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Fisiologia da maturação

fisiologia da maturação

A maturação é um processo biológico complexo que ocorre nos frutos. Envolve uma série de mudanças bioquímicas e fisiológicas que levam ao desenvolvimento do sabor e da textura, bem como a mudança de cor da fruta. O objetivo deste post é fornecer uma visão geral da fisiologia por trás da maturação da fruta para entender melhor como otimizar o rendimento de suas colheitas. 

O que acontece durante o amadurecimento das frutas? 

O amadurecimento das frutas é caracterizado por diversas mudanças bioquímicas e fisiológicas. Estas incluem:

  • Produção de etileno, um hormônio vegetal que atua como um sinal para o início e progressão da maturação da fruta;
  • Quebra das paredes celulares;
  • Síntese e degradação de proteínas,
  • Carboidratos, lipídios e outros compostos;
  • Mudanças na acidez;
  • Aumento das taxas respiratórias.

Todos estes processos são orquestrados pelas redes reguladoras da planta, que respondem aos sinais ambientais como temperatura, luz, disponibilidade de água, para determinar quando é o momento de amadurecimento dos frutos.

Como o amadurecimento das frutas é afetado por fatores ambientais?

As condições ambientais têm um grande impacto na taxa de amadurecimento e na qualidade da cultura resultante. A temperatura é um dos fatores ambientais mais importantes, pois afeta a produção de etileno e a atividade das enzimas envolvidas no processo de amadurecimento. Além disso, a disponibilidade de água pode influenciar o metabolismo e o crescimento das frutas, enquanto a luz pode afetar o acúmulo de antocianina, levando a mudanças na cor.

A luz também desempenha um papel significativo na fisiologia da maturação, pois algumas frutas são sensíveis a certos comprimentos de onda ou intensidades. Por exemplo, frutas vermelhas ou amarelas são sensíveis à luminosidade azul e escurecem quando expostas. Neste caso, o pigmento antociânico é ativado pela luz azul, resultando em tonalidades de cores mais escuras. Por fim, a composição do ar (relação CO2/O2) desempenha um papel significativo na regulação das taxas respiratórias.

Como o etileno afeta o amadurecimento das frutas? 

O etileno desempenha um papel no início e controle do amadurecimento das frutas. Durante o amadurecimento, as plantas produzem gás etileno que se liga às proteínas receptoras nas células dentro do tecido da fruta. Isto desencadeia uma cascata de eventos que leva a mudanças na expressão gênica resultando em aumento da produção de enzimas envolvidas na quebra da parede celular, degradação do amido, acúmulo de açúcar.

Conforme os níveis de etileno aumentam, a taxa respiratória aumenta e o amido é convertido em açúcares, resultando em um aumento da doçura. Outras mudanças, incluem amolecimento da textura devido à degradação da parede celular, aumento da acidez devido à liberação de ácidos orgânicos de locais de armazenamento dentro das células, e compostos voláteis que contribuem para o desenvolvimento do aroma.

Além de seu papel como molécula de sinalização durante a maturação do fruto, o etileno também ajuda a regular outros aspectos do crescimento da planta, tais como a abcisão das folhas ou a senescência da flor.

O etileno é fundamental para estimular a maturação da fruta, enquanto outros hormônios como auxinas, ácido abscísico (ABA), ac. giberélico, citoquininas, brassinosteróides e ácido jasmônico também estão envolvidos no processo. A compreensão da fisiologia da maturação pode ajudar a otimizar o crescimento da cultura e o rendimento da colheita.

Em conclusão, uma complexa rede de hormônios regula o desenvolvimento de frutas desde a flor até produtos maduros prontos para a colheita. Diferentes condições ambientais podem ter um significativo efeito sobre o equilíbrio hormonal que controla a maturação e o amadurecimento.

Papel dos hormônios envolvidos na maturação

O papel do etileno na maturação tem sido estudado extensivamente. Entretanto, os papéis de outros hormônios, como auxinas, ácido abscísico (ABA), ácido giberélico, citocininas, brassinosteróides e ácido jasmônico são menos bem compreendidos.

Auxinas

Auxina desempenha um papel fundamental no desenvolvimento precoce dos frutos. O número de frutas e o crescimento estão ligados à auxina e os seus níveis têm demonstrado se acumular antes do início da maturação. Este hormônio é um fator crítico do amadurecimento. Quando aplicada em frutos imaturos, atrasou seu amadurecimento e gerou partenocarpias. Tanto em plantas de tomate quanto em plantas de uva, os níveis de ácido livre de indol 3-acetico (IAA) diminuíram no início da maturação, enquanto que as concentrações de ácido IAA-aspártico (IAA-Asp) aumentaram de maneira significativa. Portanto, esta evidência sugere que existe uma relação entre estes dois hormônios dentro do contexto do desenvolvimento da fruta.

ABA

ABA é um hormônio vegetal envolvido em uma gama diversificada de processos biológicos, incluindo o crescimento e desenvolvimento, bem como estar envolvido na regulação do amadurecimento de frutos climatéricos e não-climatéricos.

Ese hormônio atua como um promotor de amadurecimento. Os níveis de ABA aumentam antes da produção de lâminas de etileno na fase de maturação. Além disso, quando o ABA exógeno é aplicado, a firmeza da fruta diminuiu e o açúcar se acumula mais rapidamente do que em frutos não tratadas. Isto implica que o Acído abscísico é um fator preponderante para o amadurecimento da fruta.

Ácido giberélico

O ácido giberélico (GA) também desempenha um papel regulamentação do amadurecimento. A GA3 estimula a produção de etileno e influencia o metabolismo do açúcar, bem como outras vias metabólicas associadas à maturação. Além disso, aumenta a degradação da clorofila e a síntese de pigmentos, tais como carotenoides, flavonoides e antocianinas. Estes compostos são responsáveis pelas mudanças de cor durante o processo de maturação.

Ácido Jasmônico

O ácido jasmônico (JA) é um hormônio envolvido em muitos processos de desenvolvimento, incluindo o amadurecimento. Tem demonstrado estar envolvido na regulação da biossíntese do etileno e das vias de degradação. Além disso, o JA desempenha um papel fundamental no estímulo do afrouxamento da parede celular e na regulação do amolecimento durante o amadurecimento da fruta.

Como o etileno afeta o amadurecimento das frutas? 

O etileno desempenha um papel no início e controle do amadurecimento das frutas. Durante o amadurecimento, as plantas produzem gás etileno que se liga às proteínas receptoras nas células dentro do tecido da fruta. Isto desencadeia uma cascata de eventos que leva a mudanças na expressão gênica resultando em aumento da produção de enzimas envolvidas na quebra da parede celular, degradação do amido, acúmulo de açúcar.

Conforme os níveis de etileno aumentam, a taxa respiratória aumenta e o amido é convertido em açúcares, resultando em um aumento da doçura. Outras mudanças durante a maturação incluem amolecimento da textura devido à degradação da parede celular, aumento da acidez devido à liberação de ácidos orgânicos de locais de armazenamento dentro das células, e compostos voláteis que contribuem para o desenvolvimento do aroma.

Além de seu papel como molécula de sinalização durante a maturação do fruto, o etileno também ajuda a regular outros aspectos do crescimento da planta, tais como a abcisão das folhas ou a senescência da flor.

O etileno é fundamental para estimular a maturação da fruta, enquanto outros hormônios como auxinas, ácido abscísico (ABA), ácido giberélico, citoquininas, brassinosteróides e ácido jasmônico também estão envolvidos no processo. A compreensão da fisiologia da maturação da fruta pode ajudar a otimizar o crescimento da cultura e o rendimento da colheita.

Em conclusão, uma complexa rede de hormônios regula o desenvolvimento de frutas desde a flor até produtos maduros prontos para a colheita. Diferentes condições ambientais podem ter um significativo efeito sobre o equilíbrio hormonal que controla a maturação e o amadurecimento.

Como otimizar o rendimento da colheita

Os agricultores podem otimizar o rendimento de suas culturas compreendendo a fisiologia por trás da maturação dos frutos e tomando medidas para garantir condições ótimas para suas culturas em todas as etapas. Por exemplo, a manutenção de níveis adequados de umidade durante o armazenamento ajudará a evitar a deterioração prematura devido a mofo ou crescimento de bactérias.

Além disso, o controle das flutuações de temperatura pode ajudar a reduzir o estresse das frutas durante o transporte da fazenda para o mercado ou para as instalações de armazenamento. Finalmente, o uso de inibidores de etileno em estágios específicos pode retardar ou parar certos processos, como a quebra da parede celular, que de outra forma levaria à deterioração antes da chegada do tempo de colheita.

Conclusão

A maturação das frutas envolve mudanças bioquímicas e fisiológicas complexas que são reguladas pelas condições ambientais, tais como temperatura ou intensidade luminosa. A compreensão desses processos é essencial para otimizar o rendimento de suas culturas, garantindo condições ótimas em todas as etapas bem como controlarem fatores como os níveis de etileno com inibidores quando necessário. Ao fazer isso, eles podem maximizar seus lucros e, ao mesmo tempo, fornecer aos consumidores frutas de alta qualidade durante todo o ano!

Referências:

  1. Singh V., et al. Plant Physiology; Biochemistry: A Introdution (2020).
  2. Bartling B., et al. Fruit Ripening — Uma visão abrangente dos recentes avanços (2015).
  3. Zhang G., et al. Regulamentação da maturação da fruta por etileno e outros hormônios (2016).
  4. Knapp A., et al. The Physiology of Fruit Ripening (2017).

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