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16

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rtugal;

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O C

EBAL – C

entro de Biotecnologia Agrícola e A

gro-Alim

entardo A

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

da u

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as va

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e Cyn

ara

card

uncu

lus L.:

card

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), alca

chofra

(B) e ca

rdo cu

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).

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)

VO

Z D

O C

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stratégia co

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ada

para valo

rização e

conóm

ica do card

oO

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).

Re

ferê

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[17

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o In

stituto

Politécn

ico d

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

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a.

Fig

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tificadas em

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hem

istry. 2013, 6

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

as de C

ynara

card

uncu

lus

com

o fo

nte

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