No Laboratório de Cromatografia e de Química e Composição de Alimentos da Unirio, equipe de pesquisadores busca identificar alimentos funcionais e nutritivos para alimentar a população mundial, que, segundo estimativas da FAO, poderá atingir 10 bilhões de pessoas em 2050

A aplicação de tecnologias de ponta no estudo das proteínas de cereais, permitem, por exemplo, melhor compreender a alergenicidade, principalmente relacionada à doença celíaca

Estimativas da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura (FAO) mostram que o desafio futuro das economias será alimentar a população mundial, que deverá atingir de 10 bilhões de pessoas em 2050. Para atender à crescente demanda por alimentos frente ao aumento da população mundial, não basta o emprego de tecnologias de ponta e o aumento da produtividade das lavouras. Dados do Banco Mundial mostram que a proporção de terras agricultáveis em 1960 era de 38 hectares por pessoa, frente a uma população de 3 bilhões de habitantes. Em 2019, com a população mundial de 7,6 bilhões, essa relação caiu para 19,6 hectares por pessoa.

Especialistas acreditam que para vencer esse desafio é necessário um modelo que priorize não só a produção, mas também a utilização de alimentos orientadas pelo conhecimento científico acerca dos recursos biológicos disponíveis, bioprocessos e princípios inovadores que forneçam, de forma sustentável, alternativas para a alimentação humana. Várias áreas da ciência relacionadas à saúde, alimentação, nutrição, tecnologias e sustentabilidade vêm se dedicando ao estudo dos compostos bioativos em alimentos funcionais para a promoção da melhoria da qualidade nutricional dos alimentos. Isso porque fibras alimentares, antioxidantes, peptídeos, probióticos, isoflavonas, entre outros, são capazes de prevenir e reduzir o risco do desenvolvimento de doenças cardiovasculares, diabetes e alguns tipos de câncer, além de promoverem o aumento da imunidade.

Docente do Departamento de Ciência de Alimentos da Escola de Nutrição da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UniRio) e coordenadora do Programa de Pós-Graduação em Alimentos e Nutrição (PPGAN) da universidade, Mariana Simões Larraz Ferreira vem se dedicando ao estudo sobre alimentos funcionais, liderando ou colaborando com diferentes grupos de pesquisa. Dentre os diversos núcleos e laboratórios da UniRio, ela integra o Núcleo de Bioquímica Nutricional, onde coordena o Laboratório de Cromatografia e o Laboratório de Química e Composição de Alimentos.

Suas duas principais linhas de pesquisa se inserem no contexto da Bioeconomia, com a temática da “Valorização de resíduos agroindustriais para o desenvolvimento de biomateriais e de ingredientes para alimentos” e “Análise proteômica e metabolômica de alimentos, coprodutos e resíduos”, estudos desenvolvidos com apoio de diversos programas de fomento à pesquisa da FAPERJ, tais como Jovem Cientista do Nosso Estado (JCNE), Apoio a Instituições Sediadas no Estado do Rio de Janeiro, além de programas de bolsas para o grupo de pesquisa como Treinamento e Capacitação Técnica (TCT), Iniciação Científica (IC) e Doutorado Sanduíche.

Formada em Engenharia de Alimentos pela Universidade de São Paulo (USP), em seu último ano de faculdade teve a oportunidade de fazer um estágio supervisionado na École Montpellier SupAgro, na França, onde foi aprovada para o doutorado em Química, Bioquímica e Tecnologia de Alimentos no Instituto Francês de Pesquisa para Agricultura, Alimentação e Meio Ambiente, ou Institut National de Recherchepour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environment (INRAE). Ao retornar ao Brasil, em 2011, aprimorou suas habilidades em um pós-doutorado na UniRio, na área de desenvolvimento de alimentos funcionais e embalagens à base de resíduos agroindustriais. Após passar em concurso para a Faculdade de Farmácia da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), retornou definitivamente para a UniRio, onde é docente desde 2013.

Vivendo as emoções intensas após o nascimento do primeiro filho, há menos de um mês, a pesquisadora, entre uma mamada e outra do recém-nascido, explica que a aplicação de ferramentas como a espectrometria de massas e a cromatografia líquida na análise de alimentos permite o estudo detalhado da qualidade nutricional e tecnológica dos alimentos para a caracterização e obtenção de compostos bioativos de interesse econômico e sua aplicação biotecnológica na indústria de alimentos, farmacêutica e de cosméticos.

Atualmente, seu principal foco de pesquisa são os cereais. A aplicação dessas tecnologias de ponta no estudo das proteínas de cereais, permitem, por exemplo, melhor compreender a alergenicidade, principalmente relacionada à doença celíaca. Com a espectrometria de massas é possível caracterizar o conjunto de proteínas e peptídeos que podem desencadear alergia em portadores da doença celíaca. Mariana explica que o estudo de diferentes genótipos de cereais e da aplicação de processamentos como a extrusão termoplástica, permite avaliar o efeito na digestibilidade das proteínas e até mesmo na obtenção de variedades ou de produtos alimentícios – como macarrão e biscoitos – de menor toxicidade para pacientes celíacos. O objetivo da pesquisa, que conta com a parceria da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), é investigar se o processamento do alimento é capaz de diminuir – ou até eliminar – o potencial alergênico do trigo, por meio da reorganização das proteínas.

“A espectrometria de massas é a tecnologia mais avançada que existe para este tipo de estudo. É uma pesquisa bastante pioneira, poucas pessoas no mundo se dedicam a esse tipo de análise, que conta ainda com a parceria de pesquisadores da Alemanha”, conta a engenheira de alimentos. Ela destaca que o Centro de Inovação em Espectrometria de Massas do Laboratório de Bioquímica de Proteínas (IMasS-LBP), criado em junho de 2013, é reconhecido internacionalmente pela Waters, uma das maiores companhias mundiais no ramo científico de equipamentos analíticos. É um dos 21 Centros de Inovação Waters no mundo, com excelência na área de espectrometria de massas. “O Centro de Inovação em Espectrometria de Massas da UniRio é dotado de um conjunto de equipamentos que compõem uma plataforma analítica robusta que permite todo o tipo de análise para estudo da qualidade nutricional, funcional e tecnológica de qualquer tipo de alimento. E o apoio da FAPERJ tem sido fundamental para manter esta estrutura funcionando”, afirma a pesquisadora.

Pesquisadoras preparam amostras para experimentos no Laboratório de Bioativos do Centro de Espectometria de Massas

Mariana e sua equipe pesquisam, além do trigo, outros cereais como arroz, sorgo, aveia, cevada e centeio, incluindo o estudo dos metabólitos dessas plantas, principalmente os compostos fenólicos, presentes nas diferentes frações dos cereais, tais como o farelo, a farinha integral ou refinada. A pesquisadora destaca o potencial bioativo do sorgo. Bastante usado para a alimentação animal no Brasil, este cereal é não alergênico e se apresenta como um excelente substituto para o trigo, além de possuir, em média, 10 vezes mais compostos bioativos que os demais cereais. Tais compostos contribuem para reduzir o risco de desenvolvimento de doenças crônico-degenerativas, como citado anteriormente. Ao valorizar esse cereal para uso na alimentação humana, a pesquisa também contribuirá para a segurança alimentar e nutricional.

“Com o uso da espectrometria de massas é possível mapear e estudar diferentes genótipos do sorgo e caracterizar o perfil dos compostos bioativos para a obtenção de genótipos com maior potencial funcional para ser usado como alimento”, esclarece Mariana. Ela também ressalta o fato de o sorgo contribuir para a superação de desafios ambientais, por ser uma planta que tolera o calor e a seca, e que por isso requer menos água, além de não ser exigente em recursos agronômicos, como fertilizantes. “Por tudo isso é uma alternativa de cultivo mais sustentável para a alimentação humana, com a vantagem de agregar propriedades funcionais benéficas à saúde”, resume.

A pesquisadora aponta que a desvantagem do sorgo é sua baixa digestibilidade. Mas ressalta que o laboratório já vem se dedicando, em parceria com o INRAE da França, ao estudo proteômico (análise do conjunto de proteínas) por espectrometria de massas, no qual são aplicados processamentos como a germinação do grão para avaliar a capacidade de hidrólise das proteínas para torná-las mais digeríveis, além do uso da extrusão para avaliar a solubilidade das proteínas nos extrudados.

“Os resultados são bem promissores, alguns genótipos – brasileiros e franceses – apresentam excelente potencial para serem usados na alimentação humana”, revela Mariana sobre a pesquisa, que conta com a parceria da Embrapa Milho e Sorgo, localizada em Sete Lagoas (MG), e da Embrapa Agroindústria de Alimentos, com sede em Guaratiba, Zona Oeste do Rio de Janeiro.

Outra linha de pesquisa conduzida no laboratório visa ao aproveitamento de resíduos agroindustriais. Em parceria com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), foi conduzido um projeto na área de filmes biodegradáveis, para aproveitamento de resíduo do óleo de café verde (torta e borra), cujos compostos bioativos produziram um filme biodegradável capaz de proteger contra os raios ultravioleta (UV). O artigo, em fase de revisão para ser publicado, aborda a aplicação do material desenvolvido para a proteção contra oxidação de óleos comestíveis e aponta também para uma possível aplicação cosmética.

Ainda nesta linha, o laboratório possui projetos que objetivam o aproveitamento de resíduos de cervejarias, como bagaço de malte, além de outros resíduos vegetais decorrentes do preparo de alimentos em unidades de alimentação e do processamento de frutas e verduras em supermercados e hortifrutis do Rio. Após a coleta, estes resíduos são transformados em farinha, a partir da qual são extraídos os compostos bioativos que, após caracterização, podem ser aplicados como aditivos naturais em alimentos, como por exemplo uma alternativa aos antioxidantes sintéticos. Com informações da Faperj

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alimentos, espectrometria de massas e a cromatografia líquida, Waters

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