Cientistas criam impressão digital química para rastrear pescado

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Pesquisa inédita conduzida por cientistas da Embrapa e de instituições parceiras identificou uma espécie de “impressão digital química” da tainha brasileira (Mugil liza). O método permite determinar a origem geográfica do peixe a partir de pequenas moléculas presentes no músculo do animal. A descoberta representa um avanço para a rastreabilidade, autenticidade e valorização de produtos pesqueiros no país.

Os resultados foram 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 (¹H NMR), que funciona como um “raio-X” químico para mapear a posição dos átomos de hidrogênio. A técnica foi 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. Também foram detectadas 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, 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. Entre eles estão lactato, creatina, taurina e aminoácidos importantes para o metabolismo. Para garantir a confiabilidade dos resultados, foram utilizados diferentes métodos estatísticos e comparados centenas de dados obtidos nas análises laboratoriais. Isso permitiu confirmar 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, 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 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). O equipamento 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, aminoácidos, gorduras e ácidos orgânicos. “Em uma única análise podem ser identificados e quantificados mais de 50 componentes”, observa o especialista.

Os aparelhos são compostos de um ímã, uma antena ou sonda e 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. A 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.

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