Nome do Projeto
Conservação de frutos de pitaya (Hylocereus spp.) por embalagens ativas e extração e nanoencapsulação de suas betalaínas
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
08/04/2022 - 20/09/2025
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
A pitaya é uma epífita cactácea comum em regiões tropicais e, recentemente, em regiões subtropicais. Essas frutíferas (gênero Hylocereus) se popularizaram devido ao seu fruto, conhecido como “fruto de pitaya”. Como o manejo e colheita são atividades recentes para essa frutífera, vários problemas são relatados. No armazenamento a baixa temperatura (8 a 10 °C), os frutos são bem conservados, porém, ocorrem alterações de cor e ao serem removidas da câmara fria há o surgimento de fungos. Esses microrganismos que se desenvolvem nos diferentes frutos de pitaya podem causar doenças na casca e alguns na polpa, causando perdas significativas e representando perda econômica para toda a sua cadeia produtiva. Vários desses agentes deteriorantes já foram reportados em frutos de pitaya em, pelo menos, onze países, incluindo o Brasil. No entanto, em território brasileiro, a investigação desses agentes limitou-se a pomares de pitaya em três estados: Distrito Federal, Minas Gerais e Paraná. Porém, há pomares em outros nove estados brasileiros e, até o momento, não foi documentado nenhuma pesquisa que os identificasse, dificultando a adoção de medidas de controle eficazes. Alguns métodos de conservação já foram propostos na literatura, porém, não há estudos com sanitizantes, que são de fácil acesso aos pequenos produtores, e poucos são os trabalhos que utilizaram embalagens ativas. A partir desse contexto, o objetivo deste trabalho será contribuir para a prevenção de perdas após a colheita de frutos de pitaya, obtendo-se informações referentes a condições que favorecem as alterações de coloração em função do armazenamento refrigerado, assim como pela identificação e controle de fungos causadores de podridões através da aplicação de sanitizantes comerciais e embalagem ativa de modo a preservar e estender a vida útil dos frutos. Para alcançar o objetivo elencado, os frutos de pitaya serão avaliados quanto aos distúrbios fisiológicos (cor e outros que surgirem) sob refrigeração (10 °C) e temperatura ambiente (± 25 °C) em diferentes tempos de armazenamento. Posteriormente, os frutos serão acondicionados em ambiente que favoreçam o crescimento de fungos para que seja possível sua identificação morfológica, molecular e filogenética. Uma vez identificados, será avaliado a utilização de alguns agentes químicos, quanto a sua ação sanitizante, para o controle e prevenção de fungos. Também serão realizados testes preliminares com óleos essenciais, a serem definidos, para posterior encapsulação, via electrospinning, em matrizes compostas por amido e zeína para obtenção de fibras. Estas serão caracterizadas e sua ação antifúngica também será avaliada, para serem confeccionadas em sachê e aplicadas como embalagem ativa. Após os testes com sanitizantes e fibras, ensaios de aplicação com frutos de pitaya, a ± 25 °C, serão realizados e os parâmetros físico-químicos serão medidos. Todos as análises serão desenvolvidas em triplicata, os resultados serão submetidos a ANOVA e as amostras que apresentarem diferença significativa (p < 0,05) ao teste de Tukey. Também serão extraídas as betalaínas da pitaya roxa através de diversas condições de ultrassom e sendo as mesmas nanoencapsuladas por electrospinning visando uma melhor estabilidade das mesmas.

Objetivo Geral

Contribuir para a prevenção de perdas após a colheita de frutos de pitaya, obtendo-se informações referentes a condições que favorecem as alterações de coloração em função do armazenamento refrigerado, assim como pela identificação e controle de fungos causadores de podridões através da aplicação de sanitizantes comerciais e embalagem ativa de modo a preservar e estender a vida útil dos frutos, assim como extrair e nanoencapsular as betalaínas presentes na pitaya roxa.

Justificativa

As plantas conhecidas como pitaya são epífitas cactáceas, originárias de regiões tropicais da América do Norte, Central e do Sul (BELLEC; VAILLANT; IMBERT, 2006). Atualmente é comum encontrá-las em regiões subtropicais (HE et al., 2012). Essas plantas frutíferas (gênero Hylocereus) se popularizaram devido ao seu fruto, conhecido como “fruto de pitaya” em países latinos e “fruto do dragão” em países europeus e asiáticos (MONTOYA-ARROYO et al., 2014).
É comum encontrar frutos das espécies de Hylocereus costaricensis (casca vermelha e polpa roxa), Hylocereus polyrhizus (casca e polpa vermelha) e Hylocereus undatus (casca vermelha e polpa branca) disponíveis no comércio em vários países do mundo, já os frutos de Hylocereus megalanthus (casca amarela e polpa branca) são mais comuns em países latinos, principalmente no México e Colômbia (BELLEC; VAILLANT; SALAZAR-GONZÁLEZ; SERNA-COCK; GÓMEZ-LÓPEZ, 2016).
O cultivo de pitaya é recente em todo o mundo, em alguns países como o Brasil essa atividade se iniciou a pouco menos de 30 anos, porém, só há alguns anos que vem se expandindo (JUNQUEIRA et al., 2010). O conhecimento envolvido no cultivo, manejo e colheita são empíricos e vários problemas são relatados como pragas e doenças.
Além disso, o conhecimento empírico existente aponta para dois grandes problemas em frutos de pitaya durante e após o armazenamento em câmara fria. Durante o período de armazenamento a baixa temperatura (as mais usadas são 8 e 10 °C) (BIN et al., 2012) os frutos são bem conservados, porém, ocorrem alterações de cor e ao serem removidas da câmara há o surgimento de fungos.
Mudança fisiológica após a colheita é característico de frutos climatéricos. A literatura diverge quanto a esse conceito aplicado em frutos de pitaya, pois há trabalhos que observaram comportamento climatérico (MARTINELI et al., 2021) e outros o não climatérico (CHAEMSANIT; MATAN; MATAN, 2018).
Os fungos que se desenvolvem nos diferentes frutos de pitaya podem causar doenças na casca (WU et al., 2017) e alguns na polpa (YI et al., 2015), causando perdas significativas na pós-colheita e representando perda econômica para toda a sua cadeia produtiva. Essas doenças foram reportadas no Brasil (MOURA, 2020) e em diversos outros países. Alguns dos fungos causadores dessas doenças já foram identificados. No Brasil foram isolados de frutos de pitaya obtidos de pomares do Distrito Federal, Minas Gerais (MOURA, 2020) e Paraná (CASTRO et al., 2017). Existem pomares de pitaya em pelo menos outros nove estados brasileiros e até o momento não foi documentado nenhuma pesquisa que identificasse os agentes fúngicos envolvidos em doenças nesses estados, dificultando a adoção de medidas de controle eficazes.
Métodos de conservação para o fruto da pitaya já foram propostos e a maioria dos tratamentos utilizaram redução de temperatura (RIVERA, 2021), elevação de temperatura (LUM; NORAZIRA, 2011;), compostos extraídos de fontes de origem animal (CHIEN; SHEU; LIN, 2007) e vegetal (como extrato e óleo essencial – OE) para compor revestimentos e embalagens ativas (BORDOH et al., 2020) e compostos químicos (HU et al., 2018).

Metodologia

No primeiro estudo, os frutos de pitaya serão avaliados quanto aos distúrbios fisiológicos, como cor e outros que surgirem, sob refrigeração (10 °C) e temperatura ambiente (± 25 °C) em diferentes tempos de armazenamento. No segundo estudo, serão utilizados parâmetros de armazenamento para favorecer o crescimento dos fungos da pitaya, sendo os fungos então identificados de forma morfológica, molecular e filogenética. No terceiro Estudo serão avaliados agentes químicos, quanto a sua ação sanitizante, para o controle e prevenção de fungos bem como a aplicação de embalagens ativas contendo óleos essenciais encapsulados em nanofibras provindas de polímeros biodegradáveis, via electrospinning. As nanofibras serão caracterizadas quanto a morfologia, cristalinidade relativa, espectros de FTIR, estabilidade térmica e quanto a sua ação antifúngica. No quarto estudo, as embalagens ativas e os sanitizantes serão aplicados em frutos de pitaya, a ± 25 °C, sendo avaliados os parâmetros físico-químicos dos frutos para analisar a efetividade dos agentes de conservação.
No quinto estudo a polpa de pitaya roxa será submetida à extração com soluções aquosas e hidroalcólicas através de banho ultrasônico em vária temperaturas.
No sexto estudo as betalaínas extraídas na condição melhor de extração serão nanoemcapsuladas em nanofibras de zeína em várias concentrações, avaliando-se a estabilidade, eficiencia de encapsulação e digestibilidade .

Indicadores, Metas e Resultados

- Desenvolvimento de embalagem ativa para frutos de pitaya;
- Identificação e controle de fungos causadores de podridões em pitaya;
- Extrair betalaynas de pitaya roxa por ultrassom
- Nanoencapsular betalaínas de pitaya roxa e aumentar sua estabilidade
- Publicação de artigos científicos;
- Divulgação dos resultados através de trabalhos em congressos, site do Laboratório e redes sociais;
- Formação de recursos humanos.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ADRIANA DILLENBURG MEINHART2
ALVARO RENATO GUERRA DIAS2
CESAR VALMOR ROMBALDI2
ELDER PACHECO DA CRUZ
ELESSANDRA DA ROSA ZAVAREZE2
ELIEZER AVILA GANDRA2
ESTEFANI TAVARES JANSEN
Igor Henrique de Lima Costa
JULIANI BUCHVEITZ PIRES
LAURA MARTINS FONSECA

Fontes Financiadoras

Sigla / NomeValorAdministrador
CAPES / Coordenação de Aperfeiçoamento de Nível SuperiorR$ 40.000,00Coordenador

Recursos Arrecadados

FonteValorAdministrador
FapergsR$ 60.000,00Coordenador

Plano de Aplicação de Despesas

DescriçãoValor
339030 - Material de ConsumoR$ 50.000,00
449052 - Equipamentos e Material PermanenteR$ 25.000,00
339039 - Outros Serviços de Terceiro - Pessoa JurídicaR$ 25.000,00

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