Novel technologies combined with osmotic dehydration for application in the conservation of fruits: an overview / Novas tecnologias combinadas com desidratação osmótica para aplicação na conservação de frutas: uma revisão

ABSTRACT: Osmotic dehydration (OD) is a technique used for the partial removal of water from foodstuff, including fruit and vegetables, with the aim of producing a desiccated product. The process involves placing the material in a hypertonic solution for several hours and allowing water to move from the cell compartment into the solution by osmosis. OD is influenced by various factors such as the concentration and composition of the osmotic solution, the solution temperature, the type of agitation and the time of exposure, as well as the size, shape and compactness of the food material. The main advantages of OD over conventional drying processes are the superior quality of the dried products and the minimization of shrinkage. In recent years, research effort has focused on the combination of OD with other technologies, such as ultrasound, cryogenic freezing with liquid nitrogen, pulsed electric field, gamma radiation and high hydrostatic pressure. The application of these methods prior to or concomitant with OD accelerates mass transfer and reduces the drying rate of fruit and vegetables by increasing the permeability of cell membranes. In this manner, combined processes tend to be more efficient and economical in comparison with conventional OD because they reduce operating times and; consequently, energy consumption. In addition, the dried products generated by such coupled processes typically exhibit improved nutritional and physicochemical characteristics. This review summarizes the basic principles and applications of OD in combination with other methods, with particular emphasis on the production of dried fruits.

RESUMO: A desidratação osmótica (DO) é uma técnica utilizada para remover parcialmente a água dos alimentos, incluindo frutas e vegetais, com vistas a produção de alimentos secos. O processo consiste em colocar o material em uma solução hipertônica por várias horas e deixar a água passar do compartimento celular para a solução por osmose. A DO é influenciada por vários fatores como a concentração e composição da solução osmótica, a temperatura da solução, o tipo de agitação e o tempo de exposição, assim como o tamanho, forma e compactação do material alimentar. As principais vantagens da DO em relação aos processos de secagem convencionais são que ela dá origem a produtos secos de qualidade superior e minimiza o encolhimento. Nos últimos anos, tem-se investigado a combinação da DO com outras tecnologias, tais como ultrassom, congelamento criogênico com nitrogênio líquido, campo elétrico pulsado, radiação gama e alta pressão hidrostática. A aplicação desses métodos antes ou simultaneamente com a DO acelera a transferência de massa e reduz a taxa de secagem de frutas e vegetais através do aumento da permeabilidade das membranas celulares. Assim, os processos combinados tendem a ser mais eficientes e econômicos do que a DO convencional, pois reduzem o tempo de operação e, consequentemente, o consumo de energia. Adicionalmente, os produtos desidratados gerados através de processos associados geralmente apresentam melhores características nutricionais e físico-químicas. Esta revisão sumariza os princípios básicos e aplicações da DO em combinação com outros métodos, com ênfase especial dada à produção de frutas secas.

Effectiveness of oral electrolyte solutions with different compositions for the treatment of neonatal calves with induced osmotic diarrhea / Eficácia de soluções eletrolíticas orais com diferentes composições no tratamento de bezerros neonatos com diarreia osmótica induzida

In a randomized controlled trial, we evaluated the effects of five oral electrolyte solutions (OESS) with different compositions of water, electrolyte, and acid-base balances of diarrheal neonatal calves. Osmotic diarrhea and dehydration were induced with sucrose in milk, spironolactone, and hydrochlorothiazide for 48 h in thirty 10-day old Holstein healthy calves with 43.5 ± 3.80 kg BW who were fed with natural milk. They were allocated to five treatment groups (n=6) based on the administered OES (commercial: OES A, B, C, D; and non-commercial: OES UEL). On the day of treatment, the calves received 6L of OES in two doses apart from milk intakes. Venous blood samples were collected at -48h (start of induction), -24h, Oh (start of the treatment day), 8h, 16h, 24h, 48h, and 72h. TPP, glucose, D-lactate, L-lactate, pH, pCO2, HCO3, BE, Na, K, CI, SID3, SIG, AG, Atot and percentage change in plasma volume (%PV) were measured or calculated and analyzed by two-way repeated measures ANOVA. All the calves developed osmotic diarrhea, mild to moderate dehydration, hyponatremia, relative hyperchloremia, and moderate to severe metabolic acidosis. The tested OESS were well accepted by the calves and effective in reversing dehydration, electrolyte imbalances, and metabolic acidosis. OES D did not completely correct hyponatremia, and SEO B caused transient hyperglycemia. It has been concluded that all the tested OESS are safe and effective for the treatment of diarrhea in calves with moderate degrees of dehydration and metabolic acidosis, which indicates that they have proper compositions for this purpose.

Em um ensaio clínico controlado e aleatório, foram comparados os efeitos de cinco soluções eletrolíticas orais (SEOs) sobre os equilíbrios hídrico, eletrolítico e ácido-base de bezerros neonatos diarreicos. Diarreia osmótica e desidratação foram induzidas com sacarose no leite, espironolactona e hidroclorotiazida, por 48h, em 30 bezerros Holandeses com 10 dias de idade, 43,5 ± 3,8kg de peso, e alimentados com leite natural. Eles foram distribuídos em cinco grupos de tratamento (n=6) de acordo com a SEO administrada (comercial: SEO A, B, C, D; e não comercial: SEO UEL). No dia do tratamento, os bezerros receberam 6L de SEO em duas doses além da ingestão de leite. Amostras de sangue venoso foram coletadas em -48h (início da indução), - 24h, Oh (início do dia de tratamento), 8h, 16h, 24h, 48h e 72h. PPT, glicose, lactatos Le D, pH, pCO2, HCO3, BE, Na, K, CI, SID3, SIG, AG, Atot e variação percentual no volume plasmático (%VP) foram mensurados ou calculados, e analisados por meio de ANOVA de duas vias de medidas repetidas. Todos os bezerros desenvolveram diarreia osmótica, desidratação leve a moderada, hiponatremia, hipercloremia relativa e acidose metabólica moderada a grave. As SEOs testadas foram bem aceitas pelos bezerros e eficazes para a reversão da desidratação, dos desequilíbrios eletrolíticos e da acidose metabólica. A SEO D não corrigiu completamente a hiponatremia, e a SEO B causou hiperglicemia transitória. Conclui-se que todas as SEOs são eficazes para o tratamento da diarreia em bezerros com graus moderados de desidratação e de acidose metabólica, o que indica que possuem composições adequadas para esse fim.

Does silicon attenuate PEG 6000-induced water deficit in germination and growth initial the seedlings corn / O silício atenua o déficit hídrico induzido pelo PEG 6000 na germinação e crescimento inicial das mudas de milho

Water stress limits the initial growth and development of maize mass and grain, as well as the physiological process for absorbing the amount of mineral elements. The objective was to evaluate the effect of silicon on germination and growth of corn seedlings submitted to water deficit. The experiment was carried out in the laboratory and the experimental design was completely randomized (factorial 3 × 4), with three concentrations of calcium silicate (0.0; 1.0 and 2.0 mM) and 4 solutions of PEG-6000 to simulate different osmotic potentials (0, 0; -0.3; -0.6; -0.9 MPa). Germination percentage, germination speed index (GSI), mean germination time (MGT), percentage of non-germinated and abnormal germinated, length and dry matter of shoot, root and total seedlings were evaluated. Water deficiency reduced the parameters TG, GSI and MGT. The water deficit reduce the MSPA, MSR and MST with more than 80% reduction in mass from seedlings without deficiency to seedlings with deficiency. For CPA, CR and CT there was a reduction of at least 87%, 70% and 77%, respectively, among seeds without deficiency compared to seeds submitted to deficiency. The use of silicon in corn seeds did not attenuate the stress caused by water deficit simulated by PEG-6000.

O estresse hídrico limita o crescimento inicial e o desenvolvimento da massa e do grão de milho, assim como no processo fisiológico para a absorção da quantidade de elementos minerais. Objetivou-se avaliar o efeito do silício na germinação e no crescimento de plântulas de milho submetidas a deficiência hídrica. O experimento foi desenvolvido em laboratório e o delineamento experimental foi inteiramente casualizado (DIC) (fatorial 3 × 4), sendo três concentrações de Silicato de cálcio (0,0; 1,0 e 2,0 mM) e 4 soluções de PEG-6000 a simular diferentes potenciais osmóticos (0,0; -0,3; -0,6; -0,9 MPa). Foram avaliados a porcentagem de germinação, o índice de velocidade de germinação (IVG), o tempo médio de germinação (TMG), a porcentagem de não germinadas e de germinadas anormais, o comprimento e matéria seca da parte aérea, raiz e total das plântulas. A deficiência hídrica diminuiu os parâmetros TG, IVG e TMG. O déficit hídrico reduz a MSPA, MSR e MST com mais de 80% de redução da massa das plântulas sem deficiência para as plântulas com deficiência. Para CPA, CR e CT houve redução de, no mínimo, 87%, 70% e 77%, respectivamente entre as sementes sem deficiência em comparação as sementes submetidas a deficiência. A utilização de silício em sementes de milho não atenuou o estresse causado pela deficiência hídrica simulada por PEG-6000.

Water intake and feeding with whole milk accentuate metabolic acidosis in calves with induced osmotic diarrhea / Ingestão de água e alimentação com leite integral acentuam a acidose metabólica em bezerros com diarreia osmótica induzida

Sucrose- and diuretics-based protocols are widely used to induce osmotic diarrhea and dehydration in calves, but they fail to cause metabolic acidosis. In previous studies, calves were fed milk replacers and deprived of water. In this study, we assessed the water, electrolyte, and acid-base imbalances in calves that were fed whole milk and were not completely deprived of water during the induction period. Healthy, male Holstein calves aged 10-12 days were assigned to two groups: free access to water (FWG; n=17) and water deprivation at night (DWG; n=21); and osmotic diarrhea was induced with sucrose added to milk, spironolactone (2mg kg-1) and hydrochlorothiazide (2mg kg-1) orally every 8h for 48h. pH, pCO2, HCO3-, BE, Na+, K+, Cl-, SID3, TPP, AG, Atot, glucose, L-lactate, D-lactate, SIG, and percentage change in plasma volume were measured in venous blood samples taken at 0, 24, and 48h. Data were analyzed using two-way repeated measures ANOVA. Calves showed diarrhea, mild (FWG) to moderate (DWG) dehydration, hyponatremia, and moderate (FWG) to severe (DWG) metabolic acidosis. AG and D-lactate levels were higher and SIG was lower in the DWG, and there was no hyper-L- or D-lactatemia. The magnitude of metabolic acidosis was similar to that observed in natural cases of diarrhea. The protocol for inducing osmotic diarrhea and dehydration should be applied to calves that are fed whole milk and are not completely deprived of water.

Protocolos baseados em sacarose e diuréticos são amplamente usados para induzir diarreia osmótica e desidratação em bezerros, porém não provocam acidose metabólica. Em estudos anteriores, os bezerros foram alimentados com substitutos de leite e privados de água. Neste estudo, avaliaram-se os desequilíbrios hídrico, eletrolítico e ácido base em bezerros que foram alimentados com leite integral e não foram completamente privados de água durante o período de indução. Bezerros HPB machos sadios com 10 a 12 dias de idade foram distribuídos por dois grupos: acesso livre à água (FWG; n=17) e privação de água durante a noite (DWG; n=21); e a diarreia osmótica foi induzida com sacarose adicionada ao leite, espironolactona (2mg kg-1) e hidroclorotiazida (2mg kg-1) por via oral a cada 8h durante 48h. pH, pCO2, HCO3-, BE, Na+, K+, Cl-, SID3, PPT, AG, Atot, glicose, lactato L, lactato D, SIG e alteração percentual no volume plasmático foram medidos em amostras de sangue venoso colhidas em 0, 24 e 48h. Os dados foram analisados usando ANOVA de medidas repetidas bifatorial. Os bezerros apresentaram diarreia, desidratação leve (FWG) a moderada (DWG), hiponatremia e acidose metabólica moderada (FWG) a grave (DWG). Os valores de AG e de lactato D foram maiores e o de SIG foi menor no DWG, e não houve hiperlactatemia L ou D. A magnitude da acidose metabólica foi semelhante à observada em casos naturais de diarreia. O protocolo para induzir diarreia osmótica e desidratação deve ser aplicado a bezerros alimentados com leite integral e não totalmente privados de água.

Osmoprotection in Salvia hispanica L. seeds under water stress attenuators / Osmoproteção em sementes de Salvia hispanica L. sob atenuadores do estresse hídrico

Salvia hispanica cultivation is recent in Brazil and occurs in the off-season, when there is lower water availability in the soil. Water deficit is one of the abiotic factors that most limit germination for compromising the sequence of metabolic events that culminate with seedling emergence. Several attenuating substances have been used to mitigate the effects resulting from this stress and give higher tolerance to the species. Thus, the objective of this study was to evaluate the action of different agents as water stress attenuators in the germination and accumulation of organic compounds in S. hispanica seedlings. The treatments consisted of pre-soaking the seeds for 4 hours in salicylic acid (1 mM.L-1), gibberellic acid (0.4 mM.L-1), distilled water and control treatment (without soaking). The seeds were germinated at osmotic potentials of 0.0, -0.1, -0.2, -0.3 and -0.4 MPa, using PEG 6000 as an osmotic agent. The variables germination percentage, germination speed index, shoot and primary root lengths, total dry mass, proline, total soluble sugars and total free amino acids were analyzed. Salicylic acid and gibberellic acid led to the best results among the attenuators tested, increasing germination, length, dry mass and biochemical components of S. hispanica seedlings under water deficit. Therefore, salicylic and gibberellic acids are efficient in mitigating water stress in S. hispanica seeds up to the potential of -0.4 MPa.

O cultivo da Salvia hispanica é recente no Brasil e se dá no período de entressafra, quando há menor disponibilidade hídrica no solo. O déficit hídrico é um dos fatores abióticos que mais limitam a germinação por comprometer a sequência de eventos metabólicos que culminam com a emergência da plântula. Diversas substâncias atenuadoras têm sido empregadas com a finalidade de mitigar os efeitos resultantes desse estresse e conferir maior tolerância às espécies. Desse modo, objetivou-se avaliar a ação de diferentes agentes como atenuadores do estresse hídrico na germinação e acúmulo de compostos orgânicos em plântulas de S. hispanica. Os tratamentos consistiram na pré-embebição das sementes durante 4 horas em ácido salicílico (1 mM.L-1), ácido giberélico (0,4 mM.L-1), água destilada e o tratamento controle (sem embebição). As sementes foram germinadas sob os potenciais osmóticos 0,0, -0,1, -0,2, -0,3 e -0,4 MPa, utilizando PEG 6000 como agente osmótico. Analisaram-se as variáveis porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação, comprimento da parte aérea e da raiz primária, massa seca total, prolina, açúcares solúveis totais e aminoácidos livres totais. O ácido salicílico e o ácido giberélico apresentaram os melhores resultados, dentre os atenuadores testados, incrementando a germinação, o comprimento, a massa seca e os componentes bioquímicos de plântulas de S. hispanica sob déficit hídrico. Logo, os ácidos salicílico e giberélico são eficientes na mitigação do estresse hídrico em sementes de S. hispanica até o potencial -0,4 MPa.

Blanching of papaya: effect on osmotic dehydration and characterization of the fruit invertase / Branqueamento de mamão: efeito na desidratação osmótica e caracterização da invertase da fruta

ABSTRACT: This research evaluated the influence of blanching on osmotic dehydration in sucrose solutions of papaya of Formosa cultivar. The characterization of invertase present in the fruits was also done. Blanching possibly caused damages to the cellular structure resulting in higher water loss, sugar gain and, thus, effective diffusion coefficients than fresh papayas during osmotic dehydration. The invertase extracted from papaya pulp presented optimum temperature of 45 °C and optimum pH of 4.8. Considering the low production cost of papaya and the invertase characteristics, the fruit shows to be a potential source for the referred enzyme extraction.

RESUMO: O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência do branqueamento na desidratação osmótica de mamão Formosa em soluções de sacarose. A caracterização da invertase presente nos frutos também foi realizada. O branqueamento possivelmente danificou a estrutura celular do vegetal resultando em maior perda de água, ganho de açúcar e, consequentemente, maior coeficiente de difusão do que os mamões frescos após a desidratação osmótica. A invertase extraída da polpa do mamão apresentou temperatura ótima de 45 °C e pH ótimo de 4.8. Considerando o baixo custo de produção do mamão e as características da invertase, essa fruta apresenta-se como potencial fonte de extração da enzima.

Blanching of papaya: effect on osmotic dehydration and characterization of the fruit invertase / Branqueamento de mamão: efeito na desidratação osmótica e caracterização da invertase da fruta

This research evaluated the influence of blanching on osmotic dehydration in sucrose solutions of papaya of Formosa cultivar. The characterization of invertase present in the fruits was also done. Blanching possibly caused damages to the cellular structure resulting in higher water loss, sugar gain and, thus, effective diffusion coefficients than fresh papayas during osmotic dehydration. The invertase extracted from papaya pulp presented optimum temperature of 45 °C and optimum pH of 4.8. Considering the low production cost of papaya and the invertase characteristics, the fruit shows to be a potential source for the referred enzyme extraction.

O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência do branqueamento na desidratação osmótica de mamão Formosa em soluções de sacarose. A caracterização da invertase presente nos frutos também foi realizada. O branqueamento possivelmente danificou a estrutura celular do vegetal resultando em maior perda de água, ganho de açúcar e, consequentemente, maior coeficiente de difusão do que os mamões frescos após a desidratação osmótica. A invertase extraída da polpa do mamão apresentou temperatura ótima de 45 °C e pH ótimo de 4.8. Considerando o baixo custo de produção do mamão e as características da invertase, essa fruta apresenta-se como potencial fonte de extração da enzima.

Blanching of papaya: effect on osmotic dehydration and characterization of the fruit invertase / Branqueamento de mamão: efeito na desidratação osmótica e caracterização da invertase da fruta

This research evaluated the influence of blanching on osmotic dehydration in sucrose solutions of papaya of Formosa cultivar. The characterization of invertase present in the fruits was also done. Blanching possibly caused damages to the cellular structure resulting in higher water loss, sugar gain and, thus, effective diffusion coefficients than fresh papayas during osmotic dehydration. The invertase extracted from papaya pulp presented optimum temperature of 45 °C and optimum pH of 4.8. Considering the low production cost of papaya and the invertase characteristics, the fruit shows to be a potential source for the referred enzyme extraction.(AU)

O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência do branqueamento na desidratação osmótica de mamão Formosa em soluções de sacarose. A caracterização da invertase presente nos frutos também foi realizada. O branqueamento possivelmente danificou a estrutura celular do vegetal resultando em maior perda de água, ganho de açúcar e, consequentemente, maior coeficiente de difusão do que os mamões frescos após a desidratação osmótica. A invertase extraída da polpa do mamão apresentou temperatura ótima de 45 °C e pH ótimo de 4.8. Considerando o baixo custo de produção do mamão e as características da invertase, essa fruta apresenta-se como potencial fonte de extração da enzima.(AU)

Enzymatic activity in azuki bean seedlings subjected to salinity and water deficiency / Atividade enzimática em plântulas de feijão-azuki submetidas a salinidade e a restrição hídrica

Salinity and water deficiency are factors that limit the initial development of crops, directly interfering with the efficiency of food production. Studies on the behavior of cultivable species under stress are important to determine management actions; therefore, the mechanisms involved in post-stress recovery should be investigated. The objective of this study was to evaluate the effect of water and salt stress on enzymatic activity in azuki bean seedlings. The experimental design was a completely randomized, 4 × 6 factorial arrangement (four reagents: CaCl2, KCl, NaCl, and polyethylene glycol 6000 (PEG 6000) × six osmotic potentials: 0.0, -0.2, -0.4, -0.8, -1.2, and -1.6 MPa). The quantification of protein content and analysis of enzyme (catalase, peroxidase, and phenylalanine ammonia-lyase) activity in seedlings were performed on the 10th day after sowing. NaCl is toxic and recovery of azuki bean seedlings was less likely under salt stress owing to reduced enzymatic activity. In contrast, seedlings subjected to KCl treatment showed increased production of antioxidant enzymes.(AU)

A salinidade e a restrição hídrica são fatores limitantes ao desenvolvimento inicial das culturas, interferindo diretamente na eficiência da produção de alimentos. Estudos sobre o comportamento das espécies cultiváveis sob estresse são importantes para determinar ações de manejo, por essa razão deve haver a investigação e compreensão dos mecanismos envolvidos na recuperação pós estresse. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito do estresse hídrico e salino sobre a atividade enzimática de plântulas feijãoazuki. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 4x6 (4 reagentes: CaCl2, KCl, NaCl e polietilenoglicol 6000 (PEG 6000) x 6 potenciais osmóticos 0,0; -0,2; -0,4; -0,8; -1,2; -1,6 MPa). A quantificação do teor de proteínas e atividade das enzimas catalase, peroxidase e fenilalanina amônia-liase de plântulas foram analisadas no 10º dia após semeadura. O NaCl é tóxico e possibilita menores chances de recuperação em plântulas de feijão-azuki sob estresse salino devido a menor atividade enzimática. Por outro lado, as plântulas submetidas à solução de KCl apresentam aumento da produção de enzimas antioxidantes.(AU)

Anesthesia for osteosynthesis of femur in a cane toad (Rhinella marina)

Background: The taxonomic order Anura is composed of frogs and toads, with approximately 6,000 species worldwide, of which 900 species are found in Brazil. Rhinella marina, popularly known as "sapo-cururu," is the most commonly found frog in Brazil. Although most of these animals are found in research laboratories and zoos, they are increasingly being reared as pets. Therefore, sedation or anesthesia is often necessary for these animals to facilitate medical care, complementary examinations, or surgical procedures. However, there are only a few reports of anesthesia in frogs. Therefore, the present report aimed to describe the anesthetic protocol for femoral osteosynthetic surgery in an adult cane toad. Case: An adult cane toad presented with a history of difficulty in moving the left hindlimb and loss of limb movements. Radiography showed a simple, complete, transverse, and closed average shaft of the left femur and bone shaft fracture deviation. The animal was referred for an osteosynthetic surgery to stabilize the fracture. Animal restraint was performed using humidified gloves on the operating table. As premedication, ketamine, meloxicam, and morphine were administered, and general anesthesia was induced with isoflurane through a face mask. The anesthesia was maintained with isoflurane through a drip on the animal's back for cutaneous absorption. Lidocaine (2%) anesthetic gel was applied on the incision line to complement the somatic analgesia. The fracture was fixed using an intramedullary Kirschner pin. The heart rate was measured based on the beep of the arterial pulse using a Doppler ultrasonic device, respiratory rate was recorded by visual observation of the animal's respiratory motion, and body temperature was assessed using an esophageal digital thermometer - all of these remained stable during the procedure. Morphine, enrofloxacin, and meloxicam were administered postoperatively. The animal was discharged from the hospital seven days after the surgery, and 14 days later, the animal was deemed clinically stable with favorable wound healing. Discussion: Toads use their skin to breathe and maintain osmotic balance. Therefore, their skin is extremely sensitive to dehydration, requiring constant wetting. General anesthesia in amphibians is recommended for prolonged and painful procedures, as in the present case. Different anesthetics, analgesics, and associated drugs may be used. Ketamine is often used for chemical restraint in amphibians, and the induction and recovery times may vary due to sensitivity and drug resistance. Inhalational anesthesia with isoflurane may also be effective; in the present case, the anesthetic was administered using a mask placed on the frog's skin, without any irritation. Analgesia is essential for any animal, and amphibians have opioid receptors that may be used as targets of non-steroidal anti-inflammatory agents. As indicated for all species, the animal was monitored throughout the procedure. Assessment of heartbeat is the simplest way to monitor anesthesia using Doppler (on the heart or throat); in the present case, was placed on the axillary artery for clear auscultation. In addition, other parameters, such as temperature and primary respiratory movements, were monitored. Anesthetic recovery can take hours or even days, whereas excretion depends on the metabolic rate of each animal. In the present case, recovery was observed 4 h after completion of the procedure, using fresh water on the animal's body to accelerate recovery, as indicated in the literature. This case demonstrated that anesthesia and medications used for anesthesia induction, maintenance, and recovery are safe in toads. For cane toads, during femoral osteosynthesis, this anesthetic procedure has never been described previously in the literature. Finally, such information can aid veterinarians in performing safe and adequate analgesic and anesthetic procedures for the wellbeing of animals.

Germination and vigour in genotypes of forage sorghum at different levels of water and salt stress / Germinação e vigor de genótipos de sorgo forrageiro em diferentes níveis de estresse hídrico e salino

Salinity and water deficiency are abiotic factors which have a strong impact on agricultural activities, especially in arid and semi-arid regions. The aim of this research was to analyse the tolerance of two genotypes of forage sorghum, EA 116 and BRS Ponta Negra, to different levels of water and salt stress during germination. The conditions of water and salt stress were simulated by moistening the substrate with a solution of mannitol and of sodium chloride (NaCl) respectively, with the water potential adjusted to 0 (distilled water), -0.1, -0.2, -0.3, -0.4, -0.5 and -0.6 MPa. The variables under analysis were germination percentage, first count, germination speed index, shoot and root length, seedling dry weight, electrolyte leakage and leaf Na+/K+ ratio. The experiment was conducted in a completely randomised design, and distributed in a 2 (genotypes) × 2 (stress condition) × 7 (osmotic potential) factorial scheme, with four replications. The EA 116 and BRS Ponta Negra genotypes show greater tolerance to water stress. The EA 116 cultivar maintained germination under water stress from 0 to -0.6MPa and saline stress from 0 to -0.4 MPa.

A salinidade e a deficiência hídrica são fatores abióticos com forte impacto sobre as atividades agrícolas, especialmente, em regiões áridas e semiáridas. Objetivou-se com a pesquisa analisar a tolerância de dois genótipos de sorgo forrageiro, EA 116 e BRS Ponta Negra, a diferentes níveis de estresse hídrico e salino durante a germinação. As condições de estresse hídrico e salino foram simuladas a partir do umedecimento do substrato com solução de manitol e Cloreto de Sódio (NaCl), respectivamente, com potencial hídrico ajustadas em: 0 (água destilada); -0,1; -0,2; -0,3; -0,4; -0,5 e -0,6 MPa. As variáveis analisadas foram Porcentagem de germinação, primeira contagem, índice de velocidade de germinação, comprimento da parte aérea e radicular, massa seca da plântula, extravasamento de eletrólitos e a relação Na+/K+ das folhas. Conduzido em delineamento inteiramente casualizado, distribuídos em esquema de fatorial 2 (genótipos) × 2 (condição de estresse) × 7 (potencial osmótico), com quatro repetições. Os genótipos EA 116 e BRS Ponta Negra apresentam maior tolerância ao estresse hídrico. A cultivar EA116 manteve a germinação em condições de estresse hídrico de 0 a -0,6 MPa e salina de 0 a -0,4 MPa.

Seed germination and antioxidant enzyme activity in seedlings of diploid and tetraploid bahiagrass under water restriction / Germinação de sementes e atividade de enzimas antioxidantes em plântulas de grama forquilha diplóide e tetraploide sob restrição hídrica

The objective of the following research was to investigate the physiological responses of two bahiagrass genotypes (Paspalum notatum Flügge) submitted to water restriction, induced by polyethylene glycol (PEG6000), during seed germination. Seeds of cv. Pensacola (diploid) and Bagual ecotype (tetraploid) were placed on paper moistened with osmotic solutions at potentials of 0.0; -0.1; -0.2 and -0.3 MPa. Composed of two subsamples of 100 seeds and four experimental units per treatment, the germination test was conducted in a germination chamber under alternating temperatures of 30 °C (8 hours) and 20 °C (16 hours), with presence of light during the higher temperature. Final germination percentage and germination speed index of the seeds, as well as early growth, activity and expression of antioxidant enzymes of seedlings were evaluated. The water restriction induced by PEG6000 reduced the percentage of germination in Pensacola (from 74% to 59%) and Bagual (34% to 10%). For the latter, the evaluation of seedlings showed higher dry mass in relation to cv. Pensacola (1.7 times higher in root and 1.6 times in shoot). In response to moderate water restriction, the genotypes showed increases in root growth (1.7 times higher in -0.1 compared to 0.0 MPa), both in expression and enzymatic activity (superoxide dismutase and catalase).(AU)

O presente estudo objetivou avaliar as respostas fisiológicas de dois genótipos de grama forquilha (Paspalum notatum Flügge) sob restrição hídrica induzida por polietileno glicol (PEG6000) durante a germinação de sementes. Sementes da cv. Pensacola (diplóide) e do ecótipo Bagual (tetraplóide) foram colocadas em papel umedecido com soluções osmóticas nos potenciais de 0,0; -0,1; -0,2 e -0,3 MPa. Composto de duas subamostras de 100 sementes e quatro unidades experimentais por tratamento, o teste de germinação foi conduzido em câmara de germinação sob temperatura alternada de 30-20 ºC, com presença de luz durante a maior temperatura. Foram avaliados a porcentagem final e o índice de velocidade de germinação das sementes, assim como o crescimento inicial, a atividade e a expressão de enzimas antioxidantes das plântulas. A restrição hídrica induzida por PEG6000 reduziu o percentual de germinação em Pensacola (de 74 para 59%) e Bagual (34 para 10%). Este último, na avaliação de plântulas, apresentou massa seca superior em relação à cv. Pensacola (1.7 vezes superior em raiz e 1.6 vezes superior em parte aérea). Em resposta à restrição hídrica moderada, os genótipos apresentaram aumentos tanto do crescimento radicular (1.7 vezes superior em -0.1 em comparação com 0.0 MPa), quanto da expressão e da atividade enzimática (superóxido dismutase e catalase).(AU)

Germination and vigour in genotypes of forage sorghum at different levels of water and salt stress / Germinação e vigor de genótipos de sorgo forrageiro em diferentes níveis de estresse hídrico e salino

Salinity and water deficiency are abiotic factors which have a strong impact on agricultural activities, especially in arid and semi-arid regions. The aim of this research was to analyse the tolerance of two genotypes of forage sorghum, EA 116 and BRS Ponta Negra, to different levels of water and salt stress during germination. The conditions of water and salt stress were simulated by moistening the substrate with a solution of mannitol and of sodium chloride (NaCl) respectively, with the water potential adjusted to 0 (distilled water), -0.1, -0.2, -0.3, -0.4, -0.5 and -0.6 MPa. The variables under analysis were germination percentage, first count, germination speed index, shoot and root length, seedling dry weight, electrolyte leakage and leaf Na+/K+ ratio. The experiment was conducted in a completely randomised design, and distributed in a 2 (genotypes) × 2 (stress condition) × 7 (osmotic potential) factorial scheme, with four replications. The EA 116 and BRS Ponta Negra genotypes show greater tolerance to water stress. The EA 116 cultivar maintained germination under water stress from 0 to -0.6MPa and saline stress from 0 to -0.4 MPa.(AU)

A salinidade e a deficiência hídrica são fatores abióticos com forte impacto sobre as atividades agrícolas, especialmente, em regiões áridas e semiáridas. Objetivou-se com a pesquisa analisar a tolerância de dois genótipos de sorgo forrageiro, EA 116 e BRS Ponta Negra, a diferentes níveis de estresse hídrico e salino durante a germinação. As condições de estresse hídrico e salino foram simuladas a partir do umedecimento do substrato com solução de manitol e Cloreto de Sódio (NaCl), respectivamente, com potencial hídrico ajustadas em: 0 (água destilada); -0,1; -0,2; -0,3; -0,4; -0,5 e -0,6 MPa. As variáveis analisadas foram Porcentagem de germinação, primeira contagem, índice de velocidade de germinação, comprimento da parte aérea e radicular, massa seca da plântula, extravasamento de eletrólitos e a relação Na+/K+ das folhas. Conduzido em delineamento inteiramente casualizado, distribuídos em esquema de fatorial 2 (genótipos) × 2 (condição de estresse) × 7 (potencial osmótico), com quatro repetições. Os genótipos EA 116 e BRS Ponta Negra apresentam maior tolerância ao estresse hídrico. A cultivar EA116 manteve a germinação em condições de estresse hídrico de 0 a -0,6 MPa e salina de 0 a -0,4 MPa.(AU)

Optimization of the osmotic dehydration of ginger / Otimização da desidratação osmótica do gengibre

The present research aimed to optimize the process of osmotic dehydration (OD) of ginger with hypertonic sucrose solution employing response surface methodology. A 23 experimental planning was carried out and 17 experimental assays were performed based on three independent variables (temperature, concentration of the osmotic solution and immersion time) and three dependent variables (moisture loss (ML), solids gain (SG) and dehydration efficiency index (DEI)). The selected assay conditions exhibited the preferred DEI value (the highest ML and lower SG), which were considered in the optimization. Assay 16 demonstrated to be the most favorable conditions for the osmotic dehydration of ginger (DEI =1.61) at 40 40 °C, 50 °Brix and 90 minutes of immersion time. Assay 1 performed at 34 °C, 44 °Brix and 120 minutes of immersion time also displayed desirable response (DEI =1.45). Thus, these two assays were evaluated for the presence of thermal-tolerant coliforms: Bacillus cereus and Salmonella sp.. The analyses presented values below the acceptable limits, which assured high quality hygienic and sanitary conditions of the product.(AU)

A presente pesquisa teve como objetivo otimizar o processo de desidratação osmótica (DO) do gengibre, com solução hipertônica de sacarose, pelo método de superfície de resposta. Foi utilizado um planejamento fatorial 23 completo, totalizando 17 ensaios, tendo como variáveis independentes: temperatura, concentração da solução osmótica e tempo de imersão e variáveis dependentes, como,: perda de umidade (PU), ganho de sólidos (GS) e índice de eficiência de desidratação osmótica (IED). Para otimizar foi considerado o melhor ensaio, o que obteve maior IED, ou seja, maior PU e menor GS. As melhores condições para a desidratação osmótica de gengibre foram obtidos a 40 °C, 50 °Brix e 90 minutos de imersão (Ensaio 16) com IED de 1.61 vindo em seguida o Ensaio 1 (34 ºC, 44 ºBrix e 120 minutos de imersão) com IED de 1.45. Estes ensaios foram avaliados quanto à coliformes tolerantes térmicas, Bacillus cereus e Salmonella spp., apresentando valores abaixo dos limites aceitáveis, indicando boas condições higiênicas sanitárias do produto.(AU)

Hypotonic enteral electrolyte solutions administered by nasoesophageal tube in continuous flow in dogs dehydrated by water restriction: Part 1 / Soluções eletrolíticas enterais hipotônicas administradas por sonda nasoesofágica em fluxo contínuo em cães desidratados por restrição hídrica: Parte 1

The present study assessed and compared the effects of hypotonic enteral electrolyte solutions administered by nasoesophageal tube in continuous flow in dogs submitted to water restriction on packed cell volume; total serum protein and serum osmolarity concentrations; blood volume; plasma glucose and lactate levels; blood gas analysis, anion gap, and strong ion difference. Six adult dogs were used (four males and two females). All animals were submitted to both proposed treatments in a crossover design 6×2. The treatments were as follows: ESmalt consisting of 5g sodium chloride, 1g potassium chloride, 1g calcium acetate, 0.2g magnesium pidolate, and 9.6g maltodextrin that were diluted in 1.000mL water (measured osmotic concentration of 215mOsm L−1) and ESdext consisting of 5g sodium chloride, 1g potassium chloride, 1g calcium acetate, 0.2g magnesium pidolate, and 9.6g dextrose that were diluted in 1.000mL water (measured osmotic concentration of 243mOsm L−1). All solutions were administered at 15ml kg−1 h−1 for 4 hours. Both solutions increased the plasma volume in dehydrated dogs without causing adverse effects. However, ESmalt was more effective in promoting the increase in blood volume.(AU)

O presente estudo avaliou e comparou os efeitos de soluções eletrolíticas enterais hipotônicas, administradas por sonda nasoesofágica em fluxo contínuo em cães submetidos a restrição hídrica, sobre o hematócrito, proteínas totais séricas, osmolaridade sérica, volemia, glicose e lactato plasmáticos, hemogasometria, ânion gap e DIF. Foram utilizados seis cães adultos (quatro machos e duas fêmeas). Todos os animais foram submetidos aos dois tratamentos propostos, em um delineamento crossover 6×2. Os tratamentos foram os seguintes: SEmalt - 5g de cloreto de sódio, 1g de cloreto de potássio, 1g de acetato de cálcio, 0,2g de pidolato de magnésio e 9,6g de maltodextrina, diluídos em 1.000mL de água (osmolaridade mensurada: 215mOsm L -1 ); SEdext - 5g de cloreto de sódio, 1g de cloreto de potássio, 1g de acetato de cálcio, 0,2g de pidolato de magnésio e 9,6g de dextrose, diluídos em 1.000mL de água (osmolaridade mensurada: 243mOsm L -1 ). Todas as soluções foram administradas no volume de 15mL kg -1 hora -1 , durante quatro horas, em fluxo contínuo. Ambas as soluções aumentaram o volume plasmático em cães desidratados, sem gerar o aparecimento de efeitos adversos. Porém, a SEmalt foi mais eficaz em promover a expansão da volemia.

Hypotonic enteral electrolyte solutions administered by nasoesophageal tube in continuous flow in dogs dehydrated by water restriction: Part 1 / Soluções eletrolíticas enterais hipotônicas administradas por sonda nasoesofágica em fluxo contínuo em cães desidratados por restrição hídrica: Parte 1

The present study assessed and compared the effects of hypotonic enteral electrolyte solutions administered by nasoesophageal tube in continuous flow in dogs submitted to water restriction on packed cell volume; total serum protein and serum osmolarity concentrations; blood volume; plasma glucose and lactate levels; blood gas analysis, anion gap, and strong ion difference. Six adult dogs were used (four males and two females). All animals were submitted to both proposed treatments in a crossover design 6×2. The treatments were as follows: ESmalt consisting of 5g sodium chloride, 1g potassium chloride, 1g calcium acetate, 0.2g magnesium pidolate, and 9.6g maltodextrin that were diluted in 1.000mL water (measured osmotic concentration of 215mOsm L−1) and ESdext consisting of 5g sodium chloride, 1g potassium chloride, 1g calcium acetate, 0.2g magnesium pidolate, and 9.6g dextrose that were diluted in 1.000mL water (measured osmotic concentration of 243mOsm L−1). All solutions were administered at 15ml kg−1 h−1 for 4 hours. Both solutions increased the plasma volume in dehydrated dogs without causing adverse effects. However, ESmalt was more effective in promoting the increase in blood volume.(AU)

O presente estudo avaliou e comparou os efeitos de soluções eletrolíticas enterais hipotônicas, administradas por sonda nasoesofágica em fluxo contínuo em cães submetidos a restrição hídrica, sobre o hematócrito, proteínas totais séricas, osmolaridade sérica, volemia, glicose e lactato plasmáticos, hemogasometria, ânion gap e DIF. Foram utilizados seis cães adultos (quatro machos e duas fêmeas). Todos os animais foram submetidos aos dois tratamentos propostos, em um delineamento crossover 6×2. Os tratamentos foram os seguintes: SEmalt - 5g de cloreto de sódio, 1g de cloreto de potássio, 1g de acetato de cálcio, 0,2g de pidolato de magnésio e 9,6g de maltodextrina, diluídos em 1.000mL de água (osmolaridade mensurada: 215mOsm L -1 ); SEdext - 5g de cloreto de sódio, 1g de cloreto de potássio, 1g de acetato de cálcio, 0,2g de pidolato de magnésio e 9,6g de dextrose, diluídos em 1.000mL de água (osmolaridade mensurada: 243mOsm L -1 ). Todas as soluções foram administradas no volume de 15mL kg -1 hora -1 , durante quatro horas, em fluxo contínuo. Ambas as soluções aumentaram o volume plasmático em cães desidratados, sem gerar o aparecimento de efeitos adversos. Porém, a SEmalt foi mais eficaz em promover a expansão da volemia.

Physiological potential of popcorn seeds submitted to water stress after treated with bioregulator / Potencial fisiológico de sementes de milho pipoca submetidas ao estresse hídrico após tratamento com biorregulador

Seed performance is one of the key points for high productivity in crop development. The objective of this study was to evaluate the physiological potential of popcorn cultivar seeds (IAC 125 and BRS-Ângela) treated with Stimulate® bioregulator under water stress. Popcorn seeds were submitted to different osmotic potential levels 0; -0.1; -0.3; -0.6 and -0.9 MPa and induced by mannitol, after being treated with bioregulator at the dose of 1.5 L 100 kg-1 of seeds. The experiment was conducted in a completely randomized design, in a 5 × 2 × 2 factorial design (osmotic potential levels x cultivars x absence and presence of bioregulator). The variables evaluated were: first count and final count of germination standard, shoot length, primary root length, and dry biomass of seedlings. Treating popcorn seeds with bioregulator is inefficient in improving the physiological potential under normal conditions and little water restriction, but under conditions in which water may be limited, the use of bioregulator positively influences germination, growth, and initial performance of seedlings.(AU)

O desempenho de sementes é um dos pontos chave para que o desenvolvimento da cultura se transforme em alta produtividade. Este trabalho teve por objetivo avaliar o potencial fisiológico de sementes de cultivares de milho pipoca (IAC 125 e BRS-Ângela) tratadas com biorregulador Stimulate®, sob estresse hídrico. Sementes de milho pipoca foram submetidas a diferentes níveis de potencial osmótico 0; -0,1; -0,3; -0,6 e -0,9 MPa, induzidos pelo manitol, após serem tratadas com biorregulador na dose de 1,5 L 100 kg-1 de sementes. O experimento foi conduzido no delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 5 × 2 × 2 (níveis de potencial osmótico x cultivares x ausência e presença do biorregulador). As variáveis avaliadas foram: primeira contagem e contagem final do teste padrão de germinação, comprimento da parte aérea, comprimento de raiz primária e biomassa seca das plântulas. O tratamento de sementes de milho pipoca com biorregulador é ineficiente na melhoria do potencial fisiológico em condições normais e de pouca restrição hídrica, porém em condições em que a água possa ser limitada, o uso do biorregulador influencia positivamente na germinação, crescimento e desempenho inicial das plântulas.(AU)

Influência da desidratação osmótica na qualidade de frutas / Influence of osmotic dehydration in the quality of fuits

O Brasil é um grande produtor de frutas e vegetais e esta grande produção está associada a um considerável prejuízo no pós-colheita. A desidratação osmótica é uma operação importante para transformar frutos perecíveis em novos produtos com agregação de valor, além de estender a vida de prateleira. Os frutos goiaba e manga foram desidratados osmoticamente em solução de sacarose nas concentrações de 45%, 55% e 65% por um período de 24 horas. Os resultados mostraram que para a goiaba o teor de umidade variou de 57% a 41% enquanto que para a manga a umidade variou de 56% a 45% para as concentrações de 45% e 65%, respectivamente. A umidade diminuiu com o aumento da concentração de sacarose apenas para a goiaba enquanto que para a manga a umidade se manteve estável na concentração de 55%. O valor de compostos fenólicos nos frutos variou 112,86 a 153,3 mg EAG.100(-1) para a goiaba e de 78,21 a 85,87 mg EAG.100(-1). A concentração de sacarose na desidratação osmótica influenciou positivamente no teor de compostos fenólicos dos frutos.(AU)

Influência da desidratação osmótica na qualidade de frutas / Influence of osmotic dehydration in the quality of fuits

O Brasil é um grande produtor de frutas e vegetais e esta grande produção está associada a um considerável prejuízo no pós-colheita. A desidratação osmótica é uma operação importante para transformar frutos perecíveis em novos produtos com agregação de valor, além de estender a vida de prateleira. Os frutos goiaba e manga foram desidratados osmoticamente em solução de sacarose nas concentrações de 45%, 55% e 65% por um período de 24 horas. Os resultados mostraram que para a goiaba o teor de umidade variou de 57% a 41% enquanto que para a manga a umidade variou de 56% a 45% para as concentrações de 45% e 65%, respectivamente. A umidade diminuiu com o aumento da concentração de sacarose apenas para a goiaba enquanto que para a manga a umidade se manteve estável na concentração de 55%. O valor de compostos fenólicos nos frutos variou 112,86 a 153,3 mg EAG.100(-1) para a goiaba e de 78,21 a 85,87 mg EAG.100(-1). A concentração de sacarose na desidratação osmótica influenciou positivamente no teor de compostos fenólicos dos frutos.

Desidratação osmótica de palmito de pupunha (Bactris gasipaes kunth. ) seguida da secagem convencional: modelagem matemática / Osmotic dehydration of pupunha palm (Bactris gasipaes kunth. ) followed by conventional drying: mathematical modeling

O palmito de pupunha in natura é altamente perecível e requer estudos que aumentem a sua vida de prateleira. Assim, objetivou-se estudar a modelagem matemática do processo de desidratação osmótica e convencional de palmito de pupunha. O trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Produtos de Origem Vegetal do CEFET/Valença-RJ e o palmito utilizado adquirido com produtores locais. Para o tratamento osmótico foram utilizadas duas soluções: solução com 15% de NaCl e 10% de sacarose e solução com 10% de NaCl e 15% de sacarose. Para a determinação da curva de secagem, os tratamentos, em triplicatas, foram acondicionados em um secador de vegetais, nas temperaturas de 50 e 70ºC, com velocidade do ar de secagem a 1,5 m/s. Após modelagem matemática dos dados de cinética de secagem foi possível determinar que os modelos de Newton, Henderson e Pabis, e, Logarítmico foram adequados para descrever e preceder a cinética de secagem do palmito de pupunha.