Detecção precoce de fungos em mamão papaia pode reduzir perdas na pós-colheita

Pesquisadores da Embrapa Meio Ambiente (SP), em parceria com a Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), desenvolveram e otimizaram um método para extração e análise de metabólitos voláteis de mamão papaia. O objetivo é detectar precocemente a presença de fungos causadores de podridões enquanto ainda estão na fase de quiescência, o que, grosso modo, poderia se traduzir como assintomáticos. Trata-se de um resultado de extrema relevância para reduzir as perdas na fase de pós-colheita, impactando diretamente a exportação da fruta fresca. 

De acordo com Daniel Terao, pesquisador da Embrapa Meio Ambiente, na exportação de frutas frescas, fungos causadores de doenças na pós-colheita têm causado sérios prejuízos aos produtores, exportadores e importadores. Isso ocorre porque, quando as frutas são embarcadas no Brasil elas estão aparentemente sadias, porém fungos quiescentes estão presentes e os sintomas só aparecem com o processo de amadurecimento durante o armazenamento e transporte.

Segundo estimativas da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura (FAO), um terço das frutas e olerícolas se perdem depois de colhidas. A Identificação convencional dos fungos causadores de doenças só é possível após o aparecimento dos sintomas e envolve etapas dispendiosas de isolamento e posterior caracterização estrutural por microscópio ou molecular, por meio da extração de DNA.

Larissa Rocha Terra (foto à esquerda), doutoranda da Unicamp e bolsista da Fapesp, que desenvolve seu projeto de pesquisa na Embrapa Meio Ambiente, explica que, como o aroma e o sabor dos frutos estão intimamente ligados à percepção da qualidade pelos consumidores, a extração e análise de compostos voláteis produzidos pelo mamão pode ser uma ferramenta para a detecção precoce de contaminação por fungos. 

“O que ocorre é que as características sensoriais envolvem, na maioria dos casos, compostos orgânicos voláteis, como benzilisotiocianato, terpenos, hidrocarbonetos, ésteres, aldeídos, cetonas, álcoois e ácidos orgânicos. A composição de tais metabólitos voláteis pode ser alterada pela presença de micro-organismos que causam uma modificação no metabolismo da fruta, resultando na síntese de novas substâncias ou na mudança dos níveis daquelas já existentes”, complementa. 

Método reuniu conhecimentos de ciência e design para análise metabolômica

Segundo Sonia Queiroz, pesquisadora da área de química analítica e orgânica da Embrapa Meio Ambiente, as análises de voláteis de alimentos por cromatografia consistem em três passos fundamentais: extração, separação cromatográfica e identificação dos compostos. Um método bem estabelecido de extração de voláteis é a microextração em fase sólida, que é uma técnica de preparo de amostras simples e eficaz, onde é utilizada uma agulha revestida com material adsorvente que, quando em contato com compostos voláteis, é capaz de extraí-los e concentrá-los em uma única etapa. 

Dessa forma, os cientistas desenvolveram um sistema em que o mamão é inserido em um frasco, onde é deixado determinado tempo para condicionamento. Em seguida, a fibra de microextração em fase sólida é exposta no headspace (espaço vazio) para a extração dos compostos voláteis. Posteriormente, os analitos são dessorvidos termicamente da fibra na porta de injeção de um cromatógrafo a gás acoplado a um espectrômetro de massas (GC-MS), para a análise dos metabólitos voláteis produzidos (análise metabolômica).

Os pesquisadores perceberam que a eficiência do método depende da definição de alguns parâmetros, como a fibra utilizada, o tempo em que o mamão permanece acondicionado, o tempo de exposição da fibra e a programação de temperatura do forno do cromatógrafo. A variação desses parâmetros influencia na quantidade de voláteis detectados. 

De acordo com a pesquisadora e professora do Instituto de Química da Unicamp Marcia Miguel Castro Ferreira, uma maneira de estudar o efeito de alguns fatores sobre uma resposta e também avaliar o efeito da interação entre eles é utilizar planejamentos experimentais (DoE- do inglês Design of Experiments). No uso de DoE, o nível dos fatores são variados simultaneamente, o que permite um menor número de experimentos, comparado a avaliações univariadas (avaliação da resposta ao modificar o nível de um fator enquanto os outros são mantidos constantes) e a possibilidade de avaliar a interação entre eles (o que ocorre com a resposta quando aumenta-se o nível de dois ou mais fatores simultaneamente). 

Estudo resultou na extração de mais de 100 voláteis de papaia

No estudo, os pesquisadores investigaram a eficiência de duas fibras, uma revestida com polidimetilsiloxano (PDMS) e outra com polidimetilsiloxano/divinilbenzeno (PDMS/DVB). Eles verificaram que a PDM/DVB foi a responsável por extrair um maior número de voláteis da amostra, principalmente os compostos mais polares e essa fibra foi então selecionada para dar prosseguimento nos estudos. 

Os parâmetros da programação de temperatura do forno do cromatógrafo foram também modificados até que conseguiram diminuir o tempo da corrida cromatográfica de 40 para 35 minutos, mantendo uma alta quantidade de picos detectados.

Finalmente, o DoE foi utilizado, mais precisamente um planejamento composto central (CCD- do inglês Central Composite Design), para avaliar quais seriam os níveis ótimos do tempo de acondicionamento e do tempo de exposição da fibra para amostrar uma maior quantidade de voláteis. Com o CCD foi possível construir uma superfície de resposta que permitiu uma análise mais profunda dos dados. Os autores concluíram que um tempo de acondicionamento de 10 minutos e um tempo de exposição da fibra de 45 min já seria suficiente para realizar as análises propostas, uma vez que mais de 100 voláteis de mamão papaia verde foram detectados.