Relação entre atividade respiratória, perda de matéria seca e qualidade dos grãos armazenados


A perda de matéria seca dos grãos, em conjunto com o teor de água de equilíbrio, são parâmetros normalmente utilizados para determinar o teor de água de armazenamento seguro para diferentes produtos agrícolas.


No momento do armazenamento, os grãos continuam a desempenhar suas funções metabólicas, ficando sujeitos a contínuas transformações. Dentre as alterações que se observam nos grãos armazenados, as mais importantes são aquelas que envolvem a respiração. (Equação 1)

O teor de água dos grãos e a temperatura de armazenamento são as principais variáveis que influenciam na taxa respiratória de grãos em ecossistemas armazenados, sendo que altos níveis destas condições no momento do armazenamento resultam em menor tempo de conservação do produto.


A atividade respiratória produz água, o que aumenta a umidade relativa do ar intergranular, criando condições propícias ao crescimento e reprodução de microrganismos. Os microrganismos, por sua vez, também são responsáveis por grande parte da atividade respiratória observada no ambiente de armazenamento, elevando a temperatura do meio intergranular. Percebe-se, portanto, que a interação entre as variáveis presentes faz parte de um ciclo, onde todos os fenômenos contribuem entre si para a elevação dos índices que culminam na deterioração da massa de grãos (Figura 1).


Figura 1. Variáveis envolvidas no ciclo da respiração.


Como resultado deste ciclo, a produção de CO2 advinda do processo respiratório dos grãos e dos microrganismos associados pode ser convertida em perda de matéria seca, acarretando na perda de qualidade e, consequentemente, do valor final do produto, gerando severos prejuízos aos armazenistas. Deve-se ressaltar que a perda de massa causada pela respiração dos grãos é pequena em comparação à causada pela respiração de insetos-praga e fungos presentes na massa de grãos. No entanto, não deve ser negligenciada, principalmente para as unidades armazenadoras no momento da comercialização do produto.


Em um dos capítulos da minha tese de doutorado (“Modelagem matemática dos fenômenos de higroscopia e respiração de grãos de soja em diferentes condições de armazenamento” Zeymer, 2021), objetivou-se avaliar o CO2 e a perda de matéria seca acumulada por grãos de soja armazenados em um sistema dinâmico de respiração, construído e projetado no campus da Universidade de Illinois, Urbana, IL, Estados Unidos. As informações contidas abaixo se referem à parte dos resultados encontrados na pesquisa.


A Figura 1 apresenta os valores de perda de matéria seca acumulada de grãos de soja armazenados a 25 °C no sistema dinâmico em diferentes teores de água (12, 14, 18 e 22%).

Figura 1. Perda de matéria seca acumulada dos grãos de soja armazenados a 25 °C em diferentes teores de água.


Ao analisarmos a Figura 1, nota-se que grãos de soja armazenados com elevados teores de água, como é o caso de 22%, contribuíram para o aumento significativo da taxa respiratória e, consequentemente, para a maior perda de matéria seca durante o período de armazenamento. Tal constatação está intimamente associada ao crescimento de fungos na massa de grãos, no qual potencializa, em valores exponenciais, a atividade respiratória encontrada no ecossistema de armazenagem.


Na Tabela 1 encontram-se os valores de aflatoxinas B1, B2, G1 e G2 produzidas por fungos de armazenamento, nas amostras de soja armazenadas a 25 °C no sistema dinâmico de respiração, em diferentes teores de água.


Tabela 1 – Incidência de aflatoxinas B1, B2, G1 e G2 (µg kg-1) nas amostras de soja com teor de água de 12, 14, 18 e 22% (b.u.) antes e após o teste de respiração no sistema dinâmico.


Analisando a Tabela 1, observa-se que os níveis de aflatoxinas em grãos de soja com 12, 14 e 18% mantiveram-se baixos ao final do período armazenado. Já para os grãos armazenados com 22%, ocorreu o desenvolvimento de aflatoxina B1 (105,8 µg kg-1) e B2 (5,9 µg kg-1), evidenciando que grãos com elevado teor de água apresentam níveis consideravelmente mais altos ao limite tolerado pelo Brasil, que de acordo com a RDC no 7 da ANVISA (BRASIL, 2011), varia entre 5 a 20 µg kg-1.


Isto demonstra que fungos colonizadores de grãos úmidos são responsáveis por grande parte da atividade respiratória, o que acarreta em elevada perda de matéria seca do produto, conforme pode ser visto na Figura 1. Devido ao aumento da respiração dos grãos e da microbiota associada, ocorre aquecimento e aumento da umidade relativa intergranular no interior da estrutura de armazenamento, levando à rápida deterioração dos grãos.


Uma das maneiras de minimizar as perdas pós-colheita dos grãos está no fornecimento de uma estimativa do tempo máximo de armazenamento permitido de cada cereal. Os grãos devem ser armazenados por um período no qual ocorra perda de matéria seca máxima de 0,5%. Seguindo esta diretriz, o tempo máximo de armazenamento seguro dos grãos de soja foi calculado e pode ser observado na Tabela 2.


Tabela 2 – Tempo máximo de armazenamento calculado de grãos de soja em diferentes condições de teor de água (%, b.u.) e temperatura (°C).


Considerando o armazenamento de grãos de soja com 22% (b.u.), nota-se na Tabela 2 que, se a temperatura da massa de grãos se elevar até 35 °C, os grãos possuem uma vida útil de 2 dias; já para a temperatura de 30 °C, o tempo aumenta para 7 dias, ao passo que em 25 °C, os grãos podem ser estocados ou transportados por 9 dias, antes que 0,5% da matéria seca seja consumida. Para a condição de 18% (b.u.) de teor de água, se os grãos estiverem acondicionados em um ambiente com temperatura de 35, 30 e 25 °C, o período máximo de armazenamento aumenta para 3, 37 e 65 dias, respectivamente. No caso da secagem dos grãos de soja até 14% (b.u.), se os mesmos forem armazenados a 25 °C, o tempo máximo de armazenamento do produto atinge 156 dias, enquanto que nas temperaturas de 30 °C e 35 °C, esse tempo diminui para 132 e 5 dias, respectivamente. Ademais, se a soja for seca até 12% (b.u.), ela poderá ser armazenada a 25 °C por um período de 183 dias.


A estimativa do tempo máximo de armazenamento de grãos de soja, com base nas taxas de perda de matéria seca, é fundamental para avaliar a deterioração do produto em condições tropicais de armazenamento, como é o caso da maior parte do Brasil. A única diretriz aceita e amplamente utilizada na indústria de grãos é a normativa ASABE D535 (2014) para grãos de milho a granel armazenado. Portanto, estudos semelhantes ao da minha tese de doutorado devem ser realizados, a fim de criar uma tabela oficial do tempo máximo de armazenamento de grãos de soja, que servirá de auxílio a muitos agricultores e indústrias nas tomadas de decisão seguras quanto à conservação do produto armazenado.


REFERÊNCIAS

DA SILVA., A.B.P. Dry matter loss of soybeans: effects of respiration measurement system, damage by splits, and moisture content at elevated temperatures. PhD dissertation, Master of Science in Agricultural and Biological Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaing, 2018, 166 p.


TREVISAN, L.R. Evaluating dry matter loss rates of 14 to 22% moisture content soybeans at 35 °C using a dynamic grain respiration measurement system. PhD dissertation, Master of Science in Agricultural and Biological Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaing, 2017, 124 p.


ZEYMER, J.S. Modelagem matemática dos fenômenos de higroscopia e respiração de grãos de soja em diferentes condições de armazenamento. Tese de doutorado, Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, 2021. 195 p.


Juliana Soares Zeymer

Engenheira Agrônoma, Doutora em Engenharia Agrícola, Pesquisadora da Procer Automação e Sistemas