristics of substrate, and in vitro growth. The dose 3.00 g of SiO2 increased PL50 (34%), reduced IMB (63%) and AUDPC (47.4%), increasing also Ca+2 in shoots and reducing Mg+2 in shoots and roots. Supplementation with different Si doses resulted in maximum increments of fresh weight of shoot (121.8%), fresh weight of root (83.6%), and dry weight of shoot (84.9%); increased total protein, catalase, ascorbate peroxidase, and quitinase. Si was accumulated in the shoots and compost; pH, Na+ and K+ were elevated and P was reduced in the compost. The putative mechanisms of action of Si on disease control were direct action on the pathogen colonization, indirect action on plant growth, increase of Ca+2 absorption and signaling for producing plant defense enzymes. In conclusion, biofumigation with palmarosa oil and transplant production in compost containing calcium silicate are potential alternative strategies for the control of bacterial wilt of sweet pepper. / A murcha bacteriana do pimentão, causada por Ralstonia solanacearum (Rs) raça 1, é uma fitobacteriose importante em Pernambuco e outros estados do Brasil. Este trabalho teve como objetivos testar o efeito de óleos vegetais e do silício (Si) no controle alternativo desta doença, seus efeitos diretos sobre Rs e verificar os possíveis mecanismos envolvidos nestes processos. Os óleos essenciais de bergamota, canela, capim limão, copaíba, eucalipto citriodora, eucalipto globulus, funcho, hortelã, laranja doce, limão, sálvia esclareia e palmarosa foram avaliados por biofumigação. O solo foi previamente infestado com Rs CGM-8 (filotipo I, raça 1, biovar 3, biotipo 8) a 5x108 UFC ml-1. Após sete dias, o solo foi biofumigado durante quatro dias com os doze óleos essenciais (0,14%; v:v) em casa de vegetação, e com os óleos de bergamota, laranja doce e palmarosa em campo. Foram avaliados: período de latência (PL50), incidência, índice de murcha bacteriana (IMB) e área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD); desenvolvimento da planta; população de Rs no solo; características do solo; e crescimento de Rs in vitro. Os óleos de palmarosa, bergamota e laranja doce elevaram o PL50 e reduziram IMB e AACPD em até 15, 60 e 64,4%, respectivamente, em casa de vegetação. Em campo, apenas o óleo de palmarosa aumentou o PL50 (38%) e reduziu IMB (36%) e AACPD (38%), elevando o número de frutos por planta. Apenas em casa de vegetação, solos biofumigados com os óleos de bergamota e laranja doce apresentaram maiores níveis de sódio que os tratados com palmarosa e testemunha, que não diferiram entre si. In vitro, o crescimento de Rs foi reduzido pelo óleo de palmarosa. O Si foi testado em pimentão cv. Enterprise cultivado em substrato contendo 0,00; 0,25; 0,50; 1,50 e 3,00 g de SiO2 kg-1 de substrato e transplantado para solo infestado com Rs CGM-8, avaliando-se: PL50, incidência, IMB, AACPD; biomassa; acúmulo de Ca+2, Mg+2 e Si; proteínas totais e atividade enzimática; características químicas do substrato e crescimento bacteriano in vitro. A dose 3,00 de Si aumentou o PL50 (34%) e reduziu IMB (63%) e AACPD (47,4%), aumentando ainda Ca+2 na parte área e reduzindo Mg+2 na parte aérea e raízes. A suplementação com diferentes doses de Si proporcionou incrementos máximos na biomassa fresca da parte área (121,8%), biomassa fresca da raiz (83,6%) e biomassa seca da parte aérea (84,9%); elevou proteínas totais, catalase, ascorbato peroxidase e quitinase; proporcionou acúmulo de Si na parte aérea e substrato; aumentou pH, Na+ e K+; e diminuiu P no substrato. Os prováveis mecanismos de ação do Si foram ação direta sobre a colonização do patógeno, ação indireta no desenvolvimento da planta, aumento na absorção de Ca+2 e sinalização para produção de enzimas de defesa da planta. Conclui-se que a biofumigação com o óleo essencial de palmarosa e a produção de mudas de pimentão em substrato contendo silicato de cálcio são práticas com potencial para o manejo alternativo da murcha bacteriana do pimentão.

Muitos estudos epidemiológicos têm indicado uma associação inversa entre o consumo de frutas e vegetais com altos níveis de compostos fenólicos e o risco de doenças crônicas relacionadas com estresse oxidativo. Pimentas ou pimentões (Capsicum sp) são popularmente usadas como temperos ou vegetais, e são uma fonte significativa de compostos antioxidantes, mas os níveis destes fitoquímicos podem variar devido ao genótipo e maturação. Capsicum baccatum (pimenta cambuci) é amplamente utilizada no sul do Brasil e que possui poucos estudos na literatura sobre sua composição química e suas propriedades biológicas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a atividade antioxidante e antimicrobiana de extratos hidroalcoólicos de diferentes partes dos frutos de Capsicum baccatum var. pendulum L.. Os extratos hidroalcoólicos foram obtidos de três diferentes partes (pericarpo, placenta, sementes) dos frutos frescos de C. baccatum, que foram divididos de acordo com o estádio de maturação (imaturos-verde e maduros-vermelho). A quantidade de compostos fenólicos totais dos extratos foi determinada pelo método de Folin-Ciocalteu e o resultado foi expresso como mg/100g equivalentes de ácido clorogênico (EAC). A atividade antioxidante in vitro foi analisada pelo ensaio do potencial antioxidante reativo total (TRAP) e índice da reatividade antioxidante total (TAR) e em um modelo ex vivo. A atividade antimicrobiana dos extratos foi investigada pelo método de difusão em disco. Os teores de fenólicos totais dos extratos variaram de 1523,9 a 7688,1 mg de EAC/100g. Os EAC foi maior nos respectivos extratos: placenta imatura e sementes maduras quando comparados com as outras as partes. Os resultados dos ensaios in vitro e ex vivo demonstram que os extratos testados apresentam atividade antioxidante, sendo que esta atividade poderia estar relacionada com o teor de fenólicos presentes nos extratos. Os resultados obtidos demonstram que ocorreu uma modificação na composição química e na atividade antioxidante nos frutos de C. baccatum provavelmente relacionada com o processo de maturação. Os extratos apresentaram fraca ou nenhuma atividade antimicrobiana. / Many epidemiological studies have indicated an inverse association between dietary intake of fruits and vegetables rich in phenolic compounds and the risk of chronic diseases related to oxidative stress. Peppers (Capsicum sp) are popularly used as spices and vegetable foods, and are a remarkable source of antioxidants compounds, but levels of these phytochemicals may vary by genotype and maturity. Capsicum baccatum (cambuci) is widely used in the South of Brazil and there are few studies in literature concerning its chemical composition and biological properties. The objective of this study was evaluated the antioxidant and antimicrobial properties of hydroethanolic extracts of different parts from Capsicum baccatum var. pendulum L. fruits. The hydroethanolic extracts were obtained from three different parts (pericarp, placenta and seeds) of the C.baccatum fresh fruits, divided in accordance with their maturity stage (immature - green and mature - red). The amounts of total phenolic compounds were determined by Folin-Ciocalteu method and the results were expressed as mg/100g clorogenic acid equivalent (CAE). The antioxidant activity of extracts was evaluated in vitro by the antioxidant potential reactive total (TRAP) assay and TAR index and ex vivo model. The antimicrobial activity of extracts was investigated by disk diffusion method. The total phenolic levels ranged 1523.9 at 7688.1 mg de CAE/100g. The CAE found was higher in the respective extracts: placenta from immature fruits and seeds from mature fruits as compared to extracts from other structures. The results of in vitro e ex vivo assays demonstrated that the extracts tested have antioxidant activity, this could be related with the total phenolic content in extracts. The results obtained suggest that a modification occurs in the chemical composition and antioxidant properties of C. baccatum fruits probably related with their maturation process. The extracts showed weak or no antimicrobial activity.

CHAVES. Sérgio Weine Paulino. Coeficiente de cultivo, necessidade hídrica e adubação nitrogenada na cultura da pimenta. 2004. 59 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2004. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-28T18:40:47Z No. of bitstreams: 1 2004_dis_swpchaves.pdf: 333410 bytes, checksum: 13c7ea60161fb74d732522c5962d3471 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-06-30T22:56:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2004_dis_swpchaves.pdf: 333410 bytes, checksum: 13c7ea60161fb74d732522c5962d3471 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-30T22:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2004_dis_swpchaves.pdf: 333410 bytes, checksum: 13c7ea60161fb74d732522c5962d3471 (MD5) Previous issue date: 2004 / Three experiments were carried out at the Universidade Federal do Ceará – UFC, Pentecoste- CE county, during the period of September 2003 to January 2004, in order to estimate (a) the evapotranspiration (ETC) and crop coefficient (Kc) and (b) the effect different irrigation water layers and also to evaluate the effect of different amounts of nitrogen applied on hot pepper cv. Tabasco McIlhenny yield. Experiment I: it was utilized three drainage lysimeter in order to estimate the crop evapotranspiration. The reference evapotranspiration (ETo) was estimated by using the Penman-Monteith (FAO) method. The crop coefficient, during all vegetative growth period, was obtained by using the relationship Kc = ETC/ETo. The Kc values increased during all vegetative growth period in order of 0.96, 1.29, 1.24; the Kc values decreased at the end of the period. Experiment II: it was utilized a complete block design with three replication. Different irrigation water layers, which were based on daily evaporation, as measured by the Class “A” pan (120; 100; 80; 60 e 40%), were assigned to the plots. Fruits average weight and yield increased with the water layers applied. The water layers did not affect the fresh shoot matter weight, neither the number of fruits per plant and neither the water use efficiency. The highest yield (18.9 t.ha-1) was obtained with the 120% water layer. Experiment III: It was utilized a complete block design with three replication. Different rates of nitrogen (0; 75; 150; 225; 300; 375 and 450 kg.ha-1) were applied to the plots. The evaluation was made based on the fresh shoot matter weight, the number of fruits per plant, the fruits average weight and the yield. All characteristics evaluated increased with all rates of nitrogen applied, except for the fruits average weight. The highest yield (16,5 t.ha- 1) was obtained at the N rate of 450 kg.ha-1. / Com o objetivo de estimar a evapotranspiração (ETC) e o coeficiente de cultivo (Kc), de avaliar o efeito de diferentes lâminas de água e o efeito de doses crescente de nitrogênio na pimenteira cv. Tabasco McIlhenny, foram desenvolvidos três experimentos na Fazenda Experimental Vale do Curu, pertencente à Universidade Federal do Ceará – UFC, localizada no município de Pentecoste-CE, durante o período de setembro de 2003 a janeiro de 2004. Experimento I: para estimativa da evapotranspiração da cultura foram utilizados três lisímetros de drenagem. A evapotranspiração de referência (ETo) foi estimada pelo método de Penman-Monteith (FAO), sendo o coeficiente de cultivo da pimenteira dado pela relação; Kc = ETC/ETo, em suas diversas fases de desenvolvimento. Os valores de Kc obtidos evidenciaram um comportamento crescente durante todo período vegetativo e um decréscimo na colheita (0,96, 1,29 e 1,24). Experimento II: o delineamento experimental foi de blocos completos casualizados, com três repetições. As parcelas foram constituídas pelas lâminas de água (120; 100; 80; 60 e 40%) da evaporação do tanque Classe “A”. O peso médio de frutos e a produtividade aumentaram em função do aumento da lâmina de água. A aplicação das lâminas de água não proporcionaram aumentos em peso da matéria fresca da parte aérea, número de frutos por planta e eficiência do uso de água. A lâmina de irrigação de 120% proporcionou maior produtividade (18,9 t.ha-1). Experimento III: O delineamento experimental foi de blocos completos casualizados, com três repetições. As parcelas foram constituídas pelas doses crescentes de nitrogênio (0; 75; 150; 225; 300; 375 e 450 kg.ha-1). As características avaliadas foram peso da matéria fresca da parte aérea, número de frutos por planta, peso médio de frutos e produtividade. As doses crescentes de N proporcionaram, em média, aumento em todas características avaliadas, exceto para o peso médio de frutos. A dose de 450 kg.ha-1 proporcionou a maior produtividade (16,5 t.ha-1).