Orientador: Gisela Ferreira / Resumo: Para que as plantas conseguissem conquistar o ambiente terrestre, foi necessário desenvolver habilidades que as tornassem capazes de sobreviver aos desafios de seu habitat, dentre as quais estão o desenvolvimento de mecanismos de tolerância à dessecação das sementes. Espécies que habitam locais com grande disponibilidade de água tendem a produzir sementes recalcitrantes e por outro lado, as espécies que habitam locais secos, como os Cerrados, tendem a produzir sementes ortodoxas, conseguindo tolerar períodos de seca sem acumular danos que prejudiquem a germinação. Dentre os sistemas que atuam no mecanismo de tolerância à dessecação estão a atividade de enzimas antioxidantes, o acúmulo de açúcares e a atividade das proteínas da embriogênese tardia (LEA). A família Annonaceae possui espécies inseridas em habitats contrastantes, como a Annona crassiflora, oriunda do Cerrado e a Annona glabra, oriunda de manguezais o que as torna interessantes para avaliar se suas sementes apresentam diferentes respostas frente à tolerância à dessecação. Para alcançar esse objetivo, sementes das duas espécies foram coletadas e avaliadas após submissão a diferentes níveis de secagem (teor inicial de água, 20%, 10% e 5%) e secagem seguida de reidratação. Foram realizados testes de germinabilidade, quantificação enzimática (superóxido dismutase (SOD) (EC 1.15.1.1), peroxidase (POD) (EC 1.11.1.7) e catalase (CAT) (EC 1.11.1.6)); de açúcares (frutose, galactose, glicose, manose, sacarose e trealose); ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In order for plants to conquer the terrestrial environment, it was necessary to develop skills that would enable them to survive the challenges of their habitat, including the development of seed desiccation tolerance mechanisms. Species that inhabit places with high water availability tend to produce recalcitrant seeds and, on the other hand, species that inhabit dry places, such as Cerrados, tend to produce orthodox seeds, being able to tolerate periods of drought without accumulating germinating damage. Systems that act on the desiccation tolerance mechanism include antioxidant enzyme activity, sugar accumulation, and late embryogenesis (LEA) protein activity. The Annonaceae family has species in contrasting habitats, such as Annona crassiflora, from the Cerrado and Annona glabra, from mangroves, which makes them interesting to evaluate if their seeds have different responses to desiccation tolerance. To achieve this goal, seeds of both species were collected and evaluated after submission to different drying levels (initial water content, 20%, 10% and 5%) and drying followed by rehydration. Germinability, enzymatic quantification (superoxide dismutase (SOD) (EC 1.15.1.1), peroxidase (POD) (EC 1.11.1.7) and catalase (CAT) (EC 1.11.1.6) tests were performed; sugars (fructose, galactose, glucose, mannose, sucrose and trehalose); determination of LEA proteins and lipoperoxide content. The results showed that A. crassiflora seeds were able to tolerate drying up to 10% water co... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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Ao avaliar as condições experimentais, foi necessário optar por apenas uma das configurações de leito de jorro, prevalecendo o leito convencional. Em seguida, foi definida uma carga ótima de painço (1700 g) e deu-se prosseguimento à análise da cinética de secagem das sementes em leito de jorro convencional nas temperaturas de 44, 65 e 86°C por 132 min, verificando-se a ausência de taxa de secagem constante, indicando que a secagem foi controlada pelos mecanismos de difusão. O coeficiente de difusão efetivo das sementes de painço correspondeu a valores entre 0,7729x10-11 e 2,3189x10-11 m2/s e o valor de energia de ativação foi quantificado por meio da equação de Arrhenius, correspondendo à 24,86 kJ/mol. Os modelos matemáticos que melhor descreveram a curva de secagem foram Aproximação por Difusão, Page e Midilli et al. Além disso, foi aplicado um planejamento composto central rotacional com o objetivo de avaliar a influência das variáveis independentes tempo (X1) e temperatura (X2) nas respostas razão de umidade (XR), porcentagem de germinação (G) e índice de velocidade de germinação (IVG). As respostas selecionadas são determinantes no controle de qualidade de sementes, como no caso do teor de umidade, o qual deve ser adequado para o armazenamento. As respostas G e IVG são indicações do estado fisiológico da sementes, o que também é importante, de acordo com a finalidade do produto. Por meio das análises estatísticas, para um intervalo de confiança de 95%, verificou-se que XR e IVG sofreram influência apenas de X1, X2 e X22, enquanto G foi estatisticamente influenciado por X2 e X22. Os efeitos, para todas as respostas, foram negativos, indicando que XR e IVG decrescem com o aumento da temperatura e tempo de secagem enquanto G reduz com o aumento da temperatura. Por meio dos resultados estatísticos, foram propostos modelos quadráticos para as respostas analisadas, alcançando-se bons coeficientes de correlação (R2): 0,9632 (XR), 0,8999 (G) e 0,9724 (IVG). Posteriormente, foi determinado o ponto ótimo durante a secagem de sementes de painço em leito de jorro, por meio da Função desejabilidade, o qual foi correspondente a um tempo de secagem de 121 min à uma temperatura de 64°C, obtendo-se sementes com um percentual germinativo de 82,99% ; índice de velocidade de germinação de 29,33 (adimensional) e teor de umidade final igual a 11%. / S. italica seeds were analyzed in chemical, physical and qualitative aspects and then the fluidynamics was evaluated at ambient temperature, for different loads of material in two spouted bed configurations: conical (500, 800, 1100 and 1400 g ) and conventional ( 1300, 1700 and 2100 g). From the experimental data it was found that the particles were suitable for the system used, so the operating parameters of the spouted bed were collected , which were compared with their theoretical values calculated by empirical correlations available in literature. According to experimental conditions, it was necessary to choose only one of the configurations of spouted bed, so it was decided to operate the conventional spouted bed. For the seed drying kinetics only the optimal load (1700g) was utilized and the temperatures used were 44 , 65 and 86 °C, verifying the absence of constant drying rate, indicating that drying was controlled by diffusion mechanisms. The effective moisture diffusivity was estimated, resulting in the range from 0.7729x10-11 to 2.3189x10-11 and the relationship between the temperature and the effective moisture diffusivity was described by Arrhenius equation, providing an activation energy of 24,86 kJ/mol. The mathematical models that best described the drying curve were Diffusion Approximation, Page and Midilli et al. Furthermore, a rotational central composite design was applied with the objective of evaluating the influence of the independent variables time (X1) and temperature (X2) on the responses moisture ratio (XR), germination (G) and speed germination index (SGI) . The chosen answers are necessaries in the seeds quality control, as in the case of the moisture content during the storage. The G and SGI responses are indicative of the physiological state of the seeds, which are also important, in accordance with the purpose of the product. Through statistical analysis, for a confidence interval of 95%, it was found that XR and SGI were influenced only by X1, X2 and X22 , while G was statistically affected by X2 and X22 . The effects for all responses were negative , indicating that SGI and XR decrease with increasing of temperature and drying time. The answer G decreases with increasing of temperature. Quadratic models were proposed by the statistical analyzes, reaching good correlation coefficients (R2); 0.9632 (XR), 0.8998 (G) and 0.9724 (SGI). Then, the optimal value of the foxtail millet drying process was determined, using the concept of Desirability Function, which was corresponding to a drying time of 121 min at a temperature of 64 ° C, getting seeds with 82.99% of germination; speed germination index of 29.33 (dimensionless) and final moisture content of 11%.

A presença de clorofila e/ou seus derivados em óleos provenientes da extração de grãos verdes reduz sua estabilidade oxidativa, confere coloração escura indesejável e diminui a velocidade do processo de hidrogenação, sendo que a sua remoção, eleva o custo da refinação. Da mesma forma, a presença do pigmento reduz o valor comercial dos grãos, levando a prejuízos na comercialização, frente ao enorme volume de exportação brasileira. A retenção da clorofila em sementes oleaginosas, tais como a soja e a canola, pode ocorrer em condições de colheita prematura, que é utilizada para evitar perdas e quebras da safra. A degradação da clorofila é função do estádio de maturação, do teor de umidade e da temperatura de secagem. O pigmento pode ser degradado em condições de secagem lenta à temperatura ambiente, enquanto a utilização de secagem rápida em estufa resulta na retenção da cor verde. Porém, a influência de fatores extemos no mecanismo de degradação da clorofila ainda não está totalmente esclarecida. Não está claro se a via de degradação química ocorre independentemente, ou concomitante à via enzimática e também ainda não estão elucidados quais produtos são formados quando os grãos são submetidos à secagem rápida. Neste trabalho investigou-se a degradação da clorofila e o aparecimento de seus derivados durante a maturação de três cultivares brasileiras de soja, colhidas em seis estádios de maturação e secas em três temperaturas: 25°, 40° e 75°C. Os pigmentos foram extraídos com acetona 80%, identificados por HPLC e confirmados por espectrometria de massa por dessorção de plasma. Tanto na maturação no campo, como na secagem a 25°C, o mecanismo de degradação parece ocorrer por via enzimática, possivelmente mediada por oxigenases, com formação de compostos incolores. A 40°C, houve retenção da cor verde e o mecanismo parece ocorrer por duas vias: enzimática, mediada por clorofilases, evidenciada pelo acúmulo de derivados defitilados e química, evidenciada pelo acúmulo de feofitinas. A 75°C, observou-se também o acúmulo de clorofila e feofitina, provavelmente pela inativação de todas as enzimas e o favorecimento da feofitinização. A degradação completa da clorofila somente pode ser obtida se a soja for colhida a partir do estádio R7. Para evitar a retenção de clorofila e garantir a qualidade dos grãos para a comercialização, sugerimos a colheita em R8, com secagem rápida ou lenta. Se for necessário antecipar a colheita, a secagem deve ser conduzida a temperaturas inferiores a 40°C. / The presence of chlorophyll or their derivatives in edible oils from green seeds decreases its oxidative stability, produces an undesirable color and impairs the hydrogenation process. Besides that, it reduces the commercial value of the crops. The removal of pigments from the crude oils by absorption imposes increasing costs of refining. The maintenance of green color in soybean seeds arises primarily from the common practice of early swathing in order to hasten the harvesting process and to reduce shattering losses. The rate of degreening depends on the stage of maturity, the initial moisture content and the drying temperature. The pigment can be degraded by ambient air drying, whereas fast drying with hot air results in the retention of the green color. Despite this, little is known about the influences of external conditions on the pathways of chlorophyll degradation. It is not c1ear whether the chemical route takes place independently or in addition to an enzymatic pathway, nor is it clear which breakdown products could be accumulated when seeds are submitted to fast drying. Studies on three Brazilian cultivars were performed over the whole maturation period by analyzing chlorophyll and its derivatives produced under three drying conditions: ambient temperature (25°C) and fast drying in oven at 40° and at 75°C with circulating air. Pigments were extracted with 80% acetone and were isolated by HPLC and analyzed by plasma desorption mass spectrometry (PDMS) to confirm their identities. During maturation on the field, as well as drying at 25°C, the degradation route showed to occur mainly enzymatically, probably mediated by oxygenases with formation of colourless compounds, as no further color pigments had been detected. At 40°C, both degradation processes seem to take place: enzymatic, probably mediated by chlorophyllase, with the appearance of small amounts of chlorophyllides and pheophorbides; and chemical, demonstrated by high leveis of pheophytins. At 75°C we observed also high levels of chlorophylls and pheophytins, probably due to inactivation of all enzymes, supporting pheophytinization. In order to avoid retention of chlorophyll and to guarantee marketing quality of seeds, we suggest harvesting at stage R8, followed by fast or slow drying. When it is necessary to hasten swathing, the drying should be performed at temperatures below 40°C, otherwise the seed quality could be compromised.

A presença de clorofila e/ou seus derivados em óleos provenientes da extração de grãos verdes reduz sua estabilidade oxidativa, confere coloração escura indesejável e diminui a velocidade do processo de hidrogenação, sendo que a sua remoção, eleva o custo da refinação. Da mesma forma, a presença do pigmento reduz o valor comercial dos grãos, levando a prejuízos na comercialização, frente ao enorme volume de exportação brasileira. A retenção da clorofila em sementes oleaginosas, tais como a soja e a canola, pode ocorrer em condições de colheita prematura, que é utilizada para evitar perdas e quebras da safra. A degradação da clorofila é função do estádio de maturação, do teor de umidade e da temperatura de secagem. O pigmento pode ser degradado em condições de secagem lenta à temperatura ambiente, enquanto a utilização de secagem rápida em estufa resulta na retenção da cor verde. Porém, a influência de fatores extemos no mecanismo de degradação da clorofila ainda não está totalmente esclarecida. Não está claro se a via de degradação química ocorre independentemente, ou concomitante à via enzimática e também ainda não estão elucidados quais produtos são formados quando os grãos são submetidos à secagem rápida. Neste trabalho investigou-se a degradação da clorofila e o aparecimento de seus derivados durante a maturação de três cultivares brasileiras de soja, colhidas em seis estádios de maturação e secas em três temperaturas: 25°, 40° e 75°C. Os pigmentos foram extraídos com acetona 80%, identificados por HPLC e confirmados por espectrometria de massa por dessorção de plasma. Tanto na maturação no campo, como na secagem a 25°C, o mecanismo de degradação parece ocorrer por via enzimática, possivelmente mediada por oxigenases, com formação de compostos incolores. A 40°C, houve retenção da cor verde e o mecanismo parece ocorrer por duas vias: enzimática, mediada por clorofilases, evidenciada pelo acúmulo de derivados defitilados e química, evidenciada pelo acúmulo de feofitinas. A 75°C, observou-se também o acúmulo de clorofila e feofitina, provavelmente pela inativação de todas as enzimas e o favorecimento da feofitinização. A degradação completa da clorofila somente pode ser obtida se a soja for colhida a partir do estádio R7. Para evitar a retenção de clorofila e garantir a qualidade dos grãos para a comercialização, sugerimos a colheita em R8, com secagem rápida ou lenta. Se for necessário antecipar a colheita, a secagem deve ser conduzida a temperaturas inferiores a 40°C. / The presence of chlorophyll or their derivatives in edible oils from green seeds decreases its oxidative stability, produces an undesirable color and impairs the hydrogenation process. Besides that, it reduces the commercial value of the crops. The removal of pigments from the crude oils by absorption imposes increasing costs of refining. The maintenance of green color in soybean seeds arises primarily from the common practice of early swathing in order to hasten the harvesting process and to reduce shattering losses. The rate of degreening depends on the stage of maturity, the initial moisture content and the drying temperature. The pigment can be degraded by ambient air drying, whereas fast drying with hot air results in the retention of the green color. Despite this, little is known about the influences of external conditions on the pathways of chlorophyll degradation. It is not c1ear whether the chemical route takes place independently or in addition to an enzymatic pathway, nor is it clear which breakdown products could be accumulated when seeds are submitted to fast drying. Studies on three Brazilian cultivars were performed over the whole maturation period by analyzing chlorophyll and its derivatives produced under three drying conditions: ambient temperature (25°C) and fast drying in oven at 40° and at 75°C with circulating air. Pigments were extracted with 80% acetone and were isolated by HPLC and analyzed by plasma desorption mass spectrometry (PDMS) to confirm their identities. During maturation on the field, as well as drying at 25°C, the degradation route showed to occur mainly enzymatically, probably mediated by oxygenases with formation of colourless compounds, as no further color pigments had been detected. At 40°C, both degradation processes seem to take place: enzymatic, probably mediated by chlorophyllase, with the appearance of small amounts of chlorophyllides and pheophorbides; and chemical, demonstrated by high leveis of pheophytins. At 75°C we observed also high levels of chlorophylls and pheophytins, probably due to inactivation of all enzymes, supporting pheophytinization. In order to avoid retention of chlorophyll and to guarantee marketing quality of seeds, we suggest harvesting at stage R8, followed by fast or slow drying. When it is necessary to hasten swathing, the drying should be performed at temperatures below 40°C, otherwise the seed quality could be compromised.