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Nra   aula 1 - reforço - artigo alimentos funcionais
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Nra aula 1 - reforço - artigo alimentos funcionais

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  1. artigo convidadoCarvalho PGB; Machado CMM; Moretti CL; Fonseca, ME N. 2006. Hortaliças como alimentos funcionais. Horticultura Brasileira 24: 397-404.Hortaliças como alimentos funcionaisPatrícia G B de Carvalho; Cristina Maria M Machado; Celso Luiz Moretti; Maria Esther de N FonsecaEmbrapa Hortaliças, C. Postal 218, 70359-970 Brasília- DF; E-mail: patricia@cnph.embrapa.br RESUMO ABSTRACT Embora remonte às origens da civilização, a relação entre ali- Vegetable crops as functional foodmentação e saúde nunca foi tão estreita quanto nos dias de hoje. Although a very old concept, the relationship between food andDietas ricas em gordura, sal e açúcar e pobres em carboidratos health has never been as close as it is today. Diets rich in fat, salt, andcomplexos, vitaminas e minerais, aliadas a um estilo de vida mais sugar and poor in complex carbohydrates, vitamins, and minerals insedentário, são responsáveis pelo aumento de doenças ligadas à association with a more sedentary lifestyle, are responsible for andieta, tais como obesidade, diabetes, problemas cardiovasculares, increase in diet-related diseases such as obesity, diabetes,hipertensão, osteoporose e câncer. Há muito tempo acredita-se cardiovascular problems, hypertension, osteoporosis, and cancer. It isque o consumo de frutas e hortaliças auxilia na prevenção destas believed that the ingestion of fruits and vegetables helps in thedoenças. As hortaliças são um importante componente da dieta, prevention of these diseases. Vegetables are an important componentsendo tradicionalmente servidas junto com um alimento protéico of the diet, usually in association with protein- and starch-rich foods.e um carboidrato. Elas fornecem não apenas variedade de cor e They are responsible not only for adding variety of color and texturetextura às refeições, mas também nutrientes importantes. As hor- to meals, but also for providing important nutrients. Vegetables aretaliças têm pouca gordura e calorias, relativamente pouca proteí- low fat and low calorie foods, with relatively small amounts of protein,na, mas são ricas em carboidratos e fibras e fornecem níveis sig- but they are rich in carbohydrates and fibers and add significantnificativos de micronutrientes à dieta. Além disso, elas possuem amounts of micronutrients to the human diet. They are also a sourcecompostos funcionais, que beneficiam uma ou mais funções or- of functional substances, which might benefit one or moregânicas, além da nutrição básica, contribuindo para melhorar o physiological functions in the body, besides adequate nutritional effects.estado de saúde e bem-estar e/ou reduzir o risco de doenças. O Functional elements might play a role in improving health and well-desenvolvimento de cultivares mais ricas nestes compostos tem being, as well as reducing the risk of the onset of diet-related diseases.se consolidado como um dos principais focos dos modernos pro- The development of vegetable cultivars with greater amounts of thesegramas de melhoramento genético de hortaliças. Vários destes substances is one of the main goals of modern breeding programs.programas, trabalhando com diferentes hortaliças, estão em anda- Many of these programs, working on different vegetables, are currentlymento no Brasil e no mundo visando aumentar os teores e diversi- underway in Brazil and other countries, aiming to improve the amountficar os tipos de carotenóides presentes na dieta. Neste trabalho and variety of carotenoids present in the diet. In the present paper, thesão discutidos os principais aspectos relacionados às hortaliças main aspects of vegetable crops as functional foods are discussed.como alimentos funcionais, bem como são detalhados os princi- The most important achievements of tomato and carrot breedingpais avanços obtidos nesta área no melhoramento de cenoura e programs in Brazil aiming to improve the amount and types oftomate no Brasil. functional compounds are also presented.Palavras-chave: hortaliças, compostos funcionais, carotenóides, Keywords: vegetables, functional substances, carotenes, plantmelhoramento genético. breeding. (Recebido para publicação em 6 de junho de 2006; aceito em 21 de dezembro de 2006)A urbanização, a industrialização e a globalização exerceram umagrande influência sobre o estilo de vida, nal” (Lajolo, 2002), sobrecarrega o sis- tema de saúde com uma demanda cres- cente de atendimento a doenças crôni- água. Dietas ricas em gordura, princi- palmente gordura saturada e colesterol, sal e açúcar e pobres em carboidratosa dieta e, consequentemente, o estado cas relacionadas à má alimentação. No complexos, vitaminas e minerais, alia-nutricional dos latino-americanos. Ao Brasil, verificou-se, ainda, um aumento das a um estilo de vida mais sedentário,mesmo tempo em que ocorreu uma di- no número de óbitos decorrentes de são responsáveis pelo aumento dasminuição da subnutrição nas regiões me- doenças crônico-degenerativas (Anuá- doenças ligadas à dieta, tais como obe-tropolitanas, houve uma alteração no rio Estatístico de Saúde do Brasil, 2001). sidade, diabetes, problemasestilo de vida, com a adoção de dietas Embora remonte às origens da civi- cardiovasculares, hipertensão,inadequadas e redução da atividade fí- lização, a relação entre alimentação e osteoporose e câncer. Há muito temposica. Como resultado, doenças decorren- saúde nunca foi tão estreita quanto nos acredita-se que o consumo de frutas etes tanto da deficiência, quanto do ex- dias de hoje. Uma recomendação de hortaliças auxilia na prevenção destascesso de nutrientes, tornaram-se impor- “alimentação ideal” deve conter doses doenças.tantes problemas de saúde pública. Este balanceadas de proteínas, carboidratos, A diabetes e alguns tipos de câncer,quadro, chamado de “transição nutricio- gorduras, fibras, vitaminas, minerais e duas das doenças mais temidas hoje pe-Hortic. bras., v. 24, n. 4, out.-dez. 2006 397
  2. PGB Carvalho et al.las dificuldades terapêuticas que apre- • um alimento do qual um compo- pletarem a digestão (Fernandez et al.,sentam e pelo alto índice de mortalida- nente foi removido; 1993). As paredes celulares das hortali-de que provocam, podem ser evitados ças, compostas principalmente por ce-com uma dieta rica em frutas e hortali- • um alimento no qual a natureza lulose, hemicelulose, pectinas, proteínas de um ou mais componentes foi modi-ças e pobre em gorduras e carnes. Mais e polifenóis, são a principal fonte de fi- ficada;de 200 estudos epidemiológicos foram bras dietéticas. As fibras não sãorealizados em todo o mundo para inves- • um alimento no qual a digeridas ou absorvidas no intestinotigar o papel das hortaliças no risco de biodisponibilidade de um ou mais com- delgado, mas são fermentadas por bac-desenvolvimento de câncer. Na maior ponentes foi modificada. térias presentes no cólon (intestino gros-parte destes estudos, o consumo de uma Deve ser enfatizado que, devido a so), produzindo ácido lático e ácidosampla variedade de hortaliças é um de- diferenças genéticas, um alimento fun- graxos de cadeia curta como os ácidosnominador comum entre grupos de bai- cional não será necessariamente funcio- acético, propiônico e butírico, que po-xo risco (Potter, 2000). Baseado nestes nal para todos os membros de uma po- dem reduzir o colesterol circulante noestudos, o Instituto Americano de Pes- pulação (Kok, 1999). Ressalta-se ainda, sangue. O consumo adequado de fibrasquisa do Câncer (AICR) recomenda o que não existe uma recomendação de previne a prisão de ventre e asconsumo de uma dieta rica em hortali- dose mínima de ingestão diária de com- hemorróidas e pode auxiliar na preven-ças e frutas variadas, preferencialmente postos com propriedades funcionais. ção da obesidade, diabetes, câncer decruas, para reduzir de 60% a 70% o ris- Hortaliças: Alimentos funcionais cólon, úlceras e doenças coronarianasco de desenvolver alguma forma de cân- (Vilas Boas, 1999). Estudos epidemiológicos conduzi-cer (American Institute of Cancer Muitas organizações de saúde suge- dos em animais mostraram que deter-Research, 2006). O mesmo é verdade rem a ingestão de 20 a 35 g de fibras ao minados componentes das frutas e hor-para a diabetes, cujo tratamento inclui a dia, mas não existe uma recomendação taliças são capazes de prevenir o câncerrestrição da ingestão de alimentos ricos de ingestão oficial. O consumo excessi- e doenças coronarianas diretamente ouem açúcar, gordura e álcool, substituin- vo de fontes isoladas de fibra pode im- via interações complexas com os pro-do-os por frutas, cereais integrais, grãos, pedir a absorção de nutrientes importan- cessos metabólicos e moleculares dolacticínios desnatados e hortaliças tes, podendo levar até à obstrução in- corpo. Estes estudos levaram a Agência(Mahan & Escott-Stump, 1998). testinal (Mahan & Escott-Stump, 1998). de Alimentos e Drogas dos Estados Assim, o papel da nutrição hoje vai Unidos (FDA) a aprovar a alegação de O amido é um carboidrato comple-além da ênfase sobre a importância de que tais alimentos são benéficos à saú- xo formado por unidades de glicose euma dieta balanceada. Ela deve almejar constituído de duas frações: amilose e de. Segundo o ADA Reports (1999), aa otimização da nutrição, com o objeti- amilopectina (Eliasson et al., 1981). No ingestão recomendada de frutas e hor-vo de maximizar as funções fisiológi- início dos anos 80, foi descoberto que taliças é de cinco a nove porções (xíca-cas e garantir o aumento da saúde e bem- uma parte do amido dietético não era ra, unidade ou fatia média) por dia.estar e a redução do risco de doenças digerida e absorvida no intestino delga-(Roberfroid, 2002). As hortaliças são um importante do (Anderson et al., 1981. Stephen et componente da dieta, sendo tradicional- Alimentos funcionais al., 1983). Esta parte foi chamada de mente servidas junto com um alimento Apesar do termo “alimento funcio- amido resistente. Entre 7 a 10% do ami- protéico (carne ou peixe) e umnal” ter sido introduzido pelo Japão na do de trigo, aveia e batata e 20% do de carboidrato (massa ou arroz). Elas for-década de 1980, até hoje não existe uma feijão cozido podem chegar ao cólon, necem não apenas variedade de cor edefinição universalmente aceita. Uma onde são fermentados pela microflora e textura às refeições, mas também nu-das definições mais completas descre- convertidos em ácidos graxos de cadeia trientes importantes. As hortaliças têm curta. O amido resistente aumenta a ab-ve os alimentos funcionais como sendoaqueles que beneficiam uma ou mais pouca gordura e calorias, relativamente sorção de Ca, Mg, Fe, Zn e Cu e reduz ofunções orgânicas, além da nutrição bá- pouca proteína, mas são ricas em colesterol e os triglicerídeossica, contribuindo para melhorar o esta- carboidratos e fibras e fornecem níveis plasmáticos, além de auxiliar na preven-do de saúde e bem-estar e/ou reduzir o significativos de micronutrientes à die- ção do câncer de cólon.risco de doenças. Os alimentos funcio- ta (Favell, 1998). Além disso, as horta- A inulina é um carboidrato comple-nais devem ser alimentos e não pílulas, liças possuem uma variada gama de xo, pertencente à classe das frutanas,cápsulas ou qualquer forma de suple- compostos funcionais (Tabela 1). encontrado em raízes de chicória, alhomento e devem ser eficazes em quanti- Compostos funcionais presentes e cebola. Ela apresenta as mesmas pro-dades normalmente consumidas em uma nas hortaliças priedades das fibras solúveis, tais comodieta padrão (Diplock et al., 1999). As- Fibras, Amido Resistente e Inulina a habilidade de reduzir os lipídeossim, de acordo com Roberfroid (2002), Fibra alimentar é o componente do circulantes e estabilizar a glicoseum alimento funcional pode ser: alimento que não é digerido pelo homem sangüínea (Causey et al., 2000). Além • um alimento natural; devido à ausência de enzimas específi- disso, a inulina é um agente pré-biótico, • um alimento ao qual um compo- cas ou à incapacidade das enzimas pre- influenciando positivamente a compo-nente foi adicionado; sentes no trato gastrointestinal de com- sição microbiana do trato398 Hortic. bras., v. 24, n. 4, out.-dez. 2006
  3. Hortaliças como alimentos funcionaisgastrointestinal. O consumo de inulina Tabela 1: Substâncias funcionais presentes em hortaliças. Brasília, Embrapa Hortaliças, 2006.aumenta significativamente a absorçãode cálcio em meninas (Griffin et al.,2003). Antioxidantes: Carotenóides, Vi-tamina C e Polifenóis Uma das principais teorias que ex-plicam o poder curativo e preventivo dosalimentos baseia-se na presença deantioxidantes. Muitos de nossos proble-mas de saúde devem-se à ação de for-mas tóxicas do oxigênio (oxidantes) res-ponsáveis por processos de oxidaçãoque atuam na obstrução das artérias,transformação das células em célulascancerosas, ocasionam problemas nasarticulações e mau funcionamento dosistema nervoso, além de estarem as-sociadas ao envelhecimento (Carper,1995). Os oxidantes derivam de proces-sos metabólicos normais, como a respira-ção, ou são oriundos do ambiente(poluentes do ar, pesticidas, fumo, drogas).Eles assumem várias formas e aspectos,sendo a mais comum a dos radicais livres.Em pequena quantidade, os oxidantes sãoimportantes na renovação das membranascelulares, na resposta inflamatória e nocombate a microorganismos. Porém,quando em excesso, podem atacar o DNAdas células, provocando mutações. Tam-bém atacam as moléculas de gordura quecompõem as membranas celulares, des-truindo a sua estrutura (Carper, 1995).Acredita-se que estes processos são oseventos iniciais da patogenia de doençastais como câncer, doençascardiovasculares e degeneração celular noprocesso de envelhecimento. O organismo dispõe de sistemas dedefesa enzimáticos específicos, presen- Fontes: Carper, 1995; Junqueira & Peetz, 2001.tes nos locais de produção dos radicaislivres, além de antioxidantes, substân-cias capazes de neutralizar os oxidantes, Carotenóides são uma classe de pig- animal. Sua deficiência é um problemaque mantêm os mesmos em concentra- mentos amarelo-alaranjado-vermelhos sério de saúde pública, sendo a maiorções muito baixas. Além dos distribuídos em várias frutas, hortaliças, causa de mortalidade infantil em paísesantioxidantes endógenos, próprios do temperos e ervas (Mangels et al., 1993). em desenvolvimento. Uma deficiênciacorpo, existem substâncias obtidas da De várias centenas de carotenóides que prolongada pode produzir alterações naalimentação que ajudam a combater a ocorrem naturalmente, apenas 50 têm pele, cegueira noturna, ulcerações naformação e ação dos radicais livres. Os atividade biológica significativa. Uma córnea que podem levar à cegueira, dis-antioxidantes exógenos são importante função de alguns carotenóides túrbios de crescimento e dificuldade defitoquímicos, vitaminas e minerais que é o seu papel como precursores de vita- aprendizado na infância (WHO/atuam atrasando ou inibindo o início ou mina A, podendo ser agrupados em dois UNICEF, 1995). Por outro lado, a vita-a propagação das reações de oxidação grupos: com e sem atividade de pró-vi- mina A em excesso é tóxica, podendoem cadeia que levam ao dano celular. tamina A (Thane & Reddy,1997). causar má formação congênita seAs frutas e hortaliças são ricas nestes A vitamina A pré-formada é encon- ingerida em excesso durante a gravidezcompostos (Ames et al., 1993). trada apenas em alimentos de origem e doenças ósseas em portadores de de-Hortic. bras., v. 24, n. 4, out.-dez. 2006 399
  4. PGB Carvalho et al.ficiência renal crônica. Os carotenóides nitrosaminas e fortalecimento do siste- comum. Ela resulta em baixo crescimen-são convertidos em vitamina A, à medi- ma imunológico. Como antioxidante, to, anemia megaloblástica (má forma-da que o organismo necessita, com graus reduz o risco de aterosclerose, doenças ção dos glóbulos vermelhos), elevadosvariáveis de eficiência. As formas de cardiovasculares e algumas formas de níveis de homocisteína circulante e ris-caroteno pró-vitamina A são encontra- câncer (Lee & Kader, 2000). co aumentado de doenças coronarianas.das nas hortaliças folhosas verde-escu- A vitamina C está presente em di- O teor de homocisteína é um fator deras e nas amarelo-alaranjadas. Cores versas frutas e hortaliças como acerola, risco independente, não relacionado aomais escuras estão associadas a maio- frutos cítricos, goiaba, morangos, colesterol, hipertensão ou diabetesres teores de pró-vitamina (Mahan & brócolos, couve-flor, espinafre, pimen- (Homocysteine Lowering Trialists’Escott-Stump, 1998). O beta-caroteno é ta, pimentão e repolho, dentre outros. Collaboration, 1998).o carotenóide pró-vitamina A mais ati- Muitos fatores pré e pós-colheita A ingestão diária recomendadavo. Ele é um pigmento laranja termolábil, influenciam a sua concentração, desde (IDR) para o folato é de 3mg por kg desensível à luz e ao oxigênio, e que está a cultivar utilizada até condições climá- massa corpórea. As ingestões dietéticasassociado à proteção contra doenças car- ticas, práticas de plantio, método de co- adicionais recomendadas para o perío-díacas e câncer. Um estudo realizado na lheita e processamento (Lee & Kader, do pré-concepção, gestação e lactaçãoUniversidade do Estado de Nova York, 2000). não são facilmente atingidas semem Buffalo, mostrou que o consumo de Polifenóis suplementação. O folato é amplamentehortaliças ricas em beta-caroteno, mais encontrado nos alimentos. As melhores Os polifenóis são os antioxidantesde uma vez por semana, diminui signifi- fontes são fígado, feijão, hortaliças de mais abundantes da dieta. Esta classecativamente o risco de câncer pulmonar folhas verde-escuras, principalmente compreende uma diversidade de com-em relação ao risco dos indivíduos que aspargo, brócolos e espinafre, e frutas postos, dentre eles flavonóides (berin-não consomem hortaliças (Carper, 1995). como abacate, laranja, morango e toma- jela, morango), flavinóides (batata, re- O licopeno é um pigmento verme- polho branco), ácidos fenólicos, te. Entre 25 e 50% do folato da dieta élho que ocorre naturalmente apenas em cumarinas, taninos e lignina. Eles parti- nutricionalmente disponível. De 50 atecidos de hortaliças e algas. Ele é en- cipam dos processos metabólicos res- 95% é perdido durante o processamentocontrado em elevada concentração em ponsáveis pela cor, adstringência e aro- e o preparo doméstico do alimento, prin-tomate e seus produtos derivados, sen- ma dos alimentos. Todos possuem pro- cipalmente em altas temperaturas. Umado o antioxidante mais eficiente dentre priedades anti-carcinogênicas, anti-in- perda considerável ocorre durante otodos os carotenóides testados – o do- flamatórias e anti-alérgicas. armazenamento de hortaliças à tempe-bro da atividade do beta-caroteno ratura ambiente. Assim, recomenda-se Subclasse dos fenóis, exercem efei-(Clinton, 1998; Shi et al., 1999). Estu- o consumo de hortaliças frescas e cruas tos sobre várias enzimas metabólicas e ou pouco cozidas. O álcool interfere nados mostram que o licopeno na dieta está de sinalização, atuando contra radicais sua absorção e/ou aumenta a suarelacionado à redução da incidência de livres, processos inflamatórios, alergi- excreção. O folato é destruído por dro-certos tipos de câncer e o seu nível no as, agregação plaquetária, úlceras, vírus, gas, anticoncepcionais e cafeína.tecido adiposo foi relacionado à redu-ção do risco de ataque cardíaco. A tumores e hepatotoxinas. Há evidênci- Selênioluteína e a zeaxantina são carotenóides as que seu consumo regular reduz o ris- co de morte por doenças coronarianas. O selênio é um mineral-traço essen-armazenados em nosso organismo na cial, ou seja, o organismo necessita deleretina e na lente do olho, relacionados à Está presente na maioria das espécies em quantidades mínimas, tornando-seredução do risco de catarata e de dege- (Dillard & German, 2000). tóxico em altas doses. Deficiências deneração macular. Ambas estão presen- Outras formas de ação selênio ocorrem na maioria dos animaistes em hortaliças folhosas de coloração As substâncias funcionais não são de sangue quente, gerando catarata,verde e verde escura, como brócolos, todas antioxidantes. Elas também po- distrofia muscular, depressão, necrosecouve-de-Bruxelas, espinafre e salsa dem proteger o organismo por meio de do fígado, infertilidade, doenças cardía-(Thane & Reddy, 1997). outros mecanismos, tais como: indução cas e câncer (Hendler, 1994). Vitamina C ou inibição de enzimas; remoção de Este mineral oferece proteção con- O ácido ascórbico (vitamina C) é o metabólitos reativos; e indução da tra doenças crônicas associadas ao en-micronutriente mais associado a frutas apoptose (morte celular) (Dragsted et velhecimento, como aterosclerosee hortaliças, que fornecem mais de 90% al., 1997). (doenças das artérias coronarianas,desta vitamina à dieta humana. A vita- Ácido Fólico cerebrovascular e vascular periférica),mina C é necessária à prevenção do O ácido fólico ou folato, vitamina câncer, artrite, cirrose e efisema. Estáescorbuto e manutenção da saúde da pertencente ao complexo B (vitamina presente, entre outros alimentos, empele, gengivas e vasos sangüíneos. Tam- B9), participa do metabolismo dos brócolos, couve, aipo, pepino, cebola,bém possui diversas funções biológicas aminoácidos e da síntese dos ácidos alho e rabanete (Hendler, 1994).na formação de colágeno, absorção de nucléicos. É essencial para a formação Glicosinolatosferro inorgânico, redução do nível de das células do sangue. A deficiência de Os glicosinolatos formam um gran-colesterol, inibição da formação de folato pode ser a hipovitaminose mais de grupo de glicosídeos sulfurados. Eles400 Hortic. bras., v. 24, n. 4, out.-dez. 2006
  5. Hortaliças como alimentos funcionaispodem ser produzidos ou perdidos pe- A na dieta humana em várias regiões do cor variando de branca a laranja) sãolas hortaliças durante o armazenamento. mundo, por ser uma das poucas plantas características controladas por pelo me-O processamento pode degradar os capazes de acumular alfa e beta- nos três genes distintos. Os graus de in-glicosinolatos, porém a inativação caroteno, as duas formas principais de tensidade da cor laranja têm herança doenzimática pelo calor os preserva pró-vitamina A (Simon & Wolff, 1987). tipo poligênica (Buishand & Gabelman,(Johnson, 2002). A presença destes pigmentos também 1979). Ganhos progressivos observados Indóis: Estimulam a produção de confere qualidade visual, o que acentua para carotenóides totais indicam que aenzimas que inibem a atividade do ainda mais a atenção que os carotenóides variabilidade genética para esta carac-estrogênio. Dessa forma, reduzem o ris- têm recebido nos programas de melho- terística não está ainda totalmente es-co de cânceres dependentes do ramento genético. Os trabalhos pionei- gotada (Simon et al., 1985; 1989). Paraestrogênio (câncer de mama e de úte- ros visando aumentar os teores de auxiliar os programas de melhoramen-ro). Estão presentes em brócolos, cou- carotenóides em cenoura, via cultivares to, métodos mais objetivos de avaliaçãove-flor, mostarda e repolho. melhoradas, foram iniciados na década de coloração têm sido empregados, in- Isotiocianatos: Presentes em de 1960 na Universidade de Wisconsin, cluindo avaliações espectrofotométricasbrássicas como couve-de-Bruxelas, cou- EUA (Laferriere & Gabelman, 1968; (Baranska et al., 2005; Geoffriau et al.,ve-flor, nabo e repolho. Inibem o meta- Umiel & Gabelman, 1971; Buishand & 2005; Surles et al., 2004). Para a acu-bolismo e o ataque ao DNA de várias Gabelman, 1979). Este programa apre- mulação de antocianina, um gene domi-nitrosaminas (substâncias sentou, como característica primordial, nante, denominado P1, confere à raiz acarcinogênicas). Em experimentos fei- o permanente contato com empresas coloração roxa. Um segundo gene, de-tos com ratos e camundongos, estes produtoras de semente e agroindústrias. nominado P2, causa pigmentação roxacompostos inibiram tumores de pulmão Como resultado, os teores de alfa e beta- nas partes aéreas da planta (Simon,e esôfago (Stoner, 1995). caroteno nas cultivares americanas au- 1996). mentaram em torno de 70% entre os anos Marcadores moleculares ligados a Sulforafane: Presente principal- de 1970 e 1992 (Simon, 1992). Além dis- genes que controlam teores de com-mente no brócolos, têm ação bactericida so, as cultivares derivadas destes progra- postos funcionais em cenouracontra a Helicobacter pylori, causadora mas permitiram que a agroindústria da O controle genético para acúmulo dede úlcera e câncer de estômago. Califórnia desenvolvesse novas classes pigmentos amarelos e vermelhos foi O melhoramento genético como de produto, as chamadas baby carrots ouferramenta para aumentar teores de estudado por Buishand & Gabelman mini-cenouras, que se tornaram imedia- (1979). Foram descritos sete genescompostos funcionais em hortaliças tamente populares. Devido a estes novos controlando os caracteres de coloração O desenvolvimento de cultivares tipos de produto, o consumo per capita laranja, branca, amarela e vermelha.mais ricas em compostos funcionais as- de cenoura nos Estados Unidos aumen- Mais recentemente, os genes Y e Y2, quesociados à prevenção de doenças tem se tou consideravelmente, sendo que gran- controlam coloração laranja uniforme deconsolidado como um dos principais fo- de parte deste incremento deveu-se a um xilema e floema, foram mapeados e umcos dos modernos programas de melho- maior consumo por crianças. marcador do tipo SCAR foi desenvol-ramento genético de hortaliças. Esta es- Cenouras de coloração atípica vido para Y2 (Bradeen & Simon, 1998).tratégia tem sido subsidiada por dados de (não-alaranjadas) Vinte QTL associados ao acúmulo depesquisas médicas e epidemiológicas O recente interesse comercial por diferentes pigmentos carotenóides fo-que, de maneira consistente, associam a cenouras de cores pouco usuais tem ram localizados no mapa genético dequantidade ingerida de alguns compos- ocasionado uma demanda por estudos cenoura (Santos & Simon, 2002). Di-tos funcionais bem caracterizados, como sobre o controle genético visando sub- versos genes da via biossintética dosé o caso de carotenóides, e seus efeitos sidiar os programas de melhoramento carotenóides já foram isolados e pode-preventivos na saúde humana. Desta for- deste grupo varietal. Cenouras brancas rão servir, em um futuro próximo, comoma, vários programas de melhoramento acumulam fitoeno (Fonseca, 2000), en- genes candidatos em seleção assistidagenético, trabalhando com diferentes quanto as roxas acumulam os por marcadores (Fonseca, 2000; Just ethortaliças, estão em andamento no Bra- flavonóides antocianinas (Simon, 1996; al., 2006).sil e no mundo visando, via cultivares Kurilich et al., 2005). As colorações Análise genômica de compostosmelhoradas geneticamente, aumentar os amarelada e vermelha são conferidas à funcionais em cenourateores e diversificar os tipos de raiz pela presença dos pigmentos O melhoramento para a quantidadecarotenóides presentes na dieta de adul- antioxidantes luteína e licopeno, respec- e tipo de carotenóides em raízestos e crianças. Neste trabalho são deta- tivamente (Umiel & Gabelman, 1971; acumuladoras é uma área pouco explo-lhados os principais avanços obtidos no Buishand & Gabelman, 1979; Molldrem rada e a cooperação entre melhoramen-melhoramento para atributos funcionais et al., 2004; Surles et al., 2004). to clássico e molecular pode se mostrarde cenoura e tomate no Brasil. Controle genético do acúmulo de bastante produtiva. A via biossintética Melhoramento de cenoura pigmentos carotenóides em cenoura dos carotenóides é uma das vias bioquí- Estudos de herança indicam que a micas mais bem caracterizadas em plan- A cenoura (Daucus carota L.) é a quantidade e o tipo de carotenóides (com tas, com vários genes já clonados emais importante fonte de pró-vitaminaHortic. bras., v. 24, n. 4, out.-dez. 2006 401
  6. PGB Carvalho et al.sequenciados (Cunningham & Gantt, ao longo do desenvolvimento destas sumo in natura e 35% ao processamento1998), inclusive em cenoura (Fonseca, cultivares, com os teores médios de industrial. Na agroindústria existe uma2000; Just et al., 2006). No entanto, com carotenóides sendo praticamente duplica- demanda por itens processados de maioralgumas exceções (Thorup et al., 2000), dos desde a cultivar Brasília (70 µg g-1), valor agregado que combinem aroma,o conhecimento destes genes ainda não passando pela cultivar Alvorada (110 µg sabor e elevada pigmentação vermelhatem sido amplamente utilizado para o g-1), até a cultivar Esplanada (153 µg g-1) de polpa (conferida pela presença demelhoramento para conteúdo de (Fonseca et al., 2005). Estes ganhos fo- licopeno). A combinação destes fatorescarotenóides em culturas de importân- ram obtidos inicialmente via seleção é essencial para alavancar os produtoscia econômica ou para o estudo da visual e, mais recentemente, com avalia- de derivados de tomate aos níveis deregulação desta importante via metabó- ções espectrofotométricas e via qualidade necessários para atingir ni-lica em plantas. Os impactos técnico- cromatografia líquida de alta eficiência chos de elevado padrão de exigência,científicos destes estudos residem no (Vieira et al., 2005). Embora já apresen- tanto no mercado doméstico quanto nofato de que estudos de genômica funcio- tem características agronômicas supe- exterior. Além do fator nutricional, temnal (variabilidade alélica e expressão riores, estas novas cultivares podem ain- sido demonstrado que teores de pigmen-gênica) poderão ajudar os programas de da ser melhoradas uma vez que contêm tos carotenóides (tais como o licopeno)melhoramento genético a desenvolver teores de pró-vitamina A relativamente estão fortemente relacionados a umaestratégias mais efetivas para modificar reduzidos, quando comparadas a algu- melhor percepção visual dos produtos.ou aumentar o conteúdo de carotenóides mas cultivares americanas, que podem Neste contexto, existe uma demanda daem raízes e, teoricamente, também em atingir até 400 µg g-1 (Simon, 1992). parte de consumidores, varejistas e dasoutros órgãos acumuladores. Melhoramento de tomate agroindústrias processadoras de polpa Avanços no melhoramento da ce- O tomateiro (Lycopersicon de tomate no sentido de melhorar o teornoura no Brasil esculentum Mill.) tem um papel relevan- de licopeno dos frutos das cultivares A cultura da cenoura tem mostrado te na dieta humana. As principais fon- atualmente comercializadas, tanto paraum crescimento tanto em área quanto tes de licopeno na dieta humana são o consumo in natura quanto paraem produtividade e consumo no mundo fruto do tomate e seus derivados tais processamento.inteiro (Rubatzky et al., 1999). Este fato como sucos, sopas, molhos e catchups Estratégicas genômicas aplicadasdeve-se, em grande parte, ao desenvol- (Rodriguez-Amaya, 2001). O fruto do ao melhoramento genético do toma-vimento de novas cultivares com me- tomate, embora sendo relativamente teiro para maiores teores de compos-lhor adaptação para novas fronteiras pobre em pró-vitamina A (beta- tos funcionaisagrícolas em regiões tropicais e caroteno), constitui-se na terceira fonte O tomateiro é considerado, no pon-subtropicais. A Embrapa Hortaliças lan- desta substância na dieta humana devi- to de vista do melhoramento genético,çou, na década de 1980, a cultivar do ao elevado consumo per capita de como uma planta modelo, apresentan-Brasília com adaptação a regiões tropi- extratos e produtos processados deriva- do diversos mutantes para teor e tipo decais e resistência a várias doenças dos do tomate. O pigmento licopeno, carotenóides (Giordano et al., 2003).foliares e ao nematóide-das-galhas que confere a típica cor vermelha do fru- Acessos carregando mutações de inte-(Vieira et al., 1983). A utilização desta to maduro de tomate, pertence ao resse têm sido identificados emcultivar mudou o cenário de produção subgrupo dos carotenóides não-oxige- germoplasma de espécies cultivadas ede cenoura nos trópicos. Antes a produ- nados, sendo caracterizado por uma es- selvagens. A maioria dos genes da viação média de cenoura era de 11 t ha-1, trutura acíclica e simétrica contendo de carotenóides já está isolada emsem produção comercial durante o ve- onze ligações duplas conjugadas (Rao, Lycopersicon (Carvalho et al., 2004).rão devido a doenças foliares. O custo 2002). Devido à sua estrutura química, Além disso, primers para seqüênciasde produção era elevado devido à fre- o licopeno figura como um dos melho- gênicas correspondendo aos genes co-qüente aplicação de fungicidas. Após o res supressores biológicos de radicais dificando as enzimas fitoeno-sintase,lançamento da cultivar Brasília, a pro- livres e mostrou-se como um dos fitoenodesaturase, IPP-sintase, GGPP-dução média passou para, atualmente, antioxidantes mais eficientes (Rao et al., sintase, zeta-ciclase e beta-ciclase já es-25 t ha-1, sem aplicação de fungicidas 1998; Rao & Agawal, 2000). Diferen- tão disponíveis (Carvalho et al., 2004).durante a primavera. Além disso, esta tes estudos clínicos e epidemiológicos Na Embrapa Hortaliças, a diversidadecultivar tolerante ao calor e resistente a têm associado dietas ricas em licopeno alélica para genes da via biossintéticadoenças permite o cultivo por todo o ano a redução do risco de desenvolvimento dos carotenóides está sendo investigadaem todo o Brasil. de câncer de próstata e ovário, bem em linhagens e híbridos com teores e No ano de 2000 a Embrapa Hortali- como a uma menor incidência de doen- tipos contrastantes de carotenóides.ças lançou uma cultivar derivada da cul- ças degenerativas crônicas e Marcadores moleculares estão sendotivar Brasília, denominada Alvorada, cardiovasculares (Nguyen & Schwartz, gerados através de uma combinação dasmais rica em carotenóides. Em 2005 foi 1999; Cramer et al., 2001; Rao, 2002). técnicas de bibliotecas subtrativas comliberada a cultivar Esplanada, visando A produção de tomate no Brasil é de materiais genéticos (linhagens e aces-o processamento (Vieira et al., 2005). aproximadamente 3 milhões de tonela- sos) contrastantes, PCR-heterólogo eOs ganhos genéticos foram constantes das ano-1, sendo 65% destinado ao con- sequenciamento. A co-segregação dos402 Hortic. bras., v. 24, n. 4, out.-dez. 2006
  7. Hortaliças como alimentos funcionaissegmentos genômicos carregando estes mo. Desta forma, híbridos que combi- AMES BN; SHIGENAGA MK; HAGEN TM. 1993. Oxidants, antioxidants and thegenes candidatos com algumas caracte- nem aspectos capazes de estimular po- degenerative diseases of aging. Proceedingsrísticas fenotípicas de acúmulo de pre- sitivamente os principais sentidos hu- of the National Academy of Sciences of thecursores de vitamina A (especialmente manos envolvidos na degustação do to- United States of America 90: 7915-7922.o beta-caroteno) e licopeno estão em mate, incluindo sensações tácteis (fir- ANDERSON IH; LEVINE AS; LEVITT MD. 1981. Incomplete absorption of theandamento para alguns mutantes de co- meza, crocância da polpa e textura) e carbohydrate in all-purpose wheat flour. Newloração de fruto do banco de gustativas (teor de ácidos e açúcares England Journal of Medicine 304: 891-892.germoplasma da Embrapa Hortaliças. balanceado), visuais (cor, formato e bri- ANUÁRIO ESTATÍSTICO DE SAÚDE DOMarcadores do tipo QTL ligados ao lho atrativos), aromáticos (compostos BRASIL. 2001. Disponível em http:// portal.saude.gov.br/portal/aplicacoes/acúmulo de licopeno foram recentemen- voláteis), com aspectos agronômicos anuario2001/index.cfm. Acessado em 15 dete localizados no mapa genético de to- favoráveis serão os grandes líderes em abril de 2005.mate (Liu et al., 2003) e podem ser em- um mercado que apresenta crescentes BARANSKA M; SCHULZ H; BARANSKI R;pregados em sistemas de seleção assis- níveis de exigência. NOTHNAGEL T; CHRISTENSEN LP. 2005. In situ simultaneous analysis of polyacetylenes,tida. Considerações finais carotenoids, and polysaccharides in carrot roots. Avanços obtidos no programa de Nenhum alimento isolado deve ser Journal of Agricultural and Food Chemistry 53: 6565-6571.melhoramento de tomate no Brasil ingerido em detrimento de outros para BRADEEN JM; SIMON PW. 1998. Conversion Uma das tarefas dos programas de prevenir uma doença específica. Diferen- of an AFLP fragment linked to the carrot Y2melhoramento genético é diversificar o tes alimentos fornecem diferentes subs- locus to a simple, codominant PCR-basedpanorama varietal do tomateiro, tâncias vitais para a saúde. Portanto, uma marker form, Theoretical and Applied Genetics 97: 960-967.disponibilizando aos consumidores cul- dieta alimentar variada é essencial. BUISHAND JD; GABELMAN WH. 1979.tivares e híbridos que combinem fato- Apesar da qualidade nutricional das Investigations of color and carotenoid contentres nutricionais, principalmente o hortaliças, ricas em vitaminas, sais mi- in phloem and xylem of carrot roots (Daucuslicopeno, sabor e aroma. O desenvolvi- carota L.). Euphytica 28: 611-632. nerais, fibras e fitoquímicos, as hortali-mento, em larga escala, de cultivares CARPER J. Alimentos: o melhor remédio para a ças ainda não fazem parte da dieta da boa saúde. 1995. Rio de Janeiro: Ed. Campus.com teores mais elevados de fatores maioria dos brasileiros. Segundo dados 632p.nutricionais, incluindo licopeno, tem da Pesquisa de Orçamentos Familiares CARVALHO W; ARAÚJO AH; GIORDANO LB;sido um dos focos de programas de de 2002-2003 realizada pelo IBGE, o BOITEUX LS; SALES MP; FONSECA MEN.melhoramento genético de tomate, in- 2004. Use of genes of the carotenoid consumo per capita de hortaliças fres- biochemical pathway to evaluate geneticclusive aquele desenvolvido na cas nas principais regiões metropolita- diversity and species relationships in the genusEmbrapa Hortaliças, em especial a par- Lycopersicon. In: PROCEEDINGS OF THE nas do país é, em média, de 29 kg ano-1tir do ano 2000. A cultivar San Vito foi XXXIII BRAZILIAN BIOCHEMISTRY AND (IBGE, 2003). Este quadro pode ser MOLECULAR BIOLOGY CONGRESS, 23.um dos primeiros resultados destas melhorado por meio da divulgação para Anais... Caxambu: SBBq (CD-ROM)ações de pesquisa, representando o pri-meiro híbrido F1 de tomate do segmen- o público consumidor das qualidades CAUSEY JL; FEIRTAG JM; GALLAHER DD; destes alimentos. Incentivos para a pro- TUNGLAND BC; SLAVIN JL. 2000. Effectsto varietal Saladete totalmente desenvol- of dietary inulin on serum lipids, blood glucosevido no Brasil. Para se obter uma ação dução e consumo de mais hortaliças em and the gastrointestinal environment inde proteção contra câncer, estudos clí- uma dada comunidade permitiriam que hypercholesterolemic men. Nutrition Researchnicos têm recomendado um consumo alterações nos hábitos alimentares indi- 20: 191-201. viduais fossem realizadas mais facil- CLINTON SK. 1998. Lycopene: chemistry,diário entre 10-60 mg de licopeno. A biology, and implications for human health andmaioria dos tomates do tipo longa vida mente. Tal investimento seria funda- disease. Nutrition Reviews 56: 35-51.apresenta, em média, 30 µg g-1 de fruto. mental na redução dos gastos da saúde CRAMER DW; KUPER H; HARLOW BL;O tomate San Vito, por sua vez, apre- pública com doenças crônicas e TITUS-ERNSTOFF L. 2001. Carotenoids, degenerativas. Além disso, o estabeleci- antioxidants, and ovarian cancer risk in pre-senta quase o dobro deste valor (61 µg and postmenopausal women. Internationalg-1) contribuindo, como parte de uma mento de programas de melhoramento Journal of Cancer 94: 128-134.dieta variada, para suprir a ingestão diá- com foco no incremento do teor e tipos CUNNINGHAM FX; GANTT E. 1998. Genesria sugerida para o licopeno. O desafio de compostos funcionais pode contribuir and enzymes of carotenoid biosynthesis inagora é incorporar a característica de de forma efetiva na melhoria do perfil plants. 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Faz-se necessário que Wise - A guide to the simple lifestyle steps that Dietary levels of plant phenols and other non- can help minimise your and your loved ones’ nutritive components: could they prevento tomate apresente atributos sensoriais risk of cancer. Disponível em: http:// cancer? European Journal of Cancerque motivem e intensifiquem o consu- www.aicr.org.uk/Docs/HealthyWise.pdf Prevention 6: 522-528.Hortic. bras., v. 24, n. 4, out.-dez. 2006 403
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