Efeito da atmosfera controlada estática e dinâmica nos metabólitos voláteis de frutos intactos e suco de maçãs ‘Fuji Kiku’ e ‘Granny Smith’ | Effect of static and dynamic controlled atmosphere on the volatile metabolites of intact fruit and juice of ‘Fuji Kiku’ and ‘Granny Smith’ apples

Volatile compounds (VCs) play an important role in the postharvest quality of apples. Storage alternatives that favor the maintenance of quality and formation of odoriferous impact VCs characteristic of fruits have been intensively studied. However, the production of these compounds related to the storage of apples in dynamic controlled atmosphere monitored by the respiratory quotient (DCA-RQ) is still incipient. In view of this, this thesis is composed of 3 scientific articles that resulted from the works whose objectives were: 1) to compare the volatile compounds from the headspace of the storage chambers, fruit headspace in the shelf life (1 and 7 days) and the juice extracted from apple 'Fuji Kiku' after 7 days shelf life at 20 °C; 2) to evaluate the effect of the application of 1-MCP on the volatile composition of Granny Smith apples subjected to storage under conventional static controlled atmosphere (SCA) and dynamic (DCA-CF and DCA-RQ) and 3) to evaluate α-farnesene, 6-methyl-5-hepten-2-one, 6-methyl-5-hepten-2-ol, ethanol concentration, and internal ethylene concentration (IEC) and correlate their emissions with the occurrence of superficial scald (SS). In relation to ‗Fuji Kiku‘ apples, in the storage chambers, ethyl linear chain esters were detected mainly in DCA-RQ1.5, while acetaldehyde and (E)-2-hexenal were more abundant in DCA-CF. At seven days of shelf life, fermentative metabolic compounds had reduced emissions given the opening time of the chamber, while there were higher emissions of branched chain esters, especially ethyl 2-methyl butanoate in DCA-RQ1.5. The correlation was high and positive between the VCs present in the juice and those emitted by the fruit during seven days of shelf life, demonstrating that the concentration of VCs in extracted juice can be used to estimate the emissions from whole fruit. For 'Granny Smith' apples, fruits stored after 9 months at 1.5 ° C plus 7 days at 20 ° C in ACD-QR1.5, treated with 625 nL L-¹ of 1-methylcyclopropene (1-MCP) showed higher concentrations of fermentative metabolism compounds, while higher concentrations of aroma impact esters were found in storage in ACD-QR 1.5 without 1-MCP application. Thus, this condition provided higher emissions of VC that characterize odor and aroma, even with lower ethylene concentration, respiratory rate and ACC oxidase activity in relation to CA, besides maintaining the total soluble solids content, acidity, flesh firmness and fruit health equivalent to fruits treated with 1-MCP. In addition to maintaining the total soluble solids content, acidity, flesh firmness and fruit healthiness. In addition, higher concentrations of α-farnesene and its oxidation metabolites were negatively correlated with SS in DCA-RQ. This is likely due to the higher levels of ethanol which in turn reduced CIE in fruit stored under this condition having an inhibitory effect on SS incidence even when α-farnesene, 6-methyl-5-hepten-2-one, and 6-methyl-5-hepten-2-ol accumulate. From the obtained results, the concentration of VCs in the juice can be evaluated to estimate the emission of VCs from intact fruits, since there was a strong correlation between the VCs in the juice and those emitted by the fruit during seven days of life. In DCA-RQ1.5 there was an apparent increase in important VCs such as 'Fuji Kiku' and ‗Granny Smith‘odor and aroma characteristic ethyl esters, ensuring better market quality. Additionally, DCA-RQ1.5 condition reduced the occurrence of superficial scald in 'Granny smith' apples after prolonged storage.DCA-RQ1.5 offers an effective and cheaper alternative without the use of 1-MCP to maintain apple fruit quality in terms of odor and aroma and reduction of physiological disorders after several months of refrigerated storage.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS

Os compostos voláteis (CVs) possuem um papel relevante na qualidade pós-colheita de maçã. Alternativas de armazenamento que favoreçam a manutenção da qualidade e formação de CVs de impacto odorífero característicos dos frutos têm sido intensivamente estudadas. No entanto, a produção destes compostos relacionados com o armazenamento de maçãs em atmosfera controlada dinâmica monitorada pelo quociente respiratório (ACD-QR) ainda é incipiente. Diante disso, esta tese é composta por 1 artigo científico e 2 manuscritos que resultaram dos trabalhos cujos objetivos foram: 1) comparar a produção de compostos voláteis do headspace das câmaras de armazenamento, do headspace dos frutos no shelf life (1 e 7 dias) e do suco extraído de maçã ‗Fuji Kiku‘ após os 7 dias de shelf life a 20 °C; 2) avaliar o efeito da aplicação do fitorregulador 1-MCP na composição volátil de maçãs ‗Granny Smith‘ submetidas à estocagem sob atmosfera controlada estática (ACE) e dinâmica (ACD-FC e ACD-QR) e 3) avaliar as concentrações de α-farneseno, 6-metil-5-hepten-2-ona, 6-metil-5-hepten-2-ol, etanol e concentração interna de etileno (CIE) e correlacionar suas emissões com a ocorrência de escaldadura superficial (ES) em maçã ‗Granny Smith‘. Em relação à ‗Fuji Kiku‘, nas câmaras de armazenamento, os ésteres etílicos de cadeia linear foram detectados principalmente em ACD-QR1,5, enquanto acetaldeído e (E)-2-hexenal foram mais abundantes no ACD-FC. Aos sete dias de shelf life, os compostos do metabolismo fermentativo reduziram as emissões devido ao tempo de abertura da câmara, enquanto houve maior emissão de ésteres de cadeia ramificada, especialmente 2-metil butanoato de etila em ACD-QR1,5. A correlação foi alta e positiva entre os CVs presentes no suco e os emitidos pelo fruto durante sete dias de shelf life, demonstrando que a concentração de CVs no suco extraído pode ser utilizada para estimar as emissões de frutos inteiros. Já em relação às maçãs ‗Granny Smith‘, as frutas armazenadas após 9 meses a 1,5 °C mais 7 dias a 20 °C em ACD-QR1,5, tratadas com 625 nL L-¹ de 1-metilciclopropeno (1-MCP) apresentaram maiores concentrações de compostos do metabolismo fermentativo, enquanto que maiores concentrações de ésteres de impacto para o aroma foram encontradas no armazenamento em ACD-QR 1,5 sem aplicação de 1-MCP. Logo, essa condição propiciou maiores emissões de CVs que caracterizam odor e aroma, mesmo com menor concentração de etileno, taxa respiratória e atividade de ACC oxidase em relação a AC, além de manter o teor de sólidos solúveis totais, acidez, firmeza de polpa e saudabilidade dos frutos equivalente aos frutos que foram tratados com 1-MCP. Além disso, concentrações mais altas de α-farneseno e seus metabólitos de oxidação foram negativamente correlacionados com escaldadura superficial em ACD-QR. Isto ocorreu provavelmente devido aos níveis mais elevados de etanol, que por sua vez reduziu a CIE, tendo um efeito inibitório sobre a incidência de escaldadura, mesmo quando α-farneseno, 6-metil-5-hepten-2-ona e 6-metil-5-hepten 2-ol se acumulam. A partir dos resultados obtidos, a concentração de CVs no suco pode ser avaliada para estimar a emissão de CVs a partir de frutos intactos, já que houve uma forte correlação entre os VCs no suco e os emitidos pelo fruto durante sete dias de vida útil. Em ACD-QR1,5 houve um aparente aumento em CVs importantes, como ésteres etílicos carcaterísticos de odor e aroma das maçãs ‗Fuji Kiku‘ e em ‗Granny Smith‘ sem 1-MCP, assegurando frutas com melhor qualidade de mercado. Adicionalmente, a condição ACD-QR1,5 reduziu a ocorrência de escaldadura superficial em maçãs ‗Granny smith‘ após o armazenamento prolongado. Logo, ACD-QR1,5 oferece uma alternativa eficaz e mais barata sem o uso de 1-MCP, para manter a qualidade dos frutos de maçã em termos de odor e aroma e redução de desordens fisiológicas após vários meses de armazenamento refrigerado.