ENSINANDO A BIOLOGIA DAS CULTURAS ALIMENTARES
Apesar da importância das plantas para nossa vida cotidiana, às vezes é difícil chamar a atenção dos estudantes de biologia, muitas vezes sobrecarregados pelas complexidades da sistemática vegetal e pela composição de incontáveis fitoquímicos.
Conforme relatado anteriormente no post “ Ensino de Botânica: o método Taylor Swift aplicado às plantas “, os alunos geralmente acham a ciência vegetal menos atraente do que outras ciências biológicas, como biologia animal e biomedicina. Além disso, os profissionais dedicados à educação em biologia vegetal também enfrentam desafios relacionados a disparidade de consciência vegetal – um termo que descreve nossa incapacidade de notar plantas no ambiente e reconhecer sua relevância para ecossistemas e sociedades.
Para tornar as aulas de botânica mais envolventes, uma abordagem interessante pode ser olhar para as plantas com outro olhar. Nesta publicação, exploramos estratégias atraentes para estudar pigmentos ocultos nas células de plantas alimentícias comuns.
DESCOBRINDO A MAGIA DAS CULTURAS ALIMENTARES (por trás do seu valor nutricional)
De acordo com as estimativas das Nações Unidas, espécies botânicas são responsáveis por mais de 80% da dieta humana. De fato, as culturas alimentares são essenciais para nossa nutrição, pois representam as fontes fundamentais de metabólitos primários – carboidratos de cereais, proteínas de leguminosas e gorduras de um monte de culturas oleaginosas – bem como uma ampla gama de micronutrientes que dão suporte ao funcionamento correto dos corpos humanos.
Embora a produção agrícola global tenha aumentado nas últimas décadas, quase 60% da população mundial ainda sofre subnutrição relacionados a microelementos como vitaminas e outros metabólitos secundários – que os humanos são incapazes de produzir, mas são vitais para prevenir patologias crônicas, fortalecer o sistema imunológico e reduzir o risco de doenças cardiovasculares. Por exemplo, diversas espécies hortícolas melhoram nossas dietas com poderosos antioxidantes – moléculas biologicamente ativas que lutam contra o estresse oxidativo neutralizando e eliminando Espécies Reativas de Oxigênio (ROS) tóxicas.
APROFUNDANDO-SE NOS PIGMENTOS DAS CULTURAS ALIMENTÍCIAS: um arco-íris de cores
Entre as sete cores do espectro — vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta — os humanos percebem principalmente o verde das plantas. Isso ocorre porque clorofilas, os pigmentos fotossintéticos responsáveis pelos tons verdes, dominam como os mais abundantes no reino vegetal. As clorofilas se acumulam nos cloroplastos, as organelas intracelulares encontradas em órgãos ativamente fotossintéticos como as folhas. À medida que as folhas envelhecem, a degradação das clorofilas desmascara a presença de carotenóides, pigmentos acessórios que criam uma coloração vívida do amarelo ao vermelho.
Além das folhas senescentes, também frutas maduras de várias espécies botânicas mudam de cor de verde para amarelo-alaranjado-vermelho devido ao acúmulo de carotenoides (ou seja, xantofilas e carotenos, os precursores da vitamina A) em organelas específicas chamadas cromoplastos. Em vez disso, células de outras frutas maduras que adquirem cores de vermelho a azul acumulam outros pigmentos chamados flavonóides no vacúolo – uma organela que não só serve como um repositório de reservas e resíduos, mas também é essencial para manter a pressão osmótica entre a célula e o ambiente externo.
Para desvendar o impressionante mundo oculto de importantes pigmentos vegetais (clorofilas, carotenoides e flavonoides) na experiência prática (Figura 1), basta usar um microscópio óptico simples para observar fatias recém-preparadas de alimentos comuns, como manjericão (Ocimum basilicum, Lamiaceae família), pimenta (Capsicum annuum, Solanaceae família), cebola (Allium cepa, Amaryllidaceae família) e chicória (Cichorium intybus, Asteraceae família).

Figura 1. Revelando as cores das culturas alimentares, prática. Material vegetal: folhas novas de manjericão (ou outras plantas aromáticas), frutos de pimenta verdes e maduros, bulbo de cebola roxa e cabeça de chicória vermelha (Rabanete vermelho). Material de laboratório: Placas de Petri, lâminas e pinças, lâminas de vidro e lamínulas, frasco com água. Coalho Equipamento: microscópio óptico.
VISÃO DAS CLOROFILAS: folhas de plantas aromáticas
As plantas produzem seu próprio alimento por meio da fotossíntese (um processo complexo que ocorre por meio de reações interconectadas) usando a luz solar. Tudo começa dentro das membranas do cloroplasto, onde aglomerados de clorofilas e pigmentos acessórios trabalham juntos para capturar energia solar.
Um olhar mais atento às folhas, os principais órgãos fotossintéticos, também revela a presença de tipos específicos de células que constituem as camadas protetoras (epiderme superior e inferior) e poros (estômatos) que modulam a interação entre a planta e o ambiente. Para mais informações, veja a pílula botânica “A Folha: Nascimento, Vida e Morte de um Órgão Fotossintético".

DICA 1: Como as clorofilas são solúvel em álcool, elas podem ser extraídas de tecidos verdes usando etanol. Experimento: coloque uma folha de hortelã (ou salsa) em um primeiro tubo de ensaio com água e outra em um segundo tubo de ensaio com etanol 95%. Verifique a diferença depois de um tempo!
VISUALIZANDO CAROTENÓIDES: frutas e raízes
Na pimenta, os frutos verdes são a versão imatura dos frutos maduros: os cloroplastos ainda não se diferenciaram em cromoplastos e ainda contêm clorofilas. Quando maduros, os frutos acumulam xantofilas vermelhas (por exemplo, capsantina) ou amarelas (por exemplo, violaxantina), dependendo das variações da via biossintética dos carotenoides. Nesses órgãos, os pigmentos se acumulam no mesocarpo – o tecido produzido pela transformação da parede do ovário após a fertilização dupla.

DICA 2: Como os carotenoides são pigmentos lipossolúveis, elas podem ser extraídas de tecidos de laranja usando lipídios. Experimento: coloque algumas fatias de cenoura em um primeiro tubo de ensaio com água e outras em um segundo tubo de ensaio com óleo vegetal. Verifique a diferença depois de um tempo!
VENDO FLAVONOIDES: espécies hortícolas
Até o momento, os cientistas de plantas identificaram quase 6000 flavonoides, divididos em diferentes grupos. Alguns deles (por exemplo, flavonas) são incolores, enquanto outros (por exemplo, antocianinas) dão pigmentação vermelha a azul a diferentes órgãos. Essas moléculas desempenham funções-chave em mecanismos de fotoproteção em plantas e são apreciadas por suas propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias na nutrição humana.
Entre outros, Antocianinas geralmente se acumulam em flores e frutas vermelho-azuis (por exemplo, bagas), onde facilitam a atração de animais que mediam a polinização e a dispersão de sementes. Mas esses pigmentos também podem ser encontrados em outros órgãos de variedades ricas em antocianina de espécies comestíveis, como bulbos de cebola roxa ou folhas de Trevisan Radicchio.

DICA 3: Antocianinas são pigmentos solúveis em água que mudam de cor dependendo do pH. Experiência: coloque extratos aquosos de frutas vermelhas para azuis em dois tubos de ensaio e altere o pH adicionando algumas gotas de HCl ou algumas gotas de KOH. Verifique a diferença depois de um tempo!
CRÉDITOS
As fotos foram tiradas na Universidade de Urbino durante os treinos com 2nd alunos do ano letivo do curso de “Biologia Vegetal”, curso de licenciatura em Ciências da nutrição humana.
edebiyatkolik
dias 3 atrásGood post. Thank you (: