Estrutura e fisiologia de frutas e hortaliças

Transcrição

1 Estrutura e fisiologia de frutas e hortaliças NA5A TECNOLOGIA DE FRUTAS E HORTALIÇAS TF35A

2 Introdução Influências na conservação/transformação de frutas e hortaliças Estrutura morfo-histológica Fisiologia Metabolismo Composição química Tipo de transformação Equipamentos apropriados Necessidade de prétratamento Intensidade dos tratamentos Adequação de embalagem

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

4 Conceito Botânico Hortaliças Sementes e vagens ervilhas e feijões Hortaliças tuberosas batata, cenoura, mandioca e cebola Hortaliças herbáceas alface, repolho e brócolis Hortaliças fruto melancia, melão, tomate, pimentão e abóbora (botanicamente frutos)

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

6 Classificação das frutas Carnosos apresentam pericarpo suculento Secos apresentam pericarpo seco Baga: muitas sementes livres melancia, uva, laranja e tomate Drupa: forma caroço manga, azeitona, abacate, ameixa e pêssego Aquênio: caju Cariopse: arroz, milho e trigo Vagem: feijão, soja e ervilha Partenocárpicos sem sementes Banana, laranja Bahia ou Umbigo

7 Classificação das frutas Pseudofrutos Infrutescências Receptáculo floral: maçã e pera Receptáculo desenvolvido: morango, abacaxi e figo Formação de frutos agrupados em um ramo Uvas, amoras, jacas

8 Tuberosas Classificação das hortaliças Resultante do engrossamento subterrâneo do caule com acúmulo de substâncias de reserva Tubérculos batata inglesa e rabanete Rizoma inhame Bulbos cebola e alho Raízes cenoura, batata doce, beterraba e mandioca Herbáceas Verduras: alface, repolho, espinafre, aipo, aspargo, couve-flor, brócolis e alcachofra Frutos Não são conhecidos comercialmente como fruta e o cozimento melhora sua palatabilidade Pimentão, abóbora, berinjela e pepino

9 Célula vegetal

10 Célula vegetal Núcleo: regulação de atividades metabólicas e reprodutivas do vegetal

11 Célula vegetal Cloroplastos: cromoplastos que contém clorofila. Estão concentrados nas regiões mais expostas à luz

12 Célula vegetal Vacúolo: pode conter líquidos e pigmentos. Está relacionado com armazenamento e equilíbrio osmótico

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

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

15 Tecidos vegetais Células agrupadas formando tecidos com funções diferentes Parenquimatoso Protetor De sustentação (colênquima, esclerênquima) Vascular (xilema e floema) Importante para definir o processamento e o equipamento

16 Tecidos vegetais Tecido central Parte comestível parênquima, cloroplastos e vacúolo cheio de líquidos Colênquima Substâncias pécticas, hemicelulose, lignina e água Esclerênquima Fibras e células esclerosas. Funcionam como suporte. No ponto de maturação elas geralmente morrem. Fibras da manga, da casca da vagem Tecido vascular Suporte mecânico e transporta nutrientes

17 Ciclo de vida das frutas e hortaliças Formação Crescimento Maturação Senescência

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

19 Crescimento Aumento do volume do fruto Velocidade de crescimento constante: maçã, pera. Abacaxi, banana, abacate, laranja, tomate e melão Velocidade de crescimento irregular: pêssego, nectarina, ameixa, cereja, figo, framboesa e uva Influenciado por: tempo, intensidade de luz, temperatura, hormônios vegetais reguladores de crescimento Define-se as características físicas, químicas e sensoriais: volume, turgidez, acúmulo de água e carboidratos, síntese de aroma e sabor

20 Maturação Etapa mais importante no ponto de vista tecnológico Aumento de vida útil pós colheita Aproveitamento industrial Pré-maturação Maturação Amadurecimento

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

22 Amadurecimento Fase final da maturação e inicial da senescência Melhores características sensoriais Maior doçura Redução da acidez e adistringência Reações de degradação Utilização das reservas do fruto para manutenção das atividades fisiológicas e integridade celular Elevada demanda de energia

23 Amadurecimento Síntese de: Manutenção da estrutura mitocondrial Formação de carotenoides e antocianinas Interconversão de açúcares Síntese de voláteis aromáticos Aumento na incorporação de aminoácidos Formação da via do etileno

24 Amadurecimento Degradação de: Destruição dos cloroplastos Quebra da molécula de clorofila Hidrólise do amido Destruição de ácidos Oxidação de substratos Solubilização de pectinas Ativação de enzimas hidrolíticas

25 Senescência Predominância dos processos de degradação que levarão á morte celular Natural e irreversível Pode ser acelerada pela colheita Hidrólise da clorofila Perda de capacidade fotossintetizante Interrupção da fonte de nutrientes

26 Metabolismo de frutas e hortaliças Processos químicos e bioquímicos durante as fases de crescimento, floração, frutificação, reprodução e morte Anabolismo Síntese de substâncias a partir do solo, água, ar e luz Ex.: fotossíntese Catabolismo Utilização das substâncias de reserva pela planta em condições desfavoráveis Ex.: processo respiratório

27 Fotossíntese Transformação de energia solar em energia química Energia acumulada em compostos orgânicos Exclusivo de plantas verdes captam radiações de nm Fase clara Fase escura

28 Fotossíntese Fase clara Fase escura Luz solar sobre clorofila Ocorre no cloroplasto Fotofosforil ação Energia: CO 2 + RDP Síntese de ADP Compostos orgânicos ATP Glicose CO 2 + H 2 O + energia + clorofila (CH 2 O) + O 2

29 Fotossíntese Dependente: Intensidade luminosa Temperatura Concentração de CO 2

30 Respiração Respiração Carboidratos, desprendendo CO 2 e calor Transpiração Desprendimento de umidade Velocidade depende da quantidade de substâncias de reserva Maior velocidade gera vida-de-prateleira menor

31 Respiração Controle é fundamental para aumentar tempo de armazenamento É influenciada pela composição do fruto Resulta em modificações na qualidade física e sensorial Transporte prolongado Processamento mínimo Aeróbica Atividades oxidativas Anaeróbica Fermentação

32 Respiração aeróbica Oxidação predominante de substâncias orgânicas nas mitocôndrias e com sistemas enzimáticos Respiração aeróbica Hidrólise de polissacaríde os em açúcar simples Oxidação dos açúcares em ácido pirúvico Ácido pirúvico em CO 2, água e energia C 6 H 12 O O 2 + H 2 O 6 CO H 2 O

33 CO 2 + H 2 O + energia + clorofila (CH 2 O) + O 2 C 6 H 12 O O 2 + H 2 O 6 CO H 2 O

34 Respiração aeróbica Glicose principal substrato de energia Carbono pode ser derivado de polímeros de amido, dissacarídeos, outros açúcares, lipídeos e ácidos orgânicos São liberados 686 kcal por mol (180 g) de glicose oxidada

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

36 Velocidade de respiração MAIOR Hortaliças folhosas Raízes, tubérculos e bulbos Colhidos maduros: tomate Colhidos imaturos: quiabo e ervilha MENOR

37 Padrões de respiração Climatéricos Maior demanda de energia Alta taxa respiratória durante a maturação, com amadurecimento imediato Têm o mesmo comportamento após colheita amadurecem após a colheita Pera, maçã, banana e tomate Produção autocatalítica de etileno Síntese de proteínas Modificação na permeabilidade celular

38 Padrões de respiração Não climatéricos Amadurecem mais lentamente Demanda constante de energia Limão, laranja, abacaxi e morango Não amadurecem após a colheita Declínio da taxa de respiração ao longo do tempo Perda de firmeza e da coloração verde após colheita sem ralação com a respiração Só amadurecem na planta

39 Controle respiratório Fatores que influenciam a respiração Espécie Relação superfície/volume Temperatura Concentração de O 2 e CO 2 Acúmulo de etileno Danos mecânicos

40 Fitorreguladores Hormônios vegetais compostos orgânicos endógenos que em baixas concentrações causam respostas fisiológicas nas plantas Auxinas Giberilinas Citocininas Ácido abscíssico De forma exógena, utilizados para prolongamento da vida útil Etileno

41 Fitorreguladores Auxinas induz a elongação celular dos vegetais Ácidos indolacético, indolbutírico, nafatlenoacético e indolpropiônico Crescimento de raízes, hastes, folhas, flores e frutos Diferenciação celular e dos órgãos Amadurecimento e senescência dos frutos Ação exógena retarda amadurecimento induzido pelo etileno. Em citros, retardoa o amarelamento da casca, aumenta o tamanho do fruto e antecipação na época de produção

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

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

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

45 Fitorreguladores Etileno Controle de amadurecimento dos frutos climatéricos Sem ação aparente sobre os não-climatéricos Induz-se o amadurecimento com etileno exógeno ou estimulando sua produção pelo fruto Níveis reduzidos de O 2 e elevados de CO 2 diminui sua produção Produção diretamente proporcional à temperatura

46 Microbiota predominante Estrutura protetora camada epidérmica ph, temperatura, umidade, oxigênio e nutrientes Frutas fungos Rhizopus e Mucor: sem perigo Alternaria, Fisarium, Penicillium, Aspergillus, Cladosporium e Phoma: produzem toxinas Hortaliças bactérias Salmonella e Shigella: veiculadas por água de irrigação Clostridium botulinum: solo produtos de baixa acidez

47 Fontes de contaminação Solo Água de irrigação e de lavagem Fertilizantes com detritos animais Recipientes, equipamentos e veículos contaminados Embalagem Animais selvagens ou domésticos Homem Manuseio inadequado Processamento, embalagem e armazenamento inadequados

48 Alterações microbianas Mos deteriorantes Fermentações Putrefações Alterações na aparência Mos patogênicos Intoxicações Infecçoes

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

50 Como controlar? Escolher processamento adequado Controlar os fatores intrínsecos Aw ph Potencial oxidorredução Nutrientes Controlar os fatores extrínsecos Temperatura Luz Umidade relativa Gases atmosféricos