Açafrão, açafrão-ômica e a cultura de maior valor

Açafrão, o estigma de Crocus sativus, é o produto agrícola de preço mais alto (geralmente €/$ 25 ou £ 15 por grama) e um bom exemplo de uma cultura lucrativa com sustentabilidade, valores culturais e sociais e alta demanda de mão de obra. Tenho discutido – estudos ômicos da cultura – o DNA, RNA, metabólitos e produtos secundários – na reunião anual de um Programa COST da European Science Foundation Saffronomics.

A 'Ação' visa coordenar a pesquisa sobre Saffronomics para melhoria da cultura, rastreabilidade do produto, determinação de autenticidade, adulteração e origem para fornecer novos insights que levarão a uma sólida Bio-Economia do Açafrão. Apesar do alto preço, o tempero custa apenas alguns pence/centavos por porção e acrescenta enormemente o sabor e a cor de muitos pratos. Biologicamente, o açafrão é a espécie Crocus sativus, conforme reconhecido por Linnaeus, e é um triploide estéril com 2n=3x=24 cromossomos.

O programa do nosso Encontro Anual abriu com as sessões de genômica – DNA, RNA, genética e epigenética. Não costumo começar as resenhas, nem incluo, minha própria palestra, mas aqui seu conteúdo define o cenário para outros trabalhos discutidos na reunião. eu falei sobre o obra de Nauf Alsayid, que mostra a falta de diferenças claras de DNA entre quaisquer acessos de açafrão – seja da Caxemira, Grécia, Itália, Espanha, Holanda ou Irã. Citei um artigo de 1900, ele próprio relatando trabalhos desde 1844, onde o botânico francês Monsieur Paul Chappellier relatou “para o açafrão, só é conhecida uma espécie única e única; há séculos não produz uma única variedade”, escrevendo que importava bolbos Nápoles, Atenas, Áustria, Espanha, Cashmere e China (Chappellier P 1900. Criação de uma variedade melhorada de Crocus sativus. J. Royal Horticultural Society XXIV Relatório da Conferência Híbrida 275-277 – download brilhante, mesmo disponível gratuitamente para Kindle!). Além disso, a mudança ça, mais c'est la même escolheu!

Depois da minha palestra, Jean Marie Thiercelin, a sétima geração da maior empresa de açafrão e especiarias http://www.thiercelin1809.com me disse que seu avô conhecia Paul Chappellier, e ele comentou sobre a história da produção de açafrão na França: Chappellier sabia produzir de 10 a 15kg por ha antes da Primeira Guerra Mundial. Após a guerra, a produção de açafrão parou completamente na França, mas recomeçou neste século, com cerca de 137 produtores em 37 ha, mas com produção de apenas cerca de 5 kg por ha.

Continuando com as palestras, um estudo de nível de sequência de DNA de açafrão por Gerhardt Menzel com Thomas Schmidt (Dresden) analisou vários Gigabases de dados de sequência de pesquisa genômica, revelando cerca de dez sequências distintas de DNA de satélite repetidas em tandem que poderiam ser usadas para identificar cromossomos em açafrão por no local hibridização. A espécie tem um conteúdo de repetição de 78% no DNA, com cerca de 6% sendo o rDNA, e muitas classes diferentes de transposons.

Giovanni Giliano (com Sarah Frusciante, Itália) demonstrou a dioxigenase de clivagem carotenóide de estigmas de açafrão catlayses o primeiro passo na biossíntese de crocina de açafrão, um exemplo claro do caminho para o produto secundário crítico que dá ao açafrão seu valor (http://www.pnas.org/content/111/33/12246.short).

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Tanto Matteo Busconi quanto Silvia Fluch (Áustria) discutiram as diferenças epigenéticas detectadas em diferentes coleções de açafrão: importantes para entender os controles da expressão gênica e para determinar a origem das amostras. Cada área produtora parece ter perfis distintos. Caterina Villa (Porto) relatou resultados do uso dos primers de 'código de barras' da planta ITS e matK com análise de fusão de DNA de alta resolução para autenticação de açafrão, e mais detalhes sobre os genomas de cloroplastos foram apresentados por Bahattin Tanyolac e seus colegas turcos. Embora as espécies silvestres de açafrão sejam de interesse de vários pontos de vista, apenas um artigo, de Joze Bavcon (Eslovênia), discutiu-as em detalhes, com um relatório do híbrido natural Açafrão reticulatus x C. vernus.

O próximo grupo de palestras discutiu o metaboloma do açafrão, a análise dos diferentes constituintes do Crocus. Crocus é uma das poucas espécies a ter seu próprio padrão internacional (ISO3632: http://j.mp/isosaffron ), e tanto a qualidade quanto a pureza são medidas (incluindo contaminação com estames e pólen, juntamente com a detecção de adulteração. Vários participantes estiveram envolvidos na formulação do padrão, e Gianluca Paredi relatou melhorias que precisam menos do que os métodos ISO, precisando de nada menos que 23g de estigmas! Cores naturais de plantas como Buddliea, Calêndula, Curcuma, Gardênia, cártamo (Cártamo Asteraceae), cochonilha (do inseto) e açafrão são amplamente misturados com açafrão.

A líder do projeto Saffronomics, Maria Tsimidou (Grécia), usou os três picos ISO3632 para açafrão - força de coloração de crocinas absorvendo em um comprimento de onda de pico de 440 nm, aroma de safranal em 330 nm e sabor (sabor) de picrocrocina em 257 nm - para exame de qualidade e autenticidade de amostras comerciais de açafrão. Das 16 amostras, 3 eram adulteradas e metade das amostras puras foram classificadas na 'categoria I'. Outro dado surpreendente citado foi o preço do açafrão em quantidade: de 75 toneladas importadas para um município, apenas 35% custam mais de US$ 500 o quilo. O açafrão autêntico não poderia ser produzido por algo próximo a US$ 1000/kg (normalmente US$ 10 a US$ 15000/kg), portanto, todo esse produto a granel é fraudulento. As sessões de tecnologia na reunião cobriram abordagens alternativas de quantificação para espectroscopia: Laura Ruth Cagliani em Milão testou diferentes solventes para extração para caracterização metabolômica baseada em NMR de açafrão autêntico distribuído dentro dos parceiros COST, bem como a evidência NMR de ausência de adulteração de plantas naqueles açafrão amostras.

Um grupo líder de Thessaloniki foi capaz de detectar adulteração com apenas 15% de cochonilha. EA Petrakis e Moschos Polissiou demonstraram como a espectroscopia FT-IR é promissora para quantificar pequenas quantidades de adulterantes em açafrão – cártamo, Gardênia e tumeric – onde o modo de refletância difusa fornece rapidez, facilidade de uso e preparação mínima da amostra. Outros relatórios importantes discutiram os efeitos do envelhecimento no perfil de metabólitos secundários (Paraskevi Karastamati, Grécia) e a detecção de resíduos de herbicidas (Christina Mitsi).

Micha Horacek (Áustria) apresentou novos resultados observando as proporções de isótopos estáveis ​​no açafrão, uma técnica cada vez mais usada para determinar a origem de todos os produtos agrícolas. Ele mostrou o impressionante mapa com o gradiente da razão isotópica da água (hidrogênio e oxigênio) de norte a sul e de leste a oeste na Europa. Ele também mostrou as diferenças nas proporções de isótopos estáveis ​​de nitrogênio, dependendo do uso de fertilizantes, e enxofre, que depende da geologia subjacente. O trabalho atual com açafrão mostra considerável variação ano a ano na posição de acessos de diferentes regiões da Europa, mas os dados ainda estão sendo coletados. Em breve, Micha receberá uma amostra de nosso próprio açafrão, produzido em laboratório de Leicester, para adicionar ao seu mapa!

Nossos anfitriões em RIKILT, Instituto de Segurança e Qualidade Alimentar, Universidade de Wageningen, têm ciência aplicada muito avançada sobre a qualidade dos alimentos. Uma palestra esclarecedora de John van Duynhoven nos contou sobre a reidratação de cenoura branqueada liofilizada com avaliação dinâmica do movimento da água em amostras com e sem branqueamento, liofilização a -28 e -150C. Outra série de imagens mostrou o transporte de água e o impacto do pré-cozimento do arroz, usando a ressonância magnética como uma medida funcional do cozimento do arroz. A seção final discutiu por que os biscoitos não quebram: transporte de vapor durante a vida útil dos biscoitos! A modelagem da natureza do transporte de água vincula o processamento e a formulação à estrutura e às implicações funcionais e de armazenamento.

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Para os projetos ESF – COST, a divulgação e a compreensão do público são importantes, e os participantes puderam ver uma prévia de uma série de seis livros escolares sobre Fran Azafran e Franny Azafran, de autoria de Manuel Delgado, de Cuenca, Espanha. Estou ansioso para vê-los na íntegra e espero que também estejam disponíveis em outros idiomas.

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Como o melhor dos projetos, sinto que a ciência do açafrão mudou na última década (incluindo pesquisas nos consórcios www.crocusbank.org e www.saffronomics.org) com notáveis ​​resultados fundamentais, técnicos e aplicados de nossa pesquisa. Conhecemos seus parentes e a estrutura do genoma, genes-chave, processos metabólicos e os principais produtos secundários, e até entendemos o controle epigenético, o crescimento e a dormência dos cormos. Depois de 4000 anos vendendo açafrão falso, os fraudadores sabem agora que podemos testar a pureza e a qualidade do açafrão!