Caracterização de microestruturas de novos cultivares de bio-trigo (Triticum aestivum L.) e da casca da castanha de caju (Anacardium occidentale L.), susceptibilidade à contaminação fúngica do trigo e controle através do LCC - líquido da castanha de caju

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2025.

O trigo (Triticum aestivum L.) está presente em todos os continentes, em uma diversidade de CULTIVARES desenvolvidas para se adaptarem a características locais de clima, solo, e de necessidades especificas de aplicação dos grãos (panificação, confeitaria, culinária, indústria). Embora melhoramentos do trigo tenham contribuído com a sua valorização e aplica bilidade, a susceptibilidade do grão à CONTAMINAÇÃO FÚNGICA tem sido fator de alerta no campo e na pós colheita (armazenagem / expedição / indústria). Fungos levam a deterioração do grão, reduzem qualidade e causam perdas econômicas ao produtor, além de al gumas espécies, dos gêneros Fusarium spp ., Aspergillus spp. e Penicillium spp .., produzirem toxinas. A solução mais adotada para o controle fúngico tem sido a aplicação de agroquímicos, os quais trazem riscos, não apenas ao grão e ao solo, mas também ao con sumidor. Há necessidade de alternativas sustentáveis para o controle e prevenção através de métodos que não comprometam a segurança do consumidor. O uso de extratos vegetais em substituição à substâncias químicas na preservação de grãos e sementes é uma al ternativa que tem ganhado espaço na indústria devido à composição fenólica destes e atribuições antimicrobianas. Dentre tais extratos, há destaque para o Liquido da Casca da Castanha de Caju ( Anacardium occidentale L.) LCC, subproduto do beneficiamento da castanha, rico em compostos fenólicos e com vasto potencial de aplicabilidade. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou a caracterização de novas cultivares de trigo desenvolvidas no Sul do Brasil e da casca da castanha de caju, assim como a aplicação de método antifúngico através do LCC no tratamento de grãos de quatro cultivares de trigo: Audaz (A), Sintonia (Si), Sossego (So) e Toruk (T). Assim, essa pesquisa avaliou (a) CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E MICROSCÓPI CAS dos protagonistas (cultivares de trigo A, Si, So, T e casca da castanha de caju) incluindo histoquímica de seus tecidos através de microscopias estereoscópica (ME), ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV); com foco na ação do LCC, foram realizados testes para analisar seu efeito de inativação fúngica ; (b) IN VITRO : em (b.1 CEPAS PADRÃO x LCC avaliando seu efeito na susceptibilidade e resistência de cepas de fungo de campo ( Fusarium spp.) e armazenagem Aspergillus spp. e Penicillium spp.), inocul adas em meio de cultura BDA contendo diferentes porcentagens (0,2/0,4/0,6/0,8/1,0 %) de LCC. Em paralelo foi realizado estudo de sua ação sobre fungos presentes naturalmente nos grãos, aplicando o método de semeadura direta para avaliar eficácia antifúngi ca e possível resistência, além de avaliar através de observação por MEV a capacidade spreading (espalhabilidade) do produto. (c) IN VIVO : grãos de trigo (cultivares A, Si, So, T) tratados com LCC na concentração mais adequada obtida em nos testes in vitro foram submetidos a estudo em (c.1) ARMAZENAGEM reproduzindo as condições comerciais e período acompanhado por coleta e análises oficiais (c.2) GERMINACAO A s sementes de cada cultivar (n=3) foram submetidas a analise de crescimento germinativo seguind o as recomendações do MAPA, onde foi observado o comportamento diário dos grupos de sementes e o momento em que a germinação iniciou. (c.3) SENSORIAL porções de grãos de cada cultivar, foram separadas em dois grupos GC (sem LCC) e GT (LCC) e submetidos a analise sensorial. Como resultado, foi possível observar que (a) CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E MICROSCÓPICAS : dos (a.1) GRÃOS de diferentes cultivares são semelhantes quanto a estrutura e que o óleo ao tempo que o protege do fungo, retarda sua germinação (a .2) CASTANHA CASCA (a.2.1) MICROESTRUTURAS a presença do LCC está por todas as estruturas da casca e na (a.2.2) HISTOQUÍMICA se observa que em sua estrutura incial já é possível ver a formação do LCC e como ele se espalha do tecido esponjoso já é possível ver a formação do LCC e como ele se espalha do tecido esponjoso para toda a para toda a casca, bem como, através do uso de corantes, a riqueza de sua casca, bem como, através do uso de corantes, a riqueza de sua constituição. Quanto a verificação de (bconstituição. Quanto a verificação de (b) ) IN VITROIN VITRO ?? CEPAS PADRÃOCEPAS PADRÃO de de Aspergillus Aspergillus spp., Fusarium spp. E peniciulum spp., spp., Fusarium spp. E peniciulum spp., se obteve resultados favoráveis no que diz se obteve resultados favoráveis no que diz respeito ao poder de ação do LCrespeito ao poder de ação do LCC, mostrandoC, mostrando--se mais eficaz como antifúngico em se mais eficaz como antifúngico em fungos específicos, e agindo de forma mais eficiente quanto ao impedimento do fungos específicos, e agindo de forma mais eficiente quanto ao impedimento do crescimento micelar. Quanto a verificação do LCC em aplicação (c) crescimento micelar. Quanto a verificação do LCC em aplicação (c) IN VIVOIN VIVO ?? (c.1) (c.1) ARMAZENAGEMARMAZENAGEM (c.2): os resultados apresentaram (c.2): os resultados apresentaram didiferenças positivas no grupo ferenças positivas no grupo tratado em relação à preservação da qualidade dos grãos;tratado em relação à preservação da qualidade dos grãos; GERMINAÇÃOGERMINAÇÃO: : observouobservou--se uma redução significativa na germinação em todas as cultivares avaliadas em se uma redução significativa na germinação em todas as cultivares avaliadas em relação ao grupo controle, onde as cultivares Si e A, ambas ricas em grelação ao grupo controle, onde as cultivares Si e A, ambas ricas em glúten e lúten e conteúdo proteico, sofreram o menor impacto negativo do LC. Sendo o percentual conteúdo proteico, sofreram o menor impacto negativo do LC. Sendo o percentual germinativo do trigo (tratado com LCC) de 2% para So, 2% paraT, 3% para A e 6% germinativo do trigo (tratado com LCC) de 2% para So, 2% paraT, 3% para A e 6% para Si. para Si. (c.3) (c.3) SENSORIALSENSORIAL, , quanto à percepções organolépticas dos participantes da quanto à percepções organolépticas dos participantes da pesquispesquisa sensorial, apresentou para aroma e aparência resultado médio que variou a sensorial, apresentou para aroma e aparência resultado médio que variou entre indiferente à ligeiramente desejável. entre indiferente à ligeiramente desejável. Os resultados de modo geral indicam que Os resultados de modo geral indicam que o tratamento com método brando utilizando produto natural o tratamento com método brando utilizando produto natural ?? LCC, pode ser LCC, pode ser alternativa no controle alternativa no controle da contaminação fúngica em grãos de trigo de maneira que da contaminação fúngica em grãos de trigo de maneira que não interfira nas propriedades intrínsecas e externas do grão. Cabe ressaltar que não interfira nas propriedades intrínsecas e externas do grão. Cabe ressaltar que trabalhos futuros sobre os detalhes e a logística de aplicação devem ser trabalhos futuros sobre os detalhes e a logística de aplicação devem ser desenvolvidos em escala piloto em armazéns odesenvolvidos em escala piloto em armazéns ou entrepostos de comercialização de u entrepostos de comercialização de grãos.

Abstract: Wheat (Triticum aestivum L.) is present on all continents, with a diversity of cultivars developed to adapt to local climate, soil characteristics, and specific grain application needs (baking, confectionery, cooking, industry). Although wheat improvements have contributed to its value and applicability, the grain's susceptibility to fungal contamination has been a cause for concern both in the field and during post harvest (storage/shipping/industry). Fungi lead to grain deterioration, reduce quality, and cause economic losses to producers, and some species from the genera Fusarium spp., Aspergillus spp., and Penicillium spp. produce toxins. The most adopted solution for fungal control has been the application of agrochemicals, which pose risks not only to the grain and soil but a lso to the consumer. There is a need for sustainable alternatives for control and prevention through methods that do not compromise consumer safety. The use of plant extracts as a substitute for chemical substances in grain and seed preservation is an alte rnative that has gained traction in the industry due to their phenolic composition and antimicrobial properties. Among such extracts, there is particular emphasis on Cashew Nut Shell Liquid ( LCC ) from the cashew nut (Anacardium occidentale L.), a by produc t of cashew processing, rich in phenolic compounds and with vast potential for application. In this context, the objective of this work was to characterize new wheat cultivars developed in southern Brazil and the cashew nut shell, as well as to apply an an tifungal method using LCC for treating grains of four wheat cultivars: Audaz (A), Sintonia (Si), Sossego (So), and Toruk (T). Thus, this research evaluated (a) PHYSICAL AND MICROSCOPIC CHARACTERISTICS: of the main subjects (wheat cultivars A, Si, So, T, an d cashew nut shell), including histochemistry of their tissues through stereoscopic microscopy (SM), optical microscopy (OM), and scanning electron microscopy (SEM); with a focus on the action of LCC , tests were conducted to analyze its fungal inactivation effect; (b) IN VITRO: in (b.1) STANDARD STRAINS x LCC evaluating its effect on the susceptibility and resistance of field fungal strains Fusarium spp.) and storage strains ( Aspergillus spp. and Penicillium spp.), inoculated in BDA culture medium conta ining different concentrations (0.2/0.4/0.6/0.8/1.0%) of LCC . In parallel, studies were conducted on its action against fungi naturally present in the grains, applying the direct seeding method to evaluate antifungal efficacy and possible resistance, as we ll as assessing the spreading ability of the product through SEM. (c) IN VIVO: wheat grains (cultivars A, Si, So, T) treated with LCC at the most appropriate concentration obtained in the in vitro tests were subjected to studies in (c.1) STORAGE reproduc ing commercial conditions and a period followed by collection and official analysis (c.2) GERMINATION: Seeds from each cultivar (n=3) were subjected to germination growth analysis following MAPA guidelines, where daily behavior of seed groups and the timin g of germination initiation were observed. (c.3) SENSORY: Portions of grains from each cultivar were separated into two groups GC (without LCC ) and GT (with LCC ) and subjected to sensory analysis. As a result, it was observed that (a) PHYSICAL AND MICROS COPIC CHARACTERISTICS: of the (a.1) GRAINS from different cultivars are similar in structure, and the oil, while protecting the grain from fungi, delays germination (a.2) CASHEW/NUTSHELL (a.2.1) MICROSTRUCTURES show that LCC is present throughout the shell structures, and in (a.2.2) HISTOCHEMISTRY, it is observed that the formation of LCC is visible in the initial structure and how it spreads from the spongy tissue throughout the shell, as well as, through dyeing, the richness of its constitution. Regarding the verification of (b) IN VITRO VITRO ?? STANDARD STRAINS ofSTANDARD STRAINS of AspergillusAspergillus spp.,spp., FusariumFusarium spp., spp., andand PenicilliumPenicillium spp., favorable results were obtained regarding the action of spp., favorable results were obtained regarding the action of LCCLCC, , showing it to be more effective as an antifungal in specific fungi, and acting more showing it to be more effective as an antifungal in specific fungi, and acting more efficiently in preventing mycelial growth. Regarding the application of efficiently in preventing mycelial growth. Regarding the application of LCCLCC in (c) IN in (c) IN VIVO VIVO ?? (c.1) STORAGE (c.2): the results showed positive differences in the treated (c.1) STORAGE (c.2): the results showed positive differences in the treated group compared to the control group in terms of grain quality preservation; group compared to the control group in terms of grain quality preservation; GERMINATIONGERMINATION: a significant reduction in germination was observed in all cultivars : a significant reduction in germination was observed in all cultivars evaluated in comparison to the control group, where the cultivars Si and A, both rich evaluated in comparison to the control group, where the cultivars Si and A, both rich in gluten and protein content, suffered the least negative impact from in gluten and protein content, suffered the least negative impact from LCCLCC. The . The germination percentgermination percentage of wheat (treated with age of wheat (treated with LCCLCC) was 2% for So, 2% for T, 3% for ) was 2% for So, 2% for T, 3% for A, and 6% for Si. (c.3) SENSORY: regarding the organoleptic perceptions of the A, and 6% for Si. (c.3) SENSORY: regarding the organoleptic perceptions of the sensory research participants, the results for aroma and appearance showed a sensory research participants, the results for aroma and appearance showed a medium result ranging from indifferemedium result ranging from indifferent to slightly desirable. Overall, the results nt to slightly desirable. Overall, the results indicate that treatment with a mild method using a natural product indicate that treatment with a mild method using a natural product ?? LCCLCC ?? may be may be an alternative for controlling fungal contamination in wheat grains in a way that does an alternative for controlling fungal contamination in wheat grains in a way that does not interfere with the intrinsic and extnot interfere with the intrinsic and external properties of the grain. It is worth noting ernal properties of the grain. It is worth noting that future studies on the details and logistics of application should be developed on that future studies on the details and logistics of application should be developed on a pilot scale in storage facilities or grain marketing centers.a pilot scale in storage facilities or grain marketing centers.