Nota Científica Quitosana como fungicida em madeiras Pinus ... · Resumo Madeiras de Pinus sp....

Braz. J. Food Technol., Campinas, v. 13, n. 2, p. 128-132, abr./jun. 2010DOI: 10.4260/BJFT2010130200017

Autor Correspondente | Corresponding Author

Recebido | Received: 29/09/2008Aprovado | Approved: 10/05/2010

Resumo

Madeiras de Pinus sp. empregadas na confecção de caixas do tipo “K” – popularmente utilizadas no Brasil no transporte de produtos hortifrutícolas – podem representar uma importante fonte de contaminações por fungos. Essas caixas são empregadas diversas vezes antes de seu descarte e são normalmente utilizadas sem nenhum procedimento de higienização ou tratamento antifúngico. A quitosana, um polissacarídeo atóxico de origem animal e que apresenta atividade antimicrobiana, foi avaliada como fungicida natural em amostras de madeira de Pinus sp. empregadas na confecção dessas caixas. Quatro concentrações de quitosana (0,2; 0,5; 1,0 e 2,0 g.L–1) foram avaliadas como soluções para impregnação e os resultados foram comparados àqueles de amostras sem qualquer tratamento. Fungos isolados a partir de madeiras de Pinus sp. contaminadas foram inoculados em meio de cultura e as amostras submetidas à contaminação. O acompanhamento foi conduzido por observações diárias de forma qualitativa (intensidade de contaminação superficial) e por medidas de coloração ao longo de uma semana. As madeiras impregnadas com as concentrações de 1,0 e 2,0 g.L–1 foram as que apresentaram as melhores respostas, sendo que a concentração com 2,0 g.L–1 apresentou inibição total do crescimento fúngico com boa manutenção da aparência inicial.

Palavras-chave: Tratamento antifúngico de madeira; Pinus sp.; Caixas “K”; Fungicida natural; Colorimetria.

Summary

The pinewood used for assembling the “K” type boxes widely used in Brazil to transport fruits and vegetables, may represent an important source of fungal contamination. These boxes are used several times before disposal, normally with no hygienization or antifungal treatment. Chitosan, a nontoxic polysaccharide of animal origin with antimicrobial activity, was evaluated as a natural fungicide for pinewood samples used for assembling these types of box. Four chitosan concentrations (0.2, 0.5, 1.0 and 2.0 g.L–1) were evaluated as coating solutions and the results compared with non treated samples. Fungi, originally isolated from decaying pinewood, were grown in nutritive medium and used to contaminate the wood samples. The samples were evaluated daily by a qualitative visual appearance (intensity of surface fungal contamination) and by a colorimetric analysis, for a period of one week. Impregnation with chitosan at concentrations of 1.0 and 2.0 g.L–1 gave the best responses, and total inhibition was observed with 2.0 g.L–1, with good maintenance of the initial color characteristics.

Key words: Antifungal wood treatment; Pinewood; “K” type boxes; Natural fungicide; Colorimetry.

Nota CientíficaQuitosana como fungicida em madeiras Pinus sp.

empregadas na confecção de caixas “K”Scientific Note

Chitosan as a fungicide for the pinewood used for assembling “K” type boxes

Autores | Authors

Natalia Meinl Schmiedt SATTOLOUniversidade de São Paulo (USP)

Instituto de Química de São Carlose-mail: [email protected]

Douglas de BRITTO

Embrapa Instrumentação Agropecuáriae-mail: [email protected]

Odilio Benedito Garrido ASSIS Embrapa Instrumentação Agropecuária

Rua XV de Novembro, 1452 CEP: 13561-206

São Carlos/SP - Brasile-mail: [email protected]

Braz. J. Food Technol., Campinas, v. 13, n. 2, p. 128-132, abr./jun. 2010 129

Nota Científica: Quitosana como fungicida em madeiras Pinus sp. empregadas na confecção de caixas “K”

SATTOLO, N. M. S. et al.

www.ital.sp.gov.br/bj

tem sido considerada há décadas como um composto de interesse industrial e especialmente de uso farmacêutico (COsTA sILvA et al., 2006).

O efei to fungicida da quitosana está bem documentado na literatura, sendo o modelo mais aceito o relacionado à natureza policatiônica do polissacarídeo que interage com sítios aniônicos das paredes celulares dos fungos. Tal interação é mediada por forças eletrostáticas, causando alterações na permeabilidade das membranas celulares e instabilidade osmótica (TsAI e su, 1999).

Nos últimos anos, uma série de estudos tem sido publicada caracterizando a quitosana como material indicado para uso em coberturas antifúngicas comestíveis em alimentos (COMA et al., 2002; AssIs e PEssOA, 2004; AssIs et al., 2008).

Neste trabalho, foi avaliado o uso da quitosana como produto fungicida para impregnação de madeiras de Pinus sp. removidas de caixas do tipo “K” sem uso prévio.

Material e Métodos2

A quitosana empregada nesta avaliação é um produto comercial (sigma-Aldrich), sendo, segundo informação do fabricante, procedente da purificação de quitinas extraídas de cascas de camarão. Esse material apresenta aspecto granular, com tom levemente amarelado e é classificado como de média massa molar. Os géis foram preparados por dissolução da quitosana sob agitação moderada em ácido acético 0,5 M até equilíbrio em pH próximo a 4,0, nas concentrações de 0,2, 0,5, 1,0 e 2,0 g.L–1.

segmentos de madeira de Pinus sp. no formato retangular, nas dimensões de 4 x 2 cm, foram removidos de caixas “K” sem uso prévio e imersos nas soluções por 10 segundos. O excesso de gel foi escorrido naturalmente e as amostras secas nas condições ambientes. Lotes de dez amostras foram avaliados para cada concentração e madeiras sem tratamento foram tomadas como referência.

Fungos não classificados foram originalmente isolados de madeiras de Pinus sp. contaminadas e amostras foram preparadas em meio de cultura à base de batata dextrose e agar (BDA) em pH 5,5, segundo procedimentos correntes. Amostras impregnadas e não impregnadas foram colocadas diretamente no meio de cultura, acondicionadas em estufa a 24-25 °C e a 75% de umidade relativa, onde permaneceram por um período de sete dias. A contaminação foi acompanhada por dois procedimentos diários: a) de forma visual e qualitativa, estabelecendo o tempo para que os fungos fossem observados sob a superfície da madeira e, b) fazendo uso de colorímetro (Minolta CR-400), registrando, em posições

Introdução1

Embora haja cer to esforço no sent ido de regulamentar e introduzir uma substituição gradual das tradicionais caixas de madeiras por materiais mais higiênicos – como plástico ou papel ondulado (LuENGO e MOITA, 1999; BRAsIL, 2002) –, a madeira ainda é amplamente empregada na confecção de embalagens para o transporte e o acondicionamento de frutas e hortaliças no Brasil. Madeiras do gênero Pinus sp. são as mais populares na confecção de caixas, considerando seu baixo custo e sua boa resistência mecânica.

A caixa tipo “K”, em particular, consolidou-se como embalagem de produtos hortifrutícolas, embora seja esta a que proporcione maiores índices de danos mecânicos e fisiológicos (vILELA e LuENGO, 2002), sendo responsável, segundo dados da secretaria de Abastecimento do Estado de são Paulo, por perdas próximas a 15% do total de tomates comercializados nas CEAsAs (LuENGO e MOITA, 1999).

Embora os principais danos causados pelo uso da caixa “K” sejam devidos a impactos, compressões e cortes (CAsTRO et al., 2001), essa embalagem é retornável e tem sido utilizada, usualmente, sem qualquer procedimento de sanitização, entre 5 e 10 vezes antes do descarte definitivo (MOuRAD, 2001; HENz e CARDOsO, 2005). Análises conduzidas pelo Cetea (Centro de Tecnologia de Embalagem do ITAL) em centrais de abastecimento demonstraram que 76,7% de caixas “K” em uso estavam contaminadas por fungos (FRuET, 1999), o que representa uma fonte significativa de contaminações.

segundo Henz e Cardoso (2005), os fungos predominantes em caixas de madeiras Pinus sp. são o Trichoderma harzianum e o Rhizopus stolonifer, sendo também identificados o Aspergillus sp. e o Penicillium sp., microorganismos tipicamente causadores de doenças pós-colheita. O combate aos fungos em madeiras tem sido conduzido pelo uso de fungicidas como o cresoto, o CCA (arsenato de cobre cromatado) e o CCB (borato de cobre cromatado), principalmente para o tratamento de madeiras para uso como postes, dormentes, na construção civil, e para o emprego no meio rural em geral. Embora tais compostos apresentem eficientes ações fungicidas (BARILLARI, 2002), eles não podem ser aplicados em madeiras que entram em contato com gêneros alimentícios em função de sua alta toxicidade.

A possibilidade de se fazer uso de fungicidas naturais, atóxicos e de baixo custo, como a quitosana, é uma alternativa viável. A quitosana é um polímero natural derivado do processo de desacetilação da quitina, um polissacarídeo bastante abundante na natureza. sua estrutura é formada pela repetição de unidades beta (1-4) 2-amino-2-deoxi-D-glucose (ou D-glucosamina), uma cadeia polimérica quimicamente similar à da celulose, e





(CAMARGOs e GONçALEz, 2001). As amostras não impregnadas ou impregnadas com baixa concentração de quitosana (0,2 e 0,5 g.L–1) apresentaram uma queda acentuada dos valores na intensidade da cor (a*) em relação à cor original ao longo do tempo, indicando alterações na cor de rosada clara para tons esverdeados, acusando uma gradual proliferação de colônia de fungos. Por sua vez, as amostras impregnadas com 1,0 e 2,0 g.L–1 de quitosana, embora também tenham apresentado uma tendência de redução na intensidade de cor (a*), minimizaram a perda de coloração original ao longo do tempo.

Observa-se que, para as madeiras não impregnadas ou impregnadas com apenas 0,2 g.L–1, há uma perda significativa de luminosidade (de valores iniciais próximos a 61, estabilizando em valores médios de 53,5), a partir do quarto dia de exposição aos fungos (Figura 2). Esta redução está próxima a 13%, sendo proporcional à perda de luminosidade observada por Morais e Costa (2007), em eucaliptos submetidos ao ataque de fungos apodrecedores.

Nesta análise, também fica confirmada uma ação antifúngica nas amostras impregnadas com 1,0 e 2,0 g.L–1, cuja luminosidade inicial é preservada ao longo dos sete dias de incubação fúngica. Cabe salientar que de forma geral todas as amostras apresentaram certa redução inicial na luminosidade, fato que pode ser atribuído à absorção de água pela madeira, quando em contato com o meio de cultura; no caso de Pinus sp., essa absorção é alta e a madeira pode permanecer úmida por vários dias (HENz e CARDOsO, 2005).

Na Figura 3, está apresentado o aspecto real das amostras de madeira com e sem infestação fúngica.

aleatórias, as variações nos padrões de cor (valores de L e a*) da madeira em relação à referência inicial.

Para a estimativa visual, os parâmetros qualitativos considerados foram definidos através uma escala numérica relativa (0-4) para cada condição observada, sendo: 0 = sem crescimento de fungos; 1 = crescimento de fungos somente no meio de cultura; 2 = aparecimento de fungos nas extremidades da madeira; 3 = desenvolvimento de fungos sob a superfície da madeira; 4 = proliferação geral de fungos na madeira.

Foram consideradas para cada situação dez amostras, nas quais as condições assinaladas referem-se a 80% ou mais de amostras observadas.

Resultados e Discussão3

Com base na escala de critérios visuais, a Tabela 1 apresenta as condições médias de contaminação nas amostras, conforme observação ao longo de sete dias.

Para a amostra referência (sem impregnação), observou-se já no terceiro dia o início da contaminação nas bordas da madeira em contato com o meio de cultura e uma proliferação total a partir do quinto dia (Tabela 1). Esta relação temporal foi sendo reduzida com o aumento da concentração de quitosana na impregnação, com bons resultados nas coberturas com 1,0 g.L–1 e com total inibição para a formulação com 2,0 g.L–1, para o período avaliado.

Esses dados são corroborados com as medidas de colorimetria no padrão CIELAB. Esse método permite medir a intensidade de absorção na região visível para obtenção dos parâmetros L, referentes à luminosidade, que varia do negro (0) ao branco (100), a valores de a*, que é intensidade de cor vermelho (+)/verde (–), e a coordenada b*, que expressa o grau de variação entre amarelo (+)/azul (–).

Nesta análise, foram consideradas apenas as variáveis L e a*, que se mostraram suficientes para o acompanhamento das flutuações cromáticas. Os valores médios iniciais de a* estão muito próximos (Figura 1) e suas relações numéricas indicam tendência a uma madeira de cor amarela clara com tons tirantes à rosa

Tabela 1. valores médios de contaminação nas amostras de Pinus sp. não impregnadas e impregnadas ao longo de sete dias de observação.Quitosana

(g.L-1)Dias de observação*

1 2 3 4 5 6 70 0 1 2 3 4 4 4

0,2 0 1 1 2 3 4 40,5 0 1 1 1 2 3 41,0 0 1 1 1 2 2 32,0 0 1 1 1 1 1 1

*Critério numérico adotado: 0 = Não são observados fungos; 1 = Crescimento de fungos no meio de cultura; 2 = Aparecimento de fungos na borda da madeira; 3 = Desenvolvimento de fungos sob a superfície da madeira; 4 = Proliferação de fungos na madeira.

Figura 1. Flutuação dos valores de a* (vermelho (↑) / verde (↓)) para amostras de Pinus sp. impregnadas e não impregnadas com quitosana ao longo do tempo.





Referências

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Conclusões4

O polissacarídeo quitosana mostrou ser uma alternativa eficiente como antifúngico para proteção de madeiras do tipo Pinus sp. empregadas na confecção de caixas do tipo “K” utilizadas para o transporte de frutas e hortaliças. Formulações nas concentrações de 1,0 e 2,0 g.L-1 de quitosana quando impregnadas na madeira mostraram ser eficientes na manutenção da coloração inicial e na redução de proliferação fúngica, principalmente o tratamento com 2,0 g.L-1, que inibiu totalmente o desenvolvimento de fungos. Embora neste estudo os segmentos de madeira tenham sido imersos, a formação de uma camada protetora poderá ocorrer também por aspersão, facilitando assim o processo de impregnação da madeira.

Figura 2. valores de L (luminosidade) para amostras de Pinus sp. impregnadas e não impregnadas com quitosana ao longo do tempo.

Figura 3. Amostras de Pinus com e sem infestação fúngica.





TsAI, G. J.; su, W. H. Antibacterial activity of shrimp chitosan against Escherichia coli. Journal of Food Protection, Des Moines, v. 62, n. 3, p. 239-243, 1999.

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