Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/254303
Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Study of capsaicinoids and volatile compounds in Brazilian Capsicum chinense peppers = Estudo de capsaicinoides e compostos voláteis em pimentas brasileiras Capsicum chinense
Title Alternative: Estudo de capsaicinoides e compostos voláteis em pimentas brasileiras Capsicum chinense
Author: Sganzerla, Marla, 1986-
Advisor: Godoy, Helena Teixeira, 1957-
Abstract: Resumo: As pimentas do gênero Capsicum apresentam ampla aplicação em função dos atributos sensoriais de cor, pungência e aroma, decorrentes da presença de carotenoides, capsaicinoides e voláteis. No entanto, variações no conteúdo desses metabólitos secundários dependem de fatores como sazonalidade, ritmo circadiano, desenvolvimento da planta, características edafo-climáticas, ataque de patógenos. Neste estudo foi realizada a caracterização da composição de capsaicinoides e fração volátil de frutos de Capsicum chinense. A caracterização foi realizada através do uso de métodos analíticos cromatográficos (UPLC, UHPLC-MS e GC-MS). Com a execução desta pesquisa, foi possível caracterizar os frutos de C. chinense quanto à composição de metabólitos relacionados aos seus principais parâmetros de qualidade, fornecendo subsídios científicos para o conhecimento e melhoria da qualidade em termos de produção, aplicação industrial, compreensão de rotas metabólicas e melhoramento genético, além de gerar informações a respeito de substâncias potencialmente benéficas, devido a suas ações no organismo humano. Inicialmente foram desenvolvidos e validados os métodos, usando ferramentas estatísticas. De acordo com a etapa de otimização para a extração dos capsaicinoides, 100% de metanol combinado com o uso do banho de ultrassom por 10 minutos foram empregados. O método analítico desenvolvido através do uso de cromatografia em fase líquida de ultra eficiência permitiu a separação de 8 capsaicinoides em 4 minutos de análise cromatográfica e mostrou-se eficiente de acordo com a validação realizada. 9 acessos de pimentas C. chinense foram analisadas. Os teores de capsaicina e dihidrocapsaicina obtidos estavam nas faixas de 156 - 1442 ?g.g?1 e 26 - 478 ?g.g?1 (peso de fruto fresco), respectivamente. A caracterização do perfil de voláteis em pimentas 'Habanero', através do uso de HS-SPME (Headspace Solid-Phase Microextraction), foi realizada após etapa de otimização. Delineamento composto central e ferramenta de desejabilidade foram usadas a fim de avaliar, simultaneamente, duas respostas: soma total da área dos picos e número de compostos extraídos. O resultado maximizado para as duas respostas usando a fibra tripla (DVB/Car/PDMS) indicou o uso das condições de temperatura de extração de 40 °C e 30 min de extração. 82 compostos foram tentativamente identificados na fração volátil da pimenta 'Habanero' e os ésteres foram os compostos mais abundantes. O 2,3-dimetilciclohexanol e longifoleno foram identificados pela primeira vez em pimentas 'Habanero'. Além disso, pimentas 'Habanero' submetidas à diferentes condições de disponibilidade de água durante seu cultivo foram avaliadas quanto a composição de capsaicinoides e voláteis. Maiores quantidades de capsaicina e dihidrocapsaicina foram encontradas na pimentas maduras, alcançando valores entre as faixas de 2,85 - 3,33 mg.g-1 para capsaicina e 1,06 - 1,71 mg.g-1 para dihidrocapsaicina. Os teores de compostos voláteis totais foram maiores nas pimentas verdes (195,47 - 298,94 mg.kg-1), independente do tratamento de estresse hídrico que receberam. Os resultados obtidos com o PCA realizado possibilitaram, inicialmente, separar as pimentas 'Habanero' em função do grau de maturação. Enquanto, PCA aplicado, separadamente, nas pimentas verdes e maduras demonstrou uma separação evidente em função da data de colheita. Isso se deve ao fato de que influências do grau de maturação e época da colheita se sobressaíram no estudo. As pimentas foram agrupadas de acordo com o tratamento de irrigação recebido, mas para uma melhor compreensão dos efeitos dos tratamentos de estresse hídrico sobre a composição das amostras, seria necessário uma estratégia de estudo com monitoramento mais frequente dos frutos formados além de outras investigações sensoriais, como o uso de olfatometria.

Abstract: The Capsicum peppers are largely used due their sensorial properties as color, pungency and aroma. These characteristics occur by the presence of determinate classes of compounds including carotenoids, capsaicinoids and volatiles. These secondary metabolism derivatives compounds are influenced by two factors: genetics and plant-environment interactions and are susceptible to water availability conditions. This study had a proposal of the characterization of the capsaicinoids and volatile composition of the Capsicum chinense pepper fruits. The analysis were carried out by using of chromatographic methods (UPLC, UHPLC-MS and GC-MS). The results obtained and the characterization of the C. chinense fruits regarding the mainly compounds which influenced in the quality of the peppers provide the scientific subsidies for improvement of general quality, agricultural practices, industrial applications and breeding programs and also, the knowledge about substances potentially beneficial to the human organism. Initially, was developed and validated a fast, efficient and reproducible method to analyze capsaicinoids in Brazilian Capsicum chinense fruits by means the use of an optimization strategy to extracted the capsaicinoids. The extracts were obtained following the condition 100% of methanol and 10 min on ultrasound assisted extraction. The analytical method developed in an ultra high performance liquid chromatographic system coupled to a mass spectrometer permits the separation of 8 capsaicinoids in 4 min of time analysis expending only 2 mL of solvent as mobile phase. The method achieved was fully validated and show the effectiveness and satisfactory performance to answer the analytical needs of this research area. Different accessions of C. chinense fruits were analyzed, the contents of capsaicin and dihydrocapsaicin were in the range of 156 - 1442 ?g.g?1 and 26 - 478 ?g.g?1 of fresh fruit, respectively. Characterization of aroma profile of Capsicum chinense peppers 'Habanero' type, using Headspace Solid-Phase Microextraction (HS-SPME), was performed after an optimization step by GC-MS. Central composite design and Derringer's desirability function strategies were used for this optimization, in order to evaluate simultaneously the 'total sum peak areas' and 'number of extracted compounds' responses. The maximized results for both responses were obtained using PDMS/Car/DVB fiber, temperature of 40 °C and extraction time of 30 min. Eighty-two compounds were tentatively identified in the volatile fraction of the 'Habanero' pepper and the most abundant were hexyl isovalerate, cis-hexenyl isovalerate, hexyl 3-methylbutanoate, 3,3-dimethylcyclohexanol, longifolene, and 2-methyl-1-tetradecene. The compound 2,3-dimethylcyclohexanol and longifolene were reported for the first time in 'Habanero' pepper. In addition, Brazilian 'Habanero' peppers grown under different condition of water availability were evaluated regarding their capsaicinoids and volatiles composition. The higher values of capsaicin and dihydrocapsaicin were found in the mature peppers, achieving ranges from 2.85 - 3.33 mg.g-1 for capsaicin and 1.06 - 1.71 mg.g-1 for dihydrocapsaicin. Total volatile compounds presented higher values for the peppers in green stage of maturity with ranges from 195.47 - 298.94 mg.kg-1, whereas in the mature samples the range was from 68.74 - 118.50 mg.kg-1. According the results obtained with the PCA performed was possible separe the 'Habanero' peppers in function of the degree of maturity. While, PCA apllied, separately, for green and mature peppers showed a clear separation in function of the harvest date. This fact can be justified by the large influence of maturity degree and harvest date on the peppers composition. The peppers were clustered in function of the water availability treatments received, but to better understand the effects of water availability on the peppers composition, another strategy of evaluation, with more frequent monitoring would be interesting, as well as the inclusion of sensorial studies, as the olfactometry technique.
Subject: Pimenta
Capsicum
Aroma
Compostos orgânicos voláteis
Otimização
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

Files in This Item:
File SizeFormat 
Sganzerla_Marla_D.pdf11 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.