Análise e modelagem do processo de criocongelamento e crioconservação de sementes de amendoin, cunha e sorgo.

• Autor(a) principal: SILVA, Virginia Mirtes de Alcântara.
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
• Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/36226
• topic: Cinética dos processos biológicos; Crioconservação; LABVIEW; Microtermopares; Entalpia; Energia livre de Gibbs; Kinetics of biological processes; Cryopreservation; Microthermocouples; Enthalpy; Gibbs free energy; Criopreservación; Energía libre de gibbs; Recursos Naturais

O germoplasma das espécies vegetais representa um importante recurso natural de alta prioridade para o mundo, pois dele derivam as soluções para a fome, para o desenvolvimento de novos medicamentos, além de fomentar a biotecnologia e a engenharia genética. A criopreservação permite a conservação dos materiais biológicos por longos períodos, com um mínimo de erosão genética e torna-se base para o desenvolvimento de novas cultivares permitindo o aumento de produtividade agrícola e do setor agroindustrial. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa foi determinar as cinéticas de congelamento das sementes de Amendoim (Arachis hypogaea L.), sorgo (Sorghum bicolor L.) e cunhã (Clitoria ternatea L.) às temperaturas de -20oC, -50oC, -100oC e -150oC, bem como a sua crioconservação a estas mesmas temperaturas por um período de 12 meses, determinando-se a sua qualidade fisiológica. Para determinação da cinética de congelamento das sementes foi desenvolvido um sistema de aquisição de dados, utilizando microtermopares cuja faixa de temperatura mensurável foi de -170 a +180oC, com precisão de ±0,5oC. A análise dos dados experimentais foi realizada por meio do software Matlab 7, empregando-se o método de regressão não-linear de Gauss- Newton, em modelos matemáticos baseados na equação de transferência de calor de Fourier. A partir do comportamento cinético de congelamento das sementes foi possível determinar fenômenos físicos e parâmetros termodinâmicos tais como a difusividade térmica efetiva, a energia de ativação, entropia, entalpia e a energia livre de Gibbs. De acordo com os resultados obtidos verifica-se que o Modelo II de Cavalcanti-Mata & Duarte é o que melhor representa o comportamento cinético do criocongelamento das sementes, tendo em vista possuir o menor erro médio relativo P (%) para todas as temperaturas, bem como o maior coeficiente de determinação R2 . Com o Modelo de Fourier, utilizando o primeiro termo da série, e o Modelo I de Cavalcanti Mata & Duarte foi possível determinar a difusividade térmica efetiva, para as sementes de amendoim, a cunhã e o sorgo, sendo que esta difusividade aumenta com a diminuição das temperaturas estudadas. A energia de ativação que foi de 1,04 kJmol-1 e 2,21 kJmol-1 para a semente de amendoim, respectivamente para o Modelo de Fourier e o Modelo I de Cavalcanti- Mata & Duarte; de respectivamente 6,353 kJ mol-1 e 2,789 kJmol-1 para a semente de cunhã; e de respectivamente 6,671 kJmol-1 e 3,927 kJmol-1 para a semente de sorgo. A entalpia e a entropia aumentaram com a diminuição da temperatura e a energia livre de Gibbs diminuiu com a redução da temperatura, para todas as sementes em estudo. Com relação a qualidade fisiológica das sementes constatou-se que a germinação e vigor das sementes não foram alteradas quando armazenadas à temperatura de -150oC por 12 meses para sementes de cunhã e sorgo e de 3 meses para as sementes de amendoim, indicando que essas sementes podem ser crioconservadas por um período indeterminado de tempo.