Pós-colheita

1. Seminário
pós-colheita de frutos e hortaliças
Thiago Azevedo de Oliveira
Mossoró-RN
2012

2. Review
Cell wall modifications during
fruit ripening: when a fruit is not the fruit
Luis F. Goulao* and
Cristina M. Oliveira
• Seção de Horticultura, Departamento de Produção Agrícola e Animal, Instituto
Superior de Agronomia, Lisboa, Portugal
Trends in Food Science & Technology 19 (2008) 4e25

3. Revisão
Modificações na parede celular
durante o amadurecimento de frutos:
ao fruto e não fruto.
Luis F. Goulao* and
Cristina M. Oliveira
• Seção de Horticultura, Departamento de Produção Agrícola e Animal, Instituto
Superior de Agronomia, Lisboa, Portugal
Trends in Food Science & Technology 19 (2008) 4e25

4. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Amadurecimento
• o amadurecimento de frutos é considerado como
um processo geneticamente bem coordenado e
determinada de diferenciação dos tecidos;
• Eventos como a acumulação de pigmento e produção de
voláteis são incluídos entre as universais mudanças de
maturação;
• mas não ocorrem normalmente na senescência.
Brady (1987)

5. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Maturação do fruto
• é um processo fisiológico essencial para as
plantas, uma vez que representa a fase terminal de
desenvolvimento em que as sementes maduras
são liberadas;
• é o mecanismo responsável pela reprodução de plantas
com flores;

6. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 As modificações
• Bioquímica, fisiologia e estrutura do órgão de
amadurecimento no desenvolvimento;
• São alterados para influenciar;
• a aparência
• Textura
• Sabor
• Aroma
• o objetivo evolutivo de tornar a fruta atraente e
agradável ao paladar, para atrair uma variedade de
organismos dispersantes de semente.

7. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Função reprodutiva
• frutos maduros sofrer muitas alterações fisiológicas
e bioquímicas, que incluem;
• Conversão de amido em açucares;
• Biosíntese de sabor e aromáticos voláteis;
• Alterações na estrutura da parede celular
• E metabolismo.
• Tendo esse processo resultando em uma perda de
firmeza de polpa.

8. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• o amadurecimento confere atributos positivos e
negativos para a fruta;
• confere sabor e cor desejável, mas as mudanças
na firmeza dos frutos aumenta a sua
susceptibilidade ao ataque de micróbios
patogénicos .


9. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Que eventos metabólicos são responsáveis pelas
alterações da textura dos frutos ?
• acredita-se que envolvem a;
• perda de pressão de turgescência;
• degradação e outras alterações fisiológicas na
composição das membranas;
• modificações nas relações simplasto/ apoplasto;
• Degradação do amido;
• E modificações na estrutura dinâmica da parede
celular.
• Embora a contribuição relativa de cada acontecimento
no amadurecimento dos frutos não é clara.

10. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit

11. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit

12. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Parede celular

13. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit

14. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit

15. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit

16. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit

17. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• é fundamental para compreensão do significado da
ação da enzima orientadora nas cadeia de
polissacarídeos ou grupos secundários durante o
amolecimento do fruto.
• Estudos bioquímicos indicam que as alterações
estruturais e rearranjos da estrutura da parede celular,
durante o amadurecimento ocorrem transformação de
pectinas, hemiceluloses e celulose.

18. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• A desmontagem da rede estrutural da parede celular
provavelmente envolve uma ação combinada e sinérgica
de vários diferentes atividades enzimáticas;
• Em que uma família enzimas modifica a parede celular
de outra podendo mediar a atividade de um outro,
resultando em modificações da parede celular
ordenadas .
(Rose & Bennett, 1999)

19. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit

20. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Botânica, Composição e Desenvolvimento: diferenças
entre frutos
• Diferentes frutas diferem marcadamente na sua;
• origem botânica;
• composição de polissacarídeo e proteínas;
• estrutura da parede celular;
• metabolismo enzimático;
• padrão de crescimento e maturação;
• comportamento de amolecimento
• Essas diferenças que refletem a firmeza da polpa,
taxa de amolecimento e textura geral

21. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• A definição botânica de fruto consiste em um
receptáculo de sementes desenvolvido a partir de
um ovário.
• Essa definição engloba uma ampla gama de tipos
de frutos, como frutos compostas, simples ou
múltiplos, frutos secos ou frutos carnudas.

22. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Modificações na parede celular na estrutura e
composição durante o amadurecimento de frutos
• As alterações na estrutura da parede celular
estão associados com a dissolução da
lamela média e ruptura da parede celular
primária;
• As mudanças estruturais na hemicelulose,
pectina e celulose em conjunto são
assumidos como sendo responsáveis por
uma alteração da estrutura da parede celular
durante o amadurecimento relacionada com
a perda de firmeza;
• Estas alterações incluem não apenas
solubilização e despolimerização dos
polissacáridos mas também rearranjos das
suas associações .

23. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Os aspectos mais notáveis das mudanças bioquímicas
que ocorrem nos componentes de parede celular de
frutos durante o amadurecimento são que
• Dependendo da espécie de fruta, modificações
diferentes dos polissacáridos podem ocorrer;
• Modificações de polissacarídeos em pectina
podem resultar em dois processos: solubilização
e despolimerização;
• Embora a solubilização é considerada uma
característica universal de modificações de
pectina;
• despolimerização parece ocorrer, adicionalmente,
em algumas espécies;
• Da mesma forma, alguns frutos amolecer sem
detectável despolimerização de xiloglucano e matriz de
glicanos, enquanto que em outros, o amadurecimento
parece ocorrer relacionada à despolimerização destes
compostos.

24. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
Tabela 1. Resumo da espécie de fruto que sofrem (U) e que não sofrem (X) despolimerização polissacarídeo
significativa durante o amadurecimento
fruto
despolimerização de Referências
pectina hemicelulose pectina Hemicelulose
maçã X X
Yoshioka et al. (1992)
Percy et al. (1997); Siddiqui et al.
(1996)
abacate Ua U
Huber and O’Donoghue (1993);
Sakurai and Nevins (1997);
Wakabayashi, Chun, & Huber (2000)
O’Donoghue and Huber (1992);
Sakurai and Nevins (1997)
figo U U
Owino, Nakano, Kubo, and Inaba
(2004)
Owino et al. (2004)
uva U Ua
Yakushiji et al. (2001) Yakushiji et al. (2001)
kiwis U U
Redgwell et al. (1992)
MacRae and Redgwell (1992);
Redgwell, Melton, and Brasch
(1991)
manga U
Muda, Seymour, Errington, and
Tucker (1995); Prasanna et al. (2004)
melão U U
McCollum et al. (1989); Ranwala et
al. (1992); Rose et al. (1998)
McCollum et al. (1989); Rose et al.
(1998)
a verde a meamente maduro.
b médiamente maduro a maduro.
c Paull et ai. (1999).
d Manrique e Lajolo (2004).

25. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
Tabela 1. Resumo da espécie de fruto que sofrem (U) e que não sofrem (X) despolimerização polissacarídeo
significativa durante o amadurecimento
fruto
despolimerização de Referências
pectina hemicelulose pectina Hemicelulose
mamão U Uc/Xd
Ali et al. (1998); Lazan, Selamat, and
Ali (1995); Manrique and Lajolo
(2004); Paull et al. (1999)
a verde a meamente maduro.
b médiamente maduro a maduro.
c Paull et ai. (1999).
d Manrique e Lajolo (2004).
Manrique and Lajolo (2004); Paull
et al. (1999)
pêssego Ub U
Brummell et al. (2004); Dawson et
al. (1992); Hegde and Maness
(1998); Muramatsu, Tanaka,
Asakura, and Haji (2004)
Brummell et al. (2004); Hegde and
Maness (1998)
pereira U U
Yoshioka et al. (1992) Yoshioka (1993)
caqui
U
Cutillas-Iturralde et al. (1994)
morango X U
Huber (1984) Huber (1984)
tomate Ua U
Brummell and Labavitch (1997);
Huber and O’Donoghue (1993)
Brummell, Harpster, Civello,
Dawson, et al. (2002); Huber
(1983); Maclachlan and Brady
(1994); Sakurai and Nevins (1993);
Tong and Gross (1988)

26. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Semelhanças e diferenças no padrão temporal de
amadurecimento relacionados com as modificações
da parede celular em diferentes frutos
• Conhecimento sobre o padrão temporal em que
essas modificações ocorrem é importante para a
compreensão global de todo o processo.
• um fruto que amolece num
período de tempo muito curto
• um padrão sequencial de modificações de
polissacarídeos foi proposta pela primeira vez (Rose
et al., 1998).

27. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• Os resultados obtidos sugerem que os
acontecimentos iniciais no amolecimento de melão
estão associados com a desmontagem regulada de
uma fracção fortemente ligada de xiloglucano;
• E o amolecimento mais tardio, que acompanha a
deterioração madura, está associada com a
desmontagem da pectina.

28. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• Quebra da pectina
• Durante a desmontagem, a perda de galactose,
possivelmente a partir de pectina-associados cadeias
laterais de galactano, propõe-se a contribuir para a
precose ação de poligalacturonase (PG);
• Independente de solubilização das pectinas
covalentemente ligados antes de ou coincidentes com o
início do siginificativo amolecimento da fruta. Pectinas
são solubilizadas subsequentemente sujeitas a
despolimerização nas fases posteriores de maturação
através da ação de endo e/ou exo-poligalacturonase.

29. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• Estudos
• confirmam a hipótese de que a solubilização da pectina
ocorre antes da despolimerização.
• Despolimerização dos poliuronídeos tenha sido iniciada
em meados de amolecimento em frutas como
• ou durante o amolecimento tardio em outros frutos

30. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
A expressão e atividade de enzimas modificadoras de parede celular.

31. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• A parede celular vegetal contém muitas enzimas
capazes de modificar matriz de polissacarídeos,
incluindo vários tipos de endo-glycanases que são
ordenados para quebra estrutura da cadeia de matriz
hemicelulosica ou pectinas;
• Glicosidases que podem remover cadeias laterais,
permitindo assim que as interações entre as maiores
estrutura da cadeia des polissacarídeos;
• Transglycosylases que pode cortar hemiceluloses e
ligá-los em conjunto;
• ou esterases e acetylases que podem remover grupos
metílicos ou acetil de pectinas e quebrando ligações
éster entre polissacarídeo cadeias.

32. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• Tais modificações enzimáticas refletem a
degradação de uma mistura de polissacáridos,
devido à ação coordenada de várias enzimas;
• que alteram as propriedades físicas da parede
celular, alterando a viscosidade da matriz, do
padrão de ligadura das hemiceluloses da célula
vegetal.
• A forma como essas enzimas agem para
promover a coordenada quebra de cada
componente específico da parede celular ou da
rede é a principal questão abordada.

33. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• De facto, o amadurecimento dos frutos do tomateiro
e amolecimento são acompanhadas por um aumento
maciço na abundância de mRNA PG (ca. 2000 vezes),
atividade imunológica e proteína enzimática
detectável.
• Durante várias décadas, a pesquisa foi focada
apenas no papel de poligalacturonase (PG) como
o principal responsável pelo amadurecimento
modificações associadas a pectina, contribuindo
para o amolecimento do fruto.
• No entanto, aplicações de tecnologias de RNA
mensageiros em frutos de tomate têm questionado
em ênfase essa hipótese.
• O papel do PG recebeu enorme atenção no
passado, devido à sua importância no fruto
padrão climatério.

34. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• Enzimas modificadoras de parede celular são
geralmente classificados em pectolítica e não
pectolítica, de acordo com a classe específica de
polissacáridos usados como substrato.
• . Entre as enzimas pectolíticas
• Endo- e exo-polygalacturonases (endo-EC e exo-EC).
• Pectate lyases (PL);
• Pectina methylesterases (PME);
• Pectina acetylesterases (PAE);
• β -galactosidases
• σ-L-arabinofuranosidases
• Estas enzimas são capazes de quebrar ou modificar
a natureza do estrutural do polissacarídeo para
remover a partir de açúcares neutros ramificada de
cadeias laterais.

35. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• As Enzimas não-pectolíticas são responsáveis pela
modificação da hemi-celulose que incluem
• . Entre as enzimas não-pectolíticas
• Endo-1,4- β -glucanases(EGase).
• Endo-1,4- β -xylanases
• β -xylanases;
• Xyloglucana endo transglycosylase/hydrolases (XTH);
• β – Expansins
• O papel destas enzimas nas modificações da parede
celular de frutos e de amaciamento de frutos tem sido
apresentada principalmente de evidências correlativos,
utilizando associação “culpa” de aproximação .

36. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• Uma função é proposto, se um aumento na proteína
mRNA, ou a actividade in vitro acompanha o curso de
amadurecimento do fruto. (Tabela 2) comentários a
literatura sobre os dados correlatos disponíveis entre a
acumulação de mRNA ou atividade enzimática e
maturação do fruto.

37. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit

38. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit

39. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit

40. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Expressão e atividade de enzimas modificadoras da
parede celular durante amolecimento de fruto:
diferenças entre espécies
• Em resumo o autor relata que
• tornou-se evidente que a importância de cada família
de enzimas candidatas a modificação da parede
celular de diversos e diferentes frutos é demostrado
que podem ou não ser e está relacionadas com
mudanças bioquímicas conhecidas da parede celular.

41. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Sondagem da função de amadurecimento
relacionados da parede celular utilizando enzimas
modificadoras alteradas estrutura genética
• Os resultados de linhas modificadas geneticamente
em Uma que isoforma os genes é uma associados das diferentes a maturação formas do da fruto
mesma
da proteína. parede As celular diferentes foram formas suprimidos de uma proteína ou mais
podem ser
expressos:
gerados por genes relacionados, ou podem ser geradas
• em pelo análise mesmo da expressão gene por do processamento gene em
alternativo
amadurecimento processo, ou a maturação conhecidos diferencial
mutantes com
deficiência;
• forneceram informação mais diretas sobre a função
possível de cada família de genes e isoforma de
amadurecimento.

42. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Sondagem da função de amadurecimento
relacionados da parede celular utilizando enzimas
modificadoras alteradas por antecedentes genéticos
• Este comentário supressão é discutido na
literatura sobre os resultados da
manipulação de células individuais de parede
que modificar genes em frutas;
• E seu resultado no amaciamento de frutas e
tiques caracter bioquímicas da parede
celular.

43. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• O mecanismo exato pelo qual expansin causar afrouxamento
e extensão das paredes celulares é ainda enigmática.
• Por um lado, há evidências de que eles interrompem a
ligação não covalente entre as microfibrilas de celulose e
matriz glucanos que aderem à microfibrilas.
• Expansin ou caranguejos que rasgar pontes de hidrogênio
entre os polissacarídeos da parede.
• Por outro lado, nenhuma atividade hidrolítica enzimática ou
outro foi encontrado para contabilizar os efeitos originais
expansin sobre a parede celular.

44. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Metodologia restringe ao estudo das atividades
relacionadas da parede celular
• O papel de cada enzima não pode ser explicada por meio
do estudo de uma único isoforma específico uma vez que
a presença de várias isoformas, com diferentes padrões
de expressão, podem mascarar a atividade total de uma
determinada fase de desenvolvimento.
• Assim, como-diz para o monitoramento das alterações na
atividade durante o desenvolvimento do fruto, ainda são
informativos complementares aos estudos de expressão
genética.

45. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
• É importante reconhecer que, embora os estudos
in vitro de atividade da enzima numa extraem
quantitativos de proteína bruta amostrado em
diferentes estágios de desenvolvimento podem
sugerir possíveis alterações na ação da enzima;
• em ensaio in vitro da atividade da enzima pode
mostrar que a enzima atua na verdade sobre
celular in vivo, e os níveis de atividade não pode
necessariamente ser equivalente à ação
enzimática in vivo.

46. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Controle não enzimático das modificações da parede
celular durante o amadurecimento.
• Mais recentemente, sugeriu-se que a maturação pode
ocorrer como resultado de não-enzimáticos modificações
dos componentes da parede celular, e ambas as pectinas
xiloglucanos.
• Permeabilização da membrana que ocorre no início de
amadurecimento, conduz à libertação de ascorbato no
apoplasto, em que pode provocar a produção de hidroxilo
apoplástica através da reacção de Fenton e este radical é
potencialmente envolvido na cisão não-enzimática de
polissacarídeos da parede celular vegetal.

47. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Aproveitando-se de uma variação natural para
melhorar a textura em frutas
• O mapeamento genético de sequências de genes
relacionados a um determinado fenômeno biológico
representa uma ferramenta simples, mas poderosa para
adquire conhecimentos sobre a função do gene
específico.
• Previsão de características de textura e comportamento
amolecimento por detecção de marcadores de genes
seria útil.
• A identificação de regiões cromossómicas que
contribuem para os atributos principais de textura da fruta
é a primeira etapa no desenvolvimento de inicial de uma
seleção de genótipos desejável através de marcadores.

48. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Conclusões e perspectivas
• As diretrizes alimentares recomendam o consumo de
frutas frescas não será bem-sucedida se a insatisfação
dos consumidores com a qualidade do produto limita o
consumo de frutas.
• No entanto, abordagens contemporâneas pós-colheita de
frutas tradicionais não são suficientes para atender a
demanda crescente do consumidor sobre a qualidade
devido ao desenvolvimento de características
indesejáveis.

49. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Conclusões e perspectivas
• Aumentar o tempo de armazenamento de frutos, através
do desenvolvimento de novas técnicas destinadas a
reduzir a taxa de deterioração, mantendo as
características favoráveis dos frutos, iria expandir as
oportunidades para a indústria para fornecer frutas de
alta qualidade para os mercados locais e de exportação.
• Desenvolvimento dos procedimentos de manuseio mais
eficazes e tecnologias inovadoras para garantir a
qualidade, sem comprometer a segurança e o valor
nutricional das frutas depende de uma melhor
compreensão da biologia e fisiologia de frutas.

50. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Conclusões e perspectivas
• Aumentar o tempo de armazenamento de frutos, através
do desenvolvimento de novas técnicas destinadas a
reduzir a taxa de deterioração, mantendo as
características favoráveis dos frutos, iria expandir as
oportunidades para a indústria para fornecer frutas de
alta qualidade para os mercados locais e de exportação.

51. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit
 Conclusões e perspectivas
• Análise do genoma vegetal e tecnologia está se
aproximando rapidamente o momento em que a
eficiência do isolamento, caracterização e mapeamento
de sequências de genes relacionados a um estágio de
desenvolvimento ou resposta de interesse pode ser
mesclado com o mapeamento preciso e eficiente de
QTLs e locos de um único gene de mutação para prever
candidato gene, que podem ser especificamente dirigidas
para a confirmação através dos meios transgénicos ou
genética;
• A fim de acelerar tanto a identificação de genes e facilitar
a caracterização da função do gene.

52. Cell wall modifications during fruit ripening: when a fruit is not the fruit