Meios de cultivo de baixo custo para a produção de carnes cultivadas
Resumo A carne cultivada representa uma oportunidade promissora para diversificar a produção de proteínas, mas ainda enfrenta barreiras significativas, principalmente relacionadas ao alto custo dos componentes utilizados nos meios de cultura celular. Uma alternativa viável para reduzir esses custos é o aproveitamento de subprodutos agrícolas como matéria-prima para a produção de proteínas por fermentação. Essa abordagem é economicamente atrativa e utiliza recursos amplamente disponíveis. Microrganismos comestíveis, como fungos e microalgas, podem crescer nesses substratos e convertê-los em biomassa rica em proteínas. Após a hidrólise, essas proteínas podem fornecer aminoácidos essenciais e outros nutrientes necessários ao crescimento de células destinadas à produção de carnes cultivadas. O objetivo deste projeto é avaliar o potencial de hidrolisados proteicos derivados de microrganismos para o desenvolvimento de um meio de cultura celular inovador, de baixo custo e eficiente, adequado à produção de carnes cultivadas em larga escala. O conceito de economia circular é um elemento central da proposta, com foco na sustentabilidade e na valorização de resíduos agroindustriais. Ao utilizar esses subprodutos como fonte para o cultivo microbiano e algal, busca-se reduzir desperdícios e produzir proteínas e peptídeos essenciais aos processos de cultivo celular em larga escala/industrial. O projeto também visa otimizar e selecionar os métodos mais eficientes para a extração de proteínas e aminoácidos desses grupos de organismos. Esses avanços contribuirão para tornar a produção de carnes cultivadas mais acessível, sustentável e alinhada às demandas da população do planeta. Autores e filiação
Produção de aromas por fermentação em estado sólido com fungos amazônicos e subprodutos agroindustriais
Resumo O projeto teve como objetivo cultivar fungos amazônicos em subprodutos agroindustriais para produzir aromas que remetam à carne e possam ser aplicados em produtos cárneos análogos. Como o aroma é muito importante para o sabor, espera-se que aromatizantes naturais melhorem o perfil sensorial e a aceitabilidade. No estudo, os fungos foram cultivados em diferentes subprodutos e os aromas mais promissores tiveram seu perfil de voláteis determinado por CG-MS. Imagens Autores e filiação
Castanha-do-brasil: proteínas alternativas para o mercado plant-based
Resumo A demanda por produtos de origem vegetal está crescendo paralelamente à busca por alimentos saudáveis. Considerando o crescimento previsto para o mercado de proteínas alternativas, será necessário não apenas aumentar a oferta desses produtos como também diversificar a opção de proteínas em suas composições. Nesse contexto, a castanha do Brasil, espécie encontrada na região amazônica, apresenta potencial para a extração de suas proteínas, fornecendo ingredientes para o mercado plant based, tais como a farinha parcialmente desengordurada (teor proteico de 32 %) e o concentrado proteico (teor proteico de 56 %) de castanha-do-brasil. Esses ingredientes proteicos, em mistura com outros ingredientes comerciais, são utilizados no preparo de quibes, hamburgueres e na obtenção de proteína texturizada, com ótimas perspectivas de mercado. Solução proposta A torta obtida após a prensagem para a extração do óleo da castanha-do-brasil, o qual é usualmente utilizado na indústria cosmética, representa um resíduo nessa indústria de óleos. Com os protocolos metodológicos propostos nesta pesquisa, esse resíduo gerado (torta da castanha-do-brasil) terá um destino nobre, gerando possibilidade de aumento de renda para as comunidades envolvidas, além das agroindústrias locais que poderão se especializar na tecnologia de extração de proteínas, ampliando as possibilidades de geração de renda e melhorias sociais locais. Vantagem tecnológica A farinha e o concentrado proteico de castanha-do-brasil podem ser obtidos a partir dos resíduos e castanhas não validados para o mercado de castanhas in natura. Esses resíduos de castanhas são utilizados para a extração do óleo, produto nobre utilizado na indústria cosmética, obtendo-se também a torta da castanha-do-brasil. A partir da torta, pode-se aplicar tecnologia (desenvolvida nesta pesquisa) para a obtenção da farinha parcialmente desengordurada e do concentrado proteico de castanha-do-brasil. De acordo com o estudo econômico, tanto a farinha como o concentrado proteico de castanha-do-brasil apresentam rentabilidade positiva, proporcionando receita líquida para o ciclo de produção. TRL do projeto, nível de maturidade – TRL 4 Próximos passos Em futuros trabalhos seria interessante o aprimoramento das técnicas de extração proteica para aumentar a eficiência e reduzir custos, bem como a investigação de possíveis novas aplicações da farinha e do concentrado proteico de castanha-do-Brasil em outros produtos alimentícios, tais como bebidas lácteas ricas em proteína, com apelo de uso após treinos esportivos e snacks extrusados ricos em proteína. Imagens Autores e filiação
BioAmazon2mEAT: Desenvolvimento sustentável de análogos à carne a partir de estruturas proteicas anisotrópicas e matérias-primas da Amazônia
Resumo O projeto objetivou: i) estabelecer um processo de extração aquosa simultânea das frações proteica e gordurosa de caroço de cupuaçu (resíduo de processamento); ii) otimizar estrutura anisotrópica baseada em glúten de trigo em processo de cisalhamento a frio seguido por cozimento sob deformação sustentada; iii) incorporar as frações extraídas no objetivo i) e polpa de açaí desidratada (interesse da comunidade) na matriz do objetivo ii), buscando mimetizar carne em termos de textura e cor. Solução proposta A extração foi capaz de separar as frações proteica e lipídica com bons rendimentos, eliminando extrações por prensagem ou com solventes orgânicos. A estruturação forneceu matrizes anisotrópicas não extrusadas, conforme realidade da comunidade, estáveis à incorporação das matérias-primas amazônicas. Vantagem tecnológica A proposta permite tanto produzir matrizes anisotrópicas sem empregar processo extrusivos quanto aproveitar o caroço de cupuaçu (fruta em vias de ser processada pela comunidade) através de um processo extrativo simples e ambientalmente amigável, capaz de fornecer nutrientes e pigmentos incorporáveis às matrizes. Somando-se o uso da polpa de açaí já processada na comunidade, essa abordagem viabiliza o planejamento de um produto regional e fortalece o desenvolvimento do setor naquela localidade. TRL do projeto, nível de maturidade Extração simultânea: TRL 4-5, estrutura anisotrópica TRL 2-3. Imagens Autores e filiação UFSC UCDavis UNIFESSPA AgroParisTech
Ingrediente proteico sustentável via fermentação do farelo de amendoim para uso em análogos cárneos.
Resumo A partir do farelo de amendoim, subproduto abundante e de baixo custo, o projeto desenvolveu um ingrediente proteico funcional por fermentação, com redução de alérgenos (95%) e aflatoxinas (>50%), aumento de proteína e melhora da funcionalidade. A produção piloto validou a viabilidade técnica e econômica. Com sabor defumado natural e alta retenção de óleo, o ingrediente substitui 100% da proteína de ervilha e até 30% da de soja em formulações de análogos cárneos. Solução proposta A fermentação do farelo de amendoim gerou um ingrediente proteico mais nutritivo, com sabor semelhante a produtos cárneos e sem off-flavors típicos de concentrados vegetais. A solução supera barreiras sensoriais e nutricionais, ampliando o uso do farelo na indústria de proteínas alternativas. Vantagem tecnológica A fermentação do farelo de amendoim gerou um ingrediente proteico funcional com redução de fatores antinutricionais, perfil sensorial atrativo e viabilidade técnica e econômica. Sua principal vantagem tecnológica é combinar desempenho funcional e sabor com baixo custo e escalabilidade. O ingrediente pode ser aplicado em análogos cárneos como substituto total da proteína de ervilha e parcial da de soja, superando barreiras de sabor e promovendo a diversificação de fontes proteicas. Nível de maturidade tecnológica – TRL: 5 Próximos passos Próximos passos incluem otimizar o processo de secagem do ingrediente no tambor rotativo, validar a extrusão em escala contínua e caracterizar os análogos cárneos produzidos. Estudos futuros devem focar em formulações, avaliação sensorial e estabilidade durante o armazenamento. Imagem/foto Autores e filiação
Desenvolvimento de um análogo de filé de pescado combinando gelificação e eletrofiação.
Resumo O trabalho teve como objetivos a produção de fibras ricas em proteínas vegetais utilizando a técnica de eletrofiação; o desenvolvimento de uma estrutura tridimensional mediante a incorporação de fibras eletrofiadas em matrizes de proteínas e polissacarídeos; e a caracterização dos produtos 3D, com foco principal na textura e na capacidade de retenção de água. Era esperada obtenção de um material com propriedades mecânicas análogas às de um filé de pescado. Solução proposta Otimização das condições experimentais para a produção de géis de proteína de ervilha e polissacarídeos com propriedades de textura desejáveis para uso em produtos à base de plantas. Além disso, foi feito o desenvolvimento e a incorporação de fibras eletrofiadas nos géis. Vantagem tecnológica A solução proposta nesse projeto contribui para o desenvolvimento de um processo simples e de baixo custo para a estruturação de proteínas de planta de forma a mimetizar as propriedades de textura de produtos de origem animal. Os géis desenvolvidos apresentam elevado teor proteico e demonstram estabilidade estrutural mesmo quando submetidos a diferentes processos de cocção. A incorporação das fibras contribuiu para aprimorar a aparência visual dos produtos. Nível de maturidade tecnológica – TRL: TRL 2 Próximos passos Os próximos passos envolvem a incorporação de cor, sabor e aroma, bem como explorar e desenvolver novas técnicas de produção de fibras ricas em proteínas, de forma a aumentar a viabilidade econômica e ampliar o potencial de desenvolvimento de produtos análogos com maior apelo sensorial. Imagens Autores e filiação
3DPulSeaFood: um fluxo de trabalho sistemático para impressão 3D de análogos de peixes e frutos do mar inteiros com base em leguminosas.
Resumo O projeto 3DPuISeaFood desenvolveu análogos vegetais de peixes e frutos do mar por impressão 3D e ingredientes à base de pulses. Baseado em uma tecnologia inovadora, desenvolvemos análogos de filés de salmão, anéis de lula e caviar de base vegetal com características nutricionais e sensoriais semelhantes aos produtos de origem animal. A solução integra ainda corantes naturais e processos escaláveis, testados em cinco impressoras, para oferecer alimentos à base de proteínas alternativas. Solução proposta O projeto 3DPuISeaFood desenvolveu tintas alimentícias à base de pulses e análogos de filés vegetais de peixes (salmão), frutos do mar (lula) e caviar utilizando impressão 3D de alimentos. A tecnologia inovadora contribui positivamente à demanda por novos produtos à base de proteínas alternativas. Vantagem tecnológica 3DPuISeaFood desenvolve análogos vegetais de pescados e frutos do mar (salmão, anéis de lula, caviar) utilizando impressão 3D e tintas alimentícias à base de pulses (feijão branco/fava). A tecnologia mimetiza aspectos sensoriais e teor protéico de frutos do mar para produzir alimentos plant-based. Com viabilidade econômica projetada para escala industrial, utiliza ingredientes sustentáveis e oferece uma solução disruptiva com alcance global para o setor de proteínas alternativas. Nível de maturidade tecnológica – TRL: 4 Próximos passos Imagens Autores e filiação
Análogo de peito de frango desossado desenvolvido a partir de cultivo celular 2D e 3D com estrutura de celulose bacteriana.
Resumo A nanocelulose bacteriana (BNC), sintetizada como um suporte (scaffold) comestível a partir da cultura in vitro de Novacetimonas hansenii, foi usada para fornecer estrutura e textura a um análogo de frango cultivado. Células-tronco mesenquimais (MSCs) de ovos livres de patógenos foram cultivadas em 2D (monocamadas) e 3D (esferoides) e integradas ao scaffold de BNC. A forma, viabilidade e rigidez foram mantidos em ambos os modelos. Notavelmente, os modelos em esferoides replicam melhor os ambientes celulares naturais, aumentando o potencial de diferenciação. Esferoides e monocamadas diferenciados foram cultivados com sucesso em hidrogéis de BNC modificados e não modificados com alginato de sódio, mostrando organização semelhante a tecidos cárneos, principalmente na BNC modificada. O protótipo de frango cultivado usando nanocelulose provou ser promissor no desenvolvimento de produtos com co-cultivo de células 2D e 3D. Visualmente, o frango cultivado foi semelhante ao tradicional, se mostrando promissor. Solução proposta Protótipo “análogo de carne de frango” usando esferoides celulares estruturados em um bioscaffold de nanocelulose bacteriana comestível. Vantagem tecnológica A vantagem tecnológica do protótipo é a nova abordagem para produzir carne de frango cultivada usando nanocellulose bacteriana. Os principais avanços tecnológicos deste produto são a sua viabilidade de produção em metade do tempo (7 dias) reportado na literatura com possibilidade de inclusão de diferentes tipos de células (adipócitos, osteócitos e condrócitos) de frango que permaneceram vivas até 18 dias tanto no formato 2D quanto 3D; o scaffold de nanocellulose fornece uma estrutura que imita a textura da carne tradicional, oferecendo um andaime sustentável, biocompatível e comestível para carne cultivada e o método envolveu o co-cultivo de células-tronco mesenquimais (MSCs) 2D e 3D. A aplicação do protótipo no mercado de proteínas alternativas é a opção de um produto diferenciado para flexitarianos, que pode ser personalizado com diferentes células/ingredientes conforme demanda. Nível de maturidade tecnológica – TRL: 4 Próximos passos Para que o protótipo evolua para escalonamento é necessário encontrar formas de reduzir sua umidade, saborizar o produto, conferindo gosto similar ao tradicional, aperfeiçoar textura (talvez com miócitos/miotubos) e encontrar uma empresa disposta a testar os parâmetros em larga escala. Imagens Autores e filiação 1Embrapa Suínos e Aves, BR 153, km 110, 89715-899 Concórdia/SC, Brazil2Embrapa Clima Temperado, BR 392, km 78, 96010971 Pelotas/RS, Brazil
Babaçu e castanha do brasil: agregando valor aos produtos da sociobiodiversidade brasileira.
Resumo Com o intuito de agregar valor e expandir o uso de matérias-primas do Bioma Amazônico, este projeto utilizou farinhas de castanha do Brasil e de mesocarpo de babaçu como substratos para fermentação com a levedura Saccharomyces boulardii. As propriedades probióticas, antioxidantes, antidiabéticas e tecnofuncionais (solubilidade, gelificação, absorção de água e óleo, e capacidades de emulsificação) foram avaliadas, oferecendo novas oportunidades para o desenvolvimento de ingredientes inovadores. Solução proposta Foram obtidos produtos fermentados com propriedades nutracêuticas e funcionais melhoradas, por meio de um processo simples e seguro, transponível para produção em escala piloto e que oferece a oportunidade de implantação da tecnologia em miniusinas comunitárias da região Amazônica. Vantagem tecnológica Nível de maturidade tecnológica – TRL: 2 Próximos passos Aprimoramento das características sensoriais das farinhas fermentadas obtidas para aplicação como ingredientes em formulações de bebidas carreadoras de probióticas de origem não láctea, avaliação das características sensoriais e estudo de estabilidade durante o armazenamento. Imagens Autores e filiação
Baru circular: do fruto ao produto pelo aproveitamento da polpa para produção de ingredientes plant-based.
Resumo O baruzeiro (Dipteryx alata Vog), uma árvore da família das leguminosas do bioma Cerrado, destaca-se por sua facilidade de germinação e múltiplos usos, refletindo a identidade cultural da região. Representando a sociobiodiversidade do Cerrado, o baru é importante tanto para a alimentação quanto para a economia local, principalmente através da venda de suas amêndoas, enquanto sua polpa, rica em sabor, é subutilizada. Nosso projeto visa valorizar integralmente o fruto, alinhando-se aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), especialmente o ODS 12 sobre consumo sustentável. Para isso, firmamos parceria com a Cooperativa de Agricultura Familiar Sustentável (COPABASE), que promove a cadeia produtiva do baru em Minas Gerais, apoiando 112 famílias de cooperados e buscando modernização e eficiência. A cooperativa, que já atua em diversos mercados e possui certificação orgânica, ajudou a moldar nosso projeto, oferecendo informações valiosas sobre as necessidades do setor e facilitando o acesso à matéria-prima necessária para a pesquisa. Solução proposta O projeto incorporou demandas do setor produtivo, do mercado e os desafios tecnológicos e não tecnológicos para definição do seu escopo. Aplicou a ciência, por meio da sua equipe de pesquisadores e infraestrutura de laboratórios, para sua execução. Em termos gerais, a pesquisa considerou a lógica “do fruto ao produto”: da polpa (resíduo do processamento para obtenção da amêndoa) ao produto plant-based formulado. Para esse aproveitamento foram necessárias etapas de: (a) desenvolvimento de processos agroindústrias para aproveitamento da polpa; (b) desenvolvimento de ingredientes que pudessem ser incluídos em formulações de produtos vegetais análogos à carne: uma pasta e uma farinha de polpa de baru, e; (c) formulação de protótipos para testes de uso destes ingredientes; e, (d) incluímos na pesquisa o mapeamento da estrutura de governança da cooperativa e os esforços tecnológicos e não tecnológicos que precisam ser empreendidos para posterior adoção tecnológica. Vantagens tecnológicas Os resultados das análises de caracterização destes ingredientes demonstraram serem fontes importantes de fibras, minerais e carboidratos, enriquecendo as formulações. Além disso, em termos tecnológicos, a presença dos ingredientes contribuiu para manutenção da estrutura dos produtos, evitando que ficassem quebradiços no preparo, e também na mistura dos ingredientes, dando maior homogeneidade ao produto final. Já a presença dos carboidratos preservou a umidade do produto, mantendo sua suculência e diminuindo as perdas de volume após preparação para os testes sensoriais. Lembramos que não se espera produtos finais que sejam formulados exclusivamente de polpa de baru, mas que seja uma formulação na qual a pasta e/ou a farinha entrem como integrantes, colaborando nutricionalmente e tecnologicamente para a qualidade do produto para consumo. Além disso, há a biodisponibilidade da matéria prima, resíduo do processo de extração da amêndoa, o que reduz custos de aquisição. Nível de maturidade tecnológica – TRL: 4 Próximos passos Para avançar na adoção de tecnologias para o baru, a cadeia produtiva enfrenta desafios no processamento do fruto. A obtenção da amêndoa requer equipamentos ergonômicos e produtivos, enquanto o uso da polpa demanda máquinas para descascar e despolpar, pois o método manual resulta em baixa produtividade e contaminações. É crucial validar processos em escala e adquirir equipamentos para desidratação e conservação, além de realizar análises microbiológicas. Testes de novos usos, como na panificação, podem ampliar o portfólio de produtos, e capacitações na coleta dos frutos garantirão qualidade para o processamento. Imagens Autores e filiação Renato Manzini Bonfim – Embrapa Alimentos e Territórios