Pesquisa cria biossensor para detectar cobre em cafeeiro

Biossensor baseado em um peptídeo representa um avanço na detecção de íons de cobre presentes na planta do café. Recém-desenvolvida por cientistas da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (DF), a tecnologia inédita poderá proporcionar o desenvolvimento de sistemas portáteis para detecção desse metal na planta, o que hoje só é possível por meio de análises laboratoriais. 

Além das aplicações na detecção de contaminação ambiental e nos vegetais, o biossensor também poderá ser empregado na determinação de origem geográfica do café. Os íons metálicos já vêm sendo utilizados como marcadores para identificar a origem de produtos como vinho e café, segundo conta o pesquisador Marcelo Porto Bemquerer, um dos responsáveis pela tecnologia. “O Brasil é o maior produtor e o segundo maior consumidor de café, o que torna essencial a caracterização da qualidade e origem de produção desse grão”, avalia o cientista. 

O cobre encontrado no café vem principalmente de fertilizantes cúpricos e alguns defensivos químicos utilizados na lavoura. Em determinadas concentrações, pode ser tóxico e provocar alterações fisiológicas na planta.

No Brasil a detecção de íons metálicos ocorre mais comumente na água e no solo. Os métodos para determinar o cobre no solo e sua consequente biodisponibilidade pela planta existem, têm baixo custo e são eficazes, no entanto não são aplicáveis facilmente no campo porque são registrados em equipamentos de grande porte. No caso do biossensor, contudo, é possível fazer a análise até mesmona plantação, caso seja utilizado um potenciostato portátil e eletrodos impressos. Esta fase da pesquisa ainda está em andamento.

Vários estudos apontam que nanopartículas do metal podem liberar íons metálicos que contribuem para a toxicidade em tecidos vegetais. “A aplicação do biossensor para cobre no âmbito da nanotoxicologia é importante. Essa moderna área da investigação tem contribuído fortemente para o meio ambiente e agricultura. Além disso, a toxicidade para o homem não deve ser negligenciada”, diz a pesquisadora da Embrapa Clarissa Pires de Castro, que também participou do desenvolvimento da tecnologia.

Como funciona 

Para testar a aplicação do biossensor, a analista Gabriela Magarelli desenvolveu métodos seletivos de determinação de cobre para aplicação em sementes e frutos de plantas de café, que foram submetidos ao tratamento de fertilizantes cúpricos. As amostras serão comparadas com outras livres de fertilizante. Nessa fase da pesquisa, que encontra-se em andamento, é necessário determinar os parâmetros de validação do método, tais como o limite de detecção, a precisão e a seletividade do método. 

Os cafeeiros são suscetíveis a doenças causadas por fungos, que reduzem de forma significativa o rendimento da planta. Os produtores normalmente pulverizam a lavoura com fungicidas à base de cobre para evitar o problema, o que permite uma solução paliativa, causando impactos negativos no meio ambiente, nos custos com a lavoura e com a saúde.

Ambientalmente mais limpo
Do ponto de vista ambiental, o biossensor é uma das tecnologias que contribuem para a redução no uso de reagentes nas análises eletroquímicas, comparado aos métodos convencionais. Produtos selecionados a partir do dispositivo deverão ter maior valor agregado devido à comprovação e certificação de suas propriedades nutricionais e de ausência dos níveis de íon metálico tóxico acima do permitido. 

Os resultados obtidos nos testes de validação demonstram que a tecnologia deverá influenciar e abranger todas as regiões produtoras de café do Brasil, podendo ser utilizado por produtores rurais, instituições de pesquisa, universidades, órgãos de defesa do consumidor e na produção de dados na caracterização química de diversas espécies de café.

A pesquisa liderada pela Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia foi iniciada em 2015 e será concluída no segundo semestre deste ano, envolvendo cientistas de outras três Unidades da Empresa (Café, Cerrados e Instrumentação) e a Universidade de Brasília (UnB). O projeto está inserido no Arranjo Agronano, liderado pela Embrapa Instrumentação (SP).