Influência da potência do forno micro-ondas em genótipos de milho pipoca. Influence of microwave potency in popcorn genotypes

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1 Influência da potência do forno micro-ondas em genótipos de milho pipoca Influence of microwave potency in popcorn genotypes Arthur Bernardeli , Diondevon Rocha , Michelle Brandão , Pablo Teixeira Resumo: O milho-pipoca (Zea mays L.) é um cereal de relevante importância a nível global. Para o Brasil essa importância é ainda mais acentuada, pois, o país representa o segundo maior consumo mundial do milho-pipoca. O alto consumo desse cereal implica em desenvolvimento de trabalhos em programas de melhoramento para lançamento de materiais que possam alavancar a oferta do milho-pipoca para os brasileiros, com o intuito de atender toda a demanda. Programas de melhoramento do milho-pipoca tem entre os seus principais objetivos a produtividade e a capacidade de expansão CE (volume de pipoca obtido / massa de grãos de milho-pipoca estourada). O mercado de milho-pipoca exige que a CE seja superior de 40 ml/g, o que justifica o melhoramento focado nesta característica de qualidade e a execução de estudos sobre a eficiência no estouro do grão. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a melhor combinação entre três genótipos de milho pipoca e a potência utilizada no forno microondas para estouro dos grãos de milho para o caráter capacidade de expansão. Foram utilizadas três marcas comerciais (Yoki Premium, Pereira e Ladeira) e três níveis de potências do micro-ondas (60, 80 e 100%). Em potência máxima (100%), o genótipo Yoki Premium apresentou maior CE. Com 80% de potência, os genótipos Yoki Premium e Pereira foram os que apresentaram maior CE. E com 60% de potência, não houve diferença entre os genótipos. Palavras chave: capacidade de expansão, programas de melhoramento, Zea mays L. Abstract: Popcorn (Zea mays L.) is an important cereal worldwide. In Brazil, its importance is even more relevant, once the county represents the second top consumer of this product. The high consumption of this grain results in the development of studies in breeding programs to release genotypes to strengthen its supply for the consumers, focusing to fulfill all the demand. Popcorn breeding programs has as its main objectives the grain yield and popping capacity (ratio between popcorn final volume after popping and popcorn grain mass). The popcorn market requires the popping capacity to be superior than 40mL/g, which justifies the breeding focused in this trait and in the efficiency in the popping process. This study has as objective to evaluate the best combination between three genotypes of popcorn and the potency used in the microwave equipment in the popping capacity. Three comercial brands (Yoki Premum, Pereira e Ladeira) and three levels of microwave potency (60, 80 e 100%). Under maximum potency (100%), the genotype Yoki Premium presented the higher popping capacity. Under 80% of total potency, the genotypes Yoki Premium and Pereira were the ones that resulted in higher popping capacity. Finally, under 60% of total potency, there was no difference between the genotypes. Keywords: breeding programs, popping capacity, Zea mays L. 1. Introdução O milho-pipoca (Zea mays L.) é um importante cereal cultivado em todo o mundo. Diferencia-se do milho comum por suas sementes estourarem sob ação de altas temperaturas (Brunson, 1937; Kantety et al., 1995; Larish & Brewbaker, 1999; Sawazaki, 2001; Silva, 2009), devido à resistência de seu pericarpo (Zinlsy & Machado, 1987) e por possuir grãos menores, maior prolificidade, menor vigor, maior suscetibilidade às doenças, e maior quantidade de endosperma duro em relação ao macio (Zinsly & Machado, 1987;

2 Ziegler & Ashman, 1994). No entanto, sua produção em vários países é insuficiente em relação à demanda, devido ao uso de variedades de polinização aberta ou daquelas com menor adaptabilidade às condições de cultivo extremas (Öz & Kapar, 2011; Ziegler, 2001). No Brasil, apesar da alta demanda que classifica o país como segundo maior consumidor mundial, são desenvolvidos número restrito de cultivares híbridas com características agronômicas e de qualidade favoráveis, tais como produtividade e capacidade de expansão [CE (ml/g) = volume de pipoca obtido / massa de grãos de milhopipoca estourada], respectivamente (Miranda et al., 2003; Rinaldi et al., 2007; Freitas Júnior et al., 2009; Mendes et al., 2010; Scapim et al., 2010; Paula et al., 2010; Sawasaki et al., 2003; Faria et al., 2008; Silva et al., 2013). A capacidade de expansão é avaliada quando o grão apresenta umidade em torno de 13%. Estudos de melhoramento da espécie são executados em programas de melhoramento genético em Viçosa, Sete Lagoas, Maringá, Londrina, Campinas, Piracicaba e Campos dos Goytacazes (Santos et al., 2008). Desta forma, o país está sob dependência de sementes híbridas importadas, como as cultivares P608, P608 HT, P618, P621 e P625 (Rangel et al., 2008), principalmente dos Estados Unidos (Faria et al., 2008; Silva et al., 2013), o qual adquire USS 1.5 bi com o mercado de sementes híbridas de milho-pipoca (Santos et al., 2008; Pacheco et. al., 1998; Galvão et al., 2000). Mato Grosso é o maior produtor nacional do grão, apesar de sua oferta estar em declínio nos últimos dois anos-safra, com produção total de e toneladas, respectivamente. Da mesma forma, a área plantada com a cultura no estado reduziu para e hectares, em 2015 e 2016, respectivamente (LSPA, 2016; Anuário Brasileiro do Milho, 2015). Também, a capacidade de expansão de genótipos superiores de milho pipoca tropicais está abaixo daquelas temperadas, com valores inferiores a 40 ml/g. No Brasil, apesar do alto consumo, é desenvolvido um número restrito de cultivares com boas características de qualidade como capacidade de expansão. Atualmente, o mercado exige milho-pipoca com CE acima de 40 ml.g-1, o que justifica o melhoramento focado nesta característica de qualidade e a execução de estudos sobre a eficiência no estouro do grão. O crescente uso de aparelhos micro-ondas nas residências fez com que este equipamento fosse usado na avaliação da capacidade de expansão em programas de melhoramento (Matta & Viana, 2001). A padronização da potência de uso do aparelho micro-ondas para tal avaliação e para o uso doméstico no estouro do milho-pipoca se mostra necessária, uma vez que grãos estourados sob potências superestimadas ou insuficientes resultam em menor CE. Portanto, tal estudo é fundamental para se obter melhor eficiência tanto no quesito uso de energia elétrica quanto no aproveitamento dos grãos de milho pipoca adquirido para alimentação. O objetivo deste trabalho foi avaliar a melhor combinação entre três genótipos de milho-pipoca e a potência utilizada no forno micro-ondas para estouro dos grãos de milhopipoca para o caráter capacidade de expansão. Sendo assim, a combinação que resultar em maior capacidade de expansão final dos grãos será aquela recomendada. 2. Material e Métodos Caracterização dos Tratamentos e Delineamento Experimental O experimento foi instalado no delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial, com três repetições, envolvendo três marcas de milho-pipoca (Yoki Premium, Pereira e Ladeira) e três níveis de potência do micro-ondas (100, 80 e 60% da capacidade nominal de 1260 watts). As amostras foram compostas por 30g de grãos de cada tratamento, as quais foram colocadas em pacote de papel comum pardo próprias para tal avaliação no forno micro-ondas. Utilizou-se o tempo médio de micro-ondas recomendado pelas marcas de milho pipoca, que é de 120 segundos.

3 O micro-ondas utilizado foi o Electrolux ME 28S com capacidade de 28 litros e potência de 1260 watts, cuja capacidade máxima de estouro grãos é 90g (Matta & Viana, 2001). Para mensuração do volume de pipoca estourada foi utilizada uma proveta de 1000 ml. Características Avaliadas A característica avaliada foi a Capacidade de Expansão (CE, ml/g), que é dada pela razão entre o volume de pipoca estourado e a massa de grãos inicial. Análises Estatísticas CE = volume de grãos estourados massa de grãos inicial Os dados foram submetidos à análise de variância, e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 1%. A interação foi desdobrada para P < 0,01. As análises foram efetuadas pelo programa SAEG (Sistema para Análises Estatísticas, 2007). Para a análise, foi adotado o modelo fixo Y ijk = m + G i + P j + GP ij + e ijk, em que G i representa genótipo, P j como potência, GP ij a interação entre genótipo e potência e e ijk o erro associado às unidades experimentais. 3. Resultados e discussão O milho de pipoca Yoki Premium apresentou superioridade dos valores observados para a capacidade de expansão, possuindo uma média de 23,19 ml/g, superior à média geral de todos os materiais que foi de 20,59 ml/g (Tabela 1). Esta marca no comércio chega a custar quase duas vezes o valor de outras marcas populares na região, como o Pereira e o Ladeira, podendo ser justificado por sua maior média de CE observada. O efeito da interação genótipos x potência do micro-ondas (GP ij) foi significativo para o caráter capacidade de expansão (p < 0,001) (Tabela 1), o que demonstra que seria mais viável o uso de potências diferentes dependendo da marca utilizada. Em potência máxima (100%), o genótipo Yoki Premium apresentou maior CE em relação ao genótipo Pereira, e não diferiu estatisticamente do genótipo Ladeira (Figura 1). Com 80% de potência, os genótipos Yoki Premium e Pereira apresentaram maior CE (Figura 1). Com 60% de potência, não houve diferença entre os genótipos em relação a CE (Figura 1). Para os genótipos Yoki Premium e Pereira, não houve diferença significativa na CE, entre as potências 80 e 100%, que por sua vez foram superiores a potência de 60% (Figura 1), dessa forma o preparo de pipoca dessas marcas com a potência máxima não é interessante, pois apresenta um desperdício de energia. No entanto, é importante destacar que não é recomendado o uso da potência de 60% do micro-ondas com o propósito de economia de energia, pois, neste caso, a CE apresentou pior desempenho em todos os tratamentos. Assim, o preparo de pipoca nessa potência não é recomendado. Para o genótipo Ladeira, a CE foi maior na potência de 100%, seguido pela potência de 80% e posteriormente de 60%. Também, foi estimado o coeficiente de determinação genotípico (H²), de estimativa igual à 88,91%. Este valor corresponde a proporção da variância fenotípica que é devida a variabilidade genética entre as médias dos tratamentos.

4 Tabela 1. Médias de Capacidade de Expansão (CE) em função de genótipos e potências do micro-ondas. Fator Capacidade de Expansão (ml/g) Genótipo (G) Yoki Premium 23,19 Pereira 19,19 Ladeira 19,41 Potência (P) 60 4, , ,56 G x P p<0,001 Média 20,59 CV (%) 12,39 40 Capacidade de Expansão (ml/g) Yoki Premium Pereira Ladeira ab ab ac aa aa bb aa ba aba Potência (%) Figura 1. Interação entre genótipos x potências do micro-ondas sobre a capacidade de expansão (CE). Médias seguidas da mesma letra, em cada genótipo, não diferem significativamente pelo teste Tukey, a 1%. 4. Conclusão O milho pipoca Yoki Premium apresentou maior CE em valores absolutos. Recomenda-se o uso da potência 80% para as marcas Yoki Premium e Pereira, uma vez que não apresentaram diferenças estatísticas no desempenho entre as potências 80% e 100%. Não se recomenda o uso da potência mínima utilizada (60%) para nenhuma das marcas.

5 5. Referências BRUNSON, A.M. Popcorn breeding. Yearbook Agricultural, v.1, p , FARIA, V.R.; VIANA, J.M.S.; SOBREIRA, F.M.; SILVA, A.C. Seleção recorrente recíproca na obtenção de híbridos interpopulacionais de milho-pipoca. Pesquisa Agropecuária Brasileira, p , FREITAS JÚNIOR, S.P.; JÚNIOR, A.T.A.; RANGEL, R.M.; VIANA, A.P. Genetic gains in popcorn by full-sib recurrent selection. Crop Breeding and Applied Biotechnology, v.9, p. 1-7, GALVÃO, J.C.C. et al. Comportamento de híbridos de milho pipoca em Coimbra, Minas Gerais. Rev. Ceres, Viçosa, v. 47, n. 270, p , KANTETY, R.V.; ZENG, X.; BENNETZEN, J.; ZEHR, B.E. Assessment of genetic diversity in dent and popcorn (Zea mays L.) inbred lines using inter-simple sequence repeat (ISSR) amplification. Molecular Breeding, v.1, p , LARISH, L.B., BREWBAKER, J. L. Diallel analyses of temperate and tropical popcorn. Maydica, Bergamo, v. 44, p , LSPA - LEVANTAMENTO SISTEMÁTICO DA PRODUÇÃO AGRÍCOLA. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, MATTA, F.P.; VIANA, J.M.S. Testes de capacidade de expansão em programas de melhoramento de milho pipoca. Sci. agric. vol.58 no.4 Piracicaba Oct./Dec MENDES, T.O.P.; JÚNIOR, A.T.A.; GONÇALVES, L.S.A.; SCAPIM C.A.; PETERNELLI, L.A.; SILVA, V.Q.R. Pi statistics underlying the evaluation of stability, adaptability and relation between the genetic structure and homeostasis in popcorn. Acta Scientiarum. Agronomy, v.32, p , MIRANDA, G.V.; COIMBRA R.R.; GODOY C.L.; SOUZA L.V.; GUIMARÃES, L.J.M.; MELO A.V. Potencial de melhoramento e divergência genética de cultivares de milho pipoca. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.38, p , PACHECO, C.A.P. et al. Estimativas de parâmetros genéticos nas populações CMS-42 e CMS-43 de milho pipoca. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 33, n. 12, p , PAULA, T.O.; GONÇALVES, L.S.A., JÚNIOR, A.T.A.; OLIVEIRA, E.C.; SILVAV.Q.R.; SCAPIM, C.A.; LOPES, A.D. Magnitude of the genetic base of commercial popcorn and in recommendation in Brazil. Crop Breeding and Applied Biotechnology, v.10, p , RANGEL, R.M.; JÚNIOR, A.T.A.; C.A. SCAPIM, C.A.; FREITAS JÚNIOR, S.P.; PEREIRA, M.G. Genetic parameters in parents and hybrids of circulant diallel in popcorn. Genetics and Molecular Research, p , RINALDI, D.A.; CARPENTIERI-PÍPOLO, V.; GERAGE, A.C.; RUAS, C.F.; FONSECA JÚNIOR, N.S.; SOUZA, A.; SOUZA, S.G.H.; GARBUGLIO, D.D. Correlação entre heterose e divergência genética estimadas por cruzamentos dialélicos e marcadores moleculares RAPD em populações de milho-pipoca. Bragantia, v.66, p , SAEG - Sistema para Análises Estatísticas, Versão 9.1: Fundação Arthur Bernardes - UFV - Viçosa, SANTOS, F.S.; JÚNIOR, A.T.A.; FREITAS JÚNIOR, S.P.; RANGEL, R.M.; SCAPIM, C.A.; MORA, F. Genetic gain prediction of the third recurrent selection cycle in a popcorn population. Acta Scientiarum. Agronomy, Maringá, v.30, p , SAWAZAKI, E. A cultura do milho pipoca no Brasil. O Agronômico, Campinas, v.53, n. 2, p , SAWAZAKI, E.; CASTRO, J.L. de; GALLO, P.B.; PATERNIANI, M.E.A.G.Z.; SILVA, R.M. da; LUDERS, R.B. Potencial de híbridos temperados de milho-pipoca em cruzamentos com o testador semitropical IAC 12. Revista Brasileira de Milho e Sorgo, v.2, p , 2003.

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