SEGURANÇA ALIMENTAR E PRODUTOS HIDROPÔNICOS. Pedro Roberto Furlani1; Nilton Nélio Cometti2
1
Instituto Agronômico – Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Solos e Recursos Ambientais, Caixa Postal 28, CEP 13001-970; 2Escola Agrotécnica Federal de Colatina, BR 259, km 70, Colatina, ES.
RESUMO
Segurança Alimentar e Nutricional é a garantia do direito de todos ao acesso a alimentos de qualidade, em quantidade suficiente e de modo permanente, com base em práticas alimentares saudáveis e respeitando as características culturais de cada povo, manifestadas no ato de se alimentar. Nesta revisão são feitas considerações a respeito da justificativa do uso da técnica de cultivo hidropônico como uma ferramenta importante para atingir os objetivos propostos de autonomia de produção de alimentos para a alimentação doméstica e geração de renda. São também apresentados os resultados mais recentes sobre os efeitos à saúde dos níveis de nitrato contidos em hortaliças de folhas.
Palavras-chave: Hortaliças, segurança alimentar, cultivo hidropônico, nitrato . ABSTRACT
Food insurance and hydroponic products.
Food and nutricional insurance is the warranty that everybody must have available in order to get sufficient, constant, and permanent healthy food but respecting the cultural rights that each people have on its own food intake preferences.. In this revision, it was done considerations about why to use the hydroponics as a production technique to reach the proposed objectives to produce food for family needs and for incomes. It is also presented the latest insights about the controversial negative effects of nitrate intakes through ingested leafy vegetables on the human health.
“Segurança Alimentar e Nutricional é a garantia do direito de todos ao acesso a alimentos de qualidade, em quantidade suficiente e de modo permanente, com base em práticas alimentares saudáveis e respeitando as características culturais de cada povo, manifestadas no ato de se alimentar.” Assim Maluf et al. (2003) definem segurança alimentar e nutricional. Para eles, segurança alimentar possui três componentes maiores que são: a) qualidade dos alimentos e sua sanidade, ou seja, todos devem ter acesso a alimentos de boa qualidade nutricional e que sejam isentos de componentes químicos que possam prejudicar a saúde humana; b) respeito aos hábitos e à cultura alimentar; c) sustentabilidade do sistema produtivo que permita a produção, distribuição e consumo no futuro.
De acordo com a FAO (2003), a segurança alimentar existe numa comunidade quando todas as pessoas têm em todo momento acesso físico e econômico a alimentos inócuos, nutritivos e em quantidades suficientes para satisfazer suas necessidades e preferências a fim de levar uma vida ativa e sadia.
Os sistemas hidropônicos têm aberto um caminho precioso de melhoria na qualidade e preço dos produtos nos centros urbanos. Comparativamente ao sistema convencional, a hidroponia apresenta maior produtividade e requer menores áreas e quantidade de mão de obra para a produção de alimentos. Além disso, os sistemas hidropônicos permitem que famílias com pouca área e próximas aos centros consumidores possam empreender, produzir e obter renda suficiente para ter acesso às outras necessidades diárias.
O cultivo hidropônico – técnica na qual o fornecimento de nutrientes minerais às plantas é realizado através de uma solução nutritiva - pode ser classificado em a) cultivo em água, também chamado de “verdadeiro cultivo hidropônico” e b) cultivo em substratos. Nos países com agricultura avançada, o uso de substrato associado com a fertirrigação controlada é uma realidade há muito tempo para o cultivo de hortaliças diversas e de plantas ornamentais (Furlani et al., 1999).
Os desafios do cultivo hidropônico no Brasil, continuam sendo atender com rigor as necessidades para implantação desse sistema de produção e as inúmeras vantagens apontadas por esse tipo de cultivo, ou sejam: a) ambiente protegido adequado ao local do cultivo, b) água com qualidades química e microbiológica adequadas, c) fertilizantes solúveis facilmente encontrados no mercado brasileiro, d) materiais adequados para a montagem de canteiros e sistema hidráulico, e) cultivares adaptados ao ambiente protegido, f) conhecimento técnico do sistema de cultivo, g) ampla disponibilidade de assistência técnica, h) ausência de controle químico de pragas e doenças, i) maior qualidade do produto colhido, j) maior precocidade da produção, k) maior produtividade por área, l) adequação do produto para a venda direta ao consumidor, m) maior índice de retorno ao capital investido, etc., etc.
A agricultura urbana aparece atualmente como uma questão fundamental de segurança alimentar, manifestando-se como uma saída para as graves questões sociais de falta de alimentos em qua ntidade e de qualidade nas cidades. Há inúmeros exemplos de cidades onde a agricultura urbana emergente foi e é um fator de sustentação dos habitantes menos favorecidos. Por exemplo, Kampala em Uganda, teve uma melhora sensível da nutrição da população pobre com a utilização de pequenas áreas urbanas. Igualmente Cuba, na cidade de Havana, aproveitou áreas nobres e inutilizadas nas cidades para a produção de verduras e assim conseguir suportar o embargo econômico que gerou um profundo déficit de alimentos na cidade, inclusive utilizando-se de sistemas hidropônicos (Cometti & Izquierdo, 2000). O governo da República Dominicana desenvolveu um vasto programa de fomento à produção hidropônica em pequenos leitos nas próprias casas. O programa mostrou que famílias pobres e de baixa escolaridade são capazes produzir alimentos em quantidades consideráveis utilizando sistemas hidropônicos simples e de baixo custo. Portanto, os sistemas hidropônicos podem ser adequados às condições de produção familiar urbana, permitindo melhorias econômicas e fornecimento de vegetais frescos e de qualidade.
Os produtos de origem vegetal utilizados na nutrição humana, considerados aqui os produtos de cultivos hidropônicos, têm merecido atenção especial quanto à qualidade tanto por parte dos consumidores que têm se tornado mais exigentes, como por parte dos produtores, que vêem no produtos de qualidade um valor também diferenciado. A qualidade de um produto de origem vegetal reflete os cuidados no cultivo tais como a nutrição da planta, uso de defensivos para o controle de pragas e doenças, e os cuidados na colheita e pós-colheita, preservando suas características originais por um tempo prolongado até o consumo. Os alimentos de origem hidropônica necessitam os mesmo cuidados de alimentos produzidos por meios convencionais, porém contam com a possibilidade de maior controle na utilização de insumos e na água de irrigação, permitindo, assim, controle dos fatores internos e externos que determinam a qualidade do produto vegetal.
Concentração de Nitratos:
O nitrato acumulado no tecido da folhosas cultivadas em hidroponia tem recebido especial atenção nos últimos anos, visto que o nitrato ingerido pelos animais a partir dos alimentos pode ser reduzido a nitrito (NO2-) no trato digestivo, e ao chegar à corrente
sangüínea oxida o ferro (Fe2+ è Fe3+) da hemoglobina produzindo metahemoglobina. A metahemoglobina torna-se estável e inativa, tornando-se incapaz de transportar oxigênio (O2) para a respiração celular, o que leva à doença conhecida como metahemoglobinemia,
ou doença do “sangue azul” (Wright & Davison, 1964). Apesar do excesso de nitrato poder causar o aumento da metahemoglobina, há vários outros fatores responsáveis por esse aumento: mutações nas cadeias de globina nas quais o ferro-heme é estável na forma de Fe3+ (conhecidas como M-hemoglobinas), deficiências congênitas dos sistemas enzimáticos redutores da metahemoglobina, e pela exposição a uma grande variedade de drogas e produtos químicos (Razzaq, 1998). Cianose devido a metahemoglobinemia aparece a níveis de 15%, mas outros efeitos como fadiga, dor de cabeça, taquicardia e vertigem normalmente não acontecem até que seus níveis alcancem 30% a 40%. Acima de 55% a
60%, a oxigenação dos tecidos fica inadequada, podendo resultar em dispnéia, acidose, arritmias, paralisia, coma e convulsões. A morte pode acontecer a níveis acima de 70% (Curry, 1982). Apesar da possibilidade de ocorrência da metahemoglobinemia, Leifert et al. (1999) citam que o último caso registrado em bebês no Reino Unido foi em 1972.
Muitas referências baseadas em uma clássica revisão de Maynard et al. (1976) citam a possibilidade do nitrito combinar-se com aminas formando “nitrosaminas” que se caracterizam por ser cancerígenas e mutagênicas. Como o íon nitrato é convertido rapidamente a nitrito já na saliva, através de vários complexos redutores, foi postulado que esse nitrito poderia formar nitrosaminas a partir de aminas secundárias, causando câncer gastrointestinal, como foi detectado em animais experimentais recebendo dieta rica em nitrosaminas.
Entretanto, Leifert et al. (1999) mostram que experimentos tentando ligar o aparecimento de câncer à dieta rica em nitratos têm mostrado resultados contraditórios. Experiências mais recentes mostram que o nitrito proveniente do nitrato quando entra em contato com o ácido estomacal normal parece ser convertido rapidamente para formas de N reduzido que não são capazes de fazer a nitração de aminas secundárias.
Por outro lado, há evidências crescentes que sugerem um papel fisiológico benéfico do nitrato dietético na proteção gastrointestinal contra patógenos que se desenvolvem nos alimentos, inclusive de Helicobacter pylori que está reconhecidamente associado com doenças gástricas. Esta convicção é apoiada pelo fato de que o nitrato dietético é reciclado com o sangue, ativamente, concentrado na saliva e repetidamente re-circulado pelo estômago, onde, como mencionado anteriormente, o nitrato é convertido em nitrito. A adição de nitrito também controla patógenos que poderiam sobreviver a tratamentos ácidos a pH 2 a 4, como geralmente ocorre no estômago. Sem o efeito bactericida adicional do nitrito que controla tais bactérias que sobrevivem ao pH baixo, estas poderiam se desenvolver novamente e causar doença ao alcançar o ambiente neutro do intestino mais distal.
Segundo Leifert et al. (1999), enquanto não há nenhuma evidência epidemiológica para a teoria que nitrato dietético cause câncer induzido por N-nitrosaminas, atualmente está se construindo um corpo de evidências que indicam que o nitrato dietético faz um papel benéfico importante, particularmente protegendo a área intestinal de patógenos comum. Apesar de não recomendar altas doses de nitrato de forma continuada, Boink et al. (2001) concluem numa revisão sobre consumo de nitrato e nitrito, que a ingestão de nitrato e nitrito nas doses limites hoje recomendadas, não trazem riscos para a saúde humana. Mesmo ingestões acidentais de altas doses não trazem grandes riscos. Eles reiteram que até o momento não evidência alguma de que nitrito possa causar câncer. Há uma grande quantidade de estudos mostrando os efeitos benéficos do nitrato na dieta humana, inclusive aquele contido nos vegetais (Leifert et al. (1999). Parece haver uma tendência dos trabalhos mais recentes mostrarem mais efeitos benéficos do que evidências negativas dos efeitos do nitrato e nitrito contido nos alimentos, em relação às publicações mais antigas.
Os níveis de nitrato em alface considerados aceitáveis para o consumo humano variam bastante. Na Europa, vários Países têm estabelecido limites máximos tolerados de 3500 a 4500 mg de NO3- kg-1 de massa fresca para cultivo de inverno e 2500 mg de NO3- kg-1 de
massa fresca para cultivos de verão (Van Der Boon et al., 1990). A agência americana de meio ambiente, “Environmental Protection Agency - (EPA)” indica limites de dose de ingestão diária de nitrato e nitrito, cujos efeitos não seriam cancerígenos, chamados de RfD. Para NO3- a RfD = 1,6 mg/kg, e para NO2- = 0,1 mg/kg de peso vivo por dia.
O nitrato contido em plantas, independente das diversas correntes de pensamento místico, vêm da solução do solo ou da solução nutritiva (no caso da hidroponia), e é absorvido na forma iônica de NO3-. Quase todo o nitrato no solo provém da nitrificação do
N-amoniacal resultante da decomposição de resíduos orgânicos, ou de adubações nítrico-amoniacais.
Do ponto de vista metabólico das plantas, o acúmulo de NO3- nos tecidos dá-se pelo alto
influxo do ânion sem que haja disponibilidade de poder redutor proveniente do NADH+ para a redução no NO3- a NO2- pela enzima Nitrato Redutase (Solomonson & Barber, 1990;
Campbell, 1999), e da Ferredoxina para a redução, pela Nitrito Redutase, do NO2- a NH4+
(Hewitt, 1975), cuja assimilação também depende da disponibilidade de esqueletos de carbono (açúcares) para a formação de aminoácidos (Miflin & Lea, 1977). Como a Ferredoxina é reduzida em nível de cloroplastos a partir de elétrons capturados pelo Fotossistema I, a planta no escuro tende a apresentar um déficit de poder redutor, podendo acumular nitrito, que por “feedback” inibe a ação da nitrato redutase, acumulando assim o NO3- absorvido. Para que isso ocorra, é necessário que as outras variáveis como
temperatura e disponibilidade de ATP sejam favoráveis à absorção do NO3- (Rao & Rains,
1976; Fernandes, 1983). As variações cíclicas diurnas no influxo de NO3- e NH4+ também
promovem grandes variações no acúmulo tanto de N-NO3- quanto N-amino livres,
principalmente nas raízes das planta (Delhon et al., 1995, Cometti, 2003).
A conversão de NO3- a NO2- é realizada pela nitrato redutase (NR), e de NO2- a NH4+ pela
nitrito redutase (NiR). NR é citossólica, localizada principalmente na epiderme radicular e nas células corticais e células do mesófilo celular (Magalhães, 1990). NiR está localizada nos cloroplastos, e é codificada pelo genoma nuclear (Fischer & Klein, 1988).
Como nitrato é a mais importante fonte de nitrogênio para as culturas, a compreensão do papel da NR para as plantas superiores tem um potencial econômico importante, principalmente como i ntegração do controle do metabolismo de carbono e nitrogênio.
Considerando a dependência de energia pelo complexo redutor do nitrato bem como a dependência dos esqueletos de carbono para a assimilação de N reduzido, fica fácil entender que a temperatura e fluxo de fótons fotossintéticos (FFF) compõem o binômio de fatores que regulam a assimilação ou o armazenamento do N-NO3- nos vacúolos. Nas
haver condições de acúmulo excessivo de nitrato nos vacúolos de plantas (Cometti et al., 2000). Enquanto o FFF no Brasil atinge facilmente o nível de 2000 µmol m-2 s-1 ao meio dia durante o verão, observa-se que é necessário baixar o FFF para níveis abaixo de 300 µmol m-2 s-1 para que se observe aumento no acúmulo de nitrato no tecido da alface ( Figura 1).
CONCLUSÕES
Levada em conta a posição estratégica de produção alimentar tanto pelo que concerne à soberania de uma nação quanto à sua manutenção e melhoria alimentar através da produção hidropônica utilizando mais racionalmente os insumos, permite, de certa forma a independência produtiva, nutricional, técnica e política de uma população. Agora mesmo, quando o Programa Fome Zero está em voga, é momento de propor estratégias, e principalmente alternativas de produção. Em se tratando de clima tropical, na área de olericultura isso torna-se premente e muito mais evidente. Observa-se que a produção de hortaliças “desceu” a serra, com a expansão da hidroponia. O sistema hidropônico permite a produção não sazonal, próxima aos grandes centrais, e que de certa forma pode auxiliar na sustentabilidade ecológica, considerando-se a racionalização na utilização dos recursos e insumos, além do aproveitamento e proteção de áreas urbanas, marginais, improdutivas e normalmente inadequadas ao cultivo convencional. Como fator de segurança alimentar, a abordagem sistêmica da produção hidropônica esmera-se na produção de alimentos sadios, livres de contaminantes externos, bióticos e abióticos.
Além do fato de que hoje nitrato não se constitui um risco comprovado para a saúde, há que salientar que as condições climáticas do Brasil não permitem um acúmulo excessivo de nitrato nos tecidos das folhas. Os estudos realizados no país, até o momento e com algumas exceções, evidenciam que os níveis de nitrato nas verduras folhosas estão abaixo dos limites máximos recomendados pelas comunidade européia e outras agências que estabelecem padrões técnicos de qualidade de alimentos tais como a FDA, EPA e outros.
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Teor de N-NO 3 - na Folha (% massa seca m/m) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 FFF (µmol m-2 s-1) 0 100 200 300 400 500 600 700 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Grand Rapids Vera Waldmann's Green 30 % do N como NH 4+ ~20 % do N como NH 4+ Sem NH4+
Figura 1. Teor de Nitrato nas Folhas de Três Cultivares de Alface em Cultura Hidropônica sob Níveis Crescentes de Fluxo de Fótons Fotossintéticos (Fonte: Cometti et al., 2003 – dados não publicados).
LITERATURA CITADA
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