Green Disinfestation Strategies for Different Stored Grains: Microwave, Infrared and Ultrasound Inactivation of the Red Flour Beetle (Tribolium castaneum Herbst)

Todos os anos, um ladrão silencioso rouba do suprimento mundial de alimentos. Muito antes de um grão de trigo ou de uma lentilha chegar a uma cozinha, ele está vulnerável a insetos que vivem e se reproduzem dentro das colheitas armazenadas. Entre essas pragas mais persistentes está o besouro da farinha vermelha, um pequeno inseto que prospera em armazéns e silos, consumindo o grão e deixando para trás resíduos que estragam o sabor, o cheiro e a segurança do alimento. Durante décadas, a defesa padrão contra essas pragas tem sido a fumigação química, um processo que preenche as áreas de armazenamento com gases tóxicos para matar os insetos. No entanto, essa abordagem está se tornando menos viável. Muitas populações de insetos desenvolveram resistência a esses produtos químicos, e os resíduos deixados para trás representam riscos à saúde humana e ao comércio internacional. Enquanto o mundo busca formas mais seguras e limpas de proteger os alimentos, cientistas estão recorrendo a forças físicas — calor e som — para realizar o trabalho sem veneno.

Em um estudo recente, pesquisadores propuseram-se a testar três métodos físicos específicos contra o besouro da farinha vermelha em cinco tipos diferentes de grãos armazenados: trigo, bulgur, trigo sarraceno, lentilha e grão-de-bico. A equipe, baseada na Universidade de Gaziantep, queria ver se conseguiriam matar os besouros usando micro-ondas, luz infravermelha e ultrassom, mantendo o próprio grão seguro para o consumo. Eles não apenas observaram se os insetos morriam; eles mediram cuidadosamente como esses tratamentos alteravam a umidade, a cor e a temperatura do grão. O objetivo era encontrar um equilíbrio onde a praga fosse eliminada, mas o alimento permanecesse de alta qualidade.

O primeiro método testado foi o micro-ondas. Esta tecnologia funciona fazendo com que as moléculas de água dentro do grão e do inseto vibrem rapidamente, gerando calor de dentro para fora. Os pesquisadores expuseram amostras de grãos contendo besouros a diferentes níveis de potência, variando de 360 a 900 watts, por curtos períodos de tempo entre 10 e 40 segundos. Os resultados foram surpreendentemente rápidos. Nas configurações de potência mais altas, os besouros morreram completamente em 30 a 40 segundos. O calor gerado foi intenso, elevando a temperatura do grão em até 90 graus Celsius em alguns casos. Embora esse aquecimento rápido tenha sido altamente eficaz para matar os insetos, também fez com que o grão perdesse parte de sua umidade. Os pesquisadores descobriram que, quanto mais tempo o grão era exposto e maior a potência, mais seco o grão ficava. Apesar desse efeito de secagem, a aparência visual do grão mudou muito pouco, sugerindo que o alimento ainda seria aceitável para os consumidores.

A segunda abordagem envolveu a radiação infravermelha, que aquece a superfície dos objetos de forma muito semelhante ao modo como o sol aquece a pele. Nesta parte do estudo, as amostras de grãos foram colocadas sob um aquecedor infravermelho e expostas a temperaturas de 50, 70 e 90 graus Celsius por períodos variando de três a cinco minutos. Diferente do micro-ondas, que aquece o interior do grão rapidamente, o método infravermelho aqueceu a superfície de forma mais gradual. Os besouros morreram a uma taxa que dependia fortemente da temperatura e do tempo de exposição. A 90 graus Celsius, os insetos foram completamente eliminados após cerca de quatro minutos. Este método também secou o grão, mas os pesquisadores observaram que a cor do alimento permaneceu notavelmente estável. Os grãos não ficaram marrons nem pareceram queimados, mesmo após os besouros estarem mortos. Isso sugere que o aquecimento por infravermelho poderia ser uma maneira suave de desinfestar grãos que são sensíveis a mudanças de aparência.

O terceiro método foi o ultrassom, que utiliza ondas sonoras de alta frequência para criar estresse mecânico e pequenas bolhas que podem danificar células vivas. Os pesquisadores colocaram o grão e os besouros em sacos tipo ziplock, que foram então submersos em um banho ultrassônico a temperaturas de 50, 70 e 90 graus Celsius. Este processo demorou muito mais do que os outros dois métodos, exigindo tempos de exposição entre 10 e 30 minutos. Na temperatura mais baixa de 50 graus, o ultrassom sozinho não foi suficiente para matar os besouros, mesmo após um longo tempo. No entanto, quando a temperatura foi elevada para 70 ou 90 graus, a combinação de som e calor tornou-se letal, matando todos os insetos em 20 a 30 minutos. A vantagem deste método foi que ele causou a menor quantidade de mudança ao próprio grão. O teor de umidade e a cor dos grãos tratados permaneceram muito próximos de seu estado original, tornando-o uma opção promissora para preservar a qualidade do alimento, desde que o processo possa ser tornado rápido o suficiente para uso em larga escala.

Um achado fundamental do estudo foi que nem todos os grãos reagiram da mesma forma a esses tratamentos. A estrutura física do grão importava. Grãos menores e mais leves, como o trigo sarraceno e a lentilha, absorveram a energia dos micro-ondas e dos aquecedores infravermelhos de forma mais eficiente, levando a um aquecimento mais rápido e morte mais rápida dos insetos. Em contraste, grãos mais densos, como o trigo e o grão-de-bico, exigiram tempos de exposição mais longos para atingir as mesmas temperaturas letais. Essa diferença destaca que uma configuração única não pode funcionar para todo tipo de alimento; o tratamento deve ser adaptado ao tipo específico de grão que está sendo protegido.

Os pesquisadores também analisaram a relação entre as condições de tratamento e o resultado. Eles descobriram que, tanto para micro-ondas quanto para calor infravermelho, a temperatura alcançada e a duração da exposição foram os fatores mais críticos para matar os besouros. Houve uma ligação clara entre o quão quente o grão ficava e quantos insetos morriam. O estudo também confirmou que, embora esses métodos físicos sejam eficazes, eles alteram ligeiramente o grão. Os micro-ondas e o calor infravermelho reduziram o teor de umidade, o que pode afetar como o grão será armazenado ou processado posteriormente. No entanto, as mudanças na cor foram mínimas em todos os métodos, o que significa que o alimento não pareceria estragado ou pouco atraente.

Em última análise, o estudo demonstra que é possível eliminar o besouro da farina vermelha sem o uso de venenos químicos. Cada um dos três métodos testados oferece um conjunto diferente de compensações. Os micro-ondas são os mais rápidos, matando os insetos em segundos, mas correndo o risco de secagem rápida. O calor infravermelho proporciona um aquecimento mais uniforme que preserva a aparência do grão, mas requer alguns minutos de exposição. O ultrassom é o mais suave para a qualidade do grão, mas leva mais tempo e precisa de altas temperaturas para ser eficaz. Os pesquisadores concluem que essas tecnologias são alternativas viáveis à fumigação química, mas seu sucesso depende do ajuste cuidadoso das configurações para cada tipo específico de grão. Ao combinar a força física certa com o alimento certo, pode ser possível assegurar o suprimento mundial de grãos contra pragas, mantendo o alimento seguro, limpo e livre de resíduos químicos.