Arquivo - Programa de Pós-Graduação em Ciência de Alimentos

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
FACULDADE DE FARMÁCIA
MESTRADO ACADÊMICO EM CIÊNCIA DE ALIMENTOS
YOLANDA TORRES HERNANDEZ
CARACTERIZAÇÃO FÍSICO - QUÍMICA DE ALFACE CRESPA (Lactuca
sativa L) CULTIVADA EM SISTEMA HIDROPÔNICO – NFT(Nutrient Film
Tchnique) COM ÁGUA SALOBRA.
Salvador/BA
2013
YOLANDA TORRES HERNANDEZ
CARACTERIZAÇÃO FÍSICO - QUÍMICA DE ALFACE CRESPA (Lactuca
sativa L) CULTIVADA EM SISTEMA HIDROPÔNICO – NFT(Nutrient Film
Tchnique) COM ÁGUA SALOBRA.
Dissertação apresentada ao programa
de Pós-graduação em Ciência de
Alimentos, Faculdade de Farmácia,
Universidade Federal da Bahia, UFBA
para obtenção do título de Mestre em
Ciência de Alimentos.
Orientador: Prof. Dr. Celso Duarte
Carvalho Filho.
Salvador/BA.
2013
,
Sistema de Bibliotecas - UFBA
Torres Hernandez, Yolanda .
Caracterização físico - química de alface crespa (Lactuca sativa L) cultivada em
sistema hidropônico – NFT(Nutrient film tchnique) com água salobra / Yolanda Torres
Hernandez. - 2014.
87 f. : il.
Orientador: Prof. Dr. Celso Duarte Carvalho Filho.
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal da Bahia, Faculdade de Farmácia,
Salvador, 2013.
1. Alface. 2. Hidroponia. 3. Alface – Cultivo - Águas salinas. 4. Alface -Metais.
5. Hortaliças. 6. Espectrometria. I. Carvalho Filho, Celso Duarte. II. Universidade Federal
da Bahia. Faculdade de Farmácia. III. Título.
CDD - 635.5283
CDU – 635.5
Dedico
Aos meus pais;
Aos minhas irmãs;
Aos minhas sobrinhas;
iv
AGRADECIMENTOS
Agradeço a DEUS; por estar sempre presente em todo momento iluminando
meu caminho;
A minha família pela força e apoio;
À Universidade Federal da Bahia – Faculdade de Farmácia;
À Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Ciência de Alimentos,
representada na pessoa da Profª Drª Alaise Guimarães, pela oportunidade de
ingresso no Mestrado;
Ao Professor Dr. Celso Duarte Carvalho Filho pela orientação, compreensão e
apoio;
Ao Dr. Robson Mota, pela colaboração e acompanhamento na realização das
análises, e paciência na corroboração dos resultados;
Ao Dr. Tales Miller Soares, pelo apoio e pela acolhida na UFRB;
À
Profª
Drª.
Mariângela
Viera
Lopes
e
Mauricio
Palmeira
pelo
acompanhamento na realização das análises no laboratório de Bromatología
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 Pós graduação em Ciência de Alimentos por
toda sua ajuda e compreensão.
Aos Professores Eliete, Ryzia, Celso, Janice, Maria Eugênia, Rogeira, Ligia
Amparo, pelos conhecimentos que adquiri nas disciplinas;
v
À Professora Rose Carvalho, Maria de Fátima, Margarete e a todos do
Laboratório de Bromatologia;
Finalmente aos amigos que conheci na UFBA;
A todos, muito obrigada
vi
SUMARIO
LISTA DE FIGURAS ....................................................................................
x
LISTA DE TABELAS ...................................................................................
xi
RESUMO ...................................................................................................... xiii
ABSTRACT .................................................................................................. xiv
INTRODUÇÃO GERAL ................................................................................ 15
OBJETIVOS .................................................................................................
17
OBJETIVO GERAL .....................................................................................
17
CAPÍTULO 1
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................
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 produção da Alface ...........................................................
20
1.3.1 Cultivo orgânico ................................................................................
20
1.3.2 Cultivo Convencional .......................................................................
21
1.3.3 Cultivo Hidropônico ..........................................................................
21
2. O SISTEMA HIDROPÔNICO ..................................................................
21
2.1 Características Gerais ............................................................................
21
2.2 Estruturas de produção hidropônica .......................................................
23
2.2.1 O sistema hidropônico NFT ..............................................................
23
2.2.2 Solução Nutritiva ..............................................................................
24
2.3 Usos da água em hidropônica 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 TÓXICOS ...................................................................................
31
4.1 Absorção de metais pesados pelas plantas ..........................................
34
vii
5. TEXTURA .................................................................................................
35
6. COR .........................................................................................................
37
7 ANALISE MULTIVARIADA .....................................................................
39
7.1 Análise das Componentes Principais ..................................................
39
REFERÊNCIAS ............................................................................................
41
CAPITULO 2
CARACTERIZAÇÃO FÍSICO QUÍMICA DE ALFACE CRESPA PRODUZIDA
EM HIDROPONIA UTILIZANDO AGUA SALOBRA.
RESUMO ...................................................................................................... 50
ABSTRACT .................................................................................................. 51
1. INTRODUÇAO .........................................................................................
52
2. MATERIAL E METODOS ........................................................................
54
2.1 MATERIAL ..............................................................................................
54
2.1.1 Localização do Experimento ............................................................
54
2.1.2 Amostras de Alface ...........................................................................
54
2.2 METODOS ..............................................................................................
55
2.2.1 Caracterização físico-química...........................................................
55
2.2.2 Analise estatística .............................................................................
56
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................................
57
3.1 ANALESE DO TEOR DE NITRATO E NITRITO ...................................
60
3.2 ANALISE DE COR ................................................................................
63
3.3 ANALISE DE TEXTURA .....................................................................
64
4. CONCLUSÕES ......................................................................................
67
REFERENCIAS ..........................................................................................
68
viii
CAPITULO 3
DETERMINAÇÃO DE METAIS EM ALFACE CRESPA (Lactuta sativa L)
CULTIVADAS COM ÁGUAS SALOBRAS EM SISTEMA HIDROPONICO NFT
RESUMO .....................................................................................................
72
ABSTRACT .................................................................................................
73
1. INTRODUÇAO .........................................................................................
74
2. MATERIAL E METODOS ........................................................................
76
2.1 Localização do Experimento ...........................................................
76
2.2 Amostra de Alface ...............................................................................
77
2.3 Procedimento experimental ................................................................
77
2.4 Preparo das amostras para análise ...................................................
77
2.4.1 Procedimento de digestão das amostras de Alface ............................
77
2.5 MÉTODO ESTATÍSTICO ......................................................................
78
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ...............................................................
79
3.1 Análise multivariada para comparação e métodos analíticos das
amostras ....................................................................................................... 81
3.1.1 Análise de componentes principais (PCA) ....................................... 81
4. CONCLUSÕES .......................................................................................... 85
REFERENCIAS ............................................................................................. 86
ix
LISTA DE FIGURAS
CAPÍTULO 1
Figura 1. Diferentes tipos de alface ofertados no mercado brasileiro, com
folhas lisas, crespas e frisadas, de colora-ção verde ou roxa. ........................ 19
Figura 2. Esquema Básico para Instalação de Hidroponia no Sistema NFT... 24
Figura 3. Curva típica do texturómetro GF ...................................................
37
Figura 4. Diagrama de Cromaticidade a* e b* .............................................
39
CAPÍTULO 2
Figura 1. Vista externa, à esquerda e interna, à direita, da Casa de vegetação
da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia – UFRB, no Município de
Cruz das Almas ............................................................................................. 54
Figura 2. Análise de Cor das amostras de Alface cultivadas sob 4 diferentes
fontes de água ................................................................................................ 64
Figura 3. Análise de textura das amostras de Alface cultivadas sob 4 diferentes
fontes de água ................................................................................................ 66
CAPÍTULO 3
Figura 1. Casa de vegetação da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia
(UFRB), Cruz das Almas, Ba. ......................................................................... 76
Figura 2. Gráfico de pesos (PC1 x PC2) obtido para amostras de alface produzidas
no sistema hidropônico ............................................................................................... 82
Figura 3. Gráfico de scores obtidos para alface produzida em hidroponia
analisada pelo PCA ......................................................................................... 82
x
LISTA DE TABELAS
CAPÍTULO 1
Tabela 1. Composição físico-química da alface .........................................
19
Tabela 2. Teores totais de metais pesados considerados Fitotóxicos ........
35
CAPÍTULO 2
Tabela 1. Valores médios e desvio padrão de pH, acidez titulável, proteína,
vitamina C, fibra, umidade, em amostras de alface obtidas em sistema
hidropônico ..................................................................................................
57
Tabela 2. Valores médios e de nitrato (NO3-) e nitrito (NO2-) em amostras de
alface obtidas em sistema Hidropônico .......................................................
60
Tabela 3. Determinação de nitrato e nitrito nas águas puras e com solução
nutritiva empregadas no cultivo hidropônico da alface “Verônica”..............
62
Tabela 4. Valores médios obtidos do parâmetro L* e das coordenadas
cromáticas
a* e b* da análise de cor das amostras de Alface produzidas
com água salobra em sistema hidropônico .................................................
63
Tabela 5. Valores médios obtidos na análise de textura das amostras de Alface
produzidas com água salobra em sistema hidropônico ..............................
xi
65
CAPÍTULO 3
Tabela 1. Identificação das amostras de água coletadas nos municípios .... 76
Tabela 2. Concentrações em (mg kg-1) de metais em diferentes amostras de
alface hidropônico, por ICP OES, com (n = 3) ............................................. 80
Tabela 3. Concentrações em (mg kg-1) de metais e metalóides em diferentes
amostras de alface hidropônico, por ICP-MS, com (n = 3) ..........................
80
Tabela 4. Variância explicada para cada componente principal ................
81
xii
RESUMO
A alface se destaca entre as hortaliças folhosas como a mais produzida e
consumida no Brasil. Por ser consumida crua conserva todas as suas
propriedades nutritivas, porém seu consumo é de grande aceitação. Devido à
escasez de água potable a geração de tecnologias e pesquisa que permitam o
uso de águas salobras na produção de alimentos tornam-se importantes para o
cenário agrícola. O cultivo hidropônico é um sistema recente no Brasil que tem
muitas ventagens para o consumidor, para o produtor e para o meio ambiente,
tem menor gasto de água, de insumos agrí-colas e de mão-de-obra. Cultivada
em maior escala pela Técnica do NFT (Nutrient Film Technique ou fluxo
laminar de solução) devido à sua fácil adaptação ao sistema. Neste trabalho
foram analisadas as folhas de alface produzidas com água salobra
provenientes dos municípios de Cruz das Almas, Sapeaçu e Concepção do
Coité do semiárido e do recôncavo bahiano no sistema hidropônico NFT. Com
o objetivo de determinar suas características fisicoquimicas e a presença de
metais tóxicos. As amostras analisadas não apresentaram diferenças
significativas na maioria dos parâmetros. O pH da amostra produzida em
Sapeaçú foi 6,20 com diferenças que não afetaram as amostras. Os teores de
nitrito e nitrato encontrados foram inferiores ao limite máximo permitido pela
Comunidade Europeia. A cor das amostras apresentou diferença significativa
entre as amostras, a textura não apresentou diferença entre os valores médios
obtidos da espessura das amostras. Em relação às concentrações de metais
empregando a Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente
Acoplado (ICP OES) e Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente
Acoplado (ICP-MS). Os elementos potencialmente tóxicos não ultrapassaram o
limite máximo tolerado pela legislação brasileira e pelo Codex Alimentarius
exceto o Cr e Hg, onde o valor médio obtido ficou acima do estabelecido pela
legislação brasileira.
Palavras-chave:
Alface (Lactuca sativa); Hidroponia; sistema NFT; ICP-MS;
xiii
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, Sapeaçu and conception of Coité of the semi-arid one and the
recôncavobaiano 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 Sapeaçú 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;
xiv
INTRODUÇÃO GERAL
O consumo de hortaliças tem aumentado não só pelo crescente
aumento da população, mas também pela tendência de mudança no hábito
alimentar do consumidor, tornando-se inevitável o aumento da produção,
havendo necessidade de produzi-la em grande quantidade e qualidade, bem
como manter o seu fornecimento o ano todo. (OHSE, 1999)
Entre as hortaliças, a alface é a folhosa de maior valor comercial no
Brasil, sendo a sexta em importância econômica e oitava em ternos de volume
de produção (OLIVIERA et al. 2005), sendo uma das hortaliças mais presentes
na dieta da população brasileira, ocupando uma importante parcela do
mercado nacional (VIDIGAL et al., 1995). Esta hortaliça é fonte de vitaminas e
sais minerais, tendo a vantagem de ser um alimento de baixo valor calórico,
variando de 11 a 15 kcal. 100 g–1 em função do cultivar e do sistema de cultivo.
(OHSE, 1999).
Em cultivos convencionais, nem sempre são levados em consideração
às condições ambientais, os fertilizantes e os agroquímicos utilizados como
fontes de interferência na qualidade. (GUADAGNIN et al., 2005). Existe
também a produção orgânica que adota práticas de rotação de cultura,
aproveitamento de resíduos orgânicos e controle biológico, eliminando a
utilização de produtos químicos sintéticos, minimizando impactos ao meio
ambiente e melhorando a qualidade do produto (GUADAGNIN et al., 2005).
A hidroponia é um sistema de cultivo de plantas onde se utiliza solução
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 número de colheitas por ano, prescindir da rotação
da cultura, reduzir os gastos com agrotóxicos, obter um produto comercial de
melhor aspecto, além de ocupar um menor espaço físico para o cultivo.
(MOREIRA et al., 2001).
A alface (Lactuca sativa L.) é uma das hortaliças mais cultivada em
sistema hidropônico no Brasil e devido ao aumento da demanda, passaram-se
a comercializa-las frescas e minimamente processadas. A manutenção da
qualidade destes produtos é um fator fundamental, pois o consumidor exige um
15
produto fresco, de aspecto saudável, com boas características de cor, bem
como outros atributos sensoriais desejáveis na sua aparência. (MAISTRO,
2001; FREIRE JUNIOR et al., 2002).
O cultivo hidropônico em NFT (Técnica do Fluxo Laminar de Nutrientes)
já está bastante consolidado entre os hidroponistas do Brasil (MATHIAS, 2008).
O NFT é classificado entre as técnicas de cultivo hidropônico como um sistema
fechado, ou seja, uma técnica na qual o meio de cultivo, ou solução nutritiva,
circula pelo sistema continuamente. Esta característica confere a esta técnica a
possibilidade do cultivo utilizando águas salobras, pois não possui contato
direto com o meio ambiente e o uso da água torna-se mais eficiente (SANTOS,
2009; RODRIGUEZ, 2002). Essas vantagens potencializam a utilização da
hidropônia NFT como alternativa do cultivo com águas salobras nas regiões
semiáridas.
A região do Semiárido Nordestino tem apresentado um aumento
populacional nos últimos anos com consequente aumento da demanda hídrica.
A utilização de águas subterrâneas através de poços tubulares tem sido uma
alternativa de abastecimento local das comunidades rurais destas regiões. Nas
áreas do embasamento cristalino, os poços tubulares perfurados para captação
de água subterrânea geralmente são de baixas vazões e altas salinidades,
tornando inviável o seu uso para a agricultura convencional. (CABRAL &
SANTOS, 2007). A utilização dessas águas subterrâneas para uso agrícola
pode oferecer riscos ao meio ambiente, promovendo a salinização dos solos e
como consequência oferecer prejuízos á própria produção agrícola. (SANTOS,
2009). O Nordeste tem cerca de 170 mil poços perfurados, os quais produzem
frequentemente água salobra, imprópria para o consumo humano, sendo
utilizado cerca de 17 mil dessalinizadores para retirar o sal da água por meio
de osmose reserva. (FUNDAÇÃO BANCO DO BRASIL, 2008).
O aproveitamento das águas salobras subterrâneas no Semiárido
através de cultivos em sistemas hidropônicos, poderia beneficiar centenas de
milhares de famílias, proporcionando-lhes uma atividade econômica extra e
racional, mediante a exploração de poços que atualmente estão abandonados
ou são subutilizados justamente devido ao excesso de sais dissolvidos.
(SOARES et al. 2010; 2011).
16
OBJETIVOS
GERAL
Avaliar as características físico-químicas e a determinação de metais em alface
crespa (Lactuca sativa L), cultivada com águas salobras em sistema
hidropônico NFT.
.
ESPECÍFICOS
• Determinação dos parâmetros fisioquímicos pH, Acidez titulável, Proteinas,
Vitamina C, Fibra e Umidade na alface crespa hidropônica cultivada com aguas
salobras do recôncavo baiano e do semiárido.
• Determinação de nitrato NO3 - e nitrito NO2- em amostras de alface obtidas em
sistema hidropônico com agua salobra.
• Analisar os parâmetros de textura e cor da Alface crespa produzida em agua
salobra.
• Avaliar amostras de alface, produzidas no semiárido e no recôncavo baiano,
em relação à presença dos metais: Ca, Mg, Na, K, Fe, Zn, Al, Mn, Cu, Ba, As,
Cd, Cr, Co, Hg, Pb e, V.
17
CAPÍTULO 1
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
1. ALFACE – ASPECTOS GERAIS
1.1 A Alface – (Lactuca Sativa l)
A alface (Lactuca sativa l) pertence à família botânica astereceae da
ordem asterales e da classe magnoliatae (ALENCAR, 2003). É uma hortaliça
folhosa de grande importância na alimentação e saúde humana sendo fonte de
vitaminas, minerais e celulose. Originária da região do mediterrâneo há relatos
de sua utilização desde 4500 A.C. como planta medicinal que passou por
vários países da Europa e foi trazida para o Brasil pelos portugueses (GOTO,
1998; BORGES 2006). Pode ser classificada de acordo com as características
de variedade, de formato das folhas e de cabeça, 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 é o mais comum, e por esse motivo o
mais consumido no Brasil. Apesar da cultura não 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 é a hortaliça folhosa de maior valor comercial cultivada no Brasil com
cerca de setenta e cinco cultivares das quais aproximadamente dezoito são
nacionais. E é consumida com maior frequência em saladas cruas e
sanduiches sendo que as regiões sul e sudeste são as maiores consumidores
(LOPES, 2005)
O aproveitamento dos nutrientes da alface é favorecido por ser
consumida crua, destacando-se seu elevado teor em pró-vitamina A, que
alcança 4.000 UI em100 g de folhas verdes (cerca de quatro vezes o teor do
tomate), sendo, porém, bem mais baixo nas folhas internas brancas das
alfaces repolhudas. A produção de alface no Brasil é restrita ao mercado
nacional e, devido à perecibilidade do produto, as regiões de plantio se situam
normalmente próximas ao mercado consumidor. Na Tabela 1 observa-se os
principais compostos e seus valores na quantidade de100g do produto. (IBGE,
1996.)
18
Tabela 1. Composição físico-química da alface.
NUTRIENTE
QUANTIDADE
Calorias (Kcal)
Glicídios (g)
Proteínas (g)
Lipídios (g)
Cálcio (mg)
Fósforo (mg)
Ferro (mg)
Vitamina A (mcg)
Tiamina (mcg)
Riboflavina (mcg)
Niacina (mg)
Vitamina C (mg )
Umidade (%)
FONTE: IBGE, 1996
16
2,3
1,2
0,2
38
42
1,1
102
110
60
0,2
7,6
95
1.2 Tipos de Alface cultivados no Brasil
No Brasil, as alfaces mais conhecidas e consumidas são as crespas e as
lisas, algumas das quais foram melhoradas para o cultivo de verão ou
adaptadas para regiões tropicais, com temperaturas e pluviosidade elevadas,
mas nos últimos anos também 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 coloração verde ou roxa. FONTE:
EMBRAPA et, al, 2009.
19
1.3 Sistemas de produção da Alface
O cultivo da alface vem sendo praticado na forma orgânica, hidropônica e
convencional, que apresentam diferentes características na produção, podendo
influenciar nas propriedades dessa hortaliça (MIYAZAWA et al., 2001 apud
SANTANA, 2006).
Segundo Borguini (2006), orgânico é um termo de rotulagem que indica que os
produtos são produzidos atendendo às normas da produção orgânica e que
estão certificados por uma estrutura ou autoridade de certificação devidamente
constituída.
1.3.1 Cultivo orgânico: Se baseia no emprego mínimo de insumos externos.
No entanto, devido à contaminação ambiental generalizada, as práticas de
agricultura orgânica não podem garantir a ausência total de resíduos. Contudo,
é possível aplicar métodos que visem à redução, ao mínimo, da contaminação
do ar, do solo e da água. No Brasil, o sistema orgânico de produção está
regulamentado pela Lei Federal nº 10.831, de 23 de dezembro de 2003, que
contém normas disciplinares para a produção, processamento, envase,
distribuição, identificação e certificação da qualidade dos produtos orgânicos,
sejam de origem animal ou vegetal. De acordo com a referida Lei, considera-se
sistema orgânico de produção agropecuária todo aquele em que são adotadas
técnicas específicas para aprimorar o uso dos recursos naturais e
socioeconômicos disponíveis, e o respeito à integridade cultural das
comunidades rurais, O objetivo é alcançar a sustentabilidade ecológica e
econômica, a eliminação do uso de organismos geneticamente modificados e
radiações
ionizantes,
em
qualquer
fase
do
processo
de
produção,
processamento, armazenamento, distribuição e comercialização, e à proteção
do meio ambiente (BRASIL B, 2003).
Apesar de todas as determinações da lei que regem a prática do cultivo
orgânico ser favorável a uma produção de vegetais livres de substâncias
químicas, não isenta completamente os perigos biológicos. Assim, as boas
práticas agrícolas são fatores importantes para uma boa qualidade higiênicosanitária de frutas, verduras e legumes, tornando indispensável o cuidado com
a qualidade da água, cuidados técnicos e, principalmente, a manipulação póscolheita. A hidroponia é uma técnica agrícola em que as plantas são cultivadas
20
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. São
utilizados
adubos
orgânicos,
e
agrotóxicos,
compostos
amplamente
empregados no cultivo de hortaliças a fim de impedir ou eliminar pragas e
microrganismos, porém, muitos deles possuem um grande tempo de meia-vida
e sua decomposição no ambiente é longa (BALIONI et al., 2003).
1.3.3 Cultivo Hidropônico: O termo hidropônico deriva de duas palavras
gregas: hidro=água, e ponos,=trabalho. A junção dessas duas palavras
significa “trabalhar com a água” e, implicitamente, o uso de soluções de adubos
químicos para se cultivar plantas sem terra. Este significado opõe-se à
agricultura convencional, que poderia ser denominada de geoponia, do grego
geo = terra. (DOUGLAS, 1987).
2. O SISTEMA HIDROPÔNICO
2.1 Características Gerais
O cultivo hidropônico é uma alternativa de produção agrícola onde a
produtividade seguida de boa qualidade, vem sendo cada vez mais exigida.
Nessa técnica, os vegetais não entram em contato com o solo, sendo
produzidos em soluções nutritivas que circulam entre as raízes. Como na
agricultura orgânica, na hidroponia não se usam defensivos agrícolas. O cultivo
hidropônico protege a hortaliça contra fatores adversos do meio ambiente,
como chuvas, geadas e ventos fortes e outros, favorecendo a produtividade do
produto.
As
hortaliças
hidropônicas
devem,
necessariamente,
receber
nutrientes previamente dissolvidos em água, pois são cultivadas fora de seu
ambiente natural (terra), em tubos plásticos, por onde circula a água contendo
os fertilizantes químicos. (CAETANO et al, 1999).
Segundo Malavolta (1980), os alemães Saches (1860) e Knop (1865)
foram os primeiros a cultivar plantas em meio líquido de semente a semente,
21
usando soluções aquosas com o fornecimento de elementos indispensáveis
como N, P, K, Ca, Mg, Cl e Fe. Somente a partir de 1930 o professor Willian F.
Gericke, da Universidade da Califórnia, passou ao cultivo prático de hortaliças
entre outras, batizando assim essa técnica como hidroponia. Esse tipo de
cultivo vem sendo discutido e desenvolvido no mundo inteiro.
O cultivo hidropônico possui diversas vantagens como: possibilidade de
aproveitamento de áreas inaptas ao cultivo convencional, tais como zonas
áridas e solos degradados (TEIXEIRA, 1996); independência do cultivo às
intempéries tais como veranico, geadas, chuvas de granizo, ventos,
encharcamentos, e às estações climáticas, permitindo o cultivo durante todo o
ano (FAQUIN et al., 1996); Além disso possibilita a redução do uso de mão-deobra nas atividades “braçais” tais como, capina e preparo de solo, pois as
atividades na hidroponia são consideradas mais suaves, ocorre a antecipação
da colheita devido ao encurtamento do ciclo da planta, rápido retorno
econômico,
dispensa
a
rotação
de
culturas
e
economia
de
água
(CASTELLANE & ARAÚJO, 1995; FAQUIN et al., 1996; TEIXEIRA, 1996). Por
outro lado, possui algumas desvantagens como: o alto custo de instalação dos
sistemas (SANTOS, 1998; TEIXEIRA, 1996; FAQUIN et al., 1996); necessita
acompanhamento permanente do funcionamento do sistema, principalmente do
fornecimento de energia elétrica e controle da solução nutritiva (CASTELLANE
& ARAÚJO, 1994; FAQUIN, 1996); necessidade de mão-de-obra e assistência
técnica especializada e novos produtos e técnicas adequadas no controle de
pragas e doenças, pois, os agrotóxicos convencionais podem diminuir a
qualidade biológica do produto (SANCHEZ, 1996; TEIXEIRA, 1996; SANTOS,
1998).
Diversas técnicas de cultivo sem solo têm sido desenvolvidas: nutrient
film technique (NFT) denominado de técnica do fluxo laminar de nutrientes;
deep film technique (DFT) - também denominado de floating; em substrato e
em aeroponia - sistema em que as raízes das plantas ficam suspensas
recebendo água e nutrientes por atomizadores (FAQUIN; FURLANI, 1999). O
principal sistema de cultivo hidropônico em uso no Brasil é o NFT, ou seja, a
técnica do fluxo laminar de nutrientes. Descoberta pelo inglês Alan Cooper, nos
anos 70, a técnica NFT define-se como método de produção, no qual a planta
desenvolve seu sistema radicular parcialmente submerso em fluxo de água
22
reciclada, com dissolução de todos os elementos necessários. O fluxo corrente
de água não deve inundá-la por completo. Aproximadamente 2/3 das raízes
devem estar submersas para absorver a água e os nutrientes, e 1/3 no ar,
absorvendo oxigênio. Esse é o princípio básico do NFT (STAFF, 1998).
2.2 Estrutura de produção hidropônica
2.2.1 O sistema Hidropônico NFT
Para utilização da técnica NFT são necessárias bancadas de cultivo,
formadas por canais nos quais passa a solução nutritiva na forma de uma
lâmina, onde são colocadas as plantas. Segundo Furlani et al. (1999), as
dimensões das bancadas normalmente obedecem a certos padrões, que
podem variar de acordo com a espécie e com o tipo de canal utilizado.
Atualmente, os canais de cultivo não utilizam substratos e a sustentação das
plantas é feita através de uma placa (isopor, lona plástica de dupla face e
“tetrapack®) com orifícios, que também previne contra a entrada de luz e
aquecimento do sistema radicular das plantas (TEIXEIRA,1996). Algumas
empresas têm colocado no mercado canais de cultivo em forma de tubos de
polipropileno achatados com orifícios para a colocação das plantas. Podem ser
utilizadas como base telhas de fibra de vidro ou fibrocimento, ou ainda, tubos
de polivinil clorídrico (PVC) de 75 ou 100 mm (FAQUIN et al., 1996). No que se
refere à altura e à largura, a bancada deve ter: até 1,0m de altura e 2,0m de
largura para mudas e plantas de ciclo curto (hortaliças folhosas). O
comprimento da mesa de cultivo não deve exceder os 30m, para evitar
variações de temperatura e nos níveis de oxigênio e de sais da solução
nutritiva ao longo do canal de cultivo. Além disso, como normalmente há um
desnível
da mesa entre 2 e 4%, bancadas muito extensas instaladas em
terreno plano ficam com sua parte final muito próxima ao solo, prejudicando o
manejo e o escoamento da solução para o tanque de armazenamento e
aumentando os riscos de contaminação via solo, como esta demostrado na
figura 2. (FURLANI et al., 1999).
23
Figura 2. Esquema Básico para Instalação de Hidroponia no Sistema NFT.
Fonte: Hidroponia: Aquaponia, 2011.
2.2.2 Solução Nutritiva
Um dos aspectos mais importantes no cultivo de plantas em hidroponia é
a solução nutritiva. Esta deve ser formulada de acordo com o requerimento da
espécie que se deseja produzir, ou seja, conter, em proporções adequadas,
todos os nutrientes essenciais ao seu desenvolvimento (SCHMIDT, 1999). As
diversas variedades de espécies vegetais requerem diferentes quantidades de
nutrientes em suas soluções nutritivas, particularmente fósforo e potássio.
Destaca-se que a alface e outros vegetais folhosos requerem maiores doses de
nitrogênio que tomates e pepinos, enquanto estes requerem maiores doses de
fósforo, potássio e cálcio que as folhosas (RESH1997).
Além da adequação à espécie, composição da solução nutritiva pode
variar de acordo com o crescimento da planta, e a amplitude de
variação
depende da relação entre o seu crescimento e o volume de solução
empregado, sendo que, o crescimento das plantas não causa apenas
decréscimo nas quantidades de sais disponíveis para as raízes, mas também,
alterações qualitativas na solução, uma vez que nem todos os elementos são
absorvidos nas mesmas proporções (MARTINEZ, 1999).
A composição ideal de uma solução nutritiva não depende somente das
concentrações dos nutrientes, mas também de outros fatores ligados ao cultivo,
incluindo-se o tipo ou sistema hidropônico, as condições meteorológicas
(luminosidade, temperatura e umidade do ar), a época do ano, a idade das
24
plantas, a espécie vegetal e a cultivar em produção (FURLANI, 1995). Existem
diversos sais que podem ser utilizados no preparo das soluções nutritivas. Os
aspectos importantes nesta escolha, considerando-se que todos apresentam
qualidade incontestável, são a solubilidade e o custo unitário. Deve-se levar em
consideração que na adição de íons à solução nutritiva, de nada adiantaria se o
produto escolhido não apresentasse boa solubilidade (MORAES, 1997). Para o
cultivo da alface no sistema NFT o volume de solução no tanque não deve ser
inferior a 1 litro por planta. Quanto maior o volume, menores serão as
alterações na concentração dos nutrientes na solução. O volume de água
evapotranspirada deve ser reposto diariamente, bem como efetuado o
monitoramento do pH e CE (condutividade elétrica) (FAQUIN et al., 1996).
Experimentos conduzidos por Santos (1998), comparando diferentes
soluções nutritivas para o cultivo da alface, em vasos, no período de maio a
julho de 1995, observaram que a solução sugerida por CASTELLANE;
ARAÚJO (1995) apresentou produção superior às demais – (HOAGLAND;
AMON(1950); JENSEN; COLLINS (1985); UEDA (1990); CASTELLANE;
ARAÚJO (1995)). Segundo Alberoni (1998), existem alguns fatores que devem
ser controlados para o completo e perfeito desenvolvimento da planta e
aproveitando máximo da solução nutritiva como o pH que é tão importante
quanto a condutividade elétrica, pois as plantas não conseguem sobreviver
com valores de pH abaixo de 3,5. Os seus efeitos podem ser diretos, quando
houver efeitos de íons hidrogênio sobre as células; ou indiretos, quando afetam
a disponibilidade de íons essenciais para o desenvolvimento da planta.
Segundo Faquin; Furlani (1999), o acompanhamento da solução deve ser feito
diariamente através da medida do pH, mantendo seu valor na faixa de 5,5 a
6,5. Em valores acima de 7,0, geralmente ocorre a precipitação de
micronutrientes catiônicos na solução, induzindo deficiências nas plantas.
O controle da condutividade elétrica (CE) é de grande importância, pois
determina quanto há de nutrientes na solução (quantidade de íons). Quanto
mais íons tiver na solução, maior será a condutividade elétrica, e vice-versa.
Utilizando-se a solução nutritiva recomendada por Castellane e Araújo (1995) a
CE deve situar-se em torno de 2,8mS cm-1.
A oxigenação da solução nutritiva é importante para a respiração das
raízes. Quando a solução nutritiva apresenta baixos níveis de oxigênio (O2),
25
ocorre à morte dos meristemas radiculares, pequena ramificação das raízes e
baixa absorção de água e nutrientes. O conteúdo de (O2) na solução nutritiva
não deve ser inferior a 5ppm, sendo que o aumento do nível pode ser obtido
pela turbulência da solução nutritiva no reservatório, através do retorno da
solução sob pressão da bomba, ou através de borbulhamento com ar
comprimido (FAQUIN; FURLANI, 1999).
2.3 Uso da água em hidroponia para cultivo de alface
O cultivo hidropônico usando água salobra e ou rejeito da dessalinização
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 são propostas com o intuito de gerar tecnologia para uso
racional das águas subterrâneas salobras do Semiárido e do rejeito da
dessalinização por osmose reversa, sendo que nesse último caso o impacto
tecnológico seria duplo, por mitigar aquela que é uma das maiores restrições a
essa tecnologia: a destinação apropriada do seu rejeito (SOARES et al., 2006).
Desta forma, pode-se fazer a seguinte distribuição de uso de águas de
diferentes origens:
a) A Água no semi árido
Brasil tem uma posição importante com cerca de 12% da água doce
disponível no mundo (BRASIL, 2006). Apesar da situação, esse recurso não se
distribui equitativamente para todas as regiões do País. Tanto as águas
superficiais como as águas das chuvas se concentram mais em umas regiões
que em outras. (PAZ et al. 2000). A Região Nordeste ocupa 18,27% do
território brasileiro, com uma área de 1.561.177,8 km². Deste total, 962.857,3
km² situam-se no Polígono das Secas, conforme delimitado em 1936, através
da Lei 175, e revisado em 1951, abrangendo oitos Estados nordestinos –
exceto o Maranhão – e uma área de 121.490,9 km² em Minas Gerais2. Já o
Semi-Árido ocupa 841.260,9 km² de área no Nordeste e outros 54.670,4 Km²
em Minas Gerais, caracterizando-se por apresentar reservas insuficientes de
água em seus mananciais SUDENE (2003).
26
b) Uso das águas subterrâneas
A utilização das águas subterrâneas salobras para o uso agrícola pode
oferecer riscos ao meio ambiente, promovendo a salinização dos solos e
conseqüente redução da produção agrícola, (MAAS &HOFFMAN,1997).
As águas subterrâneas estão contidas nos espaços entre os solos e
embasamento rochoso
que compõe a região. Um conjunto de rochas sedimentares e cristalinas
compõe as Províncias Hidrogeológicas do Brasil (CABRAL & SANTOS, 2007).
As quantidades de águas subterrâneas estocadas no subsolo da região
dependem da porosidade do material rochoso, cuja dimensão é de ordem
milimétrica ou micrométrica, podendo esse ser poros ou espaços vazios das
rochas formadas por um grande número de grãos, também chamadas de
granulares, ou ser as fraturas ou fissuras das rochas duras ou compactas
(REBOUÇAS, 2004). No nordeste brasileiro, principalmente na região do
Semiárido, cerca de 50% de sua área é coberta por rochas do embasamento
cristalino (CABRAL & SANTOS, 2007).
Nas áreas cristalinas, os poços tubulares perfurados para captação de
água subterrânea geralmente são de baixas vazões e altas salinidades,
tornando inviável o seu uso para a agricultura convencional CABRAL &
SANTOS (2007). A composição química das águas subterrâneas depende,
tanto em quantidade como em qualidade. (De modo geral os principais sais
solúveis encontrados nas águas subterrâneas são os ânions CO3-, HCO3-, Cle SO4- e os cátions Ca2+, Mg2+, K+ e Na+ (SILVA JÚNIOR, 2007).
c) Dassalinizacão de âguas salobras
A dessalinização é um processo que converte água salobra em águas
de boa qualidade, e vem sendo praticada há mais de 50 anos. A escassez de
água de boa qualidade tem forçado o uso dessa prática em regiões áridas e
semiáridas e nos países que fazem limite com mares ou lagos com águas
salinas (VOUTCHKOV, 2004).
A osmose reversa é o processo mais utilizado para a dessalinização de
água, principalmente nas regiões semiáridas do Nordeste (PORTO, AMORIM &
ARAÚJO, 2001). O método de dessalinização por osmose reversa tem como
27
princípio de funcionamento o sentido inverso ao da osmose, por isso, a
denominação osmose reversa ou osmose inversa. (SANTOS, 2009).
As águas salobras em seu processo de dessalinização produzem, uma
água de boa qualidade e outra denominada de rejeito, também conhecida por
concentrado ou salmoura, que tem concentração de sais solúveis praticamente
dobradas com relação à água originalmente captada do poço (PORTO et al.
2001).
d) Utilizacão de águas salobras em sistema hidropônico
Segundo Rodrigues (2002), O cultivo hidropônico já vem sendo utilizado há
muito tempo em pesquisas com vegetais. O uso comercial no Brasil é recente.
O desenvolvimento do cultivo hidropônico brasileiro deve-se ao pioneirismo de
Shigueru Ueda e Takanori Sekine que trouxeram a técnica do Japão, a qual,
após o início 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 produção em pequenas áreas,
utilização racional de água e fertilizantes, redução das operações relacionadas
aos tratos culturais ao longo do ciclo da cultura, antecipação da colheita e
redução drástica de defensivos agrícolas, são alguns dos fatores que
contribuíram para sua difusão.
Atualmente existem vários problemas, dentre eles: o mau planejamento,
poucos técnicos especializados na área, a utilização de estruturas e materiais
impróprios para o cultivo, falta de informações sobre a cultura e sobre o
mercado, a falta ou o controle inadequado da temperatura, umidade,
luminosidade e de outros fatores ambientais ligados a nutrição da cultura e
problemas de pragas e doenças. (RODRIGUES, 2002).
Estudos estão sendo realizados no sentido de viabilizar o uso de águas
que até então eram considerada inadequada para uso produtivo de hortaliças
(SOARES, 2007, 2009, 2010).
2.4 Efeito da salinidade sobre as plantas
As plantas sujeitas ao estresse salino por vezes toleram mudanças
nestas condições em seu ambiente provocando o fechamento dos estômatos,
28
reduzindo a fotossíntese e diminuindo a translocação de nutrientes da raiz para
parte aérea (SILVA, 2002; SANTOS, 2008).
Os efeitos do estresse salino nas plantas são classificados em primários
e secundários. Os efeitos primários incluem: efeitos tóxicos específicos dos
sais; danos na permeabilidade das membranas e desequilíbrio metabólico em
nível de fotossíntese, respiração, anabolismo e catabolismo de aminoácidos,
proteínas e ácidos nucléicos (LEVITT, 1980). Os danos podem reduzir
significativamente os rendimentos e sua magnitude depende do tempo, da
concentração de íons, da tolerância das plantas e do uso da água pelas
culturas.
Os efeitos secundários da salinidade incluem efeitos osmóticos e
deficiência de nutrientes induzida pela competição do Na+ e do Cl- com os
demais nutrientes minerais durante o processo de absorção (LEVITT, 1980).
O excesso de sal absorvido pelas plantas promove desequilíbrio iônico
e danos ao citoplasma, o que é refletido pela transpiração, principalmente da
água, havendo nestas regiões acúmulo 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 desidratação e a desidratação
pode induzir estresse por aumento de temperatura. Aumento de temperatura
pode induzir deficiências de nutrientes. (EPSTEIN E BLOOM, 2006).
3. NITRATO E NITRITO
3.1 Nitrato
O nitrato é uma das formas inorgânicas do nitrogênio no solo e,
juntamente, com o amônio, constitui produto final da mineralização do
nitrogênio orgânico, contido em qualquer resíduo orgânico após adição ao solo
(DYNIA et al., 2006).
É a principal forma de nitrogênio encontrada nas águas. Concentrações
de
nitratos
superiores
a
5
mg.L-1
demonstram
condições sanitárias
inadequadas, pois a principal fonte de nitrogênio nitrato são dejetos humanos
e animais. Os nitratos estimulam o desenvolvimento de plantas, sendo que
organismos aquáticos como algas, florescem na presença destes e, quando em
29
elevadas concentrações em lagos e represas, pode conduzir a crescimento
exagerado, processo denominado de eutrofização (CINTRA FILHO, 2008).
Os impactos negativos resultantes da utilização do nitrogênio no meio
agrícola concentram-se na eutrofização de mananciais, sejam superficiais
sejam subterrâneos, dada sua grande mobilidade na forma de nitrato (GOMES
et al., 2008), a eutrofização reduz o oxigênio das águas, matando peixes e
outros componentes da fauna aquática (SYLVESTRE, 2010).
No organismo, o nitrato, que é ingerido em excesso com os alimentos,
pode ser reduzido para nitrito, entrando na corrente sangüínea, onde oxida o
ferro da hemoglobina, produzindo a metahemoglobina. Esta forma de
hemoglobina é inativa e incapaz de transportar o oxigênio para a respiração
normal das células dos tecidos, causando a chamada metahemoglobinemia
(GOMES et al., 2008).
O acúmulo de nitrato nos tecidos vegetais ocorre quando há desequilíbrio entre
a absorção e a assimilação desse íon, sendo que as quantidades excedentes
são
estocadas nos vacúolos
para
serem
assimiladas posteriormente
(ANDRIOLO, 1999).
3.2 Nitrito
O Nitrito é um estado intermediário do ciclo do nitrogênio, é formado
durante a decomposição da matéria orgânica e prontamente oxidada a nitrato.
Concentrações até 0,1 mg.L-1 são inofensivas, já em concentrações entre 0,1 e
0,5 mg.L-1 podem provocar danos a certas espécies de peixes, existe perigo
elevado em caso de concentrações superiores a 1 mg.L -1 (CINTRA FILHO,
2008) O risco da ocorrência de nitrito na água está no fato de que ele pode
combinar com aminas formando nitrosaminas, as quaissão cancerígenas e
mutagênicas (GOMES et al., 2008).
3.3 Nitrato e Nitrito em vegetais
Os nitratos e nitritos são constituintes naturais das plantas. Embora os
nitratos sejam aparentemente não tóxicos abaixo do seu limite máximo de
resíduo (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).
30
Os vegetais são a principal fonte de nitrato e nitrito na dieta humana (Amr &
Hadidi 2001). Vários estudos têm sido feitos na tentativa de identificar fatores
que determinam o acúmulo de nitrato em vegetais. Os teores de nitratos nos
vegetais dependem do tipo de planta, das condições de intensidade luminosa
em que são cultivados, do tipo de solo, temperatura, humidade, produção
intensiva, grau de maturidade, período vegetativo, momento da colheita,
tamanho da unidade vegetal, tempo de armazenamento e da fertilização
azotada. (TAMME et al., 2006).
Os níveis de nitrato em alface considerados aceitáveis para o consumo
humano variam bastante. Na Europa, vários Países têm estabelecido limites
máximos 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
verão (Van Der Boon et al., 1990). Do ponto de vista metabólico, o acúmulo de
NO3- nos tecidos dá-se pelo alto influxo do ânion sem que haja disponibilidade
de poder redutor proveniente do NADH+ para a redução no NO3- a NO2- pela
enzima Nitrato Redutase (Solomonson & Barber, 1990; Campbell, 1999), e da
Ferredoxina para a redução, pela Nitrito Redutase, do NO2- a NH4+ (Hewitt,
1975), cuja assimilação também depende da disponibilidade de esqueletos de
carbono (açúcares) para a formação de aminoácidos (Miflin & Lea, 1977; Pate,
1980). Como a Ferredoxina é reduzida em nível de cloroplastos a partir de
elétrons capturados pelo Fotossistema I, a planta no escuro tende a apresentar
um déficit de poder redutor, podendo acumular nitrito, que por “feedback” inibe
a ação da nitrato redutase, acumulando assim o NO3- absorvido. Para que isso
ocorra,
é
necessário
que
as
outras
variáveis
como
temperatura
e
disponibilidade de ATP sejam favoráveis à absorção do NO3 - (Rao & Rains,
1976; Fernandes, 1983). As variações cíclicas diurnas no influxo de NO3- e
NH4+ também promovem grandes variações no acúmulo tanto de N-NO3quanto N-amino livres, principalmente nas raízes das planta (Delhon et al.,
1995).
4. METAIS TÓXICOS
A expressão “metais pesados”, mesmo sendo muito utilizada, não é bem
definida, podendo-se empregar como sinônimos, “metais toxicos”, “elementos
traço”, “microelementos”, dentre outros. Define-se por metais pesados, o grupo
31
de elementos com densidade superior a 5 mg/mL. Embora o termo faça
menção aos metais, alguns autores também se referem ao metaloide arsênio
como um metal pesado. Alguns exemplos de elementos tóxicos bem
conhecidos e que possuem densidade superior a 5 mg/mL são: arsênio: 5,7
mg/mL; cádmio: 8,65 mg/mL; chumbo: 11,34 mg/mL; e mercúrio: 13,546 mg/mL
(SURUCHI e KHANNA, 2011).
O termo “metais pesados” é utilizados para elementos químicos que
contaminam o meio ambiente, provocando diferentes danos à biota, podendo
ser metais, semi-metais e mesmo não metais como o selênio.
Os principais elementos químicos enquadrados neste conceito são:
alumínio, antimônio, arsênio, cádmio, chumbo, cobre, cobalto, cromo, ferro,
manganês, mercúrio, molibdênio, níquel, selênio e zinco (COSTA, 1994). Esses
elementos são encontrados naturalmente no solo em concentrações inferiores
àquelas consideradas como tóxicas para diferentes organismos vivos. Entre os
metais, o arsênio, o cobalto, o cromo, o cobre, o selênio e o zinco são
essenciais para os organismos vivos.
A presença de metais muitas vezes está associada à localização
geográfica, seja na água no solo, e pode ser controlada, limitando o uso de
produtos agrícolas e
proibindo a produção de alimentos em solos
contaminados com metais pesados. Todas as formas de vida são afetadas pela
presença de metais dependendo da dose e da forma química. Muitos metais
são essenciais para o crescimento de todos os tipos de organismos, desde as
bactérias até mesmo o ser humano, mas eles são requeridos em baixas
concentrações e podem danificar sistemas biológicos (COSTA, 1994). Diferese de outros agentes tóxicos porque não são sintetizados e nem destruídos
pelo homem. É necessário serem consumidos em pequenas quantidades para
a realização de funções vitais nos organismos dos seres vivos, porém em
níveis excessivos esses elementos
podem ser extremamente tóxicos
(RAMALHO, 2001).
Esses
elementos
são
encontrados
naturalmente
no
solo
em
concentrações inferiores àquelas consideradas como tóxicas para diferentes
organismos vivos. Entre os metais, o arsênio, o cobalto, o cromo, o cobre, o
selênio e o zinco são essenciais para os organismos vivos. Para Jardim (1986)
a toxidez devido ao metal pesado para a planta e para o animal, deve ser
32
acompanhada e por isso medida pelas seguintes variáveis: diminuição no
crescimento ou redução na colheita, sintomas visíveis e concentração no
tecido. O primeiro efeito ou manifestação pode ser devido à interferência
provocada pelo elemento na absorção ou transporte.
O sintoma visível, que poderá não ser específico, é o resultado de uma
cadeia de acontecimentos que começa com uma alteração ao nível molecular,
continua com modificação subcelular que, por sua vez, conduz a uma alteração
celular a qual, finalmente, resulta em modificação no tecido, isto é, no sintoma.
Incidência de doenças, ataque de pragas, condições de clima (insolação,
chuva, seca, frio) podem provocar sintomas parecidos com os de toxidez. Para
saber se a anormalidade visível é causada pela toxidez de um elemento devem
ser considerados os seguintes aspectos:
a) generalização: o sintoma deve aparecer em áreas relativamente grandes e
não em plantas isoladas;
b) gradiente: de um modo geral os sintomas são mais acentuados em folhas
mais velhas, as mais novas mostrando-as menos pronunciados;
c) simetria: folhas de um mesmo par ou próximas umas da outras devem
mostrar a anomalia. Todas as formas de vida são afetadas pela presença de
metais, alguns desses elementos sendo benéficos, enquanto outros, danosos
ao sistema biológico, dependendo da dose e da forma química em que se
encontram (OGA, 2003).
Segundo Rodella et al (2001), os metais são classificados:
Micro-contaminantes
ambientais:
arsênico,
chumbo,
cádmio,
mercúrio,
alumínio, titânio, estanho e tungstênio;
Elementos essenciais e simultaneamente micro-contaminantes: cromo, zinco,
ferro, cobalto, manganês e níquel.
Para Camargo et al (1998), classificaram os elementos em três grupos
fundamentais:
a) Elementos essenciais
- Macroelementos: necessários na ordem de gramas (sódio, potássio,
magnésio e cálcio);
- Elementos em traço: necessários na ordem de miligrama (ferro, zinco, cobre e
manganês);
33
- Elementos em ultratraço: necessários na ordem de micrograma-nanograma
(vanádio, cromo, molibdênio, cobalto, níquel, silício, arsênio, selênio e boro).
b) Microcontaminantes ambientais
São elementos de origem natural e/ou de atividade antropica, como: atividade
produtiva, habitação e tráfego (chumbo, cádmio, mercúrio, berílio, tálio,
antimônio, tungstênio, alumínio, estanho e titânio).
c) Elementos essenciais e simultaneamente microcontaminantes
Atualmente
compreendem
os
seguintes
elementos:
cromo,
estanho,
manganês, níquel, ferro, zinco, arsênio, molibdênio e cobalto.
Metais essenciais, por sua vez, podem tornar-se nocivos ao organismo
quando ingeridos através de alimentos em quantidades muito acima das
nutricionalmente desejáveis, ou quando ocorra uma exposição por outras vias
que não a oral.
É importante salientar que o consumo de plantas com elevados teores
de metais pesados é uma fonte de contaminação para o homem. Os teores de
metais pesados das plantas cultivadas em solos não contaminados, geralmente
não causam problemas à saúde humana. (SILVA, 1999).
4.1 Absorção de metais pesados pelas plantas
As plantas desenvolveram mecanismos especializados para aumentar
a concentração de íons metálicos na solução do solo, ao modificar o ambiente
químico da rizosfera, acidificando o meio pela extrusão de H+ pelas raízes,
estimulando a desorção de íons dos sólidos do solo para a solução. Além
disso, algumas plantas também podem exudar uma variedade de compostos
orgânicos, formando complexos com os metais e mantendo-os disponíveis para
serem absorvidos (LASAT, 2000). Cádmio, Pb, e Hg não são considerados
nutrientes vegetais, mas estes metais podem ser absorvidos pelas plantas
junto ao Fe, Cu, Mn, Zn e Ni (TAN, 2000). E, por não serem metabolizados, os
metais tendem a se acumular em todos os organismos vivos. A capacidade da
biomassa das plantas em acumular altas concentrações de metais sem efeitos
prejudiciais ao seu crescimento, enfatiza seu potencial em retirar metais de
solos e da água (RASKIN e ENSLEY, 2000). Entretanto, a absorção de metais
pesados varia de acordo com a espécie vegetal e entre as diferentes partes da
planta,
absorvendo
pelas
raízes,
íons
34
tóxicos
de
metais
pesados,
particularmente Cd, Pb, Cu, Hg, Zn e Ni, que se acumulam em suas células
(MOHR e SCHOPFER, 1995).
A acumulação de metais pelas plantas também depende da natureza da
planta, fatores do solo como o pH, matéria orgânica, concentração do metal,
presença de ânions, sua textura, além da temperatura, luminosidade, umidade,
presença de corretivos e fertilizantes, aeração, potencial redutor do solo e
presença de micorrizas (KABATA-PENDIAS e PENDIAS, 1992; BERTON,
1992). Pode-se observar na Tabela 2 os teores de metais pesados
considerados Fitotóxicos.
Tabela 2. Teores de metais pesados considerados Fitotóxicos
Nível tóxico
Elemento
(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 três principais fatores
usados pelos consumidores para avaliar qualidade, sendo os outros dois:
aparência e sabor. O estudo de propriedades físicas e de textura é fundamental
para avaliar o comportamento do produto durante a produção, armazenamento,
35
acondicionamento até o momento do consumo. Através do controle da textura
também é possível assegurar que o produto pode ser consumido e deglutido,
passando por todos os órgãos digestivos, sem causar problemas ao indivíduo.
(AFOAKWA et al., 2009)
A textura é uma combinação da estrutura física do material e suas
propriedades mecânicas e de superfície. A Alface é mundialmente cultivada
para o consumo em saladas, com inúmeras variedades de folhas, cores,
formas, tamanhos e texturas.
Os parâmetros de textura são dureza, fraturabilidade, coesividade,
adesividade, gomosidade e elasticidade, que podem ser definidos mecânica e
sensorialmente como (BOURNE, 2002):

Dureza: a força máxima na primeira compreensão, representada pela
altura do primeiro pico, ou seja, a primeira mordida. Ela relaciona-se
com a força dentro da boca requerida para comprimir uma substância
entre os dentes molares ou entre a lingua e o palato.

Fraturabilidade: um parâmetro que foi inicialmente chamado de
fragilidade. É a força pelo qual o material fratura, e a força de uma
inflexão na curva na primeira mordida, por exemploo amendoim requer
maior força para quebrar do que biscoitos,ou seja, é a força 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 é colocado entre os dentes molares dos provadores que
mordem uniformemente até que o alimento se desintegre, apresente
rachaduras ou quebre. O grau de fraturabilidade de um alimento é
medido como a força horizontal com que um alimento se afasta do ponto
onde a força vertical é aplicada.

Coesividade: razão entre a área do segundo pico e a área do primeiro,
ou a taxa da área de força positiva sob a primeira e a segunda
compressão. É a extensão até a qual o material pode ser distendido
antes de romper irreversivelmente.

Adesividade: representada pela área negativa após o primeiro pico. É a
energia necessária para superar as forças atrativas entre a superfície do
36
alimento e a de outros materiais em contato com o mesmo.
Sensorialmente, é a força requerida para remover o material que adere
ao palato durante a mastigação, e está relacionada com propriedades de
superfície.

Elasticidade: dimensão que a amostra recupera após a primeira
compressão antes da segunda, ou a velocidade na qual um material
deformado volta à condição não deformada depois que a força de
deformação é removida. É a extensão em que o alimento recobra a sua
altura durante o tempo entre o fim da primeira mordida e o início da
segunda.

Gomosidade: densidade que persiste ao longo da mastigação ou a
energia necessária para desintegrar um alimento semi-sólido para um
estado a ser deglutido (é o produto de baixo grau de dureza x alto grau
de coesividade).
A Figura 3 Mostra a representação gráfica das propriedades de textura e
análise do perfil de textura em equipamento texturômetro:
Figura 3. Curva típica do texturômetro GF. Fonte: BOURNE, 1982.
6. ANALISE DE COR
A cor é um aspecto da percepção visual, cuja definição e qualificação são
difíceis, fisicamente cor é uma característica da luz, mensurável em termos de
37
intensidade ( energia radiante) e comprimento de onda. Fisiologicamente, é
limitada a banda do espectro no intervalo de 380 a 770 nanômetros, uma vez
que o olho humano é praticamente insensível a outros comprimentos de onda
de energia radiante. (KRAMER e TWEGG, 1962).
A cor dos alimentos é importante atributo de qualidade, não só servindo
de base para a identificação e aceitação de grande variedade de produtos, mas
também influenciado negativa ou positivamente na percepção dos demais
atributos sensoriais. (PONTES, 2004).
Os principais tipos de instrumentos utilizados na medição da cor são os
colorímetros e os espectrofotômetros. Os colorímetros são utilizados para
avaliar a cor de um objeto exatamente de forma que o ser humano percebe. Os
espectrofotômetros determinam o espectro de refletância da amostra, sendo
mais versáteis, avaliando a cor de forma mais complexa e com elevada
precisão. (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 cromáticas. A tonalidade (Hue) e o termo utilizado
para a classificação de vermelho, amarelo, azul etc. Por definição o ângulo Hue
se inicia no eixo de croma a* e é expreso em graus em que 0° seria +a*
(vermelho), 90° será +b* (amarelo), 180° será –a* (verde) e 270° seria –b*
(azul). (Konica Minota (1997).
38
Figura 4. Diagrama de Cromaticidade a* e b* (KONICA MINOLTA, 1997).
7. ANÁLISE ESTATÍSTICA MULTIVARIADA
A Análise Multivariada é um conjunto de técnicas estatísticas utilizada
em situações em que muitas variáveis são estudadas em um único banco de
dado, originando múltiplos dados para um mesmo indivíduo ou objeto em
investigação. Conforme Mingoti (2005), quanto maior for o número de variáveis
a serem usadas no estudo, mais complexa tornam-se as análises pelos
métodos de estatística univariada. As técnicas estatísticas multivariadas estão
sendo amplamente aplicadas em centros de pesquisas e na indústria. Com a
computação cada vez mais barata e com processamento computacional cada
vez mais rápido, essas técnicas ganham cada vez mais espaço
7.1 Análise das Componentes Principais
Análise das Componentes Principais (PCA, do inglês "Principal
Component Analysis") é uma técnica estatística poderosa que pode ser
utilizada para redução do número de variáveis e para fornecer uma visão
estatisticamente privilegiada do conjunto de dados. A análise de componentes
principais fornece as ferramentas adequadas para identificar as variáveis mais
importantes no espaço das componentes principais (MOITA NETO, 2004).
39
A análise por componentes principais consiste em transformar um
conjunto original de variáveis (por exemplo, altura, produção etc.) em outro
conjunto de dimensão equivalente, mas com propriedades importantes. Cada
componente principal é uma combinação linear das variáveis originais. Além
disso, são independentes entre si e estimados com o propósito de reter, em
ordem de estimação, o máximo da informação, em termos de variação total,
contida nos dados iniciais (CRUZ e REGAZZI, 1997).
A viabilidade da utilização desta técnica dependerá da possibilidade de
reduzir o número de variáveis estudadas em poucos componentes principais,
ou seja, reduzir de um espaço p-dimensional para um espaço bi ou
tridimensional, com a menor perda de informação possível. Assim, é permitido
descartar variáveis que contribuem pouco para a discriminação do material
avaliado e agrupar os tratamentos similares, mediante exames visuais em
dispersões gráficas. Esta técnica leva em consideração a distância euclidiana e
pode ser obtida sem a realização de um experimento com repetições (RIBEIRO
JÚNIOR, 2001).
A análise em componentes principais estabelece, com base em uma
matriz de semelhança (correlações, variâncias-covariâncias ou até 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 é reduzir o número de variáveis envolvidas na
modelagem, através de combinação linear estabelecida entre os dados
(OLIVEIRA, 2003).
40
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49
CAPITULO 2
CARACTERIZAÇÃO FÍSICO QUÍMICA DE ALFACE CRESPA, PRODUZIDA
EM HIDROPONIA UTILIZANDO AGUA SALOBRA.
RESUMO
A alface, principal hortaliça folhosa comercializada e consumida pela população
brasileira, é muito perecível e por isso a manutenção da qualidade deste
produto é um fator fundamental, pois o consumidor exige um produto fresco, de
aspecto saudável, com boas características de cor, bem como outros atributos
sensoriais desejáveis como aparência e textura. Sendo assim, o objetivo deste
trabalho foi avaliar a qualidade físico-química de alface crespa (Lactuca sativa)
cultivar Verônica produzida em hidroponia, com águas salobras oriundas de
dessalinizadores localizados nos municípios Sapeaçú, Conceição do Coité e
Cruz das Almas. Foram realizadas análises químicas de pH, acidez, proteína,
fibra, umidade, vitamina C, nitrito e nitrato de acordo Normas Analíticas do
Instituto Adolfo Lutz. A textura foi determinada estatisticamente por ANOVA e
teste de médias de Tukey, utilizando o programa Microsoft Excel versão, cor
por meio do sistema L* a* b*. As amostras analisadas não apresentaram
diferenças significativas na maioria dos parâmetros. O pH da amostra
produzida em Sapeaçú foi 6,20 com diferenças que não afetaram as amostras.
Os teores de nitrito e nitrato variam de 203,82 mg.kg-1 a 552,65 mg.kg-1
respectivamente foram inferiores ao limite máximo permitido pela Comunidade
Europeia. A cor das amostras apresentou diferença significativa (p<0,05) já a
textura não apresentou diferença entre os valores médios obtidos da espessura
das amostras oriundas dos municípios.
Palavras-chave: Hidroponia, alface (Lactuca sativa L), hortaliças, físicoquimica.
50
ABSTRACT
Lettuce, the most sold and consumed leafy green by Brazilian population, is
very perishable, that‟s why the maintenance of the quality of the product is a
basic factor, because the consumer expects a fresh product, with healthy
appearance, good colors, between other desirables attributes for example
appearance. The main objective of this work was to evaluate the physicalchemical quality of curly lettuce (Lactuca sativa) cultivating Verônica produced
in hidroponics, with brackish water coming from desalinization of local
authorities such as Sapeaçú, Conceição do Coité e Cruz das Almas. There
have been realized chemical analyzes about pH, acidity, protein, fibre, humidity,
vitamin C, nitrate according to the Analytical Norms of the Institute of Alfonso
Lutz. The texture was determined in a statistics by ANOVA and tested by
Tukey, using Microsoft Excel, applying the system L* a* b*. The analyzed
samples do not present the important differences in the majority of the
parameters. O pH of the sample produced in Sapeaçú was 6,20 with
differences that did not affect the samples. The contents of nitrate vary from
203,82 mg.kg-1 to 552,65 mg.kg-1 and were inferior to the limit of European
Community. The color of the samples showed significant differences (p<0,05)
mean while the texture did not show a difference between the middle values
obtained from the samples coming from the local authorities.
Keywords: Hidroponia, Lettuce (Lactuca sativa L.), green, Physical-.chemical.
51
1. INTRODUÇÃO
Nos últimos anos, a população tem buscado consumir hortaliças frescas
de excelente qualidade sensorial e isentos de processamento, como forma de
obter uma dieta saudável com alto valor nutritivo, (CARDOSO et al, 2010).
A alface (Lactuca sativa) é a hortaliça folhosa mais comercializada no
Brasil devido a seu fácil cultivo, sendo considerada uma cultura hortícola de
grande consumo. Devido ao seu baixo valor calórico qualifica-se para diversas
dietas, o que favorece grandemente o seu consumo de maneira geral,
constituindo-se em componente imprescindível das saladas dos brasileiros
(SANTANA et al., 2006). O tipo crespa é o mais comum, e por esse motivo o
mais consumido. Neste grupo, enquadra-se a cv. Verônica, liderando com 70%
do mercado, enquanto o tipo americana detém 15% deste mercado (COSTA;
SALA, 2005). Apesar da cultura não ser considerada fonte proteica,
dependendo do sistema de cultivo e do estado nutricional da planta, poder-se-á
obter um alimento mais nutritivo (MATIAS et al., 2000).
A produção de olerícolas é uma atividade agrícola vantajosa quando
praticada em condições ambientais e mercados adequados para sua
comercialização. Desta forma, é imprescindível a busca de novas alternativas
de cultivo e tecnologias que contribuam para o aumento da produtividade
(ARAÚJO et al., 2009).
A alface é a espécie mais cultivada e adaptada ao sistema hidropônico,
destacando-se por seu ciclo curto e possibilitando retorno mais rápido do
capital investido. Atualmente, o cultivo de hortaliças em ambiente protegido é
muito difundido (Cuppini et al., 2010), devido à possibilidade de controle das
condições adversas de cultivo, que favorece o desenvolvimento das plantas,
permitindo a produção de olerícolas de melhor qualidade (HELBEL JÚNIOR et
al., 2007).
Uma das desvantagens da produção de folhosa no sistema hidropônico é
o acúmulo de nitrato nas plantas. Segundo Bennini et al., (2002), a produção
de hortaliças folhosas em hidroponia exige alguns cuidados com a nutrição,
52
podendo ocorrer maior acúmulo de nitrato nas plantas do que no processo
convencional de cultivo.
O nitrato e nitrito são substâncias tóxicas ao homem.
O nitrato,
reduzido a nitrito no organismo humano, forma ferremoglobina causadora da
melanemia, outro problema é quando o nitrito reage com aminas biogênicas
resultando na formação de nitrosaminas, produto cancerígeno e mutagênico.
Assim, o monitoramento destas substâncias nos alimentos é essencial para
garantir a qualidade dos produtos consumidos pela população (Miyazawa et al.,
2001).
A capacidade de acúmulo de nitrato pelas plantas e a variação deste
entre espécies e cultivares é de caráter genético.
Porem é grandemente
influenciada por outros fatores, tais como: disponibilidade desse nutriente no
nível das raízes, intensidade de radiação luminosa, da atividade da enzima
redutase, temperatura, sistema de cultivo, idade da planta e hora da colheita,
época do ano e por último, o sistema de manejo (orgânico, convencional e
hidropônico) pode causar alterações nos teores de nitrato na planta. (OHSE et
al., 2001).
Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar as
qualidades físico-químicas de alface crespa, cultivar verônica, utilizando água
salobra e doce no cultivo em sistema hidropônico garantido assim a produção
deste alimento para as comunidades a onde têm sido implantadas.
Por ser um sistema que otimiza o uso de água, a sua utilização vem
sendo testada com águas salobras.
53
2. MATERIAL E METODOS
2.1 MATERIAL
2.1.1 Localização do Experimento
O experimento foi conduzido em casa de vegetação da Universidade
Federal do Recôncavo da Bahia – UFRB, no Município de Cruz das Almas,
usando um sistema hidropônico NFT
Para o cultivo hidropônico utilizou-se águas salobras, provenientes dos
rejeitos dos dessalinizadores, localizados nos municípios baianos de
Conceição do Coité e Sapeaçú, além da água oriunda de poço tubular profundo
perfurado no campus da UFRB em Cruz das Almas e como tratamento controle
foi avaliada água potável, obtida do sistema de abastecimento local.
Figura 1. Vista externa, à esquerda e interna, à direita, da Casa de vegetação
da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia – UFRB, no Município de
Cruz das Almas.
2.1.2 Amostras de Alface
As amostras de alface crespa da variedade Verônica foram coletadas no
período de julho a agosto de 2011, 50 dias após a germinação das mudas, e
acondicionadas em caixas plásticas apropriadas, identificadas pelo tipo de
água matriz, e em seguida transportadas para o Laboratório de Bromatología,
da Universidade Federal da Bahia- UFBA e da Universidade do Estado da
Bahia UNEB, para serem analisadas.
54
A estrutura de hidroponia foi composta por 42 unidades experimentais das
quais foram selecionadas 4 amostras, com 4 plantas cada, de cada tratamento,
para as analises físico-químico.
2.2 METODOS
2.2.1 Caracterização físico-quimica das amostras
As amostras de alface foram higienizadas e homogeneizadas para
análise dos parâmetros químicos. Os resultados destes parâmetros foram
dados em base úmida Uma parte das amostras foi seca a 60o para
determinação de nitratos e nitritos, contudo os resultados foram expressos em
base úmida.
A metodologia utilizada para análise físico-química das folhas de alface
seguiu a recomendação do Instituto Adolfo Lutz (2008) a fim de determinar os
parâmetros bromatológicos tais como umidade, acidez titulável, pH, proteínas,
fibras e vitamina C, nitrato e nitrito. A determinação dos teores de nitrito e
nitrato foi feita no Laboratório de Bromatologia da UNEB. A textura dos
produtos foram avaliadas através da leitura direta da força máxima de
cisalhamento em aproximadamente 47 g por folha de alface hidropônica
convencional, através do texturômetro ( STABLE MICRO SISTEM, modelo TA
– XT2i, Inglaterra) equipado com probes de 3 dimensões ( convencional,
perfurômetro e cilíndrico), na velocidade de pré-teste, teste e pós-teste,
respectivamente de 2,0, 1,0 , 10,0 mm/s, com distância de penetração de 10,0
mm. A cor das amostras de alface foram determinadas no sistema L*, a*, b* em
colorímetro modelo CR-410 (Konica Minolta, Japão), o qual foi calibrado
utilizando placa de porcelana branca. Nesse sistema de cores L* representa a
luminosidade (L*=0 – preto e L*=100 – branco) e a* e b* são as coordenadas
de cores responsáveis pela cromaticidade: (+a* = vermelho e – a* é o verde,
+b* é o amarelo e –b* é o azul).
A determinação de textura e teores de cor foram realizadas no laboratório
LAPAAC da UFBA. Todos os parâmetros foram analisados em triplicatas.
55
2.2.2 Analise estatística
Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) com
subseqüente teste de Tukey em nível de significância de p < 0,05, realizada
com programa STATISTICA (versão 7, StatSoft, Inc., Tulsa, OK, EUA).
56
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Tabela 1. Apresenta o resultado dos parâmetros químicos realizados
nas amostras de alfaces frescas produzidas. Com base na análise de variância,
verificou-se que não houve diferenças significativas para as variáveis: acidez
titulável, proteína, vitamina C, fibra e umidade, Contudo apenas a amostra
oriunda do sistema que utilizou a água de rejeito de Sapeaçu apresentou
diferença significativa para a medida de pH, quando comparada as demais
amostras. (p<0,05).
Tabela1. Valores médios e desvio padrão de pH, acidez titulável, proteína,
vitamina C, fibra, umidade, em amostras de alface obtidas em sistema
hidroponico.
Parâmetro
pH
Acidez titulável
Proteínas (g%)
Vitamina C
Fibra (g%)
Umidade (g.%)
Água Doce
b
6,10±0,01
a
4,76±0,06
a
1,72±0,04
a
34,75±1,29
a
0,45±0,35
a*
97,24±0,58
Poço UFRB
b
6,13±0,02
a
4,80±0,03
a
1,46±0,14
a
31,80±2,49
a
0,77±0,24
a
96,90±0,26
R. Sapeaçú
a
6,20±0,01
a
5,40±0,52
a
1,68±0,10
a
34,04±0,54
a
0,87±0,25
a
96,90±0,69
R. Conc. Coité
b
6,11±0,02
a
5,70±0,28
a
1,83±0,08
a
34,75±2,46
a
0,98±0,56
a
95,82±0,15
*Valores assinalados com a mesma letra na mesma linha entre as médias não
diferem significativamente (p>0,05), segundo o teste de Tukey.n=3.
Os valores médios obtidos de pH para alface produzida com água de rejeito de
Sapaeçú estão próximos ao encontrado por Freire Et al. (2009) com 6,22 para
alface (Grandes Lagos 659) produzida em sistema hidropônico, cultivadas em
ambiente protegido e em condições salinas. Para Stertz et al. (2005) os
resultados encontrados na análise de pH foram de 6,05 em amostras in natura
de alface crespa cultivar Verônica, em sistema de cultivo hidropônico.
Martins (2011) analisando alfaces adquiridas em três diferentes pontos
de comercialização verificaram os valores médios de pH encontrados nas
amostras de alface e variam entre 6,26 a 7,91, e ressaltaram que os alimentos
minimamente processados incluem-se na faixa de pH favorável para a
formação de ácido carbônico, este ácido moderado alteraria o pH do meio e
retardaria a proliferação microbiana.
57
Essas diferenças nos valores de pH encontrados entre os estudos é
justificada por diversos fatores, entre eles o tipo de solução nutritiva, cultivo,
ambiente podem influir nos valores de pH analisados.
Os resultados encontrados na análise de acidez total titulável não
diferiram entre as amostras. Os valores encontrados variam segundo a
literatura pela divergência genética e ambiental utilizada, evidenciando assim
que o desenvolvimento e a composição química das plantas podem variar entre
diferentes espécies e mesmo dentro de cada espécie, de acordo com as
condições ambientais as quais são submeti-das (TESTER; DAVENPORT,
2003; TAIZ; ZEI-GER, 2004).
O maior teor de nitrogênio total (proteínas) na alface foi encontrado na
amostra produzida com água de rejeito de Conceição de Coité (1,83%),
seguido da amostra de alface produzida com água doce (1,72%), de rejeito
sapeaçú (1,68%) e o menor teor encontrado na amostra da alface produzida
com água de poço UFRB (1,46%). Não foi identificada diferença estatística
entre as amostras. Oshe (2009) em estudos realizados com cinco cultivares de
alface hidropônica encontraram valores que variam entre 0,83 a 1,28%
resultados inferiores aos encontrados em este estudo. Segundo Ohse, Neto e
Manfron et al. (1998), os diferentes cultivares e variedades em hidroponia
não diferem entre si quanto à proteína, e mantém o mesmo teor que o
encontrado em alface cultivada no solo.
Quanto ao teor de vitamina C não houve diferença significativa entre as
amostras de alface. Em sistema hidropônico Ohse et al. (2001a) verificaram
que o cultivar Verônica apresentou maior teor de vitamina C, no qual obtiveram
valores de 30,8 mg 100g-1 proximo a os analisados na alface produzida com
água de poço UFRB.
Em estudos realizados por Silva et al (2011), alfaces cultivadas em
sistema orgânico, convencional e hidropônico, foram encontrados valores de
28,6 mg/100g, 26,4 mg/100g e 34,1 mg/100g em sistema hidropônico
codificadas como A, B e C respectivamente, 42,9 mg/100g em sistema
orgânico e 29,7 mg/100g em sistema convencional. Sendo estes semelhantes
aos encontrados neste estudo. Para Freire et al., 2009, esta variação encontra58
se dentro do padrão para alface, que varia sensivelmente em relação à prática
de cultivo.
Nas determinações de fibra foram encontrados para a amostra de alface
produzida com água doce 0,45%, para a amostra de alface produzida com
água de poço UFRB 0,77%, para a amostra de alface produzida com água de
rejeito de Sapeaçú 0,87% e para a amostra de alface produzida com água de
rejeito de Conceição de Coité 0,98%, valores que não diferenciaram
estatisticamente entre si em nível de 5%. Verificou-se que os teores de fibra
das amostras de alface foram inferiores aos obtidos por Favaro-Trindade et al.
(2007) com alfaces orgânicas 1,57% e Ohse (2001) com 1,3% em alface
hidropônica. Sgarbieri (1987) encontrou, em alface convencional, teor de 0,7
%, semelhantes aos encontrados na alface produzida com água de poço
UFRB.
Nos resultados das análises de umidade observa-se que não houve
diferença significativa em nível de 5% entre as amostras, mas verificou-se que
a alface produzida com água doce (97,24%), apresentou o teor de umidade
mais alto. As amostras produzidas com água de poço UFRB apresentaram
96,90%, na de rejeito Sapeaçú 96,90% e Conceição do Coité 95,82% de
umidade e estes valores são semelhantes aos analisados por Ohse; Neto e
Manfron
et
al., (1998), onde
diferentes
cultivares
em
hidroponia
apresentaram semelhança entre si, com valores em torno de 94,46%.
Ressaltaram que a umidade da alface hidropônica é influenciada pelo tipo de
solução nutritiva utilizada e que a variação no teor de água se deve
provavelmente ao tempo de permanência da alface na fase final. Quanto maior
o período, maior a matéria seca e consequentemente menor o teor de
umidade.
Em trabalhos publicados por Bourn e Prescott, 2002; Afssa, 2003; Stertz
2005 e Favaro Trindade et al. (2007), alfaces orgânicas apresentaram
resultados com umidade superior a 95,38%, comprando com alface cultivadas
de forma convencional e hidropônica.
59
3.1 ANÁLISE DO TEOR DE NITRATO E NITRITO
O Brasil ainda não dispõe de legislação para limite máximo de nitrato na
massa fresca dos vegetais. Para fins de monitoramento, são adotados índices
europeus (Luz et al., 2008), que segundo a Norma Europeia 1881/2006
(Comission Regulation - EC, 2006), nos cultivos de inverno (1 de outubro a 31
de março) e de verão (1 de abril a 30 de setembro), as alfaces conduzidas em
ambiente protegido devem apresentar um limite de 4500 e 3500mg NO 3-kg-1 de
massa fresca (MF), respectivamente. Também foram considerados pela „Food
Agriculture Organization’ (FAO) e a Organização Mundial da Saúde (OMS),
como admissível uma dose diária de 3,65 mg do íon nitrato e 0,133 mg do íon
nitrito por kg de massa corpórea humana, conforme citado por Coelho (2002).
Grande parte dos trabalhos em que foram avaliados os teores de nitrato
em plantas de alface, publicados no Brasil, revelaram valores inferiores aos
limites máximos permitidos pela Comunidade Europeia (Comision Regulation EC, 2006). Isto ocorre pelo fato do Brasil possuir clima tropical, com altos níveis
de radiação e temperatura, condições estas que potencializam a atividade das
enzimas redutase do nitrato e redutase do nitrito, intensificando, desta forma, a
redução do nitrato a amônio, diminuindo os teores desse ânion na planta (Luz
et al., 2008).
A tabela 2. Apresenta os valores encontrados nas determinações de
nitrato e nitrito. Houve diferença significativa entre o teor de nitrato e nitrito das
amostras de alface produzidas com água doce e as demais amostras.
Tabela 2. Valores médios de nitrato (NO3-) e nitrito (NO2-) em amostras de
alface obtidas em sistema Hidropônico.
Parametro
Água Doce
-1
Nitrato(mg.Kg )
-1
Nitrito (mg.Kg )
Poço UFRB
b
R. Conc. Coité
a*
517,46±51,25
a
105,09±12,03
203,82±21,20
615,33±43,11
b
124,96±8,82
48,57±4,31
R. Sapeaçu
a
552,65±57,29
a
a
112,23±11,64
a
*Valores assinalados com a mesma letra na mesma linha entre as médias não
diferem significativamente (p>0,05), segundo o teste de Tukey n=3.
60
A literatura cientifica é escassa quanto a valores de nitrato e nitrito em
hortaliças cultivadas pelo sistema hidropônico com água salobra. Desta forma
os resultados obtidos neste trabalho foram próximos e semelhantes aos
encontrados em outros estudos feitos com alface produzida em sistema de
cultivo hidropônico.
O acumulo de nitrato foi menor na amostra de alface cultivada com água
doce 203,82mg.kg–1 evidenciado diferença significativa entre as outras
amostras analisadas.
Este resultado ficou próximo ao resultado obtido por Ohse (2000) encontrou
teores de 258,8mg de NO3-kg-1
na matéria fresca em alface sob cultivo
hidropônico
Filgueiras et al. (2002) avaliando o efeito da condutividade elétrica da
solução nutritiva no acúmulo de nitrato em alface cultivada em sistema
hidropônico no inverno, em Londrina, PR, encontraram teores variando de 442
a 763mg de NO3-kg-1de matéria fresca.
Os resultados encontrados nos teores de nitrato nas análises da alface
produzida com água de poço foram: UFRB 615,33mg. kg-1, rejeito Sapeaçú
517,46mgkg-1 e rejeito Conceição do Coité 552,65mgkg-1 não apresentaram
diferenças significativas neste estudo, entretanto, se mostraram superiores aos
alcançados por COMETTI(2000) com alface da cultivar Verônica cultivadas
pelo sistema hidropônico que apresentaram 406,2 mg kg–1de folhas frescas
mesmo com altas doses de NO3-na solução nutritiva .
Nos valores de Nitrito obtidos, verificou-se através do teste de Tuckey
que
na amostras de alface produzida com água doce houve diferença
significativa de 5%, quando comparadas com outros tratamentos, apresentando
o menor valor com 48,57mg -kg-1, seguido das amostras da alface produzida
com água de rejeito Sapeaçú com valor de 105,09mg kg-1 de rejeito de
Conceição do Coité com 112,23mg -kg-1 e água de poço da UFRB, com valor
de 124,96mg kg-1, sendo este o maior valor entre as amostras. Todos estes
resultados ficaram abaixo do valor recomendado pela Organização Mundial
para Agricultura e Alimentação (FAO) e a Organização Mundial da Saúde
(OMS).
61
Stertz et al, (2005) obtiveram concentração de nitrito em amostras
de alfaces produzidas em sistema hidropônico com valor de 670,94 mgkg-1 ,
valor este acima dos analisados neste estudo, 368,53 NO 2-kg-1 em sistema
convencional e 196,14 NO2-kg-1 para alface obtida em sistema Orgânico. O
valor encontrado referente ao sistema hidropônico foi superior aos encontrados
neste estudo, mesmo aqueles tratamentos que utilizaram águas salobras.
A tendência do aumento do teor de nitrato com os níveis mais elevados
de salinidade pode ser explicada pelo ajuste osmótico para que a planta
consiga absorver água quando submetida a condições de baixo potencial de
água. (CHUNG; JIN; CHO, 2005).
Os teores mais elevados de nitrato e nitrito nas amostras de alface
obtidos neste trabalho já eram esperados devido a maior disponibilidade do
nutriente na solução nutritiva. A tabela 3 apresenta os resultados de nitrato e
nitrito tanto na água pura como na água com solução nutritiva nas águas
empregadas no cultivo hidropônico da alface Verônica feitas a partir de uma
segunda coleta. Além disso, outros fatores também interferem nos teores de
nitrato como a intensidade da luz e o sistema de cultivo.
Tabela 3. Determinação de nitrato e nitrito nas águas puras e com solução
nutritiva empregadas no cultivo hidropônico da alface “Verônica”.
Parâmetros
Água
Doce
Pura
Nitrato (como
N), mg/L
Nitrito (como
N), mg/L
Poço
UFRB
Com S.N.
Pura
2,10
3,4
0,005
0,012
Rejeito
Sapeaçú
Pura
3,20
Com
S.N.
200,00
0,004
0,014
Rejeito Conceição
do Coité
Pura
Com S.N.
1,30
Com
S.N.
214,00
6,80
211,00
0,007
0,02
0,012
0,034
Para Wright, (1964) e Maynard et al, (1976). A intensidade luminosa
parece ser também dentre os fatores ambientais, o de influência mais marcante
no acúmulo de nitrato em plantas. O acúmulo de NO3- que ocorre quando as
plantas são submetidas à baixa intensidade luminosa.
62
3.2 ANÁLISE DE COR
Na Tabela 3. Encontram-se os valores do parâmetro L* e das
coordenadas cromáticas a* e b* da análise de cor das amostras de alface. Nas
amostras analisadas foram verificadas diferenças estatísticas entre si (p<0,05)
em nível de 5%.
Tabela 4. Valores médios obtidos do parâmetro L* e das coordenadas
cromáticas a* e b* da análise de cor das amostras de Alface cultivada sob 4
diferentes fontes de água.
Amostra
L*
a*
b*
Sapeaçu
17,37a
-22,76a
8,75ac
Doce
16,84a
-22,57a
7,18bd
Conceição
18,89a
-25,16a
7,65ad
UFRB
22,12b
-28,99b
9,85c
Valores na mesma coluna acompanhados de letras iguais não diferem entre si
pelo teste t de Student (p≤ 0,05)
Os valores de L* apresentados na Tabela 3. diferiram estatisticamente
entre as amostras de alface analisadas, quais variam de 16,86 a 22,12 sendo
que lós valores mais altos indican mayor reflactancia de luz. A amostra de
alface produzida com água Doce (16,84) possui uma coloração mais escura,
visto que o valor do parâmetro L* é menor que os valores para as amostras. A
alface prodizida com água de poço UFRB 22,17 é a mais clara e as alfaces
produzidas com água de rejeito sapeaçú 17,37 e de rejeito de Conceição de
Coité 18,89 com coloração intermediária.
Houve diferença significativa para os parâmetros de cromaticidade a* na
amostra de alface produzida com água de poço UFRB que apresento valor
inferior às outras amostras com valor negativo de -28,99 caracterizando-se com
as folhas mais claras, seguida da amostra de alface produzida com água de
rejeito Conceição de Coité com valor de -25,16
e os valores das alfaces
produzidas com água doce e de rejeito Sapeaçú que apresentaram valores
semelhantes de -22,57 e -22,76
respectivamente, valores que indicam
coloração mais escura. É possível afirmar que todas as amostras de alface se
63
apresentaram nas regiões do verde já que a leitura do colorímetro demonstrou
valores negativos para estas coordenadas.
Para os valores da cromaticidade b* as amostra de alface apresentaram
valores que vão de 7,18 a 9,85 indicando coloração amarela na alfece
produzida com água de poço UFRB que aprenta maior valor.
30,00
20,00
10,00
0,00
Sapeaçu
Doce
Conceição
UFRB
-10,00
-20,00
-30,00
-40,00
L
a
b
Figura 2. Análise de Cor das amostras de Alface cultivadas sob 4 diferentes fontes de
água
3.3 ANÁLISE DE TEXTURA:
O estudo de propriedades físicas é fundamental para avaliar o
comportamento
do
produto
durante
a
produção,
armazenamento,
acondicionamento até o momento do consumo. Através de controles reológicos
e de textura é possível assegurar que o produto pode ser consumido e
deglutido, passando por todos os órgãos digestivos, sem causar problemas ao
indivíduo. As propriedades de textura constituem um dos três principais fatores
usados pelos consumidores para avaliar qualidade, sendo os outros dois:
aparência e sabor (AFOAKWA et al., 2009).
Analisando os valores médios obtidos da espessura observou-se que não há
diferença significativa entre as espessuras das folhas de alface dos 4
tratamentos, a 5% de significância, apresentando valores entre 0,028 e 0,040.
A partir desta observação infere-se que a diversificada composição da água
64
utilizada no cultivo das alfaces, proveniente de diferentes fontes, não
influenciou na espessura das folhas das amostras.
Os valores médios para o parâmetro de textura Força Máxima até o
Rompimento (FMR) variaram entre 67,517 e 107,700, sendo este maior valor
percebido na alface produzida com água de rejeito de Conceição. Foi
observada diferença significativa entre as quatro amostras, conforme
apresentado na Tabela 4.
Os valores observados para Distância Máxima até o Rompimento (DMR)
variaram de 2,233 a 4,883, apresentando diferença significativa entre a
amostra proveniente da água de rejeito de Conceição, que apresentou o maior
valor médio, e as demais amostras, conforme apresentado na Tabela 4.
Tabela 5. Valores médios obtidos na análise de textura das amostras de
Alface produzidas com água salobra em sistema hidropônico.
Força Máxima até Distância Máxima até o
Espessura (mm)
Amostra
o Rompimento (g)
Rompimento (mm)
Sapeaçu
67,517a
2,233a
0,040a
Doce
95,150b
2,150a
0,028a
Conceição
107,700b
4,883b
0,034a
99,217ab
3,317a
0,033a
UFRB
Valores na mesma coluna acompanhados de letras iguais não diferem entre si
pelo teste t de Student (p≤ 0,05)
A amostra controle, submetida à irrigação com água tratada por órgão
de saneamento básico, denominada neste trabalho como Doce, apresentou os
menores valores na distância percorrida pelo probe após contato com a
amostra, registrando o menor valor médio para o parâmetros DMR, o que
demonstra pouca elasticidade destas folhas. Esta amostra controle, no entanto,
não apresentou a menor FMR, ficando esta a cargo da amostra Sapeaçú, com
67,517g. A partir destes dados, nota-se que a menor DMR não é acompanhada
pela menor FMR, ou seja, a amostra Controle apresenta pouca elasticidade,
65
mas não é a mais frágil dentre as analisadas, necessitando de uma força média
de 95,150g para atingir o rompimento.
A partir dos maiores valores médios observados para FMR e DMR na
amostra Conceição infere-se que a composição da água interferiu no
incremento dos valores destes parâmetros de textura, porém não houve
diferença significativa entre os valores desta amostra e das amostra Doce
(controle) e UFRB, quanto ao parâmetro FMR. A outra amostra irrigada com
água de rejeito, Sapeaçú, apresentou os menores valores médios para FMR e
DMR, conforme apresentado na Figura 3, registrando diferença significativa da
amostra Conceição em ambos parâmetros.
120
100
80
Força (g)
60
Distância (mm)
Espessura (µm)
40
20
0
Sapeaçu
Doce
Conceição
UFRB
Figura 3. Análise de textura das amostras de Alface cultivadas sob 4 diferentes fontes
de água.
66
CONCLUSÕES
Em relação ao valor nutricional verifico-se que: os teores de proteína e
vitamina C apresentam os maiores valores, fibras menores teores e os teores
de umidade e determinação de pH com valores semelhantes em comparação
com os valores disponibilizados na Tabela Brasileira de Composição de
Alimentos,
o que significa que a interação de estes fatores pode estar
relacionada com o tipo de cultivo, temperatura, período de reprodução ou as
características mesmas da espécie.
Quanto aos teores de nitrato e de nitrito das amostras de alface, as
produzidas com água de poço UFRB apresentaram valores superiores aos
encontrados nas alfaces produzidas com água doce, de rejeito Sapeaçú e de
rejeito de Conceição de Coité.
Observou-se que os teores de nitrato avaliados nas plantas de alface
produzidas com água salobra não comprometeram a qualidade da alface
porque apresentam teores abaixo dos limites máximos estabelecidos pela
Comunidade Europeia.
Quanto aos parâmetros de textura analisados as amostras que
receberam água de rejeito de salinizadores, Sapeaçú e Conceição,
evidenciaram respostas diferentes, não sendo possível associar o tipo de
origem da água com a alteração textural observada.
Os parâmetros utilizados na determinação da cor nos valores de L* as
amostras de alface produzida com água doce possui uma coloração mais
escura, as amostras de água de poço mais claras e as produzidas com água
de rejeito Sapeaçú e Conceição de Coité com coloração intermédia.
67
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71
CAPITULO 3
DETERMINAÇÃO DE METAIS EM ALFACE CRESPA (Lactuca sativa)
CULTIVADAS COM ÁGUAS SALOBRAS EM SISTEMA HIDROPONICO NFT
RESUMO
A alface é uma hortaliça folhosa com grande importância alimentar, é a
mais produzida em sistema hidropônico e apresenta em seus componentes
principais o potássio, fósforo, cálcio, sódio, magnésio, cobre zinco, selênio,
ferro e manganês, indispensáveis ao desenvolvimento do homem. Alguns
desses elementos podem causar graves danos à saúde humana quando são
absorvidos em excesso, pois podem ser tóxicos, por isso devem ser
monitorados como forma preventiva para garantir a qualidade do alimento.
Foram analisadas amostras de alface crespa cultivadas em sistema
hidropônico NFT (Nutrient Film Technique), produzidas com águas de rejeitos
provenientes de dessalinizadores dos municípios de Cruz das Almas,
Conceição do Coité e Sapeaçú do recôncavo baiano, em relação as
concentrações de metais empregando a Espectrometria de Emissão Óptica
com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP OES) e Espectrometria de Massas
com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS). Os elementos potencialmente
tóxicos não ultrapassram o limite máximo tolerado pela legislação brasileira e
pelo Codex Alimentarius exceto o Cr e Hg, onde o valor médio obtido ficou
acima do estabelecido pela legislação brasileira. Foi aplicada análise
multivariada empregando a técnica de analise de componentes principais
(PCA) a qual proporciona um estudo multivariado dos dados experimentais
obtidos facilitando a visualização da correlação entre amostras e variáveis. Os
resultados mostram que depois da determinação das concentrações dos
espectrômetros foi possível reduzir de dezessete variáveis para 2 componentes
principais. O emprego deste método resulta ser uma importante ferramenta
eficiente, rápida e objetiva para o tratamento de um grande número de dados
em determinadas amostras. Sendo assim, pode-se concluir que as amostras de
alface cultivadas nas condições estudadas apresentaram valores próximos e
não representaram riscos pra a saúde.
Palavras-chave: Lactuca sativa L., minerais; metais traços; Análise dos
Componentes Principais (PCA)
72
ABSTRACT
Lettuces is a leafy green with great nourish importance, which is mostly
produced in hydroponic systems and presents as its main components
potassium, phosphorus, calcium, sodium, magnesium, zinc, selenium, iron,
manganese; essential substances for human being development. Some of
these elements can cause serious problems to human health if they are
absorbed to excess, because they may be toxic, that‟s why they need to be
controlled in a preventive way to guarantee the quality of the alimentation. They
analyzed curly lettuce, which has been cultivated in hydroponic systems NFT
(Nutrient Film Technique), which were produced with water proceeding from
desalinization of local authorities in Cruz das Almas, Conceição do Coité e
Sapeaçu of bahian recôncavo , 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. It
was used a multivariate analyze to employ analyze techniques for the principal
components (PCA), which affords a multivariate study of the experimental dates
obtained making easier the visualization of the correlation between sample and
variable. The results show that after the determination of the concentration of
the spectrometers it was possible to reduce seventeen variables to 2 main
components. As a result the employment is an important and efficient, quick
and objective work tool for a big amount of dates similar values and do not
represent risks to health.
Keywords: Lactuca sativa L., minerals, lines of metal, Analyze of principal
components (PCA)
73
1. INTRODUÇAO
A alface é a mais popular das hortaliças folhosas, sendo conhecida
mundialmente e o seu consumo ocorre principalmente na forma “in natura”.
Originária de clima temperado, a sua adaptação, em regiões de temperatura
elevada, tem gerado obstáculos ao seu crescimento e desenvolvimento,
impedindo que a cultura expresse todo o seu potencial genético. É uma das
hortaliças mais difundidas atualmente, sendo cultivada por todo o país (LIMA,
2005).
A contaminação por metais toxicos em hortaliças não deve ser
menosprezada, uma vez que esses alimentos são importantes componentes da
dieta humana. Contudo, o consumo desses alimentos contaminados por metais
tóxicos podem representar sérios riscos à saúde humana (SHARMA et al.,
2009). Alguns metais como: cromo, cádmio, chumbo, arsênio e mercúrio, são
aqueles com maior potencial tóxico entre os contaminantes presentes nos
alimentos. Entre tanto, outros metais como: cobre ferro, estanho, magnésio,
manganês, molibdênio os quais estão presentes em pequenhas quantidades
na dieta humana, também podem se tornar tóxicos para os seres humanos em
condições especiais ou quando ingeridos em excesso (BAKKALI et al., 2009).
Elementos, tais como As, assim como Al, B, Be, Cd, Co, Cr , Cu, Mo, Ni,
Se e Ti, podem ser prejudiciais aos vegetais e seres humanos, mesmo em
baixas
concentrações.
Entretanto,
muitos
desses
elementos
também
desempenham nestes, funções essenciais (MOHAMED, et al., 2003). Assim, a
essencialidade e a toxicidade de um elemento dependem da quantidade que é
absorvida e, principalmente, de seu estado de oxidação.
Numerosos estudos sobre o potássio, fósforo e nitrogênio têm
demonstrado que as plantas crescem normalmente e contêm concentrações
normais desses nutrientes, se os mesmos estão disponíveis na faixa 0,1mg L-1.
Essa descoberta tem levado alguns pesquisadores a enfatizar que a taxa de
suprimento de nutrientes não sua concentração, é um fator importante. A razão
para a alta concentração de nutrientes nas formulações usadas como padrão,
recaem na dificuldade experimental de reabastecimento de nutrientes á medida
que a plantas os exaurem. (EPSTEIN; BLOOM, 2006).
74
Seja qual for à recomendação para a solução nutritiva usada,
concentrada ou não, sempre se deve ter para o cultivo hidropônico o emprego
dos elementos essenciais ás plantas quais sejam: N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Zn,
Mn, Cu, B, Mo e Cl. Outros elementos considerados benéficos ás plantas são
Co, V, Ni, Si e Na, os quais podem ser considerados no preparo da solução
nutritiva a depender da cultura a explorar. (SOARES, 2007).
O presente trabalho teve como objetivo determinar as concentrações de
metais, em amostras de Alface crespa, proveniente do cultivo hidropônico com
água salobra do semiárido e do recôncavo da Bahia empregando a
Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP
OES) e Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente Acoplado (ICPMS).
75
2 MATERIAL E METODOS
2.1. Localização do Experimento
Para desenvolver todo o procedimento do trabalho utilizou-se o espaço
físico da casa de vegetação da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia
(UFRB) na cidade de Cruz das Almas, localizada no Estado da Bahia.
Figura 1. Casa de vegetação da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia
(UFRB), Cruz das Almas, Ba.
As águas coletadas para o sistema NFT foram obtidas das cidades de
Cruz das Almas, Sapeaçú, Conceição do Coité, localizadas no estado Bahia. A
identificação das amostras água está apresentada abaixo na tabela 1.
Tabela 1. Identificação das amostras de água coletadas nos municípios
Local
Cruz das Almas
Cruz das Almas
Sapeaçú
Conceição do Coité
Tipo de água
Água doce.
Água subterrânea de poço instalado na
UFRB em Cruz das Almas BA.
Rejeito da dessalinização da água do
poço de Sapeaçú.
Rejeito da dessalinização da água do
poço de Conceição do Coité.
76
2.2 Amostras de Alface
As plantas de alface crespa (Lactuca sativa), variedade Verônica,
utilizada nesse trabalho foram coletadas no período de julho a agosto de 2011.
A estrutura de hidropônia foi composta por 4 unidades experimentais. Cada
parcela representou um sistema hidropônico NFT (técnica de fluxo laminar de
nutrientes) independente.
2.3 Procedimento experimental
O trabalho foi conduzido em casa de vegetação da unidade
experimental da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia - UFRB,
localizada no município de Cruz das Almas - Bahia, no período de junho a
agosto de 2011, utilizando a cultivar de alface crespa Verônica. Para a
produção de mudas utilizou-se o sistema NFT (Nutrient film technique) ou
técnica do fluxo laminar de nutrientes: composto basicamente de um tanque de
solução nutritiva, de um sistema de bombeamento, dos canais de cultivo e de
um sistema de retorno ao tanque. A solução é bombeada aos canais e escoa
por gravidade formando uma fina lâmina de solução que irriga as raízes. Esta
técnica consiste que as raízes das plantas ficam suspensas na solução.
A colheita do experimento foi realizada 50 dias após a germinação das
mudas. As plantas foram cortadas no intuito de promover a separação da parte
aérea das raízes. Em seguida, as plantas foram secas em estufa com
circulação forçada de ar a 60 ºC por 72 horas. Depois, as amostras foram
moídas em gral de ágata e pistilo e acondicionadas em dissecadores.
2.4 Preparo das amostras para análise
2.4.1 Procedimento de digestão das amostras de alface
O procedimento para pré-tratamento das amostras de alface consistiu
em digestão por via úmida. Foram digeridas 4 amostras de alface (em triplicata)
mediante a utilização de um sistema composto de bloco de aquecimento, tubo
digestor e “dedo frio”, o qual viabiliza um refluxo durante a digestão ácida das
77
amostras. Foram utilizados no processo de digestão 0,1 g da amostra, 2 mL de
ácido nítrico concentrado e 3 mL de peróxido de hidrogênio, sendo submetidos
a uma temperatura de 90 °C, onde o processo de digestão foi conduzido em
capela durante duas horas. As soluções dos digeridos obtidos foram
transferidos para tubos cônicos de 10 mL e foram avolumados com água
ultrapura, para serem analisados no Espectrômetro de emissão óptica com
plasma indutivamente acoplado (ICP OES) e Espectrômetro de massas com
plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). O mesmo procedimento descrito
acima foi aplicado para o material de referência certificado da NIST, SRM NIST
1570a - Trace Elements in Spinach Leaves e SRM NIST 1573a - Tomato
Leaves. As medidas eram realizadas no dia posterior, depois de realizada as
digestões das amostras. Os analises dos metais foram analisados em triplicata.
2.5 Método estatístico
Neste trabalho o método estatístico de análise dos dados utilizado foi a Análise
de Componentes Principais – PCA (Principal Component Analysis). Para a
obtenção dos resultados estáticos foram utilizadas ferramentas de análise
multivariada em que se empregou o programa computacional STATISTICA ®
8.0.
78
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados são representados na Tabela 2, onde foram avaliados os
teores de Ca, Mg, Na, K, Fe, Zn, Al, Mn, Cu, Ba. por ICP OES. Na Tabela 3,
são apresentados os resultados da análise dos elementos As, Cd, Cr, Co, Hg,
Pb, V, por ICP-MS feitos no Laboratório de Análises químicos na UFBA
mostrando os valores das concentrações de cada elemento. Considerando-se
que ADC, APC, ARS, e ARC correspondem, respectivamente, as águas
utilizadas para o cultivo.
Nesse trabalho foi aplicada a Análise multivariada nos dados obtidos
para se ter uma visão mais ampla.
79
Tabela 2. Concentrações em (mg kg-1) de metais em diferentes amostras de alface hidropônico, por ICP OES, com (n = 3).
Ca
Mg
Na
K
Fe
Amostra
Zn
Al
Mn
Cu
Ba
-1
(mg kg )
1. ADC
1,85 ± 0,13
4,56 ± 0,12
2,42 ± 0,06
3,57 ± 0,38
173 ± 12
50 ± 4
39 ± 4
795 ± 23
0,19 ± 0,06
3,86 ± 0,34
2. APC
7,86 ± 0,27
5,84 ± 0,23
7,31 ± 0,3
4,15 ± 0,58
166 ± 8
85 ± 8
42 ± 7
848 ± 39
0,42 ± 0,08
7,78 ± 0,97
3. ARS
16,56 ± 0,18
7,36 ± 0,33
10,43 ± 0,1
5,33 ± 0,25
163 ± 3
719 ± 13
71 ± 18
410 ± 13
8,46 ± 0,17
17,13 ± 1,09
4. ARC
24,32 ± 1,34
5,62 ± 0,17
9,17 ± 0,05
6,78 ± 0,18
120 ± 13
360 ± 7
39 ± 7
780 ± 18
13,8 ± 0,56
19,18 ± 0,86
ADC - Água doce (Cruz das Almas); APC - Água subterrânea de poço (Cruz das Almas); ARS - Rejeito de dessalinização (Sapeacú); ARC - Rejeito de
dessalinização (Conceição do Coité);
Tabela 3. Concentrações em (mg kg-1) de metais e em diferentes amostras de alface hidropônico, por ICP-MS, com (n = 3).
Amostra
As
Cd
Cr
Co
-1
(mg kg )
Hg
Pb
V
1.
ADC
0,03 ± 0,02
0,05 ± 0,02
0,31 ± 0,09
0,16 ± 0,04
0,08 ± 0,01
0,05 ± 0,01
0,28 ± 0,03
2.
APC
0,14 ± 0,01
0,22 ± 0,03
0,54 ± 0,01
0,10 ± 0,04
0,32 ± 0,03
0,28 ± 0,01
0,38 ± 0,05
3.
ARS
0,16 ± 0,02
0,19 ± 0,03
0,63 ± 0,13
0,22 ± 0,14
0,35 ± 0,01
0,55 ± 0,02
0,35 ± 0,08
4.
ARC
0,14 ± 0,03
0,12 ± 0,01
0,54 ± 0,03
0,65 ± 0,07
0,55 ± 0,01
0,78 ± 0,02
0,26 ± 0,05
ADC - Água doce (Cruz das Almas); APC - Água subterrânea de poço (Cruz das Almas); ARS - Rejeito de dessalinização (Sapeacú); ARC - Rejeito de dessalinização
(Conceição do Coité);
80
As concentrações de metais em alface crespa produzida com água
salobra em sistema hidropônico NFT, foram determinadas utilizando como
técnica de detecção o ICP OES e ICP-MS. A análise multivariada foi utilizada
como proposta para validação dos resultados o qual considera as amostras e
as variáveis em conjunto, ou seja, análise multivariada que possibilita visualizar
todo conjunto de dados (MOURA et al. 2006). Com este método torna-se
possível obter informações complementares à análise univariada.
A Tabela 4. mostra as porcentagens de variância explicada para cada
componente principal. Como podem ser observadas, as duas primeiras
componentes principais respondem pela maior parte da variância da matriz de
dados.
Tabela 4. Variância explicada para cada componente
principal.
Componente Principal
Variância Explicada (%)
PC1
61,93
PC2
27,90
Variância acumulada
89,83
3.1 Análise multivariada para comparação e métodos analíticos das
amostras
3.1.1 Análise de componentes principais (PCA)
Avaliando os resultados obtidos, foram estudados os efeitos de dois
componentes principais que acumularam a maior quantidade de variância na
Análise das Componentes Principais (PCA).
As Figuras 2 e 3 correspondem, respectivamente, aos gráficos de pesos e
de “scores” para a primeira e a segunda componentes principais que
representam, respectivamente, 61,93 % e 27,90 % da variância explicada,
totalizando 89,83% da informação.
81
1.0
0.8
V
Al
Cd
Fe
Mg
0.6
Cr
ZnAs
0.4
PC2: 27,90%
Na
0.2
0.0
Ba
-0.2
Pb
HgCa
Cu
K
-0.4
Mn
-0.6
Co
-0.8
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
PC1: 61,93%
Figura 2. Gráfico de pesos (PC1 x PC2) obtido para amostras de alface produzidas
no sistema hidropônico.
1.2
1.0
0.8
0.6
PC2: 27,90%
0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1.0
-1.2
-1.4
-1.4 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
PC1: 61,93%
Água doce - Cruz das Almas
Água de poço - Cruz das Almas (UFRB)
Água de Rejeito - Sapeaçú
Água de Rejeito - Conceição do Coité
Figura 3. Gráfico de scores obtidos para alface produzida em hidroponia analisada
pelo PCA.
82
A análise dos pesos das variáveis nas PCs pode ser realizada por meio
da análise do gráfico (Figura 2). onde pode ser verificado que quanto maior o
valor peso das variáveis, maior a sua contribuição para a discriminação dos
grupos. As variáveis que apresentam as maiores contribuições para a
discriminação dos grupos das amostras analisadas podem ser observadas na
Figura 3.
Na avaliação dos resultados obtidos foram avaliadas as duas primeiras
componentes principais. Os valores dos elementos obtidos nas 4 amostras
(escores) de água utilizada para a produção da alface foram analisados
dezessete variáveis (valores de concentração dos elementos), onde, gerou as
componentes principais, os valores dessas componentes explicam a variância
total dos dados em função do tratamento e das dezessete variáveis estudadas,
fazendo com que houvesse a necessidade de analisar os efeitos das PC1 x
PC2
cujos os valores acumulados
para os dois componentes principais
contribuem com 89,83 % da variânça.
Através dos valores dos pesos (Figura 2), podemos observar que na
PC1, que os elementos V, Cd, Al, Mg, Cr, Zn, As, Na, Ba, Pb, Hg, Ca, Cu, K e
Co, apresentam os maiores valores de pesos positivos. Já os elementos Mn e
Fe, apresentam os maiores valores de pesos negativos. Já analisando a PC2,
na região positiva os elementos que apresentam os maiores valores de pesos
positivos são: V, Fe, Cd, Al e Mg, já na região negativa, os elementos que
apresentam os maiores valores de pesos negativos são: Co e Mn. As variáveis
que apresentam maiores valores de pesos absolutos são as variáveis que mais
contribuem para promover a discriminação entre as amostras de alface cultivas
com diferentes águas.
Conforme pode ser analisada PC1 x PC2, analisando PC1 a região
positiva separa as amostras ARS de ARC onde apresentaram as maiores
concentrações dos elementos Co, Cu, K, Hg, Ca, Pb, Ba, Na, Zn, Cr e As. Na
região negativa separa as amostras ADC e APC onde se pode observar que
estas amostras apresentaram maiores concentrações dos elementos Mn e Fe,
conforme pode se observado na Figura 3.
83
O tipo de água utilizada após da adição de solução nutritiva pode explicar
que estas amostras são diferenciadas pelos valores maiores de Fe e Mn e que
tem influencia negativa nas amostras ADC e APC.
Analisando a PC2 pode observar que as amostras APC e ARS
localizadas na região positiva, as mesmas apresentaram as maiores
concentrações dos elementos V, Al, Cd e Mg. Observa-se na região negativa
da PC2 que a amostra ARC apresentou a maior concentração de Co em
relação às demais amostras, conforme podemos observar na Figura 3.
O Co tem influencia negativa para a amostra da ARC na PC2 onde tem
acumulado o 27,90% de variância, o que pode explicar que fatores como o
enriquecimento natural da água, o ambiente no que é produzido poderão
influenciar na absorção desse elemento na hortaliça.
84
4. CONCLUSÕES
O emprego de ICP OES e ICP-MS foram de grande importância para ser
aplicada na análise da alface produzida com água salobra para determinação
de metais.
O uso da estatística Multivariada utilizando as análise das componentes
Principais (PCA) possibilitou agrupar por semelhança as amostras e entender
as diferenças de agrupamento pelo gráfico dos pesos visto que possibilita a
visualização do comportamento de todos os elementos simultaneamente.
As concentrações dos metais encontrados nas amostras analisadas
apresentaram valores próximos e não representaram riscos pra a saúde.
Os valores observados nos elementos As Cd, e Pb considerados
potencialmente tóxicos apresentam concentrações de
dentro dos limites
considerados normais para a alface e é considerada adequada para o consumo
humano, conforme as normas do Ministério da Saúde.
85
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