UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA

FACULDADE DE FARMCIA

MESTRADO ACADMICO EM CINCIA DE ALIMENTOS

YOLANDA TORRES HERNANDEZ

CARACTERIZAO FSICO - QUMICA DE ALFACE CRESPA (Lactuca sativa L) CULTIVADA EM SISTEMA HIDROPNICO NFT(Nutrient Film

Tchnique) COM GUA SALOBRA.

Salvador/BA

2013

YOLANDA TORRES HERNANDEZ

CARACTERIZAO FSICO - QUMICA DE ALFACE CRESPA (Lactuca sativa L) CULTIVADA EM SISTEMA HIDROPNICO NFT(Nutrient Film

Tchnique) COM GUA SALOBRA.

Dissertao apresentada ao programa de Ps-graduao em Cincia de Alimentos, Faculdade de Farmcia, Universidade Federal da Bahia, UFBA para obteno do ttulo de Mestre em Cincia de Alimentos. Orientador: Prof. Dr. Celso Duarte Carvalho Filho.

Salvador/BA.

2013

,

Sistema de Bibliotecas - UFBA

Torres Hernandez, Yolanda . Caracterizao fsico - qumica de alface crespa (Lactuca sativa L) cultivada em

sistema hidropnico NFT(Nutrient film tchnique) com gua salobra / Yolanda Torres Hernandez. - 2014.

87 f. : il. Orientador: Prof. Dr. Celso Duarte Carvalho Filho. Dissertao (mestrado) - Universidade Federal da Bahia, Faculdade de Farmcia, Salvador, 2013.

1. Alface. 2. Hidroponia. 3. Alface Cultivo - guas salinas. 4. Alface -Metais.

5. Hortalias. 6. Espectrometria. I. Carvalho Filho, Celso Duarte. II. Universidade Federal da Bahia. Faculdade de Farmcia. III. Ttulo.

CDD - 635.5283 CDU 635.5

iv

Dedico Aos meus pais; Aos minhas irms; Aos minhas sobrinhas;

v

AGRADECIMENTOS

Agradeo a DEUS; por estar sempre presente em todo momento iluminando

meu caminho;

A minha famlia pela fora e apoio;

Universidade Federal da Bahia Faculdade de Farmcia;

Coordenao do Programa de Ps-Graduao em Cincia de Alimentos,

representada na pessoa da Prof Dr Alaise Guimares, pela oportunidade de

ingresso no Mestrado;

Ao Professor Dr. Celso Duarte Carvalho Filho pela orientao, compreenso e

apoio;

Ao Dr. Robson Mota, pela colaborao e acompanhamento na realizao das

anlises, e pacincia na corroborao dos resultados;

Ao Dr. Tales Miller Soares, pelo apoio e pela acolhida na UFRB;

Prof Dr. Maringela Viera Lopes e Mauricio Palmeira pelo

acompanhamento na realizao das anlises no laboratrio de Bromatologa

na UNEB;

A meu amigo e colega Francisco de Assis de Souza Bruno, pela companhia e

apoio.

A meus colegas de turma Iuri, Edgar, Samantha, Andrea, Lidia, Marina, Mary,

Wellington, Luciana e Natalie;

A CAPES pela bolsa de estudos;

A Priscila Oliveira, secretaria da Ps graduao em Cincia de Alimentos por

toda sua ajuda e compreenso.

Aos Professores Eliete, Ryzia, Celso, Janice, Maria Eugnia, Rogeira, Ligia

Amparo, pelos conhecimentos que adquiri nas disciplinas;

vi

Professora Rose Carvalho, Maria de Ftima, Margarete e a todos do

Laboratrio de Bromatologia;

Finalmente aos amigos que conheci na UFBA;

A todos, muito obrigada

vii

SUMARIO

LISTA DE FIGURAS .................................................................................... x

LISTA DE TABELAS ................................................................................... xi

RESUMO ...................................................................................................... xiii

ABSTRACT .................................................................................................. xiv

INTRODUO GERAL ................................................................................ 15

OBJETIVOS ................................................................................................. 17

OBJETIVO GERAL ..................................................................................... 17

CAPTULO 1 REVISO BIBLIOGRFICA ........................................................................ 18 1. ALFACE ASPECTOS GERAIS ............................................................. 18

1.1 A Alface Lactuca Sativa l .................................................................... 18

1.2 Tipos de Alface cultivados no Brasil ...................................................... 19

1.3 Sistemas de produo da Alface ........................................................... 20

1.3.1 Cultivo orgnico ................................................................................ 20

1.3.2 Cultivo Convencional ....................................................................... 21

1.3.3 Cultivo Hidropnico .......................................................................... 21

2. O SISTEMA HIDROPNICO .................................................................. 21

2.1 Caractersticas Gerais ............................................................................ 21

2.2 Estruturas de produo hidropnica ....................................................... 23

2.2.1 O sistema hidropnico NFT .............................................................. 23

2.2.2 Soluo Nutritiva .............................................................................. 24

2.3 Usos da gua em hidropnica para cultivo de alface ............................. 26

2.4 Efeito da salinidade sobre as plantas .................................................... 28

3. NITRATO E NITRITO ............................................................................... 29

3.1 Nitrato .................................................................................................... 29

3.2 Nitrito ...................................................................................................... 30

3.3 Nitrato e Nitrito em vegetais ................................................................... 30

4. METAIS TXICOS ................................................................................... 31

4.1 Absoro de metais pesados pelas plantas .......................................... 34

viii

5. TEXTURA ................................................................................................. 35

6. COR ......................................................................................................... 37

7 ANALISE MULTIVARIADA ..................................................................... 39

7.1 Anlise das Componentes Principais .................................................. 39

REFERNCIAS ............................................................................................ 41

CAPITULO 2

CARACTERIZAO FSICO QUMICA DE ALFACE CRESPA PRODUZIDA

EM HIDROPONIA UTILIZANDO AGUA SALOBRA.

RESUMO ...................................................................................................... 50

ABSTRACT .................................................................................................. 51

1. INTRODUAO ......................................................................................... 52

2. MATERIAL E METODOS ........................................................................ 54

2.1 MATERIAL .............................................................................................. 54

2.1.1 Localizao do Experimento ............................................................ 54

2.1.2 Amostras de Alface ........................................................................... 54

2.2 METODOS .............................................................................................. 55

2.2.1 Caracterizao fsico-qumica........................................................... 55

2.2.2 Analise estatstica ............................................................................. 56

3. RESULTADOS E DISCUSSO ............................................................. 57

3.1 ANALESE DO TEOR DE NITRATO E NITRITO ................................... 60

3.2 ANALISE DE COR ................................................................................ 63

3.3 ANALISE DE TEXTURA ..................................................................... 64

4. CONCLUSES ...................................................................................... 67

REFERENCIAS .......................................................................................... 68

ix

CAPITULO 3

DETERMINAO DE METAIS EM ALFACE CRESPA (Lactuta sativa L)

CULTIVADAS COM GUAS SALOBRAS EM SISTEMA HIDROPONICO NFT

RESUMO ..................................................................................................... 72

ABSTRACT ................................................................................................. 73

1. INTRODUAO ......................................................................................... 74

2. MATERIAL E METODOS ........................................................................ 76

2.1 Localizao do Experimento ........................................................... 76

2.2 Amostra de Alface ............................................................................... 77

2.3 Procedimento experimental ................................................................ 77

2.4 Preparo das amostras para anlise ................................................... 77

2.4.1 Procedimento de digesto das amostras de Alface ............................ 77

2.5 MTODO ESTATSTICO ...................................................................... 78

3. RESULTADOS E DISCUSSO ............................................................... 79

3.1 Anlise multivariada para comparao e mtodos analticos das

amostras ....................................................................................................... 81

3.1.1 Anlise de componentes principais (PCA) ....................................... 81

4. CONCLUSES .......................................................................................... 85

REFERENCIAS ............................................................................................. 86

x

LISTA DE FIGURAS

CAPTULO 1

Figura 1. Diferentes tipos de alface ofertados no mercado brasileiro, com

folhas lisas, crespas e frisadas, de colora-o verde ou roxa. ........................ 19

Figura 2. Esquema Bsico para Instalao de Hidroponia no Sistema NFT... 24

Figura 3. Curva tpica do texturmetro GF ................................................... 37

Figura 4. Diagrama de Cromaticidade a* e b* ............................................. 39

CAPTULO 2

Figura 1. Vista externa, esquerda e interna, direita, da Casa de vegetao

da Universidade Federal do Recncavo da Bahia UFRB, no Municpio de

Cruz das Almas ............................................................................................. 54

Figura 2. Anlise de Cor das amostras de Alface cultivadas sob 4 diferentes

fontes de gua ................................................................................................ 64

Figura 3. Anlise de textura das amostras de Alface cultivadas sob 4 diferentes

fontes de gua ................................................................................................ 66

CAPTULO 3

Figura 1. Casa de vegetao da Universidade Federal do Recncavo da Bahia

(UFRB), Cruz das Almas, Ba. ......................................................................... 76

Figura 2. Grfico de pesos (PC1 x PC2) obtido para amostras de alface produzidas

no sistema hidropnico ............................................................................................... 82

Figura 3. Grfico de scores obtidos para alface produzida em hidroponia

analisada pelo PCA ......................................................................................... 82

xi

LISTA DE TABELAS

CAPTULO 1

Tabela 1. Composio fsico-qumica da alface ......................................... 19

Tabela 2. Teores totais de metais pesados considerados Fitotxicos ........ 35

CAPTULO 2

Tabela 1. Valores mdios e desvio padro de pH, acidez titulvel, protena,

vitamina C, fibra, umidade, em amostras de alface obtidas em sistema

hidropnico .................................................................................................. 57

Tabela 2. Valores mdios e de nitrato (NO3-) e nitrito (NO2

-) em amostras de

alface obtidas em sistema Hidropnico ....................................................... 60

Tabela 3. Determinao de nitrato e nitrito nas guas puras e com soluo

nutritiva empregadas no cultivo hidropnico da alface Vernica.............. 62

Tabela 4. Valores mdios obtidos do parmetro L* e das coordenadas

cromticas a* e b* da anlise de cor das amostras de Alface produzidas

com gua salobra em sistema hidropnico ................................................. 63

Tabela 5. Valores mdios obtidos na anlise de textura das amostras de Alface

produzidas com gua salobra em sistema hidropnico .............................. 65

xii

CAPTULO 3

Tabela 1. Identificao das amostras de gua coletadas nos municpios .... 76

Tabela 2. Concentraes em (mg kg-1) de metais em diferentes amostras de

alface hidropnico, por ICP OES, com (n = 3) ............................................. 80

Tabela 3. Concentraes em (mg kg-1) de metais e metalides em diferentes

amostras de alface hidropnico, por ICP-MS, com (n = 3) .......................... 80

Tabela 4. Varincia explicada para cada componente principal ................ 81

xiii

RESUMO

A alface se destaca entre as hortalias folhosas como a mais produzida e consumida no Brasil. Por ser consumida crua conserva todas as suas propriedades nutritivas, porm seu consumo de grande aceitao. Devido escasez de gua potable a gerao de tecnologias e pesquisa que permitam o uso de guas salobras na produo de alimentos tornam-se importantes para o cenrio agrcola. O cultivo hidropnico um sistema recente no Brasil que tem muitas ventagens para o consumidor, para o produtor e para o meio ambiente, tem menor gasto de gua, de insumos agr-colas e de mo-de-obra. Cultivada em maior escala pela Tcnica do NFT (Nutrient Film Technique ou fluxo laminar de soluo) devido sua fcil adaptao ao sistema. Neste trabalho foram analisadas as folhas de alface produzidas com gua salobra provenientes dos municpios de Cruz das Almas, Sapeau e Concepo do Coit do semirido e do recncavo bahiano no sistema hidropnico NFT. Com o objetivo de determinar suas caractersticas fisicoquimicas e a presena de metais txicos. As amostras analisadas no apresentaram diferenas significativas na maioria dos parmetros. O pH da amostra produzida em Sapea foi 6,20 com diferenas que no afetaram as amostras. Os teores de nitrito e nitrato encontrados foram inferiores ao limite mximo permitido pela Comunidade Europeia. A cor das amostras apresentou diferena significativa entre as amostras, a textura no apresentou diferena entre os valores mdios obtidos da espessura das amostras. Em relao s concentraes de metais empregando a Espectrometria de Emisso ptica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP OES) e Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS). Os elementos potencialmente txicos no ultrapassaram o limite mximo tolerado pela legislao brasileira e pelo Codex Alimentarius exceto o Cr e Hg, onde o valor mdio obtido ficou acima do estabelecido pela legislao brasileira. Palavras-chave: Alface (Lactuca sativa); Hidroponia; sistema NFT; ICP-MS;

xiv

ABSTRACT

Lettuce stands out between the vegetables of leaves like the most produced and consumed in Brazil. For being consumed crude conserve all its nutritious properties, for that reason its consumption is of great acceptance. For being little of potable water the generation of technologies and searches that allow the brackish water use in the food production return important for the agricultural scene. The hydroponic culture is a recent system in the Brazil that has many advantages for the consumer, the producer and environment, has minor cost of water, agricultural inputs and manual labor. Cultivated in greater scale by the technique of NFT (Nutrient Film Technique) or laminar flow of solution due to its easy adaptation to the system. In this work the leaves of lettuces produced with brackish water originating of the Cross municipalities were analyzed it give Souls, Sapeau and conception of Coit of the semi-arid one and the recncavobaiano in hydroponic system NFT. With the objective to determine its chemical characteristics physical and the toxic metal presence. The analyzed samples do not present the important differences in the majority of the parameters. O pH of the sample produced in Sapea was 6,20 with differences that did not affect the samples. The contents of nitrate were inferior to the limit of European Community. The color of the samples showed significant differences mean while, the texture did not show a difference between the middle values obtained from the samples coming. em relation to the concentration of metals employing Spectrometry of Optic Emission with Inductive Built-In Plasma (ICP OES) and Spectrometry of mass with Inductive Built-In Plasma (ICP-MS). The elements which are potentially toxic do not surpass the utmost limit permitted by Brazilian legislation and Codex Alimentarius except for Cr and Hg, where the middle value obtained stayed above the establishment by Brazilian legislation.

Keywords: Lettuce (Lactuca sativa); hydroponics; systems NFT (Nutrient Film Technique); ICP-MS;

15

INTRODUO GERAL

O consumo de hortalias tem aumentado no s pelo crescente

aumento da populao, mas tambm pela tendncia de mudana no hbito

alimentar do consumidor, tornando-se inevitvel o aumento da produo,

havendo necessidade de produzi-la em grande quantidade e qualidade, bem

como manter o seu fornecimento o ano todo. (OHSE, 1999)

Entre as hortalias, a alface a folhosa de maior valor comercial no

Brasil, sendo a sexta em importncia econmica e oitava em ternos de volume

de produo (OLIVIERA et al. 2005), sendo uma das hortalias mais presentes

na dieta da populao brasileira, ocupando uma importante parcela do

mercado nacional (VIDIGAL et al., 1995). Esta hortalia fonte de vitaminas e

sais minerais, tendo a vantagem de ser um alimento de baixo valor calrico,

variando de 11 a 15 kcal. 100 g1 em funo do cultivar e do sistema de cultivo.

(OHSE, 1999).

Em cultivos convencionais, nem sempre so levados em considerao

s condies ambientais, os fertilizantes e os agroqumicos utilizados como

fontes de interferncia na qualidade. (GUADAGNIN et al., 2005). Existe

tambm a produo orgnica que adota prticas de rotao de cultura,

aproveitamento de resduos orgnicos e controle biolgico, eliminando a

utilizao de produtos qumicos sintticos, minimizando impactos ao meio

ambiente e melhorando a qualidade do produto (GUADAGNIN et al., 2005).

A hidroponia um sistema de cultivo de plantas onde se utiliza soluo

nutritiva como principal componente (RESH, 1995). Este sistema de cultivo tem

sido utilizado com sucesso em plantios de alface possibilitando elevar a

produtividade, aumentar o nmero de colheitas por ano, prescindir da rotao

da cultura, reduzir os gastos com agrotxicos, obter um produto comercial de

melhor aspecto, alm de ocupar um menor espao fsico para o cultivo.

(MOREIRA et al., 2001).

A alface (Lactuca sativa L.) uma das hortalias mais cultivada em

sistema hidropnico no Brasil e devido ao aumento da demanda, passaram-se

a comercializa-las frescas e minimamente processadas. A manuteno da

qualidade destes produtos um fator fundamental, pois o consumidor exige um

16

produto fresco, de aspecto saudvel, com boas caractersticas de cor, bem

como outros atributos sensoriais desejveis na sua aparncia. (MAISTRO,

2001; FREIRE JUNIOR et al., 2002).

O cultivo hidropnico em NFT (Tcnica do Fluxo Laminar de Nutrientes)

j est bastante consolidado entre os hidroponistas do Brasil (MATHIAS, 2008).

O NFT classificado entre as tcnicas de cultivo hidropnico como um sistema

fechado, ou seja, uma tcnica na qual o meio de cultivo, ou soluo nutritiva,

circula pelo sistema continuamente. Esta caracterstica confere a esta tcnica a

possibilidade do cultivo utilizando guas salobras, pois no possui contato

direto com o meio ambiente e o uso da gua torna-se mais eficiente (SANTOS,

2009; RODRIGUEZ, 2002). Essas vantagens potencializam a utilizao da

hidropnia NFT como alternativa do cultivo com guas salobras nas regies

semiridas.

A regio do Semirido Nordestino tem apresentado um aumento

populacional nos ltimos anos com consequente aumento da demanda hdrica.

A utilizao de guas subterrneas atravs de poos tubulares tem sido uma

alternativa de abastecimento local das comunidades rurais destas regies. Nas

reas do embasamento cristalino, os poos tubulares perfurados para captao

de gua subterrnea geralmente so de baixas vazes e altas salinidades,

tornando invivel o seu uso para a agricultura convencional. (CABRAL &

SANTOS, 2007). A utilizao dessas guas subterrneas para uso agrcola

pode oferecer riscos ao meio ambiente, promovendo a salinizao dos solos e

como consequncia oferecer prejuzos prpria produo agrcola. (SANTOS,

2009). O Nordeste tem cerca de 170 mil poos perfurados, os quais produzem

frequentemente gua salobra, imprpria para o consumo humano, sendo

utilizado cerca de 17 mil dessalinizadores para retirar o sal da gua por meio

de osmose reserva. (FUNDAO BANCO DO BRASIL, 2008).

O aproveitamento das guas salobras subterrneas no Semirido

atravs de cultivos em sistemas hidropnicos, poderia beneficiar centenas de

milhares de famlias, proporcionando-lhes uma atividade econmica extra e

racional, mediante a explorao de poos que atualmente esto abandonados

ou so subutilizados justamente devido ao excesso de sais dissolvidos.

(SOARES et al. 2010; 2011).

17

OBJETIVOS

GERAL

Avaliar as caractersticas fsico-qumicas e a determinao de metais em alface

crespa (Lactuca sativa L), cultivada com guas salobras em sistema

hidropnico NFT.

.

ESPECFICOS

Determinao dos parmetros fisioqumicos pH, Acidez titulvel, Proteinas,

Vitamina C, Fibra e Umidade na alface crespa hidropnica cultivada com aguas

salobras do recncavo baiano e do semirido.

Determinao de nitrato NO3 - e nitrito NO2

- em amostras de alface obtidas em

sistema hidropnico com agua salobra.

Analisar os parmetros de textura e cor da Alface crespa produzida em agua

salobra.

Avaliar amostras de alface, produzidas no semirido e no recncavo baiano,

em relao presena dos metais: Ca, Mg, Na, K, Fe, Zn, Al, Mn, Cu, Ba, As,

Cd, Cr, Co, Hg, Pb e, V.

18

CAPTULO 1

REVISO BIBLIOGRFICA

1. ALFACE ASPECTOS GERAIS

1.1 A Alface (Lactuca Sativa l)

A alface (Lactuca sativa l) pertence famlia botnica astereceae da

ordem asterales e da classe magnoliatae (ALENCAR, 2003). uma hortalia

folhosa de grande importncia na alimentao e sade humana sendo fonte de

vitaminas, minerais e celulose. Originria da regio do mediterrneo h relatos

de sua utilizao desde 4500 A.C. como planta medicinal que passou por

vrios pases da Europa e foi trazida para o Brasil pelos portugueses (GOTO,

1998; BORGES 2006). Pode ser classificada de acordo com as caractersticas

de variedade, de formato das folhas e de cabea, em crespa, americana, lisa,

mimosa e romana e em subgrupos de acordo com a cor da folha como verde e

roxa (CEAGESP, 1999). O tipo crespa o mais comum, e por esse motivo o

mais consumido no Brasil. Apesar da cultura no ser considerada como uma

fonte proteica, dependendo do sistema de cultivo e do estado nutricional da

planta, poder-se-ia obter um alimento mais nutritivo (MATIAS et al., 2000).

A alface a hortalia folhosa de maior valor comercial cultivada no Brasil com

cerca de setenta e cinco cultivares das quais aproximadamente dezoito so

nacionais. E consumida com maior frequncia em saladas cruas e

sanduiches sendo que as regies sul e sudeste so as maiores consumidores

(LOPES, 2005)

O aproveitamento dos nutrientes da alface favorecido por ser

consumida crua, destacando-se seu elevado teor em pr-vitamina A, que

alcana 4.000 UI em100 g de folhas verdes (cerca de quatro vezes o teor do

tomate), sendo, porm, bem mais baixo nas folhas internas brancas das

alfaces repolhudas. A produo de alface no Brasil restrita ao mercado

nacional e, devido perecibilidade do produto, as regies de plantio se situam

normalmente prximas ao mercado consumidor. Na Tabela 1 observa-se os

principais compostos e seus valores na quantidade de100g do produto. (IBGE,

1996.)

19

Tabela 1. Composio fsico-qumica da alface.

NUTRIENTE QUANTIDADE

Calorias (Kcal) 16 Glicdios (g) 2,3 Protenas (g) 1,2 Lipdios (g) 0,2 Clcio (mg) 38 Fsforo (mg) 42 Ferro (mg) 1,1 Vitamina A (mcg) 102 Tiamina (mcg) 110 Riboflavina (mcg) 60 Niacina (mg) 0,2 Vitamina C (mg ) 7,6 Umidade (%) 95

FONTE: IBGE, 1996

1.2 Tipos de Alface cultivados no Brasil

No Brasil, as alfaces mais conhecidas e consumidas so as crespas e as

lisas, algumas das quais foram melhoradas para o cultivo de vero ou

adaptadas para regies tropicais, com temperaturas e pluviosidade elevadas,

mas nos ltimos anos tambm aparecerem cultivares roxas e com as folhas

frisadas repolhuda lisa, repolhuda crespa ou Americana, solta lisa, solta crespa,

solta crespa roxa, tipo romana, tipo mimosa. Como mostra na Figura 1

(PAULO, G.H. 2009).

Figura. 1. Diferentes tipos de alface ofertados no mercado brasileiro, com

folhas lisas, crespas e frisadas, de colorao verde ou roxa. FONTE:

EMBRAPA et, al, 2009.

20

1.3 Sistemas de produo da Alface

O cultivo da alface vem sendo praticado na forma orgnica, hidropnica e

convencional, que apresentam diferentes caractersticas na produo, podendo

influenciar nas propriedades dessa hortalia (MIYAZAWA et al., 2001 apud

SANTANA, 2006).

Segundo Borguini (2006), orgnico um termo de rotulagem que indica que os

produtos so produzidos atendendo s normas da produo orgnica e que

esto certificados por uma estrutura ou autoridade de certificao devidamente

constituda.

1.3.1 Cultivo orgnico: Se baseia no emprego mnimo de insumos externos.

No entanto, devido contaminao ambiental generalizada, as prticas de

agricultura orgnica no podem garantir a ausncia total de resduos. Contudo,

possvel aplicar mtodos que visem reduo, ao mnimo, da contaminao

do ar, do solo e da gua. No Brasil, o sistema orgnico de produo est

regulamentado pela Lei Federal n 10.831, de 23 de dezembro de 2003, que

contm normas disciplinares para a produo, processamento, envase,

distribuio, identificao e certificao da qualidade dos produtos orgnicos,

sejam de origem animal ou vegetal. De acordo com a referida Lei, considera-se

sistema orgnico de produo agropecuria todo aquele em que so adotadas

tcnicas especficas para aprimorar o uso dos recursos naturais e

socioeconmicos disponveis, e o respeito integridade cultural das

comunidades rurais, O objetivo alcanar a sustentabilidade ecolgica e

econmica, a eliminao do uso de organismos geneticamente modificados e

radiaes ionizantes, em qualquer fase do processo de produo,

processamento, armazenamento, distribuio e comercializao, e proteo

do meio ambiente (BRASIL B, 2003).

Apesar de todas as determinaes da lei que regem a prtica do cultivo

orgnico ser favorvel a uma produo de vegetais livres de substncias

qumicas, no isenta completamente os perigos biolgicos. Assim, as boas

prticas agrcolas so fatores importantes para uma boa qualidade higinico-

sanitria de frutas, verduras e legumes, tornando indispensvel o cuidado com

a qualidade da gua, cuidados tcnicos e, principalmente, a manipulao ps-

colheita. A hidroponia uma tcnica agrcola em que as plantas so cultivadas

21

sem a necessidade do solo, para o fornecimento dos seus nutrientes

(GERMANO, 2008).

1.3.2 Cultivo Convencional: Neste cultivo utilizam-se canteiros de terra, onde,

durante o seu desenvolvimento, a planta fica em contato com o solo. So

utilizados adubos orgnicos, e agrotxicos, compostos amplamente

empregados no cultivo de hortalias a fim de impedir ou eliminar pragas e

microrganismos, porm, muitos deles possuem um grande tempo de meia-vida

e sua decomposio no ambiente longa (BALIONI et al., 2003).

1.3.3 Cultivo Hidropnico: O termo hidropnico deriva de duas palavras

gregas: hidro=gua, e ponos,=trabalho. A juno dessas duas palavras

significa trabalhar com a gua e, implicitamente, o uso de solues de adubos

qumicos para se cultivar plantas sem terra. Este significado ope-se

agricultura convencional, que poderia ser denominada de geoponia, do grego

geo = terra. (DOUGLAS, 1987).

2. O SISTEMA HIDROPNICO

2.1 Caractersticas Gerais

O cultivo hidropnico uma alternativa de produo agrcola onde a

produtividade seguida de boa qualidade, vem sendo cada vez mais exigida.

Nessa tcnica, os vegetais no entram em contato com o solo, sendo

produzidos em solues nutritivas que circulam entre as razes. Como na

agricultura orgnica, na hidroponia no se usam defensivos agrcolas. O cultivo

hidropnico protege a hortalia contra fatores adversos do meio ambiente,

como chuvas, geadas e ventos fortes e outros, favorecendo a produtividade do

produto. As hortalias hidropnicas devem, necessariamente, receber

nutrientes previamente dissolvidos em gua, pois so cultivadas fora de seu

ambiente natural (terra), em tubos plsticos, por onde circula a gua contendo

os fertilizantes qumicos. (CAETANO et al, 1999).

Segundo Malavolta (1980), os alemes Saches (1860) e Knop (1865)

foram os primeiros a cultivar plantas em meio lquido de semente a semente,

22

usando solues aquosas com o fornecimento de elementos indispensveis

como N, P, K, Ca, Mg, Cl e Fe. Somente a partir de 1930 o professor Willian F.

Gericke, da Universidade da Califrnia, passou ao cultivo prtico de hortalias

entre outras, batizando assim essa tcnica como hidroponia. Esse tipo de

cultivo vem sendo discutido e desenvolvido no mundo inteiro.

O cultivo hidropnico possui diversas vantagens como: possibilidade de

aproveitamento de reas inaptas ao cultivo convencional, tais como zonas

ridas e solos degradados (TEIXEIRA, 1996); independncia do cultivo s

intempries tais como veranico, geadas, chuvas de granizo, ventos,

encharcamentos, e s estaes climticas, permitindo o cultivo durante todo o

ano (FAQUIN et al., 1996); Alm disso possibilita a reduo do uso de mo-de-

obra nas atividades braais tais como, capina e preparo de solo, pois as

atividades na hidroponia so consideradas mais suaves, ocorre a antecipao

da colheita devido ao encurtamento do ciclo da planta, rpido retorno

econmico, dispensa a rotao de culturas e economia de gua

(CASTELLANE & ARAJO, 1995; FAQUIN et al., 1996; TEIXEIRA, 1996). Por

outro lado, possui algumas desvantagens como: o alto custo de instalao dos

sistemas (SANTOS, 1998; TEIXEIRA, 1996; FAQUIN et al., 1996); necessita

acompanhamento permanente do funcionamento do sistema, principalmente do

fornecimento de energia eltrica e controle da soluo nutritiva (CASTELLANE

& ARAJO, 1994; FAQUIN, 1996); necessidade de mo-de-obra e assistncia

tcnica especializada e novos produtos e tcnicas adequadas no controle de

pragas e doenas, pois, os agrotxicos convencionais podem diminuir a

qualidade biolgica do produto (SANCHEZ, 1996; TEIXEIRA, 1996; SANTOS,

1998).

Diversas tcnicas de cultivo sem solo tm sido desenvolvidas: nutrient

film technique (NFT) denominado de tcnica do fluxo laminar de nutrientes;

deep film technique (DFT) - tambm denominado de floating; em substrato e

em aeroponia - sistema em que as razes das plantas ficam suspensas

recebendo gua e nutrientes por atomizadores (FAQUIN; FURLANI, 1999). O

principal sistema de cultivo hidropnico em uso no Brasil o NFT, ou seja, a

tcnica do fluxo laminar de nutrientes. Descoberta pelo ingls Alan Cooper, nos

anos 70, a tcnica NFT define-se como mtodo de produo, no qual a planta

desenvolve seu sistema radicular parcialmente submerso em fluxo de gua

23

reciclada, com dissoluo de todos os elementos necessrios. O fluxo corrente

de gua no deve inund-la por completo. Aproximadamente 2/3 das razes

devem estar submersas para absorver a gua e os nutrientes, e 1/3 no ar,

absorvendo oxignio. Esse o princpio bsico do NFT (STAFF, 1998).

2.2 Estrutura de produo hidropnica

2.2.1 O sistema Hidropnico NFT

Para utilizao da tcnica NFT so necessrias bancadas de cultivo,

formadas por canais nos quais passa a soluo nutritiva na forma de uma

lmina, onde so colocadas as plantas. Segundo Furlani et al. (1999), as

dimenses das bancadas normalmente obedecem a certos padres, que

podem variar de acordo com a espcie e com o tipo de canal utilizado.

Atualmente, os canais de cultivo no utilizam substratos e a sustentao das

plantas feita atravs de uma placa (isopor, lona plstica de dupla face e

tetrapack) com orifcios, que tambm previne contra a entrada de luz e

aquecimento do sistema radicular das plantas (TEIXEIRA,1996). Algumas

empresas tm colocado no mercado canais de cultivo em forma de tubos de

polipropileno achatados com orifcios para a colocao das plantas. Podem ser

utilizadas como base telhas de fibra de vidro ou fibrocimento, ou ainda, tubos

de polivinil clordrico (PVC) de 75 ou 100 mm (FAQUIN et al., 1996). No que se

refere altura e largura, a bancada deve ter: at 1,0m de altura e 2,0m de

largura para mudas e plantas de ciclo curto (hortalias folhosas). O

comprimento da mesa de cultivo no deve exceder os 30m, para evitar

variaes de temperatura e nos nveis de oxignio e de sais da soluo

nutritiva ao longo do canal de cultivo. Alm disso, como normalmente h um

desnvel da mesa entre 2 e 4%, bancadas muito extensas instaladas em

terreno plano ficam com sua parte final muito prxima ao solo, prejudicando o

manejo e o escoamento da soluo para o tanque de armazenamento e

aumentando os riscos de contaminao via solo, como esta demostrado na

figura 2. (FURLANI et al., 1999).

24

Figura 2. Esquema Bsico para Instalao de Hidroponia no Sistema NFT. Fonte: Hidroponia: Aquaponia, 2011.

2.2.2 Soluo Nutritiva

Um dos aspectos mais importantes no cultivo de plantas em hidroponia

a soluo nutritiva. Esta deve ser formulada de acordo com o requerimento da

espcie que se deseja produzir, ou seja, conter, em propores adequadas,

todos os nutrientes essenciais ao seu desenvolvimento (SCHMIDT, 1999). As

diversas variedades de espcies vegetais requerem diferentes quantidades de

nutrientes em suas solues nutritivas, particularmente fsforo e potssio.

Destaca-se que a alface e outros vegetais folhosos requerem maiores doses de

nitrognio que tomates e pepinos, enquanto estes requerem maiores doses de

fsforo, potssio e clcio que as folhosas (RESH1997).

Alm da adequao espcie, composio da soluo nutritiva pode

variar de acordo com o crescimento da planta, e a amplitude de variao

depende da relao entre o seu crescimento e o volume de soluo

empregado, sendo que, o crescimento das plantas no causa apenas

decrscimo nas quantidades de sais disponveis para as razes, mas tambm,

alteraes qualitativas na soluo, uma vez que nem todos os elementos so

absorvidos nas mesmas propores (MARTINEZ, 1999).

A composio ideal de uma soluo nutritiva no depende somente das

concentraes dos nutrientes, mas tambm de outros fatores ligados ao cultivo,

incluindo-se o tipo ou sistema hidropnico, as condies meteorolgicas

(luminosidade, temperatura e umidade do ar), a poca do ano, a idade das

25

plantas, a espcie vegetal e a cultivar em produo (FURLANI, 1995). Existem

diversos sais que podem ser utilizados no preparo das solues nutritivas. Os

aspectos importantes nesta escolha, considerando-se que todos apresentam

qualidade incontestvel, so a solubilidade e o custo unitrio. Deve-se levar em

considerao que na adio de ons soluo nutritiva, de nada adiantaria se o

produto escolhido no apresentasse boa solubilidade (MORAES, 1997). Para o

cultivo da alface no sistema NFT o volume de soluo no tanque no deve ser

inferior a 1 litro por planta. Quanto maior o volume, menores sero as

alteraes na concentrao dos nutrientes na soluo. O volume de gua

evapotranspirada deve ser reposto diariamente, bem como efetuado o

monitoramento do pH e CE (condutividade eltrica) (FAQUIN et al., 1996).

Experimentos conduzidos por Santos (1998), comparando diferentes

solues nutritivas para o cultivo da alface, em vasos, no perodo de maio a

julho de 1995, observaram que a soluo sugerida por CASTELLANE;

ARAJO (1995) apresentou produo superior s demais (HOAGLAND;

AMON(1950); JENSEN; COLLINS (1985); UEDA (1990); CASTELLANE;

ARAJO (1995)). Segundo Alberoni (1998), existem alguns fatores que devem

ser controlados para o completo e perfeito desenvolvimento da planta e

aproveitando mximo da soluo nutritiva como o pH que to importante

quanto a condutividade eltrica, pois as plantas no conseguem sobreviver

com valores de pH abaixo de 3,5. Os seus efeitos podem ser diretos, quando

houver efeitos de ons hidrognio sobre as clulas; ou indiretos, quando afetam

a disponibilidade de ons essenciais para o desenvolvimento da planta.

Segundo Faquin; Furlani (1999), o acompanhamento da soluo deve ser feito

diariamente atravs da medida do pH, mantendo seu valor na faixa de 5,5 a

6,5. Em valores acima de 7,0, geralmente ocorre a precipitao de

micronutrientes catinicos na soluo, induzindo deficincias nas plantas.

O controle da condutividade eltrica (CE) de grande importncia, pois

determina quanto h de nutrientes na soluo (quantidade de ons). Quanto

mais ons tiver na soluo, maior ser a condutividade eltrica, e vice-versa.

Utilizando-se a soluo nutritiva recomendada por Castellane e Arajo (1995) a

CE deve situar-se em torno de 2,8mS cm-1.

A oxigenao da soluo nutritiva importante para a respirao das

razes. Quando a soluo nutritiva apresenta baixos nveis de oxignio (O2),

26

ocorre morte dos meristemas radiculares, pequena ramificao das razes e

baixa absoro de gua e nutrientes. O contedo de (O2) na soluo nutritiva

no deve ser inferior a 5ppm, sendo que o aumento do nvel pode ser obtido

pela turbulncia da soluo nutritiva no reservatrio, atravs do retorno da

soluo sob presso da bomba, ou atravs de borbulhamento com ar

comprimido (FAQUIN; FURLANI, 1999).

2.3 Uso da gua em hidroponia para cultivo de alface

O cultivo hidropnico usando gua salobra e ou rejeito da dessalinizao

vem sendo utilizado em pesquisas com alguns resultados promissores (DIAS et

al., 2010, PAULUS et al., 2010; SANTOS et al., 2010, SOARES et al., 2007).

Essas pesquisas so propostas com o intuito de gerar tecnologia para uso

racional das guas subterrneas salobras do Semirido e do rejeito da

dessalinizao por osmose reversa, sendo que nesse ltimo caso o impacto

tecnolgico seria duplo, por mitigar aquela que uma das maiores restries a

essa tecnologia: a destinao apropriada do seu rejeito (SOARES et al., 2006).

Desta forma, pode-se fazer a seguinte distribuio de uso de guas de

diferentes origens:

a) A gua no semi rido

Brasil tem uma posio importante com cerca de 12% da gua doce

disponvel no mundo (BRASIL, 2006). Apesar da situao, esse recurso no se

distribui equitativamente para todas as regies do Pas. Tanto as guas

superficiais como as guas das chuvas se concentram mais em umas regies

que em outras. (PAZ et al. 2000). A Regio Nordeste ocupa 18,27% do

territrio brasileiro, com uma rea de 1.561.177,8 km. Deste total, 962.857,3

km situam-se no Polgono das Secas, conforme delimitado em 1936, atravs

da Lei 175, e revisado em 1951, abrangendo oitos Estados nordestinos

exceto o Maranho e uma rea de 121.490,9 km em Minas Gerais2. J o

Semi-rido ocupa 841.260,9 km de rea no Nordeste e outros 54.670,4 Km

em Minas Gerais, caracterizando-se por apresentar reservas insuficientes de

gua em seus mananciais SUDENE (2003).

27

b) Uso das guas subterrneas

A utilizao das guas subterrneas salobras para o uso agrcola pode

oferecer riscos ao meio ambiente, promovendo a salinizao dos solos e

conseqente reduo da produo agrcola, (MAAS &HOFFMAN,1997).

As guas subterrneas esto contidas nos espaos entre os solos e

embasamento rochoso

que compe a regio. Um conjunto de rochas sedimentares e cristalinas

compe as Provncias Hidrogeolgicas do Brasil (CABRAL & SANTOS, 2007).

As quantidades de guas subterrneas estocadas no subsolo da regio

dependem da porosidade do material rochoso, cuja dimenso de ordem

milimtrica ou micromtrica, podendo esse ser poros ou espaos vazios das

rochas formadas por um grande nmero de gros, tambm chamadas de

granulares, ou ser as fraturas ou fissuras das rochas duras ou compactas

(REBOUAS, 2004). No nordeste brasileiro, principalmente na regio do

Semirido, cerca de 50% de sua rea coberta por rochas do embasamento

cristalino (CABRAL & SANTOS, 2007).

Nas reas cristalinas, os poos tubulares perfurados para captao de

gua subterrnea geralmente so de baixas vazes e altas salinidades,

tornando invivel o seu uso para a agricultura convencional CABRAL &

SANTOS (2007). A composio qumica das guas subterrneas depende,

tanto em quantidade como em qualidade. (De modo geral os principais sais

solveis encontrados nas guas subterrneas so os nions CO3-, HCO3-, Cl-

e SO4- e os ctions Ca2+, Mg2+, K+ e Na+ (SILVA JNIOR, 2007).

c) Dassalinizaco de guas salobras

A dessalinizao um processo que converte gua salobra em guas

de boa qualidade, e vem sendo praticada h mais de 50 anos. A escassez de

gua de boa qualidade tem forado o uso dessa prtica em regies ridas e

semiridas e nos pases que fazem limite com mares ou lagos com guas

salinas (VOUTCHKOV, 2004).

A osmose reversa o processo mais utilizado para a dessalinizao de

gua, principalmente nas regies semiridas do Nordeste (PORTO, AMORIM &

ARAJO, 2001). O mtodo de dessalinizao por osmose reversa tem como

28

princpio de funcionamento o sentido inverso ao da osmose, por isso, a

denominao osmose reversa ou osmose inversa. (SANTOS, 2009).

As guas salobras em seu processo de dessalinizao produzem, uma

gua de boa qualidade e outra denominada de rejeito, tambm conhecida por

concentrado ou salmoura, que tem concentrao de sais solveis praticamente

dobradas com relao gua originalmente captada do poo (PORTO et al.

2001).

d) Utilizaco de guas salobras em sistema hidropnico

Segundo Rodrigues (2002), O cultivo hidropnico j vem sendo utilizado h

muito tempo em pesquisas com vegetais. O uso comercial no Brasil recente.

O desenvolvimento do cultivo hidropnico brasileiro deve-se ao pioneirismo de

Shigueru Ueda e Takanori Sekine que trouxeram a tcnica do Japo, a qual,

aps o incio das pesquisas em 1986, apresentou, em 1990, o primeiro projeto

piloto de hidroponia comercial para a cultura da alface.

Furlani (1998) ressalta que vantagens tais como produo em pequenas reas,

utilizao racional de gua e fertilizantes, reduo das operaes relacionadas

aos tratos culturais ao longo do ciclo da cultura, antecipao da colheita e

reduo drstica de defensivos agrcolas, so alguns dos fatores que

contriburam para sua difuso.

Atualmente existem vrios problemas, dentre eles: o mau planejamento,

poucos tcnicos especializados na rea, a utilizao de estruturas e materiais

imprprios para o cultivo, falta de informaes sobre a cultura e sobre o

mercado, a falta ou o controle inadequado da temperatura, umidade,

luminosidade e de outros fatores ambientais ligados a nutrio da cultura e

problemas de pragas e doenas. (RODRIGUES, 2002).

Estudos esto sendo realizados no sentido de viabilizar o uso de guas

que at ento eram considerada inadequada para uso produtivo de hortalias

(SOARES, 2007, 2009, 2010).

2.4 Efeito da salinidade sobre as plantas

As plantas sujeitas ao estresse salino por vezes toleram mudanas

nestas condies em seu ambiente provocando o fechamento dos estmatos,

29

reduzindo a fotossntese e diminuindo a translocao de nutrientes da raiz para

parte area (SILVA, 2002; SANTOS, 2008).

Os efeitos do estresse salino nas plantas so classificados em primrios

e secundrios. Os efeitos primrios incluem: efeitos txicos especficos dos

sais; danos na permeabilidade das membranas e desequilbrio metablico em

nvel de fotossntese, respirao, anabolismo e catabolismo de aminocidos,

protenas e cidos nuclicos (LEVITT, 1980). Os danos podem reduzir

significativamente os rendimentos e sua magnitude depende do tempo, da

concentrao de ons, da tolerncia das plantas e do uso da gua pelas

culturas.

Os efeitos secundrios da salinidade incluem efeitos osmticos e

deficincia de nutrientes induzida pela competio do Na+ e do Cl- com os

demais nutrientes minerais durante o processo de absoro (LEVITT, 1980).

O excesso de sal absorvido pelas plantas promove desequilbrio inico

e danos ao citoplasma, o que refletido pela transpirao, principalmente da

gua, havendo nestas regies acmulo do sal sedimentado no solo e intensa

toxidez de sais (LIMA, 1997). O estresse ambiental frequentemente ocorre em

conjunto. E assim, a salinidade pode induzir desidratao e a desidratao

pode induzir estresse por aumento de temperatura. Aumento de temperatura

pode induzir deficincias de nutrientes. (EPSTEIN E BLOOM, 2006).

3. NITRATO E NITRITO

3.1 Nitrato

O nitrato uma das formas inorgnicas do nitrognio no solo e,

juntamente, com o amnio, constitui produto final da mineralizao do

nitrognio orgnico, contido em qualquer resduo orgnico aps adio ao solo

(DYNIA et al., 2006).

a principal forma de nitrognio encontrada nas guas. Concentraes

de nitratos superiores a 5 mg.L-1 demonstram condies sanitrias

inadequadas, pois a principal fonte de nitrognio nitrato so dejetos humanos

e animais. Os nitratos estimulam o desenvolvimento de plantas, sendo que

organismos aquticos como algas, florescem na presena destes e, quando em

30

elevadas concentraes em lagos e represas, pode conduzir a crescimento

exagerado, processo denominado de eutrofizao (CINTRA FILHO, 2008).

Os impactos negativos resultantes da utilizao do nitrognio no meio

agrcola concentram-se na eutrofizao de mananciais, sejam superficiais

sejam subterrneos, dada sua grande mobilidade na forma de nitrato (GOMES

et al., 2008), a eutrofizao reduz o oxignio das guas, matando peixes e

outros componentes da fauna aqutica (SYLVESTRE, 2010).

No organismo, o nitrato, que ingerido em excesso com os alimentos,

pode ser reduzido para nitrito, entrando na corrente sangnea, onde oxida o

ferro da hemoglobina, produzindo a metahemoglobina. Esta forma de

hemoglobina inativa e incapaz de transportar o oxignio para a respirao

normal das clulas dos tecidos, causando a chamada metahemoglobinemia

(GOMES et al., 2008).

O acmulo de nitrato nos tecidos vegetais ocorre quando h desequilbrio entre

a absoro e a assimilao desse on, sendo que as quantidades excedentes

so estocadas nos vacolos para serem assimiladas posteriormente

(ANDRIOLO, 1999).

3.2 Nitrito

O Nitrito um estado intermedirio do ciclo do nitrognio, formado

durante a decomposio da matria orgnica e prontamente oxidada a nitrato.

Concentraes at 0,1 mg.L-1 so inofensivas, j em concentraes entre 0,1 e

0,5 mg.L-1 podem provocar danos a certas espcies de peixes, existe perigo

elevado em caso de concentraes superiores a 1 mg.L-1 (CINTRA FILHO,

2008) O risco da ocorrncia de nitrito na gua est no fato de que ele pode

combinar com aminas formando nitrosaminas, as quaisso cancergenas e

mutagnicas (GOMES et al., 2008).

3.3 Nitrato e Nitrito em vegetais

Os nitratos e nitritos so constituintes naturais das plantas. Embora os

nitratos sejam aparentemente no txicos abaixo do seu limite mximo de

resduo (LMR), podem ser convertidos in vivo a nitritos, que por sua vez podem

reagir com aminas e amidas para produzir compostos do tipo N-nitroso.

(SANTAMARIA, 2006).

31

Os vegetais so a principal fonte de nitrato e nitrito na dieta humana (Amr &

Hadidi 2001). Vrios estudos tm sido feitos na tentativa de identificar fatores

que determinam o acmulo de nitrato em vegetais. Os teores de nitratos nos

vegetais dependem do tipo de planta, das condies de intensidade luminosa

em que so cultivados, do tipo de solo, temperatura, humidade, produo

intensiva, grau de maturidade, perodo vegetativo, momento da colheita,

tamanho da unidade vegetal, tempo de armazenamento e da fertilizao

azotada. (TAMME et al., 2006).

Os nveis de nitrato em alface considerados aceitveis para o consumo

humano variam bastante. Na Europa, vrios Pases tm estabelecido limites

mximos tolerados de 3500 a 4500 mg de NO3- Kg-1 de massa fresca para

cultivo de inverno e 2500 mg de NO3-Kg-1 de massa fresca para cultivos de

vero (Van Der Boon et al., 1990). Do ponto de vista metablico, o acmulo de

NO3- nos tecidos d-se pelo alto influxo do nion sem que haja disponibilidade

de poder redutor proveniente do NADH+ para a reduo no NO3- a NO2- pela

enzima Nitrato Redutase (Solomonson & Barber, 1990; Campbell, 1999), e da

Ferredoxina para a reduo, pela Nitrito Redutase, do NO2- a NH4+ (Hewitt,

1975), cuja assimilao tambm depende da disponibilidade de esqueletos de

carbono (acares) para a formao de aminocidos (Miflin & Lea, 1977; Pate,

1980). Como a Ferredoxina reduzida em nvel de cloroplastos a partir de

eltrons capturados pelo Fotossistema I, a planta no escuro tende a apresentar

um dficit de poder redutor, podendo acumular nitrito, que por feedback inibe

a ao da nitrato redutase, acumulando assim o NO3- absorvido. Para que isso

ocorra, necessrio que as outras variveis como temperatura e

disponibilidade de ATP sejam favorveis absoro do NO3- (Rao & Rains,

1976; Fernandes, 1983). As variaes cclicas diurnas no influxo de NO3- e

NH4+ tambm promovem grandes variaes no acmulo tanto de N-NO3-

quanto N-amino livres, principalmente nas razes das planta (Delhon et al.,

1995).

4. METAIS TXICOS

A expresso metais pesados, mesmo sendo muito utilizada, no bem

definida, podendo-se empregar como sinnimos, metais toxicos, elementos

trao, microelementos, dentre outros. Define-se por metais pesados, o grupo

32

de elementos com densidade superior a 5 mg/mL. Embora o termo faa

meno aos metais, alguns autores tambm se referem ao metaloide arsnio

como um metal pesado. Alguns exemplos de elementos txicos bem

conhecidos e que possuem densidade superior a 5 mg/mL so: arsnio: 5,7

mg/mL; cdmio: 8,65 mg/mL; chumbo: 11,34 mg/mL; e mercrio: 13,546 mg/mL

(SURUCHI e KHANNA, 2011).

O termo metais pesados utilizados para elementos qumicos que

contaminam o meio ambiente, provocando diferentes danos biota, podendo

ser metais, semi-metais e mesmo no metais como o selnio.

Os principais elementos qumicos enquadrados neste conceito so:

alumnio, antimnio, arsnio, cdmio, chumbo, cobre, cobalto, cromo, ferro,

mangans, mercrio, molibdnio, nquel, selnio e zinco (COSTA, 1994). Esses

elementos so encontrados naturalmente no solo em concentraes inferiores

quelas consideradas como txicas para diferentes organismos vivos. Entre os

metais, o arsnio, o cobalto, o cromo, o cobre, o selnio e o zinco so

essenciais para os organismos vivos.

A presena de metais muitas vezes est associada localizao

geogrfica, seja na gua no solo, e pode ser controlada, limitando o uso de

produtos agrcolas e proibindo a produo de alimentos em solos

contaminados com metais pesados. Todas as formas de vida so afetadas pela

presena de metais dependendo da dose e da forma qumica. Muitos metais

so essenciais para o crescimento de todos os tipos de organismos, desde as

bactrias at mesmo o ser humano, mas eles so requeridos em baixas

concentraes e podem danificar sistemas biolgicos (COSTA, 1994). Difere-

se de outros agentes txicos porque no so sintetizados e nem destrudos

pelo homem. necessrio serem consumidos em pequenas quantidades para

a realizao de funes vitais nos organismos dos seres vivos, porm em

nveis excessivos esses elementos podem ser extremamente txicos

(RAMALHO, 2001).

Esses elementos so encontrados naturalmente no solo em

concentraes inferiores quelas consideradas como txicas para diferentes

organismos vivos. Entre os metais, o arsnio, o cobalto, o cromo, o cobre, o

selnio e o zinco so essenciais para os organismos vivos. Para Jardim (1986)

a toxidez devido ao metal pesado para a planta e para o animal, deve ser

33

acompanhada e por isso medida pelas seguintes variveis: diminuio no

crescimento ou reduo na colheita, sintomas visveis e concentrao no

tecido. O primeiro efeito ou manifestao pode ser devido interferncia

provocada pelo elemento na absoro ou transporte.

O sintoma visvel, que poder no ser especfico, o resultado de uma

cadeia de acontecimentos que comea com uma alterao ao nvel molecular,

continua com modificao subcelular que, por sua vez, conduz a uma alterao

celular a qual, finalmente, resulta em modificao no tecido, isto , no sintoma.

Incidncia de doenas, ataque de pragas, condies de clima (insolao,

chuva, seca, frio) podem provocar sintomas parecidos com os de toxidez. Para

saber se a anormalidade visvel causada pela toxidez de um elemento devem

ser considerados os seguintes aspectos:

a) generalizao: o sintoma deve aparecer em reas relativamente grandes e

no em plantas isoladas;

b) gradiente: de um modo geral os sintomas so mais acentuados em folhas

mais velhas, as mais novas mostrando-as menos pronunciados;

c) simetria: folhas de um mesmo par ou prximas umas da outras devem

mostrar a anomalia. Todas as formas de vida so afetadas pela presena de

metais, alguns desses elementos sendo benficos, enquanto outros, danosos

ao sistema biolgico, dependendo da dose e da forma qumica em que se

encontram (OGA, 2003).

Segundo Rodella et al (2001), os metais so classificados:

Micro-contaminantes ambientais: arsnico, chumbo, cdmio, mercrio,

alumnio, titnio, estanho e tungstnio;

Elementos essenciais e simultaneamente micro-contaminantes: cromo, zinco,

ferro, cobalto, mangans e nquel.

Para Camargo et al (1998), classificaram os elementos em trs grupos

fundamentais:

a) Elementos essenciais

- Macroelementos: necessrios na ordem de gramas (sdio, potssio,

magnsio e clcio);

- Elementos em trao: necessrios na ordem de miligrama (ferro, zinco, cobre e

mangans);

34

- Elementos em ultratrao: necessrios na ordem de micrograma-nanograma

(vandio, cromo, molibdnio, cobalto, nquel, silcio, arsnio, selnio e boro).

b) Microcontaminantes ambientais

So elementos de origem natural e/ou de atividade antropica, como: atividade

produtiva, habitao e trfego (chumbo, cdmio, mercrio, berlio, tlio,

antimnio, tungstnio, alumnio, estanho e titnio).

c) Elementos essenciais e simultaneamente microcontaminantes

Atualmente compreendem os seguintes elementos: cromo, estanho,

mangans, nquel, ferro, zinco, arsnio, molibdnio e cobalto.

Metais essenciais, por sua vez, podem tornar-se nocivos ao organismo

quando ingeridos atravs de alimentos em quantidades muito acima das

nutricionalmente desejveis, ou quando ocorra uma exposio por outras vias

que no a oral.

importante salientar que o consumo de plantas com elevados teores

de metais pesados uma fonte de contaminao para o homem. Os teores de

metais pesados das plantas cultivadas em solos no contaminados, geralmente

no causam problemas sade humana. (SILVA, 1999).

4.1 Absoro de metais pesados pelas plantas

As plantas desenvolveram mecanismos especializados para aumentar

a concentrao de ons metlicos na soluo do solo, ao modificar o ambiente

qumico da rizosfera, acidificando o meio pela extruso de H+ pelas razes,

estimulando a desoro de ons dos slidos do solo para a soluo. Alm

disso, algumas plantas tambm podem exudar uma variedade de compostos

orgnicos, formando complexos com os metais e mantendo-os disponveis para

serem absorvidos (LASAT, 2000). Cdmio, Pb, e Hg no so considerados

nutrientes vegetais, mas estes metais podem ser absorvidos pelas plantas

junto ao Fe, Cu, Mn, Zn e Ni (TAN, 2000). E, por no serem metabolizados, os

metais tendem a se acumular em todos os organismos vivos. A capacidade da

biomassa das plantas em acumular altas concentraes de metais sem efeitos

prejudiciais ao seu crescimento, enfatiza seu potencial em retirar metais de

solos e da gua (RASKIN e ENSLEY, 2000). Entretanto, a absoro de metais

pesados varia de acordo com a espcie vegetal e entre as diferentes partes da

planta, absorvendo pelas razes, ons txicos de metais pesados,

35

particularmente Cd, Pb, Cu, Hg, Zn e Ni, que se acumulam em suas clulas

(MOHR e SCHOPFER, 1995).

A acumulao de metais pelas plantas tambm depende da natureza da

planta, fatores do solo como o pH, matria orgnica, concentrao do metal,

presena de nions, sua textura, alm da temperatura, luminosidade, umidade,

presena de corretivos e fertilizantes, aerao, potencial redutor do solo e

presena de micorrizas (KABATA-PENDIAS e PENDIAS, 1992; BERTON,

1992). Pode-se observar na Tabela 2 os teores de metais pesados

considerados Fitotxicos.

Tabela 2. Teores de metais pesados considerados Fitotxicos

Elemento

Nvel txico (mg.kg-1)

Ag 2 As 15 - 20 B 25 - 100

Be 10 Br 10 - 20 Cd 2 - 8 Co 25 - 50 Cr 75 - 100 Cu 60 - 125 F 200 - 1000

Hg 0,3 - 5 Mn 1500 - 3000 Mo 2 - 10 Ni 100 Pb 100 - 400 Sb 5 - 10 Se 5 - 10 Sn 50 V 50 - 100 Ti 1 Zn 70 - 400

Fonte: EPA (1995)

5. TEXTURA

As propriedades de textura constituem um dos trs principais fatores

usados pelos consumidores para avaliar qualidade, sendo os outros dois:

aparncia e sabor. O estudo de propriedades fsicas e de textura fundamental

para avaliar o comportamento do produto durante a produo, armazenamento,

36

acondicionamento at o momento do consumo. Atravs do controle da textura

tambm possvel assegurar que o produto pode ser consumido e deglutido,

passando por todos os rgos digestivos, sem causar problemas ao indivduo.

(AFOAKWA et al., 2009)

A textura uma combinao da estrutura fsica do material e suas

propriedades mecnicas e de superfcie. A Alface mundialmente cultivada

para o consumo em saladas, com inmeras variedades de folhas, cores,

formas, tamanhos e texturas.

Os parmetros de textura so dureza, fraturabilidade, coesividade,

adesividade, gomosidade e elasticidade, que podem ser definidos mecnica e

sensorialmente como (BOURNE, 2002):

Dureza: a fora mxima na primeira compreenso, representada pela

altura do primeiro pico, ou seja, a primeira mordida. Ela relaciona-se

com a fora dentro da boca requerida para comprimir uma substncia

entre os dentes molares ou entre a lingua e o palato.

Fraturabilidade: um parmetro que foi inicialmente chamado de

fragilidade. a fora pelo qual o material fratura, e a fora de uma

inflexo na curva na primeira mordida, por exemploo amendoim requer

maior fora para quebrar do que biscoitos,ou seja, a fora em que a

amostra quebra ou racha (produto com alto grau de dureza e baixo grau

de coesividade). Para avaliar sensorialmente a fraturabilidade de um

alimento, este colocado entre os dentes molares dos provadores que

mordem uniformemente at que o alimento se desintegre, apresente

rachaduras ou quebre. O grau de fraturabilidade de um alimento

medido como a fora horizontal com que um alimento se afasta do ponto

onde a fora vertical aplicada.

Coesividade: razo entre a rea do segundo pico e a rea do primeiro,

ou a taxa da rea de fora positiva sob a primeira e a segunda

compresso. a extenso at a qual o material pode ser distendido

antes de romper irreversivelmente.

Adesividade: representada pela rea negativa aps o primeiro pico. a

energia necessria para superar as foras atrativas entre a superfcie do

37

alimento e a de outros materiais em contato com o mesmo.

Sensorialmente, a fora requerida para remover o material que adere

ao palato durante a mastigao, e est relacionada com propriedades de

superfcie.

Elasticidade: dimenso que a amostra recupera aps a primeira

compresso antes da segunda, ou a velocidade na qual um material

deformado volta condio no deformada depois que a fora de

deformao removida. a extenso em que o alimento recobra a sua

altura durante o tempo entre o fim da primeira mordida e o incio da

segunda.

Gomosidade: densidade que persiste ao longo da mastigao ou a

energia necessria para desintegrar um alimento semi-slido para um

estado a ser deglutido ( o produto de baixo grau de dureza x alto grau

de coesividade).

A Figura 3 Mostra a representao grfica das propriedades de textura e

anlise do perfil de textura em equipamento texturmetro:

Figura 3. Curva tpica do texturmetro GF. Fonte: BOURNE, 1982.

6. ANALISE DE COR

A cor um aspecto da percepo visual, cuja definio e qualificao so

difceis, fisicamente cor uma caracterstica da luz, mensurvel em termos de

38

intensidade ( energia radiante) e comprimento de onda. Fisiologicamente,

limitada a banda do espectro no intervalo de 380 a 770 nanmetros, uma vez

que o olho humano praticamente insensvel a outros comprimentos de onda

de energia radiante. (KRAMER e TWEGG, 1962).

A cor dos alimentos importante atributo de qualidade, no s servindo

de base para a identificao e aceitao de grande variedade de produtos, mas

tambm influenciado negativa ou positivamente na percepo dos demais

atributos sensoriais. (PONTES, 2004).

Os principais tipos de instrumentos utilizados na medio da cor so os

colormetros e os espectrofotmetros. Os colormetros so utilizados para

avaliar a cor de um objeto exatamente de forma que o ser humano percebe. Os

espectrofotmetros determinam o espectro de refletncia da amostra, sendo

mais versteis, avaliando a cor de forma mais complexa e com elevada

preciso. (MINOLTA, 1998)

A figura 1. Representa o diagrama de cromaticidade. L* a luminosidade

com valores variando de 0 (preto) a 100 (branco) enquanto a* e b*

representam coordenadas cromticas. A tonalidade (Hue) e o termo utilizado

para a classificao de vermelho, amarelo, azul etc. Por definio o ngulo Hue

se inicia no eixo de croma a* e expreso em graus em que 0 seria +a*

(vermelho), 90 ser +b* (amarelo), 180 ser a* (verde) e 270 seria b*

(azul). (Konica Minota (1997).

39

Figura 4. Diagrama de Cromaticidade a* e b* (KONICA MINOLTA, 1997).

7. ANLISE ESTATSTICA MULTIVARIADA

A Anlise Multivariada um conjunto de tcnicas estatsticas utilizada

em situaes em que muitas variveis so estudadas em um nico banco de

dado, originando mltiplos dados para um mesmo indivduo ou objeto em

investigao. Conforme Mingoti (2005), quanto maior for o nmero de variveis

a serem usadas no estudo, mais complexa tornam-se as anlises pelos

mtodos de estatstica univariada. As tcnicas estatsticas multivariadas esto

sendo amplamente aplicadas em centros de pesquisas e na indstria. Com a

computao cada vez mais barata e com processamento computacional cada

vez mais rpido, essas tcnicas ganham cada vez mais espao

7.1 Anlise das Componentes Principais

Anlise das Componentes Principais (PCA, do ingls "Principal

Component Analysis") uma tcnica estatstica poderosa que pode ser

utilizada para reduo do nmero de variveis e para fornecer uma viso

estatisticamente privilegiada do conjunto de dados. A anlise de componentes

principais fornece as ferramentas adequadas para identificar as variveis mais

importantes no espao das componentes principais (MOITA NETO, 2004).

40

A anlise por componentes principais consiste em transformar um

conjunto original de variveis (por exemplo, altura, produo etc.) em outro

conjunto de dimenso equivalente, mas com propriedades importantes. Cada

componente principal uma combinao linear das variveis originais. Alm

disso, so independentes entre si e estimados com o propsito de reter, em

ordem de estimao, o mximo da informao, em termos de variao total,

contida nos dados iniciais (CRUZ e REGAZZI, 1997).

A viabilidade da utilizao desta tcnica depender da possibilidade de

reduzir o nmero de variveis estudadas em poucos componentes principais,

ou seja, reduzir de um espao p-dimensional para um espao bi ou

tridimensional, com a menor perda de informao possvel. Assim, permitido

descartar variveis que contribuem pouco para a discriminao do material

avaliado e agrupar os tratamentos similares, mediante exames visuais em

disperses grficas. Esta tcnica leva em considerao a distncia euclidiana e

pode ser obtida sem a realizao de um experimento com repeties (RIBEIRO

JNIOR, 2001).

A anlise em componentes principais estabelece, com base em uma

matriz de semelhana (correlaes, varincias-covarincias ou at mesmo de

similaridades), um conjunto de eixos (componentes ou fatores)

perpendiculares. Cada componente corresponde a um autovetor dessa matriz

(VALENTIN, 2000).

O objetivo da PCA reduzir o nmero de variveis envolvidas na

modelagem, atravs de combinao linear estabelecida entre os dados

(OLIVEIRA, 2003).

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