Cientistas da Embrapa e da Universidade Federal de Minas Gerais ( UFMG ) desenvolveram um método inovador para detectar a presença de fumonisina em grãos de milho sem a necessidade de moagem ou reagentes químicos, o que reduz custos e torna o processo ambientalmente mais saudável. A técnica utiliza imagens hiperespectrais no infravermelho próximo (NIR-HSI), que une preceitos da química e da agricultura de precisão, para identificar e quantificar essa micotoxina, considerada um dos maiores entraves à produção de milho no Brasil por contaminar os grãos enquanto eles ainda estão no campo e não ser destruída pelo processamento térmico.
As fumonisinas são produzidas principalmente por fungos do gênero Fusarium e, por apresentarem ampla distribuição, ampla ocorrência e alta toxicidade, são consideradas as piores micotoxinas entre aquelas produzidas por tais microrganismos.
Uma vez associado ao modelo matemático para análise de imagens multivariadas, o NIR-HSI permite que os observadores identifiquem e quantifiquem rapidamente as fumonisinas (que são invisíveis a olho nu) diretamente nos grãos de milho e sem destruir as amostras de milho.
“A tecnologia NIR-HSI funciona com base no princípio da reflectância difusa, que depende das propriedades químicas e estruturais do material. É uma abordagem não destrutiva para obter espectros espacialmente distribuídos, o que permite visualizar e localizar alterações químicas em qualquer sistema complexo pixel por pixel”, explica Maria Lúcia Simeone , pesquisadora da Embrapa Milho e Sorgo .
Inovação na detecção de micotoxinas
O método atualmente utilizado para quantificar fumonisinas é caro, complexo, demorado, exige alto nível de conhecimento técnico e que as amostras sejam moídas. Somam-se a essas desvantagens o fato de que os reagentes químicos utilizados para realizar a análise são tóxicos, o que resulta em danos à saúde do analista e do meio ambiente.
Segundo Simeone, o novo método é muito mais rápido, não utiliza produtos químicos, não destrói a amostra e tem menor custo. “Ele funciona por meio de um algoritmo que foi construído a partir de informações espectrais e espaciais obtidas de equipamentos NIR-HSI usando diferentes amostras de milho, pois os dados dependem da interação entre radiação eletromagnética e átomos ou moléculas da amostra em análise”, relata.
A pesquisadora destaca ainda que os resultados obtidos com a técnica NIR-HSI foram surpreendentes, principalmente porque permitiram a identificação de lotes contaminados e a prevenção de infecção cruzada no armazenamento. “Essa metodologia tem o potencial de transformar a forma como quantificamos e controlamos a fumonisina, garantindo a qualidade e a segurança dos alimentos”, completa.
Benefícios para a cadeia produtiva
A nova técnica traz diversos benefícios para toda a cadeia produtiva do milho:
Rapidez: A quantificação do teor de fumonisina é realizada rapidamente, em apenas 30 segundos, o que permite analisar um maior número de amostras em menos tempo e uma resposta mais rápida em caso de contaminação.
Redução de custos: A técnica é mais econômica que os métodos tradicionais, pois dispensa moagem ou uso de reagentes químicos.
Não destruição: A análise não danifica a amostra, permitindo que a análise seja realizada diretamente nos grãos, que podem ser utilizados posteriormente.
Um futuro mais seguro para o consumo de milho
O estudo publicado no periódico Brazilian Journal of Biology representa um avanço significativo na área de segurança alimentar. “Ao permitir a detecção rápida e direta do teor de fumonisinas em grãos de milho, essa nova metodologia contribui para garantir a qualidade e a segurança dos alimentos, protegendo, assim, a saúde dos consumidores e dos animais”, observa Renata Pereira da Conceição, aluna de pós-graduação da UFMG.
Para a pesquisadora da Embrapa Valéria Aparecida Vieira Queiroz , “com essa tecnologia, é possível desenvolver estratégias mais eficientes para controlar fumonisinas no milho, reduzindo perdas de produção, possibilitando a segregação de lotes de amostras e garantindo um alimento mais seguro para a população”.
Everaldo Medeiros , pesquisador da Embrapa Algodão , explica que a técnica gera uma espécie de “imagem química do objeto” por meio da combinação de técnicas de processamento quimiométrico de dados. Isso permite que os usuários explorem aplicações inovadoras para a agricultura com base em conceitos de química verde e agricultura de precisão, que colocam a Embrapa e parceiros na fronteira da inovação com a aplicação de imagens NIR-HSI.
“Nossa participação foi estudar as melhores configurações de imagem para as medidas de fumonisinas diretamente nas sementes de milho. Os resultados permitiram a detecção e quantificação automática de micotoxinas com maior sensibilidade e rapidez do que as técnicas atualmente em uso oferecem”, conclui Medeiros.
Artigo e autores
O artigo intitulado Determinação do teor de fumonisina no milho usando tecnologia de imagem hiperespectral no infravermelho próximo (NIR-HSI) e métodos quimiométricos foi de autoria de: RRP Conceição (Universidade Federal de Minas Gerais, Instituto de Ciências Biológicas, Belo Horizonte, MG, Brasil); VAV Queiroz (Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, MG, Brasil); EP Medeiros (Embrapa Algodão, Campina Grande, PB, Brasil); JB Araújo (Embrapa Algodão, Campina Grande, PB, Brasil); DDS Araújo (Embrapa Milho e Sorgo , Sete Lagoas, MG, Brasil); RA Miguel (Embrapa Milho e Sorgo , Sete Lagoas, MG, Brasil); MAR Stoianoff (Universidade Federal de Minas Gerais, Instituto de Ciências Biológicas, Belo Horizonte, MG, Brasil) e MLF Simeone ( Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, MG, Brasil ) .
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