ATIVIDADE DE AGUA, CRESCIMENTO MICROBIOLOGICO E PERDA DE MATÉRIA SECA DOS GRÃOS DE CAFÉ (Coffea arabica L.) EM DIFERENTES CONDIÇÕES DE ARMAZENAMENTO

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1 Revista Brasileira de rodutos Agroindustriais, Campina Grande, v.5, n.1, p.17-24, 17 ATIVIDADE DE AGA, CRESCIMENTO MICROBIOLOGICO E ERDA DE MATÉRIA SECA DOS GRÃOS DE CAFÉ (Coffea arabica L.) EM DIFERENTES CONDIÇÕES DE ARMAZENAMENTO aulo Cesar Afonso Júnior 1, aulo Cesar Corrêa 2, Fabrício Schwanz da Silva, Deise Menezes Ribeiro 4 RESMO Com o presente trabalho objetivou-se avaliar a influência das condições de armazenamento e teor de umidade sobre a atividade de água, perda de matéria seca dos grãos e o crescimento microbiológico no café armazenado. Nas condições de armazenamento em que o trabalho foi realizado, a análise dos resultados obtidos permitiu concluir que a disponibilidade de água em todos os tratamentos estudados apresentou-se sempre baixa (inferior a,4), independentemente do teor de umidade dos grãos de café, da temperatura e do período de armazenagem, o que impossibilitou o desenvolvimento de fungos toxigênicos nos testes realizados, e que o café submetido às diferentes condições de temperatura, teor de umidade inicial e período de armazenagem não apresentou perda significativa de matéria seca. alavras-chave: café, armazenamento, matéria seca, atividade de água WATER ACTIVITY, MICROBIOLOGICAL INCREASE AND DRY MATTER LOSS OF THE COFFEE GRAINS (Coffea Arabica L.) IN DIFFERENT STORAGE CONDITIONS ABSTRACT The present work aimed to evaluate the influence that storage conditions and moisture content have on the water activity, loss of dry matter and the microbiological growth in stored. The results allowed us to conclude that the water availability was lower than,4 in every tests. It made impossible the growth of the fungi, and there wasn t a significant loss of the dry matter in stored coffee which was submitted to different temperature initial moisture content. Keywords: coffee, storage, dry matter, water activity INTRODÇÃO O armazenamento do café sob condições inadequadas é considerado um dos principais fatores determinantes de perdas qualitativas e quantitativas (Coelho et al., 1). A perda de matéria seca, associada à atividade respiratória dos grãos, pode estar intimamente relacionada à sua perda qualitativa. Segundo opinigs (15), a velocidade respiratória de um grão é influenciada pelo seu teor de umidade, pela temperatura de armazenamento, permeabilidade das membranas, tensão de oxigênio e luz. 1 Eng. Agrícola, D.S., pesquisador EMBRAA-CAFÉ, Brasília-DF, CE , paulo.junior@embrapa.br 2 Eng. Agrônomo, D.S., rofessor Adjunto no DEA-FV, Viçosa, MG. Fone: (1) copace@mail.ufv.br Eng. Agrícola, M.S., Doutorando no DEA-FV, cep Viçosa, MG, fabrício.silva@vicosa.ufv.br 4 Eng. Agrícola, M.S., Doutoranda no DEA-FV, cep Fone: (1) - Viçosa, MG, deise@vicosa.ufv.br

2 1 Atividade de água, crescimento microbiológico e perda de matéria seca dos grãos de café..., Afonso Júnior et al. Contudo, não foram encontrados na literatura relatos sobre a perda de matéria seca dos grãos de café no armazenamento, embora para milho, estudos que avaliam os efeitos da temperatura, umidade relativa do ar, teor de umidade do grão e danos mecânicos sobre essa perda, vêm sendo feitos desde a década de (Saul e Steele,1; Steele et al.,1; NG et al., 1; Wilcke et al., 1). Ainda para o milho, Gupta et al. (1) estudaram as relações entre a perda de matéria seca e a qualidade dos grãos em diferentes teores de umidade e danos mecânicos, para determinar o máximo de perda de matéria seca que permitisse a obtenção de um produto de qualidade aceitável. Os autores verificaram que o milho com 1% de umidade pode apresentar perda de matéria seca superior a 1%, em casos de grãos isentos de danos mecânicos, e ainda ser considerado de qualidade aceitável. Admitindo o mesmo nível de dano mecânico, elevando-se o teor de umidade para 22%, observaram que a perda de matéria seca não pode ser maior que,25% para obter um produto final nos padrões de qualidade exigido pelo mercado. Dois anos mais tarde, imenta et al. (), avaliando o peso, a acidez, os sólidos solúveis, os açúcares e os compostos fenólicos de café colhidos em diferentes estádios de maturação, levantaram a hipótese de que os polissacarídeos presentes nos grãos de café, advindos da degradação do amido, podem ser metabolizados e produzir o dióxido de carbono (CO 2 ). Esses autores sugerem que tal fato leve à perda de peso no armazenamento e à produção de alguns ácidos prejudiciais à qualidade do produto. De acordo com Harris e Limbland (17), a perda de matéria seca por respiração em grãos de cereais, da ordem de,% ao mês, ocorre apenas para produtos com teor de umidade a 15 %(b.u.), quando submetidos à temperatura superior a C. Em temperaturas em torno de 2 C, para o mesmo teor de umidade, esta perda reduz-se à terça parte. No preparo do café via úmida, produzindo-se o café descascado, observa-se que, de acordo com o volume processado, muitas vezes o produto fica armazenado com teores de umidade iguais ou até superiores a %, nas próprias tulhas, aguardando a sua secagem nos secadores mecânicos. Grãos e sementes secos e com baixo nível de danificação mecânica, apresentam condições de estabilidade e têm baixa taxa respiratória durante a armazenagem. O aumento do teor de umidade induz o aumento desta taxa e o aumento da taxa metabólica dos fungos presentes na superfície e no interior destes grãos. A energia liberada, na forma de calor, proporciona o aumento da temperatura da massa de produto (Tripples, 15). ode-se observar que nos últimos tempos novas exigências ou parâmetros qualitativos vêm sendo acrescidos ao agronegócio café, principalmente pelos países importadores. Destes, o principal tem sido o monitoramento da ocratoxina, conhecida pela sigla OTA, e que é produzida principalmente pelas linhagens de fungo enicillium verrucosum e Aspergillius ochraceus. Enquanto A. ochraceus é relatado como sendo predominante de climas tropicais e,. verrucosum, e encontrado em zonas temperadas (Moss, 1). Christensen e Kaufmann (174), estudaram diversos produtos de origem vegetal e verificaram a atividade de água mínima para a sobrevivência dos principais fungos sob condições ótimas de temperatura (2 a C). Os valores obtidos para os microrganismos estudados se encontram na Quadro 1. A presença da água no produto pode ser medida de diferentes formas mas nem todos os métodos indicam a disponibilidade da água para os microrganismos, uma vez que nem toda a água do grão está igualmente disponível. A disponibilidade de água em materiais higroscópicos, tais como frutos e derivados, é melhor indicada pela atividade de água (Aw) ou pela umidade de equilíbrio com a umidade relativa do ar ambiente. A atividade de água e a umidade relativa quando atingido o equilíbrio são numericamente iguais (Brooker et al., 12). Quadro 1. Atividade de água (Aw) mínima para sobrevivência de fungos. Fungos Atividade de Água Aspergillus restrictus,7 Aspergillus halophilicus, Aspergillus glaucus,7 Aspergillus candidus, Aspergillus ochraceus, Aspergillus flavus,5 enicillum (diversas espécies),5 Especificamente para o café, não foi encontrada na literatura especializada informação sobre a ecologia dos fungos toxigênicos, principalmente relacionadas à atividade de água. Enfim, a ausência de estudos sobre a influência das condições de armazenamento, temperatura, teor de umidade e atividade de água sobre a ocorrência de fungos e bactérias e sobre as perdas de matéria seca é que motivaram a Revista Brasileira de rodutos Agroindustriais, Campina Grande, v.5, n.1, p.17-24,

3 Atividade de água, crescimento microbiológico e perda de matéria seca dos grãos de café..., Afonso Júnior et al. 1 realização deste trabalho. Assim, objetivou-se com este estudo, de maneira geral, avaliar a influência das condições de armazenamento e teor de umidade sobre a atividade de água, perda de matéria seca dos grãos e desenvolvimento microbiológico no café armazenado. Especificamente, objetivou-se quantificar a perda de matéria seca e a atividade de água destes grãos e analisar o seu efeito na ocorrência de fungos toxigênicos para diferentes teores de umidade e em diferentes temperaturas. MATERIAL E MÉTODOS Este trabalho foi realizado no Laboratório de ropriedades Físicas e Avaliação de Qualidade de rodutos Agrícolas do Centro Nacional de Treinamento em Armazenagem (CENTREINAR) e no Laboratório de Fisiologia de Microrganismos do Departamento de Microbiologia, todos localizados no campus da niversidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG. Foram utilizadas amostras de café da variedade Catuaí Vermelho, descascado e seco à sombra com os teores de umidade de aproximadamente 1, 17, 15, 1, 11 e % (base úmida), acondicionadas em embalagens convencionais de juta, e armazenadas em câmaras com temperatura controlada de,, e 4 C, durante doze meses. As diversas avaliações foram feitas no início e a cada três meses de armazenamento. A ocorrência de fungos foi determinada pelo método clássico de contagem em placas. A determinação da atividade de água (A W ) de cada amostra foi feita, utilizando o medidor de atividade de água, modelo AW Sprint TH 5. ara quantificar a perda de matéria seca do café armazenado sob as diferentes condições, foram utilizadas as avaliações da massa da matéria seca de mil grãos e da massa específica aparente da matéria seca. ara a avaliação da massa da matéria seca de mil grãos, utilizou-se a metodologia proposta por roctor e Rowley (1). De cada um dos tratamentos, foram retiradas, aleatoriamente, três sub-amostras de mil grãos, as quais foram secas em estufa a 5 C até peso constante, e pesadas, após o seu resfriamento, em dessecador até a temperatura ambiente, utilizando-se uma balança analítica com precisão de,1 g. A avaliação da massa específica aparente da matéria seca de cada amostra foi realizada em três repetições, utilizando-se uma balança de peso hectolítrico, de capacidade de ¼ de litro. ara a determinação do teor de umidade foi utilizado o método padrão de estufa, conforme as recomendações das Regras para Análises de Sementes (Brasil, 12). Os resultados obtidos foram interpretados por meio de análise de variância e regressão. Os modelos foram escolhidos baseados na significância dos coeficientes de regressão ( s), utilizando-se o teste de t ao nível de 5% de probabilidade, no coeficiente de determinação (R 2 ) e no fenômeno em estudo. RESLTADOS E DISCSSÃO Na Tabela 1, são apresentados os valores médios dos teores de umidade e atividade de água dos diferentes lotes de café, durante o armazenamento do produto, em condições controladas de temperatura. Verifica-se, pelos resultados apresentados, de modo geral, a tendência de redução do teor umidade dos lotes de produto armazenados com o prolongamento do período de armazenamento, principalmente, para o café com teor de umidade inicial mais elevado, para todas as temperaturas investigadas. Essas alterações ocorreram devido, principalmente, às mudanças de umidade relativa do ar ambiente e, conseqüentemente, da atividade de água, ocorridas durante o período de armazenamento, conforme indicado pela Tabela 1. No entanto, nota-se que os teores de umidade de todas as amostras de café, já a partir do sexto mês de armazenagem, apresentaram valores tendendo ao equilíbrio higroscópico e sempre inferiores a 1% b.u., o que, conforme a literatura especializada, representa um limite para o armazenamento seguro do café. Observa-se, ainda, na tabela apresentada, uma relação de proporcionalidade direta entre os valores de teor de umidade do café e atividade de água do produto, ou seja, a redução da umidade relativa do ar ambiente, nos diferentes níveis de temperatura, proporcionou uma diminuição dos teores de umidade do produto. Na Tabela 2, são apresentadas as equações de regressão ajustadas para os diferentes níveis de temperatura de armazenamento do café, que relacionam o período de armazenagem e o teor de umidade inicial do produto com a massa de matéria seca de mil grãos e a massa específica aparente da matéria seca do café analisado. Verifica-se que não ocorreu efeito significativo da temperatura e teor de umidade inicial sobre a perda de matéria seca nos cafés armazenados ao final do período de meses de armazenagem, independentemente do teste analisado. Revista Brasileira de rodutos Agroindustriais, Campina Grande, v.5, n.1, p.17-24,

4 Atividade de água, crescimento microbiológico e perda de matéria seca dos grãos de café..., Afonso Júnior et al. Tabela 1. Valores médios de teor de umidade (%b.u.) e atividade de água (adimensional) do café armazenado em diferentes condições de temperatura durante o período de meses. Temperatura de eríodo de Armazenamento (meses) Armazenagem (ºC) Inicial () Teor de umidade (% b.u.),1,5,,,2 11,,7,,2, 1,,,,,1 15,,1,7,,2 17,,,,4,2 1,2 11,2,2,4,,1 1,,2 11,7 11, 11,,, 11,1 11,4 1,,,1 11, 11,5 15, 1,2, 11, 11, 17,,,4, 11, 1,2 15,2,,2 11,7,1 11,5,7,4,5 11, 11,5,7,, 1, 11,7,,, 15, 11, 11,,5,4 17,,2 11,4,, 1,2, 11,5,, 4,1 7,,2 5,7 5, 11,,, 5,5 5,5 1,,,2 5,5 5, 15, 7,, 5, 5,7 17,,,5 5,7, 1,2,5, 5,, Atividade de Água (adimensional),1,55,4,1,5,5,5,5,5,5,57,541,45,4,4,51,524,4,521,51,7,57,5,552,52,4,55,55,51,4,1,5,574,,55,5,1,57,54,54,57,5,57,57,542,51,557,55,1,57,7,52,547,15,577,4,,552,27,51,1,5,55,5,4,5,577,4,521,444,57,5,52,52,45,51,54,5,54,47,7,,57,5,44,4,1,52,42,454 4,1,55,,7,45,5,521,,7,42,57,4,2,7,422,51,45,55,75,4,7,5,7,7,44,4,521,77,,42 Revista Brasileira de rodutos Agroindustriais, Campina Grande, v.5, n.1, p.17-24,

5 Atividade de água, crescimento microbiológico e perda de matéria seca dos grãos de café..., Afonso Júnior et al. Tabela 2. Equações de regressão ajustadas para massa de matéria seca de mil grãos (MS) e massa específica aparente da matéria seca do café ( MS ), em função do período de armazenamento () e do teor de umidade inicial (I), para os diferentes níveis de temperatura (T) e respectivos coeficientes de determinação. 21 ropriedade Temperatura (ºC) Equação R 2 M S = 1,5 Massa de Matéria Seca M S = 17,2 De mil grãos M S = 17,21 (g) 4 M S = 17, MS =, Massa Específica MS = 7,5 Aparente da Matéria Seca MS =,47 (kg.m - ) 4 MS = 7,5 não significativo Os efeitos do período de armazenagem e do teor de umidade inicial do produto sobre a massa de matéria seca de mil grãos e a massa específica aparente da matéria seca do café são mostrados nas Figuras 2 a 5. Segundo Thompson (172), o histórico da cultura, o teor de umidade inicial dos grãos e a interação entre temperatura de armazenagem e umidade relativa do ambiente podem influenciar a taxa respiratória e, dessa forma, a perda de matéria seca desse produto no armazenamento. ortanto, os resultados obtidos sugerem que o baixo nível de umidade relativa do ambiente e, conseqüentemente, de atividade de água, tenha contribuído decisivamente para uma significativa redução da taxa respiratória e manutenção da matéria seca do produto, mesmo para os níveis mais elevados de umidade inicial e temperatura de armazenamento do café. MS MS Matéria Seca de Mil Grãos (g) Matéria Seca de Mil Grãos (g) midade Inicial (% b.u.) 1 midade Inicial (% b.u.) 1 a b Figura 2. Valores e de massa de matéria seca de mil grãos de café, em função do período de armazenamento e do teor de umidade inicial do produto, para a temperatura de armazenagem de (a) e ºC (b). Revista Brasileira de rodutos Agroindustriais, Campina Grande, v.5, n.1, p.17-24,

6 22 Atividade de água, crescimento microbiológico e perda de matéria seca dos grãos de café..., Afonso Júnior et al. MS MS Matéria Seca de Mil Grãos (g) Matéria Seca de Mil Grãos (g) midade Inicial (% b.u.) 1 midade Inicial (% b.u.) 1 a b Figura. Valores e de massa de matéria seca de mil grãos de café, em função do período de armazenamento e do teor de umidade inicial do produto, para a temperatura de armazenagem de ºC (a) e 4 ºC (b). ME ME MS (kg.m - ) 7 5 MS (kg.m - ) midade Inicial (% b.u.) 1 midade Inicial (% b.u.) 1 a b Figura 4. Valores e de massa específica aparente da matéria seca ( MS ) dos grãos de café, em função do período de armazenamento e do teor de umidade inicial do produto, para a temperatura de armazenagem de ºC (a) e ºC (b). Revista Brasileira de rodutos Agroindustriais, Campina Grande, v.5, n.1, p.17-24,

7 Atividade de água, crescimento microbiológico e perda de matéria seca dos grãos de café..., Afonso Júnior et al. 2 ME ME MS (kg.m - ) MS (kg.m - ) midade Inicial (% b.u.) 1 midade Inicial (% b.u.) 1 a b Figura 5. Valores e de massa específica aparente da matéria seca ( MS ) dos grãos de café, em função do período de armazenamento e do teor de umidade inicial do produto, para a temperatura de armazenagem de ºC (a) e 4 ºC (b). CONCLSÕES Nas condições de armazenamento em que o trabalho foi realizado, a análise dos resultados obtidos permitiu concluir que: - a disponibilidade de água em todos os tratamentos estudados apresentou-se sempre baixa (inferior a,4), independentemente do teor de umidade dos grãos de café, da temperatura e do período de armazenagem, o que impossibilitou o desenvolvimento de fungos toxigênicos nos testes realizados; - o café armazenado nas diferentes condições de temperatura, teor de umidade inicial e período de armazenagem não apresentou perda significativa de matéria seca. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Brasil. Ministério da Agricultura e Reforma Agrária. Regra para análise de sementes. Brasília: DNDV/CLAV, 12. 5p. Brooker, D.B.; Bakker-Arkema, F.W.; Hall, C.W. Drying and storage of grains and oilseeds. Westport: The AVI ublishing Company, p. Christensen, C. M.; Kaufmann, H. H. Microflora. In: Christensen, C. M. Storage of cereal grain and their products. St. aul: American Association of Cereal Chemists, 174. p Coelho, K.F.; ereira, R.G.F.A.; Vilella, E.R. Qualidade do café beneficiado em função do tempo de armazenamento e de diferentes tipos de embalagens. Revista Brasileira de Armazenamento, Viçosa, v. especial, n. 2, p.22-27, 1. Gupta,.; Wilcke, W.F.; Morey, R.V.; Meronuck, R.A. Effect of dry matter loss on corn quality. 1 ASAE Annual International Meeting. aper n. 42. Harris, K.L.; Limbland, C. ost-harvest grain loss assessment methods. St. aul: American Association of Cereal Chemistis, 17. 1p. Moss, M.D. Mode of formation of ochratoxin A Food Addtives and Contaminants 1, supplement, 5-, 1. Ng, H.F., Wilcke, W.F., Morey, R.V., Meronuck, R.A., Lang, J.. Mechanical damage and corn storability. Transactions of the ASAE, v. 41, n. 4, p. 5-1, 1. imenta, C.J.; Costa, L.; Chagas, S.J.R. eso, acidez, sólidos solúveis, açúcares e compostos fenólicos em café (Coffea arabica L.), colhidos em diferentes estágios de maturação. Revista Brasileira de Armazenamento, Viçosa, v. especial, n.1, p.2-,. Revista Brasileira de rodutos Agroindustriais, Campina Grande, v.5, n.1, p.17-24,

8 24 Atividade de água, crescimento microbiológico e perda de matéria seca dos grãos de café..., Afonso Júnior et al. opinigis, F. Fisiologia da Semente. Brasília: AGILAN, p. roctor, D.L.; Rowley, J.Q. The thousand grain mass (TGM): a basis for better assessment of weight losses in storage grain. Tropical Storage rod. Inf. v.45, p.1-2, 1. Saul, R.A.; Steele, J.R. Why damaged shelled corn costs more to dry. Agricultural Engineering, St. Joseph, v.47, n., p.2-2, 7, 1. Steele, J.L., Saul, R.A., Hukill, W.V. Deterioration of shelled corn as measured by carbon dioxide production. Transactions of the ASAE, v., n.5, p. 5-, 1. Thompson, T.L. Temporary storage of highmoisture shelled corn using continuous aeration. Transactions of the ASAE, v. 15, n.2, p. -7, 172. Tripples, K.H. Quality and nutritional changes in stored grain. In: JAYAS, D.S.; WHITE, N.D.G.; MIR, W.E. (Ed.) Storage-grain ecosystems. New York: Marcel Dekker, 15. p Wilcke, W.F., Gupta,., Morey, R.V., Meronuck, R.A. Effect of changing temperature on deterioration of shelled corn. ASAE Annual International Meeting, Orlando, 1. aper n. 41. Revista Brasileira de rodutos Agroindustriais, Campina Grande, v.5, n.1, p.17-24,

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