Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:23:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2014 / O trigo em grãos (Triticum aestivum L.) é uma cultura altamente consumida pela população diariamente, sendo matéria prima para produção de farinhas, massas, produtos de panificação e culinária em geral. As regiões produtoras de trigo em grãos no Brasil e no mundo se concentram principalmente nas zonas de clima temperado, onde o excesso de chuvas, aliado à temperaturas elevadas, favorecem o aparecimento de contaminantes no trigo, tais como insetos, fungos e micotoxinas. Para o controle destes contaminantes, a aplicação de agrotóxicos pode ser realizada tanto no campo quanto durante o armazenamento dos grãos, no entanto, se isto ocorrer de maneira inapropriada, também pode tornar-se um problema de contaminação, quando levado em consideração a persistência dos resíduos de agrotóxicos neste alimento. Além disso, muitos destes contaminantes são resistentes ao processo de moagem e aquecimento no processamento e permanecem nos subprodutos do trigo, e por isso, podem entrar na cadeia alimentar de animais e humanos diretamente. Diante deste contexto, o objetivo foi estudar estratégias de controle e descontaminação do trigo (Triticum aestivum L.) em grãos com relação à fungos, micotoxinas e resíduos de agrotóxicos, utilizando compostos químicos e ozônio gasoso. Os grãos de trigo integral utilizados na pesquisa apresentaram importantes espécies fúngicas (Fusarium graminearum, Fusarium verticillioides, Penicillium citrinum, Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus), sendo que 47,2% das amostras apresentaram contaminação por deoxinivalenol (DON), principal toxina produzida por F. graminearum e uma das mais encontradas em grãos de trigo mundialmente. Com relação a descontaminação por compostos químicos, estes foram testados frente a importantes cepas fúngicas encontradas no trigo. Nos estudos in vitro, os melhores resultados encontrados para as nanopartículas de ouro foram com as cepas de F. verticillioides e A. flavus. Já as nanopartículas de zinco e outros compostos de zinco, como óxido, sulfato e perclorato de zinco, apresentaram resultados significativos na inibição de F. graminearum e P. citrinum e na redução das micotoxinas DON, aflatoxina (AFB1) e citrinina (CTR), sendo que algumas foram reduzidas totalmente por alguns dos compostos testados. Em adição, alterações no metabolismo celular dos fungos foram observados na produção de conídios e formação das hifas, auxiliando na compreensão do mecanismo de ação destes compostos frente aos fungos e na formação das micotoxinas. Nos estudos in vivo, realizados sobre as plantas de trigo, os compostos demonstraram eficiência no controle do crescimento de F. graminearum e na formação de DON durante o cultivo das plantas de trigo. Além disso, a concentração de zinco aplicada nos grãos de trigo permaneceu dentro dos níveis recomendados internacionalmente para o consumo diário de zinco e em adição, nenhuma alteração morfológica nos grãos foi observada após o tratamento. Diante dos resultados encontrados, podemos concluir que novas estratégias de controle com estes compostos, especialmente os de zinco, juntamente com o tratamento convencional e as medidas preventivas, poderiam reduzir o crescimento de fungos e formação das micotoxinas, frequentemente encontradas nos grãos de trigo. Com relação a descontaminação por gás ozônio em estudos in vitro, este mostrou eficiência na redução de fungos, especialmente F. graminearum e P. citrinum, e em adição apresentaram maior sensibilidade quanto a germinação dos conídios, alterações morfológicas, mortalidade e aumento da produção de espécies reativas de oxigênio nas hifas. Nos estudos in vivo, realizado nos grãos de trigo, o gás ozônio mostrou ser efetivo na inibição do crescimento de F. graminearum, A. flavus e P. citrinum e também na degradação das micotoxinas DON, aflatoxinas (AFB1, AFB2, AFG1 e AFG2) e CTR produzidas por estes fungos. Em adição, o gás ozônio demonstrou potencial na degradação dos resíduos de agrotóxicos, especialmente os inseticidas fenitrotiona e deltametrina, utilizados frequentemente nos grãos de trigo armazenados para evitar a proliferação de insetos. Além disso, análises físico-químicas do trigo em grãos, tais como: conteúdo de carbonil e carboxil, difração de raio-X, peroxidação lipídica, análise de proteínas, análise da microestrutura e por fim a germinação das sementes não foram alteradas após o tratamento nas concentrações eficientes para a redução dos contaminantes estudados. Neste sentido, o gás ozônio que tem vantagens de ser internacionalmente reconhecido como seguro, além de não deixar resíduos nos alimentos, pode ser um método promissor de descontaminação a ser aplicado nas indústrias e unidades armazenadoras durante o período de armazenamento dos grãos de trigo, a fim de reduzir a contaminação e garantir a segurança do alimento e do consumidor.<br> / Abstract : Wheat (Triticum aestivum L.) is a crop daily consumed by the population and raw material for the production of flour, pasta, bakery products and cooking in general. Wheat producing regions in Brazil and in the world are concentrated mainly in the temperate zones, where excess rainfall, together with high temperatures induce the appearance of contaminants in the wheat, such as insects, fungi and mycotoxins. To control these contaminants, pesticide application can be performed both in the field and storage grains, however, if occur inappropriately, it can also become a problem of contamination, when taken into account the persistence of food pesticide residues. Moreover, some these contaminants are resistant to milling and heating process and remain in the processing of wheat by-products, and therefore may enter the food chain of animals and humans directly. In this context, the aim of this study was to evaluate the control strategies and decontamination of wheat grain with respect to fungi, mycotoxins and pesticide residues using chemical compounds and ozone gas. The whole wheat grains used in the study showed the presence of important fungal species (Fusarium graminearum, Fusarium verticillioides, Penicillium citrinum, Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus) and 47.2% of the samples were contaminated with deoxynivalenol (DON), main toxin produced by F. graminearum and one of the most found in wheat grains worldwide. With respect to the decontamination using chemical compounds, in vitro studies showed that the best results for gold nanoparticles were found to F. verticillioides and A. flavus strains. Since zinc nanoparticles and zinc compounds such as zinc oxide, sulfate and perchlorate, showed significant results to F. graminearum and P. citrinum inhibition and mycotoxins DON, aflatoxin (AFB1) and citrinin (CTR) reduction, being that some of the tested compounds mycotoxins were completely reduced. In addition, changes in cell metabolism of fungi were observed in terms of conidia production and hyphae formation, helping to understand the action mechanism of these compounds toward fungi and mycotoxins formation. The in vivo studies conducted on wheat plants, showed that the compounds were efficient to inhibit F. graminearum growth and DON formation reduction during cultivation. Moreover, the zinc concentration applied to the wheat grains remained within the internationally recommended zinc daily intake and additionally as well morphological changes were not observed in the grains after treatment. Considering the results, we conclude that new control strategies with these compounds, especially for zinc compounds, together with conventional treatment and preventive measures could the fungal growth and mycotoxin formation reduction, often found in wheat grains. Regarding to ozone gas decontamination in vitro studies, they showed efficiency on fungi reduction, particularly to F. graminearum and P. citrinum and a higher sensitivity for conidia germination, morphological changes, mortality and increase of reactive oxygen species production in the hyphae. In studies in vivo conducted in the grains wheat, demonstrasted tha ozone gas was effective on F. graminearum, A. flavus and P. citrinum growth inhibition and also in the DON, aflatoxins (AFB1, AFB2, AFG1 and AFG2) and CTR degradation. In addition, ozone gas showed potential in the degradation of pesticides residues, especially fenitrothion and deltamethrin insecticides, commonly used in wheat grain stored to prevent the insects proliferation. Besides, physical and chemical analysis of wheat grain, such as carboxyl and carbonyl content, X-ray diffraction, lipid peroxidation, protein analysis, microstructural analysis and finally seed germination did not were changed after treatment at concentrations effective for the contaminants reduction. In this sense, since ozone gas is internationally recognized as safe and does not leave residues in food, could be a promising method of decontamination in industries and storage units during the wheat grain storage, in order to avoid contamination and ensure security of food and consumer.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/129693 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Bortolotto, Geovana Dagostim Savi |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Scussel, Vildes Maria |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 323 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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