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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
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Dedico Aos meus pais; Aos minhas irms; Aos minhas sobrinhas;
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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;
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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
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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
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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
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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
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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
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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;
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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;
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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
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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.
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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.)
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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.
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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
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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
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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
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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),
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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).
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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
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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,
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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
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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).
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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
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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
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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);
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- 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,
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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,
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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
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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
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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).
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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).
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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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