Jornal da USP
09/06/2023

Grãos de café – Foto: Freepik

Pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP, em colaboração com a Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes) e a Universidad del Norte (Colômbia), criaram um biossensor capaz de detectar a presença de ocratoxina (OTA) em meio aos grãos de café. A toxina, que é produzida por vários fungos dos gêneros Penicillium e Aspergillus, é considerada um cancerígeno em potencial, além de apresentar outros riscos para a saúde humana e animal. 

Os fungos se abrigam nos grãos de café e, quando passam por alguma perturbação ou estresse, acabam produzindo essa toxina para que outros competidores não tomem seu espaço. Por apresentar resistência a altas temperaturas, a OTA não é completamente eliminada durante o processo de torrefação do café. Como sua molécula se assemelha muito à de um aminoácido essencial (aqueles obtidos pela alimentação), quando a ingerimos, nosso corpo a recebe como tal – o que pode desencadear uma resposta tóxica no organismo. Além de seu efeito potencialmente cancerígeno, a toxina também pode causar lesões nos rins e no fígado.

Biossensores são dispositivos analíticos integrados que têm por função traduzir um evento biológico em um sinal mensurável. Quando ocorre uma interação entre a molécula presente no dispositivo e o elemento alvo, o biossensor é capaz de transformar essa reação biológica em um sinal passível de ser medido e quantificado. Neste caso, ele torna possível mensurar a quantidade de ocratoxina presente na produção cafeeira.

“Nessa plataforma física uma molécula biológica é imobilizada, que pode ser um anticorpo, como nesse caso. Essa biomolécula vai ser selecionada especificamente para poder interagir com aquela molécula-alvo, que é a ocratoxina”, explica Valtencir Zucolotto, coordenador do Grupo de Nanomedicina e Nanotoxicologia (GNano) do IFSC da USP, ao Jornal da USP.

Muito mais que um grão

O Brasil é o maior exportador de café do mundo: foram mais de 35 milhões de sacas exportadas para mais de 122 países em 2022. A arrecadação com a commodity bateu recordes e mostrou um aumento de 46% em relação ao ano anterior, Além disso, nos últimos anos, o País vem se consolidando como um dos principais exportadores de cafés especiais – aqueles com uma pontuação de 80 ou mais na escala SCA (que vai de zero a 100) , criada pela Specialty Coffee Association, na qual são analisados a uniformidade, o retrogosto e outros elementos do café.

Alguns dos principais compradores do café brasileiro pertencem à União Europeia, que recentemente sancionou legislações regulatórias para a quantidade de OTA que pode ser encontrada nos alimentos. Assim, os pesquisadores reafirmam a importância do biossensor para agregar mais valor à commodity brasileira no mercado. “Esse biossensor ajudaria, em primeiro lugar, para um maior monitoramento dos níveis de ocratoxina, garantindo a segurança alimentar aos consumidores e também o atendimento aos limites da legislação internacional, que detém um impacto muito grande para quem exporta café”, diz o professor da Ufes Jairo de Oliveira.

O custo de produção dos chips de detecção do biossensor é atualmente cerca de R$ 8. Existe também o custo da plataforma eletrônica de leitura, estimado em algumas centenas de reais –  mas essa plataforma não é descartável como os chips, bastando apenas uma para fazer centenas ou milhares de leituras.

Atualmente, o valor de uma análise do nível de ocratoxina gira em torno de R$ 400 a R$ 600, além de exigir um prazo de cinco dias úteis para acesso aos resultados. “O tempo de análise e o custo são fatores que colocam entraves na rotinerização do sistema de detecção. Então, a ideia é você ter um biossensor de baixo custo e que qualquer operador sem treinamento específico possa utilizar, inclusive no campo”, relata Zucolotto.

Foi realizado um pedido de patente e agora os pesquisadores buscam financiamento para a criação de uma startup, com o objetivo de aproximar o instrumento dos produtores de café. “Nós realizamos avaliações em amostras reais e o sistema respondeu muito bem, o que deixou a equipe entusiasmada com a escalabilidade do processo. Estamos enviando esforços para que isso aconteça, seja pela criação de uma startup ou por uma parceria para transferência de tecnologia”, diz Oliveira.

Este projeto foi financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (Fapesp) e pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), sendo que o pedido de patente sobre o desenvolvimento da tecnologia está em andamento com a equipe da Agência USP de Inovação .

Os resultados da pesquisa foram publicados no artigo Label-free electrochemical immunosensor for Ochratoxin a detection in coffee samples, disponível na revista Talanta.

Mais informações: e-mail zuco@ifsc.usp.br, com Valtencir Zucolloto [1], [2]

[1] Texto de Camilla Almeida.

[2] Publicação original: https://jornal.usp.br/ciencias/biossensor-pode-identificar-toxina-produzida-por-fungos-nos-graos-de-cafe/.

Como citar este texto: Jornal da USP. Biossensor pode identificar toxina produzida por fungos nos grãos de café.  Texto de Camilla Almeida. Saense. https://saense.com.br/2023/06/biossensor-pode-identificar-toxina-produzida-por-fungos-nos-graos-de-cafe/. Publicado em 09 de junho (2023).

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