Estudo metabolômico de cultivares de caqui (Diospyros kaki) durante diferentes estágios de desenvolvimento através da RMN HR-MAS de 1H aliada à quimiometria

Abstract

Resumo: Caqui (Diospyros kaki) é uma das principais fruteiras brasileira, caracterizada pela grande quantidade de cultivares. A investigação dos metabólitos primários e secundários presentes nas frutas tem levado a um cenário inconclusivo. Tal fato pode ser justificado pelo planejamento experimental que vem sendo adotado. Além do uso de métodos analíticos pouco apropriados, a influência do real estado de desenvolvimento do fruto não tem sido devidamente considerada. Dessa forma, esse trabalho reporta a investigação das mudanças metabólicas durante todo o desenvolvimento dos cultivares de caqui 'Fuyu' e 'Giombo' através da RMN HR-MAS de 1H e análise quimiométrica. O uso dessa técnica permitiu a aquisição dos espectros diretamente dos frutos, minimizando as desvantagens dos métodos de extração, bem como, a atividade enzimática da invertase. Desta forma, espectros de 1H de 140 caquis cultivados nas mesmas condições ambientais foram adquiridos, sendo 70 frutos de cada cultivar. A análise desses espectros revelou a baixa concentração da treonina, alanina, citrulina, GABA e ácido málico. Por outro lado, os sinais de carboidratos referentes a sacarose, glicose e frutose desempenharam um importante papel no desenvolvimento dos frutos. As tendências desses açúcares pôde ser descrita pelo aumento e diminuição da sacarose, seguido pelo aumento contínuo da área dos sinais da glicose e frutose. Ademais, foi observado uma notável diferença na região aromática dos dois cultivares no estágio inicial do processo. Para o cultivar 'Giombo', o sinal referente ao ácido gálico permaneceu até o final do desenvolvimento, enquanto que para o cultivar 'Fuyu', sinais referentes a polifenois foram detectados somente no estágio inicial. A análise multivariada mostrou que os dois cultivares se desenvolvem de forma similar, sendo influenciado por ácidos orgânicos, aminoácidos, polifenois e colina no primeiro mês, enquanto que para os meses restantes as mudanças foram associadas à presença de açúcares. Esses resultados podem ajudar na compreensão dos mecanismos do desenvolvimento dos frutos, que por sua vez, impactam a qualidade dos mesmos. Além disso, esse trabalho pode contribuir no desenvolvimento de novas estratégias de pós-colheita

Abstract: Persimmon (Diospyros kaki) is an important horticultural crop which has many cultivated varieties. The investigation of primary and secondary metabolites in kaki fruits has led to an inconclusive results in literature. Such scenario has been attributed to the experimental design adopted. Besides the usage of unappropriated analytical methods, the influence of the actual stage of development of fruits has not been properly taken into consideration. In this context, the metabolic changes of two persimmon cultivars ('Fuyu' and Giombo') during the whole fruit development (from September to March) were evaluated by means of 1H HRMAS-NMR along with chemometric analysis. The usage of HRMAS-NMR allowed the acquisition of spectra directly from the fruits avoiding the influence of extraction method as well as of enzymatic activity. For that purpose, it was acquired spectra of 140 persimmons cultivated under the same environment conditions, being 70 fruits of each cultivar. The visual analysis of these spectra revealed the low concentration of amino acids (threonine, alanine, citrulline and GABA) and organic acids (malic acid). On the other hand, the signals of carbohydrates (sucrose, glucose and fructose) seemed to play the most important role in the fruit development. The trends of sugars during the process could be described by the increase and decrease of sucrose, followed by, the continuous increase of glucose and fructose signal intensity. In addition, it was observed a noticeable difference in the aromatic region of the two cultivars at the initial stage of development. For Giombo, the signal related to the gallic acid remained until the end of the growth, while for Fuyu, signals of polyphenols were detected only at the initial stage. The holistic view offered by the multivariate analysis showed that the two cultivars develop in a similar manner. Such process was influenced by organic acid, amino acid, polyphenols and choline in the initial stage while for the rest of the months the changes were associated to the presence of sugars. These findings might help to the comprehension of fruit development, which in turn, impacts the quality of the fruits. Furthermore, they may lead to the improvement of the post-harvest strategies