Classification and fingerprinting of different berries based on biochemical profiling and antioxidant capacity

The objective of this work was to evaluate the biochemical composition of six berry types belonging to Fragaria, Rubus, Vaccinium and Ribes genus. Fruit samples were collected in triplicate (50 fruit each) from 18 different species or cultivars of the mentioned genera, during three years (2008 to 2010). Content of individual sugars, organic acids, flavonols, and phenolic acids were determined by high performance liquid chromatography (HPLC) analysis, while total phenolics (TPC) and total antioxidant capacity (TAC), by using spectrophotometry. Principal component analysis (PCA) and hierarchical cluster analysis (CA) were performed to evaluate the differences in fruit biochemical profile. The highest contents of bioactive components were found in Ribes nigrum and in Fragaria vesca, Rubus plicatus, and Vaccinium myrtillus. PCA and CA were able to partially discriminate between berries on the basis of their biochemical composition. Individual and total sugars, myricetin, ellagic acid, TPC and TAC showed the highest impact on biochemical composition of the berry fruits. CA separated blackberry, raspberry, and blueberry as isolate groups, while classification of strawberry, black and red currant in a specific group has not occurred. There is a large variability both between and within the different types of berries. Metabolite fingerprinting of the evaluated berries showed unique biochemical profiles and specific combination of bioactive compound contents.

Em busca da sustentabilidade: células solares sensibilizadas por extratos naturais

The present work reports the use of anthocyanins extracted from mulberry (Morus Alba L.), raspberry (Rubus Idaeus L.) and blueberry (Vaccinium myrtillus L.) as sensitizers in dye-sensitized solar cells. The conversion efficiency of these devices is dependent on the extracts employed and can be rationalized in terms of their composition and spectral properties. Solar cells sensitized by the mulberry extract showed the highest efficiency among the fruits investigated. Moreover, a 16 cm² active area solar cell with the mulberry extract has presented fair good efficiency of conversion for natural dye-based solar cells, besides stability over twenty weeks, showing perspectives for developing these low cost devices with a commercial viability.

CÉLULAS SOLARES SENSIBILIZADAS POR CORANTES NATURAIS: UM EXPERIMENTO INTRODUTÓRIO SOBRE ENERGIA RENOVÁVEL PARA ALUNOS DE GRADUAÇÃO

An interesting practical experiment about the preparation of dye–sensitized solar cells (DSSC) using natural dyes were carried out by the undergraduate students in the chemistry course at UNICAMP . Natural dyes were extracted from blueberries (Vaccinium myrtillus L.), jabuticabas (Myrciaria cauliflora), raw and cooked beets (Beta vulgaris L.), and annattos (Bixa orellana L.), which were used to sensitize TiO2 films that composed the photoanode in the DSSC. A polymer electrolyte containing an iodide/triiodide redox couple was used in lieu of the use of liquid solutions to prevent any leakage in the devices. A maximum solar-to-electric energy conversion of 0.26 ± 0.02% was obtained for the solar cell prepared with annatto extracts. This experiment was an effective way to illustrate to the undergraduate students how to apply some of the chemical concepts that they learned during their chemistry course to produce electric energy from a clean and renewable energy source. Teachers could also exploit the basics of the electronic transitions in inorganic and organic compounds (e.g., metal-to-ligand charge transfer and ϖ-ϖ* transitions), thermodynamics (e.g., Gibbs free energy), acid–base reactions in the oxide solid surface and electrolyte, and band theory (i.e., the importance of the Fermi level energy).

Rheological behavior of blueberry

The physical and physicochemical characteristics of blueberry (Vaccinium myrtillus) fruits produced in Brazil were analyzed. Rheological properties were measured at 5, 25, 45 and 65 °C, on a stress controlled rheometer equipped with grooved a stainless-steel parallel-plate in a shear rate range of 0-300 s-1, with the objective of determining the influence of temperature on the rheological properties. The pseudoplastic behavior with yield stress was well described by the Ostwald-de-Waele (Power Law), Herschel-Bulkley (HB) and Mizhari Berk models. The yield stress and behavior index decreased with the increase in the temperatures for 5, 25, and 45 °C whereas for the temperature of 65 °C the effects were the opposite exhibiting elevated values. The viscosity decreased with an increase in temperature, and the Arrhenius equation described adequately the effect of temperature on the apparent viscosity of the puree, in which the activation energy (Ea) determined at a shear rate of 100 s-1 was 9.36 kJ.mol-1.

Nutrient signature of Quebec (Canada) cranberry (Vaccinium macrocarpon Ait.)

Fertilizer recommendations for cranberry crops are guided by plant and soil tests. However, critical tissue concentration ranges used for diagnostic purposes are inherently biased by nutrient interactions and physiological age. Compositional data analysis using isometric log ratios (ilr) of nutrients as well as time detrending can avoid numerical biases. The objective was to derive unbiased nutrient signature standards for cranberry in Quebec and compare those standards to literature data. Field trials were conducted during 3 consecutive years with varying P treatments at six commercial sites in Quebec. Leaf tissues were analyzed for N, P, K, Ca, Mg, B, Cu, Zn, Mn and Fe. The analytical results were transformed into ilr nutrient balances of parts and groups of parts. High-yield reference ilr values were computed for cranberry yielding greater than 35 Mg ha-1. Many cranberry fields appeared to be over-supplied with K and either under-supplied with Mn or over-supplied with Fe as shown by their imbalanced [K | Ca, Mg] and [Mn | Fe] ratios. Nutrient concentration ranges from Maine and Wisconsin, USA, were combined into ilr values to generate ranges of balances. It was found that these nutrient ranges were much too broad for application in Quebec or outside the Quebec ranges for the [Ca | Mg] and the [Mn | Fe] balances, that were lower compared to those of high yielding cranberry crops in Quebec.

Estudo do mirtilo (Vaccinium ashei Reade) no processamento de produtos alimentícios

O mirtilo tem seu consumo favorecido devido a sua cor e ao alto conteúdo de antioxidantes naturais, tais como compostos fenólicos que são principalmente antocianinas. Apesar do fruto já estar sendo cultivado no Brasil, ainda não existem produtos industrializados. O presente trabalho teve por objetivo medir compostos fenólicos, poder antioxidante e caracterizar diferentes cultivares de mirtilo da espécie Vaccinium ashei Reade que foram cedidos pela EMBRAPA - Clima Temperado/Pelotas - RS, assim como, elaborar produtos alimentícios e avaliá-los sob os mesmos parâmetros. Os produtos alimentícios processados foram: néctar e barra de cereais adicionadas de passas de mirtilo.

Characterization of blueberry fruits (Vaccinium spp.) and derived products

The objectives of this study were to physicochemically characterize and determine the antioxidant activities and anthocyanin contents of organic Rabbiteye blueberries grown in Southern Brazil and its derived products, in order to investigate the utility of food processing wastes as raw materials for developing products with beneficial health properties. The antioxidant capacity of the blueberries was superior to that of other fruits and juices. The pomace exhibited high activity, albeit lower than that of the fruit, while the flour and the dried blueberries lost 66% and 46% of the original antioxidant activity, respectively. The average anthocyanin contents of the fruits were moderate compared to other sources and species of blueberries. The pomace contains a large amount of anthocyanins while the flour and dried blueberries exhibited a 32% and 42% loss in anthocyanin content, respectively. The use of agro-industrial residues, in addition to adding value and minimizing the impact caused by the accumulation in the environment, can be directed toward the development of new products with bioactive properties.

Armazenamento de mirtilo 'Bluegem' em atmosfera controlada e refrigerada com absorção e inibição do etileno

O mirtilo é uma fruta rica em polifenóis e antocianinas que apresenta alta atividade antioxidante. No entanto, essa atividade pode ser alterada por condições de armazenamento e processamento dos frutos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a manutenção das qualidades físicas e químicas de frutos de mirtilo (Vaccinium ashei Reade) do cultivar Bluegem em diferentes condições de armazenamento. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com quatro repetições e unidade experimental composta por 400g de frutos. Os tratamentos utilizados foram: [1] armazenamento refrigerado (AR); [2] AR com absorção de etileno por sachês de permanganato de potássio; [3] atmosfera controlada (AC) com 2,0kPa O2 + 1 0,0kPa CO2; [4] AC com 2,0kPa O2 + 15,0kPa CO2; e [5] AC com 10,0kPa O2 + 15,0kPa CO2; [6] AC com 2,0kPa O2 + 10,0kPa CO2 e aplicação de 900ìg kg-1 de 1-metilciclopropeno. Os frutos submetidos a todos os tratamentos foram armazenados na temperatura de 0,5°C (± 0,1 °C). A avaliação da qualidade dos frutos foi realizada após sete semanas de armazenamento mais 84 horas (três dias e meio) de exposição a 20°C (± 0,2°C). A melhor conservação de mirtilo 'Bluegem' ocorreu em armazenamento refrigerado, em que se obteve maior acidez titulável, teor de sólidos solúveis totais e porcentagem de frutos firmes, conteúdo de antocianinas e polifenóis totais. Além de menor produção de etileno e CO2. A remoção do etileno da câmara de armazenamento favorece a conservação dos frutos.

Fenologia, produção e qualidade de frutos de mirtilo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento fenológico, a produtividade e a qualidade de oito cultivares de mirtilo do grupo rabbiteye (Bluegem, Bluebelle, Powderblue, Florida, Delite, Briteblue, Climax e Woodard), na região de Pelotas, RS. O trabalho foi realizado durante os ciclos produtivos de 2003/2004, 2004/2005 e 2005/2006. As plantas foram dispostas no pomar em blocos varietais aleatórios, com 16 plantas por cultivar, no total de quatro linhas, com duas cultivares por linha. Para a análise das características dos frutos, a média de cada ano de avaliação foi considerada como uma repetição. Foram observadas as datas de início e fim da floração, início e final de colheita, massa, diâmetro longitudinal dos frutos, número de frutos por planta, teor de sólidos solúveis totais, produção média por planta e produtividade estimada por hectare. Não houve diferença entre as cultivares avaliadas quanto às características massa, diâmetro médio de frutos e teores de sólidos solúveis totais. Na região de Pelotas, há viabilidade técnica para o cultivo de mirtilo, cujas cultivares Bluebelle, Briteblue e Bluegem são as mais produtivas.

Desempenho de mudas de mirtilo obtidas por micropropagação ou estaquia

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento vegetativo e o início do período produtivo de mirtilos (Vaccinium virgatum) propagados por estaquia e micropropagação. No ano de 2009, foi implantado um pomar de mirtilo com mudas de um ano de idade, em espaçamento de 1,3x4,0 m. Utilizaram-se as cultivares Bluegem, Briteblue e Woodard, do grupo "rabbiteye". Foram avaliados os seguintes parâmetros: altura de planta, diâmetro e número de brotações, diâmetro médio dos frutos, frutos colhidos por planta, produção média por planta, produtividade estimada por hectare, massa de matéria fresca por fruto, teor de sólidos solúveis, acidez titulável e pH. Plantas obtidas pela técnica de micropropagação apresentaram maior crescimento vegetativo inicial, em razão do rejuvenescimento causado por este tipo de propagação. O método de propagação não influenciou a qualidade dos frutos. Ao contrário do esperado, as plantas micropropagadas não mostraram atraso no início da produção de frutos e apresentaram produtividade e qualidade de frutos semelhantes às de plantas propagadas por estaquia.

Estaquia de mirtilo nas estações do ano com ácido indolbutírico e aquecimento do substrato

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da aplicação de concentrações do ácido indolbutírico (AIB) e do aquecimento do substrato sobre o enraizamento de estacas caulinares das cultivares de mirtilo Bluebelle, Bluegem e Powderblue, nas quatro estações do ano. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, com arranjo fatorial 4x5x2 (estações x concentrações de AIB x com e sem aquecimento do substrato), com 4 repetições e 20 estacas como unidade experimental. Foram avaliadas as percentagens de estacas enraizadas, mortas, vivas e com calo, e o número e o comprimento médio de raízes. As maiores percentagens de enraizamento foram 57,1% na 'Bluegem', no verão, 30% na 'Bluebelle', na primavera, com aquecimento, e 63% na 'Powderblue', no verão, com aquecimento. O AIB na concentração de 2.000 mg L-1 aumentou o enraizamento de estacas das cultivares Bluegem e Powderblue. O aquecimento do substrato melhora o enraizamento das estacas coletadas no outono e no inverno, em todas as cultivares e, também, das estacas coletadas no verão e na primavera, na cultivar Bluebelle.

Biologia da mosca‑das‑frutas sul‑americana em frutos de mirtilo, amoreira‑preta, araçazeiro e pitangueira

O objetivo deste trabalho foi descrever a biologia de Anastrepha fraterculus em frutos de mirtilo (Vaccinium ashei), amoreira‑preta (Rubus spp.), araçazeiro (Psidium cattleyanum) e pitangueira (Eugenia uniflora). O experimento foi realizado em laboratório, em condições controladas de temperatura (25±2ºC), umidade relativa (70±10%) e fotófase (12 horas), para determinação dos parâmetros biológicos do inseto nos estágios de desenvolvimento imaturos e adultos. Anastrepha fraterculus completa o ciclo biológico em todos hospedeiros estudados, embora os frutos nativos (pitanga e araçá) ofereçam melhores condições para seu desenvolvimento. Os parâmetros biológicos determinados para as fases imaturas foram semelhantes nos quatro hospedeiros. Insetos criados em pitanga e araçá apresentam, na fase adulta, maior período de oviposição, fecundidade e longevidade de fêmeas, em comparação aos criados em mirtilo e amora‑preta. O ritmo diário de oviposição é mais prolongado e uniforme nos insetos criados em araçá e pitanga, o que mostra que A. fraterculus está mais bem adaptada a estas frutas, nativas da região Sul.

Caracterização de genótipos de mirtilo utilizando marcadores moleculares

O cultivo do mirtilo está em expansão no Brasil, em especial em regiões de clima temperado, onde há grande demanda em relação a cultivares adaptadas às condições edafoclimáticas regionais. O objetivo deste trabalho foi caracterizar genótipos de mirtilo do programa de melhoramento da Embrapa Clima Temperado, utilizando marcadores moleculares do tipo RAPD e SSR. Foram caracterizados 40 genótipos de mirtilo por RAPD e oito cultivares por microssatélites. Os nove primers utilizados na técnica de RAPD geraram 89 marcadores. A similaridade genética entre os genótipos variou de 64 a 89%. Utilizando a similaridade média (66%), foram obtidos quatro grupos. Foram gerados 11 marcadores a partir de três pares de primers de microssatélites. A similaridade genética entre as cultivares variou de 25 a 75%. Com similaridade média (42,4%), foram obtidos três grupos. Com apenas três pares de primers de SSR, foi possível definir o padrão das oito cultivares de mirtilo, revelando a eficiência da técnica de microssatélite na caracterização de genótipos dessa espécie. Esses resultados revelam a eficiência dos marcadores tipo RAPD e SSR na caracterização de genótipos de mirtilo. Entretanto, os marcadores tipo microssatélites geram resultados mais precisos, sendo os mais recomendados para uso em programas de melhoramento e identificação de cultivares.

Efeito do ácido indolbutírico e da cultivar no enraizamento de estacas lenhosas de mirtilo

Dentre os métodos de multiplicação do mirtilo, a propagação por meio de estacas é uma técnica de baixo custo, que proporciona resultados variáveis, de acordo com a cultivar e outros fatores. Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o efeito do AIB no enraizamento de estacas lenhosas de mirtilo das cultivares Powderblue, Delite, Climax, Bluebelle e Woodard. O material vegetativo utilizado, oriundo de matrizeiro, constituiu em segmentos de ramos principais, com 15 cm de comprimento e diâmetro aproximado de 6 mm. Após o preparo das estacas, as bases das mesmas foram imersas, por 15 segundos, em uma solução com fitorregulador (AIB), nas concentrações de 0; 1.000; 2.000; 4.000 e 8.000 mg.L-1 , sendo colocadas para enraizar em areia de granulometria média, sob irrigação intermitente, por microaspersão. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições e dez estacas por parcela. Após oito meses da instalação do experimento, avaliaram-se a porcentagem de estacas enraizadas, o número médio de raízes por estaca, o comprimento da maior raiz, o número médio de brotações e o comprimento da maior brotação. A resposta das diferentes cultivares de mirtilo ao enraizamento das estacas variou com a concentração de ácido indolbutírico (AIB). Independentemente do uso de AIB e da cultivar, na maioria dos tratamentos, a porcentagem de enraizamento foi superior a 55%.

Multiplicação fotoautotrófica de mirtilo através do uso de luz natural

Com o objetivo de minimizar os custos da multiplicação in vitro convencional de mirtilo (Vaccinium ashei Reade) e otimizar a produção de mudas micropropagadas desta espécie, este trabalho comparou o efeito da luz natural à artificial, através do cultivo dos explantes em diferentes locais de crescimento (casa de vegetação e sala de crescimento), durante duas estações do ano: verão e inverno, bem como o efeito de diferentes concentrações de sacarose adicionadas ao meio de cultura e diferentes tipos de vedação dos frascos de cultivo. Aos 60 dias de multiplicação in vitro, foram avaliados o número médio de brotações, o número médio de folhas, o comprimento médio das brotações, a taxa de multiplicação e a massa fresca total. Através dos resultados obtidos, verificou-se que o uso de diferentes materiais na vedação dos frascos não altera o comprimento das brotações, porém promove diferentes respostas na taxa de multiplicação, no número médio de folhas e, principalmente, na quantidade de massa fresca total. Explantes desenvolvidos em frascos fechados com filme plástico ou alumínio aumentam o número de folhas e a taxa de multiplicação. Por outro lado, explantes desenvolvidos em frascos fechados com algodão e em condições fotoautotróficas aumentam em grande escala a quantidade de massa fresca total. Em condições de micropropagação convencional, a adição de 15 g.L-1 de sacarose ao meio de cultura favorece o aumento do número de folhas, a taxa de multiplicação, a massa fresca total e o desenvolvimento das brotações; no entanto, para a maioria das variáveis, não há diferença significativa do cultivo em ausência de sacarose. O desenvolvimento dos explantes, em diferentes locais de crescimento e em diferentes épocas do ano, apresenta respostas distintas em função da variável analisada.