Extracção e caracterização de óleo essencial de sementes de Opuntia ficus indica

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

Inovação e Tecnologia na Formação Agrícola – Agricultura de Precisão

O conceito de Agricultura de Precisão está normalmente associado à utilização de equipamento de alta tecnologia (seja hardware, no sentido genérico do termo, ou software) para avaliar, ou monitorizar, as condições numa determinada parcela de terreno, aplicando depois os diversos factores de produção (sementes, fertilizantes, fitofármacos, reguladores de crescimento, água, etc.) em conformidade. Tanto a monitorização como a aplicação diferenciada, ou à medida, exigem a utilização de tecnologias recentes, como os sistemas de posicionamento a partir de satélites (v.g. GPS - Global Positioning System), os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) ou os sensores electrónicos, associados quer a reguladores automáticos de débito nas máquinas de distribuição quer a medidores de fluxo nas máquinas de colheita. A Agricultura de Precisão aparece, geralmente, associada a dois objectivos genéricos: o aumento do rendimento dos agricultores; e, a redução do impacte ambiental resultante da actividade agrícola. O primeiro destes objectivos pode, por sua vez, ser alcançado por duas vias distintas mas complementares: a redução dos custos de produção; e, o aumento da produtividade (e, por vezes, também da qualidade) das culturas. O cumprimento do segundo daqueles objectivos está relacionado com o rigor do controlo da aplicação dos factores de produção (sobretudo, produtos químicos, atendendo às externalidades ambientais negativas que lhes estão normalmente associadas), que deverá ser feita, tanto quanto possível, na justa medida das necessidades das plantas. De facto, se soubermos, por exemplo, que as necessidades de azoto em duas áreas distintas de uma mesma parcela de terreno não são iguais, por hipótese, em função dos resultados da análise de terras para as duas situações, teremos, do ponto de vista estritamente técnico e teórico, vantagem em fazer variar a quantidade de adubo azotado em conformidade. Deste modo, seríamos naturalmente tentados a aplicar mais adubo na área em que as necessidades ou o potencial produtivo são maiores, e a reduzir a quantidade na área em que o potencial produtivo ou as necessidades são menores, em vez de, como usualmente sucede, aplicar um valor médio e igual em toda a parcela. Com esta forma de actuar, não só aumentaríamos a produção, aplicando mais adubo onde este é necessário, como também reduziríamos os custos e o impacte ambiental da actividade, não aplicando adubo em excesso e precavendo a provável lixiviação do azoto. Na prática, tudo isto seria inquestionável, não fôra o caso de as tecnologias associadas à Agricultura de Precisão serem, quase sempre, complexas e caras. É exactamente por esta razão que o conceito não se encontra hoje em dia mais divulgado, nomeadamente no nosso país. Em primeiro lugar, só fará sentido recorrer à Agricultura de Precisão se os benefícios económicos daí decorrentes forem superiores ao investimento necessário à sua adopção; ora, infelizmente, são muito poucas as explorações, sobretudo em Portugal, com dimensão suficiente para, só por si, justificar ou viabilizar tais investimentos. Note-se que os investimentos a que nos referimos não passam apenas pela aquisição de determinados equipamentos (GPS, sensores, etc.), mas também pelo levantamento da situação de base e pela construção de um sistema de informação geograficamente referenciada. Em segundo lugar, existe ainda um longo caminho a percorrer pelas tecnologias de informação associadas, especialmente no que se refere à sua facilidade de uso e de integração no negócio, isto é, ainda é necessário um esforço razoável para efectuar a recolha e processamento da informação necessária à prática da agricultura de precisão, esforço este com custos muitas vezes inaceitáveis para o agricultor, nomeadamente quanto ao dispêndio do seu tempo/atenção. Em terceiro lugar, na hipótese de que os investimentos sejam rentáveis, é necessário que existam pessoas (agricultores e/ou técnicos) com conhecimentos suficientes para ajustar, desenvolver e utilizar estas tecnologias. O futuro, apesar de tudo, apresenta-se mais favorável. Por um lado, os equipamentos de alta tecnologia tendem a diminuir de preço, por vezes de forma muito marcada (um GPS de gama baixa, por exemplo, custava mais de 5000 euros há dez anos, existindo hoje à venda modelos similares por menos de 200 euros). Por outro, o nível educacional dos agricultores tem vindo a aumentar, existindo hoje cada vez mais estruturas de apoio técnico na agricultura. O nascimento e desenvolvimento de empresas especializadas no aluguer de máquinas e equipamentos agrícolas, que se tem vindo a registar nos últimos anos, pode igualmente contribuir para ultrapassar uma das maiores limitações à adopção destas tecnologias: a reduzida dimensão das explorações e os elevados custos de amortização daí decorrentes.

Algodão: redes, tecnologia e meio ambiente

Desde a década de 1990 a cotonicultura brasileira vem apresentando crescimento, tendo a adoção de tecnologias, em especial variedades de algodão geneticamente modificadas, cujo seu cultivo foi liberado em 2005, como um grande fator no aumento da produtividade e redução dos custos e consequente retomada da cultura em antigas regiões produtoras desfavorecidas por crises que causaram a retração desta cultura. De salientar que o lançamento das cultivares está envolto a discussões sobre seus impactos ambientais. Embora se tenha observado o ressurgimento da cotonicultura em diversas regiões do país o cenário é ainda de grande disparidade produtiva entre as regiões do Centro – Oeste e do Nordeste do país. O acesso à tecnologia, o nível de escolaridade, e o acesso à assistência técnica são os principais vetores das desigualdades. No que diz respeito ao acesso à tecnologia, pode-se afirmar que independentemente da maior ou menor disponibilidade de tecnologias desenvolvidas para os agricultores familiares, mostra-se necessário ter claro que a maior dificuldade principal refere-se à capacidade de inovar, e esta está relacionada não só à tecnologia em si, mas também à inserção nos mercados, condições de financiamento, disponibilidade de recursos, análise de risco, dentre outros fatores. Desse modo a criação de redes sociais entre os pequenos cotonicultores tem se mostrado como uma alternativa para que se tenha melhor acesso à tecnologia. É nesse contexto que a rede de cotonicultores de Catuti foi escolhida para ser o objeto de estudo desta dissertação na medida em que chama atenção por ser uma organização de pequenos produtores que retomaram o cultivo de algodão através da utilização de sementes transgênicas, e apresentar ganhos de produção, e plantio de forma sustentável. O estudo de caso mostrou através do software PAJEK, que a organização em forma de rede propicia ao elo de vários atores de naturezas distintas, o que por seu turno possibilita a inserção no mercado e a adoção de tecnologia por parte dos pequenos agricultores associados à Cooperativa de Produtores Rurais de Catuti (COOPERCAT).

Supressão da produção de sementes de arroz-vermelho pela aplicação de herbicidas em arroz irrigado

A similaridade morfológica existente entre arroz-vermelho e arroz cultivado, associada à prolífica produção de sementes pelo arroz daninho e ao degrane dos grãos com elevado teor de umidade, são fatores que contribuem para sua infestação em lavouras de arroz. O objetivo deste trabalho foi investigar a supressão da produção de sementes viáveis, pelo arroz-vermelho, a fim de reduzir o seu banco de sementes no solo. Para isso, conduziram-se experimentos no campo e em laboratório, nas estações de crescimento 1997/98 e 1998/99, utilizando-se os herbicidas não-seletivos glyphosate, glufosinate e paraquat, aplicados em duas épocas e em duas doses, e o regulador de crescimento, hidrazida maléica, testado em duas épocas. Incluiu-se uma testemunha que não recebeu aplicação. Utilizou-se a cultivar de arroz IRGA-416, que cresceu na presença de elevada infestação de arroz-vermelho. Os produtos químicos foram aplicados na fase de maturação fisiológica da cultura. As variáveis avaliadas no arroz-vermelho foram: número de colmos sem panícula, com panículas normais e estéreis, esterilidade de espiguetas, produção de sementes, peso médio de grãos e germinação de sementes. Os herbicidas glyphosate, glufosinate e paraquat podem ser usados seletivamente para suprimir a produção de sementes de arroz-vermelho, quando aplicados na fase de maturação do arroz irrigado. A adoção desta tecnologia depende de haver diferença de ciclo do arroz-vermelho em relação ao cultivado, pela utilização de cultivares de arroz de ciclo precoce ou superprecoce.

Fontes e proporções de materiais orgânicos na germinação de sementes e crescimento de plantas jovens de goiabeira

Os diversos materiais orgânicos e as proporções usadas como substratos na produção de mudas de goiabeira podem fazer a diferença na qualidade final, trazendo benefícios ao produtor e ao meio ambiente. O objetivo da pesquisa foi avaliar o efeito de fontes e as proporções de materiais orgânicos na germinação de sementes e no crescimento de plantas jovens de goiabeira. O experimento foi realizado no período de setembro de 2010 a março de 2011, na Fazenda Experimental do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba, Câmpus Sousa, localizado no Perímetro Irrigado de São Gonçalo, Município de Sousa, Paraíba. O delineamento experimental foi em blocos completos casualizados, em esquema fatorial 3x4 (esterco bovino, esterco ovino e húmus de minhoca, nas seguintes proporções: 0;20; 40 e 60%), com quatro repetições e dez plantas por unidade experimental. As características avaliadas foram: comprimento da parte aérea, diâmetro do caule, massa seca da parte aérea, massa seca das raízes, massa seca total e os teores de macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S) na massa seca da parte aérea. O esterco de ovino e o húmus de minhoca são as fontes orgânicas que proporcionam os mais altos valores médios para as características morfológicas avaliadas. A proporção de 40% do material orgânico, independentemente da fonte usada, favoreceu o crescimento das mudas de goiabeira. Proporções crescentes das fontes orgânicas no substrato provocam redução no teor de fósforo.

Eficiência do tratamento de sementes com o fungicida triadimenol na intensidade da ferrugem da folha do trigo

A ferrugem da folha é uma das principais doenças do trigo. Os prejuízos causados variam em função da área cultivada com cultivar suscetível, das raças fisiológicas do patógeno e das condições climáticas. Em cultivares suscetíveis a melhor opção de controle disponível tem sido através do uso de fungicidas aplicados via tratamento de sementes. O objetivo deste trabalho foi verificar a eficiência desta tecnologia após 29 anos de uso no Brasil. O experimento foi conduzido no campo com dois cultivares de trigo, Pampeano e Ônix, no ano agrícola de 2009, com infecção natural da ferrugem. No tratamento de sementes utilizou-se o fungicida triadimenol (15% SC) em três doses da formulação comercial (135, 270, 540 mL/100 Kg de sementes). A infecção foi natural e avaliou-se semanalmente a incidência foliar da ferrugem. Os dados foram submetidos à análise da variância, de regressão e calculada a área abaixo da curva de progresso da incidência da doença. Verificou-se que não houve diferença significativa entre doses do fungicida e a intensidade da doença no tratamento testemunha, no entanto, houve diferença quanto à intensidade da ferrugem entre os dois cultivares.

Tecnologia de duplo haploide na determinação da herança da resistência à podridão de colmo (Fusarium verticilioides) em linhagens de milho

RESUMO Foram utilizadas no trabalho quatro populações sintetizadas pelo cruzamento de duas linhagens homozigotas contrastantes quanto a resistência a F.verticilioides. Para a obtenção das linhagens haploides destas populações as mesmas foram cruzadas com indutor de haploidia, os haploides foram então duplicados e autofecundados, sendo as sementes colhidas fonte de origem das linhagens usadas no trabalho. Aos 70 dias após a semeadura as linhagens foram inoculadas com suspensão de esporos do patógeno F.verticilioides em concentração de 2 106esporos por mL e com 70 dias após a inoculação as espigas foram colhidas e pesadas e os colmos foram coletados, pesados e medidos em comprimento e diâmetro e seccionados longitudinalmente para avaliações dos sintomas, onde também foram medidos os comprimentos das lesões. Foram estimadas às variâncias fenotípica, ambiental, genotípica total e entre e dentro famílias, além da herdabilidade e da variância aditiva e de dominância. A variância devido a efeitos genéticos dominantes foram de maior magnitude, sendo que a herdabilidade no sentido restrito foi de 0,28. A distribuição de frequência observada podem indicar efeitos epistáticos envolvidos no controle genético da resistência a F.verticilioides. Os maiores ganhos esperados com a seleção foram alcançados com o emprego de seleção entre família e seleção massal.

Temperatura, luz e substrato para germinação de sementes de Pau-Brasil (Caesalpinia echinata Lam., Leguminosae - Caesalpinioideae)

Programas de preservação de Caesalpinia echinata, espécie considerada em risco de extinção, incluem a conservação ex situ, que poderia ser ainda mais intensificada pelo armazenamento, no longo prazo, de suas sementes. Embora já se tenha desenvolvido tecnologia suficiente para preservar a germinabilidade dessas sementes por até dois anos, ainda são insuficientes as informações acerca das condições adequadas para a germinação, mormente as referentes a temperatura, luz e substrato. Este trabalho visou avaliar os efeitos de temperaturas constantes de 10 a 45 °C em presença ou ausência de luz e o tipo (papel, areia e vermiculita) e umidade do substrato sobre a germinação das sementes de pau-brasil. Concluiu-se que a semeadura deve ser realizada em rolo de papel, umedecido na relação 1:2,5 a 1:3,0 (substrato:água, em massa), e na temperatura de 25 °C, sem necessidade de luz.

Caracterização de propriedades funcionais do isolado protéico de sementes de algaroba (Prosopis juliflora(SW) D.C.). modificado por acetilação

O isolado protéico das sementes de algaroba (Prosopis juliflora (SW) D.C.) foi modificado com anidrido acético nas concentrações de 5, 10, 20 e 30% (V/P), resultando, portanto, nos respectivos graus de modificação: 69,5; 83,2; 89,7 e 91,1% da lisina disponível. Caracterizou-se a funcionalidade do isolado nas formas não modificada e acetilada. O isolado não modificado apresentou alta solubilidade em pH ácido e básico, com exceção da faixa de pH 4 a 6. A acetilação deslocou o ponto isoelétrico das proteínas do pH 5 para o pH 4,5 , diminuiu em pequena extensão a solubilidade abaixo do ponto isoelétrico e aumentou a partir do pH 5, principalmente em pH 7. A capacidade de absorção de água e de óleo do isolado não modificado, que por sua vez se mostrou baixa (1,89 e 1,04g/g proteína), não melhorou satisfatoriamente após a modificação. O efeito de modificação nas propriedades espumantes foi maior com relação ao volume e a expansão da espuma formada do que na sua estabilidade. A capacidade emulsificante do isolado acetilado aumentou em grande extensão, no entanto, a atividade emulsificante e estabilidade de emulsão revelaram pequenos incrementos, em comparação com o isolado não modificado.

Potencial tecnológico do galactomanano de sementes de faveiro (Dimorphandra mollis) para uso na indústria de alimentos

A utilização de gomas de sementes tem trazido muitos benefícios à indústria de alimentos, melhorando as propriedades dos produtos, principalmente pelo seu poder espessante, estabilizante e geleificante. Gomas obtidas a partir do endosperma de sementes de leguminosas são compostas por manose e galactose (galactomanano). A partir da trituração e posterior peneiramento das sementes de faveiro (Dimorphandra mollis), espécie brasileira que ocorre com alta freqüência nos cerrados e caatinga, foi obtido um extrato rico em galactomanano (83,2%) com proporção manose:galactose 2,7. Esses parâmetros são comparáveis aos obtidos para os galactomananos de uso consagrado em formulações de alimentos, tais como a goma guar com 78-82% de rendimento e razão manose galactose igual a 2 e a goma locusta com 88% de rendimento e razão manose:galactose igual a 4. Ensaios biológicos demonstraram que a goma do faveiro é considerada praticamente atóxica. Esses resultados sugerem que a goma de Dimorphandra mollis apresenta potencial para ser utilizada em formulações de alimentos. Além disso, como é espécie já utilizada para a extração de rutina e também espécie de larga ocorrência em ecossistemas de grande importância tais como o Cerrado e a Caatinga, sua exploração poderia ser feita de forma ecologicamente sustentável.

Caracterização dos óleos das sementes de limão rosa (Citrus limonia Osbeck) e limão siciliano (Citrus limon), um resíduo agroindustrial

A finalidade deste estudo foi caracterizar os óleos extraídos das sementes de limão rosa e limão siciliano, como aproveitamento de resíduos industriais. Foram determinados os índices de iodo, ácidos graxos livres (AGL,% em ácido oléico) e teor de peróxidos. Foram realizadas análises termoanalíticas (termogravimetria, TG; termogravimetria diferencial, DTG e calorimetria diferencial exploratória, DSC); espectroscópicas (infravermelho e ultravioleta) e cromatográficas (cromatografia gasosa). Foram identificados no óleo das sementes de limão rosa os seguintes ácidos graxos na forma de ésteres metílicos: caprílico (0,90%), palmítico (21,40%), esteárico (2,60%), oléico (21,20%), linoléico (43,00%), linolênico (7,60%) e araquídico (0,20%) e no óleo das sementes de limão siciliano: caprílico (1,00%), mirístico (0,10%), palmítico (19,60%), esteárico (3,00%), oléico (28,60%), linoléico (34,40%), linolênico (10,00%) e araquídico (0,20%). Os resultados indicaram que ambos os óleos apresentam estabilidade térmica até 250ºC, composição química semelhante e alto teor de ácidos graxos insaturados (71,80 e 73,00%). Pela composição de ácidos graxos também foi possível determinar a provável composição em triacilgliceróis dos óleos. Os resultados mostraram que os óleos apresentam características semelhantes a óleos comestíveis de boa qualidade.

Potencial antioxidante de extratos de sementes de limão (Citrus limon)

O presente trabalho teve como principais objetivos avaliar o comportamento do óleo de soja acrescido de extratos de sementes de limão (Citrus limon), em diferentes concentrações, por meio da estabilidade oxidativa e medir a atividade antioxidante através do método do radical livre DPPH e compostos fenólicos totais. A concentração de 2.400 mg.kg-1 para o extrato de sementes de limão, variedade galego, foi a que conferiu melhor estabilidade oxidativa ao óleo de soja. As atividades antioxidantes máximas e os valores da concentração de extrato natural suficientes para obter 50% do efeito máximo, estimado em 100% (EC50), determinados pelo DPPH para o extrato e ácido gálico foram 70,58%, 69,94 μg.mL-1 e 75,07%, 64,73 μg.mL-1, respectivamente. A concentração de compostos fenólicos totais, determinada pelo método de Folin-Ciocalteu foi de 76 mg.g-1. Foi possível concluir que o extrato de sementes de limão galego possui ação antioxidante natural, podendo ser aplicado em alimentos.

Componentes antinutricionais e digestibilidade proteica em sementes de abóbora (Cucurbita maxima) submetidas a diferentes processamentos

Subprodutos vegetais têm sido utilizados na dieta com a finalidade de melhorar o estado nutricional de populações desnutridas. Entretanto, os antinutrientes presentes nesses alimentos podem acarretar efeitos indesejáveis. Portanto, os teores de polifenóis, cianeto, saponinas, inibidor de tripsina, atividade hemaglutinante e a porcentagem da digestibilidade proteica in vitro de sementes de abóbora cruas e tratadas termicamente foram investigados com o objetivo de selecionar o processamento que acarrete maior redução dos antinutrientes e maior digestibilidade proteica. Sementes da abóbora Cucurbita maxima foram, em quatro repetições, submetidas aos seguintes tratamentos: utilizadas na forma crua; cozidas em água em ebulição (AE) por três tempos: 5, 10 e 15 minutos; e cozidas no vapor por 10 minutos. Posteriormente foram liofilizadas, trituradas e armazenadas em temperatura ambiente até a realização das análises. Não houve diferença significativa, entre os tratamentos, quanto aos níveis de polifenóis. As sementes cruas apresentaram o maior teor de cianeto, o menor nível de inibidor de tripsina e a menor digestibilidade proteica. O cozimento em AE por 10 minutos acarretou o menor nível de saponinas e a maior digestibilidade proteica. Não foi detectada atividade hemaglutinante em nenhuma amostra. Conclui-se que o cozimento em AE por 10 minutos foi o que proporcionou melhores resultados.

Nutrientes e propriedades funcionais em sementes de abóbora (Cucurbita maxima) submetidas a diferentes processamentos

O objetivo deste trabalho foi verificar a influência dos processamentos térmicos sobre os nutrientes e propriedades funcionais das sementes da abóbora Cucurbita maxima. As sementes foram, em quatro repetições, submetidas aos seguintes processamentos: utilizadas na forma crua; cozidas em água em ebulição por três tempos: 5, 10 e 15 minutos; e cozidas no vapor por 10 minutos. Posteriormente foram liofilizadas, trituradas e armazenadas em temperatura ambiente até a realização das análises de composição centesimal, minerais e propriedades funcionais. Não houve diferença significativa entre os processamentos para os níveis de proteína bruta, fibra alimentar, extrato etéreo, cinzas, S, P, Mg, Ca, Cu, Zn, solubilidade do nitrogênio (nos pH 4, 5 e 6), absorção de água e óleo, volume de espuma e estabilidade de emulsão. O cozimento em água em ebulição reduziu o teor de K. Todos os processamentos térmicos diminuíram os níveis de Mn e Fe. As sementes cruas apresentaram a maior solubilidade do nitrogênio nos pH 2, 3, 7, 8 e 9. Conclui-se que os processamentos acarretaram diferença significativa apenas nos teores de K, Mn, Fe e solubilidade do nitrogênio; e que as sementes apresentam potencial para serem incorporadas, provavelmente, em alimentos que requeiram elevada taxa de absorção de óleo.

Potencial antioxidante de extratos de sementes de limão (Citrus limon)

The present study aimed at evaluating the behavior of the soybean oil with the addition of lemon seed extracts (Citrus limon), in different concentrations, through oxidative stability and also at measuring the antioxidant activity using the DPPH free radical method and total phenolic compounds. The concentration of 2,400 mg.kg(-1) for the lemon seed extract, galego variety, was the one that provided the soybean oil with the best oxidative stability. The maximum antioxidant activities and the concentration values of the natural extract sufficient to obtain 50% of maximum effect, estimated at 100% (EC(50)), determined by DPPH for the extract and gallic acid were 70.58%, 69.94 mu g.mL(-1) and 75.07%, 64.73 mu g.mL(-1), respectively. The concentration of total phenolic compounds, determined by the Folin-Ciocalteu method, was of 76 mg.g(-1). Thus, it can be said that the lemon seed extract, galego, presents natural antioxidant action demonstrating potential to be used in foods.