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Evolução do perfil proteometabolômico de pseudofrutos de Hovenia dulcis: do desenvolvimento ontogenético à extração e aplicação in vivo de polissacarídeos

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Escola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)

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Meio ambiente
Saúde
Tecnologia e produção
Trabalho

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ODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
ODS 3: Saúde e bem-estar
ODS 8: Trabalho decente e crescimento econômico
ODS 9: Indústria, inovação e infraestrutura
ODS 12: Consumo e produção responsáveis

Dados abertos

Resumo

Diante do limitado conhecimento sobre as bases moleculares que regem o desenvolvimento de Hovenia dulcis no Brasil e o potencial tecnológico de suas matrizes biológicas, este estudo teve como objetivo investigar, por abordagem multiômica integrada, o desenvolvimento de seus pseudofrutos e extrair, caracterizar e aplicar seus polissacarídeos (HDPs-BR) como revestimentos comestíveis na conservação pós-colheita de morangos. O desenvolvimento dos pseudofrutos foi caracterizado por análises físicas, físico-químicas, químicas e proteômica de alta resolução ao longo de sete estádios. Paralelamente, HDPs-BR extraídos de pseudofrutos maduros foram caracterizados e aplicados isoladamente ou combinados com alginato de sódio (SA) e eugenol (Eug) em morangos armazenados por 15 dias. O desenvolvimento de Hovenia dulcis estendeu-se por 180 dias, com amadurecimento efetivo aos 150 dias após a antese, marcado por intenso amolecimento, solubilização péctica e conversão de amido em açúcares. Quatrocentas e noventa e seis proteínas foram identificadas, por meio de análises proteômicas, das quais 222 foram diferencialmente expressas, evidenciando a participação coordenada do metabolismo energético, vias fotossintéticas, sinalização do etileno e defesas antioxidantes. A análise multivariada permitiu distinguir três fases de desenvolvimento: defesa química, transição metabólica e maturação sensorial, e revelar que a transição foi coordenada por alterações fisiológicas, físico-químicas e metabólicas. Os HDPs-BR apresentaram rendimento de extração de 5,31%, sendo constituídos majoritariamente por açúcares totais (62,68%) e ácidos urônicos (24,95%), além de apresentarem compostos fenólicos e atividade antioxidante, evidenciando seu caráter bioativo. Nos morangos, o desempenho dos revestimentos foi dependente da formulação e do período de armazenamento. HDPs-BR 0,5% favoreceram a manutenção da firmeza, enquanto HDPs-BR 1% contribuíram para a retenção de compostos fenólicos, antocianinas e coloração vermelha. A incorporação de SA e Eug proporcionou benefícios adicionais, destacando-se HDPs-BR 1% + Eug 0,1% pela manutenção da cor vermelha, elevado teor de antocianinas e atividade antioxidante. Os revestimentos também contribuíram para o controle microbiológico durante o armazenamento. Conclui-se que o desenvolvimento de Hovenia dulcis é sustentado por uma rede proteometabólica coordenada que redireciona recursos de mecanismos protetores para a aquisição de atributos associados à maturação, enquanto seus polissacarídeos constituem uma matriz bioativa promissora para o desenvolvimento de revestimentos comestíveis destinados à conservação sustentável de frutas frescas.

Abstract

Given the limited knowledge regarding the molecular mechanisms underlying the development of Hovenia dulcis in Brazil and the technological potential of its biological matrices, this study aimed to investigate pseudofruit development through an integrated multi-omics approach and to extract, characterize, and apply its polysaccharides (HDPs-BR) as edible coatings for the postharvest preservation of strawberries. Pseudofruit development was characterized through physical, physicochemical, chemical, and high-resolution proteomic analyses across seven developmental stages. In parallel, HDPs-BR extracted from mature pseudofruits were characterized and applied either alone or in combination with sodium alginate (SA) and eugenol (Eug) to strawberries stored for 15 days. The development of Hovenia dulcis extended over 180 days, with effective ripening occurring at 150 days after anthesis, characterized by pronounced softening, pectin solubilization, and the conversion of starch into sugars. Proteomic analyses identified 496 proteins, of which 222 were differentially expressed, revealing the coordinated involvement of energy metabolism, photosynthetic pathways, ethylene signaling, and antioxidant defense mechanisms. Multivariate analysis distinguished three developmental phases chemical defense, metabolic transition, and sensory maturation and revealed that the transition was coordinated by physiological, physicochemical, and metabolic changes. HDPsBR showed an extraction yield of 5.31% and were primarily composed of total sugars (62.68%) and uronic acids (24.95%). They also contained phenolic compounds and exhibited antioxidant activity, demonstrating their bioactive nature. In strawberries, coating performance depended on both formulation and storage period. HDPs-BR at 0.5% favored firmness retention, whereas HDPs-BR at 1% contributed to the retention of phenolic compounds, anthocyanins, and red coloration. The incorporation of SA and Eug provided additional benefits, with HDPs-BR 1% + Eug 0.1% standing out for maintaining red coloration, high anthocyanin content, and antioxidant activity. The coatings also contributed to microbiological control during storage. In conclusion, Hovenia dulcis development is supported by a coordinated proteometabolic network that redirects resources from protective mechanisms toward the acquisition of ripening-associated traits, while its polysaccharides represent a promising bioactive matrix for the development of edible coatings aimed at the sustainable preservation of fresh fruits.

Descrição

Área de concentração

Ciências dos Alimentos

Linha de pesquisa

Pós colheita de Frutas e Hortaliças

Agência de desenvolvimento

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Objetivo

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DOI

Citação

MACHADO, Gilson Gustavo Lucinda. Evolução do perfil proteometabolômico de pseudofrutos de Hovenia dulcis: do desenvolvimento ontogenético à extração e aplicação in vivo de polissacarídeos. 2026. 95 p. Tese (Doutorado em Ciência dos Alimentos) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.

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