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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.9.2021.tde-05082021-102520
Documento
Autor
Nome completo
Silvia Leticia Rivero Meza
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2021
Orientador
Banca examinadora
Purgatto, Eduardo (Presidente)
Escudero, Sonia Medina
Fabi, João Paulo
Freschi, Luciano
Título em inglês
Influence of pre- and post-harvest treatments on metabolite profiling of tomato fruit (Solanum lycopersicum) during ripening
Palavras-chave em inglês
Fruit quality
Fruit ripening
Phytohormones
Pre- and post-harvest treatments
Primary and secondary metabolites
Salinity stress
Solanum lycopersicum
Resumo em inglês
During fruit ripening, sensory changes occur, such as in color, texture and aroma, as well as the production of beneficial compounds for health. Thus, changes in primary and secondary metabolites were analyzed in fruits, which were exposed to pre- and post-harvest treatments as well as salinity stress and hormonal treatment, respectively, aiming to improve the sensory and nutritional quality of the fruit. Salinity treatment was applied in two Mediterranean traditional tomato varieties named 'Tomate Pimiento' (TP) and 'Muchamiel Aperado' (MA), using as reference the commercial cultivar 'Moneymaker' (MM). Hormonal treatments (ethylene, methyl jasmonate, 1-methylcyclopropene, and both 1-methylcyclopropene and methyl jasmonate) were applied in Grape tomato fruits, using as control the no-treated fruits. Concerning pre-harvest treatment, plants were grown without salt (control) and with moderate salt stress (50 mM NaCl), which did not affect fruit yield in any variety. The variety TP is of great interest because of its high soluble solids content (SSC) in control, which is even higher in salt, while MA is very attractive because of its high Brix yield index (SSC x fruit yield), which has been used as overall fruit quality measure. Similitude between both traditional varieties were found for primary metabolism, as they significantly increased their sucrose contents with respect to MM in red ripe fruits from plants grown in control and, especially, salt stress conditions. The most remarkable difference was observed in the high constitutive levels of total amino acids in TP fruits, including the three major free amino acids found in tomato fruit, GABA, glutamate and glutamine, which even increased under salinity. On the subject of secondary metabolites, the most interesting change induced by salinity was the increase in α-tocopherol found in red ripe fruits of both tomato varieties. Regarding post-harvest treatment, ethylene increased fructose, sucrose and glucose, while methyl jasmonate increased organic acids such as citric and malic acids and amino acids such as glutamic acid, GABA and phenylalanine at 10 DAH; and fatty acids at 4 DAH. Both treatments induced the accumulation of tocopherols and phytosterols at 10 DAH, and carotenoids (mostly lycopene) at 10 and 21 DAH. Fruits treated with only 1-methylcyclopropene presented significant reduction in the levels of metabolites mainly at 4 and 10 DAH. Fruits treated with both 1-methylcyclopropene and methyl jasmonate exhibited a lower impact on delayed of metabolite production than treatment with 1-methylcyclopropene. In addition, it showed a tendency to improve the levels of sugars (glucose, glucaric acid and mannose) at 10 DAH and organic acids (propanoic and butanoic acids), carotenoids (lycopene, β-carotene, lutein), tocopherols (α-tocopherol, β-tocopherol, γ-tocopherol) and phytosterols (β-sitosterol, stigmasterol and stigmastadienol) at 21 DAH. Most of the changes in the metabolites profiling are related to the organoleptic and nutritional value of the fruits, proposing that the pre- and post-harvest treatments can be applied as tools to improve the nutritional and sensory value of tomato.
Título em português
Influência dos tratamentos pré- e pós-colheita no perfil de metabólitos do tomate (Solanum lycopersicum) durante o amadurecimento
Palavras-chave em português
Amadurecimento
Estresse salino
Fitohormonios
Metabolitos primários e secundários
Qualidade do fruto
Solanum lycopersicum
Tratamentos pré- e pós-colheita
Resumo em português
Durante o amadurecimento de frutos ocorrem mudanças sensoriais como na cor, textura e aroma assim como a produção de compostos benéficos para a saúde. Deste modo, alterações nos metabólitos primários e secundários foram avaliadas em frutos expostos aos tratamentos pré- e pós-colheita como estresse salino e tratamento hormonal, respectivamente, com o objetivo de melhorar a qualidade sensorial e nutricional do fruto. O tratamento salino foi aplicado em duas variedades tradicionais do Mediterrâneo denominadas 'Tomate Pimiento'(TP) e 'Muchamiel Aperado' (MA), usando como referência a cultivar comercial 'Moneymaker' (MM). Os tratamentos hormonais (etileno, metil jasmonato, 1-metilciclopropeno, e ambos 1-metilciclopropeno e metil jasmonato) foram aplicados em tomate Grape, usando os frutos não tratados como controle. Em relação ao tratamento pré-colheita, as plantas foram cultivadas sem sal (controle) e com moderado estresse salino (50 mM NaCl), o qual não afetou a produção das variedades. A variedade TP é de grande interesse devido seu elevado conteúdo de sólidos solúveis (SSC) no controle, o qual é ainda maior em sal, enquanto MA é muito atrativa devido seu elevado índice de produção Brix (SSC x produção), o que tem sido usada como medida geral da qualidade do fruto. A similaridade entre ambas variedades tradicionais foi encontrada no metabolismo primário, visto que aumentaram significativamente o conteúdo de sacarose com respeito a MM em fruto maduro de plantas cultivadas no controle e, especialmente, em condições de estresse salino. A diferença mais notável foi observada nos elevados níveis de aminoácidos totais em frutos TP, incluindo os três principais aminoácidos livres encontrados em tomate, GABA, glutamato e glutamina, que aumentaram mesmo sob salinidade. A respeito dos metabólitos secundários, a alteração mais interessante induzida pela salinidade foi o aumento em α-tocoferol encontrado nos frutos maduros de ambas variedades de tomate. Em relação ao tratamento pós-colheita, o etileno aumentou os níveis de frutose, sacarose e glicose, enquanto o metil jasmonato aumentou os ácidos orgânicos como ácidos cítrico e málico, e aminoácidos como ácido glutâmico, GABA, e fenilalanina no décimo dia após colheita (DAH); e ácidos graxos no 4 DAH. Ambos tratamentos induziram o acumulo de tocoferóis e fitosteróis no 10 DAH, e carotenoids (principalmente licopeno) no dia 10 e 21 DAH. Frutos tratados somente com 1-metilciclopropeno apresentaram redução significativa nos níveis dos metabolitos principalmente no dia 4 e 10 DAH. Frutos tratados com ambos1-metilciclopropeno e metil jasmonate exibiram menor impacto no atraso da produção de metabólitos do que frutos tratados somente com 1-metilciclopropeno. Além disso, esse tratamento demonstrou uma tendência em melhorar os níveis de açúcares (glicose, ácido glucárico e manose) no 10 DAH e ácidos orgânicos (ácidos propanoico e butanoico), carotenoides (licopeno, β-caroteno, luteína), tocoferóis (α-tocoferol, β-tocoferol e γ-tocoferol) e fitosteróis (β-sitosterol, stigmasterol and stigmastadienol) no 21 DAH. A maioria das alterações no perfil dos metabólitos está relacionada às características organolépticas e ao valor nutricional dos frutos, propondo que os tratamentos pré- e pós-colheita podem ser aplicados como ferramentas para melhorar os valores nutricionais e sensoriais do tomate.
 
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Data de Publicação
2021-08-11
 
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