Inibição do brotamento de batatas (Solanum Tuberosum L.) com uso de led durante o armazenamento prolongado - Pedrosa, Vanessa Maria Dantas [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
Tradicionalmente, a inibição do brotamento em tubérculos de batatas (Solanum tuberosum L.) durante o armazenamento é realizada com a aplicação de carbamatos (clorprofame), também conhecidos como CIPC. Estes produtos são bastante efetivos no controle do brotamento, porém sua aplicação tem gerado questionamentos tanto do ponto de vista ambiental quanto da saúde humana. Desta forma, muitos países não estão re-cetificando o uso do CIPC para esta finalidade. O início do processo de brotamento nos tubérculos de batata está relacionado ao fim da endo-dormência, sendo afetado por fatores ambientais e fisiológicos. Dentre estes fatores ambientais, a luz desempenha um papel fundamental no alongamento dos brotos dos tubérculos, especialmente nos comprimentos de onda próximos do vermelho-vermelho distante (700–730 nm) e do azul (400 e 450 nm). Todavia, não foram encontrados resultados do uso de diodo emissores de luz (LED) visando à inibição do brotamento. Assim, a hipótese deste trabalho foi a de que o uso de luz LED na região do vermelho, vermelho distante e do azul irá inibir o brotamento dos tubérculos de batatas armazenadas por longos períodos. Para isso, batatas da cultivar Asterix foram colhidas e utilizadas em diversos experimentos, visando: i. determinar a melhor qualidade luminosa (vermelho, vermelho distante e azul) e fluências (0,1, 1,0 ou 5,0 μmol m⁻² s⁻¹) para a inibição do brotamento em comparação à aplicação do CIPC, ii. determinar a duração da exposição à luz (curta ou contínua) para a efetiva inibição do brotamento em comparação à aplicação do CIPC, e iii. determinar o efeito do tratamento com LED durante o armazenamento prolongado dos tubérculos no desenvolvimento dos brotos, bem como, dos parâmetros químicos e bioquímicos relacionados à qualidade da batata. Visando avaliar a melhor qualidade luminosas e fluências para inibição de brotação, no primeiro estudo batatas ‘Asterix’ foram irradiadas continuamente com luzes LED no azul (0,1 μmol m⁻² s⁻¹), no vermelho (1,0 μmol m⁻² s⁻¹) e vermelho distante (1,0 μmol m⁻² s⁻¹) por 30 dias a 15°C. O tratamento com CIPC e com as luzes LED não inibiram o desenvolvimento inicial dos brotos, mas as luzes LED no vermelho e vermelho distante foram eficazes no controle do crescimento dos brotos, semelhante ao observado em batatas-semente. Além disso, as luzes LED no azul e vermelho distante causaram uma redução no valor b* da cor dos tubérculos, indicando possíveis efeitos de esverdeamento. Desta forma, apesar das luzes LED influenciarem o desenvolvimento dos brotos, seu potencial efeito inibitório e depende dos parâmetros luminosos, bem como do estado fisiológico dos tubérculos, mais especificamente de seu estádio fisiológico. O segundo estudo buscou identificar as alterações fisiológicas e bioquímicas em batatas tratadas com luzes LED durante o armazenamento prolongado. Tubérculos da cultivar ‘Asterix’ foram expostos a luzes LED no vermelho (5 μmol m⁻² s⁻¹), vermelho distante (5 μmol m⁻² s⁻¹) e no azul (1 μmol m⁻² s⁻¹) por até 75 dias a 15°C. Os tratamentos com luzes LED no azul e vermelho distante prolongaram a dormência dos tubérculos, resultando em menos brotos e brotos de menor tamanho. Os níveis de carboidratos não foram afetados pelos tratamentos luminosos, principalmente quando comparamos aos tratamentos controle e com luz LED no vermelho distante. Utilizando-se das informações obtidas nos experimentos anteriores, o terceiro estudo visou verificar o efeito da aplicação da luz LED no vermelho distante (5 μmol m⁻² s⁻¹) antes e continuamente durante o armazenamento das batatas. Os tubérculos foram expostos à luz LED no vermelho distante por 0 (controle), 2 ou 4 minutos antes do armazenamento, ou continuamente durante o armazenamento a 15°C. A exposição contínua à luz LED no vermelho distante reduziu significativamente o número e o desenvolvimento dos brotos, sendo seu efeito regulatório mais eficiente em relação à exposição pré-armazenamento. No entanto, a luz LED no vermelho distante não inibiu completamente o surgimento das brotações. Em relação à qualidade dos tubérculos, os tratados com luz LED no vermelho distante apresentaram menor teor de matéria seca, amido e açúcar solúvel total em comparação com o CIPC, mas não houve diferenças nos níveis de açúcares redutores. Concluiu-se que, embora promissor, o uso de luz LED no vermelho distante não foi totalmente eficaz para a inibição da brotação. Apesar disso, as luzes LED podem ser uma alternativa viável ao CIPC para o controle da brotação, mas ainda são necessários mais estudos para otimizar os protocolos de aplicação e entender os mecanismos fisiológicos envolvidos.

Traditionally, sprouting inhibition in potato tubers (Solanum tuberosum L.) during storage is achieved by applying carbamates (chlorpropham), also known as CIPC. These products are quite effective in controlling sprouting, but their application has raised questions from both an environmental and human health point of view. Therefore, many countries are not re-accepting the use of CIPC for this purpose. The onset of the sprouting process in potato tubers is related to the end of endodormancy and is affected by environmental and physiological factors. Among these environmental factors, light plays a fundamental role in the elongation of tuber sprouts, especially at wavelengths close to red-far red (700–730 nm) and blue (400 and 450 nm). However, no results were found for the use of light-emitting diodes (LED) to inhibit sprouting. Thus, the hypothesis of this study was that the use of LED light in the red, far-red, and blue regions will inhibit sprouting of potato tubers stored for long periods. For this purpose, potatoes of the Asterix cultivar were harvested and used in several experiments, aiming to: i. determine the best light quality (red, far-red, and blue) and fluences (0.1, 1.0, or 5.0 μmol m⁻² s⁻¹) for sprouting inhibition compared to the application of CIPC; ii. determine the duration of light exposure (short or continuous) for effective sprouting inhibition compared to the application of CIPC; and iii. Determine the effect of LED treatment during prolonged storage of tubers on sprout development, as well as the chemical and biochemical parameters related to potato quality. In order to evaluate the best light quality and fluences for sprouting inhibition, in the first study, ‘Asterix’ potatoes were continuously irradiated with blue (0.1 μmol m⁻² s⁻¹), red (1.0 μmol m⁻² s⁻¹), and far-red (1.0 μmol m⁻² s⁻¹) LED lights for 30 days at 15 °C. Treatment with CIPC and LED lights did not inhibit initial sprout development, but red and far-red LED lights were effective in controlling sprout growth, similar to that observed in seed potatoes. In addition, blue and far-red LED lights caused a reduction in the b* value of tuber color, indicating possible greening effects. Thus, although LED lights influence sprout development, their potential inhibitory effect depends on the light parameters as well as on the physiological state of the tubers, more specifically their physiological stage. The second study sought to identify the physiological and biochemical changes in potatoes treated with LED lights during prolonged storage. Tubers of the ‘Asterix’ cultivar were exposed to red (5 μmol m⁻² s⁻¹), far-red (5 μmol m⁻² s⁻¹), and blue (1 μmol m⁻² s⁻¹) LED lights for up to 75 days at 15 °C. Treatments with blue and far-red LED lights prolonged tuber dormancy, resulting in fewer and smaller sprouts. Carbohydrate levels were not affected by the light treatments, especially when compared to the control and far-red LED light treatments. Using the information obtained in the previous experiments, the third study aimed to verify the effect of applying far-red LED light (5 μmol m⁻² s⁻¹) before and continuously during potato storage. Tubers were exposed to far-red LED light for 0 (control), 2 or 4 minutes before storage, or continuously during storage at 15 °C. Continuous exposure to far-red LED light significantly reduced the number and development of sprouts, with its regulatory effect being more efficient compared to pre-storage exposure. However, far-red LED light did not completely inhibit sprouting. Regarding tuber quality, those treated with far-red LED light had lower dry matter, starch, and total soluble sugar content vi compared to CIPC, but there were no differences in the levels of reducing sugars. It was concluded that, although promising, the use of far-red LED light was not fully effective in inhibiting sprouting. Despite this, LED lights may be a viable alternative to CIPC for sprouting control, but further studies are still needed to optimize application protocols and understand the physiological mechanisms involved.
Sprouting inhibition in potatoes (Solanum tuberosum L.) using LED during prolonged storage
Keywords: Solanum Tuberosum; Carboidratos; Dormência; Diodo emissor de luz