Influência do metil-jasmonato na formação de compostos voláteis do aroma em Bananas (Musa acuminata cv. Nanicão) e Laranjas (Citrus sinensis cv. Pera) / Influence of methyljasmonate on the formation of aroma volatile compounds in Bananas (Musa acuminata cv. Nanicão) and Oranges (Citrus sinensis cv. Pera)

O principal hormônio associado aos processos do amadurecimento é o etileno, porém, na formação de compostos voláteis nos frutos, observa-se que as auxinas, o ácido abscísico e os jasmonatos também podem atuar como reguladores. Estudos indicam que em frutos climatéricos deve haver uma interação entre o metil jasmonato (MeJA) e o etileno na formação de compostos voláteis, mas em frutos não-climatéricos tal interação não é tão evidente. Há evidências de que o MeJA atue na regulação de algumas vias metabólicas relacionadas ao amadurecimento em frutos, sendo capaz de induzir aumento na produção de várias classes de compostos voláteis, através da expressão de genes que codificam as enzimas relacionadas às suas vias biossintéticas. Neste sentido, o objetivo deste projeto foi avaliar o efeito do metil jasmonato sobre o padrão de produção de compostos voláteis do aroma em frutos climatéricos e não-climatéricos. Precedentes do laboratório de Química, Bioq. e Biol. Molecular de Alimentos indicam que o MeJA apresentou padrões diferentes de comportamento em frutos climatéricos e não-climatéricos no que tange a formação do aroma. Assim, o presente projeto tem por hipótese a diferença de influência que o MeJA exerce sobre a produção de compostos voláteis em frutos climatéricos e não-climatéricos. Para testar esta hipótese foi avaliado o efeito do tratamento com MeJA na produção de compostos voláteis do aroma durante o amadurecimento de banana (Musa acuminata, cv. Nanicão), como exemplo de fruto climatérico e laranja (Citrus sinensis cv Pêra) para não-climatéricos. Os frutos foram divididos em grupo controle e tratado com MeJA (10 ppm/24h), armazenados em caixas plásticas tampadas e lacradas. Após tratamento foram submetidos a análises diárias da produção de etileno por cromatrogafia gasosa (CG), cor da casca e pesagem. Baseado em escalas de cor e a polpa foi congelada em N2 líq. e armazenada a -80°C para posterior análise dos compostos voláteis por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). Ésteres, álcoois, cetonas e aldeídos foram compostos majoritariamente identificados na banana e terpenos, aldeídos, ésteres na laranja. As Bananas sofreram influência no perfil de acetato de isoamila, butonoato de butila, isobutirato de isoamila e isolvalerato de isoamila do começo ao fim do tratamento com MeJA, e as laranjas o tratamento influenciou os compostos Cis-muirola-3-5-diene, gamageraniol, alfa-copaeno, valenceno, alfa-pineno, carvone, geranial, entre outros terpenos, aldeídos como 3-hexanal e 2-hexenal (E) e ésteres como butirato de etila, nerol e tiglato de etilo. Os ésteres em frutos são produzidos por várias isoformas das álcool acil transferases (AATs). Estudos explicam que, ao menos 31 transcritos de AATs foram identificados em bananas, sendo 8 com altos níveis de expressão. Assim, é plausível supor que tal variedade de transcritos, e por conseguinte as AATs que codificam, sejam reguladas por múltiplos fatores, o que pode incluir o MeJa dentre outros sinais hormonais. Os terpenos são formados a partir de duas rotas, a do ácido mevalônico (MVA) e a rota do metileritritol fosfato (MEP). Compostos como, D-limoneno (51) e beta-selineno (62) tiveram níveis relativos maiores nos frutos do grupo controle, enquanto compostos terpênicos como geranial (59), valenceno (79) e o-cimeno (128), apresentaram maiores níveis nos frutos tratados com MeJa, no primeiro dia após o tratamento. Os resultados mostraram que o tratamento hormonal com MeJA causou mudanças do início ao fim do amadurecimento na composição do aroma de bananas (Musa acuminata cv Nanicão) e laranjas (Citrus sinensis cv Pera)

The main hormone associated with ripening processes is ethylene, but in the formation of volatile compounds in fruits, auxins, abscisic acid and jasmonates can also act as regulators. Studies indicate that in climacteric fruits there should be an interaction between methyl jasmonate (MeJA) and ethylene in the formation of volatile compounds, but in nonclimacteric fruits such interaction is not so evident. There is evidence that MeJA acts in the regulation of some metabolic pathways related to fruit ripening, being able to induce an increase in the production of several classes of volatile compounds, through the expression of genes that encode enzymes related to their biosynthetic pathways. In this sense, the objective of this project was to evaluate the effect of methyl jasmonate on the production pattern of aroma volatile compounds in climacteric and non-climacteric fruits. Precedents from the Laboratory of Food Chemistry, Bioq. and Molecular Biol. Molecular Chemistry, Bioq. and Molecular Biol. of Foods laboratory indicate that MeJA showed different behavior patterns in climacteric and non-climacteric fruits regarding aroma formation. Thus, the present project hypothesizes the different influence that MeJA has on the production of volatile compounds in climacteric and non-climacteric fruits. To test this hypothesis the effect of MeJA treatment on the production of volatile aroma compounds during ripening of banana (Musa acuminata, cv. Nanicão) as an example for climacteric fruit and orange (Citrus sinensis cv Pêra) for non-climacteric fruit was evaluated. Fruits were divided into control and MeJA treated group (10 ppm/24h), stored in capped and sealed plastic boxes. After treatment they were subjected to daily analysis of ethylene production by gas chromatography (GC), peel color and weighing. Based on color scales and the pulp was frozen in liquid N2 and stored at -80°C for subsequent analysis of volatile compounds by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). Esters, alcohols, ketones and aldehydes were compounds mostly identified in banana and terpenes, aldehydes, esters in orange. Bananas were influenced in the profile of isoamyl acetate, butyl butonoate, isoamyl isobutyrate and isoamyl isolvalerate from the beginning to the end of the MeJA treatment, and oranges the treatment influenced the compounds Cis-myrola-3-5-diene, gamma-geraniol, alpha-copaene, valencene, alpha-pinene, carvone, geranial, among other terpenes, aldehydes like 3-hexanal and 2-hexenal (E), and esters like ethyl butyrate, nerol, and ethyl tiglate. Esters in fruits are produced by various isoforms of the alcohol acyl transferases (AATs). Studies explain that at least 31 AAT transcripts have been identified in bananas, 8 of which have high expression levels. Thus, it is plausible to assume that such a variety of transcripts, and therefore the AATs they encode, are regulated by multiple factors, which may include MeJa among other hormonal signals. Terpenes are formed from two routes, the mevalonic acid (MVA) route and the methylerythritol phosphate (MEP) route. Compounds such as, D-limonene (51) and beta-selinene (62) had higher relative levels in the fruits of the control group, while terpenic compounds such as geranial (59), valencene (79) and o-cymene (128), showed higher levels in the MeJa treated fruits on the first day after treatment. The results showed that the hormonal treatment with MeJA caused changes from the beginning to the end of ripening in the aroma composition of bananas (Musa acuminata cv Nanicão) and oranges (Citrus sinensis cv Pera)

Farinha de banana verde: efeitos fisiológicos do consumo regular sobre a fome/saciedade e microbiota intestinal em voluntários saudáveis / Unripe banana flour: physiological effects of regular consumption on hunger/satiety and intestinal microbiota in healthy volunteers

Estudos com farinha de banana verde (FBV), rica em amido resistente, mostram efeitos positivos sobre a saciedade, resposta glicêmica e melhora do funcionamento intestinal. Entretanto, pouco se sabe sobre a capacidade da FBV em estimular seletivamente o crescimento e/ou atividades de microbiota intestinal benéfica e os efeitos fisiológicos do consumo habitual. No presente trabalho foi investigado o efeito da ingestão regular e descontinuada de FBV sobre a microbiota intestinal em voluntários saudáveis, bem como as interações com hormônios relacionados à fome e saciedade, funcionamento intestinal e homeostase da glicose. Para tanto foi realizado estudo de intervenção, duplo cego paralelo controlado com placebo, no qual voluntários saudáveis consumiram FBV ou maltodextrina, veiculadas através de sopa prontas congeladas, três vezes por semana e durante seis semanas. Os resultados evidenciaram que a FBV pode aumentar a saciedade, promover redução no aporte energético de refeições subsequentes (14%) e melhorar o funcionamento intestinal. Ao mesmo tempo reduz a secreção plasmática de insulina no jejum e o Índice HOMA2-RI em 20%, sinalizando aumento na sensibilidade à insulina. A análise da microbiota intestinal utilizando o rDNA 16S mostrou que existem dois grupos distintos de indivíduos, os quais respondem diferentemente ao consumo de FBV. O consumo de FBV por voluntários, cujo microbioma era mais abundante no gênero Prevotella, apresentou aumento de genes envolvidos em vias metabólicas relacionadas à degradação anaeróbia de carboidratos (794 Kegg orthologs, FDR=0,05), como as vias do metabolismo de amido e glicose, do butirato, propionato. Paralelamente outros genes indicaram redução de algumas vias metabólicas, incluindo a biossíntese de lipopolissacarídeos. Este mesmo grupo de voluntários apresentou gêneros microbianos positivamente relacionados com conteúdo de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), em padrão distinto do outro grupo de voluntários que consumiu FBV e do grupo Controle. Foi possível demonstrar que o consumo de FBV pode promover a modulação do microbioma em indivíduos saudáveis com enterótipos distintos, trazendo efeitos benéficos para a saúde humana

Studies with Unripe Banana Flour, rich in resistant starch, shave shown positive effects on satiety, glycemic response and improved intestinal function. Nevertheless, little is known about its capacity to selectively stimulate the intestinal microbiota's activity, or the physiological effects of its habitual consumption. This study investigated the effects of the regular, discontinued ingestion of UBF on the intestinal microbiome in healthy volunteers, as well as effects on hormones related to satiety, intestinal function and glucose homeostasis. To achieve these goals, a double blind, parallel, placebo controlled study was designed, in which healthy volunteers ingested UBF or maltodextrin added to a standardized frozen soup meal, 3 times a week for 6 weeks. The results showed that UBF can improve satiety, promote a reduction in energy intake at subsequent meals (14%) and improve intestinal function. At the same time, it reduces plasmatic secretion of fasting insulin and e the HOMA2-RI index by 20%, signaling an increase in insulin sensitivity. The analysis of the microbiome using the 16S rDNA gene showed that there are two clusters of individuals, which respond differently to the dietary intervention. The UBF consumption by volunteers with a Prevotella dominant microbiome showed an increase in genes related to anaerobic carbohydrate degradation (794 Kegg orthologs, FDR=0,05), such as members of the starch and glucose metabolism, propanoate metabolism and butyrate metabolism. At the same time, other genes were reduced, including the biosynthesis of lipopolysaccharides. The same volunteers presented several microbial groups positively correlated with the short chain fatty acids (SCFA) present in the fecal samples analyzed. This was a distinct pattern to that observed for the remaining volunteers. We demonstrated that the consumption of UBF can promote the overall health of the human host as well as the modulation of the intestinal microbiome in healthy individuals and that this effect is dependent on the enterotype present

Atividade biológica in vitro de própolis e óleos essenciais sobre o fungo Colletotrichum musae isolado de bananeira (Musa spp. ) / In vitro biological activity of propolis and essential oils on the fungus Colletotrichum musae isolated from banana Musa spp

RESUMO: No Brasil existem várias doenças fúngicas que acometem a bananeira. Destas, pode-se citar a antracnose, responsável por grandes prejuízos à cultura, cujo agente causal é o fungo Colletotrichum musae. A principal forma de controle dessa enfermidade é através da aplicação de fungicidas a base de tiabendazol ou tiofanato metílico. Esse manejo, embora eficiente, favorece o desenvolvimento de resistência do patógeno, causa danos ao ambiente e ao produtor, deixando ainda resíduos nos frutos. Esses fatores têm favorecido a busca por substâncias alternativas com capacidade de controlar o fungo e que não sejam nocivas ao ambiente e, principalmente, que sejam seguras ao consumidor final. Dentre as opções, surge o interesse pelo uso de certos óleos essenciais e da própolis, ambos conhecidos por possuírem propriedades fungicidas. O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de determinar o potencial fungitóxico "in vitro" da própolis e dos óleos essenciais de palmarosa (Cymbopogon martinii), de teatree (Melaleuca alternifolia), de cravo (Eugenia caryophyllata), e de eucalipto (Corymbia citriodora), sobre Colletotrichum musae. O desenvolvimento experimental consistiu em adicionar inóculos fúngicos de 5 mm, obtidos a partir de colônias puras, ao meio de cultura BDA (batata-dextrose-ágar) acrescido das referidas substâncias em diferentes concentrações (0, 25, 50, 75, 100 e 125 µL/L). Paralelo aos tratamentos realizou-se teste com o fungicida padrão para comparações das médias. A eficiência das substâncias sobre o fungo foi determinada através das avaliações do crescimento micelial das colônias (média de duas medidas diametralmente opostas). Os valores de crescimento micelial obtidos foram utilizados também para o cálculo do índice de velocidade de crescimento micelial. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 5 x 6 + 1, (cinco substâncias em seis concentrações + fungicida), com cinco repetições. Os óleos de tea tree, cravo e palmarosa foram eficientes no controle do fungo Colletotrichum musae não diferindo do fungicida a partir da dose de 50 µL/L em todas as avaliações, apresentando potencial para controle em cultivos orgânicos ou em sistemas de manejo integrado.

ABSTRACT: In Brazil there are several fungi that cause diseases on banana plants. These include the "anthracnose", which is responsible for major crop losses and whose causative agent is the fungus Colletotrichum musae. The main way to control this disease is through the application of fungicides based on thiabendazole and thiophanate-methyl. Although this management is effective, it favors the development of pathogen resistance, which causes damage to the environment and producer and also leaves residues in fruits. These factors have encouraged the search for alternative substances to control the fungus and that are not harmful to the environment and particularly to the final consumer. Among the options, there is interest in the use of essential oils and propolis, both known to have antifungal activity. The present work was developed with the objective of determining the potential of propolis and essential oils of palmarosa (Cymbopogon martinii), tea tree (Melaleuca alternifolia), clove (Eugenia caryophyllata) and eucalyptus (Corymbia citriodora) in the in vitro control of the fungus Colletotrichum musae. The experimental development consisted in adding 5 mm fungal inoculants, obtained from pure colonies, in PDA culture (potato-dextrose-agar) plus the aforementioned substances in different concentrations (0, 25, 50, 75, 100 and 125 µL/L). At the same time as these treatments, we carried out a test with the fungicide to compare the averages. The efficiency of the substances on the fungus was determined through evaluations of the mycelial growth of the colonies (average of two diametrically opposed measures). The values of mycelial growth obtained were also used for the calculation of the speed index of the mycelial growth. The experimental design was completely randomized in 5 x 6 + 1 (5 substances in 6 concentrations + fungicide) factorial design, with 5 repetitions. The tea tree, clove and palmarosa oils were efficient in the control of the fungus Colletotrichum musae, which can be used as a control option in organic crops or in integrated management systems.

Plant extracts for controlling the post-harvest anthracnose of banana fruit / Extratos de plantas para controle pos-colheita da antracnose da Banana

In banana, fruit rot is incited by Colletotrichum musae which has been the most serious post-harvest disease of immature and mature fruit. The usual control by fungicides prohibited in many countries reduces their commercial value. Therefore, two experiments were conducted to evaluate the antimicrobial activity of alternative products to the synthetic fungicides. First, berries naturally infected by anthracnose were immersed into Azadirachta indica and citric extracts at 2 and 4% (v/v) for 3 minutes and stored for 11 days under environmental conditions. Next, other berries were immersed into essential oil emulsions of Allium sativum, Copaifera langsdorfii, Cinnamomum zeylanicum and Eugenia caryophyllata at 5% for 3 minutes but stored for 11 days. Berries immersed into distilled water were used as control-treatments. The percentage of disease incidence observed in the control-treatment was similar to the ones observed in the extract of A. indica at 2%. The control-treatment showed disease severity of 75.13% and the percentage of disease control was 20.85%. Fruit immersed into distilled water presented less effectiveness than the ones immersed into citric extracts, which promoted the highest effectiveness. Citric extract at 4% was the most efficient treatment because the disease incidence was 19.44%, the disease severity was 9.34% and the disease control was 90.16%. Less severity and, consequently, more disease control were achieved by immersing the berries into the emulsion of essential oil of A. sativum, followed by treatments with C. langsdorfii, E. caryophyllata and C. zeylanicum.

Em pós-colheita, a podridão dos frutos causada por Colletotrichum musae é a doença mais importante da banana (Musa spp.), sendo presente em frutos verdes e maduros, tornando o produto pouco apresentável e inadequado à comercialização. Considerando-se os efeitos prejudiciais à saúde do tradicional método químico de controle e a proibição da utilização de fungicidas em muitos países, objetivou-se no presente trabalho avaliar bioprodutos com atividade antimicrobiana, considerados alternativos para o controle de antracnose em banana em pós-colheita. Os experimentos foram realizados com frutos de banana naturalmente infectados com Colletotrichum musae, submetidos à imersã, em extratos da planta Azadirachta indica e extratos cítricos (Ecolife), nas concentrações de 2 e 4% (v/v), permanecendo por 11 dias em condições ambientes. A emulsão composta de óleos essenciais das plantas Allium sativum, Copaifera langsdorfii, Cinnamomum zeylanicum e Eugenia caryophyllata também foi avaliada quanto a sua eficácia no controle do patógeno, permanecendo em condição ambiente por 11 dias. Frutos tratados com água destilada constituíram o tratamento controle. Os resultados obtidos demonstraram que frutos submetidos ao extrato aquoso de A. indica na concentração de 2% (88,89%) não diferiu do tratamento controle (100% de incidência da doença). O extrato cítrico a 4% promoveu percentuais de incidência, severidade e controle de 19,44; 9,34 e 90,16%, respectivamente, sendo o mais eficiente. Menor percentual de severidade e o maior percentual de controle da doença nos frutos foram proporcionados pela emulsão óleos essenciais de A. sativum, seguidos pelos tratamentos com C. langsdorfii, E. caryophyllata e C. zeylanicum.

Avaliação comparativa de características estruturais do amido e enzimas relacionadas à sua degradação em cultivares de banana como padrão distinto do modelo representado pela cultuvar Nanicão / Comparative evaluation of structural characteristics of starch and enzymes related to their degradation in banana cultivars as distinct from the standard model represented by cultuvar Nanicão

O acúmulo de açúcares solúveis observados em banana madura é resultado da ação de diversas enzimas que atuam sob o amido acumulado durante o seu desenvolvimento. Este processo pode ocorrer fora da planta e, em um período relativamente curto conhecido como amadurecimento. A rápida mobilização associado a escassez de trabalhos que enfoquem o processo de degradação de amido em Orgãos que armazenam amido temporariamente, como bananas, o objetivo desse estudo foi localizar cultivares que se comportem diferente do modelo Nanicão, que é objeto de estudo do laboratório ha muito tempo, sendo por isso, a cultivar mais conhecida e estudada. Bananas pertencentes a diferentes grupos genômicos foram selecionadas e analisadas, sendo elas: Nanicão (AAA), Terra (AAB), Mysore (AAB), Pacovan (AAB) e Figo (ABB). Quanto aos parâmetros de amadurecimento analisados, as cultivares Nanicão, Terra e Pacovan tiveram um comportamento climatérico típico. A sacarose foi o açúcar predominante em todas as cultivares seguida pela glicose e frutose que mantiveram uma proporção 1:1. A cultivar Nanicão teve maiores teores de açúcares solúveis seguida pela Figo, Pacovan, Terra e Mysore. Em extrato bruto de banana, os maiores valores de atividade da β-amilase foi verificada nos estágios finais do amadurecimento, enquanto que a da α-amilase foi, praticamente, constante durante o período analisado, com exceção da Figo. Para detectar a presença das amido-fosforilases foi realizado ensaio, em extrato bruto de banana, de eletroforese em condições não-desnaturantes (PAGE-nativo) e, duas bandas com atividade foram visualizadas nas cultivares, com exceção da Mysore. O inicio do processo de degradação de amido ocorreu anterior a produção autocatalitica de etileno e, as cultivares tiveram diferentes percentuais de degradagao de amido, sendo os maiores obtidos/na Pacovan seguida pela Mysore, Nanicão, Figo e Terra. Os grânulos de amido das cultivares Terra e Figo mostraram-se resistentes a...

The soluble sugars accumulation in mature banana is consequence of several enzymes action on accumulate starch obtained during its development process. The starch degradation can occur outside the plant in a relatively short time called ripening. Associate at the faster starch mobilization, few works are available focusing this process in organs that store starch temporarily like banana. The aim of this study was identified cultivars that show different pattern of starch degradation when compared with Nanicao model. Bananas of different genomic groups were selected and analyzed, Nanicao (AAA), Terra (AAB), Mysore (AAB), Pacovan (AAB) and Figo (ABB). The Nanicao, Terra and Pacovan cultivars had a typical climacteric behavior. Sucrose was the predominant sugar followed by glucose and fructose that maintained 1:1 ratio, in all cultivars. Nanicao had the higher levels of soluble sugars followed by Figo, Pacovan, Terra and Mysore. The onset of starch degradation seems to be independent of ethylene. The higher activities of β-amylase, in banana pulp, was obtained in the last ripening stages, while α-amylase activities was constant and low at Nanicao and Pacovan. Two bands with activities were visualized in native PAGE which corresponded to cytosolic and plastidial forms of starchphosphorylases, with exception of Mysore. All cultivars had different perceptual of starch degradation and the higher one was observed at Pacovan, followed by Mysore, Nanicao, Figo and Terra. Starches granules of Terra and Figo showed to be resistant to enzymatic hydrolysis. All cultivars had a and β-amylase activities associated to granule throughout the ripening process. Only Mysore showed αamylase activity associated to granule higher than β-amylase. No significant change along the ripening was observed in amylose content and amylopectin chain length distribution. The micrographs revealed that granule surface suffer changes along the ripening, exposing structures...