Qualidade de Grãos de Soja, com Diferentes Teores de Água, Aerados com Ar Natural e Ar Esfriado Artificialmente

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1 Qualidade de Grãos de Soja, com Diferentes Teores de Água, Aerados com Ar Natural e Ar Esfriado Artificialmente 05 Adilio Flauzino de Lacerda Filho 1 ; Roberta Jimenez de Alameida Rigueira 2 ; Kaio Kauê Kina Marteli Marques 3 ; Marcelo Pereira Coelho 4. RESUMO A soja é a mais importante commodity agrícola brasileira, pelo seu destaque nas exportações e participação no PIB do setor, além de ser a principal fonte de proteínas para a produção de carnes, leite e ovos para a alimentação humana. Segundo a CONAB (2014), a produção brasileira de soja, na safra 2013/2014 foi de 86,052 milhões de toneladas. Objetivou-se, com este trabalho, avaliar a qualidade da soja armazenada em ambiente à temperatura de 15 e de 30 C e umidade relativa entre 56 e 60%, com diferentes teores de água. Com base nos atributos qualitativos utilizados para a avaliação do produto, concluiu-se que a técnica de esfriamento possibilita preservar as características do produto, em comparação com a armazenagem em ambiente natural, durante 180 dias e que, quanto maior o teor de água da soja, menor deve ser a temperatura de armazenagem. Palavras-chave: armazenagem, soja, esfriamento, qualidade. 1 Professor Associado IV do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa. Telefone: 55 xx (31) adiliolacerda@gmail.com Viçosa, MG. Brasil. 2 Engenheira Agrícola. Pós Doutora em Engenharia Agrícola. Departamento de Engenharia Agrícola. Universidade Federal de Viçosa. Telefone: 55 xx (31) roberta.rigueira@gmail.com Viçosa, MG. Brasil. 3 Granduando em Engenharia Agrícola, Departamento de Engenharia Agrícola. Universidade Federal de Viçosa. Telefone: 55 xx kaukina@gmail.com Viçosa, MG. Brasil. 4 In memorian - Engenheiro Agrícola. Doutor em Engenharia Agrícola. Departamento de Engenharia Agrícola. Universidade Federal de Viçosa. Telefone: 55 xx (31) Viçosa, MG. Brasil. 177

2 INTRODUÇÃO A soja tem grande importância econômica para o Brasil e se destaca como seu principal produto agrícola, sendo o seu farelo utilizado como suprimento proteico em rações para aves, suínos e bovinos, resultando em carnes, leite e ovos, além do consumo in natura, para alimentação humana. Segundo o IBGE, citado pela Revista Rural (2014), o PIB em 2013 cresceu 2,3%, com destaque para a agropecuária, cujo crescimento foi de 7%, destacando-se o complexo soja, respondendo a 24,3% desse valor. A safra de soja correspondente ao ano agrícola 2013/2014 foi de 86,052 milhões de toneladas (CONAB, 2014). Entretanto, um fator importante, relacionado à produção, é a preservação da qualidade do produto, em toda a cadeia produtiva, visto que a sua utilização é totalmente destinada à alimentação animal e, ou humana. A preservação da qualidade física, fisiológica e microbiológica da soja é de fundamental importância para a cadeia alimentar considerando-se que, especialmente a contaminação por micotoxinas pode inviabilizar, totalmente, a sua utilização como matéria prima alimentar. A técnica em que se utiliza o esfriamento dos grãos armazenados, por meio de aeração com ar frio natural ou artificial permite o controle físico da qualidade dos grãos armazenados com grande eficiência. Reduz, de forma significativa, a aplicação de produtos tóxicos, de origem química, para o controle de fungos e de insetos-praga, com grande economia no processo de preservação da qualidade dos produtos armazenados, além de isentar o operador da exposição aos agentes químicos. Em função da característica dos grãos de serem maus condutores de calor, a técnica de esfriamento torna-se uma prática de grande economia para a preservação da qualidade destes produtos. É, praticamente, inexistente a transferência de calor, nos grãos secos, por meio do processo de condução. A transferência de calor se realiza, predominantemente, por convecção. A condutividade térmica é a medida da fluidez de energia por condução, normal a uma superfície, na unidade de tempo. No caso dos grãos, varia com a temperatura e com o seu teor de água. Em resultados experimentais, Nunes (2000) observou variações entre 0,07 e 0,13 W (m C) -1, na condutividade térmica da soja seca. A difusividade térmica é entendida como a variação da temperatura observada em um volume unitário de uma determinada substância (produto), em relação ao fluxo de energia entre duas faces, na unidade de tempo. Nunes (2002) observou valores entre 4, e 7, m 2 s -1 para soja seca e úmida, respectivamente. Estas propriedades térmicas são importantes por definirem a baixa taxa de condução de calor dos grãos, propiciando a eles a condição de, se esfriados, permanecerem frios, durante meses, mesmo que armazenados em ambiente natural. 178

3 Estudos realizados por Rulon e colaboradores, citados por Maier e Navarro (2002), avaliaram, comparativamente, o custo operacional anual do esfriamento e da aplicação de inseticidas e aeração com ar natural para o controle de pragas em milho pipoca. Concluíram que o custo operacional mais a fumigação foi 120% superior ao do esfriamento. Esfriaram, também, trigo colhido no período de verão, no Meio Oeste americano e verificaram que o custo operacional anual foi de UU$ 1,47/t para o esfriamento e de UU$ 2,93/t para a fumigação mais aeração. Navarro et al. (2002) informaram que, pelo fato dos insetos-praga não controlarem a temperatura do corpo, a sua reprodução e o seu desenvolvimento amenta conforme aumenta a temperatura, considerando-se certos limites. A maioria deles torna-se inativo em temperaturas baixas (10 a 15 C) e morrem em temperatura entre 0 e 5 C. Maier e Navarro (2002) avaliaram o consumo energético para o esfriamento de 560 t de trigo, de 28 para 14 C. Verificaram o requerimento de 4,0 kwh t -1 para realizar o trabalho. Em outro trabalho, verificaram a necessidade de 4,7 kwh t -1 para esfriar 699 t de trigo de 37 para 19 C. Lacerda Filho et al. (2007) compararam os custos energéticos para esfriar artificialmente e aerar com ar natural, dois silos de t. A temperatura inicial do milho no silo aerado variou entre 21,6 e 22,2 C e a final entre 23,0 e 35,0 C. No silo esfriado variou entre 19,0 e 26,0 C e a final entre 15,0 e 22,0 C. A média do teor inicial de água do milho no silo aerado foi de 12,2% (b.u.) e a final foi de 10,6% (b.u.) e no esfriado, a inicial foi 13,0 % (b.u.) e a final foi 13,5% (b.u.). O consumo específico de energia para realizar a aeração com ar natural foi de 5,93 kwh t -1 e para o esfriamento foi de 2,12 kwh t -1. O custo de energia elétrica da aeração foi de R$8,65 t -1 e do esfriamento foi de R$1,12 t -1. O tempo de armazenagem foi de 120 dias. Os equipamentos utilizados para aerar tinham potência de 104 kw e para o esfriamento, a potência foi de 180 kw. Com base no exposto, objetivou-se, com este trabalho, avaliar a qualidade de grãos de soja, com diferentes teores de água, armazenados em ambiente esfriado (15 C) e ambiente com temperatura controlada (30 C), durante 180 dias. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi instalado na Área de Pré-processamento e Armazenamento de Produtos Vegetais do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade 179

4 Federal de Viçosa, em Viçosa, MG. Utilizaram-se duas câmaras climáticas, reguladas para manterem a temperatura em 15 e em 30 C, respectivamente, com variação termostática de ±2 C. A umidade relativa do ar no interior das câmaras variou entre 56 e 60%. Utilizaram-se sementes de soja provenientes das unidades experimentais do BIOAGRO/UFV, cujo teor inicial de água era de 22% (b.u.). As sementes foram secadas em secadores de leito fixo, com ar aquecido até 40 C. Para obter os teores de água de 20, 18, 16, 14 e 12% (b.u.) utilizou-se o processo gravimétrico, quando foi estimada a variação da massa de água evaporada durante a secagem, para cada faixa de umidade desejada, a partir dos 22% (b.u), separando-se as frações da massa para cada um dos teores de água desejado. O teor final de água foi medido depois das sementes serem esfriadas com ar na temperatura ambiente. Os resultados de cada uma das avaliações foram obtidos com base na média de três repetições. O período de armazenagem foi de abril a outubro de Utilizou-se um experimento em parcelas subdivididas tendo, nas parcelas, um esquema fatorial 2 x 5 e, nas subparcelas, 5 avaliações, com 3 repetições. Adotaramse nas parcelas, duas condições de armazenamento (em câmaras climáticas à temperatura de 15 o C e 58±2% de umidade relativa, e temperatura de 30 o C e 58±2% de umidade relativa do ar no interior das câmaras), cinco teores de água (12, 14, 16, 18 e 20% b.u.), e nas subparcelas cinco intervalos de tempo de armazenagem (0, 45, 90, 135 e 180 dias). Os grãos de soja foram acondicionados em embalagens plásticas medindo 0,40 x 0,45 m, contendo 5 kg. Avaliaram-se as possíveis alterações dos grãos para as variáveis: teor de água, massa específica aparente, condutividade elétrica, germinação, envelhecimento acelerado. O teor de água, o peso de mil grãos, a germinação e o envelhecimento acelerado foram medidos conforme a metodologia descrita em Brasil (2009). A condutividade elétrica na solução contendo os grãos de soja foi feita utilizandose o Sistema de copo (VIEIRA e CARVALHO, 1994). A massa específica foi determinada por meio de balança de peso hectolitro com capacidade de 1 litro. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os grãos armazenados na temperatura de 15 C tinham teores iniciais de água de 12,57; 12,36; 15,93; 17,22 e 19,72% (b.u.). Decorridos os 180 dias de armazenagem os teores de água eram, respectivamente, 12,91; 12,82; 15,80; 17,02 e 19,67% (b.u.). Observou-se que, para as condições de temperatura 180

5 e umidades relativas estabelecidas experimentalmente, os grãos com teores de água inferiores a 13% (b.u.) tiveram, depois de 180 dias de armazenagem, pequenos incrementos nos seus valores, enquanto que aqueles que continham teores iniciais de água de 15,93 e 19,72% (b.u.) tiveram tendência de redução de umidade. Entretanto, devido à temperatura baixa, não se observou transferência de massa entre os grãos e o ar, resultando que o teor de água do produto foi quase inalterado durante todo o período de armazenagem, conforme se observa na Figura 1. Observa-se na Figura 1(b) que depois de 90 dias, a soja armazenada à 30 C, com teor de água maior que 16% (b.u.) foi totalmente destruída por fungos. Aos 180 dias, o teor de água era 11,2; 13,29 e 15,01% (b. u.). Os resultados da massa específica, com teor de água variando entre 11,48 e 19,72% (b.u.), estão apresentados na Figura 2. Armazenada a 30 C, a soja com teores de água de 17,85 e 19,67% (b.u.) degradou devido à infecção por micro-organismos, depois de 90 dias, impossibilitando a realização das análises laboratoriais. Os produtos com menores teores de água tiveram as variações esperadas nos valores da massa específica, conforme as indicações da literatura. O menor valor observado da massa especifica foi de 637,59 kg m -3, aos 90 dias de armazenagem, quando a soja estava infectada por fungos de diferentes espécies e o maior valor foi 691,73 kg m -3, quando a soja tinha 11,22% (b.u.), aos 135 dias de armazenagem. A partir deste período observouse decréscimo nos valores da massa específica. A soja armazenada a 15 C teve a massa específica variando entre 689,43 a 636,57 kg m -3, para os teores de água de 12,91 e 19,67% (b. u.), respectivamente, aos 180 dias de armazenagem. Figura 1. Valores de teores de água da soja (% b.u.) armazenada a 15 C (a) e a 30 C (b). 181

6 Figura 2. Variações observadas nos valores da massa específica aparente (kg m -3 ) da soja armazenada a 15 C (a) e a 30 C (b), durante 180 dias. Os valores médios da condutividade elétrica dos grãos de soja, armazenados a 15 ºC variaram entre 50,96 e 133,56 µs cm -1 g -1, enquanto que à 30 ºC variou de 52,29 a 322,33 µs cm -1 g -1, considerando-se o menor e o maior teor de água, respectivamente. Para grãos de soja saudáveis, estudos realizados por Vieira e Carvalho (1994), resultaram em valores entre 56 µs cm -1 g -1 e 46 µs cm -1 g -1. Valores baixos de condutividade elétrica indicam baixa lixiviação e consequentemente qualidade fisiológica elevada. Grãos armazenados em temperaturas baixas têm menor deterioração dos tecidos (Woodstock, citado por SIMONI, 2007). Em ambas as câmaras a condutividade elétrica aumentou com o aumento dos dias de armazenagem, o que indicou perda de qualidade do grão (Figuras 3). Entretanto, o incremento observado na temperatura de 30 C indicou danos de maior intensidade. Aos 180 dias, os resultados observados nos valores médios do teste padrão de germinação, nos grãos armazenados a 15 o C, com teores de água entre 12 a 20% (b.u.), variaram entre 98,7 e 55,3%, respectivamente. Para a soja armazenada a 30 o C, os valores estiveram entre 100,0 e 0% para a soja com 16% (b.u.), considerando-se que a soja com 18 e 20% (b.u.) foi totalmente deteriorada. Os resultados do índice de germinação observados nos testes de envelhecimento acelerado, no armazenamento à 15 o C, com teores de água variando entre 12 e 20% (b.u.) estiveram entre 99,3 e 44,7%, respectivamente,aos 180 dias de armazenagem, e a armazenada a 30 o C, teve o vigor (envelhecimento acelerado) reduzido para 63,3%, com teor de água de 12% (b.u.). Para os demais teores de água o índice de vigor chegou a 0%, depois de 180 dias (Figura 5). 182

7 Figura 3. Variação da condutividade elétrica da soja armazenada a 15 C (a) e a 30 C (b) durante 189 dias. Figura 4. Variação do índice de germinação da soja esfriada a 15 C (a) e armazenada a 30 C (b) durante 180 dias. Figura 5. Avaliação do vigor (envelhecimento acelerado), depois de 180 dias de armazenagem, da soja armazenada a 15 C (a) e a 30 C (b). 183

8 CONCLUSÕES Com base nos resultados experimentais pode-se concluir que: A técnica de esfriamento artificial, até a temperatura de 15 C é eficiente para armazenagem de grãos de soja, com teores de água igual ou inferior a 14% (b.u.), durante 180 dias, considerando-se os atributos qualitativos avaliados e, se armazenada a 30 C pode ter redução na massa específica, aumento no índice de condutividade elétrica e redução no índice de germinação e vigor, podendo ser totalmente degrada por fungos se o seu teor de água for igual ou superior a 16% (b. u.). A armazenagem da soja a 15 C propicia menor valor de condutividade elétrica em compara com a armazenagem a30 C, durante 180 dias. O índice de germinação da soja pode decrescer a zero, quando armazenada com teores de água maior que 14% (b.u.), em temperatura de 30 C e pode se manter acima de 90%, quando a temperatura é reduzida para 15 C, sendo, o teor de água, menor que 16% (b.u.), durante 180 dias. À temperatura de armazenagem até 15 C e teor de água igual ou menor que 14% (b.u.), durante 180 dias, Mantém-se o vigor das sementes de soja. Entretanto, em temperatura de 30 C, o vigor pode ser reduzido a partir dos 90 dia, mesmo que o teor de água seja 12% (b.u.). A armazenagem de soja, em ambiente natural, com temperatura de 30 C e com teor de água de até 14% (b.u.) pode manter o índice de germinação elevado; entretanto, o índice de vigor é reduzido drasticamente, em um período de até 180 dias. AGRADECIMENTOS À CAPES e ao CNPq pela concessão de bolsa e apoio financeiro aos laboratórios. À Cool Seed pelo apoio financeiro aos laboratórios. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CONAB. Acompanhamento da safra brasileira de grãos. Brasília: CONAB. Safra 2013/2014, v.1, n. 9, (nono levantamento), p. 1-80, Lacerda Filho, A. F. de; Demito, A.; Miranda, L.; Costa, C. A.; Heberli, E.; Volk, 184

9 M. B. S. Resultados comparativos do resfriamento artificial e aeração com ar ambiente durante a armazenagem de toneladas de milho a granel. Viçosa, MG: Relatório Final de Atividades Técnicas. (Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa). 8p., Maier, D. E.; Navarro, S. Chilling of grain by refrigerated air. In: Navarro, S.; Noyes, S. The Mechanics and Physics of Modern Grain Aeration Management. New York: CRC Press. p Navarro, S.; Noyes, R.; Jayas, D. S. Stored grain ecosystem an heat, and moisture transfer in grain bulks. In: Navarro, S.; Noyes, S. The Mechanics and Physics of Modern Grain Aeration Management. New York: CRC Press. p Nunes, A. S. Determinação das propriedades térmicas de grãos de soja. Dissertação. Faculdade de Engenharia Agrícola. Universidade Estadual de Campinas. Campinas: FEA, 124 p., Revista Rural. O PIB é agro!. Acessado em 11/06/2014. Simoni, F. Germinação e Vigor de Sementes de Soja em Função da Disponibilidade Hídrica do Solo e Presença de Phomopsis sojae Jaboticabal: FCAV. Tese. (Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinária, UNESP), 44p., (Tese de Doutorado). Vieira, R.D.; Carvalho, N.M. Testes de vigor em sementes. Jaboticabal-SP: FUNEP/UNESP,1994,164p. 185