Biofungicida à base de Bacillus subtilis em pré-colheita na qualidade e conservação pós-colheita de frutos de tomate

Abstract

O tomateiro (Solanum lycopersicum L.) pertencente à família Solanaceae, é uma das olerícolas mais cultivadas e consumidas no mundo. Do ponto de vista de maturação, o tomate se enquadra no grupo de frutos climatéricos, que são colhidos ainda verdes com propósito de minimizar as perdas pós-colheita. No entanto, reduzir o desperdício de frutas e hortaliças continua sendo um desafio. A prática mais comum para enfrentar esse problema é a aplicação de produtos químicos, especialmente para o controle de patógenos. No entanto, o uso indiscriminado desses produtos pode prejudicar o ambiente, tornando necessária a busca por estratégias alternativas, como o uso de substâncias biológicas. Estas substâncias parecem ser fundamentais para promover uma conservação de alimentos eficaz e segura. Com base nessa premissa, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar o efeito do Bacillus subtilis aplicado antes da colheita nas respostas físico-químicas e bioquímicas dos frutos de tomate, bem como em seus atributos qualitativos durante o período pós-colheita. A pesquisa foi conduzida em duas etapas. A primeira etapa foi instalada para definir as doses do produto comercial com cepas de B. subtilis quanto à eficiência em parâmetros qualitativos e físico-químicos dos frutos, em delineamento de blocos ao acaso, com quatro blocos, constituídos de cinco doses (0, 2, 4, 6 e 8 L ha-1) do biofungicida contendo o microrganismo. Na primeira etapa os resultados revelaram que os frutos de tomate tratados com B. subtilis mostraram aumento no teor de sólidos solúveis, acidez titulável, ácido cítrico, ácido ascórbico e conteúdo de amido. Houve também maior capacidade antioxidante dos frutos, principalmente devido à ação de enzimas antioxidantes, especialmente nas doses de 4 e 6 L ha-1. Com base nos resultados obtidos, foram selecionadas as doses de 4 e 6 L ha-1 para a segunda etapa desse estudo. Na segunda etapa, foram avaliados os parâmetros bioquímicos, físico-químicos e qualitativos dos frutos aos 0, 4, 8 e 12 dias de armazenamento à temperatura ambiente com as doses 0, 4 e 6 L ha-1 do biofungicida. Esta etapa foi realizada com delineamento de blocos ao acaso em parcelas subdivididas, sendo a parcela principal as doses e a subparcela o tempo de armazenamento. Na segunda fase do experimento, a aplicação do biofungicida à base de B. subtilis na dose de 6 L ha-1 favoreceu as respostas fisiológicas dos frutos de tomate até o 12º dia após a colheita em comparação com o controle. Essas respostas ocorreram devido à maior atividade das enzimas fenilalanina amônia-liase, polifenol oxidase, superóxido dismutase, catalase e peroxidase. Além disso, houve redução na atividade de enzimas pectinolíticas e na peroxidação lipídica, o que ajudou a manter a integridade das membranas até o final do período de avaliação. Isso contribuiu para a firmeza dos frutos e retardou o processo de amadurecimento, prolongando assim a vida de prateleira dos frutos. Pode-se concluir que a aplicação pré-colheita de B. subtilis influencia positivamente a qualidade pós-colheita dos frutos de tomate, ao regular o processo de amadurecimento. Esta abordagem biológica oferece uma alternativa promissora aos produtos químicos, promovendo uma conservação de alimentos eficaz e segura.

The tomato plant (Solanum lycopersicum L.), belonging to the Solanaceae family, is one of the most cultivated and consumed vegetables worldwide. From a maturation perspective, tomatoes are classified as climacteric fruits, which are harvested while still green to minimize post-harvest losses. However, reducing fruit and vegetable waste remains a challenge. The most common practice to address this issue is the application of chemical products, particularly for pathogen control. However, the indiscriminate use of these products can harm the environment, necessitating the search for alternative strategies, such as the use of biological substances. These substances appear to be crucial for promoting effective and safe food preservation. Based on this premise, the present study aimed to evaluate the effect of pre-harvest application of Bacillus subtilis on the physicochemical and biochemical responses of tomato fruits, as well as on their qualitative attributes during the post-harvest period. The study was conducted in two phases. The first phase was designed to determine the doses of the commercial product containing B. subtilis strains in terms of their efficiency on the qualitative and physicochemical parameters of the fruits, using a randomized block design with four blocks, comprising five doses (0, 2, 4, 6, and 8 L ha-1) of the biofungicide containing the microorganism. Results from the first phase revealed that tomato fruits treated with B. subtilis showed increased levels of soluble solids, titratable acidity, citric acid, ascorbic acid, and starch content. There was also an enhanced antioxidant capacity of the fruits, primarily due to the activity of antioxidant enzymes, especially at doses of 4 and 6 L ha-1. Based on these results, doses of 4 and 6 L ha-1 were selected for the second phase of the study. In the second phase, the biochemical, physicochemical, and qualitative parameters of the fruits were evaluated at 0, 4, 8, and 12 days of storage at room temperature with doses of 0, 4, and 6 L ha-1 of the biofungicide. This phase was carried out using a randomized block design with subdivided plots, where the main plot represented the doses and the subplot represented the storage time. In the second phase of the experiment, the application of the B. subtilis-based biofungicide at a dose of 6 L ha-1 favored the physiological responses of the tomato fruits up to the 12th day after harvest compared to the control. These responses were attributed to increased activity of the enzymes phenylalanine ammonia-lyase, polyphenol oxidase, superoxide dismutase, catalase, and peroxidase. Additionally, there was a reduction in pectinolytic enzyme activity and lipid peroxidation, which helped maintain membrane integrity until the end of the evaluation period. This contributed to the firmness of the fruits and delayed the maturation process, thereby extending the shelf life of the fruits. It can be concluded that pre-harvest application of B. subtilis positively influences the post-harvest quality of tomato fruits by regulating the maturation process. This biological approach offers a promising alternative to chemical products, promoting effective and safe food preservation.