Autor: Revista Agraria Academica

Revista Agrária Acadêmica

agrariacad.com

doi: 10.32406/v8n2/2025/62-76/agrariacad

Transformação digital na pecuária de corte e leite: avanços e aplicações das tecnologias emergentes na gestão e monitoramento do rebanho – revisão de literatura. Digital transformation in beef and dairy livestock: advances and applications of emerging technologies in herd management and monitoring – literature review.

Antonio Bruno Magalhães Lima¹, Francisco Gleyson da Silveira Alves²

¹^– Programa de Pós-Graduação em Zootecnia da Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, Mato Grosso do Sul, Brasil. E-mail: antoniobrunozootecnista@gmail.com (Autor para correspondência)

²^– Departamento de Zootecnia da Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, Ceará, Brasil. E-mail: gleyson@ufc.br

Resumo

A indústria pecuária, impulsionada pela tecnologia, busca atender à crescente demanda por carne e leite bovino de forma sustentável. Objetivou-se com a revisão explorar as últimas tendências e avanços no uso de tecnologias emergentes na pecuária de corte e leite, com foco na gestão e monitoramento do gado. Para isso buscou-se nas principais bases indexadoras e google acadêmico artigos que abordassem a temática proposta pela presente revisão. Os avanços na pecuária digital têm papel crucial, transformando a gestão dos rebanhos e promovendo eficiência e sustentabilidade. Ferramentas como monitoramento de saúde e rastreamento dos animais fornecem dados em tempo real, permitindo intervenções precisas para garantir bem-estar e produtividade. Além disso, a aplicação de tecnologias como blockchain e alimentação personalizada impulsionam o setor. Apesar de desafios técnicos e éticos, a pecuária digital representa uma mudança para uma produção mais eficiente e responsável, delineando um futuro promissor e sustentável.

Palavras-chave: Produção animal. Produtividade. Sensores. Sustentabilidade.

Abstract

The livestock industry, driven by technology, seeks to meet the growing demand for beef and dairy sustainably. The aim of the review was to explore the latest trends and advances in the use of emerging technologies in beef and dairy farming, with a focus on livestock management and monitoring. To this end, articles that addressed the theme proposed by this review were searched in the main indexing databases and Google Scholar. Advances in digital livestock farming play a crucial role, transforming herd management and promoting efficiency and sustainability. Tools such as health monitoring and animal tracking provide real-time data, allowing precise interventions to ensure welfare and productivity. Additionally, the application of technologies such as blockchain and personalized feeding drive the sector. Despite technical and ethical challenges, digital livestock farming represents a shift towards more efficient and responsible production, outlining a promising and sustainable future.

Keywords: Animal production. Productivity. Sensors. Sustainability.

Introdução

A pecuária desempenha um papel fundamental na segurança alimentar global, fornecendo uma fonte essencial de proteína animal para bilhões de pessoas em todo o mundo (HERRERO et al., 2010; FAO, 2023). No entanto, a indústria enfrenta uma série de desafios complexos, incluindo a necessidade de aumentar a produção para atender à crescente demanda por carne e leite bovino, garantindo ao mesmo tempo a sustentabilidade ambiental, o bem-estar animal e a rentabilidade dos produtores. Diante desses desafios, a adoção de tecnologias emergentes tem surgido como uma solução promissora para impulsionar a eficiência e aprimorar a gestão da produção de bovinos de corte.

Nos últimos anos, temos testemunhado uma rápida evolução no campo da agropecuária digital, impulsionada pelo avanço da inteligência artificial, Internet das Coisas (IoT), análise de big data e outras tecnologias digitais (BORNE JUNIOR, 2015; NEETHIRAJAN, 2023). Essas tecnologias oferecem novas e empolgantes oportunidades para transformar a maneira como os pecuaristas ou agropecuaristas gerenciam e monitoram seus rebanhos, proporcionando uma visão detalhada e em tempo real sobre o estado de saúde, comportamento, nutrição e desempenho dos animais.

Um dos avanços mais significativos nesse contexto é o desenvolvimento de sistemas de monitoramento de saúde do gado, que incluem dispositivos wearable e sensores implantáveis capazes de coletar uma ampla gama de dados biométricos, como temperatura corporal, frequência cardíaca, atividade física e ruminação. Esses dados fornecem informações valiosas sobre o bem-estar individual de cada animal, permitindo a detecção precoce de doenças, lesões ou outros problemas de saúde, e possibilitando intervenções oportunas para minimizar o impacto negativo sobre o rebanho (MORAES et al., 2020).

Além disso, a implementação de sistemas de rastreamento e gestão do rebanho, baseados em tecnologias como RFID (identificação por radiofrequência) e GPS, tem revolucionado a forma como os produtores monitoram a localização, movimentação e comportamento dos animais (GAVIOLI, 2024). Esses sistemas permitem uma gestão mais eficiente do pastoreio, facilitam a localização de animais perdidos ou desaparecidos, e contribuem para a otimização da logística de transporte e manejo do rebanho (SISBOV, 2023).

No âmbito da alimentação e nutrição animal, o avanço das tecnologias digitais tem possibilitado o desenvolvimento de sistemas automatizados e personalizados, que fornecem dietas específicas para cada animal com base em suas necessidades nutricionais individuais. Esses sistemas garantem uma alimentação adequada e balanceada, contribuindo para a saúde, crescimento e desempenho ótimo do rebanho (SANTOS et al., 2020).

Ao revisar a literatura e destacar os principais desenvolvimentos nessa área, espera-se fornecer uma visão abrangente das oportunidades e desafios associados à implementação de tecnologias emergentes na produção de bovinos de corte e leite. Além disso, pretende-se identificar lacunas de conhecimento e oportunidades para futuras pesquisas, visando impulsionar ainda mais a inovação e aprimorar a eficiência e sustentabilidade da indústria pecuária.

Diante desse contexto, objetivou-se com a revisão explorar as últimas tendências e avanços no uso de tecnologias emergentes na pecuária de corte e leite, com foco na gestão e monitoramento do gado. Para tanto, serão discutidos diversos tópicos, incluindo sistemas de monitoramento de saúde do gado, rastreamento e gestão do rebanho, análise de dados para tomada de decisão, sistemas de alimentação e nutrição personalizados, bem como os impactos dessas tecnologias na eficiência produtiva, sustentabilidade e bem-estar animal.

Metodologia

Para realização da presente revisão foi feito busca de artigos científicos publicados nas principais bases indexadoras: Web of Science, SciELO, Google Acadêmico, Redalyc, Scopus, PubMed, dentre outras.

Para seleção do artigo considerou-se o impacto das informações sobre o assunto abordado na presente revisão. Para a busca foram utilizados os seguintes termos: agricultura de precisão, pecuária 4.0, pecuária de precisão, rastreabilidade na bovinocultura, monitoramento na produção animal, monitoramento da saúde animal, análises de dados, bovinocultura de leite, bovinocultura de corte, gestão de propriedades, nutrição de precisão, alimentação animal. Foram selecionados estudos de 2000 a 2024 visando acompanhar o avanço tecnológico ao decorrer dos anos.

Sistemas de monitoramento de saúde do rebanho bovino: avanços, aplicações e desafios

Nos últimos anos, a pecuária de corte tem passado por uma transformação significativa impulsionada pelo avanço das tecnologias digitais. Um dos aspectos mais promissores dessa transformação é o desenvolvimento e a implementação de sistemas de monitoramento de saúde dos animais, que têm o potencial de revolucionar a forma como os produtores gerenciam e cuidam de seus rebanhos. Neste tópico, é explorado os avanços, aplicações e desafios dos sistemas de monitoramento de saúde dos animais, com base na literatura científica atual.

Esses dispositivos são equipados com uma variedade de sensores, incluindo acelerômetros, termômetros e sensores de ruminação, que coletam dados sobre a saúde e o comportamento dos animais em tempo real. Além dos dispositivos wearable, os sensores implantáveis também desempenham um papel importante no monitoramento da saúde dos animais (BENT et al., 2020).

Esse monitoramento das atividades vitais dos bovinos via dispositivos wearables geralmente envolve a utilização desses sensores que são colocados nos animais para coletar dados sobre sua atividade, temperatura corporal, frequência cardíaca, padrões de ruminação, entre outros parâmetros (CONCEIÇÃO et al., 2023). Esses dispositivos enviam os dados coletados para uma plataforma de software que analisa as informações e fornece insights sobre a saúde e o bem-estar dos animais aos criadores e técnicos. Isso pode ajudar na detecção precoce de problemas de saúde, monitoramento do ciclo reprodutivo e otimização da produção pecuária.

Esses sistemas de monitoramento de saúde dos rebanhos oferecem ainda vários outros benefícios para os produtores e os animais. Em primeiro lugar, esses sistemas permitem a detecção precoce de doenças, lesões ou outros problemas de saúde, possibilitando intervenções oportunas para minimizar o impacto negativo sobre o rebanho ou até a morte do animal (ALSAAOD & BÜSCHER, 2012). Além disso, os dados coletados pelos sistemas de monitoramento podem ser utilizados para otimizar a gestão do rebanho, incluindo a nutrição, reprodução e manejo sanitário. Os produtores também podem utilizar esses dados para identificar animais com potencial de desempenho superior e implementar estratégias de seleção e melhoramento genético mais eficazes (AOKI et al., 2005).

Apesar dos benefícios potenciais, a implementação de sistemas de monitoramento de saúde dos bovinos enfrenta alguns desafios. Um dos principais desafios é o custo inicial de investimento, que pode ser proibitivo para alguns produtores, especialmente em países em desenvolvimento (BENT et al., 2020). Além disso, a interoperabilidade entre diferentes dispositivos e plataformas de monitoramento pode ser um desafio, dificultando a integração e análise dos dados coletados. Outras preocupações incluem a privacidade e segurança dos dados, bem como a necessidade de garantir que os produtores tenham acesso a recursos e treinamento adequados para interpretar e utilizar efetivamente os dados coletados.

Apesar dos desafios, os sistemas de monitoramento de saúde dos animais representam uma área de pesquisa e desenvolvimento em rápida expansão, com várias perspectivas futuras promissoras. Futuras pesquisas podem se concentrar no desenvolvimento de dispositivos e sensores mais acessíveis e de fácil utilização, na integração de diferentes tipos de dados e fontes de informação, e no desenvolvimento de algoritmos avançados de análise de dados para previsão e diagnóstico de doenças (COLAK et al., 2008). Além disso, a implementação de tecnologias como a inteligência artificial e aprendizado operacional de máquinas pode oferecer novas oportunidades para melhorar a precisão e utilidade dos sistemas de monitoramento da saúde dos animais.

Os sistemas de monitoramento de saúde representam uma ferramenta valiosa para os pecuaristas, oferecendo uma abordagem proativa para o gerenciamento da saúde e bem-estar dos animais (NEETHIRAJAN, 2023). Apesar dos desafios, esses sistemas têm o potencial de revolucionar a indústria pecuária, proporcionando benefícios significativos em termos de detecção precoce de doenças, otimização da gestão do rebanho e melhoria do desempenho e produtividade dos animais. Com o contínuo avanço da tecnologia e pesquisa nesta área, é esperado que os sistemas de monitoramento de saúde do gado desempenhem um papel ainda mais importante na pecuária de corte do futuro (NEETHIRAJAN, 2023).

Existem uma gama de programas e softwares usados no monitoramento de rebanhos bovinos em relação à saúde dos animais (STEWART et al., 2017). Entre os programas e plataformas populares na pecuária leiteira incluem:

Allflex SenseHub: Oferece soluções de monitoramento de saúde e bem-estar animal, incluindo dispositivos wearables e uma plataforma de software para análise de dados (ALLFLEX, 2024).

SCR Dairy: Especializado em monitoramento de reprodução e saúde de bovinos leiteiros, oferece um sistema de identificação e monitoramento individual de vacas. DeLaval DelPro: Uma plataforma de gerenciamento de rebanho que inclui recursos para monitoramento de saúde, reprodução e produção. DairyComp: Um software de gerenciamento de rebanho usado em fazendas leiteiras para registrar e analisar informações sobre saúde, reprodução, produção e finanças. CowManager: Um sistema de monitoramento de saúde e reprodução baseado em sensores que fornece informações em tempo real sobre atividade, ruminação e temperatura corporal.

Esses programas de monitoramento de rebanho bovino coletam informações por meio de uma variedade de métodos, incluindo: Dispositivos Wearables: Sensores que são colocados nos animais para coletar dados em tempo real sobre parâmetros como atividade, temperatura corporal, frequência cardíaca e padrões de ruminação. Esses dispositivos geralmente são colocados em coleiras ou brincos especiais e identificação eletrônica, como tags, RFID (identificação por radiofrequência) (GAVIOLI, 2024).

Além disso, eles podem integrar dados de outros sistemas, como registros de ordenha e alimentação, para fornecer uma visão abrangente da saúde e bem-estar do rebanho. As informações coletadas são processadas em uma plataforma centralizada, onde são analisadas e apresentadas aos usuários por meio de gráficos, relatórios e alertas. Algumas opções de programas incluem Zoetis HD, CattleMax, AgriWebb e Cattle Krush, oferecendo soluções específicas para rebanhos de corte e leite (GAVIOLI, 2024).

Rastreamento e gestão do rebanho na pecuária atual: avanços científicos e desafios tecnológicos

Este estudo explora os avanços científicos e tecnológicos relacionados ao rastreamento e gestão do rebanho na pecuária contemporânea. Analisamos as técnicas tradicionais e emergentes de identificação, monitoramento e gestão de rebanhos, destacando sua importância para a eficiência e sustentabilidade da produção animal (SANTOS et al., 2013). Ao longo do trabalho também são discutidos os desafios enfrentados e as oportunidades futuras para aprimorar essas práticas na pecuária atual.

Na pecuária moderna, o rastreamento e a gestão eficazes do rebanho são cruciais para garantir a saúde, o bem-estar e a produtividade dos animais, além de atender às demandas por alimentos seguros e sustentáveis. Neste estudo, foi investigado os métodos tradicionais e inovadores de rastreamento e gestão do rebanho, bem como os desafios e oportunidades associados a essas práticas na pecuária atual.

Os métodos tradicionais de rastreamento e gestão do rebanho incluem a marcação física dos animais com brincos, tatuagens ou etiquetas de identificação. Além disso, registros manuais são frequentemente utilizados para acompanhar informações como histórico de saúde, reprodução e produção de cada animal. Embora esses métodos sejam amplamente empregados, eles apresentam limitações em termos de precisão, eficiência e capacidade de fornecer dados em tempo real (GIMENEZ, 2015).

Nos últimos anos, têm surgido avanços significativos no desenvolvimento de tecnologias para rastreamento e gestão do rebanho (PINEDA, 2016). Isso inclui a identificação eletrônica por meio de microchips ou dispositivos RFID (Radio Frequency Identification), que permitem a identificação única e automática de cada animal (BORNE JUNIOR, 2015). Além disso, sensores de saúde e bem-estar, como dispositivos de monitoramento da temperatura corporal, atividade e ruminação, fornecem informações valiosas sobre o estado de saúde e comportamento dos animais. A tecnologia GPS também é utilizada para rastrear o movimento dos animais em pastagens extensivas. Além disso, sistemas de gerenciamento de rebanho baseados em software estão sendo desenvolvidos para integrar dados de diferentes fontes e fornecer análises avançadas para os produtores (BORNE JUNIOR, 2015).

Essas tecnologias têm uma variedade de aplicações na pecuária atual. Elas permitem aos produtores monitorarem individualmente cada animal, detectar precocemente doenças e lesões, otimizar a alimentação e manejo do rebanho, e melhorar o planejamento reprodutivo e de criação. Além disso, o rastreamento e gestão eficazes do rebanho são essenciais para garantir a conformidade com regulamentações governamentais, padrões de qualidade e segurança alimentar, e demandas dos consumidores por produtos de origem animal éticos e sustentáveis (GIMENEZ, 2015).

Apesar dos benefícios, existem desafios a serem superados no uso dessas tecnologias na pecuária atual. Isso inclui a necessidade de investimentos em infraestrutura e treinamento, garantia da privacidade e segurança dos dados, e integração de diferentes sistemas de monitoramento (MACHADO & NANTES, 2000). Além disso, é importante considerar questões éticas relacionadas ao bem-estar animal e uso responsável de tecnologias de monitoramento. No entanto, há oportunidades significativas para aprimorar essas práticas, como o desenvolvimento de dispositivos mais acessíveis e de fácil uso, a expansão da conectividade rural e a integração de técnicas de análise de big data para insights mais profundos sobre o comportamento e desempenho animal.

O rastreamento e gestão eficazes do rebanho são fundamentais para a pecuária atual, permitindo aos produtores melhorarem a saúde, o bem-estar e a produtividade dos animais, ao mesmo tempo em que atendem às demandas do mercado por alimentos seguros, éticos e sustentáveis. Com o contínuo avanço das tecnologias de identificação, monitoramento e análise de dados, a pecuária tem o potencial de se tornar mais eficiente, resiliente e responsável ambientalmente (MACHADO et al., 2001).

Em geral o processo de rastreamento e a gestão do rebanho são impulsionados pela adoção de tecnologias inovadoras que permitem aos produtores monitorarem, controlar e otimizar todas as etapas do processo de produção (MACHADO et al., 2001). Essas ferramentas não apenas aumentam a eficiência e a produtividade, mas também contribuem para a sustentabilidade e a competitividade do setor pecuário.

O uso de dispositivos como chips de Identificação por Radiofrequência e tags de identificação individual permite aos criadores rastrearem cada animal de forma precisa (BORNE JUNIOR, 2015). Isso facilita o gerenciamento de informações relacionadas à saúde, reprodução, vacinação e movimentação do rebanho dentro e fora da fazenda.

A utilização de drones, câmeras de vigilância e sensores instalados em áreas de pastagem possibilita o monitoramento contínuo do comportamento e da condição física dos animais (ROSA & VASCONCELOS, 2023). Essas tecnologias permitem a detecção precoce de problemas de saúde, como doenças ou lesões, e ajudam na prevenção de perdas.

No sistema de gestão e informações existem Softwares específicos de gestão pecuária que permitem aos produtores registrarem e analisarem dados relacionados à produção, desempenho individual dos animais, custos de alimentação e medicamentos, entre outros. Esses sistemas fornecem insights valiosos para tomada de decisões estratégicas e otimização do manejo do rebanho (NEIVA, 2017).

O rastreamento individual dos animais ao longo de toda a cadeia produtiva permite garantir a segurança e a qualidade dos produtos pecuários. Com sistemas adequados de identificação e registro de informações, é possível rastrear a origem de cada animal e monitorar sua jornada desde o nascimento até o abate ou a produção de leite (ZANETONI, 2023).

Outra novidade na cadeia de produção da pecuária é a tecnologia blockchain que tem ganhado destaque na agricultura e na pecuária devido à sua capacidade de garantir transparência, segurança e rastreabilidade ao longo de toda a cadeia de suprimentos. No contexto da pecuária, a integração de blockchain permite que cada animal seja registrado em um registro imutável e transparente, desde o nascimento do animal, passando pela cria, recria e engorda e até o consumidor final (GARG & KUMAR, 2021).

A tecnologia blockchain é uma estrutura de dados distribuída e descentralizada que registra transações de forma segura, transparente e imutável. Em essência, ela é composta por uma cadeia de blocos de dados, onde cada bloco contém um registro de transações, e esses blocos são vinculados e protegidos por criptografia (NAKAMOTO, 2009).

Com essa tecnologia cada animal pode ser registrado em uma blockchain desde o nascimento até o abate, criando um registro imutável de seu histórico de vida. Isso permite aos produtores rastrearem individualmente cada animal, incluindo sua origem, histórico médico, alimentação, movimentação e outras informações relevantes (ZANETONI, 2023).

A blockchain pode ser usada para registrar dados sobre as condições de criação, alimentação, tratamentos médicos e condições de transporte dos animais. Isso ajuda a garantir a qualidade e a segurança dos produtos pecuários, permitindo aos consumidores verificarem a procedência e o processo de produção dos alimentos (ZANETONI, 2023).

Selos de certificação, como orgânico, livre de antibióticos ou de bem-estar animal, podem ser registrados em uma blockchain para garantir sua autenticidade e rastreabilidade. Isso ajuda os consumidores a tomar decisões mais informadas e éticas ao comprar produtos pecuários (YIANNAS, 2018).

A imutabilidade da blockchain torna mais difícil para os fraudadores adulterarem ou falsificarem registros relacionados à pecuária. Isso ajuda a prevenir fraudes, como a venda de carne adulterada ou de origem desconhecida (MALAFAIA et al., 2021).

A blockchain oferece transparência em todas as etapas da cadeia de suprimentos pecuários, desde a criação e o abate até o processamento e a distribuição. Isso promove a confiança entre os participantes da cadeia, incluindo produtores, processadores, distribuidores, varejistas e consumidores (WONG et al., 2020).

Essas são apenas algumas das maneiras pelas quais a tecnologia blockchain está sendo utilizada na pecuária para melhorar a rastreabilidade, segurança e transparência dos produtos pecuários. Ao aproveitar os benefícios da blockchain, os produtores podem agregar valor aos seus produtos, atender às demandas dos consumidores por alimentos seguros e sustentáveis, e garantir a competitividade no mercado global (WONG et al., 2020).

Análise de dados e tomada de decisão na pecuária digital: o papel da ciência e tecnologia

Além da coleta de dados outro ponto de grande importância na pecuária de precisão é a tomada de decisão, e para isso é explorada a crescente importância da análise dos dados e tomada de decisão na pecuária digital. Foi Investigado técnicas e ferramentas de análise de dados disponíveis para os produtores, destacando sua aplicação na otimização da produção animal, gestão de recursos e tomada de decisões estratégicas. Além disso, são discutidos os desafios enfrentados e as oportunidades futuras para a implementação bem-sucedida da pecuária digital.

A pecuária digital está revolucionando a forma como os produtores gerenciam seus rebanhos, utilizando tecnologias avançadas para coletar, analisar e interpretar grandes volumes de dados (RACEWICZ et al., 2021). Neste estudo, é examinado o papel crucial da análise de dados na pecuária digital e como isso influência a tomada de decisões para melhorar a eficiência, produtividade e sustentabilidade da produção animal.

Uma variedade de técnicas de análise de dados é utilizada na pecuária digital, incluindo análise estatística, aprendizado de máquina e inteligência artificial. Essas técnicas são aplicadas a dados coletados de diversas fontes, como dispositivos de monitoramento de saúde e comportamento animal, registros de produção, condições ambientais e dados genômicos. A análise desses dados fornece insights valiosos sobre o desempenho individual e coletivo do rebanho, permitindo aos produtores identificarem padrões, tendências e anomalias que podem influenciar as decisões de manejo (RODRIGUES et al., 2020).

As aplicações práticas da análise de dados na pecuária digital são vastas e abrangem várias áreas de gestão do rebanho. Isso inclui a detecção precoce de doenças e lesões, otimização da nutrição e saúde animal, previsão de padrões reprodutivos, gestão de riscos ambientais e planejamento estratégico de produção. Além disso, a análise de dados facilita a personalização do manejo do rebanho, permitindo aos produtores tomarem decisões mais informadas e eficazes em tempo real.

Apesar dos benefícios, a implementação bem-sucedida da pecuária digital enfrenta desafios significativos, como a integração de diferentes sistemas de coleta e análise de dados, a garantia da qualidade e confiabilidade dos dados, e a capacitação dos produtores para interpretar e utilizar as informações geradas. Além disso, questões relacionadas à privacidade e segurança dos dados também precisam ser consideradas. No entanto, há oportunidades emocionantes para avançar nessa área, incluindo o desenvolvimento de tecnologias mais acessíveis e fáceis de usar, a expansão da conectividade rural e a colaboração entre cientistas, produtores, universidades e empresas de tecnologia para desenvolver soluções inovadoras (BOLFE et al., 2021).

A análise de dados desempenha um papel fundamental na pecuária digital, capacitando os produtores a tomarem decisões mais inteligentes e estratégicas para melhorar a eficiência, produtividade e sustentabilidade da produção animal. Com o contínuo avanço da ciência e tecnologia, a pecuária digital tem o potencial de transformar radicalmente a indústria, impulsionando a inovação, resiliência e competitividade (BOLFE et al., 2020).

Com os dados coletados e analisados vem a tomada de decisão na pecuária que vai envolver uma série de passos e considerações para garantir escolhas informadas e estratégicas que afetam a produção, saúde e bem-estar do rebanho, bem como a rentabilidade da operação (MULLA, 2013). Foi reunida uma visão geral do processo de tomada de decisão na pecuária, que vai envolver em primeiro passo identificar claramente o problema a ser resolvido ou a oportunidade a ser aproveitada na determinada situação. Isso pode envolver questões como otimização da alimentação do rebanho, gestão da saúde animal, seleção de reprodutores, descarte de matrizes entre outros.

Em seguida, é necessário reunir informações relevantes sobre o problema ou oportunidade em questão. Isso pode incluir dados sobre o desempenho do rebanho, condições ambientais, práticas de manejo, custos de produção, preços de mercado e outras variáveis pertinentes.

Uma vez coletadas as informações necessárias, é importante analisar os dados de forma objetiva e crítica. Isso pode envolver a aplicação de técnicas estatísticas, modelagem matemática ou outras ferramentas de análise para identificar padrões, tendências e relações entre as variáveis.

Com base na análise de dados, é possível gerar diferentes alternativas ou estratégias para abordar o problema ou aproveitar a oportunidade identificada. Cada alternativa deve ser avaliada com base em critérios como viabilidade, eficácia, custo-benefício e impacto no bem-estar animal.

Uma vez avaliadas as alternativas, é hora de tomar uma decisão informada. Isso pode envolver a escolha da estratégia mais promissora, a implementação de medidas corretivas ou preventivas, ou a adoção de práticas recomendadas com base nas evidências disponíveis.

Após a tomada de decisão, é necessário implementar as ações planejadas de maneira eficaz e eficiente. Isso pode envolver a alocação de recursos, treinamento da equipe, ajustes nas práticas de manejo e acompanhamento do progresso ao longo do tempo (SCHMIDEK et al., 2009).

Por fim, é crucial monitorar e avaliar os resultados das decisões tomadas. Isso permite ajustar as estratégias conforme necessário, aprender com os sucessos e falhas e melhorar continuamente o desempenho e a eficiência da operação pecuária. Ao seguir esse processo sistemático de tomada de decisão, os produtores podem maximizar os resultados da sua operação pecuária, promover o bem-estar animal e garantir a sustentabilidade a longo prazo do negócio.

Sistemas de alimentação e nutrição personalizados na pecuária digital: avanços científicos e aplicações práticas

Na era da pecuária digital, a personalização da alimentação e nutrição dos animais é uma área de crescente interesse e desenvolvimento. Esses sistemas personalizados estão revolucionando a forma como os produtores gerenciam seus rebanhos, oferecendo uma abordagem mais precisa e eficaz para garantir a saúde e o desempenho dos animais.

Um dos fundamentos dos sistemas de alimentação personalizados é a compreensão das necessidades individuais de cada animal. Isso envolve não apenas considerar fatores como peso, idade e sexo, mas também aspectos mais específicos, como metabolismo, taxa de crescimento e condição corporal. Com base nesses dados, os produtores podem formular dietas sob medida que atendam às necessidades nutricionais de cada animal, otimizando sua saúde e desempenho (TOMICH et al., 2015).

Para viabilizar essa abordagem, uma variedade de tecnologias e ferramentas está sendo utilizada na pecuária digital. Sensores de ingestão de alimentos permitem monitorar a quantidade de alimento consumida por cada animal, enquanto dispositivos de monitoramento de ruminação avaliam a eficácia da digestão e o bem-estar gastrointestinal (TOMICH et al., 2015). Além disso, softwares e aplicativos de análise de dados processam as informações coletadas e fornecem recomendações nutricionais personalizadas.

As aplicações práticas desses sistemas são amplas e abrangem diversos segmentos da pecuária. Desde bovinos de corte até aves de produção, os produtores estão implementando sistemas de alimentação personalizados para melhorar a eficiência e a rentabilidade de suas operações. Casos de sucesso demonstram aumentos significativos na taxa de ganho de peso, melhorias na conversão alimentar e redução dos custos de produção (ROSSO, 2020).

No entanto, esses sistemas não estão isentos de desafios e considerações. Questões técnicas, como a integração de diferentes fontes de dados e a precisão das medições, precisam ser abordadas para garantir a confiabilidade dos resultados. Além disso, considerações éticas relacionadas ao bem-estar animal e à segurança alimentar também devem ser levadas em conta ao implementar sistemas de alimentação personalizados (TOMICH et al., 2015).

Olhando para o futuro, espera-se que os sistemas de alimentação e nutrição personalizados continuem a evoluir e se expandir na pecuária digital. O uso crescente de tecnologias como análise genômica e inteligência artificial promete levar esses sistemas a novos patamares de precisão e eficácia. Com a colaboração entre produtores, cientistas e empresas de tecnologia, podemos esperar um futuro em que a personalização da alimentação animal seja a norma, não a exceção, na pecuária digital (DIAS, 2023).

Os sistemas de alimentação e nutrição personalizados na pecuária digital representam uma abordagem inovadora e promissora para otimizar a alimentação e nutrição dos animais de forma individualizada (DIAS, 2023). Esses sistemas combinam avanços científicos em áreas como nutrição animal, genética, ciência de dados e tecnologia de informação para oferecer uma alimentação mais precisa e eficiente para o rebanho.

Com o uso de sensores e dispositivos de monitoramento, os produtores podem coletar dados individuais sobre o consumo de alimentos, atividade física, saúde e condição corporal de cada animal. Esses dados são então utilizados para personalizar a dieta de cada animal de acordo com suas necessidades específicas, estágio de vida, condição de saúde e metas de produção, que facilita estimar suas exigências nutricionais (CARO et al., 2003).

Com base nos dados coletados e em modelos de formulação de dietas, os sistemas de alimentação personalizada podem calcular e recomendar dietas específicas para cada animal, levando em consideração fatores como requerimentos nutricionais, custo dos alimentos, disponibilidade de recursos e objetivos de produção.

Os sistemas de alimentação personalizada permitem o monitoramento contínuo do consumo de alimentos e do desempenho dos animais ao longo do tempo. Isso permite ajustes regulares nas dietas conforme necessário para otimizar a saúde, o crescimento, a reprodução e a produção de leite ou carne do rebanho (MALAFAIA et al., 2021).

Ao fornecer dietas mais precisas e eficientes, os sistemas de alimentação personalizada ajudam a reduzir o desperdício de alimentos e minimizar os custos de produção. Isso é especialmente importante em um contexto de aumento dos preços dos insumos e da pressão por uma produção mais sustentável (TOMICH et al., 2015).

Uma alimentação personalizada e balanceada pode contribuir para a saúde e o bem-estar dos animais, reduzindo o risco de doenças, melhorando a eficiência digestiva e fortalecendo o sistema imunológico. Isso pode resultar em animais mais saudáveis, produtivos e resilientes ao estresse ambiental (PINA et al., 2006).

Os sistemas de alimentação personalizada são frequentemente integrados a outras tecnologias digitais, como plataformas de gestão pecuária, sistemas de automação e análise de dados em tempo real. Isso permite uma gestão mais eficiente e integrada da operação pecuária, facilitando a tomada de decisões informadas e estratégicas.

Existem várias soluções de software de gestão pecuária no mercado que incluem módulos específicos para controle de alimentação e nutrição (TOMICH et al., 2015). Esses programas geralmente permitem o registro de informações sobre o consumo de alimentos, formulação de dietas, monitoramento do desempenho dos animais e geração de relatórios e análises.

Alguns sistemas de automação de alimentação estão integrados a softwares de gestão pecuária e permitem o controle automatizado da distribuição de alimentos com base em parâmetros pré-definidos, como horário, quantidade e tipo de alimento. Esses sistemas podem ser programados para fornecer dietas personalizadas para cada animal ou grupo de animais (TOLEDO, 2019).

Algumas plataformas de monitoramento remoto permitem o acompanhamento em tempo real do consumo de alimentos e do comportamento alimentar dos animais por meio de sensores e dispositivos IoT (Internet das Coisas). Esses dados podem ser integrados a softwares de gestão pecuária para análise e tomada de decisão (RODRIGUES et al., 2021).

É importante destacar que é preciso escolher um programa ou software que atenda às necessidades específicas da sua operação pecuária e que seja compatível com os sistemas e equipamentos já em uso na propriedade. Além disso, é fundamental garantir a integração e interoperabilidade entre diferentes sistemas para garantir uma gestão eficaz e integrada da alimentação e nutrição dos animais.

Esses sistemas de alimentação e nutrição personalizados na pecuária digital representam uma abordagem inovadora para melhorar a eficiência, saúde e sustentabilidade da produção animal. Ao utilizar dados e tecnologia para personalizar a alimentação dos animais, os produtores podem maximizar o desempenho do rebanho, reduzir custos e promover o bem-estar animal.

Saúde e bem-estar animal na pecuária digital: abordagens inovadoras e impacto na indústria

A saúde e o bem-estar animal ocupam um lugar central nas preocupações dos produtores e dos consumidores de produtos advindos da pecuária como a carne e o leite. A implementação de abordagens inovadoras e tecnologias avançadas está transformando a forma como os animais são monitorados, tratados e cuidados, garantindo não apenas sua saúde física, mas também seu bem-estar emocional e comportamental.

Uma das principais áreas de avanço na pecuária digital é o monitoramento da saúde dos animais em tempo real. Sensores de saúde animal, como dispositivos de monitoramento de temperatura corporal, frequência cardíaca e atividade física, permitem aos produtores detectar precocemente sinais de doenças ou lesões, como relatado anteriormente. Além disso, sistemas de análise de dados processam essas informações e fornecem alertas automáticos aos produtores, permitindo intervenções rápidas e eficazes.

A nutrição também desempenha um papel fundamental na saúde e bem-estar animal. Sistemas de alimentação personalizados, baseados em dados individuais de cada animal, garantem que suas necessidades nutricionais sejam atendidas de forma adequada e personalizada. Isso não apenas promove a saúde física dos animais, mas também contribui para seu bem-estar emocional, evitando problemas de comportamento relacionados à alimentação inadequada (SPIGARELLI et al., 2021).

Além do monitoramento da saúde e nutrição, a pecuária digital também está promovendo o bem-estar comportamental dos animais. Sensores de comportamento, como câmeras de monitoramento e dispositivos de detecção de movimento, permitem aos produtores avaliarem o comportamento social e individual dos animais (GAVIOLI, 2023). Isso é crucial para identificar e prevenir problemas de bem-estar, como estresse, agressão e isolamento social.

No entanto, apesar dos avanços, ainda existem desafios a serem superados na promoção da saúde e bem-estar animal na pecuária digital. Questões éticas, como o uso responsável de tecnologias de monitoramento e a garantia da privacidade dos dados dos animais, precisam ser abordadas para garantir que essas práticas sejam implementadas de forma ética e sustentável (ALVES et al., 2019).

Olhando para o futuro, espera-se que a pecuária digital continue a evoluir e aprimorar suas práticas de saúde e bem-estar animal. Com o desenvolvimento de novas tecnologias, como inteligência artificial e análise genômica, podemos esperar uma maior precisão e eficácia na detecção e prevenção de problemas de saúde e bem-estar dos animais. Combinado com um compromisso contínuo com os mais altos padrões éticos, a pecuária digital tem o potencial de transformar radicalmente a forma como os produtores cuidam dos seus animais e garantindo o seu bem-estar em longo prazo.

A adoção de tecnologias que promovem o bem-estar animal pode melhorar a reputação da indústria pecuária, tanto entre os consumidores quanto entre os reguladores e grupos de interesse. Isso pode ajudar a construir uma imagem positiva da indústria e a aumentar a aceitação pública, contribuindo para a sustentabilidade.

A tecnologia de precisão na pecuária ainda pode ajudar a reduzir os custos de produção e o desperdício de recursos, otimizando a alimentação, manejo e cuidados com os animais. Isso pode aumentar a eficiência operacional e a rentabilidade para os produtores, tornando a indústria pecuária mais competitiva e sustentável (ROSSO, 2023).

Melhorias no bem-estar animal podem levar a um aumento na produtividade e qualidade dos produtos pecuários, como carne e leite. Animais mais saudáveis e menos estressados tendem a ter melhor desempenho de crescimento, reprodução e produção, resultando em produtos finais de maior qualidade e valor.

A implementação de tecnologias que promovem o bem-estar animal pode ajudar os produtores a cumprirem as regulamentações e padrões de bem-estar animal cada vez mais rigorosos. Isso pode reduzir o risco de sanções regulatórias, multas ou danos à reputação da empresa e ajudar a garantir a conformidade com os requisitos de mercado e certificação.

A busca por soluções tecnológicas inovadoras para promover o bem-estar animal pode estimular a inovação e a competitividade na indústria pecuária. Isso pode levar ao desenvolvimento de novos produtos, serviços e práticas de gestão que agregam valor aos produtores e permitem diferenciação no mercado.

Empresas que adotam tecnologias de precisão para melhorar o bem-estar animal podem atrair investimentos e talentos qualificados interessados em contribuir para uma indústria mais sustentável e ética. Isso pode ajudar a impulsionar o crescimento e a inovação na indústria pecuária.

Considerações finais

Diante do exposto, a adoção de tecnologias emergentes na pecuária apresenta-se como uma solução promissora para os desafios enfrentados pelo setor. Com avanços significativos em monitoramento de saúde, rastreamento e gestão do rebanho, análise de dados, alimentação personalizada e bem-estar animal, a pecuária digital promove não apenas a eficiência produtiva, mas também a sustentabilidade ambiental e o bem-estar dos animais. Ao explorar essas tendências e oportunidades, espera-se impulsionar a inovação e melhorar ainda mais a eficiência e sustentabilidade da indústria pecuária. Adicionalmente, a introdução de sistemas de agricultura e pecuária de precisão utilizando drones representa um avanço significativo para um sistema de produção eficiente. Essa tecnologia oferece uma maneira eficaz de monitorar e gerenciar vastas áreas de pastagem, permitindo aos produtores tomarem decisões informadas para otimizar o uso dos recursos naturais e reduzir os impactos ambientais, ao mesmo tempo em que aumenta a eficiência produtiva.

Conflitos de interesse

Não houve conflito de interesses dos autores.

Contribuição dos autores

Antonio Bruno Magalhães Lima e Francisco Gleyson da Silveira Alves – ideia original, coleta de dados, interpretação dos resultados, escrita e revisão do texto.

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Recebido em 20 de março de 2024

Retornado para ajustes em 29 de janeiro de 2025

Recebido com ajustes em 6 de março de 2025

Aceito em 10 de abril de 2025

Revista Agrária Acadêmica

agrariacad.com

doi: 10.32406/v8n2/2025/52-61/agrariacad

Aplicação tecnológica de xilanase em produtos de panificação – uma revisão sistemática. Technological application of the xylanase enzyme in bakery products – systematic review.

Marilia de Aguiar Cardozo¹, Hilton Lopes Galvão², Katia Yuri Fausta Kawase³, Solciaray Cardoso Soares Estefan de Paula⁴

^1- Discente do Curso de Pós-Graduação Lato sensu em Inovação e Tecnologia para Alimentos e Bebidas – Universidade Estadual do Rio Grande do Sul – UERGS, campus Caxias do Sul/RS – Brasil. E-mail: marilia.cardozo@yahoo.com.br

^2- Docente do Curso de Pós-Graduação Lato sensu em Inovação e Tecnologia para Alimentos e Bebidas – Universidade Estadual do Rio Grande do Sul – UERGS, campus de Caxias do Sul/RS – Brasil. E-mail: hiltonlgalvao@gmail.com

^3- Docente do Curso de Ciência e Tecnologia de Alimentos – Instituto Federal Fluminense – IFF, campus Bom Jesus do Itabapoana/RJ – Brasil.

^4- Docente do Curso de Ciência e Tecnologia de Alimentos – Instituto Federal Fluminense – IFF, campus Bom Jesus do Itabapoana/RJ – Brasil.

Resumo

O uso de enzimas na panificação está se tornando cada vez mais relevante devido às limitações impostas ao uso de aditivos alimentares sintéticos. A busca por microrganismos capazes de produzir xilanases é constante na biotecnologia, visando enzimas mais adaptadas aos processos industriais. A xilanase é particularmente versátil na formulação de produtos de panificação, quebrando polissacarídeos não amiláceos presentes nos grãos. Este trabalho destaca a influência da xilanase nos arabinoxilanos, componentes cruciais na estrutura dos grãos, e seus efeitos nas características finais dos pães. A revisão sistemática, realizada seguindo a metodologia do PRISMA, resultou na seleção de 12 artigos relevantes, abordando a aplicação da xilanase em produtos de panificação, mais especificamente pães. Os resultados destacam que a adição de xilanase contribui para a maciez, aumento de volume e vida útil prolongada dos pães. A textura mais agradável, o aumento do volume específico e a retenção de umidade são características valorizadas pelos consumidores. Em conclusão, a xilanase oferece uma abordagem sustentável e eficaz para melhorar a qualidade dos produtos de panificação, atendendo às expectativas dos consumidores.

Palavras-chave: Arabinoxilanos. Melhorador de farinha. Enzimas.

Abstract

The use of enzymes in baking is becoming increasingly relevant due to limitations imposed on the use of synthetic food additives. The search for microorganisms capable of producing xylanases is constant in biotechnology, aiming for enzymes better adapted to industrial processes. Xylanase is particularly versatile in the formulation of bakery products, breaking down non-starch polysaccharides present in grains. This work highlights the influence of xylanase on arabinoxylans, crucial components in grain structure, and its effects on the final characteristics of bread. The systematic review, conducted following the PRISMA methodology, resulted in the selection of 12 relevant articles addressing the application of xylanase in bakery products, specifically bread. The results emphasize that the addition of xylanase contributes to the softness, increased volume, and prolonged shelf life of bread. Pleasant texture, increased specific volume, and moisture retention are characteristics valued by consumers. In conclusion, xylanase offers a sustainable and effective approach to improving the quality of bakery products, meeting consumer expectations.

Keywords: Arabinoxylans. Flour improver. Enzymes.

Introdução

A indústria de alimentos está em constante busca por alternativas naturais e eficientes para melhorar a qualidade dos produtos, como no caso da panificação. Nesse contexto, as enzimas desempenham um papel crucial, oferecendo uma abordagem sustentável e eficaz para aprimorar as características dos produtos de panificação (EZEILO et al., 2019). É importante ressaltar que o uso de enzimas como catalisadores biológicos em processos industriais oferece diversas vantagens em relação aos catalisadores sintéticos. Essas vantagens incluem a formação de produtos mais puros, a biodegradabilidade, a reutilização das enzimas, a síntese em larga escala e processos mais rápidos, além da exigência de condições operacionais menos severas (SILVA, 2016).

Diversas preparações enzimáticas, como a ⲁ-amilase, protease e a xilanase, têm sido empregadas com êxito na indústria de panificação. As xilanases são particularmente versáteis na formulação de uma variedade de produtos, com destaque especial para o setor de panificação, onde são capazes de quebrar os polissacarídeos não amiláceos presentes na estrutura dos grãos. Os arabinoxilanos representam o principal componente desses polissacarídeos não amiláceos encontrados nos grãos (QESHMI et al., 2020).

Segundo Goswami e Pathak (2014) os microrganismos são amplamente reconhecidos como a principal fonte de enzimas devido à sua alta taxa de reprodução e à capacidade de produzir compostos bioativos e uma variedade de enzimas de grande importância na indústria de alimentos. Xilanases são enzimas de hidrólise que clivam ligações β-1,4 das xilanas. Até o momento, foram identificadas e caracterizadas várias xilanases provenientes de diferentes bactérias e fungos (QESHMI et al., 2020).

A xilanase encontrada em Aspergillus niger tem a capacidade de decompor o arabinoxilano extraível em água, resultando na redução do peso molecular e da viscosidade da massa (ROMANOWSKA et al., 2003). De maneira similar, a xilanase derivada de Bacillus subtilis solubiliza especificamente os arabinoxilanos não extraíveis em água, ao mesmo tempo, em que aumenta a viscosidade da massa, embora tenha um efeito desfavorável na formação do glúten. Em muitos casos, combinações de xilanase com outras enzimas são adicionadas para aprimorar as características de manuseio da massa (COURTIN; DELCOUR, 2002).

O impacto dos arabinoxilanos extraíveis em água geralmente é positivo nas características da massa e na qualidade do pão, ao contrário do que é observado para os arabinoxilanos insolúveis em água (WANG et al., 2003). Os efeitos das xilanases nos arabinoxilanos variam conforme o tipo e a origem da enzima, com considerável influência sobre a preferência por arabinoxilanos solúveis ou insolúveis, um aspecto que muitas vezes foi subestimado no passado (DRISS et al., 2013). Adicionalmente, a atuação da xilanase provoca a liberação dos xilo-oligossacarídeos da farinha, os quais desempenham um papel prebiótico ao estimular o crescimento de bactérias do gênero Bifidobacterium spp. e Lactobacillus spp., contribuindo para a promoção da saúde intestinal (CHAPLA et al., 2012).

O arabinoxilano representa cerca de 2% a 3% da composição da farinha de trigo e desempenha um papel fundamental na massa da farinha e na qualidade do pão devido à sua notável capacidade de absorção de água, sendo capaz de absorver quase dez vezes o seu próprio peso em água (TEBBEN et al., 2020). As xilanases têm a capacidade de quebrar o arabinoxilano insolúvel em água e formar xilano solúvel em água, além de redistribuir a água na massa e promover a formação da rede de glúten, resultando em melhorias na qualidade do pão, incluindo aumento do volume, maciez e aumento da vida útil (ALOKIKA, SINGH, 2019; GOESAERT et al., 2005; BUTT et al., 2008).

De acordo com Dahiya et al. (2020) o processo de fabricação de pão pode ser dividido em três estágios: mistura, fermentação e cozimento. Durante a etapa de mistura e a subsequente fermentação, quando a atividade da xilanase é necessária, a temperatura é mantida entre 30 °C e 40 °C (COLLINS et al., 2005). No entanto, quando chegamos à fase de cozimento, com temperaturas entre 150 °C e 210 °C, a enzima é desativada devido ao calor extremo (VERJANS et al., 2010).

Os melhoradores de massa, também conhecidos como melhoradores de farinha, são amplamente utilizados na produção de pães para melhorar não apenas as características da massa, como manuseio, formação e retenção de gases, mas também ajuda a equilibrar a variabilidade da farinha e as propriedades do pão final, incluindo textura, estrutura do miolo, volume, cor e facilidade de corte. No entanto, os melhoradores à base de enzimas são preferidos em relação aos sintéticos, já que as enzimas oferecem muitos dos mesmos benefícios, além de serem consideradas ingredientes naturais, o que atende à demanda por rótulos “clean label”. Quando as enzimas são usadas como melhoradores de massa, elas não permanecem ativas no produto final, pois são desnaturadas durante o cozimento, e, portanto, não precisam ser listadas nos rótulos dos produtos (GOESAERT et al., 2005; GOESAERT et al., 2009).

Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi realizar uma revisão sistemática sobre a xilanase e como sua aplicação tecnológica tem contribuído para a indústria de panificação.

Material e métodos

Esta revisão foi conduzida seguindo uma estratégia de busca de acordo com o PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analysis) em três bases de dados bibliográficas. As bases de dados selecionadas foram: Science Direct, Scielo e Web of Science. A pesquisa incluiu todos os tipos de artigos, capítulos de livros publicados em revistas científicas sem limitações quanto ao idioma, entre os anos de 2018 e 2023, sendo que na base de dados Science Direct foi utilizado filtros para direcionamento dos artigos como “Engenharia Química” e “Ciências Biológicas e Agrárias” e nos demais foram livres.

A seleção dos artigos foi feita em duas etapas. Na primeira etapa, após a retirada das referências duplicadas, os títulos e resumos dos artigos restantes foram analisados. Esta primeira etapa elegeu os artigos que poderiam atender aos critérios de inclusão de acordo com o título e resumo. Para esta revisão, foram selecionados artigos que apresentaram o uso da enzima xilanase obtida de diferentes formas em produtos de panificação, mais especificamente pães. Foram excluídos aqueles artigos que apresentavam o uso da enzima xilanase em farinhas e farelos. Artigos que não possuíam nenhum dos critérios de inclusão conforme citado acima ou não estavam relacionados com o tema desta revisão foram excluídos.

Resultados e discussão

Ao todo, 573 trabalhos foram encontrados após a aplicação da estratégia de busca inicialmente estabelecida nas três bases de dados eletrônicas, onde as palavras-chave utilizadas foram “Xylanase”, “Enzymes” e “Baking”. Na base de dados Science Direct foram encontradas 545 referências e 48 referências no Web of Science. Nenhuma referência foi encontrada na base de dados Scielo. Feito o processo de busca completo nas bases de dados citadas, as referências duplicadas foram removidas, restando 569 referências. Em seguida, foi feita a análise dos títulos e resumos dos artigos, descartando 550 referências, restando 19 trabalhos. Assim, com base nos critérios de inclusão e exclusão, citados anteriormente, foi realizada uma avaliação dos textos completos e foram selecionados 12 artigos para esta revisão. Um fluxograma detalhado sobre o processo de pesquisa, inclusão e exclusão dos artigos é apresentado na Figura 1.

Figura 1 – Fluxograma de critérios de pesquisa, inclusão e exclusão dos artigos.

Os consumidores de pães têm expectativas bem definidas quando se trata de qualidade e sabor. Algumas das características essenciais amplamente desejadas, incluem a maciez, o volume específico e uma vida útil prolongada (EZEILO et al., 2019). Cada uma dessas características contribui para a qualidade geral do produto, afetando a experiência de sabor e a textura do pão (BALESTRA et al., 2015).

Segundo Silva (2016) a maciez é uma característica primordial que os consumidores buscam em pães. Pães macios são mais agradáveis ao paladar e mais fáceis de mastigar. Essa maciez é frequentemente associada à quantidade adequada de água na massa e a um processo de amassar e fermentar bem executado. Os consumidores apreciam a sensação de morder um pão macio, que desmancha na boca e oferece uma experiência de sabor mais agradável.

O volume específico é a medida da expansão da massa de pão durante o processo de fermentação e cozimento. Pães com bom volume específico têm uma aparência melhor e uma textura mais arejada e leve. Isso indica que a fermentação foi eficaz e o pão possui uma estrutura interna desejável. Um pão que tenha crescido bem durante a fermentação e tenha retido o máximo de gás durante o cozimento é geralmente preferido pelos consumidores (GOESAERT et al., 2005).

A vida útil prolongada de um pão é um fator importante para os consumidores, pois eles desejam que seus pães se mantenham frescos, macios e saborosos por mais tempo. Isso não reduz apenas o desperdício de alimentos, mas também permite que as pessoas desfrutem de seu pão ao longo de vários dias. A adição de ingredientes, conservadores, enzimas ou técnicas de embalagem adequadas pode estender a vida útil do pão, mantendo-o em condições ideais por mais tempo (CHADHA, 2019).

Maciez (textura)

A maciez do pão é um atributo sensorial muito requerido, desempenhando um papel significativo na experiência gastronômica dos consumidores. Trata-se de uma qualidade que pode ser percebida imediatamente ao tocar, apertar ou morder um pedaço de pão fresco e bem-preparado. A maciez é uma das características mais desejadas em pães de todos os tipos. A maciez do pão é uma combinação de fatores, sendo a composição da massa e a técnica de preparação dois dos elementos mais críticos. Pães macios geralmente têm uma alta proporção de água em sua massa, o que resulta em uma textura mais úmida e maleável. Além disso, a incorporação de gorduras, como manteiga ou óleo, pode contribuir para uma textura mais macia (SILVA, 2016).

A forma como a massa é amassada, fermentada e cozida também influencia significativamente a maciez final do pão. A enzima xilanase contribui para a maciez dos pães devido à sua capacidade de quebrar o arabinoxilano, um componente da parede celular de grãos, como trigo, cevada e centeio. O arabinoxilano é uma substância que endurece a estrutura da massa de pão, tornando-a menos macia. Quando a enzima xilanase é adicionada à massa, ela desencadeia a hidrólise (quebra química com a adição de água) do arabinoxilano insolúvel em água e forma arabinoxilano solúvel em água (QESHMI et al., 2020). De acordo com os resultados do perfil de textura dos pães, os autores Li et al. (2022), Yegin et al. (2018), Sheikholeslami et al. (2021), Zhang et al. (2022), Mohammadi et al. (2022), Both et al. (2021) e Sarabhai et al. (2021) encontraram menor dureza com a adição de xilanase em suas amostras.

Aumento de volume

Um dos critérios mais importantes na avaliação da qualidade do pão é o volume específico. É bem conhecido que a incorporação de xilanases em níveis ótimos na formulação de pães proporciona aumento no volume específico dos pães. Isto se deve ao fato das xilanases terem a capacidade de reduzir a capacidade de ligação de água dos pentosanos, aumentando assim a disponibilidade de água para o desenvolvimento da rede de glúten (FILIPCEV et al., 2014).

Os autores Li et al. (2022), Yegin et al. (2018), Tebben et al. (2020), Liu et al. (2022), Zhang et al. (2022), Park et al. (2019), Both et al. (2021), Sarabhai et al. (2021) e Mohammadi et al. (2022) encontraram um aumento de volume específico dos pães com adição da xilanase. Wang et al. (2018) testaram a ação da xilanase em pães que tiveram sua massa congelada por 4 semanas e obtiveram resultado de 33% de aumento de volume.

Vida útil

A adição da xilanase aumenta a retenção de umidade na massa do pão. Isso ajuda a manter o pão úmido por mais tempo, o que é benéfico para a vida útil em quesitos sensoriais e comerciais, pois um pão mais úmido tende a ficar fresco por mais tempo, evitando o ressecamento e endurecimento do pão (SILVA, 2016). Os efeitos das xilanases nas propriedades de textura nas amostras de pão durante o armazenamento a 4 °C foram positivos na textura e qualidade do pão, pois houve uma redução da dureza e da mastigabilidade, bem como um aumento da elasticidade e coesão, indicando o efeito antienvelhecimento positivo. Os autores Li et al. (2022), Liu et al. (2022), Mohammadi et al. (2022) e Tebben et al. (2020) encontraram estes resultados em seus estudos. Kim e Yoo (2000) estudaram o melhoramento das propriedades texturais da massa de pão congelada com adição de xilanase e obtiveram a diminuição da dureza do miolo em 56,9% após 5 dias de armazenamento em comparação ao pão controle. O resumo sobre as principais conclusões dos 12 autores utilizados neste trabalho está apresentado no quadro 1.

Quadro 1 – Principais conclusões sobre os resultados obtidos com a adição da enzima xilanase em produtos de panificação encontrados nos artigos utilizados para revisão sistemática.

Conclusão

A maciez do pão é um atributo sensorial amplamente valorizado pelos consumidores, e a xilanase se mostrou eficaz na criação de pães mais macios e agradáveis ao paladar. Além disso, a xilanase também desempenhou um papel crucial no aumento do volume específico dos pães. A capacidade da xilanase de quebrar os polissacarídeos presentes na estrutura dos grãos permitiu uma melhor formação da rede de glúten, resultando em pães com uma textura mais leve e aerada.

Além da maciez e do volume específico, a xilanase também teve um papel fundamental na vida útil dos produtos de panificação. A enzima ajudou a manter o pão mais úmido por mais tempo, evitando o ressecamento e endurecimento do produto durante o armazenamento, pela capacidade da xilanase em aumentar a retenção de umidade na massa do pão, resultando em pães mais frescos e saborosos por um período prolongado.

Assim, a xilanase não apenas atende às expectativas dos consumidores em termos de maciez, volume e vida útil do pão, mas também oferece uma alternativa sustentável e natural para melhorar a qualidade dos produtos de panificação, contribuindo significativamente para a indústria alimentícia.

Conflitos de interesse

Não houve conflito de interesses dos autores.

Contribuição dos autores

Marilia de Aguiar Cardozo – ideia original, coleta de dados, interpretação dos resultados e escrita; Hilton Lopes Galvão – orientação, correções e revisão do artigo; Katia Yuri Fausta Kawase – orientação e revisão do artigo; Solciaray Cardoso Soares Estefan de Paula – auxílio na escrita e revisão do texto.

Agradecimentos

Ao Curso de  Pós-Graduação Lato sensu em Inovação e Tecnologia para Alimentos e Bebidas da Universidade Estadual do Rio Grande do Sul – UERGS – Campus Caxias do Sul e ao Instituto Federal Fluminense – IFF – Campus Bom Jesus do Itabapoana.

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Recebido em 3 de junho de 2024

Retornado para ajustes em 13 de dezembro de 2024

Recebido com ajustes em 17 de março de 2025

Aceito em 19 de março de 2025