aula 3 - respiracao

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RESPIRAÇÃO

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Page 1: Aula 3 - Respiracao

RESPIRAÇÃO

Page 2: Aula 3 - Respiracao

Antes da colheita

relação fonte-dreno

Após a colheita

relação fonte-dreno

Page 3: Aula 3 - Respiracao

RESPIRARESPIRAÇÇÃOÃO

manutenmanutençção celularão celular

FOTOSSÍNTESE

Carboidratos,lipídios, ácidos

orgânicos eproteínas

OXIDADOSOXIDADOSEENNEERRGGIIAA

Page 4: Aula 3 - Respiracao

Lipídios Polissacarídeos Proteínas

Ácidos graxos Hexoses Aminoácidos

Piruvato

Acetil-CoA

C.K.

Nucleotídeos

reduzidos

ATP (energia)C.T.E.

H2O

Ácido málico

Proteases

Oxidação

CO2

Enzimamálica

CO2

Lipases

H2O

Page 5: Aula 3 - Respiracao

Amido

Glicose 1-P

Gliceraldeído 3-P

Fosfoenolpiruvato

Piruvato

Acetil-CoA

CelulosePentose fosfato Glicose 6-P

Oxalacetato

-oxoglutarato

Nucleotídeos

Ácidos nucléicosADPATPNADNADPCitocininas Eritrose 4-P

Ácido shiquímicoTriptofanoTirosinaFenilalanina

AlcalóidesFlavonóides

LigninaFitoalexinas

Ácidoindolilacético

Proteínas Alanina

Dihidróxidocetona P

Glicerofosfato

Lipídios

Ácidos graxos

GiberelinasCarotenóidesesteróisABA

Proteínas

Glutamato

PorfirinasClorofilasFitocromoCatalase

Ciclode

Krebs

Outrosaminoácidos

Page 6: Aula 3 - Respiracao

Frutose 1,6-bisfosfato

Diidroxicetona fosfato

PIRUVATO

piruvato quinase

Hexoquinase

fosfoglicoisomerase

fosfofrutoquinase

aldolasetriose fosfato

isomerasegliceraldeído 3-fosfato desidrogenase

fosfoglicerato quinase

fosfoglicerato mutase

enolase

ATPADP

ATPADP

ADPATP

ADPATP

NAD+

NADH + H+

Pi(2 moléculas)

Glicose

Glicose 6-fosfato

Frutose 6-fosfato

Gliceraldeído 3-fosfato

1,3-bisfosfoglicerato

3-fosfoglicerato

2-fosfoglicerato

FosfoenolpiruvatoH2O

GLICÓLISE

Page 7: Aula 3 - Respiracao

GLICÓLISE - FUNÇÕES

- Produção do piruvato

- Produção de energia (ATP)

- forma 4 ATPs

-gasta 2 ATPs

-rendimento baixo em ATP

- Redução de NAD+ 2 NADH (poder redutor)

(1 NADH = 3 ATP na CTE)

- Formação de esqueleto carbônico para síntese deoutros compostos

Page 8: Aula 3 - Respiracao

Cadeia de transportede elétrons

PIRUVATO

Ciclo de Krebs Fermentação

+ O2 - O2

Pouca produção de energia

Afeta o amadurecimento

Alteração no sabor e aroma

Maior produçãode energia

Fermentação

PiruvatoCO2

- O2

Acetaldeído EtanolNAD+NADH + H+

Respiraçãoanaeróbica

Respiraçãoaeróbica

Page 9: Aula 3 - Respiracao

PIRUVATO Ciclo de KrebsFase preparatória

Oxidação

PiruvatoNAD+

NADH + H+

CO2

Piruvato desidrogenase

Acetil-CoA

Ciclo de Krebs

Page 10: Aula 3 - Respiracao

espaçointermembrana

cristas

Matriz mitocondrial

Membrana externaMembrana interna

Page 11: Aula 3 - Respiracao

Acetil-CoA

Malato

Oxalacetato Citrato

Isocitrato

-oxoglutarato

Succinil-CoASuccinato

Fumarato

H2OCoA

malato desidrogenase

citrato sintaseaconitase

isocitrato

desidrogenase

-cetoglutarato

desidrogenasesuccinil-CoA

sintetase

succinatodesidrogenase

fumarase NAD+

NADH + H+

CO2

NAD+

NADH + H+

CO2

ADP + PiATPCoA

NADH + H+

NAD+

CICLO DE KREBS

Ubiquinol

(FADH2)

Ubiquinona

H2O

PiruvatoNAD+NADH + H+

Piruvato desidrogenase

CO2

Page 12: Aula 3 - Respiracao

Dano de CO2 em maçã

(miolo marrom)

Page 13: Aula 3 - Respiracao

CICLO DE KREBS-FUNÇÕES

- Produção de ATP (1 por piruvato): 2 ATPs

- Redução de NAD+ 8 NADH

- Redução da ubiquinona 2 ubiquinol

(1 ubiquinol = 2 ATP na CTE)

Page 14: Aula 3 - Respiracao

CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS

Muita energia armazenada na forma de coenzimasreduzidas (carregadas de e-):

NADH e Ubiquinol

Precisam ser oxidadas para liberar energia

Page 15: Aula 3 - Respiracao

CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS

• Oxidação das coenzimas pelo O2

• Fosforilação oxidativa

• Formação de um gradiente de prótons (H+),responsável pela síntese de ATP

• Citocromo oxidase- afetada pelo O2 e CO2

Page 16: Aula 3 - Respiracao

Membranainterna

Espaço intermembrana

Matriz

4H+

NADH NAD+

UQe-

e-

NADH NAD+

Ca2+

NADPH

Ca2+

NADP+

e-

NADH NAD+

e-

NADPH NADP+

e-

Ca2+

Succinato Fumarato

e-

O2 H2O

e-

e-

e-

4H+ 2H+

O2 H2O

AOX

e-

Citocromo c 3H+

FO

F1

3H+

ADP + Pi ATPComplexo INADH dehidrogenase Complexo II

Succinato dehidrogenase

Complexo IIICitocromo bc1

Complexo IVCitocromo oxidase

Complexo VATP sintase

Page 17: Aula 3 - Respiracao

Glicose 6-P

Glicose

Glicólise

Gliconolactona 6-P

NADP+

NADPH + H+

Glicose 6-Pdesidrogenase

Gliconato 6-P

Ribulose 5-P

NADP+

NADPH + H+, CO2

fosfogliconolactonase

Gliconato 6-P desidrogenase

Ribose 5-P

Ribose 6-P desidrogenase

Xilulose

Gliceraldeído 3-P

Sedoheptulose 7-P

Transcetolase

Frutose 6-P Gliceraldeído 3-PTransaldolase

Transcetolase

Ribulose 5-P

3-epimerase

Piruvato

Eritrose 4-PTransaldolase

glicólise

Page 18: Aula 3 - Respiracao

BALANÇO ENERGÉTICO DA RESPIRAÇÃO

C6H12O6 + 6 O2 6CO2 + 6H2O + 686 Kcal (ATP e calor vital)

1ATP = 7,6 Kcal

Respiração aeróbica

36 ATP x 7,6 = 274 Kcal (40%)

60% = 412 Kcal (calor vital)

Respiração anaeróbica

6 ATP x 7,6 Kcal = 45,6 Kcal (7%)

93% = calor

Page 19: Aula 3 - Respiracao

FATORES QUE AFETAMA RESPIRAÇÃO

Atividade respiratória (AR)= mg CO2/kg/hora

A AR é influenciada por:

• Espécie e cultivar

• Estádio de maturação

• Temperatura

• Composição atmosférica (CO2 e O2)

• Etileno

• Injúrias mecânicas

O controle da respiração constitui o princípio básico daconservação de frutas e hortaliças

Page 20: Aula 3 - Respiracao

Q10 = a cada 10oC de variação na temperatura, a velocidade dasreações metabólicas aumenta ou reduz em duas a três vezes,

dentro da faixa fisiológica de temperatura

Lei de Vant Hoff (Q10)

T o C Q 1 0

0 - 1 0 2 , 5 - 3 ,0

1 0 - 2 0 2 , 0 - 2 ,5

2 0 - 3 0 2 , 0 - 2 ,5

3 0 - 4 0 < 2 ,0

– temperatura máxima: 30-35oC– temperatura mínima: variável

• frutas tropicais a < 11oC: danos• frutas de clima temperado: 0oC

Page 21: Aula 3 - Respiracao

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25

Temperatura (oC)

Res

pir

ação

(mlC

O2/

kg/h

)

RESPIRAÇÃO DO AGRIÃO

Agrião a 0oC dura 15 dias

Agrião a 10oC dura 5 a 8 dias

Agrião a 20oC dura 3 a 5 dias

Agrião a 30oC dura 1 dia

Page 22: Aula 3 - Respiracao

RESPIRARESPIRAÇÇÃO DE ALGUMAS FRUTAS EÃO DE ALGUMAS FRUTAS EHORTALIHORTALIÇÇAS EM DIFERENTES TEMPERATURASAS EM DIFERENTES TEMPERATURAS

Temperatura (oC)

Produto 0 4-5 10 15-16 20-21 26-27

------------------------ mg CO2. kg-1.h-1--------------------------Laranja 2-5 4-7 6-9 13-24 22-34 25-40Pêssego 4-6 6-9 16-32 33-42 59-102 81-122Maçã 3-6 5-11 14-20 18-31 20-41 -Uva 1-2 3-6 8-10 10-12 13-25 25-30Morango 12-18 16-23 49-95 71-92 102-196 169-211Aspargo 27-80 55-136 90-304 160-327 275-500 500-600Alho 4-14 - 9-10 14-29 13-25 -Brócole 19-21 32-37 75-87 161-186 278-320 -

Page 23: Aula 3 - Respiracao

ClimatéricosFrutos

mínimo máximo

NãoClimatéricos

Abacate 35 155Banana 20 60Manga 22 63Mamão 20 45

Maracujá 25 45Pera 12 33

Ameixa 9 21Limão 9

Laranja 12Uva 13

Abacaxi 15Figo 34

Morango 65

Taxa respiratória de frutos climatéricos e nãoclimatéricos a 20ºC (ml CO2.kg-1.h-1)

Page 24: Aula 3 - Respiracao

CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO DOS PRODUTOS HORTÃO DOS PRODUTOS HORTÍÍCOLASCOLASDE ACORDO COM SUA ATIVIDADEDE ACORDO COM SUA ATIVIDADE

RESPIRATRESPIRATÓÓRIA (RIA (KaderKader, 1992), 1992)

Classe Taxa a 5oC(mg CO2.kg-1.h-1)

Produtos

Muito baixa < 5 Nozes, tâmara

Baixa 5-10 Maçã, citros, uva, kiwi,alho, cebola, batata-doce

Moderada 10-20 Damasco, banana, cereja,pêssego, pêra, ameixa,figo, repolho, cenoura,alface, pimentão, tomate

Alta 20-40 Abacate morango, couve-flor

Muito alta 40-60 Alcachofra, couve-de-bruxelas

Extremamente alta > 60 Aspargo, brócole,espinafre

Page 25: Aula 3 - Respiracao

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 5 10 15 20 25

Temperatura (oC)

Tax

are

spira

tória

(mg

CO

2.kg

-1.h

-1)

Morango

Aspargo

Laranja

Pêssego

Alcachofra

ATIVIDADE RESPIRATÓRIA DE FRUTAS EHORTALIÇAS EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA

Page 26: Aula 3 - Respiracao

INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA SOBRE ARESPIRAÇÃO DE ABACATE

Tax

are

spir

atór

ia

Dias após a colheita1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

25oC

20oC

15oC30oC

10oC

5oC

Page 27: Aula 3 - Respiracao

Aumento daprodução de etileno

Redução na vida pós-colheita

Aumento da respiração

Aumento na velocidade de deterioração

estressePerda da

compartimentaçãocelular

Injúrias mecânicas

Page 28: Aula 3 - Respiracao

10

15

20

25

30

35

40

45

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Dias a 20oC

mg

CO

2kg

-1h-1

Controle1 queda4 quedas8 quedas

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Dias a 20oC

L

C2H

4kg

-1h-1

Controle1 queda4 quedas8 quedas

Efeito de 1, 4 e 8 impactos na respiração e produçãode etileno de tomates danificados no estágio “verde –

maturo” e armazenados a 20oC

Page 29: Aula 3 - Respiracao

MÉTODOS PARA REDUZIR ARESPIRAÇÃO

Page 30: Aula 3 - Respiracao

Mínimo manuseio do produto

- redução de injúrias mecânicas

Redução da temperatura

- pré-resfriamento

- refrigeraçãoAlteração na composição atmosférica

-atmosfera modificada

- atmosfera controladaRedução na produção e ação do etileno

- reguladores vegetais

Colheita no estádio ideal

- Mínimo climatérico

Page 31: Aula 3 - Respiracao

• Redução do O2 e/ou aumento do CO2

– Diminui respiração, até certos níveis

– Atuam inibindo enzimas do processo respiratório

– Reduz a produção e a ação do etileno (frutos climatéricos)

EFEITO DA COMPOSIÇÃOATMOSFÉRICA SOBRE A RESPIRAÇÃO

Princípio do armazenamento sob atmosfera modificada