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gro-Alim
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lentejo, em parceria com
seis entidades do Sistema C
ientífico eTecnológico N
acional, nomeadam
ente, Faculdade de Ciências e
Tecnologia/Universidade N
ova de Lisboa, Instituto Nacional de
Investigação Agrária e Veterinária, Instituto Politécnico de Beja,
Universidade de A
veiro, Universidade C
atólica Portuguesa: ICSViseu,
e Universidade de Évora, desenvolve atualm
ente o projeto intitulado“ValBioTecC
ynara – Valorização económica do C
ardo (Cyn
ara
card
uncu
lus): estudo da sua variabilidade natural e suas aplicações
biotecnológicas” (ALT20-03-0145-FED
ER-000038) - financiadopelo Program
a Operacional Regional do A
lentejo (Alentejo 2020),
Regula
mento
Específico
do
Do
mínio
da
Co
mp
etitivida
de e
Internacionalização - Sistema de A
poio à Investigação Científica e
Tecnológica – Projetos de Investigação Científica e D
esenvolvimento
Tecnológico (IC&
DT), através do Fundo Europeu de D
esenvolvimento
Regional (FEDER).
Figura
1. A
speto
morfo
lógico
de ca
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e Cyn
ara
card
uncu
lus L.:
card
o silvestre (A
), alca
chofra
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ltivado (C
).
O C
ardo
Cyn
ara
ca
rdun
culu
s L. pertence à família das A
steraceae(C
ompositae), onde se incluem
as variantes de cardo silvestre (var.sylve
stris (Lamk) Fiori), a alcachofra (var. sco
lymus (L.) Fiori) e o
cardo cultivado (var. altilis D
C) (Figura 1).
O C
ardo é uma planta herbácea perene (10-15 anos) que cresce
naturalmente em
condições de habitat extremas: tem
peraturaselevadas e stress hídrico no verão, em
solos secos, rochosos e nãocultivados. Esta planta é bastante tolerante a condições de stresshídrico, devido ao seu sistem
a radicular profundo (até 5 m de
profundidade), que suporta, anualmente, o crescim
ento da parteaérea após a estação de verão. U
ma planta adulta pode atingir
diferentes alturas e diâmetros, sendo em
norma inferior a 2 m
, epo
dendo espalhar-se po
r uma área de 1
,5 m
de diâmetro
.Tradicionalm
ente, os capítulos de cardo são utilizados em Portugal
para a produção de queijos de ovelha, “Serra da Estrela”, “Serpa”,“Évora”, “N
isa”, “Azeitão”, entre outros, havendo outros países que
utilizam a flor com
a mesm
a finalidade, como seja o caso da produção
dos queijos “La Serena” e “Guia” em
Espanha. Para além destas
aplicações, as infusões de alcachofra e folhas de cardo sãoam
plamente co
nhecidas na medicina po
pular, dada a suahepatoprotetividade e ações coleréticas, o que está relacionadocom
a sua composição fenólica, nom
eadamente com
os ácidoscafeolquínicos (por exem
plo, cinarina) e seus derivados (por exemplo,
luteolina e luteolina 7-O-glucósido). Além
das aplicações tradicionaiscitadas, a C
ynara
card
uncu
lus tem
sido também
referida como um
acultura de m
últiplas-aplicações, devido aos seus elevados teores decelulose e hem
icelulose [1-6], nomeadam
ente para a produção decelulose e pasta de papel [1,5,7], com
o biocombustível sólido
[2], produção de biogás [6] e de bioetanol [4]. Para além disso,
(A)
(C)
»
(B)
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ica do card
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projeto ValBioTecCynara aborda a caracterização genética,
molecular, m
orfológica e bioquímica de diferentes variantes de cardo,
como um
a estratégia combinada para identificar, na variabilidade
genética natural, indivíduos com perfis bioquím
icos de interesse. Oprojeto ValBioTecC
ynara encontra-se a explorar rotas inovadorasno uso tradicional das flores (pistilos) para a indústria de produçãode queijo; e desenvolver novos produtos baseados nos com
postosbioativos presentes nas folhas. A
restante biomassa será valorizada
no âmbito de outros projetos de pesquisa, em
diferentes áreascientíficas (com
plementares à presente proposta).
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e Beja
Assim
, o projeto ValB
ioTe
cCyn
ara, que possui duas abordagens
diferentes mas com
plementares, tem
como objetivo a prom
oção doconhecim
ento científico e tecnológico em cardo, assim
como a
coo
peração entre instituiçõ
es I&D
e o seto
r com
ercial. Essacooperação im
plica um claro reforço das atividades tradicionais e
acarreta o desenvolvimento de novas soluções de m
elhoramento,
levando a uma consolidação do conhecim
ento transferido numa
perspetiva de maxim
ização de exploração da cadeia de valor emredor da produção de cardo.
No prim
eiro ano do projeto foram já identificadas 15 populações
dispersas pela região Alentejo. A
s referidas populações foramam
ostradas e caracterizadas morfologicam
ente para um total de 46
descritores, entre os quais se destaca o peso foliar, altura, número
de ramificações prim
árias, número de inflorescências prim
árias esecundárias. D
e todas as populações foi recolhido material vegetal
(folhas, flores e sementes) totalizando um
a amostragem
de 107indivíduos. A
pós a caracterização morfológica, o m
aterial encontra-se agora a ser caracterizado do ponto de vista quím
ico e genético.O
perfil bioquímico e tecnológico dos pistilos das flores está a ser
avaliado, com vista ao estudo da sua influência no processo
tecnológico de produção de queijos DO
P Alentejo (Serpa, Évora e
Nisa), co
mbinando
inovação
com
os pro
dutos tradicio
naisportugueses.
A m
esma variabilidade natural das plantas será explorada na área
da valorização bio farmacêutica, através da identificação das plantas
com m
aiores quantidades de cinaropicrina nas folhas (anteriormente
descrita com grande potencial biológico). Relativam
ente aosbioprodutos de C
ynara
card
uncu
lus e com
base nos resultados
anteriores da nossa equipa de trabalho, os extratos das folhas decardo serão estudados num
a perspetiva que vise a valorizaçãoeco
nóm
ica da folha num
a perspetiva de novas aplicaçõ
esbiotecnológicas de base farm
acêutica: i) identificar os alvos celularesda cinaropicrina (prom
ovendo a compreensão do seu potencial
anticancerígeno); ii) desenvo
lver matrizes po
liméricas para
revestimento de feridas crónicas; iii) desenvolver novas form
ulaçõesbiocidas.
Os genótipos já selecionados estão a ser preservados, com
oestabelecim
ento de um cam
po experimental de cardo, parcialm
entejá instalado em
Beja (Figura 4), o qual consideramos ser a pedra
basilar para diversas futuras valorizações económicas da planta
Cyn
ara
card
uncu
lus, a nível nacional e internacional.
da planta e perfis enzimático
s é, no entanto
, crítico para o
melhoram
ento e sustentabilidade da queijaria tradicional, permitindo
no futuro uma base para a certificação ou garantia das fórm
ulasen
zimá
ticas u
sad
as n
o fa
brico
de q
ueijo
, perm
itind
o o
desenvolvimento do grande potencial de inovação associado a esta
peculiar fonte de enzimas coagulantes.
Fig
ura
3. E
strutu
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Fig
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1 (3
5):8
420– 8
429) [1
0].
o óleo da semente de cardo apresenta um
a composição de ácidos
gordos adequados para a produção de biodiesel [8, 9]. Resultadosprelim
inares obtidos pelo CEBA
L destacam a existência de diferentes
genótipo
s de Cyn
ara
card
uncu
lus, co
m perfis extrem
amente
diferentes, o que consequentemente se traduz tam
bém num
perfil deatividade biológica distinto, e na possibilidade de utilização emdiferentes aplicações biotecnológicas ainda não desenvolvidas.Paralelam
ente, a sua diversidade natural, pode ser explorada como
fonte de variabilidade genética (novos alelos) para característicasim
portantes, tais como a produtividade, resistência a doenças,
adaptação, qualidade e valor nutricional. Deste m
odo, a avaliaçãoda diversidade genética e a determ
inação da relação entre ecótiposé um
passo importante para a conservação de germ
oplasma,
aumentando a eficiência do esforço para valorização de ecótipos a
preservar. Em Portugal, apesar da riqueza de germ
oplasma de cardo
selvagem, a identificação e caracterização deste recurso genético é
ainda pouco conhecida
Pote
ncial d
as folh
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lus
com
o fo
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de co
mposto
s bio
ativos
Nos últim
os anos, a indústria farmacêutica tem
reconhecido oscom
postos naturais como excelentes m
odelos para a síntese denovas m
oléculas “natural product-like” biologicamente ativas, devido
à sua (i) diversidade química; (ii) “estruturas” privilegiadas resultantes
da evolução selecionada para ligação a macrom
oléculas biológicase (iii) m
ecanismos pleiotrópicos de ação. Recentem
ente, e de acordocom
o publicado pela Food a
nd D
rug A
dm
inistra
tion (FD
A), os
produtos naturais representam 38%
das novas entidades moleculares
aprovadas pela FDA
. De facto, nos últim
os trinta anos, houve uma
enorme procura por fárm
acos com propriedades antitum
orais, eantibacterianas, o que se traduziu, respetivam
ente, em 11,3%
e1
0,4
% d
o to
tal d
e nova
s entida
des q
uímica
s ap
rova
da
s.C
uriosamente, no total de entidades quím
icas desenvolvidas entre1981 e 2010, com
perfil antimicrobiano e antitum
oral, 25 e 56,8%,
respetivamente, eram
drogas semissintéticas derivadas de produtos
naturais, o que claramente resum
e o potencial das plantas como
fonte de compostos biologicam
ente ativos utilizados pela indústriafarm
acêutica.C
onsiderando o crescente interesse na exploração do cardo como
fonte de biomassa, bem
como a com
posição dos seus extrativos,foi efetuada a caracterização quím
ica detalhada das diferentes partesm
orfológicas de C. ca
rduncu
lus L. var. a
ltilis (DC
) (variedadecultivada) por crom
atografia gasosa de espectrometria de m
assa(G
C-M
S). A análise quantitativa das frações verificou a existência
de grandes percentagens de uma fam
ília de compostos denom
inadalactonas sesquiterpénicas na folha (Figura 2), de onde se destaca,pela sua abundância, um
composto denom
inado cinaropicrina
A u
tilização d
a flor d
e C
ynara
card
uncu
lus
no fab
rico d
e q
ueijo
O uso tradicional da flor de cardo com
o agente coagulante nofabrico de queijos tradicionais de leite de ovelha é bem
conhecido.O
extrato de cardo é considerado como um
dos mais im
portantesfatores ou m
esmo o fator essencial para as propriedades do queijo,
sendo-lhe atribuído
s efeitos específico
s e tecnolo
gicamente
essenciais, como as texturas características dos queijos de leite de
ovelha. O uso de extrato de cardo é obrigatório no fabrico dos
queijos de ovelha que beneficiam do estatuto de D
esignação deO
rigem Protegida (D
OP).
Nos extratos de cardo obtidos segundo a m
etodologia tradicionaltêm
sido identificadas diversas protéases aspárticas, que apresentamdiversas designações, cardosinas – A
a H [12, 13], ciprosinas - 1 a 3
[14]. A atividade coagulante do extrato de cardo, tal com
o o queacontece com
outros coagulantes, é influenciada por fatorestecnológicos bem
conhecidos e identificados no fabrico de queijo,com
o a temperatura (fator exógeno), pH
, composição do leite e teor
em cálcio iónico (fatores inerentes), entre outros, e o nível ótim
o deutilização é, em
regra, ajustado de acordo com as principais variáveis
que caracterizam o processo tecnológico [15, 16].
Não obstante os estudos já efetuados e o conhecim
ento jádisponível sobre as propriedades das enzim
as provenientes da florde cardo
, o co
nteúdo enzim
ático do
s extratos e o
efeito da
variabilidade da flor/perfil enzimático não está com
pletamente
esclarecido e a utilização dos extratos de cardo continua a processar-se de form
a tradicional, sem qualquer tipo de certificação ou de
avaliação das soluções coagulantes. Louro Martins e
t al. [17] referem
uma variação acentuada em
função do tipo morfológico da planta e
encontraram perdas significativas de atividade coagulante causada
pela secagem a baixa tem
peratura, o modo tradicional de conservação
da flor de cardo, provavelmente com
efeito a nível da produção dequeijo. A
s razões para a variabilidade na atividade coagulante/proteolítica não estão ainda esclarecidas, podendo eventualm
enteresultarem
do efeito da variabilidade da flor/variabilidade de perfilenzim
ático, assim com
o do efeito da secagem da flor no perfil
enzimático. D
eve ser realçado que o modo tradicional de preparação
deste típico coagulante não constitui, como se pode deduzir, um
fator de estabilidade do fabrico de queijo e que a variabilidade nosperfis enzim
áticos que se começam
a identificar associados àvariabilidade das populações de plantas não ajuda à definição e àestabilização das propriedades típicas do queijo.
Portugal submeteu recentem
ente à União Europeia, um
pedido deinclusão do extrato bruto tradicional de C
ynara
card
uncu
lus na lista
de enzimas alim
entares autorizados na União Europeia, com
o umextrato enzim
ático para utilização em queijaria, o qual perm
itirá acontinuidade da respetiva utilização, nos term
os regulamentares. O
aprofundamento do conhecim
ento referente à variabilidade relativa
(Figura 3), que apresenta um grande potencial anticancerígeno.
Os resultados até agora obtidos dem
onstraram que os extratos
lipofílicos de cardo, em particular, a cinaropicrina, apresentam
elevado potencial biológico, podendo vir a ser utilizados como novas,
ou como parte integrante de novas abordagens terapêuticas para o
cancro da mam
a, particularmente o cancro da m
ama do tipo triplo
negativo (altamente m
aligno). Com
base neste potencial, um dos
objetivos a explorar no presente projeto será o conhecimento, em
maior detalhe, das interações celulares da cinaropicrina, bem
como
o desenvolvimento de aplicações biotecnológicas para a indústria
farmacêutica.
VI
VII