ÁGUA MATÉRIA SECA. GUbs Ms. GUbu. Mu Ms

(1)

RELAÇÕES ÁGUA/SEMENTES RELAÇÕES ÁGUA/SEMENTES

Julio Marcos Filho Julio Marcos Filho Tecnologia de Sementes Tecnologia de Sementes Depto. Produção Vegetal Depto. Produção Vegetal

USP/ESALQ USP/ESALQ

Relações água / sementes reúnem, basicamente, Relações água / sementes reúnem, basicamente, atividades dirigidas à garantia da continuidade atividades dirigidas à garantia da continuidade da espécie

da espécie

-- Período de desenvolvimento (formação) Período de desenvolvimento (formação) -- Quiescência (latência) Quiescência (latência)

-- Germinação Germinação

T l â i à d ã T l â i à d ã -- Tolerância à dessecação Tolerância à dessecação -- Deterioração Deterioração

Consideram

Consideram--se se tanto tanto os os processos processos de de síntese, síntese, de

de hidrólise, hidrólise, de de liberação liberação de de energia energia (para (para aa realização

realização desses desses processos) processos) ee os os que que ocorrem ocorrem em

em tecidos tecidos desidratados desidratados

IMPORTÂNCIA E FUNÇÕES DA ÁGUA IMPORTÂNCIA E FUNÇÕES DA ÁGUA

-- Representa 70% do protoplasma de células ativasRepresenta 70% do protoplasma de células ativas -- Organização da estrutura celular e cadeia de processos Organização da estrutura celular e cadeia de processos

bioquímicos anabólicos e catabólicos bioquímicos anabólicos e catabólicos

-- Difusão de solutos para regiões de maior atividade enzimáticaDifusão de solutos para regiões de maior atividade enzimática -- Organização e integridade das membranasOrganização e integridade das membranas

-- Velocidade e intensidade de deterioraçãoVelocidade e intensidade de deterioração -- Atividade de insetos e microrganismosAtividade de insetos e microrganismos

-- Percentagem, velocidade e uniformidade de germinaçãoPercentagem, velocidade e uniformidade de germinação

-- Decisões sobre momento de colheita, secagem, processaDecisões sobre momento de colheita, secagem, processa-- mento e armazenamento

mento e armazenamento

Numa estrutura qualquer Numa estrutura qualquer: :

massa de matéria úmida = massa de água + massa de matéria seca massa de matéria úmida = massa de água + massa de matéria seca

ÁGUA NAS

ÁGUA NAS SEMENTES SEMENTES

ÁGUA

MATÉRIA SECA

Dimensão do teor de água é expressa pelo

Dimensão do teor de água é expressa pelo grau de umidadegrau de umidade, , com base na massa de

com base na massa de matéria úmida matéria úmida ou ou de de matéria secamatéria seca

TEOR DE ÁGUA DAS SEMENTES TEOR DE ÁGUA DAS SEMENTES

--TEOR:TEOR: proporção de determinada proporção de determinada substânciasubstância em um todoem um todo

Mu Ms GUbu  Mu 

Ms Ms GUbs  Mu 

Matéria seca

Matéria secag/g ou g/kgg/g ou g/kg M

Matéria úmidaatéria úmida (%)(%)

PERDA DE PESO COM A SECAGEM PERDA DE PESO COM A SECAGEM

-- Situação inicial: Situação inicial:

100,0 kg de sementes com grau de umidade de

100,0 kg de sementes com grau de umidade de 35%35% (base úmida)(base úmida) 65,0 kg de matéria seca + 35,0 kg de água

65,0 kg de matéria seca + 35,0 kg de água -- Secagem até atingir Secagem até atingir 13% de água13% de água

-- Qual é o peso final da amostra ? Qual é o peso final da amostra ?

65,0 kg de matéria seca + ?? kg de água 65,0 kg de matéria seca + ?? kg de água

65,0 kg

65,0 kg m.s.m.s. 87,0 % 87,0 %

XX kg água kg água 13,0 % 13,0 % X = 9,7 kgX = 9,7 kg -- Peso final da amostra = Peso final da amostra = 65,0 kg 65,0 kg m.s.m.s. + + 9,7 9,7 kg água kg água ==

74,7 kg 74,7 kg

78,0 kg ? 78,0 kg ?

(2)

PERDA DE PESO COM A SECAGEM PERDA DE PESO COM A SECAGEM

% Perda de Peso (PP) =

% Perda de Peso (PP) = 100 (Gu inicial – Gu final) 100 – Gu final

% Perda de Peso (PP) =

100 (35,0 – 13,0)

100 – 13,0

= 25,3 % = 25,3 %

100 x 0,253 = 25,3 kg

Peso final = 100

Peso final = 100 -- 25,3 = 74,7 25,3 = 74,7

-- ComposiçãoComposição e e EstruturaEstrutura da Águada Água

Molécula

Molécula dede águaágua,, mostrandomostrando doisdois elétrons

elétrons nana primeiraprimeira camadacamada ee oitooito nana externa

externa.. NoteNote--sese queque oo hidrogêniohidrogênio compartilha

compartilha seuseu elétronelétron simplessimples comcom oo

PROPRIEDADES DA ÁGUA PROPRIEDADES DA ÁGUA

oxigênio,

oxigênio, formandoformando umauma ligaçãoligação covalente

covalente.. ComoComo oo oxigêniooxigênio éé umum átomoátomo maior

maior queque oo hidrogênio,hidrogênio, osos elétronselétrons sãosão atraídos

atraídos comcom maiormaior forçaforça ee “repelidos”“repelidos”

pelo

pelo hidrogênio,hidrogênio, dede modomodo queque oo oxigêniooxigênio assume

assume cargacarga negativanegativa e,e, oo hidrogênio,hidrogênio, carga

carga positivapositiva.. IstoIsto éé consideradoconsiderado comocomo um

um dipolodipolo permanentepermanente..

Um

Um exemploexemplo dada afinidadeafinidade dada águaágua por

por umum sal,sal, comocomo oo cloretocloreto dede sódio

sódio..

Note

Note--sese queque aa cargacarga negativanegativa dodo i ê i

i ê i dd áá ii dd íí

PROPRIEDADES DA ÁGUA PROPRIEDADES DA ÁGUA

oxigênio

oxigênio dada águaágua circundacircunda oo íoníon positivo

positivo sódiosódio ee osos íonsíons positivospositivos hidrogênio

hidrogênio sese aproximamaproximam dodo íoníon cloro

cloro..

União

União entre entre moléculas moléculas de de água água



coesão coesão

União

União entreentre moléculasmoléculas dede águaágua ee outraoutra superfíciesuperfície

adesão adesão

EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO

HIGROSCOPICIDADE:

HIGROSCOPICIDADE: capacidade de retenção de água, capacidade de retenção de água, característica de cada substância

característica de cada substância

AR ATMOSFÉRICO:

Variável com a composição química Variável com a composição química AR ATMOSFÉRICO:

AR ATMOSFÉRICO:

Quantidade de água contida no ar X temperatura Quantidade de água contida no ar X temperatura

Umidade de saturação



quantidade máxima quantidade máxima aumenta com a elevação da temperatura aumenta com a elevação da temperatura

EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO

Temperatura (

Temperatura (^ooC)C) Umidade de SaturaçãoUmidade de Saturação (g de vapor d’água / kg de ar seco) (g de vapor d’água / kg de ar seco)

00 3,8 3,8

10 10 7 6 7 6

10 10 7,6 7,6

20 20 14,8 14,8

30 30 26,4 26,4

(3)

EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO AR ATMOSFÉRICO:

AR ATMOSFÉRICO:

Umidade relativa

Umidade relativa: quantidade existente / máxima : quantidade existente / máxima U. R. (%) = U. Atual

U. Saturação x 100

-- Aquecimento ou resfriamento do ar Aquecimento ou resfriamento do ar

Alterações características na temperatura e umidade relativa do ar Alterações características na temperatura e umidade relativa do ar durante o dia

durante o dia A

A elevaçãoelevação dada temperaturatemperatura provocaprovoca reduçãoredução dada umidadeumidade relativarelativa ee vicevice--versaversa..

EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO

PRESSÃO ATMOSFÉRICA:

PRESSÃO ATMOSFÉRICA: gases + vapor d’água gases + vapor d’água SEMENTE: água no estado de vapor exerce pressão SEMENTE: água no estado de vapor exerce pressão

P V t

P V t P P t t fé i fé i SECAGEM SECAGEM P. Vapor semente >

P. Vapor semente > P. vapor atmosférico P. vapor atmosférico



SECAGEM SECAGEM P. Vapor atm >

P. Vapor atm > P. vapor semente P. vapor semente



UMEDECIMENTO UMEDECIMENTO PRESSÕES SE IGUALAM

PRESSÕES SE IGUALAM



EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO

Espécie Espécie Temper.Temper.

((^ooC)C)

Umidade Relativa do Ar (%) Umidade Relativa do Ar (%) 30

30 4040 5050 6060 7070 8080

Feijão Feijão

20

20 8,58,5 9,99,9 11,311,3 12,812,8 14,514,5 16,616,6 28

28 8,38,3 9,79,7 11,111,1 12,612,6 14,314,3 16,416,4 36

36 8,28,2 9,69,6 11,011,0 11,511,5 14,214,2 16,316,3

Soja Soja

20

20 7,27,2 8,08,0 9,19,1 10,710,7 13,113,1 15,415,4 28

28 5,75,7 6,56,5 7,67,6 9,29,2 11,611,6 13,913,9 36

36 4,24,2 5,05,0 6,16,1 7,77,7 10,110,1 12,412,4

Sorgo Sorgo

20

20 9,69,6 10,810,8 12,012,0 13,013,0 14,114,1 17,417,4 28

28 9,19,1 9,39,3 10,510,5 11,511,5 13,613,6 15,915,9 36

36 6,66,6 7,87,8 9,09,0 10,010,0 12,112,1 14,414,4 Teor de água no ponto de equilíbrio

Teor de água no ponto de equilíbrio diminui com a elevação da temperaturadiminui com a elevação da temperatura; sob ; sob a mesma temperatura,

a mesma temperatura, aumenta com a elevação da umidade relativaaumenta com a elevação da umidade relativa

Para cada acréscimo de

Para cada acréscimo de 11

^oo

C na temperatura do ar C na temperatura do ar,, queda

queda aproximada de aproximada de 4,5% na 4,5% na U.R. U.R.

EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO

qq pp ,,

FATORES QUE AFETAM FATORES QUE AFETAM

EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO

Composição química Composição química

Umidade relativa e Temperatura do ar Umidade relativa e Temperatura do ar Umidade relativa e Temperatura do ar Umidade relativa e Temperatura do ar

Permeabilidade da “cobertura”

Integridade das sementes

(4)

EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO

ISOTERMA DE SORÇÃO

ISOTERMA DE SORÇÃO: : Curva sigmóide Curva sigmóide

ÁGUA NA SEMENTE:

Ligada a substâncias componentes (“presa”) ou “livre”

ISOTERMA DE SORÇÃO

ISOTERMA DE SORÇÃO: : Curva sigmóide Curva sigmóide Descreve

Descreve aa quantidade quantidade de de água água sorvida sorvida por

por uma uma substância substância sob sob influência influência da da umidade

umidade relativa relativa do do ar, ar, em em determinada determinada temperatura

temperatura..

ISOTERMAS ISOTERMAS

e da Semente (%) ^{Região 1} ^{Região 2} ^{Região 3}

HIDRATAÇÃO:

HIDRATAÇÃO: processo de adsorçãoprocesso de adsorção SECAGEM: processo de dessorção SECAGEM: processo de dessorção

Grau de Umidade

100 80 40 60

20

Umidade Relativa do Ar (%)

HISTERESE HISTERESE

HISTERESE

HISTERESE:: diferenças diferenças entre entre pontos pontos de de equilíbrio equilíbrio durante

durante os os processos processos de de adsorção adsorção ee dessorção, dessorção, para para id d

id d l ti l ti dd t t i l i l híd i híd i

EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO

uma

uma mesma mesma umidade umidade relativa relativa do do ar ar ou ou potencial potencial hídrico hídrico

POTENCIAL DE ÁGUA POTENCIAL DE ÁGUA

Afinidade

Afinidade pode pode ser ser expressa expressa mediante mediante oo conhecimento conhecimento do

do potencial potencial hídrico hídrico Sementes

Sementes:: ampla ampla variação variação na na estrutura estrutura morfológica, morfológica, anatômica

anatômica ee química química



variação variação do do grau grau de de afinidade afinidade àà água

água..

do

do potencial potencial hídrico hídrico Proteínas

Proteínas: compostas por : compostas por sequências sequências de aminoácidos de aminoácidos com múltiplos sítios de sorção

com múltiplos sítios de sorção Carga positiva no terminal “

Carga positiva no terminal “amino amino” e negativa no ” e negativa no terminal carboxílico

terminal carboxílico Carga

Carga negativa negativa:: ligação ligação com com aa água água através através de de pontes

pontes de de hidrogênio hidrogênio

POTENCIAL DE ÁGUA POTENCIAL DE ÁGUA

Amido

Amido:: ligações ligações com com oo Hidrogênio Hidrogênio podem podem ocorrer ocorrer nos nos grupos

grupos hidroxílicos hidroxílicos da da molécula molécula de de amido, amido, mas mas aa afinidade

afinidade àà água água éé menor menor que que aa das das proteínas proteínas

Lipídios

Lipídios:: ácidos ácidos graxos graxos não não têm têm grupos grupos polares, polares, de de modo

modo que que não não há há ligações ligações H, H, não não havendo havendo atração atração pela pela água

água

POTENCIAL DE ÁGUA POTENCIAL DE ÁGUA

ÁGUA

ÁGUA NA NA SEMENTE SEMENTE:: caracterizada caracterizada por por estado estado de de energia

energia identificado identificado pelo pelo potencial potencial de de energia energia por por unidade

unidade de de volume volume



potencial potencial de de água água ou ou potencial potencial hídrico,

hídrico, expresso expresso em em unidades unidades de de medida medida de de pressão pressão

(5)

ψ

_aa

= = ψ ψ

_m_m

+ + ψ ψ

_¶¶

+ + ψ ψ

_pp

ψ

_a_a

= = potencial potencial de de água água; ; ψ

ψ

_m_m

= = potencial potencial mátrico mátrico ((atração atração por por superfícies superfícies)) ψ

ψ

_¶¶

== potencial potencial osmótico osmótico ((atração atração por por compostos compostos

““ ))

POTENCIAL DE ÁGUA POTENCIAL DE ÁGUA

com com ““carga carga)) ψ

ψ

_pp

= = pressão pressão de de turgescência turgescência ((exercida exercida contra as contra as paredes

paredes)) Potencial

Potencial de de água água ou ou hídrico hídrico:: expressão expressão do do estado estado de de energia

energia da da água água..

Potencial hídrico da água pura = zero Potencial hídrico da água pura = zero

Potencial mátrico e potencial osmótico



negativos negativos Pressão de turgescência

Pressão de turgescência



positiva positiva

POTENCIAL DE ÁGUA POTENCIAL DE ÁGUA

Difusão

Difusão da da água água:: gradiente gradiente de de energia, energia, do do maior maior potencial potencial ((menos menos negativo negativo)) para para oo menor menor potencial potencial ((mais mais negativo negativo))

À

À medida medida que que as as sementes sementes são são umedecidas umedecidas seu seu potencial

potencial de de água água se se eleva eleva ee oo do do substrato substrato diminui diminui,, até

até que que seja seja alcançado alcançado oo equilíbrio equilíbrio..

Neste

Neste ponto ponto



quantidades quantidades se se estabilizam estabilizam

POTENCIAL DE ÁGUA POTENCIAL DE ÁGUA

O

O conhecimento conhecimento do do potencial potencial de de água água permite permite verificar verificar até

até que que ponto ponto um um sistema sistema está está ou ou não não em em equilíbrio equilíbrio ee estabelecer

estabelecer uma uma estimativa estimativa da da possibilidade possibilidade de de movimentação

movimentação da çç da água água entre gg entre dois dois sistemas sistemas..

Teor

Teor de de água água:: quantidade quantidade de de água água presente presente na na amostra amostra Potencial

Potencial hídrico hídrico:: informa informa atuação atuação ee disponibilidade disponibilidade

Identificados

Identificados com base no potencial hídrico e modo de com base no potencial hídrico e modo de Tipos de Água

Tipos de Água

FORMAS DE ÁGUA NAS SEMENTES FORMAS DE ÁGUA NAS SEMENTES

Identificados

Identificados com base no potencial hídrico e modo de com base no potencial hídrico e modo de ligação com a superfície das macromoléculas ligação com a superfície das macromoléculas

FORMAS DE ÁGUA NA SEMENTE FORMAS DE ÁGUA NA SEMENTE -- Há Há cinco cinco tipos tipos de de água água na na semente, semente, definidos definidos pela pela

localização

localização ee associação associação com com as as substâncias substâncias que que compõem

compõem aa semente semente

--

Tipos Tipos 11,, 22 ee 33 :: água água “presa” “presa”



grau grau de de umidade umidade até até 33 33% %

--

Tipos Tipos 44 ee 55:: sementes sementes com com grau grau de de umidade umidade

≥≥

33 33% % ((bu bu))

São

São correspondentes correspondentes aa solução solução concentrada concentrada ee aa solução

solução diluída diluída



“água “água livre” livre”

Dependendo do tipo de água, maior ou menor Dependendo do tipo de água, maior ou menor

atividade metabólica atividade metabólica

Água Tipo 1 Água Tipo 1::

Tecidos muito secos (< 7,5% de água) Tecidos muito secos (< 7,5% de água)

Fortemente ligada à superfície das macromoléculas Fortemente ligada à superfície das macromoléculas Remoção

Remoção acelera deterioração ( acelera deterioração (menor proteção menor proteção)) Potencial hídrico inferior a

Potencial hídrico inferior a –– 150 150 MPa MPa

FORMAS DE ÁGUA NAS SEMENTES FORMAS DE ÁGUA NAS SEMENTES

Água Tipo 2 Água Tipo 2::

Tecidos com 7,5% a 20% de água Tecidos com 7,5% a 20% de água

Forma película delgada na superfície da matriz Forma película delgada na superfície da matriz Potencial hídrico de

Potencial hídrico de --11 a 11 a --150 150 MPa MPa

Reações químicas facilitadas

(6)

água sítios iônicos de aminoácidos

água tipo 1

Água Tipo 1:

Tecidos muito secos (< 7,5% de água) Tecidos muito secos (< 7,5% de água)

Fortemente ligada à superfície das macromoléculas Fortemente ligada à superfície das macromoléculas Não tem propriedades de solvente

Não tem propriedades de solvente Atividade metabólica restrita Atividade metabólica restrita Remoção acelera deterioração (

Remoção acelera deterioração (menor proteçãomenor proteção))

água tipo 2

sítios iônicos de aminoácidos sítio hidrofílico

água água tipo 1

Água Tipo 2:

Tecidos com 7,5% a 20% de água Tecidos com 7,5% a 20% de água Forma película delgada na superfície da matriz Forma película delgada na superfície da matriz Potencial hídrico de

Potencial hídrico de --11 a 11 a --150 MPa150 MPa Passa a exercer papel de solvente Passa a exercer papel de solvente

Reações facilitadas: enzimáticas, oxidativas, catabólicas Reações facilitadas: enzimáticas, oxidativas, catabólicas

Água Tipo 3 Água Tipo 3::

Tecidos com 20% a 33% de água Tecidos com 20% a 33% de água

Indicação de presença de água congelável Indicação de presença de água congelável Potencial hídrico de

Potencial hídrico de --4 a 4 a --11 11 MPa MPa Reações

Reações intensificadas e atividade de microrganismos intensificadas e atividade de microrganismos

FORMAS DE ÁGUA NAS SEMENTES FORMAS DE ÁGUA NAS SEMENTES

çç gg

Água Tipo 4 Água Tipo 4::

Tecidos com 33% a 41% de água Tecidos com 33% a 41% de água Características de solução concentrada Características de solução concentrada Potencial hídrico de

Potencial hídrico de --1,5 a 1,5 a --4 4 MPa MPa Suficiente para ativar

Suficiente para ativar processos de síntese, processos de síntese, germinação germinação

água tipo 2

sítios iônicos de aminoácidos água

tipo 3

sítio hidrofílico

água sítio hidrofóbico

Água Tipo 3:

Tecidos com 20% a 33% de água Tecidos com 20% a 33% de água Indicação de presença de água congelável Indicação de presença de água congelável Potencial hídrico de

Potencial hídrico de --4 a 4 a --11 11 MPaMPa

Promove umedecimento da superfície matricial Promove umedecimento da superfície matricial Une

Une--se a sítios se a sítios hidrofóbicoshidrofóbicos de macromoléculasde macromoléculas Reações intensificadas e atividade de microrganismos Reações intensificadas e atividade de microrganismos

água tipo 2

tipo 3

água sítio hidrofóbico Água Tipo 4:

Água Tipo 4:

Tecidos com 33% a 41% de água Tecidos com 33% a 41% de água Características de solução concentrada Características de solução concentrada Potencial hídrico de

Potencial hídrico de --1,5 a 1,5 a --4 4 MPaMPa Ativados processos de síntese, Ativados processos de síntese, início da início da

germinação germinação

Água Tipo 5:

Tecidos com > 41% de água Tecidos com > 41% de água Características de solução diluída Características de solução diluída Potencial hídrico

Potencial hídrico > > --1,5 1,5 MPa MPa

FORMAS DE ÁGUA NAS SEMENTES FORMAS DE ÁGUA NAS SEMENTES

Germinação se completa

(7)

água tipo 2

tipo 3

água sítio hidrofóbico Água Tipo 5:

Água Tipo 5:

Tecidos com > 41% de água Tecidos com > 41% de água Características de solução diluída Características de solução diluída Potencial hídrico

Potencial hídrico > > --1,5 1,5 MPaMPa Germinação se completa Germinação se completa

água em solução concentrada ou em

poros capilares (tipo 4)

água em solução diluída

(tipo 5)

FORMAS DE ÁGUA NAS SEMENTES FORMAS DE ÁGUA NAS SEMENTES

Água Tipo 4 e Tipo 5:

Não interagem com a superfície da proteína

Têm propriedades muito semelhantes ao de uma solução Têm propriedades muito semelhantes ao de uma solução Correspondentes à água “absorvida”



água “livre”

Umidades relativas

Umidades relativas ((independentes da espécie e tipo de tecidoindependentes da espécie e tipo de tecido):):

Água Tipo 1: equilíbrio com < 30%

Água Tipo 1: equilíbrio com < 30% U.R. U.R.

Água Tipo 2: equilíbrio com 30 a 85%

Água Tipo 2: equilíbrio com 30 a 85% U.R. U.R.

Água Tipo 3: equilíbrio com 85 a 92%

Água Tipo 3: equilíbrio com 85 a 92% U.R. U.R.

Tipos de Água:

Identificados com base no potencial hídrico e modo de Identificados com base no potencial hídrico e modo de

ligação com a superfície das macromoléculas ligação com a superfície das macromoléculas

TIPOS

TIPOS Potencial Hídrico Potencial Hídrico Teor de águaTeor de água

FORMAS DE ÁGUA NAS SEMENTES FORMAS DE ÁGUA NAS SEMENTES

TIPOS

TIPOS (MPa)(MPa) BB_ss BB_uu

11 < < --150150 < 8,0< 8,0 < 7,5< 7,5 22 --150 a 150 a ––1111 8 a 258 a 25 7,5 a 207,5 a 20 33 --11 a 11 a ––44 25 a 4525 a 45 20 a 3320 a 33 44 --4 a 4 a ––1,51,5 45 a 7045 a 70 33 a 4133 a 41 55 > > --1,51,5 > 70> 70 > 41> 41

- 0,05 MPa

Potencial de Água:

Potencial de Água: ψψm + m + ψπψπ+ + ψψpp

À medida que o material se hidrata, as moléculas de água passam À medida que o material se hidrata, as moléculas de água passam a ocupar posições mais distantes da matriz (

a ocupar posições mais distantes da matriz (força de retenção diminuiforça de retenção diminui))

Transferência

Transferência dede águaágua ocorreocorre

t é

t é dd di tdi t dd ii O PROCESSO DE

O PROCESSO DE EMBEBIÇÃOEMBEBIÇÃO

- 50 MPa - 0,1 MPa

através

através dede gradientegradiente dede energia,energia, com

com movimentaçãomovimentação dada regiãoregião dede maior

maior parapara aa dede menormenor potencialpotencial,, atéaté que

que sejaseja alcançadoalcançado oo equilíbrioequilíbrio..

A

A partirpartir daí,daí, entraentra emem açãoação aa condutividade

condutividade hidráulicahidráulica

-150 MPa

--Embebição ocorre gradativamente, com o umedecimento inicial dosEmbebição ocorre gradativamente, com o umedecimento inicial dos tecidos mais próximos à

tecidos mais próximos à superfíciesuperfície

É estabelecida uma “frente de hidratação”, à medida que a água É estabelecida uma “frente de hidratação”, à medida que a água

caminha para o interior da semente caminha para o interior da semente

O PROCESSO DE EMBEBIÇÃO O PROCESSO DE EMBEBIÇÃO

-- IdentificaIdentifica--se fronteira nítida, deslocandose fronteira nítida, deslocando--se para as partes maisse para as partes mais secas e o aumento contínuo da quantidade de água nas partes secas e o aumento contínuo da quantidade de água nas partes umedecidas

umedecidas

O umedecimento não é uniforme e sofre influência da região da O umedecimento não é uniforme e sofre influência da região da semente em que há penetração de maior quantidade de água e semente em que há penetração de maior quantidade de água e das características e funções dos tecidos internos

das características e funções dos tecidos internos

0 h 6 h

McDonald, et al.

24 h 48 h

(8)

EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO

Conhecimento

Conhecimento do do ponto ponto de de equilíbrio equilíbrio higroscópico higroscópico::

Bases

Bases para para aa secagem secagem artificial, artificial, embalagem embalagem ee armazenamento

armazenamento

SECAGEM: “RUPTURA” DO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO SECAGEM: “RUPTURA” DO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO

O PROCESSO DE SECAGEM O PROCESSO DE SECAGEM

a) Transferência da água da superfície

a) Transferência da água da superfície da semente da semente para a atmosfera

para a atmosfera

P. Vapor semente > P. vapor atmosférico



SECAGEM SECAGEM P. V.

P. V. atm atm. > P. vapor semente . > P. vapor semente



UMEDECIMENTO UMEDECIMENTO PRESSÕES SE IGUALAM

PRESSÕES SE IGUALAM



EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO

a) Transferência

a) Transferência da da superfície superfície para para a atmosfera a atmosfera

PERDA DE ÁGUA PELA SEMENTE DURANTE A SECAGEM

G.U. inicial

Se

Se oo ar ar não não está está em em movimento, movimento, gradiente gradiente cada cada vez

vez menor menor ee tendência tendência ao ao equilíbrio equilíbrio O PROCESSO DE SECAGEM O PROCESSO DE SECAGEM

Continuidade

Continuidade da da secagem secagem



movimentação movimentação do do ar

ar ee entrada entrada de de outro outro “mais “mais seco” seco” ou ou que que consiga

consiga “retirar “retirar água” água” da da semente semente

O PROCESSO DE SECAGEM O PROCESSO DE SECAGEM

b) Movimentação da água do interior para a superfície b) Movimentação da água do interior para a superfície

da semente da semente

O PROCESSO DE SECAGEM O PROCESSO DE SECAGEM

b) Movimentação da água do interior para a superfície b) Movimentação da água do interior para a superfície

da semente da semente

Velocidade variável com a espécie e exerce influência Velocidade variável com a espécie e exerce influência pp

significativa sobre o tempo de secagem significativa sobre o tempo de secagem

Gramíneas

Gramíneas forrageiras, forrageiras, brássicas brássicas > > trigo, aveia, centeio, trigo, aveia, centeio, cevada

cevada > > milho, ervilha, feijão, arroz, soja milho, ervilha, feijão, arroz, soja

(9)

G.U. inicial

PERDA DE ÁGUA PELA SEMENTE DURANTE A SECAGEM PERDA DE ÁGUA PELA SEMENTE DURANTE A SECAGEM

G.U. final

SECAGEM CONTÍNUA OU INTERMITENTE ? SECAGEM CONTÍNUA OU INTERMITENTE ?

EVENTOS FISIOLÓGICOS E ASPECTOS TECNOLÓGICOS EVENTOS FISIOLÓGICOS E ASPECTOS TECNOLÓGICOS

IMPORTANT

IMPORTANTES ASSOCIADOS AO ESTADO DA ÁGUA E ES ASSOCIADOS AO ESTADO DA ÁGUA E GRAU DE UMIDADE DE SEMENTES

GRAU DE UMIDADE DE SEMENTES

Teor de Água Teor de Água

(%)

(%) Tipo de Tipo de Água

Água Eventos DestacáveisEventos Destacáveis

> 41

> 41 55

Maturidade fisiológica de dicotiledôneas Maturidade fisiológica de dicotiledôneas Início do metabolismo para a germinação de Início do metabolismo para a germinação de dicotiledôneas

dicotiledôneas

Complementação da germinação Complementação da germinação

30

30 –– 4040 44

Síntese de proteínas e de ácidos nucléicos durante a Síntese de proteínas e de ácidos nucléicos durante a maturação e a germinação

maturação e a germinação

Atividade de mecanismos de reparo de membranas e DNA Atividade de mecanismos de reparo de membranas e DNA Armazenamento de sementes recalcitrantes Armazenamento de sementes recalcitrantes Alta sensibilidade a injúrias por congelamento Alta sensibilidade a injúrias por congelamento

18/20 a 30 18/20 a 30 33

Respiração

Respiração intensaintensa ee aquecimentoaquecimento dada massamassa dede sementessementes armazenadas

armazenadas Deterioração Deterioração aceleradaacelerada Atividade

Atividade intensaintensa dede microrganismosmicrorganismos Níveis

Níveis mínimosmínimos parapara aa atividadeatividade dede enzimasenzimas queque atuamatuam emem reações

reações anabólicasanabólicas Estruturação

Estruturação dodo sistemasistema dede membranasmembranas celularescelulares Níveis

Níveis dede águaágua necessáriosnecessários parapara aa síntesesíntese dede ATPATP Armazenamento

Armazenamento dede sementessementes recalcitrantesrecalcitrantes Recalcitrantes

Recalcitrantes nãonão sobrevivemsobrevivem comcom aa remoçãoremoção dessadessa águaágua

Teor de Água Teor de Água

(%)

(%) Tipo de Tipo de Água

Água Eventos DestacáveisEventos Destacáveis

12/14 a 18/20 12/14 a 18/20 22

Diminui

Diminui aa atividadeatividade respiratória,respiratória, masmas permanecepermanece oo riscorisco dede aquecimento

aquecimento Níveis

Níveis mínimosmínimos parapara asas reaçõesreações dede síntesesíntese catalisadascatalisadas porpor enzimas

enzimas Deterioração

Deterioração durantedurante oo armazenamentoarmazenamento Atividade

Atividade dede fungosfungos ee insetosinsetos dede armazenamentoarmazenamento Níveis

Níveis adequadosadequados parapara aa colheitacolheita mecanizadamecanizada Menor

Menor sensibilidadesensibilidade dada sementesemente aa injúriasinjúrias mecânicasmecânicas (grau(grau de

de umidadeumidade dede 1313%% aa 1616%%))

10 a 13

10 a 13 22

Não

Não sese verificamverificam reaçõesreações dede síntesesíntese Redução

Redução dada velocidadevelocidade dede deterioraçãodeterioração Aceitável

Aceitável parapara oo armazenamentoarmazenamento emem embalagensembalagens porosasporosas ou

ou resistentesresistentes aa trocastrocas dede vaporvapor d’d’ águaágua comcom aa atmosferaatmosfera Ocorrência

Ocorrência dede insetosinsetos

< 10

< 10 22 ReduçãoRedução drásticadrástica ouou paralisaçãoparalisação dada atividadeatividade dede insetosinsetos Favorável

Favorável aoao armazenamentoarmazenamento emem embalagensembalagens herméticasherméticas

4 a 8

4 a 8 11

Favorável

Favorável aoao armazenamentoarmazenamento emem embalagensembalagens herméticasherméticas Possibilidade

Possibilidade dede dormênciadormência ee dede autoxidaçãoautoxidação dede lipídioslipídios Remoção

Remoção dede águaágua podepode aceleraracelerar aa deterioraçãodeterioração Proteção

Proteção contracontra efeitosefeitos tóxicostóxicos dede radicaisradicais livreslivres