CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The pulsed light (PL) is a technology emergent used as abiotic stressor to increase the content of phytochemicals of fruits and vegetables. However, their effects vary depending on the cultivar, the dose hormetic, the mode of application of dose and the maturation stage of fruits. In this work, we start from the main hypothesis that changes in the metabolism of the fruits of mangoes treated with low doses of pulsed light would trigger responses that result in a positive impact on the content of phytochemicals, without any negative effect on the fruit quality parameters. This work was divided into three chapters. Chapter I is a literature review and state of the art of the main topics covered throughout the study. In the second chapter (experiment I), mangoes mature physiologically (maturation stage 3) were subjected to a hormetic dose of pulsed light 0.6 J cm-2 and analyzed after 7 days storage at 20 ÂC, for the physicochemical characteristics [soluble solid (SS), titratable acidity (TA), SS/TA ratio, overall appearance, color and firmness], enzymatic antioxidant metabolism [superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX)] and non-enzymatic [ascorbate, total carotenoids, total anthocyanins, yellow flavonoids, total phenolic, mangiferin content and total antioxidant activity], membrane integrity [lipid peroxidation (MDA), hydrogen peroxide content and electrolyte leakage], phenylalanine ammonia lyase activity (PAL), enzymes of enzymatic browning [polyphenoloxidase (PPO), peroxidase of guaiacol (GPOD) and activity of enzymes wall cell [pectinmethylesterase (PME) and polygalacturonase (PG)] and the influence of treatment on tissue histology. The activity of antioxidant enzymes such as catalase and superoxide dismutase was found to be substantially enhanced in both the epicarp and the mesocarp of fruits exposed to PL after 7 days at 20 ÂC. There were no differences in indicators of cell wall and membrane integrity such as MDA content suggesting that the PL-associated oxidative stress was effectively prevented by the enhanced activity of antioxidant enzymes after 7 days. Activities of cell wall enzymes were reduced after 7 days in the PL-treated fruits. Microscopic as well as macroscopic observations confirmed that PL-treated fruits were not damaged. We observed that contents in total carotenoids, in total phenolic, and, to a lesser extent, in vitamin C, were dramatically increased after 7 days, generally in both the epicarp and the mesocarp PL-treated resulting in fruits with high antioxidant capacity. Carotenoids increased 350% in treated-pulp at J7. The higher levels in phenolics in treated-peel (+97%) were associated with enhanced activity of PAL (+98%) and enhanced content in mangiferin (+42%). Although G-POD in the mesocarp and PPO in the epicarp increased 1268% and 22% respectively, after 7 days in the PL-treated fruits, we did not observe increases in browning. Was observed at the end of the experiment I an increase of phytochemicals in mangoes subjected to hormetic dose of 0.6 J cm-2 without negative changes in fruit quality. In the third chapter (experiment II), mangoes minimally processed (maturation stage 4) were subjected to four different treatments: control (not flashed), 1 pulse, 4 pulses, and 1 pulse (4 days) prior to storage at 6 ÂC in order to assess whether the mode of application of the different doses used could interfere on physiochemical variables [firmness, color, SS, loss weight and rate respiration] the bioactive compounds [ascorbate (AsA) and carotenoids] and total antioxidant activity by a storage period of 7 days at 6 ÂC. Samples flashed with 1 pulse during 4 alternated days (4 x 0.6 J cm-2 = 2.80 J cm-2) increased the total ascorbate (AsA) (~40% more than the control) at time 7 days but the cubes of mangoes are darker than treatment that received the same dose of 4 successive pulses (2.80 J cm-2). At end of storage fresh cut mangoes received 4 successive pulses exhibited a better quality in comparison to the other treatments that was associated a higher content carotenoid (0.894 mg g-1) and antioxidant activity (~145 μmol trolox 100 g-1). In conclusion, our data suggest that a hormetic dose of pulsed light can be used to increase concentrations of phytochemical compounds without negative effects on the quality criteria. / A luz pulsada (LP) à uma tecnologia emergente usada como estressor abiÃtico para aumentar o teor de fitoquÃmicos em frutos e vegetais. No entanto, seus efeitos variam dependendo da cultivar, da dose hormÃtica, do modo de aplicaÃÃo da dose e do estÃdio de maturaÃÃo do fruto. Neste trabalho, partimos da hipÃtese de que alteraÃÃes no metabolismo dos frutos de mangas tratadas por baixas doses de luz pulsada desencadeariam respostas que resultariam em um impacto positivo sobre o conteÃdo de fitoquÃmicos, sem qualquer efeito negativo sobre os parÃmetros de qualidade dos frutos. Este trabalho foi dividido em trÃs capÃtulos. O capÃtulo I trata de uma revisÃo de literatura e estado da arte dos principais tÃpicos abordados ao longo do estudo. No segundo capÃtulo (experimento I), mangas fisiologicamente maduras (estÃgio de maturaÃÃo 3) foram submetidas a uma dose de luz pulsada de 0,6 J cm-2 e analisadas decorridos 7 dias de armazenamento a 20 ÂC, quanto Ãs caracterÃsticas fisico-quÃmicas [sÃlidos solÃveis (SS), acidez titulÃvel (AT), relaÃÃo SS/AT, aparÃncia geral cor, firmeza], metabolismo antioxidante enzimÃtico [dismutase do superÃxido (SOD), catalase (CAT) e peroxidase do ascorbato (APX)] e nÃo-enzimÃtico [vitamina C, carotenÃides totais, antocianinas totais, flavonÃides amarelos, polifenÃis totais, conteÃdo de mangiferina e atividade antioxidante total], integridade de membrana [peroxidaÃÃo lipÃdica (MDA), perÃxido de hidrogÃnio e extravasamento de eletrÃlitos], atividade da fenilalanina amÃnia liase (PAL), atividade das enzimas de escurecimento [polifenoloxidase (PPO) e peroxidase do guaiacol (G-POD)], atividade das enzimas de parede celular [pectinametilesterase (PME) e poligalacturonase (PG)] e a influÃncia do tratamento na histologia dos tecidos. A atividade das enzimas antioxidantes como a dismutase superÃxido e a catalase encontraram-se elevadas tanto na polpa quanto na casca dos frutos expostos à LP apÃs 7 dias a 20 ÂC. NÃo foram encontradas diferenÃas significativas nos indicadores de parede celular e integridade de membrana como o MDA, sugerindo que o estresse oxidativo associado à LP foi efetivamente prevenido atravÃs do aumento da atividade das enzimas antioxidantes apÃs 7 dias. Atividades das enzimas de parede celular foram reduzidas apÃs 7 dias nos frutos tratados. ObservaÃÃes macroscÃpicas e microscÃpicas confirmaram que os frutos nÃo foram danificados pela LP. O conteÃdo de carotenÃides totais, fenÃlicos, e em menor extensÃo, a vitamina C, foram dramaticamente aumentados apÃs 7 dias, tanto no epicarpo como mesocarpo tratados pela LP, resultando em frutos com alta capacidade antioxidante. CarotenÃides aumentaram 350% na polpa tratada pela LP apÃs 7 dias. Os nÃveis mais elevados de compostos fenÃlicos (+97%) na casca tratada foram associados a uma atividade aumentada da PAL (+98%) e conteÃdo de mangiferina (+42%). As atividades da G-POD no mesocarpo e da PPO no epicarpo aumentaram 1268% e 22% respectivamente, apÃs 7 dias nos frutos tratados, no entanto, nÃo foi observado escurecimento dos frutos. Observou-se, ao final do primeiro experimento, um aumento dos fitoquÃmicos em mangas submetidas a dose hormÃtica de 0,6 J cm-2 sem alteraÃÃes negativas na qualidade dos frutos. No terceiro capÃtulo (experimento II), mangas minimamente processadas (estÃgio de maturaÃÃo 4), foram submetidas a quatro diferentes tratamentos: controle, 1 pulso, 4 pulsos e 1 pulso por dia durante 4 dias, com o objetivo de avaliar se o modo de aplicaÃÃo da LP poderia interferir nas variÃveis fisico-quÃmicas [firmeza, SS, cor, perda de matÃria fresca e taxa de respiraÃÃo], compostos bioativos [carotenÃides e vitamina C] e atividade antioxidante total quando armazenamentos durante 7 dias a 6 ÂC. Amostras que receberam 4 pulsos alternados (4 x 0,7 J cm-2 = 2,80 J cm-2), aumentaram o conteÃdo de ascorbato total (~40%) apÃs 7 dias, no entanto, os cubos apresentaram-se mais escuros do que o tratamento que recebeu a mesma dose de 4 pulsos sucessivos. No final do perÃodo de armazenamento, as mangas minimamente processadas que receberam 4 pulsos sucessivos exibiram uma melhor qualidade em comparaÃÃo com os demais tratamentos, que foi associado ao elevado teor de carotenÃides (0,894 mg g-1 MF) e atividade antioxidante (~145 μmol trolox 100 g-1). Como conclusÃo, nossos dados sugerem que uma dose hormÃtica de luz pulsada pode ser utilizada para aumentar as concentraÃÃes de compostos fitoquÃmicos sem efeitos negativos na qualidade de frutos de mangas âTommy Atkinsâ.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:10122 |
| Date | 14 August 2015 |
| Creators | Monica Maria de Almeida Lopes |
| Contributors | Maria Raquel AlcÃntara de Miranda, EnÃas Gomes Filho, Ebenezer de Oliveria Silva, Guilherme JuliÃo Zocolo, Maria Izabel GallÃo |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em BioquÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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