Nos últimos anos, a busca por alimentos mais alinhados à saudabilidade e à sustentabilidade tem impulsionado novas frentes de pesquisa na ciência de alimentos. Nesse contexto, o uso de microrganismos, como fungos, tem ganhado destaque na produção de ingredientes alimentares, aproximando o tema fungos e alimentos saudáveis das discussões sobre inovação no setor.

Mas o que fungos têm a ver com alimentos saudáveis?

Na Plataforma III do PBIS, pesquisadores exploram essa conexão por meio da aplicação de ferramentas biotecnológicas para produzir proteínas doces e compostos com ação prebiótica, que podem ser incorporados a alimentos.

A proposta não é apenas substituir ingredientes tradicionais, mas desenvolver novas rotas de produção capazes de ampliar as possibilidades de a indústria de alimentos responder a desafios atuais relacionados à saúde e à sustentabilidade.

Quando a biotecnologia entra na produção de alimentos

A produção de ingredientes por microrganismos não é uma novidade na indústria. Processos como fermentação já são amplamente empregados. O que a Plataforma III propõe é avançar nesse conceito, usando fungos como “fábricas biológicas” para produzir ingredientes de interesse alimentar.

Entre esses ingredientes, está a taumatina, uma proteína naturalmente doce, conhecida por seu alto poder adoçante. Hoje, essa proteína é obtida a partir de uma planta originária da África, o Thaumatococcus daniellii, o que limita sua produção em larga escala.

A estratégia proposta pelos pesquisadores é produzi-la em fungos.

“Por que não utilizar a biotecnologia para produzir essa proteína em microrganismos, em escala de biorreator, sem precisar de áreas de plantação?” Fernando Segato, docente da USP/EEL e coordenador da Plataforma III

Essa abordagem permite pensar em processos mais controlados e abre caminho para o desenvolvimento de ingredientes com características específicas para aplicação em alimentos.

Do gene ao ingrediente: os desafios da pesquisa

Produzir uma proteína de origem vegetal em um microrganismo não é um processo direto. A pesquisa envolve uma sequência de etapas que vão desde a seleção do gene até a validação da produção da proteína.

No caso da Plataforma III, os pesquisadores trabalham com a inserção do gene responsável pela produção da taumatina em fungos filamentosos, que passam a atuar como sistemas produtores da proteína.

Esse processo envolve diferentes etapas, como:

• construção de vetores genéticos
• transformação de microrganismos
• cultivo em condições controladas
• análise da produção da proteína

Apesar de parecer linear, cada etapa apresenta desafios próprios. Um deles é garantir que o microrganismo realmente produza a proteína em quantidade suficiente.

Outro desafio é a própria detecção da proteína produzida. Diferente de outras proteínas já consolidadas na indústria, a taumatina ainda exige o desenvolvimento de metodologias específicas para sua quantificação.

“Se eu produzo uma grande quantidade, eu consigo quantificar. Mas, se não, como vou detectar? Até esse tipo de metodologia estamos desenvolvendo.” Fernando Segato, docente da USP/EEL e coordenador da Plataforma III.

Esse tipo de desafio mostra que a pesquisa vai além da aplicação final: envolve o desenvolvimento de conhecimento fundamental para viabilizar o uso desse ingrediente proteico em quantidade e com qualidade.

Da pesquisa básica à aplicação em alimentos

Ultrapassados três anos de trabalho, a equipe conseguiu dar um passo importante: a produção da proteína em laboratório usando fungos.

Atualmente, a taumatina é produzida em pequena escala em dois sistemas diferentes, incluindo um modelo com potencial aplicação industrial. O foco agora está na otimização do processo, especialmente no aumento da escala de produção.

Essa etapa envolve ajustes finos, como:

• definição das melhores condições de cultivo
• escolha de fontes de carbono mais acessíveis
• redução de custos do processo
• padronização do meio de produção

Além disso, os pesquisadores também trabalham para reduzir a presença de outras proteínas no sistema, facilitando as etapas posteriores de purificação e aplicação.

Esse avanço é essencial para que a tecnologia possa sair do laboratório e se aproximar da indústria.

Saiba mais

Produção de prebióticos e proteínas doces e duas interações para promoção da saúde humana

Fungos como aliados na construção de alimentos do futuro

O trabalho desenvolvido na Plataforma III reforça uma tendência crescente na ciência de alimentos: o uso da biotecnologia para desenvolver ingredientes com funções específicas, como melhorar o perfil nutricional, modular a microbiota intestinal ou reduzir o teor de açúcar dos produtos.

No caso das proteínas doces, o potencial está relacionado à possibilidade de desenvolver alimentos com menor adição de açúcares, mantendo características sensoriais desejadas.

Já os compostos prebióticos ampliam essa discussão ao se relacionarem com a saúde intestinal, um tema cada vez mais presente nas pesquisas e no interesse do consumidor.

Mais do que soluções pontuais, essas tecnologias representam novas formas de pensar a produção de alimentos, integrando ciência, inovação e aplicação prática.

Da ciência à sociedade

Um dos próximos desafios da Plataforma III é justamente avançar na conexão com a indústria, etapa fundamental para que o conhecimento gerado se transforme em produtos disponíveis no mercado.

Isso envolve não apenas a validação tecnológica, mas também estratégias de produção, aplicação e comercialização.

“Como eu levo isso para fora? Como faço essa tecnologia chegar até a indústria?”, Fernando Segato, docente da EEL/USP e coordenador da Plataforma III

Responder a essa pergunta é parte essencial do caminho para transformar pesquisa em inovação concreta.

Quer entender melhor essa pesquisa?

A biotecnologia aplicada pela Plataforma III do PBIS pode abrir novas possibilidades para o desenvolvimento de alimentos mais alinhados às demandas atuais da sociedade.

Para conhecer mais sobre esse trabalho e ouvir do pesquisador responsável como os fungos estão sendo usados para produzir proteínas doces e prebióticos, assista à entrevista completa para o Descascando a Ciência:

Texto desenvolvido por

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Principais referências

Bacchhav, B., et al. Cell factory engineering: challenges and opportunities for synthetic biology applications. Biotechnol Bioeng, 2023.

Fadahunsi, O., et al. Phytochemistry, nutritional composition, and pharmacological activities of Thaumatococcus daniellii (Benth): a review. Journal of Biotechnology, Computational Biology and Bionanotechnology, 2021.

Kadoguchim E. A., et al. Optimization of Cellulase Production from Agri-Industrial Residues by Aspergillus terreus NIH2624. MDPI – Processes, 2024.

Kelada, K. D., et al. Process Simulation and Techno-Economic Analysis of Large-Scale Bioproduction of Sweet Protein Thaumatin II. MDPI – foods, 2021.