Validação de metodologia para deteção de Bacillus cereus em arroz e produtos à base de cereais

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Tecnologia e Segurança Alimentar

Estudos quimiométricos em amostras de arroz nacional: caracterização do perfil de aminoácidos e sua correlação com o teor de arsénio

O arroz é um dos alimentos básicos mais importantes para a população mundial, sendo um dos cereais mais consumidos em todo o mundo. Possui um alto teor em hidratos de carbono devido à alta concentração de amido, contém ainda proteínas, vitaminas, minerais e poucas gorduras. A quantidade de proteína a ingerir é requisito para uma dieta adequada (0,75g/kg/dia), devido ao desempenho vital que esta tem na saúde humana. O arroz pelo seu papel determinante na alimentação mundial faz com que os aminoácidos, constituintes das proteínas, mereçam o foco deste estudo. Por outro lado, o arroz pelo seu tipo de cultivo é uma das maiores fontes de ingestão de arsénio para o Homem, um importante agente cancerígeno e contaminante da cadeia alimentar. Isto faz com que este elemento seja igualmente merecedor de análise no presente estudo. Neste estudo foram analisadas, ao nível dos diferentes aminoácidos e do arsénio, 39 amostras de diferentes tipos e regiões de arroz nacional que foram remetidas para uma análise multivariada. Foi feita uma caracterização e posterior comparação entre tipos/variedades/região de arroz, que demonstra para ambos os tipos de estatística (ANOVA e Kruskal-Wallis), diferenças entre variedades, arroz integral e arroz branco. Verifica-se que ao analisar pelas várias características do arroz, não existem diferenças ao nível do arsénio e que, através da correlação de Spearman, este se correlaciona positivamente com arroz integral e negativamente com arroz branco. Na análise de clusters, os aminoácidos (variáveis) foram 3 conjuntos: baixa, média e alta concentração. Por sua vez, as amostras dividem-se pela variedade, formando ainda um cluster em que existe uma fusão de variedades. Para classificação de arroz no futuro, com base no perfil de aminoácidos, foi possível a criação de um modelo k-NN cujo erro de classificação fosse nulo.

Estudo da extração e caracterização de compostos bioativos a partir de casca, farelo e arroz de variedades portuguesas

O arroz é o alimento básico para milhões de pessoas no Mundo inteiro. Como tal, o seu valor nutricional é algo de extrema importância. Contudo, ao seu processamento está associado um desperdício dos resíduos que advêm do seu descasque e branqueamento, o farelo e a casca. O principal objetivo deste trabalho consistiu no estudo do valor nutricional do grão de arroz e da valorização dos resíduos (farelo e casca) através da avaliação da atividade antioxidante. O estudo foi aplicado a três frações do bago de arroz: grão, farelo e casca, de três subvariedades diferentes: opale, ariete e ellebi. Foi avaliado o perfil de macronutrientes nas amostras de arroz, entre eles o teor de humidade, cinza, proteína e gordura. O grão foi a fração que apresentou maior teor de humidade, o farelo a que apresentou maior teor de gordura e proteína e a casca maior teor de cinza. Os compostos bioativos foram extraídos pelo método de extração sólido-liquido, usando como solvente uma mistura aquosa de metanol. A caracterização dos compostos antioxidantes dos extratos foi analisada através do teste da eliminação dos radicais livres de DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazilo) e pelo método de Folin-Ciocalteau. Para a identificação dos compostos bioativos foi utilizada a técnica de UPLC-PDA (Cromatografia líquida de ultra eficiência - Detetor de matriz de Fotodíodos). A casca foi o extrato que continha uma maior capacidade antioxidante e um maior conteúdo de fenólicos totais (TPC), e o extrato do grão o que apresentou menor valor. Identicamente, foi na casca onde se conseguiu identificar um maior número de compostos, entre os quais se destacam os ácidos gentísico, isoferúlico, vanílico, elágico, p-cumárico e levulínico. A extração de compostos antioxidantes de farelo e casca de arroz demonstrou ser uma via bastante promissora para a valorização destes resíduos.

Barreiras e oportunidades técnico-económicas à valorização dos resíduos da produção e processamento do arroz

FEDER - Programa Operacional Factores de Competitividade COMPETE; Fundação para a Ciência e a Tecnologia - projeto PTDC/AAG - REC/3477/2012 - RICE-VALOR – “Energetic valorisation of wastes obtained during rice production in Portugal” (FCOMP-01-0124-FEDER-027827), um projeto apoiado por FCT/MTCES, QREN, COMPETE e FEDER.

Estudo de viabilidade da valorização de resíduos da cultura do arroz por co-pirólise e co-gasificação para a produção de energia renovável

Anualmente, milhares de toneladas de resíduos agrícolas são gerados no mundo, sendo a cultura do arroz uma das que mais contribui para a sua produção, especialmente com casca e palha de arroz, além dos plásticos gerados nas etapas de colheita, transporte e transformação do produto. Tradicionalmente estes resíduos são descartados ou aproveitados através de vias pouco eficientes, com consequências negativas para o ambiente. Múltiplas tecnologias têm sido estudadas e desenvolvidas para assim transformar estes resíduos em produtos de interesse: (i) gasificação, (ii) combustão e (iii) pirólise. Na presente dissertação foi avaliada a viabilidade da construção duma central de valorização de resíduos da cultura de arroz, em Portugal, através das tecnologias de co-gasificação e co-pirólise. Considerou-se que o gás de síntese, gerado na co-gasificação, é utilizado para produzir energia elétrica, e que o bio-óleo, gerado na co-pirólise, é utilizado para produzir energia elétrica ou para ser vendido a uma refinaria. A avaliação foi realizada com base no capital total de investimento, nos custos de operação e na renda gerada pela venda (i) de energia elétrica ou (ii) do bio-óleo. Com os indicadores económicos analisados, conclui-se que em Portugal nenhuma das duas tecnologias é viável, principalmente devido (i) às reduzidas quantidades de resíduos originados pela cultura de arroz neste país e (ii) aos elevados custos de transporte da matéria-prima. Caso fosse feito o aproveitamento da quantidade total de plásticos provenientes do fluxo agrícola português (4 782 t.ano-1), a construção duma central de co-pirólise seria rentável, obtendo-se uma taxa interna de rentabilidade de 69% para a venda de energia elétrica e 23,5% para venda de bio-óleo.

Estudo de carbonizados resultantes da gasificação e co-pirólise de resíduos da produção e processamento de arroz. Remoção de Cr3+ presente em meio líquido

A presente dissertação apresenta o estudo de dois carbonizados, provenientes da gasificação (CG) e co-pirólise (CP) de resíduos da cultura e processamento de arroz, no processo de remoção de Cr3+ presente em meio líquido. Os materiais de partida – casca de arroz (CA) e polietileno (PE) – utilizados nos ensaios de gasificação e co-pirólise, e os carbonizados resultantes destes processos térmicos, foram caracterizados através de ensaios físicos, químicos e ecotoxicológicos. O elemento químico com maior concentração, em todos os materiais, foi o Si. Nenhum dos eluatos revelou ecotoxicidade. No estudo de remoção de Cr3+ com os dois carbonizados avaliaram-se os efeitos dos seguintes parâmetros: pH inicial da solução, massa de adsorvente, tempo de contacto e concentração inicial de Cr3+. O carbonizado que teve o melhor desempenho na remoção de Cr3+ foi o CG, com remoções de cerca de 100%, devido ao aumento de pH, que provocou a precipitação do Cr. A capacidade de adsorção deste carbonizado variou entre 12 e 26 mg Cr3+.mg-1 CG, para uma concentração inicial aproximada de Cr3+ de 50 mg.L-1, pH inicial de 5, tempo de contacto de 24 horas e razões L/S entre 800 e 1000 mL. g-1. Foram aplicados os modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem, e as isotérmicas de Langmuir, Freundlich e Sips. Observou-se um melhor ajustamento da cinética de pseudo-segunda ordem para CG. No CP verificou-se que ambos os modelos cinéticos se ajustavam aos dados experimentais. No CG observou-se que as isotérmicas de Freundlich e Sips apresentaram os melhores ajustamentos. Foi realizado um estudo dos mecanismos de adsorção para o CG e verificou-se que a troca iónica foi o fenómeno predominante. A avaliação ecotoxicológica das soluções contendo Cr, antes e após o ensaio de adsorção, indicou que o CG promoveu uma redução acentuada da ecotoxicidade das soluções até um nível não detetável.

Regulação epigenética de um gene de resposta a stress de frio em arroz (OsDREB1B)

O arroz (Oryza sativa L.) constitui a principal fonte de alimento para mais de metade da população mundial. O frio tem um grande impacto no desenvolvimento da planta de arroz com efeitos negativos ao nível da produtividade e economia mundial. Os mecanismos epigenéticos associados a alterações estruturais da cromatina estão envolvidos nos mecanismos de resposta das plantas a stresses abióticos. O foco do presente trabalho consistiu na compreensão da influência de fatores epigenéticos, nomeadamente de modificações de histonas, na regulação transcricional de um gene específico (OsDREB1B) envolvido na resposta de arroz ao stress de frio. O estudo da regulação epigenética deste gene envolveu a utilização de plantas de arroz com mutações em enzimas epigenéticas e drogas remodeladoras da cromatina. Neste trabalho mostramos que o gene OsDREB1B é induzido pelo stress de frio (4 °C) em todas os genótipos de arroz analisados, no entanto, a indução do gene em resposta ao stress de frio é maior em Nipponbare que em Dongjin. Nos genótipos que apresentam epimutações, nomeadamente o knockout de osdrm2 (DMT706) e de oshac704 (HAC704), o gene OsDREB1B é mais expresso que no respetivo genótipo selvagem (Dongjin), sendo que a indução da expressão em resposta ao frio foi maior em DMT706 do que em HAC704. A análise do padrão de marcas histónicas ao longo do promotor de OsDREB1B, através da imunoprecipitação da cromatina (ChIP) com anticorpos específicos, revelou que, em resposta ao frio (4ºC), Dongjin apresenta uma menor predominância da marca H3K9ac na região de -519 a -355 pares de bases (antes do ATG), enquanto que Nipponbare possui maior presença de H4K5ac na região de -280 a -121 pares de bases, sugerindo que a regulação epigenética de OsDREB1B seja influenciada pelo genótipo. No caso dos epi-mutantes (HAC704 e DMT706) registou-se um empobrecimento das marcas histónicas testadas sugerindo que a indução da expressão do OsDREB1B em reposta ao stress provocado pelo frio não depende necessariamente da presença de OsDRM2 nem de OsHAC704. Uma visão integrada da paisagem epigenética e do transcriptoma, perspetiva uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos na resposta da planta a condições ambientais adversas, abrindo novas linhas de trabalho no sentido de obter plantas mais tolerantes a fatores de stress.

A disponibilidade do potássio da "leucita de Poços de Caldas", estudada por meio do arroz

In order to know potassium availability in "leucita de Poços de Caldas" from Poços de Caldas, Minas Gerais, a Mitscherlich pot experiment was set up. The pots were filled with 6 kilograms of sieved (4 mm) "Terra Roxa Misturada" soil. Rice (Oryza sativa, L.), Dourado Agulha variety was the testing plant. Doses of potassium referred to are 1,5 g (as K(2)0) from both KCl and "leucita de Poços de Caldas". There were 6 treatments, with 3 repetitions, as follows: 1) Control; 2) NP + 1 dose K (KCl); 3) NP + 2 doses K (KCl)); 4) NP + 3 doses K (KCl); 5) NP + 1 dose K (leucita); 6) NP + 2 doses K (leucita) and 7) NP + 3 doses K (leucita). Each pot received 50 seeds. Five days after germination the seedlings were thinned to 35. Harvesting took place 4 months after germination. Potassium (as KCl) promoted an increase in yield of both stalk and grain as compared with control. Potassium content in the leaves was also higher in all treatment in which KCl was supplied. Potassium, as "leucita de Poços de Caldas» did not show any favorable effect on both stalk and grain yield and on its content in the leaves.

Arroz: comportamento de variedades em diferentes épocas de semeadura

1. No presente trabalho procurou-se analisar a influência das épocas de semeadura sôbre diversos caracteres de algumas variedades de arroz. 2. Dez foram as variedades utilizadas a saber: Batatais, Dourado Agulha n.° 2, Iguape Agulha, Pérola, Pratão, Quatro Meses, cultivadas em nosso meio, e Rizzotto, Sésia, Razza - 77, e 227 - Sésia x R. B., variedades italianas. As épocas, em número de cinco, foram estabelecidas quinzenalmente a partir do dia primeiro de outubro do ano de 1959. O experimento, realizado em quadra irrigada, foi planejado em blocos ao acaso, cada época representada por três blocos que constituíram as repetições, contendo cada um dêles as dez variedades de arroz já mencionadas. 3. Foram submetidos à análise estatística os seguintes caracteres: florescimento, maturação, altura, produção de grãos, produção de palha, pêso de mil espiguetas, pêso de mil grãos beneficiados, rendimento total e rendimento em grãos inteiros. 4. Os resultados obtidos, para cada um dos caracteres analisados separadamente, encontram-se no capítulo 3. 5. Com exceção do rendimento total no beneficiamento, os demais caracteres mostraram variações devidas às épocas, concluindo-se assim que as épocas de semeadura influíram no comportamento das variedades estudadas e que a variedade Batatais, por apresentar um comportamento bastante uniforme para produção de grãos, em tôdas as épocas, revelou-se a mais indicada para semeadura tardia.

Eliminação de fósforo por sementes e raízes de plantas de arroz (Oriza sativa L., var. Batatais) (Nota prévia)

Os autores obtiveram sementes de arroz (Oriza sativa, L. var. Batatais) contendo p32 agitando-as com uma solução que possuía P marcado ou cultivado plantas em presença de P radioativo. As sementes foram semeadas em volume reduzido de silica ou de silica e solo sendo as plantas cultivdas durante 18 dias e depois colhidas. Foram feitos extratos nítricos perclóricos de: silica, misturas sílica-terra, plantas e sementes. Os resultados mostraram haver reliminação de P pelas sementes e/ou pelas plantas e sugerem a possibilidade de fixação do mesmo pelo solo.

Arroz: ensaio fatorial variedade x espaçamento x densidade

In this experiment it was attempted to find better row spacing (0,20 m, 0,40 m and 0,60 m) and seed rate (3 and 6 grams of seeds/m) to be used in rice. The ordinary flooding was used as irrigation. Four varieties with different flowering periods were used: "Pratão" and "Iguape Agulha" are late varieties (150 days); "Batatais", "Dourado Precoce" early varieties (100 days). These two early varieties produce two harvests by ratooning. The data showed that the late varieties gave a better yeld on a single crop, but the greatest annual yeld by area was obtained when the ratooning was used. As far as amount of seed is concerned the data showed that the better yelds were obtained with 3 grams of seeds.

Efeitos do tratamento de sementes de algodão (Gossypium hirsutum L.), arroz (Oryza sativa L.) e soja [Glycine max (L.) Merril] com alguns fungicidas não mercuriais

Esta pesquisa foi conduzida com o objetivo de estudar o comportamento de sementes de arroz, algodão e soja, quando tratadas com íungicidas não mercuriais, através de testes de germinação e de vigor. Foram utilizados os seguintes produtos: Arasan (Thiram 75% i.a.), Panoctine (Guazatine 75% i.a.) e Terracoat (23,2% PCNB + 5,8% Terrazole). A dosagem do 1º produto foi de 100 g/100 kg de sementes enquanto que, para os outros dois, foram de 200, 400 e 600 cm³/100 kg. Nas condições do experimento, as três dosagens de Panoctine foram tóxicas para sementes de arroz e a dose mais alta prejudicou o vigor de soja e de algodão. Por outro lado Arasan e Terracoat não prejudicaram a germinação e vigor de arroz e de soja e apresentarm efeitos benéficos sobre o vigor de sementes de algodão.

Influência do peso da semente de arroz (Oryza sativa L.) sobre a germinação

O objetivo principal do presente trabalho foi determinar através do teste de germinação, a importância do peso das sementes de arroz (Oryza sativa L.). Utilizaram-se sementes das variedades Batatais, Pratão Precoce, IAC-120, IAC-435 e IAC-1246. O trabalho foi conduzido no Laboratório de Sementes do D.A.H. da ESALQ no período de novembro de 1973 a dezembro de 1974. As sementes das cinco variedades foram submetidas à ação de ventilação controlada através de um assoprador, permitindo a separação de cada variedade em três frações com pesos diferentes, isto é, leve, média e pesada. As sementes leves, médias e pesadas, assim obtidas, foram armazenadas em câmara seca e laboratório. Os testes de germinação foram efetuados em três épocas (março/abril, julho e dezembro de 1974), utilizando-se como delineamento experimental um fatorial 3x2, cujas variáveis foram três pesos e dois ambientes de conservação das sementes, com quatro repetições. As análises dos dados e a interpretação dos resultados obtidos permitiram que se chegassem às seguintes conclusões: a) as sementes pesadas e médias apresentaram uma maior porcentagem de germinação que as leves em todas as variedades estudadas; b) este efeito foi menos intenso no caso das sementes das variedades Batatais e IAC-1246; c) o ambiente de câmara seca mostrou-se superior ao de laboratório para a conservação das sementes.

Eficiência comparada da aplicação radicular e foliar de macro e micronutrientes para a correção de deficiências minerais no arroz (Oryza sativa L.)

Deficiências de N, P, K, S, B, Cu ou Zn foram induzidas em dois cultivares de arroz, I.A.C. 47 e I.A.C. 435 até o perfilhamento. O elemento deficiente foi depois aplicado na solução nutritiva ou por via foliar. A eficiência dos tratamentos foi avaliada dividindo-se o peso adicional de grãos pela quantidade de elemento fornecida pelos dois métodos. Verificaram-se, de modo geral, relações maiores no caso da adubação foliar que da radicular, em se tratando de macronutrientes; o oposto foi observado quando se tratava de micronutrientes.

Nota sobre o cultivo do arroz (Oryza sativa L.), cv. IAC 47 e IAC 435 em solução nutritiva

As soluções nutritivas de HOAGLAND & ARNON (1950) nº 2 de KARIM & VLAMIS (1962) foram fornecidas a duas variedades de arroz, uma de sequeiro (IAC 47) e uma de irrigação (IAC 435). A primeira solução, que contém N nítrico e N amoniacal, garantiu maior produção de matéria seca e maior teor de N total nas plantas que foram colhidas no meio do estádio de perfilhamento. A aeração forçada mostrou-se desnecessária para o crescimento.