sustentabilidade

Planta de origem asiática foi estudada por um grupo de pesquisadoras. O trabalho resultou em um pó solúvel e um espessante de baixa caloria e alto teor de fibras

O primeiro estudo brasileiro a caracterizar os compostos bioativos da bardana (planta de origem asiática) foi conduzido por um grupo de pesquisadoras ligadas à Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA) da Unicamp. O trabalho resultou no desenvolvimento de dois processos para a indústria a partir da raiz da bardana usando plantas cultivadas no Brasil e com um aproveitamento integral do vegetal. Eles tornam possível a produção de um pó prebiótico, de alto rendimento, sem qualquer aditivo químico, e de um ingrediente que pode ser usado como um espessante alimentar de baixo teor calórico e rico em fibras.

Por meio da Agência de Inovação Inova, a Unicamp protocolou no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) um pedido de patente do processo de obtenção dos ingredientes prebióticos e seus usos. A tecnologia faz parte do portfólio de Patentes e Softwares da Unicamp, uma espécie de vitrine das inovações produzidas na universidade e disponíveis para parcerias com o mercado.

Os prebióticos são carboidratos que passam pelo trato gastrointestinal sem serem metabolizados e chegam intactos ao cólon. Lá, são fermentados e estimulam o crescimento de bactérias probióticas. Por isso, são classificados como assistentes do microbioma intestinal. Em outras palavras, viram alimento para bactérias que modulam o intestino, com diversos benefícios para a saúde. Os efeitos vão desde atividades anti-inflamatórias locais a ações benéficas em doenças crônicas, como a redução de glicemia. Parte disso está associado à produção de ácidos graxos de cadeia curta que podem regenerar mucosas, melhorar a imunidade contra vírus e trazer até benefícios à saúde mental.

Produção nacional de prebióticos

O estudo desenvolvido na Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA) compreendeu desde o processamento e desenvolvimento tecnológico até as análises finais da parte nutricional do extrato, além da comparação com os teores de prebióticos presentes em outras formas tradicionais de consumo da bardana, como o chá.

“Foi a primeira vez que a bardana brasileira passou por todas essas etapas. Até então, não tínhamos uma história da nossa bardana, planta que se adaptou às nossas terras e às nossas condições climáticas. Para mim, isso é motivo de muito orgulho”, diz a professora Maria Teresa Pedrosa Silva Clerici, uma das responsáveis pelo Laboratório de Cereais, Raízes e Tubérculos (LCRT) da Unicamp.

Os trabalhos existentes sobre a bardana detalhavam informações agronômicas de cultivo, mas não havia pesquisas sobre as propriedades e a composição das raízes cultivadas no Brasil em comparação com as da Ásia, Europa e América do Norte.

Na descrição da invenção, as pesquisadoras destacam que produtos prebióticos comerciais com frutooligossacarídeos – açúcares não convencionais conhecidos como carboidratos funcionais não digeríveis – são geralmente importados de países do hemisfério norte.

Alguns dos tubérculos prebióticos mais conhecidos, como o yacon, a alcachofra de Jerusalém e o agave, não têm produção expressiva no Brasil. Já a bardana teve o cultivo adaptado ao clima brasileiro, principalmente nos Estados de São Paulo, Paraná e Santa Catarina, sendo vista, por isso, como uma alternativa para uma produção nacional de prebióticos.

Maior aproveitamento da bardana

O novo processo obtém um pó que pode diversificar a aplicação de prebióticos na indústria alimentícia sem nada desperdiçar da planta. A tecnologia é considerada ambientalmente limpa, pois usa apenas água como solvente para a extração dos ingredientes.

A primeira fração extraída apresentou mais de 60% de solubilidade e baixa umidade, o que a torna bastante estável. De sabor suave, praticamente imperceptível, e cor clara, o produto pode ser incorporado a sucos, sopas, leites vegetais e outros alimentos – inclusive para veganos – sem grandes alterações sensoriais.

A segunda fração apresentou outras características físicas, que ampliam o aproveitamento da bardana. A partir do resíduo da raiz já triturada e aquecida, é elaborada uma parte insolúvel, com propriedades probióticas, que pode ser usada como espessante alimentar de baixíssima caloria e rico em fibras.

“Fizemos a caracterização do resíduo da extração para ver a possibilidade de utilização e observamos que essa fibra estrutural apresenta uma capacidade prebiótica similar à do extrato, com a presença de carboidratos prebióticos e propriedades espessantes, bem diferente do que se tem atualmente no mercado de aditivos alimentares”, comenta a nutricionista Thaísa de Menezes Alves Moro.

O produto pode beneficiar pacientes com síndrome pós-COVID-19, Alzheimer, Parkinson ou alterações neurológicas que causem disfagia (dificuldade de engolir alimentos). Outra vantagem está no fato de a bardana ser um tubérculo não amiláceo, podendo ser consumida de forma segura por pessoas obesas, diabéticas ou com restrição alimentar. As fibras nela presentes promovem a digestão mais lenta dos carboidratos, o que ajuda a controlar os níveis de açúcar no sangue. A substituição de parte dos espessantes (geralmente feitos com base em amidos) pelos subprodutos da bardana pode aumentar a quantidade de fibras desses aditivos, melhorando as características nutricionais da dieta daqueles indivíduos.

Por dentro da bardana

A pesquisa contou com a parceria do Laboratório de Bioaromas e Compostos Bioativos da Unicamp, coordenado pela professora Glaucia Maria Pastore, e especializado na caracterização de alimentos funcionais. Um dos desafios foi adaptar os parâmetros de análise para identificar os compostos bioativos das raízes da bardana nacional, já que o laboratório normalmente trabalha com a caracterização de frutas nativas brasileiras.

“A bardana tem basicamente frutooligossacarídos (FOS), como GF2, GF3 e GF4, além de outros carboidratos maiores que não conseguimos identificar por falta de padrões. Algumas raízes, como o yacon, tem carboidratos menores e outras, como a chicória, tem carboidratos de tamanho maior. Já a bardana tem uma mistura dos dois”, diz a nutricionista Ana Paula Aparecida Pereira.

Os carboidratos do tipo FOS não são degradados durante a maioria dos processos de aquecimento. Devido a tais características, o pó prebiótico desenvolvido na Unicamp pode ser usado em diversas formulações, inclusive na área de panificação, substituindo farinhas tradicionais mais calóricas e gerando produtos de teor reduzido de carboidratos digeríveis, com o efeito nutricional complementar das fibras.

Fonte: Jornal da UNICAMP

Hoje descartada ou usada para a alimentação animal, a okara pode ser um valioso ingrediente do novo nicho alimentício dos alimentos baseados em plantas (plant-based)
Rota tecnológica desenvolvida por pesquisadores da Embrapa Agroindústria de Alimentos (RJ) viabilizou a utilização da okara, resíduo do processamento de soja, em produtos plant based (baseados em plantas). A pesquisa que estendeu a vida útil da okara por 90 dias sob refrigeração foi validada na indústria Ecobras, localizada na cidade do Rio de Janeiro, que produz e comercializa produtos de soja. A okara apresenta alto valor nutricional e pode ser ingrediente para diferentes mercados, incluindo o vegano, vegetariano e consumidores flexitarianos.

Os experimentos para obtenção de okara com vida de prateleira prolongada foram realizados nos laboratórios da Embrapa e nas instalações da Ecobras. “A solução tecnológica evita o desperdício de um coproduto oriundo do processamento da soja com elevado valor tecnológico, nutricional e econômico, que normalmente é descartado ou direcionado à alimentação animal devido à sua elevada perecibilidade e custo elevado para secagem. A okara ainda hoje é subaproveitada, apesar do consumo milenar da soja”, explica a pesquisadora da Embrapa Ilana Felberg, líder do projeto.

O que é flexitarianismo?

Segundo Sociedade Vegetariana Brasileira (SVB), o flexitarianismo é um movimento que identifica as pessoas que buscam reduzir o consumo de carnes e derivados de origem animal. É um novo perfil de consumo.

A cientista conta que o reaproveitamento da okara para uso industrial ou doméstico mantém o ciclo produtivo e reduz o impacto ambiental, dentro do conceito de economia circular. “Para o produtor, representa a possibilidade de comercializar o insumo em vez de descartar. Para o consumidor, agrega valor nutritivo, incluindo a presença das fibras e proteínas”, declara.

O que é okara?

A okara é a parte sólida que resulta da extração dos grãos de soja para obtenção do extrato aquoso nas indústrias de produtos derivados de soja como bebidas e tofu. Mesmo em temperatura de refrigeração, deteriora-se rapidamente, em cerca de três dias. Por ser altamente perecível, quando não é descartada, é destinada para ração animal. A rota tecnológica desenvolvida pela Embrapa para prolongamento da vida útil da okara utiliza equipamentos e processos já instalados nas indústrias processadoras de soja.

A vantagem desta rota tecnológica é que o produto está pronto para uso imediato por pelo menos 90 dias, segundo análises realizadas na pesquisa. Estudou-se seis processos térmicos com variação de tempo/temperatura. A okara fresca (“in natura”) e as amostras termicamente tratadas foram submetidas às análises microbiológicas para quantificação de fungos, bactérias deteriorantes, Bacillus cereus e para detecção Salmonella spp. “Foram indicadores de condições higiênico-sanitários e estabilidade microbiológica que constataram uma vida útil da okara sob refrigeração de pelo menos 90 dias em três repetições de ensaios pilotos conduzidos na Embrapa, bem como na validação industrial”, afirma o pesquisador Eduardo Henrique Miranda Walter. Segundo ele, existe também a possibilidade de utilização de distintos equipamentos para a estabilização microbiológica da okara, reduzindo seu consumo energético e seu custo de produção, incluindo o desenho de processo para secagem do insumo, dispensando a cadeia de frio.

Os pesquisadores informam que a okara é um insumo com alto potencial de aplicação na indústria, por ser de baixo custo e por não conferir sabor aos produtos. Pode ser utilizada como ingrediente em alimentos plant-based, embutidos e de panificação, como pães, bolos e biscoitos. O processo validado pela Embrapa, além de prolongar a vida útil, não altera a composição centesimal como indicaram as análises realizadas no Laboratório de Físico-Química da Embrapa Agroindústria de Alimentos.

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Hambúrgueres e cookies de okara, naturalmente sem glúten

Testes de aplicação realizados nas plantas piloto da Embrapa Agroindústria de Alimentos e na planta industrial da Ecobras demostraram adequação do insumo como ingrediente em formulações industriais.

Na Planta-Piloto de Cereais da Embrapa Agroindústria de Alimentos foram produzidos biscoitos tipo cookie com okara. Os dados da pesquisa indicaram que okara termicamente tratada produzida pela Embrapa resultou em biscoito com características similares à okara fresca. “Foram testados biscoitos com okara pasteurizada refrigerada (okara teste), okara pasteurizada congelada (para comparação com o controle) e okara in natura congelada (controle). Os biscoitos não apresentaram diferença significativa entre si em nenhuma resposta estudada”, aponta a pesquisadora Melícia Galdeano, responsável pelo teste.

Para o teste de aplicação do insumo em um ambiente de produção industrial, a okara fresca foi substituída pela okara termicamente tratada na formulação de hambúrguer de tofu da empresa Ecobras. “O teste de validação industrial foi realizado com 30% a 50% de okara desenvolvida pela Embrapa. Foi substituída a okara fresca em hambúrguer comercial, constatando o mesmo padrão do produto de linha”, afirma Marcela Alves, Engenheira de Alimentos e coordenadora de produção e controle de qualidade da Ecobras. Esses resultados indicaram a adequação do insumo para incorporação em produtos industriais e receitas caseiras.

Novos produtos derivados de soja

Desde 2004, a Embrapa Agroindústria de Alimentos e a Ecobras atuam em parceria para o desenvolvimento de novos produtos derivados de soja. O iogurte orgânico de soja Yosoy foi elaborado em conjunto e lançado no mercado em 2005 pela Ecobras, a partir de recursos do Edital Rio Inovação da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj), o que acelerou o desenvolvimento de sua linha de produtos. Desde então, a Ecobras vem atuando em diversas iniciativas de pesquisa e desenvolvimento com a Embrapa.

Atualmente, a empresa produz e comercializa produtos derivados de soja orgânica e grão de bico orgânico, principalmente para os mercados consumidores dos estados do Rio de Janeiro e São Paulo. A principal linha de produtos é o tofu, “queijo de soja”, na qual se destaca o hambúrguer de tofu (TofuBurguer), que utiliza a okara como matéria-prima. “O diferencial do processo validado pela Embrapa é a ampliação do tempo de vida útil da okara, aumentando assim seu aproveitamento como matéria-prima”, afirma Marcela Alves.

Segundo ela, a adoção da okara desenvolvida pela Embrapa na Ecobras ainda depende do aumento da demanda de consumo dos produtos alimentícios que a utilizam em suas formulações e de sua incorporação em novos produtos. Atualmente, a Ecobras utiliza cerca de 30% de okara fresca em suas formulações, mas esse percentual pode aumentar com a expansão da vida útil do produto.

De acordo com Alves, há espaço para pesquisa e desenvolvimento de novos produtos alimentícios com a incorporação da okara em suas listas de ingredientes, que não apenas promovam aceitação do mercado mediante aos valores nutricionais agregados, mas que também atendam o consumidor final, em sua demanda por alimentos mais saudáveis e sustentáveis.

A equipe de inovação da Embrapa Agroindústria de Alimentos considera que a viabilização da utilização da okara em grande escala pelo setor produtivo dependerá da entrada de novos players para a comercialização e utilização da okara em suas formulações, ampliando a diversidade de produtos plant-based disponibilizados aos consumidores.

Aline Bastos

MTb 31.779/RJ

Embrapa Agroindústria de Alimentos

O bagaço de maracujá, geralmente descartado pela indústria de sucos, possui compostos bioativos cujas propriedades têm aplicações promissoras no mercado de cosméticos. Esse resíduo industrial agora é a matéria-prima de um produto antienvelhecimento para a pele, produzido de forma sustentável, com atuação antioxidante testada e comprovada.

Com apoio do Programa FAPESP Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE), a empresa Rubian Extratos desenvolveu uma miniemulsão que é a base do complexo antioxidante Rejuvenate. A inovação também tem potencial para várias outras rotas de aplicação.

De acordo com o engenheiro químico Eduardo Aledo, um dos sócios da empresa, o projeto incluiu uma bateria de testes que comprovaram a performance e a segurança do produto.

“O bagaço do maracujá é um resíduo da indústria de sucos que é descartado ou, na melhor das hipóteses, utilizado na produção de ração animal. Nosso objetivo era transformar esse rejeito em algo de valor, com um propósito de sustentabilidade”, diz Aledo.

Os pesquisadores conseguiram recombinar os extratos presentes no bagaço na forma de uma miniemulsão – um tipo de emulsão cujas gotículas têm escala micrométrica – e realizar testes in vitro para identificar marcadores de poder antioxidante e de inibição de enzimas que causam degradação do colágeno e da elastina na pele.

“Com base nisso conseguimos comprovar as rotas metabólicas de atuação e os mecanismos celulares envolvidos naqueles bioativos”, afirma o engenheiro de alimentos Philipe dos Santoswwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww, também sócio da empresa.

Redução de manchas e rugas

A atuação dos bioativos presentes no bagaço de maracujá no combate de manchas da pele também foi mapeada e, a partir daí, os pesquisadores comprovaram uma rota específica de atuação do Rejuvenate na inibição da enzima responsável pela produção de melanina. Foi ainda identificado aumento da expressão gênica de marcadores relacionados à longevidade celular.

“Além disso, em fevereiro, fizemos um teste clínico com 16 mulheres selecionadas e conseguimos comprovar algumas das propriedades do produto, como a redução de manchas, uma redução significativa no nível de rugas e aumento da hidratação facial”, diz Santos.

Segundo Aledo, a empresa nasceu em 2015, após o Desafio Unicamp – uma competição que estimula a criação de negócios a partir de tecnologias e patentes da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

“A empresa surgiu como uma iniciativa de graduandos, dentro do desafio da Unicamp, que é um estímulo ao empreendedorismo no qual a universidade disponibiliza seu portfólio de patentes para que os alunos escolham uma tecnologia e, com ela, desenvolvam um modelo de negócios”, explica Aledo.

Inicialmente, a empresa desenvolveu uma tecnologia de produção de um extrato da semente de urucum, para o qual também teve um projeto apoiado pelo PIPE-FAPESP. Em seguida, passou a trabalhar no desenvolvimento do produto com base no bagaço de maracujá.

“Estabelecemos nosso modelo de negócios com base em quatro pilares: reconhecer as matrizes vegetais e seus bioativos funcionais; a utilização de processos limpos e verdes; a caracterização dos produtos e a demonstração de que são eficientes e seguros e, por fim, o trabalho fundamentado em uma proposta de sustentabilidade”, afirma Aledo.

Como ponto de partida da inovação, os pesquisadores se dedicaram ao aprimoramento de um processo de produção limpa dos compostos de bagaço de maracujá, que havia sido patenteado em 2011 pelos professores Julian Martínez e Juliane Viaganó, da Unicamp.

“Em 2017, fui chamado para trabalhar com a empresa e, partindo dessa patente, trabalhamos na emulsificação desses bioativos para uso no mercado cosmético. Ainda em 2017 submetemos um projeto ao Programa PIPE-FAPESP e obtivemos apoio”, diz Santos, que se tornou sócio da empresa em 2021.

Na fase 1 do PIPE-FAPESP, os pesquisadores fizeram a validação do protótipo para verificar se os extratos tinham bioatividade e poderiam ser utilizados como cosméticos. Na fase 2, trabalharam na padronização e elaboração dos extratos.

Com uso exclusivo de técnicas limpas, o bagaço que sobra da indústria passa por um processamento, é padronizado e submetido às duas extrações que haviam sido patenteadas. Dois extratos são obtidos, um lipídico e um aquoso. “Ambos têm bioativos de interesse: o extrato lipídico apresenta tocotrienóis, carotenoides e ácidos graxos e o extrato aquoso possui polifenóis”, explica Santos.

Em seguida os extratos são emulsificados. “O que fazemos é basicamente desconstruir o bagaço do maracujá e reconstruí-lo em uma forma emulsionada, de acordo com a necessidade do cliente”, diz.

Por ser um resíduo, há uma dificuldade muito grande na padronização, segundo Santos. Foi nisso que os pesquisadores trabalharam na fase 2 do projeto, a fim de se aproximarem do produto final voltado ao consumidor.

“Desenvolvemos um método de padronização, removendo o que não queremos – caules, folhas, pedaços de casca – e deixamos um pouco de polpa e semente. A partir de imagens, utilizamos um algoritmo que nos permite predizer a qualidade do material e se está apto a ser utilizado no processo extrativo”, afirma Santos.

A miniemulsão foi submetida a testes de citotoxicidade, genotoxicidade, fototoxicidade e a testes de sensibilização dérmica. Como a miniemulsão é um ativo utilizado em uma fórmula cosmética, foi preciso também realizar inúmeros ensaios de protótipos com diferentes concentrações. Assim, o produto foi testado em fórmulas de hidratantes faciais, loções de limpeza e em fórmulas utilizadas em farmácias de manipulação.

“A miniemulsão mostrou um amplo espectro de aplicação. É um produto minimalista, vegano, 100% natural e em toda a sua produção não é utilizado nenhum insumo de origem sintética. Por isso há um grande número de rotas de aplicação”, afirma Santos.

Os testes mostraram também que o produto possui piceatanol, uma molécula que é da mesma classe do resveratrol, uma substância conhecida como “molécula da longevidade”, que é amplamente aplicada em cosméticos e alimentos. “É um resultado importante, porque o piceatanol é melhor que o resveratrol e o mercado cosmético sempre busca inovação”, compara Santos.

De acordo com o pesquisador, o produto pode ter aplicação também dentro de um conceito de alimentação. “De fato, é um produto que se pode comer. Ele pode ser considerado não apenas para a suplementação tópica, como para suplementação oral. Hoje o mercado ligado aos cuidados com a pele tem um modelo muito associado à saúde e alimentação, então também pensamos nas duas vias – como produto para a pele e alimento”, explica.

Tornar a química verde – isto é, reduzir o impacto ambiental dos resíduos gerados pela indústria e pelos laboratórios – foi um dos critérios adotados pela Real Academia Sueca de Ciências para outorgar o Prêmio Nobel de Química de 2021 ao alemão Benjamin List e ao britânico David MacMillan. De maneira independente, ambos desenvolveram uma terceira classe de catalisadores. Estes não são nem metais, utilizados em larga escala em produtos comerciais como as baterias de automóveis, cujo descarte é altamente impactante para o meio ambiente. Nem enzimas, que os nossos próprios corpos e outros organismos biológicos utilizam na fabricação das moléculas necessárias para a vida.

Esse terceiro caminho, chamado de organocatálise assimétrica, baseia-se no uso de pequenas moléculas orgânicas. Compostos por um arcabouço de átomos de carbono, aos quais se agregam outros elementos químicos, como oxigênio, nitrogênio, enxofre ou fósforo, os organocatalisadores assimétricos são baratos e amigáveis ao meio ambiente (eco-friendly). São chamados de “assimétricos” porque possibilitam que a reação química produza apenas a molécula de interesse – e não sua contraparte quiral [isto é, outra molécula cuja estrutura corresponda à imagem especular da primeira, como ocorre com nossas mãos direita e esquerda]. Essa precisão é necessária para a fabricação de produtos farmacêuticos.

Colaboração duradoura

Nascido em 1968 e atualmente diretor do Max-Planck Institut für Kohlenforschung, em Mülheim-an-der-Rhur (Instituto Max Planck para Pesquisa sobre Carvão), na Alemanha, Benjamin List tem um longo histórico de colaboração com o Laboratório de Síntese de Produtos Naturais e Fármacos (LSPNF) do Instituto de Química da Universidade Estadual de Campinas (IQ-Unicamp). O brasileiro José Tiago Menezes Correia, atualmente pós-doutorando na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), trabalhou com List no Instituto Max Planck na época em que fazia seu doutorado no IQ-Unicamp, realizado com bolsa da FAPESP e orientação de Fernando Coelho, agora pró-reitor de Extensão e Cultura da Unicamp.

A estadia de Correia na Alemanha foi financiada pela FAPESP por meio de Bolsa no Exterior – Estágio de Pesquisa e resultou no artigo Catalytic Asymmetric Conjugate Addition of Indolizines to alfa,beta-Unsaturated Ketones, assinado conjuntamente por Correia, Coelho e List e publicado no periódico Angewandte Chemie International Edition.

“Desenvolvemos uma metodologia de adição catalítica de uma classe de substâncias denominadas indolizinas a cetonas insaturadas. Até aquele momento não existia na literatura relatos de estratégias de funcionalização assimétrica dessa classe de moléculas. Fomos bem-sucedidos em catalisar a reação empregando o ácido fosfórico quiral orgânico (S-TRIP), que foi um dos primeiros organocatalisadores assimétricos descritos pelo grupo de List”, diz Correia à Agência FAPESP.

Coelho acrescenta que os heterociclos nitrogenados obtidos com essa metodologia de catálise assimétrica foram utilizados como substratos para a síntese de derivados que apresentaram, em trabalhos realizados posteriormente, um bom perfil como inibidores seletivos da tubulina (proteínas que compõem os microtúbulos existentes no citoesqueleto celular), podendo ser utilizados como candidatos potenciais para o desenho de novos agentes antitumorais seletivos.

“O professor List esteve várias vezes conosco no Brasil. É uma pessoa extremamente cordial e bem-humorada. Estamos preparando mais um aluno para estagiar com ele no Instituto Max Planck”, afirma Coelho.

Esses traços de personalidade do novo “Prêmio Nobel” são confirmados por Correia. “Ao iniciar minhas atividades na Alemanha, ele me disse que o meu limite seria a minha criatividade, uma vez que a estrutura do instituto e do seu laboratório me permitiriam trabalhar com qualquer química que eu quisesse. De fato, a estrutura que ele montou no Instituto Max Planck é o ‘laboratório dos sonhos’ de qualquer pesquisador. Além disso, Ben, como todos nós o chamávamos, estava sempre com paciência e disposição para conversar sobre o andamento dos projetos”, diz.

Microrganismos patogênicos – como bactérias, fungos e protozoários – contam com um arsenal de enzimas antioxidantes para combater o estresse oxidativo. Isso porque animais e plantas se defendem das infecções causadas por esses patógenos gerando compostos oxidantes derivados do oxigênio e do nitrogênio, dentre os quais hidroperóxidos, como peróxido de hidrogênio (água oxigenada), peroxinitrito e hidroperóxidos orgânicos.

Presentes em todos os seres vivos, as peroxirredoxinas são enzimas especializadas em decompor esses hidroperóxidos, protegendo as células contra danos oxidativos. No caso de infecções, portanto, essas enzimas protegem os organismos invasores. Inibidores específicos para as peroxirredoxinas desses microrganismos patogênicos poderiam representar uma nova abordagem terapêutica para superar a crescente resistência de patógenos aos antibióticos e antifúngicos.

Com esse objetivo, cientistas ligados ao Centro de Pesquisa em Processos Redox em Biomedicina (Redoxoma) têm se dedicado a estudar características das diversas classes de peroxirredoxinas. O Redoxoma é um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado no Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP).

Para sistematizar o conhecimento sobre peroxirredoxinas de patógenos, o grupo coordenado por Marcos Antonio de Oliveira, professor da Universidade Estadual Paulista (Unesp) e integrante do Redoxoma, publicou na revista Applied Microbiology and Biotechnology um artigo de revisão que descreve vários aspectos dessas enzimas, como abundância, diversidade de substratos e peculiaridades estruturais e funcionais. O trabalho mostra que algumas classes da enzima estão presentes apenas em microrganismos, enquanto outras têm diferenças estruturais em relação às isoformas do hospedeiro. Segundo os autores, conhecer as características intrínsecas dessas proteínas pode auxiliar no desenvolvimento de novos fármacos antimicrobianos.

O estudo teve apoio da FAPESP e foi conduzido em colaboração com o grupo do professor Luis Eduardo Soares Netto, do Instituto de Biociências da USP.

“Havia uma lacuna. Existem seis classes dessas enzimas e não tinha uma abordagem do papel de cada uma das classes na resposta às defesas oxidativas/nitrosativas do hospedeiro, localização celular, sistemas redutores, virulência de microrganismos, antibióticos, ou mesmo qual é o substrato natural para cada classe. Nosso objetivo foi trazer essas informações de forma estruturada e organizada, para estimular a pesquisa nessa área”, diz Oliveira.

Especialista na determinação da estrutura cristalográfica de proteínas antioxidantes, Oliveira tem investigado moléculas com potencial de inibir as peroxirredoxinas. Em conjunto com outros grupos de pesquisa, Oliveira e Netto têm um pedido de patente depositado para o uso de adenantina, obtida de um composto natural de origem chinesa, como inibidor de peroxirredoxinas bacterianas. A adenantina tem eficácia de três a 30 vezes maior nas peroxirredoxinas de bactérias do que em proteínas humanas e também potencializa a ação de antibióticos.

Para avaliar a toxicidade dos compostos, os pesquisadores agora pretendem avançar com testes em células humanas do sistema de defesa, em parceria com outros grupos de pesquisa.

“Fazemos ciência básica para entender os mecanismos pelos quais a enzima funciona. É fundamental conhecer a estrutura cristalográfica, para estudar as interações de ligantes no sítio ativo. Se tenho a estrutura, posso fazer algumas simulações de computador para entender qual seria o melhor ligante e depois testar em laboratório”, explica Oliveira.

No entanto, o pesquisador conclui que ainda são necessários muitos estudos, com mais grupos de microrganismos. “Faltam estudos comparativos de inibidores e falta principalmente descobrir quais são os substratos naturais dessas proteínas dentro das células, pois talvez mimetizando esses compostos a gente tenha mais sucesso com os inibidores.”

Ao estudar a baixa frequência da bactéria Listeria monocytogenes em queijos do tipo minas frescal no Brasil, uma equipe do Centro de Pesquisa em Alimentos (FoRC) da Universidade de São Paulo (USP) chegou a uma conclusão que deveria servir de alerta: ela está sendo inibida por microrganismos competidores, entre eles coliformes.

Tal fato não representa necessariamente um risco à saúde, pois nem todas as bactérias do tipo coliforme são patogênicas. Indica, porém, falhas de higiene no processo de fabricação.

O artigo, intitulado Listeria monocytogenes inhibition by lactic acid bacteria and coliforms in Brazilian fresh white cheese, foi publicado no Brazilian Journal of Microbiology.

Como explicam os autores, a Listeria monocytogenes está geralmente presente em produtos prontos para consumo, como embutidos fatiados, saladas já higienizadas e queijos macios. Gestantes, idosos e pacientes com problemas de imunidade são os principais grupos de risco para infecção por essa bactéria, que pode causar meningite, meningoencefalite e até aborto.

“Nos livros de microbiologia de alimentos aprendemos que a Listeria não é uma boa competidora. E nossa pesquisa comprova essa característica”, explica Uelinton Manoel Pinto, coautor do artigo e membro do FoRC – um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP.

O trabalho tem como primeira autora Lina Casale Aragon-Alegro, cujo doutorado foi orientado pela professora Maria Teresa Destro, também ligada ao CEPID.

Em entrevista à Agência FAPESP, Destro relata como teve o insight que originou o estudo. “Comentei com um colega do Canadá que Listeria não era um grande problema em nossos queijos frescos macios, ao contrário do que acontece em outros lugares, como a Europa, por exemplo. Eu levantei a possibilidade de que a presença elevada de coliformes poderia ser o motivo e ele me sugeriu estudar o assunto”, lembra.

Segundo a pesquisadora, há trabalhos mais antigos dando conta de que, por aqui, o queijo minas frescal (industrializado ou não) tem elevada contaminação por coliformes. Ela cita um estudo da professora Susana Saad, de 2006, que indicava presença de Escherichia coli (bactéria patogênica que compõe a flora intestinal) acima do limite estabelecido pela legislação em várias marcas comercializadas no mercado. Em contraposição, não é comum isolar Listeria de queijo minas frescal no Brasil.

“Sabíamos que a presença dela era baixa, mas não sabíamos o porquê. Esse trabalho mostra que, quando há muito coliforme, a Listeria não consegue se multiplicar.”

Vale ressaltar que os pesquisadores chegaram a essa conclusão por meio de experimentos conduzidos em laboratório. Não foi feita, portanto, avaliação de queijos comercializados no país.

O experimento

Destro explica que a Listeria não está na matéria-prima (o leite), que é pasteurizada, mas no ambiente de processamento dos produtos, tanto em laticínios quanto na indústria de cárneos. “Costumamos dizer que, quanto mais se limpa o ambiente, maior é a possibilidade de encontrar Listeria – justamente porque, ao limpar, seus competidores são eliminados.” E ressalta que, de forma geral, a bactéria tem pouca incidência nos alimentos, se comparada a outras, como a Salmonella, por exemplo. Mas, quando ocorre, causa muitas mortes.

“A mortalidade por Listeria alcança de 30% a 50% no grupo de risco”, conta.

Para simular o que poderia estar acontecendo nos queijos brasileiros, a equipe de pesquisa isolou bactérias do grupo coliforme de marcas comerciais encontradas no mercado. Por definição, coliformes são bactérias que fermentam a lactose e produzem gás entre 32 °C e 35 °C e, normalmente, estão disseminadas no ambiente, como água, solos e vegetais. Entretanto, uma pequena parcela pode ser proveniente de contaminação fecal, que é o caso da E. coli.

Usando esses coliformes, os cientistas fabricaram queijos contaminados. “Partimos de um leite pasteurizado de boa qualidade, ‘sujamos’ esse leite com os coliformes e com a Listeria e então elaboramos o queijo, em conformidade com as etapas da indústria. Inoculando o leite, consegue-se um produto homogêneo e já contaminado para avaliar. Não seria viável, para nossos estudos, inocular essa bactéria em um queijo já pronto, pois não é possível inocular a massa de maneira uniforme”, explica Destro.

Foram feitos 48 queijos. Parte foi acidificada com ácido lático e parte pela adição de uma cultura de bactérias láticas. Depois, os queijos de cada lote foram divididos em três grupos e armazenados a 5 ºC, 12 ºC e ciclos de 5 ºC seguidos de 25 ºC.

“As três temperaturas simulam condições distintas: a primeira representa a temperatura ideal de manutenção [abaixo de 8 ºC]; a segunda é uma situação de ‘abuso’ – vale ressaltar que 10 ºC já é considerado abuso, e boa parte das geladeiras domésticas trabalha entre 10ºC e 12 ºC. E a terceira é a simulação de uma feira livre: o feirante leva o queijo gelado para a feira, deixa em temperatura ambiente, volta para casa e põe de novo na geladeira”, explica Lina.

Outra variável importante foi a inoculação com baixa ou alta concentração de Listeria. Já a população de coliformes inoculada foi constante, simulando os níveis descritos nos artigos em que se pesquisou a presença de coliformes nesse tipo de queijo (considerada alta). Em dias predeterminados, foram realizadas coletas de amostras e avaliadas as populações de Listeria, coliformes e bactérias láticas, além do pH, atividade de água, acidez e concentração de sal (NaCl).

Resultados

Segundo os autores, nos queijos acidificados por bactéria lática, a multiplicação de Listeria foi menor do que naqueles em que se usou o ácido lático.

“Algumas bactérias láticas conseguem inibir a Listeria produzindo bacteriocinas, que são peptídeos antimicrobianos. Seria um caminho alternativo: usar culturas produtoras de bacteriocinas na acidificação para reduzir o risco de multiplicação da Listeria. Porém, há uma tendência da indústria de usar o ácido lático, pois o rendimento é maior. Nesse sentido, o trabalho faz um alerta aos fabricantes que usam acidificação direta: o risco da presença de Listeria aumenta”, afirma Lina.

E o experimento mostrou também que a presença dos coliformes aumentou o efeito de inibição que as culturas láticas têm sobre a bactéria patogênica. Nos queijos inoculados com baixa população de Listeria, a cultura lática e os coliformes juntos conseguiram impedir sua proliferação em qualquer temperatura.

“Claro que a 25 ºC não inibem tão bem quanto em outras temperaturas, especialmente a ideal. Agora, quando se tem uma contaminação inicial alta por Listeria, os efeitos não são tão pronunciados, porque ela já começou com muita vantagem. Mas, ainda assim, observa-se efeito inibidor, sobretudo dos coliformes”, revela Pinto.

A equipe faz um alerta importante quanto aos resultados: “Não queremos que as pessoas nos entendam mal: o artigo evidentemente não faz apologia do uso de coliformes para inibir a Listeria, longe disso. Apenas aponta uma característica dos queijos brasileiros que deveria ser mais estudada e receber mais atenção”, esclarece Lina.

Os cientistas explicam ainda que, embora a detecção de uma alta quantidade de coliformes em queijos feitos com leite pasteurizado indique que houve contaminação após a pasteurização, revelando falhas no processo (ou uso de matéria-prima de baixa qualidade), ela não está diretamente correlacionada com a presença de patógenos.

“Indica falha higiênica, mas não necessariamente contaminação com microrganismo perigoso. Legislações de diversos países no mundo têm revisado o uso de coliformes como indicadores de higiene em produtos alimentícios, preferindo avaliar a presença de E. coli, que é um melhor marcador de contaminação fecal”, diz Pinto, dando uma dica aos apreciadores do queijo minas frescal: “Se o produto for todo furadinho, procure outra marca”.