Caracterização da Biodiversidade e Valorização dos Recursos Genéticos do Cardo (Cynara cardunculus L.)

Palavras-chave: Cynara cardunculus,Proteases aspárticas,Biodiversidade,Queijo Serra da Estrela DOP,Cynara cardunculus L.,Biodiversity,Aspartic proteases,Serra da Estrela Cheese PDO

O cardo (Cynara cardunculus L.), pela biodiversidade morfológica, bioquímica e molecular, revela-se uma cultura multifuncional, adaptada às alterações climáticas, com um potencial de valorização das diferentes formas de biomassa em aplicações biotecnológicas.  É uma fonte de compostos bioativos onde se destacam a inulina, os ácidos cafeoilquínicos, os flavonoides, as antocianinas, as lactonas sesquiterpénicas, os ácidos gordos e as proteases aspásticas. As flores de cardo, pela elevada concentração em cardosinas, são usadas como coagulante vegetal utilizado no fabrico de alguns queijos DOP da região mediterrânica. Foram analisadas as características morfológicas de cultivares de cardo, estabelecidos na região da Serra da Estrela, ao longo de três anos usando 34 descritores morfológicos com diferenças estatisticamente significativas entre cultivares para vinte e quatro características morfológicas que indicam uma ampla diversidade genética. As cultivares A26, D32 e D33, apresentaram uma arquitetura vegetal simultaneamente bem adaptada para a produção de flores e biomassa vegetal. Dez marcadores moleculares de microssatélites mostraram-se polimórficos revelando a capacidade em identificar a variabilidade genética nos genótipos de cardo selecionados. A dimensão dos alelos nos diversos loci variou entre 98 e 392 pb e o número efetivo de alelos por locus entre e 3 e 13. Os resultados obtidos em relação à diversidade genética dos nossos recursos genéticos, ainda que preliminares, corroboram a diversidade taxonómica entre o cardo selvagem e os cardos cultivados. A produção de biomassa do cardo pode ser variável dependendo dos genótipos. Foram obtidas por hectare, em termos médios, produções de 14600 kg ha-1 de biomassa aérea, das quais 32% correspondentes a inflorescências, 40% a caules e 28% a folhas. Podem ainda ser colhidas 475 kg de flores e 600 kg de aquénios. Nos ensaios de fertilização a aplicação do biochar combinada com fertilizantes minerais reduziu as emissões de N2O em 36% e o potencial de aquecimento global (GWP) em 26% em relação à mineral. A produção de biomassa foi aumentada em 50% pela aplicação de biochar combinada com fertilizantes minerais. Os perfis cardosinas de cada genótipo foram baseados em quatro grupos principais A0, A1, A e B. Durante três anos foi confirmada a estabilidade de 12 características bioquímicas dos extratos de flores e 26 descritores morfológicos de plantas. As relações entre o perfil bioquímico das flores e a atividade proteolítica, as propriedades de coagulação e textura final do queijo foram avaliadas em seis genótipos selecionados de cardo (1M-6M). Os genótipos 1M e 2M foram positivamente influenciados pela cardosina B e negativamente pela ação proteolítica sobre a β-caseína, na floculação inicial e consistência do gel. O genótipo 3M revelou uma lenta agregação de micelar e baixa firmeza de gel ao longo da coagulação do leite, o que se refletiu na textura suave do queijo. Os genótipos 4M, 5M e 6M apresentaram a maior concentração total de cardosinas, nomeadamente cardosina A, ação proteolítica sobre Ƙ-caseína, consistência de gel e o menor tempo de coagulação que se refletiu numa textura mais firme da matriz do queijo. A caracterização específica da diversidade bioquímica natural das flores de cardo e a sua influência na textura do queijo pode permitir aos produtores preverem as propriedades de queijo. Os aquénios do cardo são uma importante fonte de óleo com um rendimento médio de 25%. Na composição química os aquénios viáveis, comparativamente com os inviáveis, apresentaram níveis mais elevados de α-tocoferol (6,7 mg 100 g-1), lípidos (23,11 g 100 g-1, ácidos oleicos e linoleicos) e açúcares livres (5,4 g 100 g-1). O extrato hidroetanólico de sementes viáveis apresentaram uma maior concentração de compostos fenólicos, nomeadamente os ácidos 5-O-cafeoilquínico (8,0 mg g-1) e 3,5-O-dicafeoilquínico (43,9 mg g-1) e maior atividade antioxidante in vitro. Os perfis fenólicos obtidos pelas flores de cardo mostraram diferenças significativas entre diferentes genótipos de cardo, com os derivados de apigenina e ácido cafeoilquínico a serem os compostos com maior concentração. Além da sua forte atividade antioxidante, as inflorescências de cardo apresentaram uma atividade antibacteriana satisfatória, nomeadamente contra estirpes Gram-positivas, com um MIC particularmente baixo para Listeria monocytogenes. O caule de cardo é um material em que a celulose é a principal componente (46,3%), seguida da lenhina Klason (25,3%). Nos testes realizados para liquefação as melhores condições foram uma temperatura de 200ºC, duração de 60 min e uma dimensão de partícula de 60-80 mesh. Pelas suas características é um material promissor na produção de painéis de aglomerados de baixa densidade. As características e funções da biomassa de cardo podem permitir o desenvolvimento de produtos de base natural inovadores para aplicação biotecnológica na alimentação e nutrição, farmacologia e cosméticos, proteção de plantas e biocidas, óleos e energia, indústrias de aglomerados, saúde e promoção de bem-estar seguindo as tendências atuais de uma economia circular. Os resultados obtidos são, ainda, promissores para o desenvolvimento de um programa de melhoramento de plantas baseado em características bioquímicas e morfológicas, de forma a obter a arquitetura vegetal mais adaptada para fins combinados relacionados com a produção de flores contendo composições específicas de cardosinas, produção de diversas formas de biomassa e facilidade de colheita.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais