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Universidade de Aveiro

2019

Departamento de Quiacutemica

Luana Fernandes

Efeito de vaacuterias tecnologias poacutes-colheita na qualidade e seguranccedila de flores comestiacuteveis Effect of several post-harvest technologies on the quality and food safety of edible flowers

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Universidade de Aveiro

2019

Departamento de Quiacutemica

Luana Fernandes

Efeito de vaacuterias tecnologias poacutes-colheita na qualidade e seguranccedila de flores comestiacuteveis Effect of several post-harvest technologies on the food quality and safety of edible flowers

Tese apresentada agrave Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessaacuterios agrave obtenccedilatildeo do grau de Doutor em Ciecircncia e Tecnologia Alimentar e Nutriccedilatildeo realizada sob a orientaccedilatildeo cientiacutefica do Doutor Jorge Manuel Alexandre Saraiva Investigador Auxiliar do Departamento de Quiacutemica da Universidade de Aveiro da Professora Doutora Elsa Cristina Dantas Ramalhosa Professora Adjunta da Escola Superior Agraacuteria do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila e da Professora Doutora Susana Isabel Pereira Casal Vicente Professora Auxiliar do Departamento de Ciecircncias Quiacutemicas da Faculdade de Farmaacutecia da Universidade do Porto

Apoio financeiro do POCTI no acircmbito do III Quadro Comunitaacuterio de Apoio

Apoio financeiro da Fundaccedilatildeo para a Ciecircncia e Tecnologia e do Fundo Social Europeu no acircmbito do III Quadro Comunitaacuterio de Apoio (Bolsa de Doutoramento SFRHBD958532013)

iii

Esta tese eacute dedicada

agrave minha MAtildeE e aos meus AVOacuteS

iv

o juacuteri

presidente Prof Doutor Luiacutes Antoacutenio Ferreira Martins Dias Carlos Professor Catedraacutetico da Universidade de Aveiro

Prof Doutora Ivonne Delgadillo Giraldo Professora Associada com Agregaccedilatildeo da Universidade de Aveiro

Prof Doutor Antoacutenio Augusto Martins de Oliveira Soares Vicente Professor Associado com Agregaccedilatildeo da Universidade do Minho

Prof Doutora Maria Elvira Semedo Pimentel Saraiva Ferreira Investigadora Auxiliar INIAV Instituto Nacional de Investigaccedilatildeo Agraacuteria e Veterinaacuteria

Prof Doutora Berta Maria de Carvalho Gonccedilalves Macedo Professora Auxiliar da Universidade de Traacutes-os-Montes e Alto Douro

Prof Doutor Jorge Manuel Alexandre Saraiva Investigador Auxiliar da Universidade de Aveiro

v

Agradecimentos

Em primeiro lugar gostaria de agradecer aos meus orientadores pelo privileacutegio que tem sido com eles aprender trabalhar e conviver ao longo destes anos Agrave Professora Doutora Elsa Cristina Dantas Ramalhosa do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila minha co-orientadora quero expressar o especial reconhecimento pelo apoio cientiacutefico e acompanhamento As suas reflexotildees o seu ensinamento incentivo e apoio constantes tornaram-se decisivos para a realizaccedilatildeo de todo o trabalho cientiacutefico apresentado nesta tese Agradeccedilo ainda a sua amizade disponibilidade e paciecircncia com que sempre pude contar Ao Doutor Jorge Manuel Alexandre Saraiva da Universidade de Aveiro orientador da investigaccedilatildeo realizada pela pronta colaboraccedilatildeo e disponibilidade dispensada Os momentos de reflexatildeo e de partilha de conhecimento e as sugestotildees em momentos chave deste percurso foram importantes para o sucesso do trabalho Agrave Professora Doutora Susana Isabel Pereira Casal Vicente minha co-orientadora pelo acolhimento no seu laboratoacuterio e disponibilizaccedilatildeo dos equipamentos necessaacuterios bem como pela sua imprescindiacutevel colaboraccedilatildeo na discussatildeo e correcccedilatildeo das minhas publicaccedilotildees cientiacuteficas Ao Professor Doutor Joseacute Alberto Pereira do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila pela pronta colaboraccedilatildeo disponibilidade dispensada e discussatildeo de todos os trabalhos propostos Agradeccedilo todos os ensinamentos e sugestotildees dadas ao longo deste percurso pois garantiram o sucesso do trabalho Agrave Escola Superior Agraacuteria do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila ao Departamento de Quiacutemica da Universidade de Aveiro ao Departamento de Bromatologia da Faculdade de Farmaacutecia da Universidade do Porto agradeccedilo o facto de me ter facilitado as suas instalaccedilotildees para a realizaccedilatildeo deste trabalho Agrave Fundaccedilatildeo para a Ciecircncia e Tecnologia (FCT) no acircmbito do Fundo Social Europeu pela concessatildeo da minha Bolsa de Doutoramento (BD958532013) Obrigado agraves Professoras Doutoras Ermelinda Pereira e Paula Baptista da Escola Superior Agraacuteria do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila por todo o carinho e atenccedilatildeo prestada ao niacutevel das anaacutelises microbioloacutegicas e estudos microscoacutepicos Ao Engenheiro Amilcar Pimentel por me ter disponibilizado um cantinho da estufa para plantar as minhas flores natildeo podendo esquecer o Sr Manuel por me ter ajudado na estufa Gostaria tambeacutem de expressar um especial agradecimento agrave D Ceacuteu Fidalgo por todo o apoio amizade dedicada ao longo destes anos e por estar presente no meu dia-a-dia de laboratoacuterio e tornar os meus dias muito mais felizes na sua companhia Tenho de agradecer ao meu ldquomestre das floresrdquo o meu colega Agostinho Almeida Magalhatildees que me ensinou a cuidar das minhas flores que me acompanhou nas minhas longas viagens a Aveiro sempre com a sua boa disposiccedilatildeo e companheirismo A todos os meus colegas do Laboratoacuterio de AgroBioTecnologia da Escola Superior Agraacuteria do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila pelo apoio amizade ajuda Veroacutenica de Medeiros Rogeacuterio Antunes Joana Rodrigues Nuno Rodrigues Ricardo Malheiro Adriano Lima Rafaela Prata Ana Santos Lara Pinheiro Teresa Gomes Faacutetima Martins Diogo Mina Rosalina Marratildeo e Maria Villa Aproveito tambeacutem para agradecer agraves minhas colegas do programa doutoral Liliana Fidalgo Rita Inaacutecio e Marta Coelho que estiveram comigo neste percurso Natildeo posso esquecer os meus colegas de Aveiro Rui Ricardo e Carlos que me ajudaram com o equipamento de altas pressotildees Obrigada agrave Rebeca Cruz e Teresa Pinho da Universidade do Porto por toda a ajuda nas minhas visitas a Faculdade de Farmaacutecia

vi

Aos meus amigos em geral ao Grupo Molan e Grupo Maacute Vida e em especial a Micaela Pires Ana Paula Gonccedilalves Joana Martins Ana Montanha e Claacuteudia Miranda por toda a amizade por estarem sempre perto por me ouvirem por me darem forccedila sempre que precisei Obrigada por estarem na minha vida Por uacuteltimo mas natildeo menos importante aos meus Pais em especial agrave minha Matildee que nunca se pouparam em esforccedilos na minha formaccedilatildeo profissional pelo amor carinho e confianccedila que sempre depositaram Agrave minha matildee um especial muito Obrigada por tudo que fizeste por mim ateacute hoje e por estares sempre laacute Agrave minha irmatilde ao priacutencipe da famiacutelia o meu irmatildeo e agrave princesa da famiacutelia a minha sobrinha Adoro-vos David Barreales o meu namorado que apareceu no meio do meu percurso mas que tornou tudo mais faacutecil me ouviu aconselhou ajudou e acalmou nos momentos mais stressantes Obrigada pelo amor carinho e acima de tudo paciecircncia A todos os que embora natildeo expressamente referidos deram o seu importante contributo o meu muito Obrigada

vii

palavras-chave

Flores comestiacuteveis tecnologias poacutes-colheita seguranccedila qualidade

resumo

As flores comestiacuteveis satildeo usadas na alimentaccedilatildeo desde a antiguidade Atualmente o seu consumo tem aumentado em paiacuteses menos tradicionais nessa praacutetica impulsionado pelo crescimento e desenvolvimento do mercado gastronoacutemico e pelos chefs de cozinha que comeccedilam a usar flores comestiacuteveis nos seus pratos pela sua beleza e sabor No entanto trata-se de um produto muito pereciacutevel cuja qualidade e seguranccedila alimentar precisam ser garantidas Neste sentido com o presente trabalho pretendeu-se testar algumas tecnologias poacutes-colheita (separadamente e em combinaccedilatildeo) em diferentes espeacutecies de flores comestiacuteveis de acordo com a disponibilidade sazonal com o intuito de aumentar o tempo de prateleira das mesmas Para tal procedeu-se agrave caracterizaccedilatildeo fiacutesico-quiacutemica de algumas flores comestiacuteveis ao longo da floraccedilatildeo e foram conduzidos estudos ao niacutevel da aplicaccedilatildeo de altas pressotildees hidrostaacuteticas desidrataccedilatildeo (desidrataccedilatildeo osmoacutetica cristalizaccedilatildeo liofilizaccedilatildeo secagem por ar quente e secagem agrave temperatura ambiente (sombra)) de revestimentos comestiacuteveis (alginato) e congelaccedilatildeo Posteriormente avaliou-se o efeito dessas tecnologias sobre algumas propriedades fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas das flores apoacutes tratamento e ao longo do armazenamento Numa fase final foram ainda realizados estudos organoleacuteticos envolvendo consumidores e chefs de cozinha com o intuito de avaliar a aceitabilidade e preferecircncia Os resultados indicaram que a aacutegua foi o maior macronutriente encontrado nas flores estudadas No entanto outros componentes como proteiacutenas fibras e hidratos de carbono bem como compostos bioativos (carotenoacuteides aacutecidos gordos vitamina E flavonoacuteides antocianinas) compostos volaacuteteis e accediluacutecares livres foram tambeacutem detetados Em algumas situaccedilotildees verificou-se a existecircncia de diferenccedilas significativas entre diferentes espeacutecies de flores e estaacutegios de floraccedilatildeo Adicionalmente tambeacutem se detetaram algumas relaccedilotildees entre as propriedades sensoriais e alguns compostos volaacuteteis e bioativos presentes nas flores Quanto agrave aplicaccedilatildeo de tecnologias poacutes-colheita as altas pressotildees hidrostaacuteticas mostraram ser uma tecnologia promissora para aumentar o tempo de prateleira dos amores-perfeitos ao contraacuterio da borragem e cameacutelia que mostraram ser mais suscetiacuteveis agraves altas pressotildees Pelo contraacuterio a aplicaccedilatildeo da desidrataccedilatildeo osmoacutetica a amores-perfeitos natildeo originou os efeitos desejados devido agrave presenccedila de papilas superhidrofoacutebicas Por outro lado a cristalizaccedilatildeo mostrou ser uma tecnologia promissora para a preservaccedilatildeo dos mesmos No que se refere agrave centaacuteurea a secagem agrave sombra mostrou ser o meacutetodo mais promissor uma vez que se obtiveram as maiores concentraccedilotildees de compostos bioativos Jaacute em relaccedilatildeo agraves peacutetalas de borragem a liofilizaccedilatildeo mostrou ser um meacutetodo promissor para produzir flores secas para infusotildees

viii

A aplicaccedilatildeo de baixas temperaturas foi tambeacutem testada nomeadamente a congelaccedilatildeo em cubos de gelo e de forma individual tendo-se observado de um modo geral que as flores em cubos de gelo mantiveram uma aparecircncia similar agraves frescas por mais tempo do que as congeladas naturalmente No que respeita ao tratamento com revestimentos comestiacuteveis testou-se o alginato em amores-perfeitos Este tratamento exibiu bons resultados tendo-se observado que as flores revestidas e embaladas aumentaram o tempo de prateleira por mais 7 dias do que as frescas Testou-se ainda a eficaacutecia da aplicaccedilatildeo combinada de processos de conservaccedilatildeo designadamente a aplicaccedilatildeo das altas pressotildees hidrostaacuteticas como preacute-tratamento da desidrataccedilatildeo osmoacutetica e a aplicaccedilatildeo simultacircnea dos dois tratamentos a amores-perfeitos Os resultados indicaram que a combinaccedilatildeo de altas pressotildees hidrostaacuteticas com desidrataccedilatildeo osmoacutetica em amores-perfeitos resultou em flores mais fraacutegeis No entanto a aplicaccedilatildeo de altas pressotildees hidrostaacuteticas como preacute-tratamento agrave desidrataccedilatildeo osmoacutetica pode ser uma tecnologia promissora para esta espeacutecie de flores Por uacuteltimo submeteram-se alguns chefs de cozinha e consumidores a uma prova organoleacutetica de amores-perfeitos sujeitos a diferentes tecnologias poacutes-colheita Os chefs e consumidores apresentaram diferentes perfis sensoriais sendo que ambos gostaram mais dos amores-perfeitos tratados com altas pressotildees hidrostaacuteticas do que os revestidos com alginato e cristalizados No entanto os consumidores tambeacutem classificaram com boas pontuaccedilotildees os amores-perfeitos sujeitos aos dois uacuteltimos processos Em conclusatildeo os resultados deste trabalho permitiram ilustrar o potencial de diversas tecnologias poacutes-colheita na conservaccedilatildeo de algumas flores comestiacuteveis sem comprometer as suas propriedades fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas e com grande possibilidade de serem aceites pelos potenciais utilizadores

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keywords

Edible flowers pos-harvest technologies preservation safety quality

abstract

Edible flowers have been used in food since ancient times Currently their consumption has increased in less traditional countries in what regards this practice as a result of the growth and development of gastronomic market and by the gourmet chefs who begin to use edible flowers in their dishes due to their beauty and taste However it is a very perishable product whose quality and safety need to be guaranteed In this order the main objective of the present work was to test several post-harvest technologies (separately and combined) to different edible flowers species according to their seasonal availability with the purpose of increasing their shelf life Several studies were carried out in order to perform the physico-chemical characterization of some edible flowers during flowering involving high hydrostatic pressures (HHP) dehydration (osmotic dehydration (OD) crystallization freeze drying hot air convective drying and drying at room temperature (shade)) edible coatings and freezing Afterwards the effect of these technologies in some physico-chemical and biological properties of flowers was evaluated after treatments and during storage At the end sensory studies were carried out involving consumers and chefs with the purpose of evaluating the acceptability and preference The results indicated that water was the main macronutrient found in the studied flowers however other components such as proteins fibers and carbohydrates as well as bioactive compounds (carotenoids fatty acids vitamin E flavonoids anthocyanins) volatile compounds and free sugars were also detected and quantified In some situations significant differences between different flower species and flowering stages were observed Furthermore in some situations some relationships were found between volatiles and bioactive compounds with the sensory perception of the flowers Regarding the application of post-harvest technologies the high hydrostatic pressures showed to be a promising technology to increase the shelf life of pansies while borage and camellia showed to be more susceptible to the high pressures On the other hand the application of osmotic dehydration to pansies did not produce the desired effects due to the presence of superhydrophobic papillae however crystallization proved to be a promising technology for their preservation Regarding centaurea shade drying was the most promising method since the highest concentrations of bioactive compounds were obtained Concerning borage petals freeze-drying showed to be a promising method to produce dried flowers for infusions The application of low temperatures was also tested namely freezing (in ice cubes and in their natural form) and it was generally observed that the flowers in ice cubes maintained a similar appearance to fresh ones for a longer period of time than naturally frozen

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With regard to treatment with edible coatings the alginate was tested in pansies This treatment gave good results having the coated and packed flowers increased the shelf life by 7 days more than the fresh ones It was also tested the effectiveness of the combined application of preservation processes namely the application of high hydrostatic pressures as a pre-treatment to osmotic dehydration and the simultaneous application of the two treatments to pansies The results indicated that the combination of high hydrostatic pressures with osmotic dehydration to pansies resulted in more fragile flowers However the application of high hydrostatic pressures as pre-treatment to osmotic dehydration may be a promising technology for this flower species Finally some chefs and consumers were submitted to an organoleptic test of pansies subjected to different post-harvest technologies The chefs and consumers presented different sensory profiles both of which liked more the pansies treated with high hydrostatic pressures than those coated with alginate and crystallized However consumers also rated the pansies subjected to the last two processes with good scores In conclusion the results of this work allowed demonstrating the potential of several post-harvest technologies in the preservation of some edible flowers without compromising their physico-chemical and biological properties and with great possibility of being accepted by the potential users

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List of publications and communications resultant from the PhD project

Publications indexed to Journal Citation Reports of ISI Web of Knowledge

Fernandes L Casal S Pereira JA Saraiva J Ramalhosa E 2017 Edible

flowers A review of the nutritional antioxidant antimicrobial properties and effects on

human health Journal of Food Composition and Analysis 60 38-50

(httpdxdoiorg101016jjfca201703017) (JCRreg Impact Factor (2017) 2956)

Fernandes L Ramalhosa E Pereira JA Saraiva J Casal S 2018 The

unexplored potential of edible flowers lipids Agriculture 8(146) 1-23

(httpdxdoi103390agriculture8100146) (JCRreg Impact Factor (2018) 193)

Fernandes L Pereira JA Saraiva JA Ramalhosa E Casal S 2019 Nutritional

and nutraceutical composition of pansies (Violatimeswittrockiana) during flower

development Journal of Food Science (httpsdoiorg1011111750-384114482) (In

press) (JCRreg Impact Factor (2017) 1018)

Fernandes L Casal S Pereira JA Malheiro R Rodrigues N Saraiva JA

Ramalhosa E 2018 Borage calendula cosmos Johnny Jump up and pansy flowers

volatiles bioactive compounds and sensory perception European Food Research and

Technology (httpsdoiorg101007s00217-018-3183-4) (JCRreg Impact Factor (2018)

191)

Fernandes L Ramalhosa E Pereira JA Casal S Saraiva J 2017 Influence of

solvent and high pressure treatment in the extraction of bioactive compounds in

Gomphrena globosa L IOP Conf Series Journal of Physics Conf Series 950

042004 p6 (httpdxdoi1010881742-65969504042004) (JCRreg Impact Factor

(2017) 1963)

Fernandes L Casal S Pereira JA Ramalhosa E Saraiva J 2017 Optimization

of high pressure bioactive compounds extraction from pansies (Viola times wittrockiana) by

Response Surface Methodology High Pressure Research 37(3) 415-429

(httpdxdoiorg1010800895795920171347925) (JCRreg Impact Factor (2017)

1925)

Fernandes L Saraiva JA Pereira JA Casal S Ramalhosa E 2018 Post-harvest

technologies applied to edible flowers - a review Food Reviews International

(httpsdoiorg1010808755912920181473422) (JCRreg Impact Factor (2018)

3100)

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Universidade de Aveiro

2019

Departamento de Quiacutemica

Luana Fernandes

Efeito de vaacuterias tecnologias poacutes-colheita na qualidade e seguranccedila de flores comestiacuteveis Effect of several post-harvest technologies on the food quality and safety of edible flowers

Tese apresentada agrave Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessaacuterios agrave obtenccedilatildeo do grau de Doutor em Ciecircncia e Tecnologia Alimentar e Nutriccedilatildeo realizada sob a orientaccedilatildeo cientiacutefica do Doutor Jorge Manuel Alexandre Saraiva Investigador Auxiliar do Departamento de Quiacutemica da Universidade de Aveiro da Professora Doutora Elsa Cristina Dantas Ramalhosa Professora Adjunta da Escola Superior Agraacuteria do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila e da Professora Doutora Susana Isabel Pereira Casal Vicente Professora Auxiliar do Departamento de Ciecircncias Quiacutemicas da Faculdade de Farmaacutecia da Universidade do Porto

Apoio financeiro do POCTI no acircmbito do III Quadro Comunitaacuterio de Apoio

Apoio financeiro da Fundaccedilatildeo para a Ciecircncia e Tecnologia e do Fundo Social Europeu no acircmbito do III Quadro Comunitaacuterio de Apoio (Bolsa de Doutoramento SFRHBD958532013)

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Esta tese eacute dedicada

agrave minha MAtildeE e aos meus AVOacuteS

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o juacuteri

presidente Prof Doutor Luiacutes Antoacutenio Ferreira Martins Dias Carlos Professor Catedraacutetico da Universidade de Aveiro

Prof Doutora Ivonne Delgadillo Giraldo Professora Associada com Agregaccedilatildeo da Universidade de Aveiro

Prof Doutor Antoacutenio Augusto Martins de Oliveira Soares Vicente Professor Associado com Agregaccedilatildeo da Universidade do Minho

Prof Doutora Maria Elvira Semedo Pimentel Saraiva Ferreira Investigadora Auxiliar INIAV Instituto Nacional de Investigaccedilatildeo Agraacuteria e Veterinaacuteria

Prof Doutora Berta Maria de Carvalho Gonccedilalves Macedo Professora Auxiliar da Universidade de Traacutes-os-Montes e Alto Douro

Prof Doutor Jorge Manuel Alexandre Saraiva Investigador Auxiliar da Universidade de Aveiro

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Agradecimentos

Em primeiro lugar gostaria de agradecer aos meus orientadores pelo privileacutegio que tem sido com eles aprender trabalhar e conviver ao longo destes anos Agrave Professora Doutora Elsa Cristina Dantas Ramalhosa do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila minha co-orientadora quero expressar o especial reconhecimento pelo apoio cientiacutefico e acompanhamento As suas reflexotildees o seu ensinamento incentivo e apoio constantes tornaram-se decisivos para a realizaccedilatildeo de todo o trabalho cientiacutefico apresentado nesta tese Agradeccedilo ainda a sua amizade disponibilidade e paciecircncia com que sempre pude contar Ao Doutor Jorge Manuel Alexandre Saraiva da Universidade de Aveiro orientador da investigaccedilatildeo realizada pela pronta colaboraccedilatildeo e disponibilidade dispensada Os momentos de reflexatildeo e de partilha de conhecimento e as sugestotildees em momentos chave deste percurso foram importantes para o sucesso do trabalho Agrave Professora Doutora Susana Isabel Pereira Casal Vicente minha co-orientadora pelo acolhimento no seu laboratoacuterio e disponibilizaccedilatildeo dos equipamentos necessaacuterios bem como pela sua imprescindiacutevel colaboraccedilatildeo na discussatildeo e correcccedilatildeo das minhas publicaccedilotildees cientiacuteficas Ao Professor Doutor Joseacute Alberto Pereira do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila pela pronta colaboraccedilatildeo disponibilidade dispensada e discussatildeo de todos os trabalhos propostos Agradeccedilo todos os ensinamentos e sugestotildees dadas ao longo deste percurso pois garantiram o sucesso do trabalho Agrave Escola Superior Agraacuteria do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila ao Departamento de Quiacutemica da Universidade de Aveiro ao Departamento de Bromatologia da Faculdade de Farmaacutecia da Universidade do Porto agradeccedilo o facto de me ter facilitado as suas instalaccedilotildees para a realizaccedilatildeo deste trabalho Agrave Fundaccedilatildeo para a Ciecircncia e Tecnologia (FCT) no acircmbito do Fundo Social Europeu pela concessatildeo da minha Bolsa de Doutoramento (BD958532013) Obrigado agraves Professoras Doutoras Ermelinda Pereira e Paula Baptista da Escola Superior Agraacuteria do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila por todo o carinho e atenccedilatildeo prestada ao niacutevel das anaacutelises microbioloacutegicas e estudos microscoacutepicos Ao Engenheiro Amilcar Pimentel por me ter disponibilizado um cantinho da estufa para plantar as minhas flores natildeo podendo esquecer o Sr Manuel por me ter ajudado na estufa Gostaria tambeacutem de expressar um especial agradecimento agrave D Ceacuteu Fidalgo por todo o apoio amizade dedicada ao longo destes anos e por estar presente no meu dia-a-dia de laboratoacuterio e tornar os meus dias muito mais felizes na sua companhia Tenho de agradecer ao meu ldquomestre das floresrdquo o meu colega Agostinho Almeida Magalhatildees que me ensinou a cuidar das minhas flores que me acompanhou nas minhas longas viagens a Aveiro sempre com a sua boa disposiccedilatildeo e companheirismo A todos os meus colegas do Laboratoacuterio de AgroBioTecnologia da Escola Superior Agraacuteria do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila pelo apoio amizade ajuda Veroacutenica de Medeiros Rogeacuterio Antunes Joana Rodrigues Nuno Rodrigues Ricardo Malheiro Adriano Lima Rafaela Prata Ana Santos Lara Pinheiro Teresa Gomes Faacutetima Martins Diogo Mina Rosalina Marratildeo e Maria Villa Aproveito tambeacutem para agradecer agraves minhas colegas do programa doutoral Liliana Fidalgo Rita Inaacutecio e Marta Coelho que estiveram comigo neste percurso Natildeo posso esquecer os meus colegas de Aveiro Rui Ricardo e Carlos que me ajudaram com o equipamento de altas pressotildees Obrigada agrave Rebeca Cruz e Teresa Pinho da Universidade do Porto por toda a ajuda nas minhas visitas a Faculdade de Farmaacutecia

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Aos meus amigos em geral ao Grupo Molan e Grupo Maacute Vida e em especial a Micaela Pires Ana Paula Gonccedilalves Joana Martins Ana Montanha e Claacuteudia Miranda por toda a amizade por estarem sempre perto por me ouvirem por me darem forccedila sempre que precisei Obrigada por estarem na minha vida Por uacuteltimo mas natildeo menos importante aos meus Pais em especial agrave minha Matildee que nunca se pouparam em esforccedilos na minha formaccedilatildeo profissional pelo amor carinho e confianccedila que sempre depositaram Agrave minha matildee um especial muito Obrigada por tudo que fizeste por mim ateacute hoje e por estares sempre laacute Agrave minha irmatilde ao priacutencipe da famiacutelia o meu irmatildeo e agrave princesa da famiacutelia a minha sobrinha Adoro-vos David Barreales o meu namorado que apareceu no meio do meu percurso mas que tornou tudo mais faacutecil me ouviu aconselhou ajudou e acalmou nos momentos mais stressantes Obrigada pelo amor carinho e acima de tudo paciecircncia A todos os que embora natildeo expressamente referidos deram o seu importante contributo o meu muito Obrigada

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palavras-chave

Flores comestiacuteveis tecnologias poacutes-colheita seguranccedila qualidade

resumo

As flores comestiacuteveis satildeo usadas na alimentaccedilatildeo desde a antiguidade Atualmente o seu consumo tem aumentado em paiacuteses menos tradicionais nessa praacutetica impulsionado pelo crescimento e desenvolvimento do mercado gastronoacutemico e pelos chefs de cozinha que comeccedilam a usar flores comestiacuteveis nos seus pratos pela sua beleza e sabor No entanto trata-se de um produto muito pereciacutevel cuja qualidade e seguranccedila alimentar precisam ser garantidas Neste sentido com o presente trabalho pretendeu-se testar algumas tecnologias poacutes-colheita (separadamente e em combinaccedilatildeo) em diferentes espeacutecies de flores comestiacuteveis de acordo com a disponibilidade sazonal com o intuito de aumentar o tempo de prateleira das mesmas Para tal procedeu-se agrave caracterizaccedilatildeo fiacutesico-quiacutemica de algumas flores comestiacuteveis ao longo da floraccedilatildeo e foram conduzidos estudos ao niacutevel da aplicaccedilatildeo de altas pressotildees hidrostaacuteticas desidrataccedilatildeo (desidrataccedilatildeo osmoacutetica cristalizaccedilatildeo liofilizaccedilatildeo secagem por ar quente e secagem agrave temperatura ambiente (sombra)) de revestimentos comestiacuteveis (alginato) e congelaccedilatildeo Posteriormente avaliou-se o efeito dessas tecnologias sobre algumas propriedades fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas das flores apoacutes tratamento e ao longo do armazenamento Numa fase final foram ainda realizados estudos organoleacuteticos envolvendo consumidores e chefs de cozinha com o intuito de avaliar a aceitabilidade e preferecircncia Os resultados indicaram que a aacutegua foi o maior macronutriente encontrado nas flores estudadas No entanto outros componentes como proteiacutenas fibras e hidratos de carbono bem como compostos bioativos (carotenoacuteides aacutecidos gordos vitamina E flavonoacuteides antocianinas) compostos volaacuteteis e accediluacutecares livres foram tambeacutem detetados Em algumas situaccedilotildees verificou-se a existecircncia de diferenccedilas significativas entre diferentes espeacutecies de flores e estaacutegios de floraccedilatildeo Adicionalmente tambeacutem se detetaram algumas relaccedilotildees entre as propriedades sensoriais e alguns compostos volaacuteteis e bioativos presentes nas flores Quanto agrave aplicaccedilatildeo de tecnologias poacutes-colheita as altas pressotildees hidrostaacuteticas mostraram ser uma tecnologia promissora para aumentar o tempo de prateleira dos amores-perfeitos ao contraacuterio da borragem e cameacutelia que mostraram ser mais suscetiacuteveis agraves altas pressotildees Pelo contraacuterio a aplicaccedilatildeo da desidrataccedilatildeo osmoacutetica a amores-perfeitos natildeo originou os efeitos desejados devido agrave presenccedila de papilas superhidrofoacutebicas Por outro lado a cristalizaccedilatildeo mostrou ser uma tecnologia promissora para a preservaccedilatildeo dos mesmos No que se refere agrave centaacuteurea a secagem agrave sombra mostrou ser o meacutetodo mais promissor uma vez que se obtiveram as maiores concentraccedilotildees de compostos bioativos Jaacute em relaccedilatildeo agraves peacutetalas de borragem a liofilizaccedilatildeo mostrou ser um meacutetodo promissor para produzir flores secas para infusotildees

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A aplicaccedilatildeo de baixas temperaturas foi tambeacutem testada nomeadamente a congelaccedilatildeo em cubos de gelo e de forma individual tendo-se observado de um modo geral que as flores em cubos de gelo mantiveram uma aparecircncia similar agraves frescas por mais tempo do que as congeladas naturalmente No que respeita ao tratamento com revestimentos comestiacuteveis testou-se o alginato em amores-perfeitos Este tratamento exibiu bons resultados tendo-se observado que as flores revestidas e embaladas aumentaram o tempo de prateleira por mais 7 dias do que as frescas Testou-se ainda a eficaacutecia da aplicaccedilatildeo combinada de processos de conservaccedilatildeo designadamente a aplicaccedilatildeo das altas pressotildees hidrostaacuteticas como preacute-tratamento da desidrataccedilatildeo osmoacutetica e a aplicaccedilatildeo simultacircnea dos dois tratamentos a amores-perfeitos Os resultados indicaram que a combinaccedilatildeo de altas pressotildees hidrostaacuteticas com desidrataccedilatildeo osmoacutetica em amores-perfeitos resultou em flores mais fraacutegeis No entanto a aplicaccedilatildeo de altas pressotildees hidrostaacuteticas como preacute-tratamento agrave desidrataccedilatildeo osmoacutetica pode ser uma tecnologia promissora para esta espeacutecie de flores Por uacuteltimo submeteram-se alguns chefs de cozinha e consumidores a uma prova organoleacutetica de amores-perfeitos sujeitos a diferentes tecnologias poacutes-colheita Os chefs e consumidores apresentaram diferentes perfis sensoriais sendo que ambos gostaram mais dos amores-perfeitos tratados com altas pressotildees hidrostaacuteticas do que os revestidos com alginato e cristalizados No entanto os consumidores tambeacutem classificaram com boas pontuaccedilotildees os amores-perfeitos sujeitos aos dois uacuteltimos processos Em conclusatildeo os resultados deste trabalho permitiram ilustrar o potencial de diversas tecnologias poacutes-colheita na conservaccedilatildeo de algumas flores comestiacuteveis sem comprometer as suas propriedades fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas e com grande possibilidade de serem aceites pelos potenciais utilizadores

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keywords

Edible flowers pos-harvest technologies preservation safety quality

abstract

Edible flowers have been used in food since ancient times Currently their consumption has increased in less traditional countries in what regards this practice as a result of the growth and development of gastronomic market and by the gourmet chefs who begin to use edible flowers in their dishes due to their beauty and taste However it is a very perishable product whose quality and safety need to be guaranteed In this order the main objective of the present work was to test several post-harvest technologies (separately and combined) to different edible flowers species according to their seasonal availability with the purpose of increasing their shelf life Several studies were carried out in order to perform the physico-chemical characterization of some edible flowers during flowering involving high hydrostatic pressures (HHP) dehydration (osmotic dehydration (OD) crystallization freeze drying hot air convective drying and drying at room temperature (shade)) edible coatings and freezing Afterwards the effect of these technologies in some physico-chemical and biological properties of flowers was evaluated after treatments and during storage At the end sensory studies were carried out involving consumers and chefs with the purpose of evaluating the acceptability and preference The results indicated that water was the main macronutrient found in the studied flowers however other components such as proteins fibers and carbohydrates as well as bioactive compounds (carotenoids fatty acids vitamin E flavonoids anthocyanins) volatile compounds and free sugars were also detected and quantified In some situations significant differences between different flower species and flowering stages were observed Furthermore in some situations some relationships were found between volatiles and bioactive compounds with the sensory perception of the flowers Regarding the application of post-harvest technologies the high hydrostatic pressures showed to be a promising technology to increase the shelf life of pansies while borage and camellia showed to be more susceptible to the high pressures On the other hand the application of osmotic dehydration to pansies did not produce the desired effects due to the presence of superhydrophobic papillae however crystallization proved to be a promising technology for their preservation Regarding centaurea shade drying was the most promising method since the highest concentrations of bioactive compounds were obtained Concerning borage petals freeze-drying showed to be a promising method to produce dried flowers for infusions The application of low temperatures was also tested namely freezing (in ice cubes and in their natural form) and it was generally observed that the flowers in ice cubes maintained a similar appearance to fresh ones for a longer period of time than naturally frozen

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With regard to treatment with edible coatings the alginate was tested in pansies This treatment gave good results having the coated and packed flowers increased the shelf life by 7 days more than the fresh ones It was also tested the effectiveness of the combined application of preservation processes namely the application of high hydrostatic pressures as a pre-treatment to osmotic dehydration and the simultaneous application of the two treatments to pansies The results indicated that the combination of high hydrostatic pressures with osmotic dehydration to pansies resulted in more fragile flowers However the application of high hydrostatic pressures as pre-treatment to osmotic dehydration may be a promising technology for this flower species Finally some chefs and consumers were submitted to an organoleptic test of pansies subjected to different post-harvest technologies The chefs and consumers presented different sensory profiles both of which liked more the pansies treated with high hydrostatic pressures than those coated with alginate and crystallized However consumers also rated the pansies subjected to the last two processes with good scores In conclusion the results of this work allowed demonstrating the potential of several post-harvest technologies in the preservation of some edible flowers without compromising their physico-chemical and biological properties and with great possibility of being accepted by the potential users

xi

List of publications and communications resultant from the PhD project

Publications indexed to Journal Citation Reports of ISI Web of Knowledge

Fernandes L Casal S Pereira JA Saraiva J Ramalhosa E 2017 Edible

flowers A review of the nutritional antioxidant antimicrobial properties and effects on

human health Journal of Food Composition and Analysis 60 38-50

(httpdxdoiorg101016jjfca201703017) (JCRreg Impact Factor (2017) 2956)

Fernandes L Ramalhosa E Pereira JA Saraiva J Casal S 2018 The

unexplored potential of edible flowers lipids Agriculture 8(146) 1-23

(httpdxdoi103390agriculture8100146) (JCRreg Impact Factor (2018) 193)

Fernandes L Pereira JA Saraiva JA Ramalhosa E Casal S 2019 Nutritional

and nutraceutical composition of pansies (Violatimeswittrockiana) during flower

development Journal of Food Science (httpsdoiorg1011111750-384114482) (In

press) (JCRreg Impact Factor (2017) 1018)

Fernandes L Casal S Pereira JA Malheiro R Rodrigues N Saraiva JA

Ramalhosa E 2018 Borage calendula cosmos Johnny Jump up and pansy flowers

volatiles bioactive compounds and sensory perception European Food Research and

Technology (httpsdoiorg101007s00217-018-3183-4) (JCRreg Impact Factor (2018)

191)

Fernandes L Ramalhosa E Pereira JA Casal S Saraiva J 2017 Influence of

solvent and high pressure treatment in the extraction of bioactive compounds in

Gomphrena globosa L IOP Conf Series Journal of Physics Conf Series 950

042004 p6 (httpdxdoi1010881742-65969504042004) (JCRreg Impact Factor

(2017) 1963)

Fernandes L Casal S Pereira JA Ramalhosa E Saraiva J 2017 Optimization

of high pressure bioactive compounds extraction from pansies (Viola times wittrockiana) by

Response Surface Methodology High Pressure Research 37(3) 415-429

(httpdxdoiorg1010800895795920171347925) (JCRreg Impact Factor (2017)

1925)

Fernandes L Saraiva JA Pereira JA Casal S Ramalhosa E 2018 Post-harvest

technologies applied to edible flowers - a review Food Reviews International

(httpsdoiorg1010808755912920181473422) (JCRreg Impact Factor (2018)

3100)

iii

Esta tese eacute dedicada

agrave minha MAtildeE e aos meus AVOacuteS

iv

o juacuteri

presidente Prof Doutor Luiacutes Antoacutenio Ferreira Martins Dias Carlos Professor Catedraacutetico da Universidade de Aveiro

Prof Doutora Ivonne Delgadillo Giraldo Professora Associada com Agregaccedilatildeo da Universidade de Aveiro

Prof Doutor Antoacutenio Augusto Martins de Oliveira Soares Vicente Professor Associado com Agregaccedilatildeo da Universidade do Minho

Prof Doutora Maria Elvira Semedo Pimentel Saraiva Ferreira Investigadora Auxiliar INIAV Instituto Nacional de Investigaccedilatildeo Agraacuteria e Veterinaacuteria

Prof Doutora Berta Maria de Carvalho Gonccedilalves Macedo Professora Auxiliar da Universidade de Traacutes-os-Montes e Alto Douro

Prof Doutor Jorge Manuel Alexandre Saraiva Investigador Auxiliar da Universidade de Aveiro

v

Agradecimentos

Em primeiro lugar gostaria de agradecer aos meus orientadores pelo privileacutegio que tem sido com eles aprender trabalhar e conviver ao longo destes anos Agrave Professora Doutora Elsa Cristina Dantas Ramalhosa do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila minha co-orientadora quero expressar o especial reconhecimento pelo apoio cientiacutefico e acompanhamento As suas reflexotildees o seu ensinamento incentivo e apoio constantes tornaram-se decisivos para a realizaccedilatildeo de todo o trabalho cientiacutefico apresentado nesta tese Agradeccedilo ainda a sua amizade disponibilidade e paciecircncia com que sempre pude contar Ao Doutor Jorge Manuel Alexandre Saraiva da Universidade de Aveiro orientador da investigaccedilatildeo realizada pela pronta colaboraccedilatildeo e disponibilidade dispensada Os momentos de reflexatildeo e de partilha de conhecimento e as sugestotildees em momentos chave deste percurso foram importantes para o sucesso do trabalho Agrave Professora Doutora Susana Isabel Pereira Casal Vicente minha co-orientadora pelo acolhimento no seu laboratoacuterio e disponibilizaccedilatildeo dos equipamentos necessaacuterios bem como pela sua imprescindiacutevel colaboraccedilatildeo na discussatildeo e correcccedilatildeo das minhas publicaccedilotildees cientiacuteficas Ao Professor Doutor Joseacute Alberto Pereira do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila pela pronta colaboraccedilatildeo disponibilidade dispensada e discussatildeo de todos os trabalhos propostos Agradeccedilo todos os ensinamentos e sugestotildees dadas ao longo deste percurso pois garantiram o sucesso do trabalho Agrave Escola Superior Agraacuteria do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila ao Departamento de Quiacutemica da Universidade de Aveiro ao Departamento de Bromatologia da Faculdade de Farmaacutecia da Universidade do Porto agradeccedilo o facto de me ter facilitado as suas instalaccedilotildees para a realizaccedilatildeo deste trabalho Agrave Fundaccedilatildeo para a Ciecircncia e Tecnologia (FCT) no acircmbito do Fundo Social Europeu pela concessatildeo da minha Bolsa de Doutoramento (BD958532013) Obrigado agraves Professoras Doutoras Ermelinda Pereira e Paula Baptista da Escola Superior Agraacuteria do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila por todo o carinho e atenccedilatildeo prestada ao niacutevel das anaacutelises microbioloacutegicas e estudos microscoacutepicos Ao Engenheiro Amilcar Pimentel por me ter disponibilizado um cantinho da estufa para plantar as minhas flores natildeo podendo esquecer o Sr Manuel por me ter ajudado na estufa Gostaria tambeacutem de expressar um especial agradecimento agrave D Ceacuteu Fidalgo por todo o apoio amizade dedicada ao longo destes anos e por estar presente no meu dia-a-dia de laboratoacuterio e tornar os meus dias muito mais felizes na sua companhia Tenho de agradecer ao meu ldquomestre das floresrdquo o meu colega Agostinho Almeida Magalhatildees que me ensinou a cuidar das minhas flores que me acompanhou nas minhas longas viagens a Aveiro sempre com a sua boa disposiccedilatildeo e companheirismo A todos os meus colegas do Laboratoacuterio de AgroBioTecnologia da Escola Superior Agraacuteria do Instituto Politeacutecnico de Braganccedila pelo apoio amizade ajuda Veroacutenica de Medeiros Rogeacuterio Antunes Joana Rodrigues Nuno Rodrigues Ricardo Malheiro Adriano Lima Rafaela Prata Ana Santos Lara Pinheiro Teresa Gomes Faacutetima Martins Diogo Mina Rosalina Marratildeo e Maria Villa Aproveito tambeacutem para agradecer agraves minhas colegas do programa doutoral Liliana Fidalgo Rita Inaacutecio e Marta Coelho que estiveram comigo neste percurso Natildeo posso esquecer os meus colegas de Aveiro Rui Ricardo e Carlos que me ajudaram com o equipamento de altas pressotildees Obrigada agrave Rebeca Cruz e Teresa Pinho da Universidade do Porto por toda a ajuda nas minhas visitas a Faculdade de Farmaacutecia

vi

Aos meus amigos em geral ao Grupo Molan e Grupo Maacute Vida e em especial a Micaela Pires Ana Paula Gonccedilalves Joana Martins Ana Montanha e Claacuteudia Miranda por toda a amizade por estarem sempre perto por me ouvirem por me darem forccedila sempre que precisei Obrigada por estarem na minha vida Por uacuteltimo mas natildeo menos importante aos meus Pais em especial agrave minha Matildee que nunca se pouparam em esforccedilos na minha formaccedilatildeo profissional pelo amor carinho e confianccedila que sempre depositaram Agrave minha matildee um especial muito Obrigada por tudo que fizeste por mim ateacute hoje e por estares sempre laacute Agrave minha irmatilde ao priacutencipe da famiacutelia o meu irmatildeo e agrave princesa da famiacutelia a minha sobrinha Adoro-vos David Barreales o meu namorado que apareceu no meio do meu percurso mas que tornou tudo mais faacutecil me ouviu aconselhou ajudou e acalmou nos momentos mais stressantes Obrigada pelo amor carinho e acima de tudo paciecircncia A todos os que embora natildeo expressamente referidos deram o seu importante contributo o meu muito Obrigada

vii

palavras-chave

Flores comestiacuteveis tecnologias poacutes-colheita seguranccedila qualidade

resumo

As flores comestiacuteveis satildeo usadas na alimentaccedilatildeo desde a antiguidade Atualmente o seu consumo tem aumentado em paiacuteses menos tradicionais nessa praacutetica impulsionado pelo crescimento e desenvolvimento do mercado gastronoacutemico e pelos chefs de cozinha que comeccedilam a usar flores comestiacuteveis nos seus pratos pela sua beleza e sabor No entanto trata-se de um produto muito pereciacutevel cuja qualidade e seguranccedila alimentar precisam ser garantidas Neste sentido com o presente trabalho pretendeu-se testar algumas tecnologias poacutes-colheita (separadamente e em combinaccedilatildeo) em diferentes espeacutecies de flores comestiacuteveis de acordo com a disponibilidade sazonal com o intuito de aumentar o tempo de prateleira das mesmas Para tal procedeu-se agrave caracterizaccedilatildeo fiacutesico-quiacutemica de algumas flores comestiacuteveis ao longo da floraccedilatildeo e foram conduzidos estudos ao niacutevel da aplicaccedilatildeo de altas pressotildees hidrostaacuteticas desidrataccedilatildeo (desidrataccedilatildeo osmoacutetica cristalizaccedilatildeo liofilizaccedilatildeo secagem por ar quente e secagem agrave temperatura ambiente (sombra)) de revestimentos comestiacuteveis (alginato) e congelaccedilatildeo Posteriormente avaliou-se o efeito dessas tecnologias sobre algumas propriedades fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas das flores apoacutes tratamento e ao longo do armazenamento Numa fase final foram ainda realizados estudos organoleacuteticos envolvendo consumidores e chefs de cozinha com o intuito de avaliar a aceitabilidade e preferecircncia Os resultados indicaram que a aacutegua foi o maior macronutriente encontrado nas flores estudadas No entanto outros componentes como proteiacutenas fibras e hidratos de carbono bem como compostos bioativos (carotenoacuteides aacutecidos gordos vitamina E flavonoacuteides antocianinas) compostos volaacuteteis e accediluacutecares livres foram tambeacutem detetados Em algumas situaccedilotildees verificou-se a existecircncia de diferenccedilas significativas entre diferentes espeacutecies de flores e estaacutegios de floraccedilatildeo Adicionalmente tambeacutem se detetaram algumas relaccedilotildees entre as propriedades sensoriais e alguns compostos volaacuteteis e bioativos presentes nas flores Quanto agrave aplicaccedilatildeo de tecnologias poacutes-colheita as altas pressotildees hidrostaacuteticas mostraram ser uma tecnologia promissora para aumentar o tempo de prateleira dos amores-perfeitos ao contraacuterio da borragem e cameacutelia que mostraram ser mais suscetiacuteveis agraves altas pressotildees Pelo contraacuterio a aplicaccedilatildeo da desidrataccedilatildeo osmoacutetica a amores-perfeitos natildeo originou os efeitos desejados devido agrave presenccedila de papilas superhidrofoacutebicas Por outro lado a cristalizaccedilatildeo mostrou ser uma tecnologia promissora para a preservaccedilatildeo dos mesmos No que se refere agrave centaacuteurea a secagem agrave sombra mostrou ser o meacutetodo mais promissor uma vez que se obtiveram as maiores concentraccedilotildees de compostos bioativos Jaacute em relaccedilatildeo agraves peacutetalas de borragem a liofilizaccedilatildeo mostrou ser um meacutetodo promissor para produzir flores secas para infusotildees

viii

A aplicaccedilatildeo de baixas temperaturas foi tambeacutem testada nomeadamente a congelaccedilatildeo em cubos de gelo e de forma individual tendo-se observado de um modo geral que as flores em cubos de gelo mantiveram uma aparecircncia similar agraves frescas por mais tempo do que as congeladas naturalmente No que respeita ao tratamento com revestimentos comestiacuteveis testou-se o alginato em amores-perfeitos Este tratamento exibiu bons resultados tendo-se observado que as flores revestidas e embaladas aumentaram o tempo de prateleira por mais 7 dias do que as frescas Testou-se ainda a eficaacutecia da aplicaccedilatildeo combinada de processos de conservaccedilatildeo designadamente a aplicaccedilatildeo das altas pressotildees hidrostaacuteticas como preacute-tratamento da desidrataccedilatildeo osmoacutetica e a aplicaccedilatildeo simultacircnea dos dois tratamentos a amores-perfeitos Os resultados indicaram que a combinaccedilatildeo de altas pressotildees hidrostaacuteticas com desidrataccedilatildeo osmoacutetica em amores-perfeitos resultou em flores mais fraacutegeis No entanto a aplicaccedilatildeo de altas pressotildees hidrostaacuteticas como preacute-tratamento agrave desidrataccedilatildeo osmoacutetica pode ser uma tecnologia promissora para esta espeacutecie de flores Por uacuteltimo submeteram-se alguns chefs de cozinha e consumidores a uma prova organoleacutetica de amores-perfeitos sujeitos a diferentes tecnologias poacutes-colheita Os chefs e consumidores apresentaram diferentes perfis sensoriais sendo que ambos gostaram mais dos amores-perfeitos tratados com altas pressotildees hidrostaacuteticas do que os revestidos com alginato e cristalizados No entanto os consumidores tambeacutem classificaram com boas pontuaccedilotildees os amores-perfeitos sujeitos aos dois uacuteltimos processos Em conclusatildeo os resultados deste trabalho permitiram ilustrar o potencial de diversas tecnologias poacutes-colheita na conservaccedilatildeo de algumas flores comestiacuteveis sem comprometer as suas propriedades fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas e com grande possibilidade de serem aceites pelos potenciais utilizadores

ix

keywords

Edible flowers pos-harvest technologies preservation safety quality

abstract

Edible flowers have been used in food since ancient times Currently their consumption has increased in less traditional countries in what regards this practice as a result of the growth and development of gastronomic market and by the gourmet chefs who begin to use edible flowers in their dishes due to their beauty and taste However it is a very perishable product whose quality and safety need to be guaranteed In this order the main objective of the present work was to test several post-harvest technologies (separately and combined) to different edible flowers species according to their seasonal availability with the purpose of increasing their shelf life Several studies were carried out in order to perform the physico-chemical characterization of some edible flowers during flowering involving high hydrostatic pressures (HHP) dehydration (osmotic dehydration (OD) crystallization freeze drying hot air convective drying and drying at room temperature (shade)) edible coatings and freezing Afterwards the effect of these technologies in some physico-chemical and biological properties of flowers was evaluated after treatments and during storage At the end sensory studies were carried out involving consumers and chefs with the purpose of evaluating the acceptability and preference The results indicated that water was the main macronutrient found in the studied flowers however other components such as proteins fibers and carbohydrates as well as bioactive compounds (carotenoids fatty acids vitamin E flavonoids anthocyanins) volatile compounds and free sugars were also detected and quantified In some situations significant differences between different flower species and flowering stages were observed Furthermore in some situations some relationships were found between volatiles and bioactive compounds with the sensory perception of the flowers Regarding the application of post-harvest technologies the high hydrostatic pressures showed to be a promising technology to increase the shelf life of pansies while borage and camellia showed to be more susceptible to the high pressures On the other hand the application of osmotic dehydration to pansies did not produce the desired effects due to the presence of superhydrophobic papillae however crystallization proved to be a promising technology for their preservation Regarding centaurea shade drying was the most promising method since the highest concentrations of bioactive compounds were obtained Concerning borage petals freeze-drying showed to be a promising method to produce dried flowers for infusions The application of low temperatures was also tested namely freezing (in ice cubes and in their natural form) and it was generally observed that the flowers in ice cubes maintained a similar appearance to fresh ones for a longer period of time than naturally frozen

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With regard to treatment with edible coatings the alginate was tested in pansies This treatment gave good results having the coated and packed flowers increased the shelf life by 7 days more than the fresh ones It was also tested the effectiveness of the combined application of preservation processes namely the application of high hydrostatic pressures as a pre-treatment to osmotic dehydration and the simultaneous application of the two treatments to pansies The results indicated that the combination of high hydrostatic pressures with osmotic dehydration to pansies resulted in more fragile flowers However the application of high hydrostatic pressures as pre-treatment to osmotic dehydration may be a promising technology for this flower species Finally some chefs and consumers were submitted to an organoleptic test of pansies subjected to different post-harvest technologies The chefs and consumers presented different sensory profiles both of which liked more the pansies treated with high hydrostatic pressures than those coated with alginate and crystallized However consumers also rated the pansies subjected to the last two processes with good scores In conclusion the results of this work allowed demonstrating the potential of several post-harvest technologies in the preservation of some edible flowers without compromising their physico-chemical and biological properties and with great possibility of being accepted by the potential users

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List of publications and communications resultant from the PhD project

Publications indexed to Journal Citation Reports of ISI Web of Knowledge

Fernandes L Casal S Pereira JA Saraiva J Ramalhosa E 2017 Edible

flowers A review of the nutritional antioxidant antimicrobial properties and effects on

human health Journal of Food Composition and Analysis 60 38-50

(httpdxdoiorg101016jjfca201703017) (JCRreg Impact Factor (2017) 2956)

Fernandes L Ramalhosa E Pereira JA Saraiva J Casal S 2018 The

unexplored potential of edible flowers lipids Agriculture 8(146) 1-23

(httpdxdoi103390agriculture8100146) (JCRreg Impact Factor (2018) 193)

Fernandes L Pereira JA Saraiva JA Ramalhosa E Casal S 2019 Nutritional

and nutraceutical composition of pansies (Violatimeswittrockiana) during flower

development Journal of Food Science (httpsdoiorg1011111750-384114482) (In

press) (JCRreg Impact Factor (2017) 1018)

Fernandes L Casal S Pereira JA Malheiro R Rodrigues N Saraiva JA

Ramalhosa E 2018 Borage calendula cosmos Johnny Jump up and pansy flowers

volatiles bioactive compounds and sensory perception European Food Research and

Technology (httpsdoiorg101007s00217-018-3183-4) (JCRreg Impact Factor (2018)

191)

Fernandes L Ramalhosa E Pereira JA Casal S Saraiva J 2017 Influence of

solvent and high pressure treatment in the extraction of bioactive compounds in

Gomphrena globosa L IOP Conf Series Journal of Physics Conf Series 950

042004 p6 (httpdxdoi1010881742-65969504042004) (JCRreg Impact Factor

(2017) 1963)

Fernandes L Casal S Pereira JA Ramalhosa E Saraiva J 2017 Optimization

of high pressure bioactive compounds extraction from pansies (Viola times wittrockiana) by

Response Surface Methodology High Pressure Research 37(3) 415-429

(httpdxdoiorg1010800895795920171347925) (JCRreg Impact Factor (2017)

1925)

Fernandes L Saraiva JA Pereira JA Casal S Ramalhosa E 2018 Post-harvest

technologies applied to edible flowers - a review Food Reviews International

(httpsdoiorg1010808755912920181473422) (JCRreg Impact Factor (2018)

3100)