Damares de Castro Monte
EULAFF Workshop – Mangaratiba, RJ 2007
, “ Functional food development at Embrapa´s: genetic resources characterization, food
processing and genomics approach.”
Novel concepts:
Precision Medicine
Functional FoodNutraceuticals
Nutrigenomic food-(ex.: No gluten for celiacs)
New oportunitiesFor Brazilian Agribusiness
Functional Food Project:
Valorization of health promoting food cropsimportant to the Brazilian Agribusiness
Coordination: Embrapa Cenargen – Damares MonteEmbrapa CTAA – Sonia Couri
A partnership of Embrapa (12 centers) and 11 universities of Brazil
4 years period – starting October 2007
Initial budget from Macroprogram 1 of Embrapa: R$ 2.200.000.00about US$1.2 M
PC2 AntioxidantsEdy Brito de Sousa
PC3 – FibersPatricia Carvalho
PC 4 - Fatty AcidsMarco Aurélio D Bomfim
CoordinationPC 1
Damares Monte
General objective
• To characterize bioactive coumpounds and
functional properties in food crops and native
plants of Brazil, of present or potencial
importance to the Brazilian agribusiness and to
generate biotechnological tools to subsidize
functional food development, aiming at
aggregating value and diversification to
agroindustrial sector with the foccus on
consumers health.
Specific objectives
• 1. To characterize the nutritional composition of foods; to identifybioactive coumponds in food that are rich in carotenoids, flavonoids, poliphenols, vitamins and minerals and to determine their antioxidantactivities in vivo and in vitro; 2. To determine the fiber composition and to evaluate the effect of dieteticfibers on the digestion and absorption of some nutrients;
• 3. To determine the composition of mono and polyunsaturated fatty acids in food crops potentially rich on them;
• 4. To evaluate the effect of processing of the food in their potencial functionality; funcional;5. To generate biotechnological tools for the characterization anddevelopment of food enriched for their functional ingredients.
• 6. To create and maintain a Portal of the Project to make the data availablein a DataBank, with the results obtained in the project.
• To publish at least one book on functional food.
Centros Nacionaisde Temas Básicos9Centros Nacionaisde Produtos13Centros Ecorregionaisde Pesquisa Agroflorestalou Agropecuária
15
Serviços Especiais3Organizações Estaduaisde Pesquisa Agropecuária17
CentrosEcorregionais
AcreAmapáAmazônia OcidentalAmazônia OrientalCerradosClima TemperadoMeio NortePantanalRondôniaRoraimaTabuleiros CosteirosTrópico Semi-Árido
Centros deCommodity
AlgodãoArroz e FeijãoCaprinos e OvinosFlorestasGado de CorteGado de LeiteHortaliçasMandioca e Fruticultura TropicalMilho e SorgoPecuária SudestePecuária SulSuínos e AvesSojaTrigoUva e Vinho
CentrosTemáticos
AgrobiologiaInformática AgropecuáriaAgroindústria TropicalInstrumentação AgropecuáriaMeio AmbienteMonitoramento por SatéliteRecursos Genéticos e BiotecnologiaSolosTransferência de Tecnologia
Serviços Especiais
CaféInformação TecnológicaTransferência de Tecnologia
Unidades Estaduais
Labex Estados Unidose França
A Embrapa e o Sistema A Embrapa e o Sistema Nacional de Pesquisa Nacional de Pesquisa AgropecuAgropecuááriaria
Agroenergia
+ Embrapa África
Centros Nacionaisde Temas Básicos9Centros Nacionaisde Produtos13Centros Ecorregionaisde Pesquisa Agroflorestalou Agropecuária
15
Serviços Especiais3Organizações Estaduaisde Pesquisa Agropecuária17
Agenda de Agenda de integraintegraçção da ão da Embrapa na Embrapa na AmazôniaAmazônia
Fotos: Revista Nosso Pará -n-lineDesafios a enfrentarDesafios a enfrentar--espespéécies nativas cies nativas pouco cultivadaspouco cultivadas
EmbrapaRoraima
EmbrapaAmazônia Ocidental
EmbrapaRondônia
EmbrapaAcre
EmbrapaAmapá
EmbrapaAmazôniaOriental
Convênio MA+Embrapa Meio Norte
Unitins
UEP
A Embrapa na Amazônia LegalA Embrapa na Amazônia Legal
CupuaCupuaçúçú
EmbrapaRoraima
EmbrapaAmazônia Ocidental
EmbrapaRondônia
EmbrapaAcre
EmbrapaAmapá
EmbrapaAmazôniaOriental
Convênio MA+Embrapa Meio Norte
Unitins
UEP
A Embrapa na Amazônia LegalA Embrapa na Amazônia Legal
AAççaaíí
EmbrapaRoraima
EmbrapaAmazônia Ocidental
EmbrapaRondônia
EmbrapaAcre
EmbrapaAmapá
EmbrapaAmazôniaOriental
Convênio MA+Embrapa Meio Norte
Unitins
UEP
A Embrapa na Amazônia LegalA Embrapa na Amazônia Legal
CastanhaCastanha--dodo--brasil brasil (da(da-- Amazônia)Amazônia)
EmbrapaRoraima
EmbrapaAmazônia Ocidental
EmbrapaRondônia
EmbrapaAcre
EmbrapaAmapá
EmbrapaAmazôniaOriental
Convênio MA+Embrapa Meio Norte
Unitins
UEP
A Embrapa na Amazônia LegalA Embrapa na Amazônia Legal
PupunhaPupunha
Fontes de ômega-3 na alimentação
EPA e DHA:Peixes de águas frias:
Microalgas marinhas (como suplementos);
ALA:
linhaça canola vegetais de folhas verdes
soja
plantas
C. muelleri
sardinha Salmão
METODOLOGIAMETODOLOGIA
Material biolMaterial biolóógico:gico:
Cepas de Cepas de Thalassiosira Thalassiosira fluviatilisfluviatilis e e ChaetocerosChaetoceros muellerimuelleri cultivadas em cultivadas em meio F/2 de meio F/2 de GuillardGuillard, modificado (LCM, modificado (LCM--UFSC);UFSC);
Percentual individual relativo do total de ácidos graxos poliinsaturados obtidos na biomassa de Chaetocerosmuelleri eThalassiosira fluviatilis. Derner, 2005.
∆6-desaturase
LA ALA
STA
Ac. eicosatetraenóico
Ac. docosapentaenóico
EPA
DHA
Via biossintéticade ômega-6
Ω3-desaturase
∆5-desaturase
∆4-desaturase
elongase
elongase
Via biossintética de EPA e DHA – Enzimas em processo de clonagem
Proporção
LA:ALA
16:1
*
Great challenges
• IPR issues
• CGEN thigh rules
• Best practices and methodologies (BPL labs?)
(Interlaboratorial practices )
* Interaction with the private sector
* Interaction with other countries + LA + EU
* Finding extra funds
Nutrigenomic LaboratoryEmbrapa Genetic Resources and Biotechnology (Cenargen)
Brasilia, DF
carotenoids- vitamin C-Polyunsaturated fatty acids
- Poliphenols- Antioxidants (DPPH, ABTS)
Project:Banana Biofortification
-Genetic Resources characterization
-Biotechnology (Mol tools developmentand genetic engineering)
Why Bananas?
Bananas are fruits, already a good source of vitamins and minerals.
› Essential staple food for more than 400 millions people in tropical countries;
Grow in more than 120 countries, almost 10 milhões ha, annual production of 98 M tons;
› 4o. Major food in developing countries after rice, wheat and maize;
› About 90% of production by small producers for human consumption;
> In many countries it is the first solid food for babies.
O que é que a banana tem...
Bananas can be a good source of micronutrients
Carotenoids pró-vitamin A highly bioavailableBananas contêm
Bananas have resistant starch….
* Easy to grow and do not need to be replanted every year;
•Survive under broad environment conditions and produce all year long;
* Highly adequate for peri-urban areas, backyards, road sides, etc.
Recursos genéticos de bananaO que se sabe sobre variabilidade genética de micronutrientes...
Caru Roxo
São Thomé
Prata Baby
P. Kermain
Prata
Terra
Caru Roxo
Andreíse
Sá
P Kermain
Ouro
Englberger, L. Carotenoid-rich bananas in Micronesia. InfoMusa Vol 2 no.2 2004
Variation pro-vitamin A in 14 Micronesian banana cultivars:
From 40 to 4960 of ß-carotene eq (µg / 100 g fruit)From 17 to 2067 (µg RE per 250 g eaten/day)
FAO/WHO, 2002500 RE for non-pregnant, non-lactating females (19-65 years)400 RE for children 1-3 years old
1-Maçã 2-Prata 3-Nanica 4-Marmelo 5-Ouro 6-Terra
Carotenóides em bananas comerciais
0
200
400
600
800
1000
1200
1 2 3 4 5 6
Variedades comerciais
ug
po
r 10
0 g
fru
to
Luteína
beta caroteno eq
Análise funcional dos genes clonados
Cultivo de células em suspensão e transformaçãogenética de banana cv. Nanicão
Determinação de Vitamina C - Método de TillmanExperimento 2 - Camu-camu
2288 2223,46 2266,67 2426,49
3258,62 3063,4 3000,55 3133,33
100015002000250030003500
1 2 3 4
Estágios de maturação
Vitam
ina
C
(mg/1
00g)
Polpa Casca
1917Total de singlets
2374Total de clusters
4291Total de gupos
3196Total de aceitos
4896Total de Sequenciassubmetidas
Tabela VITC 6: Relação de possíveis genes identificados na biblioteca de ESTs de camu-camu com similaridade a proteínas relacionadas ao metabolismo do ácido asc
73,025224E-121841687
7Arabidopsis thalianaVITAMIN C DEFECTIVE 2 -VTC2CL293
70,070535E-811841687
7Arabidopsis thalianaVITAMIN C DEFECTIVE 2 -VTC2 CL136
68,629612E-281841687
7Arabidopsis thalianaVITAMIN C DEFECTIVE 2 -VTC2MDI15B02
76,556842E-861476453
2Brassica rapa subsp. pekinensis
monodehydroascorbatereductaseCL86
58,037511e-202493321Nicotiana tabacumL-ascorbate oxidase precursor (Ascorbase)MDI21G04
81,352032E-822754860Fragaria x ananassacytosolic ascorbate peroxidaseCL118
81,555221E-842754860Fragaria x ananassacytosolic ascorbate peroxidaseCL210
67,033919E-174526843
9Vigna unguiculatachloroplast stromal ascorbateperoxidaseMDI29A05
78,867844E-971524194
5Arabidopsis thalianaGDP-mannose-3,5-epimerase/ catalytic CL69
80,1-14E-183069201
1Arabidopsis thalianaGDP-mannose-3,5-epimerase/ catalytic MDI15F06
81,6-13E-455465050
5Oryza sativaGDP-mannose-3'',5''-epimerase GME-1MDI25C09
72,550415e-615092046
7Oryza sativaGDP-mannose pyrophosphorylase, putativeMDI35B05
67,943814E-496061730
3Cyamopsistetragonolobaphosphomannose isomeraseMDI05A05
71,023614E-333489550
2Oryza sativamannose-6-phosphate isomerase, putativeMDI27C03
Identidade %
ORF (pb)
No. ESTs
e-valueGIOrganismoDefiniçãoCódigo
*GI = Gene Identification number; ORF = Open Reading Frame
Bibliotecas de Bibliotecas de cDNAcDNA
ThalassiosiraThalassiosira fluviatilisfluviatilis
Chaetocerus muelleri
∆6-desaturase
LA ALA
STA
Ac. eicosatetraenóico
Ac. docosapentaenóico
EPA
DHA
Via biossintéticade ômega-6
Ω3-desaturase
∆5-desaturase
∆4-desaturase
elongase
elongase
Via biossintética de EPA e DHA – Enzimas em processo de clonagem
Proporção
LA:ALA
16:1
Genômica e equidade global
Capital Econômico – Capital gerado pelo homem
Capital SocialCapital Humano
Capital ambientalSustentabilidade Ecológica
Prosperidade
Pessoas Planeta
Alimentos (FRUTAS)saudáveis
Damares Monte
A caracterização e agregação de valor à nossa biodiversidade é um caminho seguro para o desenvolvimento de alimentos mais saudáveis e para o aumento da renda do produtor rural e
qualidade de vida do consumidor. Damares Monte
Do quintaldo Sr. Sebastião
Rica em pró-vitamina Ae antioxidantes
Ao quintal de populações carentes
e quem sabe
À mesa do consumidor
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