Fisiologia do dano pelo frio em ciriguela (Spondias purpurea L.)
Fisiologia do dano pelo frio em ciriguela (Spondias purpurea L.) 1
Chilling injury physiology in red mombin fruit (Spondias purpurea L.)
Laesio Pereira MartinsI; Silvanda de Melo SilvaII; Ricardo Elesbão AlvesIII;
Heloísa Almeida Cunha FilgueirasIII
IM.Sc., Dept. Tec. Rural (DTR), Centro de Formação de Tecnólogos (CFT)/UFPB,
Bananeiras - PB
IIPh.D., Professor Adjunto III, Lab. Biologia e Tecnologia Pós-Colheita, DCFS/
CCA/UFPB, C.P. 04, 58397-970, Areia - PB. E-mail: silvasil@cca.ufpb.br
IIID.Sc., Pós-Colheita, Pesquisador Embrapa Agroindústria Tropical, C.P. 3761,
60511-110, Fortaleza-CE. E-mail: elesbão@cnpat.embrapa.br;
heloisa@cnpat.embrapa.br, respectivamente
INTRODUÇÃO
A ciriguela é um fruto tropical perecível que se destaca pelo sabor exótico e
crescente aceitação no mercado (Sousa et al., 2000; Díaz-Pérez et al., 1998). O
armazenamento refrigerado é uma das ferramentas mais importantes utilizadas no
prolongamento da vida útil de frutos e hortaliças. Infelizmente, frutos
tropicais, a exemplo da ciriguela, e subtropicais são geralmente sensíveis à
disfunção fisiológica denominada "chilling injury" ou dano pelo frio
(DF) quando mantidos a temperaturas abaixo de um certo limite crítico, acima da
temperatura de congelamento, resultando em perdas quantitativas e qualitativas
pós-colheita (Wang, 1994). O controle do amadurecimento de um fruto a baixas
temperaturas exige o conhecimento dos processos metabólicos característicos
deste na época da colheita, bem como das respostas indesejáveis quando este é
armazenado sob temperaturas críticas, suscetíveis a DF (Muñoz et al., 2001) que
resultam em alterações das características físicas e físico-químicas. Além da
temperatura, o tempo de exposição é determinante no desenvolvimento de DF
(Wang, 1994).
A incidência de DF provoca o enfraquecimento dos tecidos, tornando-os incapazes
de desenvolver normalmente os processos metabólicos, o que é geralmente
atribuído à alteração da permeabilidade da membrana lipídica (Nishiba &
Murata, 1996; Lyons, 1973). Os sintomas associados com a ocorrência de dano
pelo frio usualmente tornam-se aparentes somente após a transferência do
produto para temperaturas mais elevadas (Levitt, 1980; Wang, 1994). No entanto,
os tipos, graus e suscetibilidade desses sintomas são variáveis entre tecidos e
espécies (Mangrich & Saltveit, 2000). Os sintomas de DF mais comumente
reportados para frutos são a inibição no desenvolvimento e/ou modificação das
cores externa e interna dos tecidos, manchas escuras aprofundadas na casca,
exsudação, amadurecimento irregular, modificação na textura e no sabor, aumento
da incidência da infestação microbiana e aumento da taxa de deterioração (Wang,
1994; Hong et al., 2000; Muñoz et al., 2001).
A temperatura ideal de armazenamento, aquela que potencialmente prolongue a
conservação pós-colheita sem promover danos fisiológicos nos frutos, é muito
variável (Nishiba & Murata, 1996). Dessa forma, a cultivar e estádio de
maturação são fatores que também interferem nesta variação (Autio &
Bramlage, 1986). Com o objetivo de verificar o estádio de maturação menos
suscetível a DF e com melhor potencial de armazenamento, o limite crítico de
temperatura para armazenamento e as modificações físicas e físico-químicas
associadas com a incidência de DF, esse trabalho visa a avaliar o efeito da
redução da temperatura e do estádio de maturação na fisiologia de dano pelo
frio em ciriguela.
MATERIAL E MÉTODOS
Frutos de cirigueleira (Spondias purpureaL.) foram coletados em árvores do
pomar do Centro de Formação de Tecnólogos (CFT) da UFPB, situado no município
de Bananeiras-PB. Os frutos foram colhidos manualmente no período da manhã,
entre janeiro e março de 1999 e 2000, respectivamente. No Laboratório de
Biologia e Tecnologia Pós-Colheita do CFT, foram selecionados quanto ao estádio
de maturação, ausência de danos mecânicos e doenças aparentes, e sanitizados em
solução de 50 ppm de cloro livre. A pesquisa foi desenvolvida em dois
experimentos:
Experimento I: Influência do Estádio de Maturação no Desenvolvimento de Danos
pelo Frio.Ciriguelas foram colhidas nos estádios de maturação amarelo
predominante (AP), início da pigmentação (IP) e "breaker" (B). Os
frutos foram mantidos em estufas B.O.D. a 90 (± 2) % de umidade relativa (UR),
em experimentos independentes a 14,5 ºC, 10,5 ºC e 9,5 ºC, até 5 dias, tempo
suficiente para ocorrência de DF. Nesse intervalo, os frutos foram
transferidos, seguindo-se aos tempos de exposição de 1; 3 e 5 dias para
temperatura ambiente (23 ± 1ºC e 80 ± 5 % de UR), onde eram mantidos por 8
horas para estimativa do índice de DF, retornando posteriormente para as
respectivas temperaturas de armazenamento. A avaliação subjetiva do índice de
DF foi realizada através da escala descrita abaixo. O tempo máximo de exposição
de 5 dias foi utilizado com base em pré-experimento realizado para determinar o
período máximo onde os sintomas de dano pelo frio desenvolvidos eram mantidos
após até 8 horas de permanência dos frutos à temperatura ambiente.
Experimento II: Caracterização do Desenvolvimento de DF de Ciriguelas no
Estádio AP
Ciriguelas colhidas no estádio amarelo predominante (AP) foram submetidas a
experimentos independentes conforme Experimento I, a 14,5; 12,5; 10,5; 10; 9,5;
9; 8,5; 8; 7 e 5 ºC. Neste experimento, além da avaliação do índice de DF,
também foram determinados: firmeza (lb/pol²), com penetrômetro Magness Taylor
Pressure Tester, região de inserção de 2/16 polegadas de diâmetro; acidez total
titulável (% de ácido cítrico) e sólidos solúveis totais (%), segundo Instituto
Adolfo Lutz (1985). Estimativa visual de danos pelo frio (DF) foi realizada
através da escala: 0 = não danificado; 1 = pouco danificado; 2 = danos
moderados; 3 = danos severos; 4 = alto grau de danos. O índice de DF foi
calculado através de multiplicação do número de frutos em cada categoria pelo
respectivo escore, somando o produto e dividindo pelo total de frutos (Kamps et
al., 1987; González-Aguilar et al.,1998). O julgamento foi realizado sob luzes
fluorescentes por seis avaliadores semitreinados.
O experimento foi instalado em delineamento inteiramente casualizado, esquema
fatorial (10 temperaturas x 3 tempos), com três repetições de 20 frutos cada.
As DMSs foram obtidas pelo teste de Tukey, ao nível de pelo menos 5% de
probabilidade.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Influência do estádio de maturação no desenvolvimento de danos pelo frio.
Os sintomas de danos pelo frio (DF) em ciriguela foram a formação de depressões
profundas na superfície dos frutos, necroses nos tecidos, manchas grandes com
delineamento de mapas e manchas escuras pequenas, ou 'pitting', inibição do
amadurecimento e do desenvolvimento da pigmentação vermelho-escura. Ciriguelas
nos estádios B e IP já apresentavam DF após o primeiro dia, a 14,5 ºC (Tabela
1). Mesmo enquanto mantidos a 14,5 ºC, a gravidade dos sintomas intensificava-
se à medida que o tempo de exposição aumentava, sobretudo para o estádio B. O
índice de DF atingido para o estádio B aumentou de 1,0 para 3,0 e para 4,0,
após 1 dia de exposição, para ciriguelas mantidas a 14,5; 10,5 e 9,5 ºC,
respectivamente. Comportamento similar, embora DF presente em menor severidade,
foi verificado para o estádio IP. O estádio AP não apresentou nenhum sintoma de
DF entre 14,5 a 9,5 ºC, durante 5 dias de exposição.
Os resultados deste experimento indicam que a sensibilidade a DF em ciriguela é
função do estádio de maturação, de modo que frutos em estádios mais verdes são
mais susceptíveis a DF, como a exemplo do estádio B. A não-manifestação de DF
no estádio amarelo predominante (AP), na faixa de 14,5 a 9,5 ºC, indica que AP
representa estádio de maturidade no qual ciriguelas podem ser armazenadas
seguramente, sem risco de DF. O estádio amarelo predominante (AP), portanto, é
aquele que possui maior potencial para armazenamento, quando o objetivo é
prolongar a vida útil e reduzir as perdas pós-colheita de ciriguelas.
Caracterização de DF em Ciriguelas no Estádio AP.
No estádio de maturação AP, baixo índice de DF (0,57) foi observado, após 5
dias de exposição a 9 ºC (Tabela_2). Esses índices de DF foram intensificando-
se à medida que a temperatura era reduzida e na proporção que o tempo de
exposição aumentava. Após 5 dias de exposição, seguido a permanência dos frutos
por 8 horas à temperatura ambiente, a ocorrência de DF foi mais acentuada para
frutos mantidos a 5 ºC. Neste período, os frutos, além dos sintomas de danos
pelo frio, apresentavam enrugamento e murchamento.
As disfunções fisiológicas são uma função da temperatura (estresse) e do tempo
de exposição (dias ou semanas), podendo resultar no aparecimento de DF caso os
frutos sejam mantidos abaixo da temperatura crítica de armazenamento (Levitt,
1980; Kamps et al., 1987). As manchas observadas nos frutos afetados por DF,
resposta primária da exposição a baixas temperaturas de resfriamento, são
resultantes de eventos relacionados à degeneração dos tecidos (Wang, 1994). Com
a elevação do índice de DF, agravavam-se as depressões superficiais nas
ciriguelas, provavelmente resultantes de células danificadas que coalesceram,
resultando na formação de manchas na forma de mapas, de cor marrom-escura ou
com leves tons esverdeados. As pequenas manchas marrons, ou 'pittings',
observadas em ciriguelas podem ser resultantes do colapso das células
injuriadas, possibilitando rápida invasão de microrganismos deteriorantes
(Lyons, 1973). A faixa de temperatura de 8,5 a 5 ºC certamente ultrapassou o
limite mínimo de segurança para o armazenamento de ciriguela, não sendo mais
possível reverter o nível de dano pelo frio e resgatar o metabolismo normal
após transferência desses frutos para temperatura ambiente.
Após 5 dias para frutos mantidos entre 8 e 5 ºC, observou-se um decréscimo
acentuado na firmeza, comparado ao dia 3 (Tabela_3). Naquelas condições, estes
frutos apresentavam-se amolecidos, enrugados, murchos e com alto grau de dano
pelo frio. A firmeza dos frutos e hortaliças depende da turgescência, forma e
tamanho das células e da composição de substâncias pécticas que compõem a
parede celular. A turgescência é produzida pela pressão do conteúdo da célula
sobre a parede celular, dependendo das substâncias osmoticamente ativas no
vacúolo, da permeabilidade das membranas e elasticidade da parede celular
(Kays, 1997). A perda acentuada de firmeza observada abaixo de 8,5 ºC pode ser
devida à perda excessiva de água quando da exposição do fruto à temperatura
ambiente. O aumento da temperatura resultou num incremento no déficit de
pressão de vapor entre os tecidos internos do fruto e o ambiente, resultando na
perda de água pelo produto, a qual foi tanto maior quanto mais longo o tempo de
exposição a temperaturas mais altas (Levitt, 1980), e quanto maior o nível de
estresse causado pelo abaixamento da temperatura (Wang, 1994).
Em geral, observou-se um aumento gradual dos sólidos solúveis totais (SST) à
medida que a temperatura e tempo de exposição aumentavam. Após 5 dias de
exposição, SST mais altos foram obtidos para frutos mantidos a 12,5 ºC e 14,5
ºC. Valores mais baixos de SST foram observados para frutos mantidos a
temperaturas inferiores a 9,5 ºC, sobretudo para aqueles mantidos a 5; 7 e 8
ºC, podendo esses serem resultante da inibição do amadurecimento dos frutos
(Tabela_4). O aumento dos SST, para frutos mantidos a 12,5 e 14,5 ºC, indica
que os frutos não sofreram alteração crítica no seu metabolismo, prosseguindo
com os processos de maturação e amadurecimento, que resultam na hidrólise do
amido em açúcares (Kays, 1997). Por outro lado, este aumento pode, em parte,
ser devido à concentração de açúcares e de outros componentes solúveis da
célula, devido à perda de água (Muñoz et al., 2001).
Tomando-se como referência 9,5 ºC, observou-se um decréscimo na acidez total
titulável (ATT) em ciriguelas mantidas nas faixas superior e inferior àquela
temperatura. Em geral, a ATT também tendeu a diminuir de 1 dia para o 5º dia de
exposição (Tabela_5), sobretudo na faixa de temperatura onde não foi verificado
DF, possivelmente resultante do amadurecimento. No entanto, em frutos mantidos
a 5 ºC, que apresentavam alto grau de DF, também foi observado redução da ATT
após 5 dias, como também reportado por Autio e Bramlage (1986) no pericarpo de
tomates afetados por DF.
O desenvolvimento da pigmentação vermelho-escura, característica de ciriguelas
amadurecidas (Diaz-Pérez et al., 1998; Sousa et al., 2000), foi inibido entre 5
e 8,5 ºC, (mais acentuado para frutos mantidos a 7 e 5 ºC), concomitantemente à
ocorrência de alto grau de DF. A aparência desses frutos foi caracterizada pela
predominância da cor amarelo-opaca e leves tons de vermelho. A inibição do
desenvolvimento da pigmentação vermelha também foi verificada na polpa de
tomate minimamente processada (Hong et al., 2000) expostos a 5 ºC. Esse
comportamento indica alteração no processo de amadurecimento desses frutos.
Possivelmente, exposição a baixas temperaturas interferiu irreversivelmente na
conversão de cloroplastos em cromoplastos (Wang, 1994). O desenvolvimento da
cor vermelha, geralmente conferida aos frutos pelos pigmentos carotenóides,
antocianinas e licopeno (Kays, 1997), estava precariamente presente em
ciriguelas danificadas pelo frio, provavelmente devido à inibição da síntese
destes pigmentos. Por outro lado, frutos mantidos acima de 9 ºC desenvolveram
normalmente a pigmentação avermelhada após 3 dias de exposição, proporcionando
a aparência característica aos frutos.
A exposição a baixas temperaturas pode alterar a distribuição do nível de
fosfato na célula, que, conseqüentemente, tem efeito direto no funcionamento
das enzimas (Muñoz et al., 2001) que sofrem alterações de suas atividades bem
como de sua síntese quando os tecidos são danificados pelo frio (Wang, 1994;
Nishiba & Murata, 1996). Por exemplo, em abobrinha, foi observado aumento
da atividade da poligalacturonase (Martínez-Téllez et al., 1998), uma das
enzimas responsáveis pelo perda de firmeza dos tecidos (Kays, 1997). As
membranas são os locais nas células onde, primariamente, os danos pelo frio
ocorrem (Lyons, 1973). Nos tecidos de frutos que manifestam os sintomas de DF,
podem ocorrer mudanças estruturais irreversíveis nas camadas lipídicas das
membranas (Kamps et al., 1987) e, conseqüentemente, nas proteínas nelas
embebidas (Wang, 1994). Estas alterações são dependentes da temperatura e tempo
de exposição (Levitt, 1980). Caso o tempo de exposição seja prolongado, isso
resultará na perda da integridade e aumento da permeabilidade da membrana,
levando a desorganização da estrutura celular, disfunção do metabolismo e
acúmulo de substâncias tóxicas, resultando na morte das células (Wang, 1994).
Quando o período de exposição ao estresse de baixa temperatura é curto, a
transferência dos frutos para temperatura ambiente irá resultar no aumento da
atividade metabólica, possibilitando aos tecidos metabolizar o excesso de
substâncias tóxicas (Kays, 1997), restaurar seu funcionamento normal, como
observado em ciriguelas no estádio AP mantidas sob temperaturas superiores a
9,5 ºC, reparando possíveis danos que possam ter ocorrido nas membranas,
organelas ou vias metabólicas. O curto tempo de exposição também possibilitará
o restabelecimento de substâncias que foram esgotadas ou impedidas de serem
sintetizadas durante o estresse, além do aumento da síntese de ácidos graxos
polissaturados, que compõem e protegem as membranas dos danos sofridos durante
o curto período de resfriamento (Nishiba e Murata, 1996).
CONCLUSÕES
Os resultados levam a concluir que: DF em ciriguela é função do estádio de
maturação; a temperatura de 9,5 ºC não resultou em DF em ciriguela no estádio
de maturação amarelo predominante (AP); a exposição de ciriguelas no estádio AP
a 9 ºC resultou em leve índice de DF após 5 dias de exposição; os sintomas de
DF em ciriguela foram o surgimento de manchas marrons e depressões profundas na
casca, suspensão do desenvolvimento da cor dos tecidos epidérmicos e inibição
do amadurecimento; o estádio de maturação AP é o mais adequado para o
armazenamento e aumento da vida útil de ciriguelas; a temperatura de 9,5 ºC é a
mínima na qual ciriguelas no estádio AP podem ser armazenadas sem risco de
danos pelo frio.
