Armazenamento a baixas temperaturas de diferentes cultivares de bananas: efeito nos atributos de qualidade / Storage at low temperatures of different banana cultivars: effect on quality attributes

A banana é altamente susceptível a injúrias causadas pelo frio, mas o efeito da refrigeração nos atributos que caracterizam a qualidade do fruto maduro é ainda pouco explorado. Neste trabalho, alguns desses atributos foram analisados em duas cultivares de banana escolhidas por sua diferença em relação à susceptibilidade ao frio: Nanicão e Prata. As duas cultivares foram armazenadas a baixas temperaturas (cv. Nanicão a 13 ºC e cv. Prata a 13 ºC e 10 ºC) por 15 dias e o efeito do frio sobre os compostos voláteis responsáveis pelo aroma e sabor, índices de cor da casca, níveis de carotenoides, açúcares e amido foram analisados comparativamente durante a maturação dos frutos e o perfil de proteínas diferentemente abundantes foi analisado na cultivar Nanicão. Com o auxílio das ferramentas da estatística multivariada, verificou-se que a produção dos compostos voláteis é altamente sensível as baixas temperaturas. A cv. Prata apresentou uma maior resistência ao efeito negativo do armazenamento, mesmo armazenada a 10 ºC. Na cv. Nanicão, as amostras maduras do grupo frio (13 ºC) foram caracterizadas pela presença dos carotenoides majoritários devido ao fato de que as vias metabólicas que utilizam carotenoides terem sido afetadas pelo armazenamento em baixas temperaturas. Para a cv. Prata teve um efeito negativo com o armazenamento, com redução dos níveis de carotenoides tanto a 13 ºC quanto a 10 ºC. Em relação à cor da casca dos frutos não foi observado um efeito evidente nas amostras submetidas a baixas temperaturas. Pela análise proteômica, foi possível entender como o frio causou um impacto negativo na síntese de sacarose, uma vez que as proteínas mais afetadas foram associadas ao metabolismo de energia e de carboidratos

Bananas are fruits highly susceptible to injuries caused by cold temperatures, but the effect of refrigeration on the attributes that characterize the quality of ripe fruit is still underexplored. In this work, some of these attributes were analyzed in two banana cultivars chosen for their difference in susceptibility to cold temperatures: Nanicão and Prata. Both cultivars were stored at low temperatures (cv. Nanicão at 13 ºC and cv. Prata at 13 °C and 10 °C) for 15 days and the effect of the cold on the volatile compounds responsible for aroma, skin color index, levels of carotenoids, sugars, and starch were comparatively analyzed during fruit maturation and different abundant protein profiles of the Nanicão cultivar were analyzed. By using multivariate statistic tools, it was found that the production of volatile compounds is highly susceptible to low temperatures. However, cv. Prata showed greater resistance to the negative effects of storage even when stored at 10 °C. For cv. Nanicão, ripe samples from the cold group kept at 13 ºC were characterized by the presence of majority carotenoids due to the fact that the metabolic pathways that use carotenoids were affected by the storage at such a low temperature. Conversely, cv. Prata experienced a negative effect with the storage, with reduced levels of carotenoids in both cold groups kept at 13 ºC and 10 ºC. In relation the skin color of the fruit, no effect on the samples held at low temperatures was observed. For proteomics analysis, it was possible to understand how the cold storage caused a negative impact on the synthesis of sucrose, since most of the affected proteins were associated with energy and carbohydrate metabolism

Perfis de compostos voláteis de banana submetidos a diferentes tratamentos pós-colheita e suas correlações com a expressão diferencial dos receptores de etileno / Volatile compounds profile of bananas submitted to different post-harvest treatments and its correlations to differential expression of ethylene receptors

O aroma de frutos é um atributo fortemente associado à qualidade, e quaisquer alterações ambientais ou tratamentos pós-colheita podem alterar a sua composição. Acredita-se que a biossíntese de voláteis seja um dos processos regulados pelo etileno. Estudos indicam que a expressão diferencial dos elementos que compõem os receptores de etileno desempenha importante papel na sinalização dos processos ligados ao amadurecimento, entre eles a formação do aroma. Os objetivos deste trabalho são: caracterizar as alterações decorrentes de tratamentos pós-colheita no aroma de banana durante o amadurecimento, e correlacionar com as variações nos padrões de expressão gênica diferencial dos receptores de etileno. Bananas pré-climatéricas variedade Nanicão foram divididas em quatro grupos: controle (não tratado), etileno (100ppm/12h), 1-MCP (100ppb/12h), armazenados a 20°C, e grupo frio (armazenado por 15 dias a 13°C). Foram analisados diariamente a produção de etileno e de CO2 por CG. Foram analisadas a cor da casca, açúcares solúveis e amido. Os compostos voláteis foram isolados por microextração em fase sólida (SPME) em frutos inteiros e polpas e analisados em CG-MS. Para confirmar os resultados e verificar se as alterações encontradas se repetem em outras variedades de bananas, o estudo foi repetido no Horticultural Sciences Department, na Universidade da Florida (EUA), em bananas var. 'Grand Naine'. Em paralelo, realizou-se a quantificação relativa da expressão dos receptores de etileno (ETR1, ERS1, ERS2 e ERS3) por PCR em tempo real. Com relação ao perfil de voláteis, os resultados indicam que os frutos não se diferenciam no período pré-climatérico. Porém, o perfil de voláteis do grupo controle foi significativamente diferente do grupo frio, tanto na polpa quanto no fruto inteiro no período climatérico. Esse efeito foi mais pronunciado na Nanicão do que na 'Grand Naine'. Compostos típicos como o acetato de isoamila foram drasticamente reduzidos nos frutos submetidos ao frio, e não foram encontrados na Nanicão. Não houve diferenças significativas com relação ao perfil de aromas entre o grupo controle e o grupo etileno. Com relação aos frutos tratados com 1-MCP observou-se o atraso na formação de alguns compostos sem alterar, contudo, o perfil final de voláteis. Com relação ao padrão de transcrição dos receptores de etileno, o frio reduziu o acúmulo dos transcritos do ETR1, ERS2 e ERS3 em todos os pontos. ERS1 parece estar correlacionado com a síntese de esteres. Os resultados sugerem que o mecanismo pelo qual o etileno regula o metabolismo de biossíntese de aromas parece contar com a participação relevante de determinados tipos de receptores. A correlação temporal encontrada entre as alterações no perfil de transcritos de três destes e os efeitos sobre a produção de compostos voláteis reforçam esta hipótese

Fruit aroma is an attribute strongly associated to quality, and any change in the environment or post-harvest treatment could affect its composition. Volatile biosynthesis is a process that is believed to be regulated by ethylene. Studies demonstrate that differential expression of ethylene receptors have an important role in fruit ripening processes, including aroma synthesis. The aims of this study are: evaluate modifications due to post-harvest treatment on the aroma of banana fruit during ripening, and correlate to variations on differential expression of ethylene receptors. Pre climacteric bananas of 'Nanicão' variety were divides in four groups: control (without treatment), ethylene (100ppm/12h), 1-MCP (100ppb/12h), stored at 20°C, and cold storage group (stored for 15 days at 13°C). Daily measurements were conducted of ethylene production and respiration using GC. Peel color, soluble sugars and starch were analyzed. Volatile compounds were isolated by solid phase microextraction (SPME) in whole fruits and pulp and analyzed by GCMS. To confirm the results ant to verify if the findings repeat in another banana variety, this study was repeated at Horticultural Sciences Department, at University of Florida (EUA), under supervision of Dr. Jeffrey K. Brecht, in bananas Cavendish cv. 'Grand Naine'. Also, relative quantification of the expression of ethylene receptors (ETR1, ERS1, ERS2 and ERS3) was analyzed using real time PCR. Regarding the volatile profile, groups did not differentiated in pre-climacteric period. But the volatile profile of control group significantly differentiates from cold storage group, in both pulp and whole fruit, in post climacteric period. This effect was more pronounced in bananas 'Nanicão' than 'Grand Naine'. Typical banana aroma compounds like isoamyl acetate were drastically reduced in fruits under cold storage, and were not found in 'Nanicão'. There were not any significant differences between control group and ethylene treated. Regarding 1-MCP treated fruits, there was a delay on the synthesis of some compounds without affecting the final volatile profile. Regarding the transcription pattern of ethylene receptors, cold storage reduced mRNA of ETR1, ERS2 and ERS3 in all samples. ERS1 receptor seems to be correlated to ester synthesis. These results suggest that the mechanism whereby the ethylene regulates the biosynthesis of aroma, seems to count with relevant participation of some receptors. The temporal correlation found in the differential expression of three receptors and the effect on volatile compounds synthesis reinforces this hypothesis