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| Aparelho de RMN |
- A combinação de técnicas de ressonância magnética nuclear e
metabolômica permitiu identificar biomarcadores químicos capazes de
diferenciar tainhas capturadas em três localidades distintas do País.
- As diferenças na composição do músculo refletem
características do ambiente em que os peixes vivem, como a salinidade, o
estado fisiológico e a alimentação.
- A pesquisa abrangeu três localidades, em diferentes épocas do
ano: Lagoa de Araruama (RJ), Baía de Sepetiba (RJ) e litoral de Santa
Catarina.
- A assinatura química da Lagoa de Araruama se destaca pela alta
salinidade e pode embasar um pedido de Indicação Geográfica (IG) ao INPI.
- A pesquisa tem aplicação direta no setor pesqueiro e em
políticas de certificação de origem, com potencial para combater fraudes
comerciais, substituição de espécies e falsificação de procedência no
mercado de pescados.
Pesquisa inédita conduzida por cientistas da Embrapa e de
instituições parceiras identificou uma espécie de “impressão digital química”
da tainha brasileira (Mugil liza), capaz de determinar a
origem geográfica a partir de pequenas moléculas presentes no músculo do peixe.
A descoberta representa um avanço relevante para a rastreabilidade,
autenticidade e valorização de produtos pesqueiros no País.
Os resultados estão publicados no artigo Application of Magnetic
Resonance Tools for Qualification and Traceability of Mullets,
no periódico científico internacional Fishes. O
estudo foi conduzido pelos pesquisadores Fabíola Fogaça, da Embrapa Agroindústria de Alimentos (RJ), e Luiz Colnago, da Embrapa Instrumentação (SP), em parceria com cientistas da
Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ). O apoio financeiro é da Fundação Carlos Chagas
Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj).
A pesquisa utilizou a técnica de espectroscopia por
Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio Ressonância Magnética Nuclear de
Hidrogênio (RMN de ¹H), que funciona como um "raio-X" químico para
mapear a posição dos átomos de hidrogênio, associada à metabolômica, ciência
que estuda os metabólitos — pequenas moléculas produzidas pelo organismo
durante as reações químicas do dia a dia. A combinação dessas duas ferramentas
permitiu identificar biomarcadores químicos capazes de diferenciar tainhas
capturadas em três localidades distintas do Brasil e detectar diferenças na
composição do músculo relacionadas às características do ambiente, à
salinidade, ao comportamento fisiológico e à alimentação dos peixes.
Segundo Fogaça, a pesquisa representa um avanço para a
ciência de alimentos e para a cadeia produtiva do pescado no País. “O grande
diferencial desse estudo é demonstrar que é possível identificar a origem
geográfica da tainha por meio de um perfil metabólico altamente específico, que
atua como uma assinatura química do pescado. É uma ferramenta inovadora para
autenticação, rastreabilidade e agregação de valor”, destaca a pesquisadora.
Rigor científico e
tecnologia de ponta
Para chegar aos resultados, os pesquisadores analisaram
amostras do pescado coletadas em diferentes estações do ano, na Lagoa de
Araruama (RJ), na Baía de Sepetiba (RJ) e no litoral de Santa Catarina. O
protocolo experimental utilizou um equipamento avançado de Ressonância
Magnética Nuclear (RMN), com alta resolução, capaz de mapear a estrutura
molecular de substâncias presentes no músculo do peixe com elevado nível de
precisão.
Colnago (foto abaixo), especialista em
ressonância magnética nuclear na Embrapa Instrumentação, explica que a técnica
permitiu identificar compostos químicos relacionados à alimentação, ao
metabolismo e às condições ambientais às quais o peixe foi exposto ao longo da
vida.
“Diferentemente de métodos convencionais, que muitas vezes
não conseguem fornecer informações detalhadas sobre as alterações bioquímicas
que ocorrem no pescado, a RMN oferece uma análise rápida, abrangente e não
destrutiva da amostra. O resultado é um perfil metabólico detalhado que
funciona como um ‘código de barras químico’, capaz de diferenciar peixes de
regiões distintas”, complementa o pesquisador.
Os cientistas identificaram 23 compostos químicos naturais
presentes no músculo das tainhas, que ajudam a revelar informações sobre o
funcionamento do organismo do peixe, como gasto de energia, atividade muscular,
alimentação e adaptação ao ambiente. Entre os compostos encontrados estão
lactato, creatina, taurina e aminoácidos importantes para o metabolismo.
Para garantir a confiabilidade dos resultados, eles
utilizaram diferentes métodos estatísticos e compararam centenas de dados
obtidos nas análises laboratoriais. Isso permitiu confirmar, com segurança
científica, que as tainhas de diferentes regiões apresentam perfis químicos
distintos. “Os resultados mostraram separação clara entre os grupos de peixes
de diferentes origens geográficas, especialmente devido às variações nas
concentrações de lactato, histidina, treonina, fenilalanina e ornitina”, conta
Fogaça.
Outro aspecto relevante foi a estabilidade dos marcadores
químicos. O estudo demonstrou que fatores como o tamanho do peixe e a
sazonalidade tiveram pouca influência sobre o perfil metabólico geral,
reforçando a confiabilidade dos metabólitos como indicadores de origem.
Lagoa de Araruama
imprime assinatura química única
Os pesquisadores identificaram que as condições extremas
da Lagoa de Araruama — considerada a maior lagoa hipersalina permanente do
mundo — influenciam diretamente o metabolismo das tainhas. A lagoa possui
salinidade média de 52%, muito acima da água do mar convencional.
Essa condição ambiental gera adaptações fisiológicas
específicas nos peixes, refletidas no perfil químico detectado pela ressonância
magnética nuclear. O trabalho demonstrou que a hipersalinidade altera os
mecanismos de osmorregulação (processo fisiológico pelo qual os organismos
controlam o equilíbrio de água e a concentração de sais minerais em seus
fluidos corporais), o metabolismo energético e a utilização de aminoácidos.
“O ambiente deixa marcas bioquímicas detectáveis nos
peixes. A Lagoa de Araruama produz uma assinatura metabólica muito
característica, associada à salinidade extrema e às adaptações fisiológicas da
espécie”, ressalta a pesquisadora.
Combate a fraudes
e apoio à Indicação Geográfica
Além do avanço científico, a pesquisa possui aplicação
prática direta para o setor pesqueiro e para políticas de certificação de
origem. Segundo os autores, a tecnologia pode contribuir para combater fraudes
comerciais, substituição de espécies e falsificação de procedência no mercado
de pescados.
O estudo também servirá de base técnica para o pedido de
Indicação Geográfica (IG), na modalidade Denominação de Origem, da tainha da
Lagoa de Araruama junto ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI).
Os pesquisadores afirmam que a espectroscopia por RMN de
¹H (Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio) se mostrou uma ferramenta
potente para mapear o metabolismo da tainha e criar registros químicos específicos
capazes de fortalecer a rastreabilidade, a segurança alimentar e o valor de
mercado do pescado.
De acordo com Colnago, que trabalha há mais de 30 anos com
ressonância magnética nuclear, o uso da técnica para a rastreabilidade de
peixes pode ter impacto direto no combate à adulteração geográfica e à
comercialização irregular de espécies. “A identificação precisa da procedência
ajuda a proteger consumidores, fortalecer sistemas de fiscalização e valorizar
produtos regionais”, enfatiza.
O estudo também incorporou ferramentas de inteligência
artificial no processo de análise e organização dos resultados. “A integração
entre metabolômica, ressonância magnética e inteligência artificial demonstra
como diferentes áreas da ciência podem atuar de forma complementar na produção
de conhecimento aplicado à segurança alimentar”, acrescenta Colnago.
Análise do perfil
metabólico de alimentos por RMN
A RMN é conhecida do público em geral como uma técnica de
diagnóstico médico por imagens. Mas, muito antes das aplicações médicas, desde
a década de 1950, a RMN já era usada como ferramenta para determinar a
estrutura de moléculas de origem natural e sintética, biomoléculas, entre
outras aplicações.
Na Embrapa Instrumentação, o estudo com RMN de baixo campo
para análises de produtos agroindustriais e in natura motivou a criação do aparelho
SpecFit, desenvolvido em parceria com a startup Fine Instrument Technology (FIT), que já chegou a mais de 20 países, principalmente na Ásia,
onde é usado para análise do teor de óleo de frutos de dendezeiros.
O estudo para a rastreabilidade de tainhas utilizou um
aparelho de RMN de alto campo. É um método analítico avançado, que usa ímãs
potentes para gerar espectros detalhados de moléculas. Segundo o pesquisador, a
técnica permite investigações estruturais complexas, autenticação geográfica e
estudos de metabolômica. O princípio de funcionamento é similar aos de uso
médico e laboratorial.
Em vez de imagens, a técnica gera um grande número de
sinais eletrônicos interpretados com base na composição química da amostra,
como açúcares (sacarose, glicose e frutose), aminoácidos, gorduras e ácidos
orgânicos — ou seja, os componentes que podem ser extraídos do alimento.
"Em uma única análise podem ser identificados e quantificados mais de 50
componentes", observa o especialista.
Os aparelhos são compostos de um imã, uma antena ou sonda,
uma estação de transmissão e recepção de ondas de rádio e um computador. A
função do ímã é magnetizar a amostra, cuja análise, nesse caso, não pode ser
feita do alimento inteiro, mas de um extrato com água ou solvente orgânico. Uma
amostra bem pequena é extraída e colocada em pequenos tubos de ensaio.
O transmissor de RMN funciona de forma similar ao de rádio
AM, com base no envio de uma onda de rádio para a antena. A antena faz com que
essa onda penetre na amostra e altere a magnetização dos materiais. A amostra
fica dentro da antena, que é uma bobina (fio de cobre enrolado em forma
espiral), e também dentro do ímã.
O que é a
metabolômica?
A metabolômica é uma área da ciência que analisa pequenas
moléculas produzidas pelo metabolismo dos organismos, chamadas metabólitos.
Se realizada no sangue, a metabolômica indica a quantidade
de metabólitos como glicose, creatinina, ácido úrico, entre dezenas de outros,
em uma única análise. No método convencional, cada metabólito usado na rotina
médica é determinado por um método diferente.
Esses compostos funcionam como indicadores bioquímicos do
estado fisiológico, da alimentação e das condições ambientais às quais um
organismo foi exposto.
No caso da pesquisa com tainhas, a técnica permitiu
identificar compostos químicos capazes de diferenciar peixes de distintas
regiões geográficas, criando uma espécie de “assinatura química” do
pescado.
