HPLC-DAD-ESI/MS analysis of phenolic compounds in four tomato varieties and evaluation of the antioxidant capacity

Tomato (Lycopersicon esculentum L.) is the second most important vegetable crop worldwide and a key component in the so-called “Mediterranean diet”. In the Northeastern region of Portugal, local populations still prefer to consume traditional tomato varieties which they find very tasty and healthy, as they are grown using extensive farming techniques. A previous study of our research team described the nutritional value of the round (batateiro), long (comprido), heart (coração) and yellow (amarelo) tomato varieties [1], but the phenolic profile was unknown until now. Thus, the objective of this study was to characterize the phenolic profiles of these four tomato farmers’ varieties by using HPLC-DAD-ESI/MS and evaluate its antioxidant capacity through four in vitro assays based on different reaction mechanisms. A cis p-coumaric acid derivative was the most abundant compound in yellow and round tomato varieties, while 4-O-caffeolyquinic acid was the most abundant in long and heart varieties. The most abundant flavonoid was quercetin pentosylrutinoside in the four tomato varieties. Yellow tomato presented the highest levels of phenolic compounds, including phenolic acids and flavonoids, but the lowest antioxidant activity. In turn, the round tomato gave the best results in all the antioxidant activity assays. This study demonstrated that these tomato farmers’ varieties are a source of phenolic compounds, mainly phenolic acid derivatives [2], and possess high antioxidant capacity [1]; being thus key elements in the diet to prevent chronic degenerative diseases associated to oxidative stress, such as cancer and coronary artery disease.

Relations between zero-inflated variables in trials with horticultural crops

Certain characteristics of some vegetable crops allow multiple harvests during the production cycle; however, to our knowledge, no study has described the behavior of fruit production with progression of the production cycle in vegetable crops with multiple harvests that present data overdispersion. We aimed to characterize the data overdispersion of zero-inflated variables and identify the behavior of these variables during the production cycle of several vegetable crops with multiple harvests. Data from 11 uniformity trials were used without applying treatments; these comprise the database from the Experimental Plants Group at the Federal University of Santa Maria, Brazil. The trials were conducted using four horticultural species grown during different cultivation seasons, cultivation environments, and experimental structures. Although at each harvest, a larger number of basic units with harvest fruit was observed than units without harvest fruit, the basic unit percentage without fruit was high, generating an overdispersion within each individual harvest. The variability within each harvest was high and increased with the evolution of the production cycle of Capsicum annuum, Solanum lycopersicum var. cerasiforme, Phaseolus vulgaris, and Cucurbita pepo species. However, the correlation coefficient between the mean weight and number of harvest fruits tended to remain constant during the crop production cycle. These behaviors show that harvest management should be done individually, at each harvest, such that data overdispersion is reduced.

Valorização de produtos de montanha pela utilização de tecnologias de processamento não convencionais

Os vegetais embalados prontos a comer têm tido uma crescente aceitação por parte do consumidor por atenderem aos requisitos contemporâneos de conveniência, segurança e salubridade. O crescimento deste setor tem levado à introdução de novos produtos e à adoção de tecnologias de conservação mais eficientes, seguras e sustentáveis [1]. O consumidor procura também alimentos com características organoléticas diferenciadas das dos alimentos habitualmente consumidos diariamente. A recuperação do uso de Rumex induratus Boiss. & Reut. (azedas) e Nasturtium officinale R. Br. (agrião) poderá responder a esta procura, aliando garantia de qualidade e inovação. Visto a maioria dos tratamentos convencionais ser ineficaz em assegurar segurança sem comprometer a qualidade, e dada a preocupação em torno dos agentes químicos vulgarmente utilizados, a irradiação de alimentos e o embalamento em atmosfera modificada têm emergido como alternativas seguras e eficazes [1-4]. Neste sentido, este estudo teve como objetivo avaliar a eficácia de diferentes atmosferas de embalamento e de diferentes doses de radiação ionizante na conservação da qualidade destas espécies durante o armazenamento refrigerado. O uso sustentável de produtos vegetais para a recuperação de biomoléculas ou produção de ingredientes funcionais de valor acrescentado é uma estratégia útil que pode ajudar a enfrentar os desafios societais deste século. Atualmente é originada uma grande quantidade de resíduos de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) fresco durante as várias etapas do seu ciclo produtivo, desde a cultura até ao armazenamento e venda [5]. Estes resíduos são ricos em licopeno e vitaminas, mas também em compostos fenólicos [6,7]. Estes compostos bioativos estão envolvidos na prevenção de várias patologias humanas e são de elevada importância para a indústria alimentar, farmacêutica e cosmética. Visto os métodos convencionais utilizados para a extração destas biomoléculas apresentarem várias desvantagens, novas tecnologias mais eficientes e sustentáveis têm vindo a ser adotadas. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo otimizar as condições de extração assistida por tecnologia micro-ondas de antioxidantes hidrofílicos e lipofílicos e dos ácidos fenólicos e flavonoides maioritários da variedade de tomate redondo utilizando a metodologia de superfície de resposta (RSM).

Optimization of microwave-assisted extraction of hydrophilic and lipophilic antioxidants from a surplus tomato crop by response surface methodology

Tomato is the second most important vegetable crop worldwide and a rich source of industrially interesting antioxidants. Hence, the microwave-assisted extraction of hydrophilic (H) and lipophilic (L) antioxidants from a surplus tomato crop was optimized using response surface methodology. The relevant independent variables were temperature (T), extraction time (t), ethanol concentration (Et) and solid/liquid ratio (S/L). The concentration-time response methods of crocin and β-carotene bleaching were applied, since they are suitable in vitro assays to evaluate the antioxidant activity of H and L matrices, respectively. The optimum operating conditions that maximized the extraction were as follows: t, 2.25 min; T, 149.2 ºC; Et, 99.1 %; and S/L, 45.0 g/L for H antioxidants; and t, 15.4 min; T, 60.0 ºC; Et, 33.0 %; and S/L, 15.0 g/L for L antioxidants. This industrial approach indicated that surplus tomatoes possess a high content of antioxidants, offering an alternative source for obtaining natural value-added compounds. Additionally, by testing the relationship between the polarity of the extraction solvent and the antioxidant activity of the extracts in H and L media (polarity-activity relationship), useful information for the study of complex natural extracts containing components with variable degrees of polarity was obtained.

Microwave-assisted extraction of phenolic acids and flavonoids and production of antioxidant ingredients from tomato: a nutraceutical-oriented optimization study

The production of natural extracts requires suitable processing conditions to maximize the preservation of the bioactive ingredients. Herein, a microwave-assisted extraction (MAE) process was optimized, by means of response surface methodology (RSM), to maximize the recovery of phenolic acids and flavonoids and obtain antioxidant ingredients from tomato. A 5-level full factorial Box-Behnken design was successfully implemented for MAE optimization, in which the processing time (t), temperature (T), ethanol concentration (Et) and solid/liquid ratio (S/L) were relevant independent variables. The proposed model was validated based on the high values of the adjusted coefficient of determination and on the non-significant differences between experimental and predicted values. The global optimum processing conditions (t=20 min; T=180 ºC; Et=0 %; and S/L=45 g/L) provided tomato extracts with high potential as nutraceuticals or as active ingredients in the design of functional foods. Additionally, the round tomato variety was highlighted as a source of added-value phenolic acids and flavonoids.

CHARACTERIZATION OF POSTHARVEST PHYSIOLOGY ATTRIBUTES OF SIX COMMERCIALLY GROWN TOMATO VARIETIES IN KENYA

Tomato ( Lycopersicon esculentum Mill) is the leading vegetable in terms of production in Kenya. The Kenyan local market has a wide variety of tomato cultivars with a wide range of morphological and sensorial characteristics. However, information on the nutritional and postharvest quality of these varieties is lacking. The aim of this research was to investigate and identify tomato varieties of superior postharvest quality and recommend them to small and medium scale farmers. In this study, six tomato varieties were grown in a greenhouse and analyzed at three maturity stages (mature green, turning and red ripe). The tomatoes were analyzed at specific days after harvest and storage at room temperature (25o C). Percentage weight loss, color, respiration and ethylene production rates were analyzed to assess the postharvest quality of the tomatoes. The color was measured using a Minolta Chromameter while the respiration rate and ethylene production rates were determined using the static system approach. Color, weight loss, respiration and ethylene production rates were positively affected by storage time when harvested at the three maturity stages. The percentage weight loss of the tomato fruits was higher in the determinate varieties, and at the turning stage of maturity (3.8 %). Minor color changes were observed after storage of the tomatoes harvested at red stage for six days. Both rates of respiration and ethylene production were low, with the respiration rate ranging between 56-10 ml CO2 Kg-1h-1. The Chonto F1 variety had the highest rate of ethylene production (5.4 μL C2H4 Kg-1h-1) on the 4th day of storage after harvest at the red ripe stage. Overall, the indeterminate tomato varieties displayed better postharvest quality that can prolong the fruits shelf life for marketing. In turn, the turning stage of maturity proved to be a better stage to harvest tomatoes as the color development was more uniform.

Sistema de producao para culturas irrigadas no submedio Sao Francisco. I. Tomate industrial.

O estudo realizado com a finalidade de formular sistemas de producao mais rentaveis para a cultura do tomate (Lycopersicon esculentum Mill) industrial, constatou-se que, para os dois sistemas de cultivo confrontados (sistema tradicional e sistema modificado), o custo total da producao foi menor no sistema modificado, tendo ocorrido aumento da produtividade e da receita liquida. O emprego da tecnologia gerada pela pesquisa ocasionou uma reducao dos custos da ordem de 40% variando de Cr$ 126.563,00/ha no sistema tradicional para Cr$ 75.262,00/ha no sistema modificado. Com a elevacao da produtividade e a reducao dos custos, a receita liquida variou de Cr$ 182.462,59/ha no sistema tradicional, para Cr$ 393.751,41/ha no modificado. Com isto a razao beneficio/custo, que foi de Cr$ 1,44 no sistema tradicional, elevou-se para Cr$ 5,23 no sistema modificado.

Diferentes niveis de irrigacao na producao e sistema radicular do tomate industrial.

Estudou-se o efeito de cinco niveis de irrigacao sobre a distribuicao do sistema radicular e producao do tomateiro (Lycopersicum). Usou-se um delineamento de blocos ao acaso, em cinco tratamentos e cinco repeticoes. Concluiu-se que o manejo da irrigacao para o tomate industrial pode ser conduzido dentro de -0,3 e -2 bases de potencial matricial, possibilitando maiores intervalos de irrigacao, sem que ocorra diferenca significativa na producao.

Fontes, niveis e epocas de aplicacao de nitrogenio na produtividade do tomateiro rasteiro.

Realizaram-se dois experimentos, um em 1981 e outro em 1984, com a cultura do tomateiro rasteiro (Lycopersicon esculentum Mill) em cultivo irrigado, num Latossolo Vermelho-Amarelo do Submedio Sao Francisco, para avaliar o efeito de fontes, niveis e epocas de aplicacao de nitrogenio (N) na produtividade dessa cultura. As fontes de N estudadas foram ureia e sulfato de amonio. No primeiro experimento os niveis foram: 0, 50, 100 e 150 kg/ha de N aplicados nas seguintes epocas: a) toda dose por ocasiao do transplantio das mudas; b) metade da dose no transplantio e a outra metade 30 dias depois; e c) um terco da dose no transplantio seguido de igual quantidade aos 25 e 50 dias depois. No segundo experimento, foram testados os niveis 0, 40, 80, 120 e 160 kg/ha de N parcelados em duas epocas, 1/3 no transplantio e 2/3 30 dias depois. Nao houve diferencas significativas entre as fontes, nem entre as epocas de aplicacao de N. No primeiro experimento, foi estimado um nivel otimo economico de 100 kg/ha de N que proporcionou uma produtividade de 28 t/ha de frutos. No segundo experimento, esse nivel foi de 97 kg/ha de N com produtividade de 67 t/ha de frutos. Essas produtividades foram 111% e 50% superiores aquelas obtidas no nivel zero para o primeiro e segundo experimento, respectivamente.

Disponibilidade de fosforo no solo e estimativa de doses adequadas de adubacao fosfatada para o tomateiro no Submedio Sao Francisco.

Em Latossolo Vermelho-Amarelo textura arenosa, do submedio Sao Francisco, avaliou-se a dispnibilidade de fosforo no solo extraido pelos extratores de Mehlich e Bray 1 e estimaram-se niveis adequados de adubacao fosfatada para o tomateiro rasteiro (Lycopersicum esculentum Mill) no periodo de 1982 a 1983. Diferentes niveis de fosforo no solo foram criados atraves da adicao previa de quantidades crescentes de fosfato sob a forma de superfosfato triplo. Obtiveram-se correlacoes significativas dos teores de fosforo no solo com os niveis de fosfato aplicado e a produtividade da cultura. Os teores de P no solo obtidos pelos extratores de Mehlich e Bray 1 foram classificados, respectivamente, nos seguintes niveis: muito baixo, inferiores a 5 ppm e 7 ppm; baixo, de 5 ppm a 10 ppm e 7 ppm a 12 ppm; medio, de 11 ppm a 16 ppm e 13 ppm a 18 ppm; alto, de 17 ppm a 29 ppm e 19 ppm a 31 ppm; e muito alto, superiores a 19 ppm e 31ppm. As doses estimadas de fosforo a serem aplicadas ao solo em sulco para obter a produtividade otima esperada seriam: 120, 100, 70, 30 e 0 kg/ha de P2O5 para os niveis muito baixo, baixo, medio, alto e muito alto, respectivamente.

Metodos de irrigacao e adubacao na cultura do tomate industrial.

Estudou-se a influencia de dois metodos de irrigacao, dois metodos e duas formulas de adubacao, na cultura do tomate industrial (Lycopersicon esculentum Mill), cultivar Rossol (VFN) usando-se "faixas sub-sub-divididas" em oito repeticoes. Por ocasiao da colheita, foi feita a classificacao, contagem e pesagem dos frutos comerciaveis, verificaram-se diferencas significativas para metodos de adubacao e sua interacao com metodos de irrigacao, ao nivel de probabilidade de 5 e 1%, respectivamente. O metodo de adubacao em sulco apresentou maior rendimento que em cova, quanto irrigado por aspersao, ocorrendo o contrario quando a irrigacao foi por sulco. A producao de frutos com podridao apical foi afetada pelos metodos de irrigacao, metodos e formulas de adubacao, e interacoes, tendo sido encontradas diferencas significativas a niveis de 0,05% de probabilidade. No metodo de irrigacao por aspersao, ocorreu a menor percentagem de frutos com este disturbio fisiologico.

Cultivares de tomateiro em diferentes epocas de plantio no perimetro irrigado de Sao Goncalo.

Visando obter informações sobre as melhores épocas de plantio e verificar o comportamento de quatro cultivares de tomateiro (Lycopersicon esculentum L.) - Rossol, IPA 1, IPA 2 e IPA 3 -, foram instalados ensaios em solos aluviais da estação experimental do perímetro irrigado de São Gonçalo, em Souza, PB. Os trabalhos de campo foram iniciados em janeiro de 1981 e concluidos em maio de 1982. A cada mês era instalado um enaio. Foram avaliadas, em cada cultivar, nas diferentes épocas de plantio, as seguintes características: produtividade, incidência de podridão estilar, peso médio de frutos e incidência de pragas e doenças. Não houve diferença de produção entre as cultivares, dentro das diferentes épocas de plantio. As melhores épocas de plantio para a região foram os meses de fevereiro, março, abril e maio- As menores produções obtidas foram as dos plantios realizados nos meses de setembro, outubro, novembro, dezembro e janeiro.

Natural parasitism of lepidopteran eggs by Trichogramma species (Hymenoptera: Trichogrammatidae) in agricultural crops in Minas Gerais, Brazil.

The genus Trichogramma Westwood (Hymenoptera: Trichogrammatidae) includes insect egg parasitoids that are widely used throughout the world as control agents of pest insects. The aim of this study was to identify the species of Trichogramma naturally associated with the eggs of lepidopteran pests of the following agricultural and horticultural crops: collards, Brassica oleracea L. (Brassicales: Brassicaceae); papaya, Carica papaya L. (Capparales: Caricaceae); tomato, Lycopersicon esculentum Mill. (Solanales: Solanaceae); cassava, Manihot esculenta Crantz (Malpighiales: Euphorbiaceae); banana, Musa sp. L. (Zingiberales: Musaceae); passion fruit, Passiflora sp. Degener (Malpighiales: Passifloraceae); sugarcane, Saccharum sp. L. (Poales: Poaceae); and corn (maize), Zea mays L. (Poales: Poaceae); and an invasive species (Sodom?s apple milkweed, Calotropis procera Aiton; Gentianales: Apocynaceae) in the semiarid region of Minas Gerais, Brazil. We report natural parasitism by Trichogramma in eggs of Agraulis vanillae vanillae (L.) (Lepidoptera: Nymphalidae), Antichloris eriphia F. (Lepidoptera: Arctiidae), Danaus sp. (L.) (Lepidoptera: Nymphalidae), Diatraea saccharalis F. (Lepidoptera: Crambidae), Erinnyis ello L. (Lepidopera: Sphingidae), and Protambulyx strigilis L. (Lepidopera: Sphingidae). In total, 2,242 specimens of Trichogramma were obtained, belonging to the species T. pretiosum Riley, T. manicobai Brun, Moraes & Soares, T. marandobai Brun, Moraes & Soares, and T. galloi Zucchi. These species of Trichogramma may be candidates for biological control programs of lepidopteran pests in the semiarid region of Minas Gerais and in other semiarid regions.

Alternate furrow irrigation of four fresh-market tomato cultivars under semi-arid condition of Ethiopia – Part I: Effect on fruit yield and quality

Scarcity of freshwater due to recurrent drought threatens the sustainable crop production in semi-arid regions of Ethiopia. Deficit irrigation is thought to be one of the promising strategies to increase water use efficiency (WUE) under scarce water resources. A study was carried out to investigate the effect of alternate furrow irrigation (AFI), deficit irrigation (DI) and full irrigation (FI) on marketable fruit yield, WUE and physio-chemical quality of four fresh-market tomato cultivars (Fetan, Chali, Cochoro and ARP Tomato d2) in 2013 and 2014. The results showed that marketable yield, numbers of fruits per plant and fruit size were not significantly affected by AFI and DI irrigations. WUE under AFI and DI increased by 36.7% and 26.1%, respectively with close to 30% irrigation water savings achieved. A different response of cultivars to irrigation treatments was found for marketable yield, number of fruits and fruit size, WUE, total soluble solids (TSS) of the fruit juice, titratable acids (TA) and skin thickness. Cochoro and Fetan performed well under both deficit irrigation treatments exhibited by bigger fruit size which led to higher WUE. ARP Tomato d2 showed good yields under well-watered conditions. Chali had consistently lower marketable fruit yield and WUE. TSS and TA tended to increase under deficit irrigation; however, the overall variations were more explained by irrigation treatments than by cultivars. It was shown that AFI is a suitable deficit irrigation practice to increase fresh yield, WUE and quality of tomato in areas with low water availability. However, AFI requires suitable cultivars in order to exploit its water saving potential.

Reação de acessos de jurubeba à murcha bacteriana para uso como porta-enxerto em tomateiro.

2016