O açafrão é o tempero mais caro do mundo. Geralmente obtido a partir do estigma das flores de Crocus sativa, são necessárias 150.000 a 200.000 flores para produzir um quilo de açafrão. Agora, os pesquisadores da KAUST descobriram uma maneira de usar uma planta de jardim comum para produzir o ingrediente ativo do açafrão, um composto com importantes aplicações terapêuticas e na indústria alimentícia.
A cor do açafrão vem das crocinas:pigmentos solúveis em água derivados de carotenóides por um processo que é catalisado por enzimas conhecidas como dioxigenases de clivagem de carotenóides (CCDs). As crocinas também ocorrem, embora em quantidades muito menores, nos frutos da Gardenia jasminoides, uma planta ornamental usada na medicina tradicional chinesa.

As crocinas têm alto potencial terapêutico, incluindo seu papel na proteção das células neurais da degradação, bem como suas propriedades antidepressivas, sedativas e antioxidantes. Eles também têm um papel importante como corantes alimentares naturais.

A colheita e o processamento de estigmas de açafrão escolhidos a dedo são muito trabalhosos. Além disso, o açafrão é cultivado apenas em áreas limitadas do Mediterrâneo e da Ásia. Assim, novas abordagens biotecnológicas para produzir esses compostos em grandes quantidades estão em grande demanda.

Os pesquisadores da KAUST identificaram uma enzima dioxigenase de clivagem de carotenóides altamente eficiente de Gardenia jasminoides que produz o dialdeído crocetina precursor de crocina. Eles agora estabeleceram um sistema para investigar a atividade enzimática do CCD em plantas e desenvolveram uma abordagem de engenharia multigênica para a produção biotecnológica sustentável de crocinas em tecidos vegetais.

“A enzima que identificamos e a estratégia de engenharia multigênica podem ser usadas para estabelecer uma fábrica sustentável de células vegetais para a produção de crocina em cultura de tecidos de diferentes espécies de plantas”, diz o principal autor do estudo Xiongie Zheng.

"Nossa abordagem biotecnológica também pode ser usada em culturas, como arroz, para desenvolver alimentos funcionais ricos em crocina."

O líder da equipe, Salim Al-Babili, diz que o estudo abre caminho para a produção biotecnológica eficiente de crocinas e outros compostos de alto valor derivados de carotenóides (apocarotenoides) como produtos farmacêuticos em tecidos verdes, bem como em outros órgãos vegetais ricos em amido. Também destaca a contribuição da diversificação funcional entre os genes CCD para a evolução independente de rotas alternativas de biossíntese de apocarotenoides em diferentes plantas.

"A maior parte do nosso conhecimento sobre a atividade enzimática do CCD e a especificidade do substrato vem de experimentos usando E.coli projetados para produzir diferentes carotenóides", diz ele.

"A caracterização funcional em plantas, por exemplo, usando uma abordagem transgênica como a que temos aqui, é importante para deduzir o papel dos CCDs no metabolismo dos carotenóides e desvendar sua real contribuição para o padrão carotenóide/apocarotenoide".

A tecnologia da plataforma pode ser usada para produzir outros compostos derivados de carotenóides importantes, incluindo aromas e corantes amplamente utilizados.

"Pode ser usado para produzir safranal e picrocrocina, por exemplo, que dão origem ao sabor e aroma característicos do açafrão. Podem ser usados ​​como aditivos de sabor e também têm potencial bioativo a ser explorado", acrescenta Zheng.

A pesquisa foi publicada no Plant Biotechnology Journal . + Explorar mais

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