Microflora dos Grãos Armazenados

UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA
CAMPUS DE RIO PARANAÍBA
MICROFLORA DOS GRÃOS
ARMAZENADOS

UFV/CRP – MICROFLORA DOS GRÃOS ARMAZENADOS
Responsáveis pelas maiores perdas de produtos
armazenados
Bactérias e fungos apresentam importância relevante na
deterioração dos produtos armazenados.
 O grau de umidade dos grãos é o fator que determina
a atividade e o desenvolvimento destes organismos.

BACTÉRIAS
Bactérias só causam danos quando a umidade dos grãos está em
equilíbrio com a Umidade Relativa elevada.
Isto se dá na faixa de 90 a 100%, enquanto que os danos anteriores
causados pelos fungos já inviabilizam o consumo dos produtos.

FUNGOS

FUNGOS
No armazém os grãos apresentam quantidades variáveis de
esporos. Amostras de trigo = 3.000 a 5.000 esporos em cada grão.
Condições favoráveis do meio, os esporos germinam e suas hifas
invadem os tecidos dos grãos, por ação de enzimas e ação
mecânica.
Desenvolvimento dos fungos é afetado pela disponibilidade de
nutrientes do suporte vegetal, da umidade e da temperatura.

AÇÃO DOS FUNGOS
Preferem ambientes ou substratos com alto teor de umidade;
Absorção de substâncias já elaboradas;
Atividade do fungo metaboliza carboidratos, proteínas e matérias
graxas;
Fungos são responsáveis pelo grande aumento da respiração nos
grãos úmidos;
Deterioração estimada pela taxa de gás carbônico, pelo aumento
do teor de umidade e pela quantidade de calor que é desprendida.

FUNGOS NO CAMPO
Atacam os grãos antes da colheita (crescimento ou
maturação)
Requer UR ≈90%
Umidade do grão ≈ 25%
Atividade do fungo diminui quando temperatura e umidade
diminuem

FUNGOS NO CAMPO
Principais fungos de campo que atacam os grãos e plantas são
os do gênero:
ALTERNARIA
CLADOSPORIUM
FUSARIUM
HELMINTOSPORIUM

FUNGOS NO CAMPO
Os fungos de campo podem causar:
Perda da cor natural ou brilho dos grãos;
Reduzem o poder germinativo e vigor das sementes;
Causam podridão nas raízes e outras doenças;
Permanece vivo por um período curto de armazenagem

FUNGOS NO ARMAZENAMENTO
Desenvolvem-se em grãos com umidade abaixo de 17%
Umidade do grão está em equilíbrio com UR na faixa de 65-
85%
Gêneros ASPERGILLUS
e PENICILLIUM

FUNGOS NO ARMAZENAMENTO
U.R.mínima para a sobrevivência dos principais fungos de
depósitos, sob condições ótima de temperatura (26 – 30ºC)
FUNGOS U.R. MÍNIMA
Aspergillus restrictus e A.halophilicus 70%
A. glaucus 73%
A. candidus e A.ochraceus 80%
A. flavus 85%
Penicillium (depende da espécie) 80 – 90%

Importância da Umidade Relativa
Acima de 70% UR – fungos se desenvolvem e o
aquecimento da massa de grãos ocasionará sua deterioração.
Durante o armazenamento a UR% deve estar abaixo de
70%.
Observar a UR% de equilíbrio e temperatura.
65% = 13 a 13,5% de umidade dos grãos.

Teor de umidade mínimo, em equilíbrio com diferentes
níveis de Umidade Relativa, para a sobrevivência das
principais espécies de fungos de depósito.
Grãos Aspergillus Penicillium
restrictus glaucus candidus flavus
ochraceus
70% UR 73% UR 80%UR 85%UR 80 – 90% UR
Milho 13,5 – 14,5 14,0 – 14,5 15,0 – 15,5 18,0 – 18,5 16,5 – 19,0
Trigo 13,5 – 14,5 14,0 – 14,5 15,0 – 15,5 18,0 – 18,5 16,5 – 19,0
Sorgo 14,0 – 14,5 14,5 – 15,0 16,0 – 16,5 19,0 – 19,5 17,0 – 19,5
Soja 12,0 – 12,5 12,5 – 13,0 14,5 – 15,0 17,0 – 17,5 16,0 – 18,0

AQUECIMENTO DOS GRÃOS
Produzido pelo processo respiratório dos grãos úmidos
associados aos fungos.
Ocorre quando o teor de umidade dos grãos se encontra
acima do nível considerado satisfatório para o seu
armazenamento.
Respiração e aquecimento de uma massa de grãos são
considerados em conjunto porque são partes de um mesmo
processo biológico, do qual resultam as principais
deteriorações do produto.

AQUECIMENTO DOS GRÃOS
Quando o aquecimento se apresenta em determinada
região de uma massa de grãos, armazenada a granel, forma o
que se denomina bolsa de calor, devido ao fato de uma massa
de grãos possuir baixa condutibilidade térmica.
 O calor produzido pode acumular-se na região, mais
rapidamente do que se desprender. Isto leva a um rápido
aumento de temperatura da zona aquecida, pois, a respiração
é acelerada, acentuadamente quando a temperatura e o teor
de umidade dos grãos aumentam.
A bolsa de calor pode originar também de um foco de
infestação de insetos.

Focos de disseminação dos fungos
Fungos podem atacar grãos, farinhas, matérias orgânicas
em decomposição, produtos alimentícios, tecidos de fibras
vegetais, couro, cola, etc.;
 Uma grama de pó podem conter mais de 3 milhões de
colônias de fungos;
Eliminação de focos de disseminação é totalmente
impossível.

Sucessão das espécies
Christensem e Kaufmann, pesquisaram milhares de amostras
colhidas nos silos dos Estados Unidos, México, América do Sul
e Europa, e demostraram o seguinte:
 Aspergillus restrictus e A.glaucis associam-se à massa
de grãos. Desenvolvem-se em umidade de equilíbrio e UR
menor que 75%;
Essas espécies não aquecem a massa de grãos, mas
podem produzir água metabólica (aumenta a umidade);
Se umidade aumenta, outras espécies desenvolvem-se
e ocorre aumento da temperatura da massa de grãos e
deterioração;
Podem ser constatadas outras espécies de Aspergillus e
em seguida surgem os do gênero Penicillium.

Fatores que favorecem o desenvolvimento dos fungos
Umidade dos grãos;
Temperatura;
Oxigênio;
Condições do tegumento;
Impurezas na massa armazenada.

Teor de umidade dos grãos e UR. de Equilíbrio
Umidade em equilíbrio e UR de 70 a 90% é o que
necessitam os fungos de depósito para se desenvolverem.
Já, quando a UR é de 90%, há o desenvolvimento de
bactérias também.

Produto armazenado com segurança
Níveis máximos de teor de umidade (para U.R. de até 65%)
Arroz em casca ….........................… 12 %
Arroz pólido ………....................….… 13%
Trigo ………………........................……. 13%
Milho ……………............…............….. 13%
Girassol ……….......................…..……… 8%
Soja ……......................……….……….... 11%

Migração de umidade
 O ar intergranular de uma massa de grãos não é estática,
encontra-se em um continuo movimento através de correntes
de convecção, causadas pela diferença de densidade do ar
quente e frio.
Quando o ar intergranular se move das regiões mais
quentes para as partes mais frias, o ar quente, arrefecendo na
região mais fria, apresenta, maior aumento de umidade
relativa e o ar cede parte da umidade para os grãos, até
atingir o equilíbrio higroscópico.
Esta movimentação de umidade pode ocorrer mesmo que o
grão tenha sido armazenado com teor de umidade adequado

 Causadora de danos nos grãos estocados
Relação com temperatura e umidade do grão e temperatura
e umidade do ar.
Problemas no inverno e verão, bem como com a
movimentação do sol durante o dia.
Favorece a atividade de fungos e insetos – condições
propícias ao aumento na respiração dos grãos (focos de
aquecimento)

No inverno
Ar frio e denso junto à parede do silo (ar de cima para baixo).
Correntes convectivas
Ar aquecido absorve umidade
Atinge massa de grãos frios (condensa) – zona comelevada
umidade (deterioração)
Ocorre mesmo em massas com 10 a 13% de umidade
No verão
Ar quente e menos denso sobe junto à parede do silo (ar de baixo
para cima).
Ar absorve umidade
Atinge massa de grãos frios (condensa) – zona com elevada
umidade (deterioração)

Apenas o movimento do
sol durante o dia provoca
a migração de umidade
dentro do silo

Temperatura
Temperatura muito baixas e muito altas inibem o
desenvolvimento da maioria dos fungos.
Os gradientes de temperatura no interior de silos, causam
correntes convectivas de ar que transferem umidade de uma parte
a outra do silo, provocando a migração da umidade.
As reações químicas catalíticas e não catalíticas são mais
aceleradas a medida que a temperatura aumenta. Os teores de
açúcar total e de ácido graxo livre tendem a aumentar a hidrólise de
amido e gordura, ativados pelas temperaturas e umidades altas. O
teor de ácido graxo livre do produto mostra-se como um indicador
de deterioração.

Temperaturas mínimas, ótimas e máximas para o
desenvolvimento de diversas espécies de fungos, comuns nos
grãos armazenados.
Temperatura para o desenvolvimento (ºC)
Fungos Mínima Ótima Máxima
A.restrictus 5 – 10 30 – 35 40 – 45
A.glaucus 0 – 5 30 – 35 40 – 45
A.candidus 10 – 15 45 – 50 50 – 55
A.flavus 10 – 15 40 – 45 45 – 50
Penicillium 5 – 10 20 – 25 35 – 40
Fonte; Christensem e Kaufmann – 1974 – Storage of cereal grains

Taxa de oxigênio do ar intergranular
Um ou mais grupos de microrganismos estarão sempre presentes
em sistemas de armazenagem visto que eles podem ser
anaeróbios, aeróbios e anaeróbios facultativos.
Taxa de oxigênio do armazenamento a granel é importante no
desenvolvimento da microflora.
Maioria dos fungos são estritamente aeróbicos, seus esporos não
germinam, nem crescem na ausência de oxigênio (geralmente
menos de 1% de oxigênio).
Levedos, há espécies aeróbicas, anaeróbicas e facultativas.

Taxa de oxigênio do ar intergranular
Bactérias desenvolvem-se em ambientes com menos de 1% de
oxigênio, quando da alta umidade dos grãos.
Armazenamento hermético – carência de oxigênio devida ao
consumo pela respiração dos grãos e dos fungos inibindo-os pois
são predominantemente aeróbios.
Em laboratório a aeração acelerou a respiração

Impurezas e grãos danificados pelo manuseio
Quanto maior a quantidade de impurezas e matérias estranhas,
maior a quantidade de microrganismos e mais rápida é a
deterioração dos grãos.
Fragmentos e pó do produto acumulam-se e formam uma massa
úmida e compacta que impede ou reduz a aeração e desenvolve
uma microflora.
Grãos danificados – mais sujeitos aos fungos do que os grão
inteiros.
Casca/tegumento constituem uma barreira natural contra a ação
dos fungos.

Impurezas e grãos danificados pelo manuseio
Durante a colheita, secagem, limpeza e transporte em elevadores,
os grãos estão sujeitos a impactos mecânicos que podem levar a
rachaduras e quebras, as quais servem de entrada para a invasão
de fungos e insetos. Grãos não descorticados se conservam melhor
do que os descorticados, e a deterioração é rápida quando o grão é
preparado para a extração.

Insetos
Infestações de insetos aumentam a umidade dos grãos.
Fungos aumentam a umidade da massa de grãos, porém de
forma mais lenta.

Deterioração pela ação da microflora
A microflora afeta o poder germinativo das sementes, a cor
natural dos grãos, a qualidade organoléptica, o valor nutritivo e o
bom aproveitamento industrial dos grãos e seus sub-produtos.
Causam aquecimento da massa e algumas espécies de fungos são
produtoras de substâncias extremamente tóxicas, as micotoxinas.

Poder Germinativo dos Grãos
Devido a ação de fungos, as sementes perdem rapidamente o
poder germinativo.

Descoloração ou Graõs Ardidos
 Fungos podem causar descoloração dos grãos ou parte deles,
principalmente do germe ou embrião, local preferido para a invasão
da microflora.
Grãos ardidos e pretos são aqueles que perderam o brilho e a
coloração pela ação do calor, umidade ou fermentação.
Estudos de padrões, para a classificação de grãos nos E.U.A.,
mostraram que os danos denominados “heat damage” (danos pelo
calor) tinham causa principal a ação dos fungos.

Degradação da Matéria Graxa
Grãos armazenados de forma inadequada: ocorre hidrólise do
triacilglicerol por lipases
Rancificação provém da oxidação ou hidrólise da matéria graxa.
A degradação é acelerada pela ação dos fungos.

Alterações Físicas e Organolépticas em alimentos
Diminuição da fluidez dos alimentos, formação de “grumos” e
descoloração, além de produção de cheiro e sabor característico.
Perda do valor nutritivo pela degradação de proteínas, gorduras,
glucídios e alterações nas vitaminas e aminoácidos contidos nos
alimentos.
Produção de micotoxinas com prejuízo e inutilização dos
alimentos estocados.

Micotoxinas
Micotoxinas são metabólitos secundários resultantes do
metabolismo de alguns fungos filamentosos que proliferam em
alimentos, em rações animais e, principalmente, em grãos.
A intoxicação pode ocorrer de forma direta ou indireta. A forma
direta ocorre quando o produto é utilizado na alimentação humana
ou de animais, enquanto a forma indireta resulta quando
subprodutos de derivados contaminados são empregados
Causam intoxicação grave.

Principais Micotoxinas:
Mais de quatrocentas micotoxinas, conhecidas na atualidade, são
produzidas por aproximadamente uma centena de fungos. As
principais micotoxinas podem ser divididas em três grupos: as
aflatoxinas, produzidas por fungos do gênero Aspergillus como A.
flavus e A. parasiticus; as ocratoxinas, produzidas pelo Aspergillus
ochraceus e diversas espécies do gênero Penicillium; e as
fusariotoxinas, que possuem como principais representantes os
tricotecenos, zearalenona e as fumonisinas, produzidas por diversas
espécies do gênero Fusarium

Principais Micotoxinas:

Aflatoxina
São as micotoxinas mais amplamente estudadas
produzidas por muitas das espécies do fungo Aspergillus, tais
como Aspergillus flavus, Aspergillus niger e Aspergillus parasiticus

Aflatoxina
Os quatro principais metabólitos são identificados como B1 e
B2 (por apresentarem fluorescência violeta, quando observadas
sob luz ultravioleta em 365 nm) e G1 e G2.
Aflatoxinas M1 e M2 são metabólitos hidroxilados das aflatoxinas
B1 e B2, respectivamente, produzidas por animais e geralmente é
excretado no leite, urina de gado leiteiro e outras espécies de
mamíferos que consumiram comida ou ração contaminados por
essas aflatoxinas

Aflatoxina

Aflatoxina
A exposição a altas concentrações de aflatoxinas produz graves
danos no fígado, tais como necrose, cirrose hepática, carcinoma ou
edema. A capacidade de absorção e processamento de nutrientes é
gravemente comprometida. A exposição crônica a níveis sub-
críticos de aflatoxina não é tão grave, mas aumenta
significativamente a probabilidade de desenvolvimento de cancer
hepático.
As aflatoxinas são compostos severamente tóxicos,
imunossupressores, mutagênicos, teratogênicos e carcinogênicos.

Aflatoxina
A aflatoxina, uma vez formada, perdura por longo tempo no
alimento
As aflatoxinas são termorresistentes, resistindo a temperatura de
220 oC.

Citrinina
P. citrinum é considerado o principal e mais eficiente produtor de
citrinina, mas fungos toxigênicos, como P. expansum, P. viridicatum,
P. roqueforti, P. verrucosum, P. steckii, P. corylophilum, Aspergillus
carneus, A. terreus, A. candidus, A. niveus, Monascus ruber e M.
purpureus, podem também produzi-la em grandes quantidades
Tem atividade hepatonefrotóxica em animais e humanos

Esterigmatocistina
Metabólito secundário biologicamente ativo, toxigênico,
carcinigênico, mutagênico e teratogênico, produzido por várias
espécies de Aspergillus.
Intermediário na biossíntese de aflatoxinas e é muito semelhante
a aflatoxina em sua estrutura química e atividade biológica

Ocratoxina
Ocratoxina A (OTA) é um metabólito secundário de fungos das
espécies Aspergillus e Penicillium, principalmente A. ochraceus e P.
viridicatum
Presente em altos níveis nos grãos, cereais e cafés
A ocratoxina A tem ação nefrotóxica, teratogênica, carcinogênica,
imuno- supressora e está relacionada com a nefropatia endêmica
dos Balcãs, doença degenerativa dos rins que afeta exclusivamente
população adulta rural. Mais recentemente, foram descritos
evidências de uma possível correlação entre ocratoxina A e
desenvolvimento de tumores do trato urinário de seres humanos
na Bulgária

Ocratoxina

Fumonisinas
Produzidas por Fusarium verticillioides
As espécies do gênero Fusarium são as principais invasoras de
grãos de milho no campo. Estas espécies que invadem a planta no
campo, também podem ser encontradas no armazenamento, caso
as condições de temperatura e umidade sejam adequadas.
O mecanismo básico de ação das fumonisinas é pela inibição de
certas enzimas envolvidas no metabolismo dos esfingolipídeos.

Fumonisinas
A manifestação da intoxicação é diferente para cada espécie,
como leucoencefalomalácia em eqüinos, edema pulmonar e
hidrotórax em suínos, hepatotoxicidade e hepatocarcinogenicidade
em ratos, provável câncer de esôfago em humanos e
leucoencefalomalácia em coelhos

Zearalenona
Metabólito secundário com característica estrogênica, ocorre em
praticamente todos os cereais, especialmente em culturas de
inverno, contaminadas por fungos do gênero Fusarium.
A contaminação natural aparece em cevada, milho, sorgo, aveia e
rações produzidas com base nestes produtos
O efeito dessa micotoxina se dá principalmente sobre o sistema
reprodutivo resultando em baixo desempenho na reprodução.
Em suínos machos jovens, a toxina causa feminização, porém
estas alterações, aparentemente, não levam a efeitos sobre a
capacidade reprodutiva, quando adulto.

Zearalenona

Tricotecenos
Produzidos principalmente por fungos do gênero Fusarium como
F. graminearum e F. tricinctum
A ocorrência de tricotecenos é significativa em culturas de
inverno, como trigo, cevada, aveia, arroz e centeio
Os tricotecenos atuam inibindo a enzima peptiltransferase, desta
forma diminuindo a síntese protéica, o que afeta principalmente
células em divisão ativa, como as do trato gastrintestinal, pele e
células linfóides, eritróides e órgãos vitais.
Os tricotecenos são imunossupressores e também são associados
a hemorragias

Tricotecenos

CONTROLE NA MICROFLORA DE GRÃOS
Os métodos para evitar a ação da microflora consistem em manter
a umidade, temperatura e taxa de oxigênio desfavoráveis para o seu
desenvolvimento.
A secagem dos grãos, aos níveis de umidade que impedem o
desenvolvimento da microflora, é a operação mais prática e de
maior segurança.

Devem ser observados os seguintes cuidados:
A secagem deve ser processada logo após a colheita;
Na secagem natural, quando processada durante um período
muito longo, os grãos apresentam um umidade elevada
favorecendo o desenvolvimento de fungos;
Na secagem mecânica, altas temperaturas podem causar
trincamento de grãos, imperceptível a olho nu, propiciando
condições favoráveis ao seu ataque.

Saber que, não é suficiente carregar um silo com grãos que
apresentem umidade que impeça o desenvolvimento de fungos,
mas, é necessário, manter a umidade considerada segura em toda
massa de grãos, durante o período de armazenamento.
Se tivermos temperaturas diferentes na massa, teremos migração
de umidade e, por conseqüência, o crescimento de fungos.
O controle da microflora dos grãos armazenados é feita,
principalmente, pela aeração dos grãos secos a níveis
desfavoráveis ao desenvolvimento dos fungos.

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