EFEITOS DE DIFERENTES DOSES DE RADIAÇÃO GAMA ABSORVIDAS POR TOMATES PÓS-COLHEITA RESUMO

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1 EFEITOS DE DIFERENTES DOSES DE RADIAÇÃO GAMA ABSORVIDAS POR TOMATES PÓS-COLHEITA Toneypson da Silva Abreu*, Antônio Gomes Soares** e Edgar F. Oliveira de Jesus* *Lab. Instrum. Nuclear / Prog. Eng. Nuclear / COPPE / UFRJ - Cx. Postal Cid. Universitária - Rio de Janeiro - CEP Tel.(021) Fax (021) ** Centro Nac. de Pesquisa de Tecnologia Agroindustrial de Alimentos / EMBRAPA / Minist. da Agricultura e Abastecimento - Av. das Américas, Guaratiba - Rio de Janeiro - CEP Tel. (021) Fax (021) RESUMO Tomates pós-colheita c.v. Santa Cruz foram submetidos a tratamento de irradiação utilizando radiação gama com doses entre zero (frutos não-irradiados) e 1000 Gy. O propósito deste trabalho é avaliar os seguintes parâmetros de qualidade pós-colheita dos frutos citados: atributos de transmitância de luz utilizando o Sistema Hunter para análise da cor da polpa, ph, acidez titulável total, sólidos solúveis totais, firmeza máxima e estádio de maturação. Os frutos foram armazenados à temperatura de (25±1) o C, com umidade relativa de (93± 3)%. Os resultados obtidos nos diferentes tratamentos indicam que 600 Gy é a dose mais adequada para aumentar a vida de prateleira e retardar o amadurecimento destes tomates, sob as condições acima descritas. I INTRODUÇÃO O tomate é um dos produtos hortifrutícolas mais comercializados no Brasil, com uma produção anual de toneladas[1]. Dentro deste contexto, o estado do Rio de Janeiro se destaca como um dos maiores produtores ( toneladas/ano), sendo o município de Paty do Alferes responsável por cerca de 18,7% desta produção, sobretudo de tomates da variedade Santa Cruz, que se adaptam muito bem às condições edafoclimáticas da região. Apesar de existirem aumentos na produção e venda de tomate no mercado interno, a comercialização desta cultura tem limitações causadas pela perecibilidade do produto aliada ao manuseio e transporte inadequados. Dentre as tecnologias disponíveis para amenizar o impacto de tais efeitos sobre a qualidade do produto que chega ao consumidor, estão o uso de refrigeração, atmosfera controlada e, mais recentemente, o uso de radiações ionizantes[2]. O objetivo principal deste trabalho foi o de otimizar a utilização do processo de irradiação (com radiação gama proveniente do decaimento de uma fonte de Césio-137) para melhoria da qualidade de tomates (da variedade Santa Cruz) pós-colheita. O processo de irradiação tem se mostrado eficiente no retardo do amadurecimento e na melhoria da qualidade pós-colheita de vários frutos [3,4,5,6,7,8]. Esta otimização consiste na busca por uma faixa de dose média de radiação ionizante absorvida pelos tomates, doravante tratada apenas por dose, o mais estreita possível, na medida em que são avaliados uma série de parâmetros de qualidade, respeitando-se os julgados mais importantes por produtores, vendedores e consumidores[9]. A qualidade dos tomates irradiados pós-colheita é avaliada, no presente trabalho, através da comparação entre os resultados verificados em amostras irradiadas com diferentes doses (de 0 a 1 kgy), para os parâmetros: ph, estádio de maturação (ST), acidez titulável total (ATT), sólidos solúveis totais (SST), firmeza máxima (FM) e análise de transmitância da luz na polpa (cor da polpa) em colorímetro (L, a, b, E). Ocorreram duas etapas distintas de análises : a primeira, que doravante será denominada etapa preliminar, onde foram comparados os resultados das análises de ST, ph, ATT, SST e FM. E uma segunda, doravante denominada etapa principal, onde foram comparados os resultados de todas as análises já citadas. A temperatura de armazenamento dos frutos foi de (25±1) o C em ambas as etapas. II MATERIAIS E MÉTODOS Matéria-prima. Tomates, Lycopersicon esculentum Mill.(var. Santa Cruz), foram colhidos manualmente e diretamente do campo produtor, no município de Paty do Alferes, estado do Rio de Janeiro. O estádio de maturação dos tomates foi avaliado visualmente utilizando os critérios adotados pela USDA em 1994[10] e escolhido de forma que nenhum fruto ultrapassasse o nível 5 de estádios de maturação para a etapa preliminar e o nível 3 para a etapa principal.

2 Armazenamento Pré-irradiação. Os frutos foram imersos em solução de NaClO a 0,5% durante cinco minutos, para descontaminação superficial. A seguir, estes foram enxugados, pesados em balança semi-analítica MARTE MOD. AS 5500 e etiquetados, sendo armazenados por 24 h. à temperatura ambiente. Irradiação. A câmara de irradiação do Irradiador de Pesquisa de Césio-137 do Instituto de Pesquisas Especiais (IPE) do Centro de Tecnologia do Exército (CTEx), em Guaratiba, município do Rio de Janeiro, fornece usualmente uma taxa de dose média de 31 Gy/min., com uma dose de trânsito (à qual são expostos os frutos durante o tempo total de abertura e fechamento da câmara da fonte) média de 8 Gy. Os frutos armazenados por 24 h. são então irradiados com doses de 100, 300, 600 e 1000 Gy na etapa preliminar e 400, 600 e 800 Gy na etapa principal. No mesmo dia, são armazenados juntamente com os frutos não-irradiados (NI). Armazenamento Pós-irradiação. A temperatura de armazenamento nas diferentes etapas de análises foi de (25±1) 0 C. Em ambos os casos, a umidade relativa do ar foi mantida a (93± 3)%, dentro da câmara de armazenamento. Escolha dos Frutos para Processamento e Análise. Os frutos processados para análise em cada dia foram escolhidos aleatoriamente dentre os que se encontram próprios para consumo, no aspecto fitossanitário (sem incidência de patógenos e com estádio de maturação até nível 6). Foram escolhidos nove frutos por tratamento, i.e., dose absorvida. Simbologia Utilizada. Frutos: F12 - fruto n o 12 da etapa preliminar; F108 - fruto n o 108 da etapa principal armazenado a (25±1) o C. Tratamentos: TR1 - frutos nãoirradiados (NI); TR2 - frutos irradiados com 100 Gy (etapa preliminar) ou 400 Gy (etapa principal); TR3 - frutos irradiados com 300 Gy (etapa preliminar) ou 600 Gy (etapa principal); TR4 - frutos irradiados com 600 Gy (etapa preliminar) ou 800 Gy (etapa principal); TR5 - frutos irradiados com 1000 Gy (etapa preliminar). Dias de processamento: PÓS 5 - análises das triplicatas constituídas por tomates processados cinco dias após a irradiação dos mesmos. Análises Pré-processamento. São realizadas nos frutos inteiros, e individualmente. São as seguintes: AN 01 - Estádio de Maturação (ST). Utilizando-se os critérios recomendados pela USDA, os tomates são classificados de acordo com a porcentagem média de tonalidades de vermelho no seu pericarpo, visual e subjetivamente; são atribuídos níveis de 1 a 6. O nível 7 é uma classificação adotada para os tomates que já se encontrarem maduros demais, ou seja, impróprios para comercialização (classificação visual e tátil, extrapolando os critérios da USDA). AN 02 - Firmeza Máxima (FM). Utilizando-se um penetrômetro (McCORMICK FRUIT PRESSURE TESTER FT 327), são feitas três medidas diretas da força necessária para se romper o pericarpo do fruto. O valor máximo dentre as medidas expressa[11] a firmeza máxima (FM) do fruto. Processamento dos Frutos e Armazenamento das Amostras Processadas. Para a realização das demais análises de avaliação da qualidade dos tomates pósirradiados, é necessário o processamento dos frutos, que consiste na separação dos mesmos por tratamento e por triplicata, e posterior descascamento e trituração/ homogeneização dos frutos por trilplicata em blender (WARING BLENDER). O armazenamento das amostras de polpa é feito em freezer à temperatura média de (- 18±1) 0 C, para que se minimize a ação das enzimas de degradação das substâncias pécticas (pectinas) e demais enzimas, evitando-se assim a alteração dos parâmetros a serem posteriormente avaliados. Análises Pós-processamento. Foram realizadas de acordo com as recomendações da AOAC, em 1984[12], e são as seguintes: AN 03 - ph. Leitura direta do ph de cada amostra, utilizando-se um potenciômetro MICRONAL com eletrodo para substâncias sólidas ou pastosas SENSOTEC MOD AN 04 - Sólidos Solúveis Totais (SST). Leitura direta no refratômetro (em graus Brix) CARL ZEISS 56389, utilizando-se água destilada como referência. AN 05 - Acidez Titulável Total (ATT). Através de titrimetria, utilizando-se solução de NaOH 0,01 N e titulação potenciométrica até ph 8,0, com agitador magnético, bureta e potenciômetro MICRONAL com eletrodo combinado de vidro. AN 06 - Cor da polpa. Foi realizada por transmitância no sistema Hunter com abertura de 30 mm de diâmetro para passagem da luz, utilizando uma placa vermelha padrão como referência. O instrumento utilizado foi o S & M COLOUR COMPUTER MOD. SM-4-CH, da SUGA. Os parâmetros de avaliação são: L (luminosidade, que varia de zero = preto a 100 = branco), a (-80 ao zero = variação de verde e zero ao 100 = variação de vermelho), b (-100 ao zero = variação de azul e zero ao 70 = variação de amarelo) e E (diferença total de cor), todos em relação ao medido para a placa de Petri (recipiente) vazia (L = 99,90 ; a = -0,04 ; b = 0,06). III RESULTADOS E DISCUSSÃO Etapa Preliminar. O objetivo desta etapa preliminar foi observar o comportamento mais geral dos parâmetros de qualidade estipulados para tomates submetidos a tratamentos, i.e., doses diferentes (0, 100, 300, 600 e 1000

3 Gy), e, na medida do possível, verificar a dose mais adequada a ser utilizada e, com isto, estreitar a faixa de doses à qual seriam submetidos os frutos na etapa principal. Os resultados de todos os parâmetros foram mais satisfatórios nos tomates submetidos à dose de 600 Gy. Para estes, verificou-se na análise de SST, 3,5 o Brix em média, contra 5,0 o Brix para os não-irradiados e 4,1 o Brix para os frutos irradiados com doses de 300 e 1000 Gy. Foram encontrados valores médios de FM de 1,97 kgf para os frutos que absorveram 600 Gy, 1,92 kgf para 300 Gy, 1,83 para 1000 Gy e valores médios ainda menores para os demais tratamentos. Os resultados das análises de ph e ATT também indicaram que a dose de 600 Gy é mais efetiva na manutenção da qualidade dos tomates póscolheita que as demais (a 25 o C). FM (kgf) Figura 1. FM Pós 5 a 25 o C. Etapa Principal. Nesta etapa, as doses utilizadas foram zero (NI), 400, 600 e 800 Gy. Os resultados obtidos nas análises são apresentados a seguir, para a temperatura de (25±1) 0 C: AN 01 - Estádio de Maturação. Em PÓS 5, destaca-se o fato de que, em TR3 (600 Gy), 34% dos frutos selecionados para processamento ainda estão com ST nível 1, o que ocorreu com apenas 11% em TR2 e TR4 e 0% em TR1 (NI). Estes resultados indicam um retardo no amadurecimento dos frutos tratados com TR3 (600 Gy) mais efetivo que o ocorrido com os demais frutos. Em PÓS 12, destaca-se o fato de que, em TR3, apenas 11% dos frutos selecionados para processamento atingiram ST nível 6, fato acontecido com 22% em TR1 e TR4 e 33% em TR2. Mais uma vez, há a indicaçào de que os frutos que absorveram dose de 600Gy amadureceram mais lentamente que os demais. Em PÓS 18, destaca-se o fato de que, em TR4 ainda há 11% dos frutos selecionados para processamento com ST nível 4, não havendo mais frutos neste nível nos demais tratamentos. Estes resultados demonstram um retardo de amadurecimento maior para os frutos que absorveram 800 Gy (TR4). AN 02 - Firmeza Máxima (FM). Os resultados para este parâmetro estão expressos graficamente nas Figs. 1, 2 e 3 (na escala utilizada, o erro relativo das medidas é desprezível). Pode-se observar que, em PÓS 5 e em PÓS 12, os frutos com maior FM, indicando um menor grau de degradação das pectinas e das estruturas poliméricas de parede celular (e, portanto, com melhor qualidade póscolheita e com maior retardo no amadurecimento) são os que foram submetidos ao tratamento TR3, enquanto que, em PÓS 18, os frutos mais firmes foram os que absorveram 800 Gy (TR4). FM (kgf) FM (kgf) Figura 2. FM Pós 12 a 25 o C. Figura 3. FM Pós 18 a 25 o C. AN 03 - ph. Os resultados para este parâmetro estão expressos graficamente nas Figs. 4, 5 e 6 (na escala utilizada, o erro relativo das medidas é desprezível). Pode-se observar que, em todos os dias de processamento, os resultados indicam maior valor de ph para os tomates submetidos ao tratamento TR3.

4 4.32 indicação de maior retardo no amadurecimento dos mesmos ph SST (Graus Brix) Figura 4. ph Pós 5 a 25 o C Figura 7. SST Pós 5 a 25 o C ph Figura 5. ph Pós 12 a 25 o C. SST (Graus Brix) Figura 8. SST Pós 12 a 25 o C ph Figura 6. ph Pós 18 a 25 o C. AN 04 - SST. Os resultados para este parâmetro estão expressos graficamente nas Figs. 7, 8 e 9 (na escala utilizada, o erro relativo das medidas é desprezível). Pode-se observar que, em todos os dias de processamento, os resultados indicam menor valor de SST para os tomates submetidos ao tratamento TR3. Isto significa, inclusive, que há uma menor quantidade de açúcares solúveis nestes frutos, o que também é uma SST (Graus Brix) Figura 9. SST Pós 18 a 25 o C. AN 05 - ATT. Os resultados para este parâmetro estão expressos graficamente nas Figs. 10, 11 e 12 (na escala utilizada, o erro relativo das medidas é desprezível). O cálculo da acidez titulável total obedece à relação matemática expressa na Eq.(1), pois foi usado NaOH 0,01 N na titulação:

5 V NaOH (ml) f (NaOH) ATT (% v/p) = massa amostra 100 ATT (% ml/g) Figura 10. ATT Pós 5 a 25 o C. (1) AN 06 - Cor da Polpa. Os dados foram analisados através de análise de variância (ANOVA), ao nível de significância de 5%. Em caso de diferença significativa ao nível anteriormente estabelecido, foi aplicado teste de Tukey entre as médias dos tratamentos (ao nível de 5%). De acordo com os resultados apresentados na Tab.1, pode-se observar que: No geral, para cada tratamento, independentemente do atributo de cor avaliado, houve diferença significativa entre os dias de processamento, exceto para a polpa do tratamento TR2, que não diferiu quanto à luminosidade (L) e à intensidade de cor vermelha (a) ; Para a luminosidade (L), pode-se observar um escurecimento das polpas, exceto para a polpa do tratamento TR3, que em PÓS 18 mostrou-se mais clara; Para a intensidade de cor vermelha (a), pode-se observar que a polpa de tomates não-irradiados foi a que obteve o maior ganho de cor vermelha no decorrer do armazenamento. TABELA 1. Transmitância de Luz (Sistema Hunter) - Cor da polpa. ATT (% ml/g) ATT (% ml/g) Figura 11. ATT Pós 12 a 25 o C. Tr Atri PÓS 5 PÓS 12 PÓS 18 QM buto 1 L 3,62 a 1,61 c 2,57 b 9,11* 1 a -3,71 b 14,10 a 14,87 a 994,20* 1 b 0,21 a -86,41 c -3,79 a 21518,00* 1 E 96,51 b 132,19 a 98,71 b 3589,20* 2 L 2,51 1,65 2,39 1,93 ns 2 a 4,66 20,21 9,50 570,00 ns 2 b -0,45 a -95,61 b -5,75 a 25737,00* 2 E 97,89 b 141,18 a 99,81 b 5386,00* 3 L 1,96 b 1,64 b 3,18 a 5,94* 3 a 11,63 a 13,74 a 1,36 a 395,20* 3 b -2,34 a -86,05 b -1,32 a 21281,60* 3 E 99,32 b 131,77 a 97,05 b 3396,50* 4 L 5,00 a 2,30 b 2,56 b 19,92* 4 a -4,45 b 7,55 a 2,22 ab 325,00* 4 b -4,90 a -72,89 b -3,92 a 14073,00* 4 E 95,38 b 124,71 a 97,65 b 2397,00* ns. não-significativo. *. significativo ao nível de 5%. a, b, c. Teste de Tukey - médias diferem entre si (p < 0,05). IV CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS Figura 12. ATT Pós 18 a 25 o C. Pode-se observar que, em PÓS 5 e PÓS 12, os resultados indicam menor valor de ATT para os tomates submetidos ao tratamento TR3, enquanto que em PÓS 18 os frutos que absorveram 800 Gy foram os que apresentaram menor valor de ATT. Conforme indicado através dos resultados ora reportados, uma faixa de doses médias em torno de 600 Gy parece ser a mais adequada para a utilização como tratamento para retardo de amadurecimento de tomates c.v. Santa Cruz e melhoria da qualidade pós-colheita dos mesmos. Para uma extensão da vida de prateleira dos frutos ainda maior, é bem provável que seja necessária a utilização de um tratamento combinado irradiação / refrigeração (os resultados serão publicados em breve). Outras análises de avaliação da qualidade dos frutos póscolheita e pós-irradiação serão publicadas também muito

6 em breve e certamente virão a complementar e ratificar as conclusões obtidas ao final deste trabalho. AGRADECIMENTOS Ao CNPq, pelo apoio financeiro ; Ao CTAA da EMBRAPA, pela cessão de laboratórios, instrumentação e reagentes, e em especial às técnicas Clara Inês V. Villamil e Julianne Lemos e à Dra. Regina Célia D. Modesta pelo auxílio competente nas análises de cor da polpa e ao técnico Fabiano Martins pelo auxílio nas demais análises ; Ao corpo técnico do IPE / CTEx e em especial ao Dr. Hélio Vital e ao técnico Luciano, pela boa vontade na permissão para o uso do irradiador e orientação prestada ; Ao Eng. Agrônomo Valdonier Lima, da EMATER de Paty do Alferes, pelo auxílio na seleção e colheita dos tomates no campo. REFERÊNCIAS [1] INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA, Anuário Estatístico do Brasil. Rio de Janeiro, IBGE, v.51, [2] CHITARRA, M. I. F. e CHITARRA, A. B., Póscolheita de frutos e hortaliças, Lavras: ESAL, pp , [3] AKAMINE, E.K. and WONG, R.T.E., Extending the shelf life of papayas with gamma-irradiation, Hawaii Farm. Sci., v.15, pp.4-6, [4] AKAMINE, E.K. and MOY, J.H., Delay in postharvest ripening and senescence of fruits. In: E.S. Josephson and M.S. Peterson (Editors), Preservation of Food by Ionizing Radiation, v.3, CRC Press, Boca Raton, pp , [9] JORDAN, J. L., SHEWFELT, R. L., PRUSSIA, S. E. and HURST, W. C., Estimating the price of quality characteristics for tomatoes: aiding the evaluation of the postharvest system, HortScience, v. 20, pp , [10] CATALYTIC GENERATORS, INC., Suggested Guide for Tomato Ripening, Norfolk, [11] CASTALDO, D., VILLARI, G. et alii, Preparation of High-Consistency Diced Tomatoes by Imersion in Calcifying Solutions. A Pilot Plan Study, J. Agric. Food Chem., v. 44, pp , [12] ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS, Official Methods of Analysis, Arlington, Virginia, 14th ed., ABSTRACT Postharvest tomato fruits c.v. Santa Cruz were submitted to prestorage gamma irradiation treatment with different doses range zero (unirradiated fruits) to 1000 Gy. The aim of this study is to evaluate the postharvest quality parameters: Hunter colour values for light transmittance analisys, ph, total titratable acidity, total soluble solids, maximum firmness and maturity stage. The fruits were stored under (25±1) o C with (93± 3)% relative humidity. The results obtained from the different irradiation treatments showed 600 Gy as the best dose to increase the shelf-life of tomato fruits and to delay its ripening. [5] AVADHANI, P.N., LIAN, O.B. and NIO, L.E., Effect of irradiation on the extension of shelf life of tropical food products. In: J.H. Moy (Editor), Radiation Disinfestation of Food and Agricultural Products, Hawaii, pp , [6] THOMAS, P., Radiation Preservation of Foods of plant origin III. Tropical Fruits : bananas, mangoes and papayas, CRC Crit. Rev. Food Sci. Nutr., v. 23, pp , [7] SHEWFELT, A.L., AHMED, E.M. and DENNISON, R.A., Gamma Radiation and storage treatment influence on pectic substances in peaches, Food Technology, v. 22, pp , [8] McGLASSON, W. B. and LEE, T. H., Damage and repair of protein in gamma irradiated tomato fruit, Radiat. Bot., v. 11, pp , 1971.