Novo método inovador para detecção de micotoxinas em grãos de milho através da tecnologia hiperespectral

Cientistas da embrapa e da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) desenvolveram um método inovador para a detecção da fumonisina em grãos de milho, eliminando a necessidade de moagem e reagentes químicos. Essa abordagem não apenas reduz custos, mas também contribui para a sustentabilidade ambiental. A técnica se baseia em imagens hiperespectrais de infravermelho próximo (NIR-HSI), integrando conceitos de química e agricultura de precisão para identificar e quantificar essa micotoxina, que representa um dos principais desafios à produção de milho no Brasil, uma vez que contamina os grãos ainda no campo e não é eliminada por meio de processamento térmico.

As fumonisinas são produzidas, predominantemente, por fungos do gênero Fusarium. Devido à sua ampla distribuição, alta ocorrência e toxicidade, elas figuram entre as micotoxinas mais problemáticas geradas por esses microrganismos. O NIR-HSI, associado a um modelo matemático de análise multivariada de imagem, possibilita a identificação e quantificação das fumonisinas diretamente nos grãos de milho, que não são visíveis a olho nu. O processo é realizado de forma rápida e não destrutiva.

“A tecnologia NIR-HSI opera com base no princípio da reflectância difusa, que depende das propriedades químicas e estruturais do material. Trata-se de uma abordagem não destrutiva que permite obter espectros distribuídos espacialmente, possibilitando a visualização e localização, pixel a pixel, das alterações químicas em sistemas complexos”, explica Maria Lúcia Simeone, pesquisadora da Embrapa Milho e Sorgo (MG).

Inovação na detecção de micotoxinas

Os métodos atualmente utilizados para quantificar fumonisinas são onerosos, complexos e demorados, além de exigirem a moagem da amostra e um elevado nível de conhecimento técnico. A toxicidade dos reagentes químicos utilizados para análise ainda acarreta riscos à saúde do analista e ao meio ambiente.

Simeone destaca que o novo método é significativamente mais rápido, isento de produtos químicos e não destrói a amostra, resultando em um custo menor. “Ele opera por meio de um algoritmo desenvolvido a partir de informações espectrais e espaciais obtidas em um equipamento de NIR-HSI, utilizando diferentes amostras de milho, visto que os dados dependem da interação entre a radiação eletromagnética e os átomos ou moléculas da amostra analisada”, complementa.

A pesquisadora ainda menciona que os resultados obtidos pela técnica NIR-HSI foram surpreendentes, pois possibilitaram a identificação de lotes contaminados e a prevenção de infecção cruzada durante o armazenamento do milho. “Essa metodologia tem o potencial de transformar a forma como quantificamos e controlamos a fumonisina, garantindo a qualidade e segurança dos alimentos”, acrescenta.

Benefícios para a cadeia produtiva

A nova técnica oferece diversos benefícios para a cadeia produtiva do milho:

• Maior rapidez: A quantificação do teor de fumonisina ocorre de maneira ágil, em apenas 30 segundos, permitindo a análise de 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 elimina a necessidade de moagem e uso de reagentes químicos.
• Não destrutiva: A análise não compromete a amostra, permitindo que os grãos sejam utilizados posteriormente.

Um futuro mais seguro para o consumo de milho

A pesquisa, recentemente publicada na revista Brazilian Journal of Biology, representa um avanço significativo na segurança alimentar. “Com a detecção rápida e direta do teor de fumonisinas em grãos de milho, essa nova metodologia contribui para garantir a qualidade e segurança dos alimentos, protegendo a saúde de consumidores e animais”, observa Renata Pereira da Conceição, pós-graduanda da UFMG.

Para Valéria Aparecida Vieira Queiroz, pesquisadora da Embrapa, “essa tecnologia permite desenvolver estratégias mais eficientes para o controle de fumonisinas no milho, minimizando perdas na produção, facilitando a segregação de lotes de amostras e assegurando alimentos mais seguros para a população”.

O pesquisador da Embrapa Algodão (PB), Everaldo Medeiros, explica que a técnica produz uma espécie de “imagem química do objeto”, combinando técnicas quimiométricas de tratamento de dados. Isso possibilita explorar aplicações inovadoras para a agricultura, com base em conceitos de química verde e agricultura de precisão, posicionando a Embrapa e seus parceiros na vanguarda da inovação em aplicações com imagens NIR-HSI.

Medeiros conclui: “Nossa participação no trabalho consistiu em estudar as melhores configurações de imagens para a medição de fumonisinas diretamente nas sementes de milho. Os resultados obtidos permitem detectar e quantificar as micotoxinas de forma automática, com maior sensibilidade e rapidez em relação às técnicas atualmente utilizadas.”

Artigo e autores

O artigo, denominado Determination of fumonisin content in maize using near-infrared hyperspectral imaging (NIR-HSI) technology and chemometric methods (Determinação do teor de fumonisina em milho usando tecnologia de imagem hiperespectral no infravermelho próximo (NIR-HSI) e métodos quimiométricos), é de autoria de: R. R. P. Conceição (Universidade Federal de Minas Gerais, Instituto de Ciências Biológicas, Belo Horizonte, MG, Brasil); V. A. V. Queiroz (Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, MG, Brasil); E. P. Medeiros (Embrapa Algodão, Campina Grande, PB, Brasil); J. B. Araújo (Embrapa Algodão, Campina Grande, PB, Brasil); D. D. S. Araújo (Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, MG, Brasil); R. A. Miguel (Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, MG, Brasil); M. A. R. Stoianoff (Universidade Federal de Minas Gerais, Instituto de Ciências Biológicas, Belo Horizonte, MG, Brasil) e M. L. F. Simeone (Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, MG, Brasil).