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).
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 .
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.
- 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
Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
---|---|---|---|
ADRIANA DILLENBURG MEINHART | 2 | ||
ALVARO RENATO GUERRA DIAS | 2 | ||
CESAR VALMOR ROMBALDI | 2 | ||
ELDER PACHECO DA CRUZ | |||
ELESSANDRA DA ROSA ZAVAREZE | 2 | ||
ELIEZER AVILA GANDRA | 2 | ||
ESTEFANI TAVARES JANSEN | |||
Helen Cristina dos Santos Hackbart | |||
Igor Henrique de Lima Costa | |||
JULIANI BUCHVEITZ PIRES | |||
LAURA MARTINS FONSECA | |||
ROSÂNGELA SILVEIRA BARBOSA |
Fontes Financiadoras
Sigla / Nome | Valor | Administrador |
---|---|---|
CAPES / Coordenação de Aperfeiçoamento de Nível Superior | R$ 40.000,00 | Coordenador |
Recursos Arrecadados
Fonte | Valor | Administrador |
---|---|---|
Fapergs | R$ 60.000,00 | Coordenador |
Plano de Aplicação de Despesas
Descrição | Valor |
---|---|
339030 - Material de Consumo | R$ 50.000,00 |
449052 - Equipamentos e Material Permanente | R$ 25.000,00 |
339039 - Outros Serviços de Terceiro - Pessoa Jurídica | R$ 25.000,00 |