aula 3 microflora dos grãos armazenados

UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA

CAMPUS DE RIO PARANAÍBA

MICROFLORA DOS GRÃOS

ARMAZENADOS

UFV/CRP – MICROFLORA DOS GRÃOS ARMAZENADOS

Responsáveis pelas maiores perdas de produtosarmazenados

Bactérias e fungos apresentam importância relevante nadeterioração dos produtos armazenados.

O grau de umidade dos grãos é o fator que determinaa atividade e o desenvolvimento destes organismos.


BACTÉRIAS

Bactérias só causam danos quando a umidade dos grãos está emequilíbrio com a Umidade Relativa elevada.

Isto se dá na faixa de 90 a 100%, enquanto que os danos anteriorescausados pelos fungos já inviabilizam o consumo dos produtos.


FUNGOS


FUNGOS

No armazém os grãos apresentam quantidades variáveis deesporos. Amostras de trigo = 3.000 a 5.000 esporos em cada grão.

Condições favoráveis do meio, os esporos germinam e suas hifasinvadem os tecidos dos grãos, por ação de enzimas e açãomecânica.

Desenvolvimento dos fungos é afetado pela disponibilidade denutrientes do suporte vegetal, da umidade e da temperatura.


AÇÃO DOS FUNGOS

Preferem ambientes ou substratos com alto teor de umidade;

Absorção de substâncias já elaboradas;

Atividade do fungo metaboliza carboidratos, proteínas e matériasgraxas;

Fungos são responsáveis pelo grande aumento da respiração nosgrãos úmidos;

Deterioração estimada pela taxa de gás carbônico, pelo aumentodo teor de umidade e pela quantidade de calor que é desprendida.


FUNGOS NO CAMPO

Atacam os grãos antes da colheita (crescimento oumaturação)

Requer UR ≈90%

Umidade do grão ≈ 25%

Atividade do fungo diminui quando temperatura e umidadediminuem


FUNGOS NO CAMPO

Principais fungos de campo que atacam os grãos e plantas sãoos do gênero:

ALTERNARIA

CLADOSPORIUM

FUSARIUM

HELMINTOSPORIUM


FUNGOS NO CAMPO

Os fungos de campo podem causar:

Perda da cor natural ou brilho dos grãos;

Reduzem o poder germinativo e vigor das sementes;

Causam podridão nas raízes e outras doenças;

Permanece vivo por um período curto de armazenagem


FUNGOS NO ARMAZENAMENTO

Desenvolvem-se em grãos com umidade abaixo de 17%

Umidade do grão está em equilíbrio com UR na faixa de 65-85%

Gêneros ASPERGILLUS

e PENICILLIUM


FUNGOS NO ARMAZENAMENTO

U.R.mínima para a sobrevivência dos principais fungos dedepósitos, sob condições ótima de temperatura (26 – 30ºC)

FUNGOS U.R. MÍNIMA

Aspergillus restrictus e A.halophilicus 70%

A. glaucus 73%

A. candidus e A.ochraceus 80%

A. flavus 85%

Penicillium (depende da espécie) 80 – 90%


Importância da Umidade Relativa

Acima de 70% UR – fungos se desenvolvem e oaquecimento da massa de grãos ocasionará sua deterioração.

Durante o armazenamento a UR% deve estar abaixo de70%.

Observar a UR% de equilíbrio e temperatura.65% = 13 a 13,5% de umidade dos grãos.


Teor de umidade mínimo, em equilíbrio com diferentesníveis de Umidade Relativa, para a sobrevivência dasprincipais espécies de fungos de depósito.

Grãos Aspergillus Penicillium

restrictus glaucus candidus flavus

ochraceus

70% UR 73% UR 80%UR 85%UR 80 – 90% UR

Milho 13,5 – 14,5 14,0 – 14,5 15,0 – 15,5 18,0 – 18,5 16,5 – 19,0

Trigo 13,5 – 14,5 14,0 – 14,5 15,0 – 15,5 18,0 – 18,5 16,5 – 19,0

Sorgo 14,0 – 14,5 14,5 – 15,0 16,0 – 16,5 19,0 – 19,5 17,0 – 19,5

Soja 12,0 – 12,5 12,5 – 13,0 14,5 – 15,0 17,0 – 17,5 16,0 – 18,0


AQUECIMENTO DOS GRÃOS

Produzido pelo processo respiratório dos grãos úmidos associados aos fungos.

Ocorre quando o teor de umidade dos grãos se encontraacima do nível considerado satisfatório para o seuarmazenamento.

Respiração e aquecimento de uma massa de grãos sãoconsiderados em conjunto porque são partes de um mesmoprocesso biológico, do qual resultam as principaisdeteriorações do produto.


AQUECIMENTO DOS GRÃOS

Quando o aquecimento se apresenta em determinadaregião de uma massa de grãos, armazenada a granel, forma oque se denomina bolsa de calor, devido ao fato de uma massade grãos possuir baixa condutibilidade térmica. O calor produzido pode acumular-se na região, maisrapidamente do que se desprender. Isto leva a um rápidoaumento de temperatura da zona aquecida, pois, a respiraçãoé acelerada, acentuadamente quando a temperatura e o teorde umidade dos grãos aumentam.A bolsa de calor pode originar também de um foco deinfestação de insetos.


Focos de disseminação dos fungos

Fungos podem atacar grãos, farinhas, matérias orgânicasem decomposição, produtos alimentícios, tecidos de fibrasvegetais, couro, cola, etc.;

Uma grama de pó podem conter mais de 3 milhões decolônias de fungos;

Eliminação de focos de disseminação é totalmenteimpossível.


Sucessão das espécies

Christensem e Kaufmann, pesquisaram milhares de amostrascolhidas nos silos dos Estados Unidos, México, América do Sule Europa, e demostraram o seguinte: Aspergillus restrictus e A.glaucis associam-se à massade grãos. Desenvolvem-se em umidade de equilíbrio e URmenor que 75%;Essas espécies não aquecem a massa de grãos, maspodem produzir água metabólica (aumenta a umidade);Se umidade aumenta, outras espécies desenvolvem-see ocorre aumento da temperatura da massa de grãos edeterioração;Podem ser constatadas outras espécies de Aspergillus eem seguida surgem os do gênero Penicillium.


Fatores que favorecem o desenvolvimento dos fungos

Umidade dos grãos;

Temperatura;

Oxigênio;

Condições do tegumento;

Impurezas na massa armazenada.


Teor de umidade dos grãos e UR. de Equilíbrio

Umidade em equilíbrio e UR de 70 a 90% é o quenecessitam os fungos de depósito para se desenvolverem.

Já, quando a UR é de 90%, há o desenvolvimento debactérias também.


Produto armazenado com segurançaNíveis máximos de teor de umidade (para U.R. de até 65%)

Arroz em casca ….........................… 12 %Arroz pólido ………....................….… 13%Trigo ………………........................……. 13%Milho ……………............…............….. 13%Girassol ……….......................…..……… 8%Soja ……......................……….……….... 11%


Migração de umidade

O ar intergranular de uma massa de grãos não é estática,encontra-se em um continuo movimento através de correntesde convecção, causadas pela diferença de densidade do arquente e frio.

Quando o ar intergranular se move das regiões maisquentes para as partes mais frias, o ar quente, arrefecendo naregião mais fria, apresenta, maior aumento de umidaderelativa e o ar cede parte da umidade para os grãos, atéatingir o equilíbrio higroscópico.

Esta movimentação de umidade pode ocorrer mesmo que o grão tenha sido armazenado com teor de umidade adequado



Causadora de danos nos grãos estocados

Relação com temperatura e umidade do grão e temperaturae umidade do ar.

Problemas no inverno e verão, bem como com amovimentação do sol durante o dia.

Favorece a atividade de fungos e insetos – condiçõespropícias ao aumento na respiração dos grãos (focos deaquecimento)



No invernoAr frio e denso junto à parede do silo (ar de cima para baixo).Correntes convectivasAr aquecido absorve umidadeAtinge massa de grãos frios (condensa) – zona comelevadaumidade (deterioração)Ocorre mesmo em massas com 10 a 13% de umidade

No verãoAr quente e menos denso sobe junto à parede do silo (ar de baixopara cima).Ar absorve umidadeAtinge massa de grãos frios (condensa) – zona com elevadaumidade (deterioração)



Apenas o movimento dosol durante o dia provocaa migração de umidadedentro do silo


Temperatura

Temperatura muito baixas e muito altas inibem odesenvolvimento da maioria dos fungos.

Os gradientes de temperatura no interior de silos, causamcorrentes convectivas de ar que transferem umidade de uma partea outra do silo, provocando a migração da umidade.

As reações químicas catalíticas e não catalíticas são maisaceleradas a medida que a temperatura aumenta. Os teores deaçúcar total e de ácido graxo livre tendem a aumentar a hidrólise deamido e gordura, ativados pelas temperaturas e umidades altas. Oteor de ácido graxo livre do produto mostra-se como um indicadorde deterioração.


Temperaturas mínimas, ótimas e máximas para odesenvolvimento de diversas espécies de fungos, comuns nosgrãos armazenados.

Temperatura para o desenvolvimento (ºC)

Fungos Mínima Ótima Máxima

A.restrictus 5 – 10 30 – 35 40 – 45A.glaucus 0 – 5 30 – 35 40 – 45A.candidus 10 – 15 45 – 50 50 – 55A.flavus 10 – 15 40 – 45 45 – 50Penicillium 5 – 10 20 – 25 35 – 40

Fonte; Christensem e Kaufmann – 1974 – Storage of cereal grains


Taxa de oxigênio do ar intergranular

Um ou mais grupos de microrganismos estarão sempre presentesem sistemas de armazenagem visto que eles podem seranaeróbios, aeróbios e anaeróbios facultativos.

Taxa de oxigênio do armazenamento a granel é importante nodesenvolvimento da microflora.

Maioria dos fungos são estritamente aeróbicos, seus esporos nãogerminam, nem crescem na ausência de oxigênio (geralmentemenos de 1% de oxigênio).

Levedos, há espécies aeróbicas, anaeróbicas e facultativas.


Taxa de oxigênio do ar intergranular

Bactérias desenvolvem-se em ambientes com menos de 1% deoxigênio, quando da alta umidade dos grãos.

Armazenamento hermético – carência de oxigênio devida aoconsumo pela respiração dos grãos e dos fungos inibindo-os poissão predominantemente aeróbios.

Em laboratório a aeração acelerou a respiração


Impurezas e grãos danificados pelo manuseio

Quanto maior a quantidade de impurezas e matérias estranhas,maior a quantidade de microrganismos e mais rápida é adeterioração dos grãos.

Fragmentos e pó do produto acumulam-se e formam uma massaúmida e compacta que impede ou reduz a aeração e desenvolveuma microflora.

Grãos danificados – mais sujeitos aos fungos do que os grãointeiros.

Casca/tegumento constituem uma barreira natural contra a açãodos fungos.


Impurezas e grãos danificados pelo manuseio

Durante a colheita, secagem, limpeza e transporte em elevadores,os grãos estão sujeitos a impactos mecânicos que podem levar arachaduras e quebras, as quais servem de entrada para a invasãode fungos e insetos. Grãos não descorticados se conservam melhordo que os descorticados, e a deterioração é rápida quando o grão épreparado para a extração.


Insetos

Infestações de insetos aumentam a umidade dos grãos.

Fungos aumentam a umidade da massa de grãos, porém deforma mais lenta.


Deterioração pela ação da microflora

A microflora afeta o poder germinativo das sementes, a cornatural dos grãos, a qualidade organoléptica, o valor nutritivo e obom aproveitamento industrial dos grãos e seus sub-produtos.

Causam aquecimento da massa e algumas espécies de fungos sãoprodutoras de substâncias extremamente tóxicas, as micotoxinas.


Poder Germinativo dos Grãos

Devido a ação de fungos, as sementes perdem rapidamente opoder germinativo.


Descoloração ou Graõs Ardidos

Fungos podem causar descoloração dos grãos ou parte deles,principalmente do germe ou embrião, local preferido para a invasãoda microflora.

Grãos ardidos e pretos são aqueles que perderam o brilho e acoloração pela ação do calor, umidade ou fermentação.

Estudos de padrões, para a classificação de grãos nos E.U.A.,mostraram que os danos denominados “heat damage” (danos pelocalor) tinham causa principal a ação dos fungos.


Degradação da Matéria Graxa

Grãos armazenados de forma inadequada: ocorre hidrólise dotriacilglicerol por lipases

Rancificação provém da oxidação ou hidrólise da matéria graxa.

A degradação é acelerada pela ação dos fungos.


Alterações Físicas e Organolépticas em alimentos

Diminuição da fluidez dos alimentos, formação de “grumos” edescoloração, além de produção de cheiro e sabor característico.

Perda do valor nutritivo pela degradação de proteínas, gorduras,glucídios e alterações nas vitaminas e aminoácidos contidos nosalimentos.

Produção de micotoxinas com prejuízo e inutilização dosalimentos estocados.


Micotoxinas

Micotoxinas são metabólitos secundários resultantes dometabolismo de alguns fungos filamentosos que proliferam emalimentos, em rações animais e, principalmente, em grãos.

A intoxicação pode ocorrer de forma direta ou indireta. A formadireta ocorre quando o produto é utilizado na alimentação humanaou de animais, enquanto a forma indireta resulta quandosubprodutos de derivados contaminados são empregados

Causam intoxicação grave.


Principais Micotoxinas:

Mais de quatrocentas micotoxinas, conhecidas na atualidade, sãoproduzidas por aproximadamente uma centena de fungos. Asprincipais micotoxinas podem ser divididas em três grupos: asaflatoxinas, produzidas por fungos do gênero Aspergillus como A.flavus e A. parasiticus; as ocratoxinas, produzidas pelo Aspergillusochraceus e diversas espécies do gênero Penicillium; e asfusariotoxinas, que possuem como principais representantes ostricotecenos, zearalenona e as fumonisinas, produzidas por diversasespécies do gênero Fusarium


Principais Micotoxinas:


Aflatoxina

São as micotoxinas mais amplamente estudadas

produzidas por muitas das espécies do fungo Aspergillus, taiscomo Aspergillus flavus, Aspergillus niger e Aspergillus parasiticus


Aflatoxina

Os quatro principais metabólitos são identificados como B1 eB2 (por apresentarem fluorescência violeta, quando observadassob luz ultravioleta em 365 nm) e G1 e G2.

Aflatoxinas M1 e M2 são metabólitos hidroxilados das aflatoxinasB1 e B2, respectivamente, produzidas por animais e geralmente éexcretado no leite, urina de gado leiteiro e outras espécies demamíferos que consumiram comida ou ração contaminados poressas aflatoxinas


Aflatoxina


Aflatoxina

A exposição a altas concentrações de aflatoxinas produz gravesdanos no fígado, tais como necrose, cirrose hepática, carcinoma ouedema. A capacidade de absorção e processamento de nutrientes égravemente comprometida. A exposição crônica a níveis sub-críticos de aflatoxina não é tão grave, mas aumentasignificativamente a probabilidade de desenvolvimento de cancerhepático.

As aflatoxinas são compostos severamente tóxicos,imunossupressores, mutagênicos, teratogênicos e carcinogênicos.


Aflatoxina

A aflatoxina, uma vez formada, perdura por longo tempo noalimento

As aflatoxinas são termorresistentes, resistindo a temperatura de220 oC.


Citrinina

P. citrinum é considerado o principal e mais eficiente produtor decitrinina, mas fungos toxigênicos, como P. expansum, P. viridicatum,P. roqueforti, P. verrucosum, P. steckii, P. corylophilum, Aspergilluscarneus, A. terreus, A. candidus, A. niveus, Monascus ruber e M.purpureus, podem também produzi-la em grandes quantidades

Tem atividade hepatonefrotóxica em animais e humanos


Esterigmatocistina

Metabólito secundário biologicamente ativo, toxigênico,carcinigênico, mutagênico e teratogênico, produzido por váriasespécies de Aspergillus.

Intermediário na biossíntese de aflatoxinas e é muito semelhantea aflatoxina em sua estrutura química e atividade biológica


Ocratoxina

Ocratoxina A (OTA) é um metabólito secundário de fungos dasespécies Aspergillus e Penicillium, principalmente A. ochraceus e P.viridicatum

Presente em altos níveis nos grãos, cereais e cafés

A ocratoxina A tem ação nefrotóxica, teratogênica, carcinogênica,imuno- supressora e está relacionada com a nefropatia endêmicados Balcãs, doença degenerativa dos rins que afeta exclusivamentepopulação adulta rural. Mais recentemente, foram descritosevidências de uma possível correlação entre ocratoxina A edesenvolvimento de tumores do trato urinário de seres humanosna Bulgária


Ocratoxina


Fumonisinas

Produzidas por Fusarium verticillioides

As espécies do gênero Fusarium são as principais invasoras degrãos de milho no campo. Estas espécies que invadem a planta nocampo, também podem ser encontradas no armazenamento, casoas condições de temperatura e umidade sejam adequadas.

O mecanismo básico de ação das fumonisinas é pela inibição decertas enzimas envolvidas no metabolismo dos esfingolipídeos.


Fumonisinas

A manifestação da intoxicação é diferente para cada espécie,como leucoencefalomalácia em eqüinos, edema pulmonar ehidrotórax em suínos, hepatotoxicidade e hepatocarcinogenicidadeem ratos, provável câncer de esôfago em humanos eleucoencefalomalácia em coelhos


Zearalenona

Metabólito secundário com característica estrogênica, ocorre empraticamente todos os cereais, especialmente em culturas deinverno, contaminadas por fungos do gênero Fusarium.

A contaminação natural aparece em cevada, milho, sorgo, aveia erações produzidas com base nestes produtos

O efeito dessa micotoxina se dá principalmente sobre o sistemareprodutivo resultando em baixo desempenho na reprodução.

Em suínos machos jovens, a toxina causa feminização, porémestas alterações, aparentemente, não levam a efeitos sobre acapacidade reprodutiva, quando adulto.


Zearalenona


Tricotecenos

Produzidos principalmente por fungos do gênero Fusarium comoF. graminearum e F. tricinctum

A ocorrência de tricotecenos é significativa em culturas deinverno, como trigo, cevada, aveia, arroz e centeio

Os tricotecenos atuam inibindo a enzima peptiltransferase, destaforma diminuindo a síntese protéica, o que afeta principalmentecélulas em divisão ativa, como as do trato gastrintestinal, pele ecélulas linfóides, eritróides e órgãos vitais.

Os tricotecenos são imunossupressores e também são associadosa hemorragias


Tricotecenos


CONTROLE NA MICROFLORA DE GRÃOS

Os métodos para evitar a ação da microflora consistem em mantera umidade, temperatura e taxa de oxigênio desfavoráveis para o seudesenvolvimento.

A secagem dos grãos, aos níveis de umidade que impedem odesenvolvimento da microflora, é a operação mais prática e demaior segurança.



Devem ser observados os seguintes cuidados:

A secagem deve ser processada logo após a colheita;

Na secagem natural, quando processada durante um períodomuito longo, os grãos apresentam um umidade elevadafavorecendo o desenvolvimento de fungos;

Na secagem mecânica, altas temperaturas podem causartrincamento de grãos, imperceptível a olho nu, propiciandocondições favoráveis ao seu ataque.



Saber que, não é suficiente carregar um silo com grãos queapresentem umidade que impeça o desenvolvimento de fungos,mas, é necessário, manter a umidade considerada segura em todamassa de grãos, durante o período de armazenamento.

Se tivermos temperaturas diferentes na massa, teremos migraçãode umidade e, por conseqüência, o crescimento de fungos.

O controle da microflora dos grãos armazenados é feita,principalmente, pela aeração dos grãos secos a níveisdesfavoráveis ao desenvolvimento dos fungos.

Aspergillus

Penicillium

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