Alencar, Ernandes Rodrigues deMachado, Franklin JacksonFaroni, Lêda Rita D’AntoninoSitoe, Eugénio da Piedade Edmundo2024-07-032024-07-032023-10-18SITOE, Eugénio da Piedade Edmundo. Ozonation at low-pressures: relationship between reaction kinetics and physical properties of grains, control of egg and larvae phases of Zabrotes subfasciatus, inactivation of aspergillus flavus, and quality analysi. 2023. 114 f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2023.https://locus.ufv.br//handle/123456789/32348The use of ozone gas (O 3 ) has achieved satisfactory results in controlling insect pests, inactivating fungi, and maintaining the quality of stored grains. The ozonation of grains in a closed system at low-pressures is also a promising strategy for packaged products. The objectives of this study were the following: (i) to evaluate the effect of the low-pressure ozone injection system, establishing the relationship between the reaction kinetics and physical properties of the grains; (ii) to evaluate the effect of ozone gas injections on the control of egg and larval phases of Zabrotes subfasciatus (Boh.) and inactivation of Aspergillus flavus in bean grains; and (iii) to evaluate the quality of beans exposed to ozone or oxygen and stored for 180 days. The study was carried out in three stages. First, the low-pressure ozone injection system was evaluated to determine the physical properties of the grains and to determine possible quality changes in common beans, cowpeas, popcorn, corn, paddy rice and polished rice. For this purpose, 5.0-kilogram samples of grains were exposed to ozone or oxygen (control) at low pressures in a 70-liter hypobaric chamber. The ozone exposure was preceded by the reduction of the internal chamber pressure to 500 hPa. Then, ozone was injected until the pressure inside the chamber reached 1000 hPa. In the study, an ozone concentration of 32.10 mg L -1 was applied at a flow rate of 1 L min -1 . The second step evaluated the effect of the ozone gas injections on the control of new-insect emergence from the egg and larval stages of Z. subfasciatus (Boh.) and on the inactivation of A. flavus in bean grains. Ozone was applied to 5.0 kg of bean grains at 61.37 mg L -1 and a flow rate of 1 L min -1 in 1, 4, 7, and 10 injections. Oxygen was used as the control, injected at a flow rate of 1 L min -1 . The injection escalation occurred at regular intervals of 2 h and 15 min. The third stage assessed the effect of ozone (treatment) or oxygen (negative control) administered in 10 injections on the technological properties, phenolic compounds, and antioxidant capacity of beans stored for 180 days. Five samples of 1.0 kg of bean grains were packaged in low-density polypropylene bags to evaluate the effect of the treatments during storage. The packages were stored in a chamber at 25°C and 60±5% relative humidity. The quality of the beans treated with ozone oroxygen and the control (untreated grain) was determined after 180 days of storage by analyzing the technological properties, phenolic compounds, and antioxidant capacity. The results of the first stage made it clear that the physical properties of the grains were affected by the reaction kinetics of the ozone gas during the low-pressure injection process. Ozone depletion was faster in polished rice and slower in common beans. The half-life of ozone gas in different grains ranged from 17.8 to 52.9 and 16.4 to 52.9 minutes outside and inside the package, respectively. Low-pressure ozone gas injection had no effect on the grain quality characteristics. The low-pressure ozone concentration of 32.10 mg L -1 caused mortality of 99.45 and 73.06 of S. zeamais in popcorn and corn, 92.10% of C. maculatus in cowpea and 100% of Z. subfasciatus in common bean. In the second phase, it was observed that the ozonation of beans at low-pressures in 10 injections provided the creation of a modified atmosphere inside the packaging that was efficient in controlling 100% of egg and larval phases of Z. subfasciatus, implying in less mass loss, and inactivation of 70% of A. flavus. In the third step, it was found that the application of ozone in 10 injections did not change the chemical composition, color, cooking properties, and level of antioxidant capacity of the grains. All treatments showed a decrease in the phenolic compound content and antioxidant capacity during storage. This study concludes that the application of ozone at low pressure is a promising technology for insect-pest control and fungal inactivation without affecting the commercial quality of the grains. Keywords: Hypobaric chamber. Ozonation. Pest insects. Bean Quality.A aplicação do gás ozônio (O 3 ) tem atingido resultados satisfatórios no controle de insetos- praga, inativação fúngica e na manutenção da qualidade em grãos armazenados. A ozonização dos grãos em sistema fechado a baixa pressão é uma estratégia com potencial para produtos já embalados. Os objetivos deste estudo foram: (i) Avaliar o sistema de injeção de ozônio a baixa pressão: relação entre a cinética de reação e propriedades físicas dos grãos; (ii) avaliar o efeito das injeções do gás ozônio no controle de fases de ovo e de larva de Zabrotes subfasciatus (Boh.) e na inativação de Aspergillus flavus em grãos de feijão e (iii) avaliar a qualidade do feijão exposto ao ozônio e oxigênio e armazenado por 180 dias. Os estudos foram conduzidos em 3 etapas. Na primeira etapa, foi avaliado o sistema de injeção do ozônio a baixa pressão em relação às propriedades físicas dos grãos e determinaram-se as possíveis alterações na qualidade de feijão comum, feijão caupi, milho de pipoca, milho, arroz com casca e arroz polido. Para tal, amostras de 5.0 kg de grãos foram expostas ao gás O 3 e ao oxigênio (controle) aplicado a baixas pressões em câmara hipobárica de volume interno igual a 70 L. A aplicação do ozônio foi antecedida pela redução da pressão interna da câmara para 500 hPa. Em seguida, o ozônio foi injetado até que a pressão interna da câmara atingisse o valor de 1000 hPa. No estudo foi aplicada uma concentração de ozônio de 32.10 mg L -1 na vazão volumétrica de 1 L min -1 . Na segunda etapa, avaliou-se o efeito das injeções do gás ozônio no controle de emergência de novos insetos a partir de fases de ovo e de larva de Z. subfasciatus (Boh.) e na inativação de A. flavus em grãos de feijão. Aplicou-se uma concentração de ozônio de 61.37 mg L -1 na vazão volumétrica de 1 L min -1 em 1, 4, 7 e 10 injeções em 5 kg de grãos de feijão. O oxigênio foi usado como controle e injetado na vazão volumétrica de 1 L min -1 . O incremento das injeções foi feito em intervalos regulares de tempo de 2 h e 15 min. Na terceira etapa, avaliou-se o efeito do ozônio (tratamento) e oxigênio (controle negativo) aplicado em 10 injeções nas propriedades tecnológicas, nos compostos fenólicos e na capacidade antioxidante de feijão armazenado por 180 dias. Para avaliação do efeito dos tratamentos durante o armazenamento, cinco amostras de 1.0 kg degrãos de feijão foram embaladas em sacos de polipropileno de baixa densidade. As embalagens foram armazenadas em câmara a 25 o C e umidade relativa de 60±5%. A qualidade do feijão tratado com ozônio, oxigênio e testemunha (grãos não tratados) e armazenada durante 180 dias, foi determinada a partir da análise das propriedades tecnológicas, compostos fenólicos e capacidade antioxidante. Os resultados da primeira etapa sugerem que as propriedades físicas do grão influenciaram a cinética de reação do gás ozônio durante o processo de injeção a baixa pressão. A decomposição do ozônio foi mais rápida no arroz polido e mais lenta no feijão comum. A meia-vida do gás ozônio em diferentes grãos variou de 17.8 a 52.9 e 16.4 a 52.9 min, fora e dentro da embalagem, respectivamente. A injeção de gás ozônio a baixas pressões não alterou os atributos de qualidade dos grãos. A concentração de ozônio a baixa pressão (32,10 mg L -1 ) causou a mortalidade de 99.45 e 73.06 de S. zeamais no milho pipoca e milho, 92.10% de C. maculatus no feijão-caupi e 100% de Z. subfasciatus no feijão comum. Na segunda etapa, observou-se que a ozonização do feijão a baixas pressões em 10 injeções proporcionou a criação de uma atmosfera modificada no interior da embalagem que foi eficiente no controle de 100% de fases de ovo e de larva de Z. subfasciatus, implicando em menor perda de massa, e na inativação de 70% de A. flavus. Na terceira etapa, foi constatado que a aplicação do ozônio em 10 injeções não alterou a composição centesimal, cor, propriedades de cozimento e medida de capacidade antioxidante. Ao longo do armazenamento registrou-se decréscimo no teor de compostos fenólicos e capacidade antioxidante para todos os tratamentos. Foi possível concluir com este estudo que a aplicação de ozônio a baixas pressões é uma tecnologia promissora para o controle de insetos-praga e inativação fúngica e não afeta a qualidade comercial dos grãos. Palavras-chave: Câmara hipobárica. Ozonização. Insetos-pragas. Qualidade de Feijão.engAcesso AbertoFeijão - Doenças e pragas - ControleGrãos - Efeito do ozônioOzonizaçãoFeijão - QualidadeTesehttps://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.728Armazenamento de Produtos Agrícolas