A técnica utiliza imagens hiperespectrais de infravermelho próximo (NIR-HSI) para identificar e quantificar, com precisão, a micotoxina

• Novo método é baseado em imagens hiperespectrais de infravermelho próximo para visualizar a micotoxina.

• As fumonisinas, produzidas por fungos do gênero Fusarium, contaminam os grãos ainda no campo e não são destruídas por processamento térmico.

• Por isso, estão entre as piores ameaças à produção de milho no Brasil.

• A técnica NIR-HSI possibilita ainda identificar lotes contaminados e prevenir a infecção cruzada durante o armazenamento do milho.

Cientistas da Embrapa e da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) desenvolveram um método inovador para detectar a presença da fumonisina em grãos de milho sem a necessidade de moagem e de reagentes químicos, o que reduz custos e torna o processo ambientalmente mais saudável. A técnica utiliza imagens hiperespectrais de infravermelho próximo (NIR-HSI), integrando preceitos de química e agricultura de precisão, para identificar e quantificar essa micotoxina, considerada um dos maiores entraves à produção de milho no Brasil porque contamina os grãos ainda no campo e não é destruída por processamento térmico.

As fumonisinas são produzidas, principalmente, por fungos do gênero Fusarium e, por apresentarem ampla distribuição, grande ocorrência e alta toxicidade, são consideradas as piores entre as micotoxinas produzidas por esses microrganismos.

Associado ao modelo matemático de análise multivariada de imagem, o NIR-HSI permite identificar e quantificar as fumonisinas diretamente nos grãos de milho, que são invisíveis a olho nu, de forma rápida e sem destruição das amostras.

“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 distribuídos espacialmente, o que permite visualizar e localizar pixel a pixel as alterações químicas em qualquer sistema complexo”, explica a pesquisadora da Embrapa Milho e Sorgo (MG) Maria Lúcia Simeone.

Inovação na detecção de micotoxinas

O método utilizado atualmente para quantificar fumonisinas é caro, complexo, demorado, além de requerer a moagem da amostra e um alto nível de conhecimento técnico. Soma-se a essas desvantagens o fato de que os reagentes químicos utilizados para realizar a análise são tóxicos, o que resulta em prejuízos para a saúde do analista e o ambiente.

Segundo Simeone, o novo método é muito mais rápido, não utiliza produtos químicos, não destrói a amostra e possui custo inferior. “Funciona por meio de um algoritmo construído a partir de informações espectrais e espaciais, obtidas em um equipamento de NIR-HSI, utilizando diferentes amostras de milho, uma vez que os dados dependem da interação entre a radiação eletromagnética e átomos ou moléculas da amostra analisada”, complementa.

A pesquisadora destaca ainda que os resultados obtidos com a técnica NIR-HSI foram surpreendentes, especialmente porque possibilitaram identificar lotes contaminados e prevenir 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 a segurança dos alimentos”, acrescenta.

Benefícios para a cadeia produtiva

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

• Maior rapidez: A quantificação do teor de fumonisina é realizada de forma rápida, em apenas 30 segundos, permitindo que um número maior de amostras possa ser analisado em menor tempo com resposta mais ágil em caso de contaminação.

• Redução de custos: A técnica é mais econômica que os métodos tradicionais, pois dispensa a moagem e o uso de reagentes químicos.
• Não destrutiva: A análise não danifica a amostra, permitindo realizar a análise diretamente nos grãos e seu uso posterior.

Um futuro mais seguro para o consumo de milho

A pesquisa, publicada na revista 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 a saúde de consumidores e animais”, observa Renata Pereira da Conceição, pós-graduanda da UFMG.

Para Valéria Aparecida Vieira Queiroz, pesquisadora da Embrapa, “com essa tecnologia, é possível desenvolver estratégias mais eficientes para o controle de fumonisinas no milho, reduzindo as perdas na produção, possibilitando a segregação de lotes de amostras e garantindo um alimento mais seguro para a população”.

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

Pesquisador Everaldo Medeiros fala sobre a técnica

“Nossa participação no trabalho foi estudar as melhores configurações de imagens nas medidas de fumonisinas diretamente nas sementes de milho. Os resultados permitiram detectar e quantificar as micotoxinas de forma automática com maior sensibilidade e rapidez do que as técnicas atualmente utilizadas”, conclui Medeiros.

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).