Estudo da atividade antifúngica do óleo essencial de menta incorporado em coberturas comestíveis à base de gelatina para aplicação em morango (Fragaria x ananassa)

Abstract

Os frutos do morango apresentam curto período pós-colheita, cujas principais causas são a sua intensa atividade metabólica e alta incidência por fungos deteriorantes, como Botrytis cinerea e Rhizopus stolonifer, o que gera significativas perdas econômicas desse produto. O uso do óleo essencial de menta (OEM) aplicado em coberturas comestíveis à base de gelatina surge como alternativa no controle fitopatogênico, minimizar injúrias físicas e alterações químicas, substituir aditivos sintéticos, aumentando sua vida útil. Sendo assim, o objetivo desse estudo foi avaliar a atividade do OEM contra o desenvolvimento de fungos quando adicionado em diferentes coberturas comestíveis à base de gelatina aplicadas em morango. Inicialmente, foram incorporados nas soluções filmogênicas à base de gelatina diferentes concentrações de OEM (0; 0,06; 0,13; 0,25; 0,38; 0,50 % (g/g gelatina)) e as coberturas foram caracterizadas quanto às propriedades de barreira, mecânicas, estruturais e capacidade antifúngica na forma de filmes obtidos por casting. As diferentes concentrações do OEM nos filmes proporcionaram aumento da barreira ao vapor de água, aumento da espessura, menor transparência e maior opacidade. Concentrações acima de 0,38 % de óleo resultaram em filmes mais frágeis e menos homogêneos na superfície. O OEM interferiu na organização molecular da matriz dos filmes e apresentou capacidade inibitória para B. cinerea e R. stolonifer somente na maior concentração (0,50 %). Observou-se que a atividade do OEM foi reduzida pela incorporação direta na matriz proteica das coberturas, podendo ser devido à sua volatilização na etapa de produção e secagem dos filmes. Para aumentar o potencial antifúngico e estabilidade, o OEM foi incorporado nas coberturas na forma de nanoemulsão (0; 0,06; 0,13; 0,25; 0,38; 0,50 % (g/g gelatina)), e os filmes caracterizados como descrito na primeira etapa. Os filmes adicionados das diferentes concentrações de nanoemulsão do óleo essencial de menta (NOEM) foram mais espessos, menos transparentes e mais opacos que o controle. A NOEM incorporada proporcionou melhor distribuição das partículas de óleo, resultando em filmes mais lisos e homogêneos, aumentou a barreira ao vapor de água e gerou filmes mais elásticos e menos rígidos. A organização molecular da matriz dos filmes foi alterada pela adição da NOEM. A capacidade antifúngica dos filmes para B. cinerea e R. stolonifer foi maior com a incorporação da NOEM nas concentrações de 0,25, 0,38 e 0,50 %. Posterior às caracterizações dos filmes, foi avaliada a influência do OEM e da NOEM nas coberturas comestíveis aplicadas em morangos inoculados com B. cinerea e R. stolonifer e os frutos foram avaliados em relação ao desenvolvimento fúngico, taxa de respiração, produção de etileno e firmeza. As coberturas comestíveis com concentrações acima de 0,25 % de óleo, tornaram a superfície dos morangos escuras e amolecidas logo após aplicação. O desenvolvimento dos fungos foi influenciado pela aplicação das coberturas adicionadas das menores concentrações de OEM e de NOEM e reduziram a taxa de respiração dos morangos e a produção de etileno comparados ao controle. A firmeza dos morangos foi afetada negativamente pelas concentrações de 0,13 % de óleo de menta nas coberturas, enquanto que 0,06 % de óleo nas coberturas mantiveram melhor a firmeza dos morangos, sendo a cobertura A1 (0,06 % OEM) escolhida para revestimento dos morangos. A vida útil de morangos higienizados com irradiação ultravioleta de onda curta (UV-C) e aplicados da cobertura comestível A1 (0,06 %) foi avaliada quanto ao desenvolvimento fúngico, perda de massa, cor, firmeza, taxa de respiração, pH, sólidos solúveis totais, açúcares, ácidos orgânicos, capacidade antioxidante, compostos fenólicos totais e antocianinas totais. Os morangos revestidos com cobertura contendo 0,06 % OEM apresentaram redução ao desenvolvimento fúngico. A perda de massa e a taxa de respiração também foram mais baixas quando comparadas aos frutos sem cobertura. O OEM na cobertura não mostrou efeito negativo na cor e na firmeza dos morangos. Além disso, o uso da cobertura A1 (0,06 % OEM) mostrou os melhores resultados quanto ao pH, SST, açúcares, ácidos orgânicos, capacidade antioxidante e compostos fenólico dos morangos durante 8 dias, armazenados a 6 °C e 95 % UR. O uso do OEM como agente antifúngico natural em cobertura comestível à base de gelatina mostrou ter potencialidade para manutenção da qualidade físico-química e no controle da senescência de morangos.

Abstract : Strawberry fruits have a short post-harvest period, whose main causes are their intense metabolic activity and high incidence by deteriorating fungi, such as Botrytis cinerea and Rhizopus stolonifer, which generated significant economic losses of this product. The use of mint essential oil (MEO) applied to gelatin based edible coating appears as an alternative in phytopathogenic control, minimizing physical injury and chemical changes, replacing synthetic additives, increasing their shelf life. Therefore, the objective of this study was to evaluate the activity of the MEO against the development of fungi, when added in different gelatin based edible coatings on strawberry. Initially, different concentrations of MEO (0, 0.06, 0.13, 0.25, 0.38, 0.50 % (g/g gelatin) were incorporated into gelatin-based film-forming solutions and the coatings were characterized a mechanical properties, structural and antifungal properties of films obtained by casting. The different concentrations of the MEO in the films provided increased water vapor barrier, increased thickness, lower transparency and higher opacity. Concentrations above 0.38 % of oil resulted in films that were more fragile and less homogeneous on the surface. The MEO interfered in the molecular organization of the films matrix and showed inhibitory capacity for B. cinerea and R. stolonifer only at the highest concentration (0.50 %). It was observed that the activity of the MEO was reduced by the direct incorporation into the protein matrix of the coatings, and may be due to its volatilization in the stage of production and drying of the films. To increase the antifungal potential and stability, MEO was incorporated into the coatings in the form of nanoemulsion (0, 0.06, 0.13, 0.25, 0.38, 0.50 % (g MEO/ g gelatin)), and the films characterized as described in the first stage. The films added from the different concentrations of nanoemulsion of mint essential oil (NMEO) were thicker, less transparent and more opaque than the control. The films added from the different concentrations of nanoemulsion of mint essential oil (NMEO) were thicker, less transparent and more opaque than the control. The incorporated NMEO provided a better distribution of the oil particles, resulting in smoother and homogeneous films, increased water vapor barrier and generated more elastic and less rigid films. The molecular organization of the matrix of the films was altered by the addition of NMEO. The antifungal capacity of the films for B. cinerea and R. stolonifer was higher with the incorporation of NMEO at the concentrations of 0.25, 0.38 and 0.50 %. After the characterization of the films, the influence of the MEO and the NMEO on the edible coverages applied on strawberries inoculated with B. cinerea and R. stolonifer were evaluated and the fruits were evaluated in relation to fungal development, respiration rate, ethylene production and firmness. The edible toppings with concentrations above 0.25 % oil, made the surface of the strawberries dark and softened shortly after application. O desenvolvimento dos fungos foi influenciado pela aplicação dos revestimentos adicionados às menores concentrações de MEO e NMEO e reduziu a taxa de respiração dos morangos e a produção de etileno em relação ao controle. A firmeza dos morangos foi afetada negativamente pelas concentrações de 0,13 % de óleo de menta nas coberturas, enquanto 0,06v% do óleo nas coberturas manteve melhor a firmeza dos morangos, a cobertura A1 (0,06 % MEO) foi escolhida para revestimento de morangos. The shelf life of strawberries sanitized with short-wave ultraviolet irradiation (UV-C) and applied from the edible cover A1 (0.06 %) was evaluated for fungal development, loss of mass, color, firmness, respiration rate, pH, total soluble solids, sugars, organic acids, antioxidant capacity, total phenolic compounds and total anthocyanins. Covered strawberries containing 0.06 % MEO presented reduction to fungal development. Mass loss and respiration rate were also lower when compared to uncovered fruits. The MEO on the edible cover showed no negative effect on the color and firmness of the strawberries. In addition, the use of A1 coverage (0.06 % MEO) showed the best results for pH, SST, sugars, organic acids, antioxidant capacity and phenolic compounds of strawberries for 8 days, stored at 6 °C and 95 % RH . The use of the MEO as a natural antifungal agent in gelatin-based edible cover showed potential for maintenance of the physico-chemical quality and control of senescence of strawberries.