Milho: nova técnica com infravermelho ajuda a detectar fungos

1 de julho de 2021 4 mins. de leitura
Técnica desenvolvida por cientistas apresentou 100% de precisão na detecção de Fusarium no milho

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Uma técnica inovadora de identificação de fungos foi desenvolvida por um estudo recente da Embrapa, em parceria com a Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). O método utilizado foi hiperespectral de infravermelho próximo (Near infrared hyperspectral imaging – HSI NIR), que utiliza a combinação de imagens hiperespectrais de infravermelho próximo para detecção por reconhecimento de padrões.

A pesquisa conseguiu identificar duas espécies de fungos do gênero Fusarium: F. verticillioides e F. graminearum. Estas são as mais comuns nas lavouras de milho e podem representar grande perda para os produtores, além de liberarem micotoxinas no cereal.

Os métodos convencionais utilizados para a identificação desses organismos são complexos e caros, o que dificulta a utilização nas lavouras. Com o resultado dessa nova pesquisa, a comunidade científica avança beneficiando o agronegócio e fomentando a sustentabilidade e a segurança alimentar.

Plantação de milho.
Os fungos do gênero Fusarium são responsáveis pela contaminação do milho com micotoxinas. (Fonte: Embrapa)

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A importância da identificação de fungos no milho

As duas espécies identificadas pelo infravermelho são as grandes responsáveis pela liberação de micotoxinas no milho. O fungo F. verticillioides é o principal produtor da micotoxina fumonisina, e o F. graminearum está associado à zearalenona. 

Essas micotoxinas apresentam um nível de toxicidade para animais e para o ser humano, podendo gerar algumas doenças quando o grão contaminado é ingerido. De acordo com a Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO), 25% da produção mundial de grãos é acometida por micotoxinas.

“A contaminação de milho e de seus produtos com agentes microbiológicos patogênicos pode causar graves consequências aos consumidores, sendo motivo de grande preocupação a nível mundial. Por isso, nos últimos anos, a busca por alternativas para garantir a segurança dos alimentos tem sido o foco de ações internacionais”, explicou a pesquisadora Valéria Queiroz, da Embrapa.

O milho é um dos principais alimentos na nutrição animal de espécies da pecuária. Quando um cereal contaminado é oferecido aos animais, toda a produtividade e sanidade desses animais é comprometida, representando grandes prejuízos aos produtores.

Da mesma forma, o milho também é um grão comum na alimentação e na fabricação de subprodutos para o consumo humano. Por isso, a identificação prévia dos fungos que produzem essas micotoxinas é de extrema importância para garantir a segurança alimentar de um modo geral. 

A técnica inovadora utilizada na pesquisa da Embrapa e da UFMG é uma alternativa mais barata, rápida e sustentável para promover essa segurança e auxiliar os produtores nas tomadas de decisão. 

Resultados da pesquisa

“Buscamos obter um método não destrutivo, livre de produtos químicos e de execução mais rápida, o método de imagem HSI NIR, associado à análise de imagem multivariada. Esse método foi desenvolvido para permitir uma leitura rápida da amostra, além de uma precisão maior na distinção dos patógenos”, explicou a pesquisadora Maria Lúcia.

  Embrapa  Etapas do processo de modelo de classificação por PLS-DA: a) Imagem RGB dos fungos F. verticillioides e F. graminearum utilizados no modelo de classificação das espécies; b) Imagem do Contour 2D do modelo PCA antes da remoção do background; c) Imagem do Contour 2D do modelo PCA após remoção do background e com os pré-tratamentos aplicados (dados centrados na média + SNV); d) e e) Imagem do modelo PLS-DA ilustrando os conjuntos de calibração e validação.
Etapas do processo de modelo de classificação por PLS-DA: a) imagem RGB dos fungos F. verticillioides e F. graminearum utilizados no modelo de classificação das espécies; b) imagem do Contour 2D do modelo PCA antes da remoção do background; c) imagem do Contour 2D do modelo PCA após remoção do background e com os pré-tratamentos aplicados (dados centrados na média + SNV); d) e e) imagem do modelo PLS-DA ilustrando os conjuntos de calibração e validação. (Fonte: Embrapa)

De acordo com Renata Conceição, pesquisadora que também trabalhou no projeto, a técnica aplicada às duas espécies do fungo apresentou separação significativa com 100% de precisão, sensibilidade e especificidade, demonstrando a eficácia do HSI-NIR para a diferenciação de espécies de fungos do gênero Fusarium.

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Fonte: Embrapa. 

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